KR20060069032A - 맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정방법 및 장치 - Google Patents

맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 피검자의 신체특징파라미터, 혈압 측정 명령을 입력받기 위한 입력부; 하나 이상의 고려 인자값을 저장하는 저장부, 상기 피검자에 상응하는 심전도(ECG) 정보 및 광전용적맥파(PPG) 정보를 이용하여 맥파전달시간(PTT)값을 산출하는 PTT 측정부, 상기 혈압측정명령에 상응하여 상기 피검자의 신체특징파라미터, 상기 산출된 맥파전달시간값 및 설정된 회귀식을 이용하여 상기 피검자에 상응하는 혈압값을 산출하는 판단부 및 상기 산출된 혈압값을 표시하는 표시부를 포함하여 구성된다. 따라서, 본 발명에 의해, 피검자가 혈압 측정하기 위하여 개별적인 교정을 우선 수행할 필요가 없고, 비침습적인 방법을 사용하여 간단하게 연속적인 혈압 측정이 가능하다.
혈압, PTT, ECG, PPG

Description

맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정 방법 및 장치{Method and apparatus for measuring blood pressure using pulse transit time and physical characteristic parameters}
도 1은 종래의 맥파전달시간(PTT)을 이용한 혈압 측정 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 맥파전달시간(PTT : Pulse Transit Time)을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 혈압 측정 방법을 나타낸 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : PTT 측정부(110)
145 : 전극
150 : 증폭 및 필터부
155 : ECG 측정부
160 : PPG 센서
170 : PPG 측정부
175 : PTT 산출부
200 : 혈압 측정 장치
210 : 교정부
215 : 판단부
220 : 제어부
225 : 저장부
230 : 입력부
235 : 표시부
본 발명은 맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 측정 초기에 개별적인 교정을 필요로 하지 않고, 비침습적인 방법을 사용하여 간단하게 연속적인 혈압 측정이 가능한 맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.
혈압(blood pressure)이란 혈액이 혈관 내를 흐를 때 혈관벽에 미치는 압력 을 의미한다. 안정시 혈압이 같은 나이의 정상인에 비하여 훨씬 높은 상태를 고혈압, 반대로 훨씬 낮은 경우를 저혈압이라 한다. 병적인 고혈압증에 대한 치료의 기준이 되는 것은 최저혈압이며, 최저혈압이 90㎜Hg 이상인 경우 일반적으로 치료 대상이 되며 고혈압을 방치하면 뇌출혈 등 치명적인 질환이 발생할 위험이 있다. 이와 같이, 혈압은 고혈압 또는 저혈압 환자의 경우 치료 여부 등을 결정하기 위한 지표가 될 수 있다.
종래의 혈압 측정 방법으로는 침습적인 방법과 비침습적인 방법으로 구분할 수 있다.
먼저, 침습적인 방법은 연속적으로 정확한 혈압을 측정할 수 있는 장점은 있으나, 혈관에 도자(catheter)를 삽입해야 하는 기술적인 문제와 감염 및 부작용의 위험이 따르는 단점을 가지고 있다.
다음으로, 비침습적인 방법으로는 코르트코프 소리(korotkoff sound)를 이용하여 혈압을 측정하는 청진법(auscultatory mothod)이 가장 대표적인 혈압 측정 방법이다. 이외에도 혈류의 흐름에 의해 발생하는 진동을 이용하여 혈압을 측정하는 오실로메트리 방법(oscillometry method)이 존재한다. 그러나, 비침습적인 혈압 측정 방법은 커프의 팽창과 수축이 필요하며 연속적인 혈압을 측정하는 것이 불가능한 문제점이 있었다. 또한, 비침습적인 방법 중 토노미터(tonometer)는 연속적인 혈압 파형을 제공할 수 있다는 장점은 있으나, 손목의 움직임과 센서의 위치에 대한 반응이 매우 민감하다는 단점을 가지고 있었다.
상술한 바와 같은 비침습적 혈압 측정 방법들의 단점을 보완하기 위하여, 최 근 ECG(심전도, Electrocardiogram)의 R파와 PPG(광전용적맥파, Photoplethysmography)의 최대값(peak) 사이의 지연시간을 이용한 PTT(맥파전달시간, Pulse Transit Time)를 이용하여 혈압을 비침습적이면서 연속적으로 측정하는 방법이 연구되고 있다.
PTT는 순환기계에 있어 혈관의 긴장도 또는 유순도를 측정하는 맥파전달속도(pulse wave velocity, PWV) 측정법의 일부로서 순환기계 연구에 널리 사용되는 방법이다. PTT는 맥동성 압력파가 대동맥 판막으로부터 말초 부위까지 전달되는 시간이며, 맥파전파속도와 반비례 관계이다. PTT는 혈관 탄성도(elasticity)의 반대 개념인 유순도(compliance)에 비례하며 혈관의 거리, 구경, 혈관벽의 구조적 특성에 의존적이다. 혈관계의 질환, 당뇨병 그리고 노령화가 진행되는 동안 동맥의 유순도를 감소시킴에 따라 PTT는 감소하게 되고 맥파전달속도는 증가하게 된다. PTT 또는 맥파전달속도 측정으로부터 인체에서의 혈관계 질환 또는 그 이외의 질환의 판별수단으로 도움을 받을 수 있다. 인체에서 혈압이 올라가게 되면 동맥의 유순도는 감소하게 되며, 따라서 PTT는 감소하게 된다.
도 1은 종래의 맥파전달시간(PTT)을 이용한 혈압 측정 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 혈압 측정 장치(100)는 PTT 측정부(110), 교정부(115), 제어부(120), 저장부(125), 입력부(130) 및 표시부(135)를 포함한다.
PTT 측정부(110)는 피검자(즉, 혈압 측정을 위한 대상자)의 맥파전달시간 (PTT)을 산출하기 위한 수단으로, 전극(145), 증폭 및 필터부(150), ECG(심전도) 측정부(155), PPG 센서(160), 증폭 및 필터부(165), PPG 측정부(170) 및 PTT 산출부(175)를 포함한다.
전극(145)은 피검자의 심전도 측정용 전극이며, 피검자의 신체를 포함하여 폐회로를 구성하기 위하여 피검자의 양손의 임의의 손가락이 각각 접촉될 수 있도록 복수로 구성될 수 있다. 전극(145)을 통해 입력된 피검자의 아날로그 ECG(심전도) 신호는 증폭 및 필터부(150)에서 미리 지정된 크기의 신호로 증폭되며 또한 노이즈(noise) 신호가 제거된다. 노이즈 신호가 제거된 아날로그 ECG 신호는 디지털 신호로 변환되어 ECG 측정부(155)로 입력되며, ECG 측정부(155)는 입력된 디지털 ECG 신호를 이용하여 피검자의 ECG 정보(예를 들어, ECG 그래프, 각 지점(예를 들어, P, Q, R, S, T - 도 3 참조)에 상응하는 위치 정보 등)를 생성한다. 그리고, 생성된 ECG 정보는 PTT값을 산출하기 위하여 PTT 산출부(175)로 입력된다.
또한, PPG 센서(160)는 피검자의 PPG(광전용적맥파)를 측정하기 위한 센서로서 반사형 PPG 센서가 이용될 수 있다. PPG 센서(160)에 의해 입력된 피검자의 아날로그 PPG 신호는 증폭 및 필터부(165)에서 미리 지정된 크기의 신호로 증폭되며 또한 노이즈(noise) 신호가 제거된다. 노이즈 신호가 제거된 아날로그 PPG 신호는 디지털 신호로 변환되어 PPG 측정부(170)로 입력되며, PPG 측정부(170)는 입력된 디지털 PPG 신호를 이용하여 피검자의 PPG 정보(예를 들어, PPG 그래프, 각 지점(예를 들어, 최대값 - 도 3 참조)에 상응하는 위치 정보 등)를 생성한다. 그리고, 생성된 PPG 정보는 PTT값을 산출하기 위하여 PTT 산출부(175)로 입력된다.
PTT 산출부(175)는 ECG 측정부(155)로부터 입력된 ECG 정보와 PPG 측정부(170)로 입력된 PPG 정보를 이용하여 PPT값(즉, ECG(심전도)의 R파와 PPG(광전용적맥파)의 최대값(peak) 사이의 지연시간)을 산출하여 교정부(115)로 전달한다.
교정부(115)는 피검자의 혈압 측정 이전에 입력부(130)를 통해 입력되는 회귀식 교정 명령에 상응하여 저장부(125)에 미리 저장된 회귀식 생성 프로그램을 이용하여 혈압과 PTT의 관계를 교정한다. 혈압은 수축기 혈압과 이완기 혈압으로 구분할 수 있으나, 여기서는 수축기 혈압(systolic blood pressure)에 관해서만 설명하기로 한다. 교정부(115)는 혈압과 PTT의 관계를 이용하여 교정된 회귀식은 하기 수학식 1에 예시되어 있다.
Figure 112004059710189-PAT00001
상술한 수학식 1에서 SBP는 수축기 혈압을 의미하고, PTT는 맥파전달시간을 의미한다. 상술한 수학식 1에 의해 종래 기술에 따른 혈압 측정 장치(100)는 PTT 측정부(110)에 의해 PTT값만 산출되면 당해 피검자에 상응하는 혈압을 산출할 수 있게 된다.
제어부(120)는 종래 기술에 따른 혈압 측정 장치(100)에 포함된 구성 요소들의 기능을 제어한다.
저장부(125)는 혈압 측정 장치(100)의 운용 프로그램, 회귀식 생성 프로그램 등을 저장한다.
입력부(130)는 하나 이상의 키 버튼을 포함하여 구성되며, 혈압 측정 명령, 회귀식 교정 명령 등을 입력하는 수단이다.
표시부(135)는 측정된 혈압 정보를 표시하는 수단으로, 예를 들어 액정 화면 등으로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 혈압 측정 장치(100)는 혈압 측정시 피검자의 PTT값만이 이용된다. PTT값은 개인별로 차이가 심하기 때문에 회귀식이 해당 피검자에 대하여 특정된 후의 혈압 측정시에는 해당 피검자에 대한 혈압 정보만이 정확하게 측정될 수 있을 뿐이며, 다른 사람이 해당 혈압 측정 장치(100)를 이용하여 혈압 측정을 하기 위해서는 자신의 PTT값과 혈압과의 관계에 상응하는 회귀식이 우선 생성되도록 하여야 한다. 이를 위하여, 피검자는 다른 혈압 측정 장치를 이용하여 자신의 혈압을 측정하고, 또한 동시에 종래 기술에 따른 혈압 측정 장치(100)를 이용하여 PTT값을 산출한 후 측정된 혈압값을 입력부(130)를 통해 입력함으로써 회귀식이 생성되도록 한다.
이와 같이, 종래 기술에 따른 혈압 측정 장치(100)는 측정 초기에 반드시 각 개인에 대해 PTT와 혈압에 대한 개별적인 교정을 해주어야만 혈압 측정이 가능하며 개별 교정을 수행한 각 개인에 대해서만 혈압을 측정하는 것이 가능하다는 한계를 가지고 있었다.
또한, 종래 기술에 따른 혈압 측정 장치(100)는 PTT만을 가지고 혈압을 측정하기 때문에 여러 명이 동일한 혈압 측정 장치(100)를 이용하여 연속적인 혈압 측정이 불가능한 문제점이 있었다.
따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 피검자가 혈압 측정하기 위하여 개별적인 교정을 우선 수행할 필요가 없고, 비침습적인 방법을 사용하여 간단하게 연속적인 혈압 측정이 가능한 맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 혈압 측정 장치를 휴대용 장치로 용이하게 구현할 수 있고, 복수의 피검자가 동시에 사용 가능한 일반식을 이용한 연속적인 혈압 측정을 가능하게 하는 맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정 장치에 있어서, 피검자의 신체특징파라미터, 혈압 측정 명령을 입력받기 위한 입력부; 하나 이상의 고려 인자값을 저장하는 저장부-여기서, 상기 고려 인자값은 신체특징파라미터, 기측정된 혈압값 정보, 및 상기 혈압값 정보에 상응하는 맥파전달시간(PTT : Pulse Transit Time)값을 포함함-; 상기 피검자에 상응하는 심전도(ECG : Electrocardiogram) 정보 및 광전용적맥파(PPG : Photoplethysmography) 정보를 이용하여 맥파전달시간(PTT)값을 산출하는 PTT 측정부; 상기 혈압측정명령에 상응하여 상기 피검자의 신체특징파라미터, 상기 산출된 맥파전달시간(PTT)값 및 설정된 회귀식을 이용하여 상기 피검자에 상 응하는 혈압값을 산출하는 판단부-여기서, 상기 회귀식은 혈압값 및 신체특징파라미터를 각각 변수로 가지는 수학식임-; 및 상기 산출된 혈압값을 표시하는 표시부를 포함하는 혈압 측정 장치가 제공된다.
상기 혈압 측정 장치는 상기 입력부가 회귀식 교정 명령을 더 입력받는 경우, 상기 회귀식 교정 명령에 상응하여 상기 저장부에 저장된 고려 인자값 및 회귀식 갱신을 위해 미리 설정된 통계 분석 방법을 이용하여 상기 기설정된 회귀식을 갱신하는 교정부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 판단부는 상기 교정부에 의해 설정된 회귀식을 이용하여 상기 혈압값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 교정부는 상기 통계 분석 방법을 이용하여 회귀식(즉,
Figure 112004059710189-PAT00002
)의 계수 a 및 b와 상수 c를 갱신하는 것을 특징으로 한다.
상기 통계 분석 방법은 SPSS(Statistical Package of Social Science), SAS(Statistical Analysis System), Minitab, Statistigraph 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 신체특징파라미터는 키, 몸무게, 체지방율, 체지방량, 맥박수, 혈액의 점성도, 혈관의 탄성도, 팔 둘레, 팔 길이 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 각 신체특징파라미터는 독립된 계수를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 혈압 측정 방법을 수행하기 위해 혈압 측정 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 혈압 측정 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어 서, 혈압 측정 명령 및 피검자의 신체특징파라미터를 입력받는 단계; 상기 피검자에 상응하는 심전도(ECG : Electrocardiogram) 정보 및 광전용적맥파(PPG : Photoplethysmography) 정보를 생성하는 단계; 상기 생성된 심전도(ECG) 정보 및 광전용적맥파(PPG) 정보를 이용하여 맥파전달시간(PTT)값을 산출하는 단계; 상기 혈압측정명령에 상응하여 상기 피검자의 신체특징파라미터, 상기 산출된 맥파전달시간(PTT)값 및 설정된 회귀식을 이용하여 상기 피검자에 상응하는 혈압값을 산출하는 단계-여기서, 상기 회귀식은 혈압값 및 신체특징파라미터를 각각 변수로 가지는 수학식임-; 및 상기 산출된 혈압값을 표시하는 단계를 실행하는 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.
상기 프로그램은 회귀식 교정 명령이 입력되는지 여부를 판단하는 단계; 및 회귀식 교정 명령이 입력되면, 이미 저장된 하나 이상의 고려 인자값 및 회귀식 갱신을 위해 미리 설정된 통계 분석 방법을 이용하여 상기 기설정된 회귀식을 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 고려 인자값은 신체특징파라미터, 기측정된 혈압값 정보, 및 상기 혈압값 정보에 상응하는 맥파전달시간(PTT : Pulse Transit Time)값을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회귀식을 갱신하는 단계는 상기 통계 분석 방법을 이용하여 당해 회귀식(즉,
Figure 112004059710189-PAT00003
)의 계수 a 및 b와 상수 c를 갱신하는 것을 특징으로 한다.
상기 통계 분석 방법은 SPSS(Statistical Package of Social Science), SAS(Statistical Analysis System), Minitab, Statistigraph 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 신체특징파라미터는 키, 몸무게, 체지방율, 체지방량, 맥박수, 혈액의 점성도, 혈관의 탄성도, 팔 둘레, 팔 길이 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 각 신체특징파라미터는 독립된 계수를 가지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 맥파전달시간(PTT : Pulse Transit Time)을 나타낸 그래프이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 혈압 측정 장치(200)는 PTT 측정부(110), 교정부(210), 판단부(215), 제어부(220), 저장부(225), 입력부(230) 및 표시부(235)를 포함한다. 도 2에 도시된 각 구성 요소들은 반드시 하드웨어 형태로 구현될 필요는 없으며, 일부 구성 요소들(예를 들어, 교정부(210), 판단부(215) 등)은 동일한 기능을 수행할 수 있도록 생성된 소프트웨어 프로그램의 형태로 구현될 수도 있음은 자명하다.
PTT 측정부(110)는 상술한 바와 같이 피검자(즉, 혈압 측정을 위한 대상자)의 맥파전달시간(PTT)을 산출하기 위한 수단으로, 전극(145), 증폭 및 필터부 (150), ECG(심전도) 측정부(155), PPG 센서(160), 증폭 및 필터부(165), PPG 측정부(170) 및 PTT 산출부(175)를 포함할 수 있다.
전극(145)은 피검자의 심전도 측정용 전극이며, 피검자의 신체를 포함하여 폐회로를 구성하기 위하여 피검자의 양손의 임의의 손가락이 각각 접촉될 수 있도록 복수로 구성될 수 있다. 전극(145)을 통해 입력된 피검자의 아날로그 ECG(심전도) 신호는 증폭 및 필터부(150)에서 미리 지정된 크기의 신호로 증폭되며 또한 노이즈(noise) 신호가 제거된다. 노이즈 신호가 제거된 아날로그 ECG 신호는 디지털 신호로 변환되어 ECG 측정부(155)로 입력되며, ECG 측정부(155)는 입력된 디지털 ECG 신호를 이용하여 피검자의 ECG 정보(예를 들어, ECG 그래프, 각 지점(예를 들어, P, Q, R, S, T - 도 3 참조)에 상응하는 위치 정보 등)를 생성한다. 그리고, 생성된 ECG 정보는 PTT값을 산출하기 위하여 PTT 산출부(175)로 입력된다.
또한, PPG 센서(160)는 피검자의 PPG(광전용적맥파)를 측정하기 위한 센서로서 반사형 PPG 센서가 이용될 수 있다. PPG 센서(160)에 의해 입력된 피검자의 아날로그 PPG 신호는 증폭 및 필터부(165)에서 미리 지정된 크기의 신호로 증폭되며 또한 노이즈(noise) 신호가 제거된다. 노이즈 신호가 제거된 아날로그 PPG 신호는 디지털 신호로 변환되어 PPG 측정부(170)로 입력되며, PPG 측정부(170)는 입력된 디지털 PPG 신호를 이용하여 피검자의 PPG 정보(예를 들어, PPG 그래프, 각 지점(예를 들어, 최대값 - 도 3 참조)에 상응하는 위치 정보 등)를 생성한다. 그리고, 생성된 PPG 정보는 PTT값을 산출하기 위하여 PTT 산출부(175)로 입력된다.
PTT 산출부(175)는 ECG 측정부(155)로부터 입력된 ECG 정보와 PPG 측정부 (170)로 입력된 PPG 정보를 참조하여 미리 지정된 기준에 따른 PPT값을 산출한다. PTT값은 미리 설정된 임의의 두 지점(예를 들어, ECG(심전도)의 R파와 PPG(광전용적맥파)의 최대값(peak) 사이, ECG의 S파와 PPG의 최대값 등)간의 지연시간을 이용하여 산출될 수 있다.
교정부(210)는 제어부(220)로부터 수신되는 교정 제어 신호에 의해 저장부(225)에 저장된 신체특징파라미터들, 종전의 피검자의 혈압 측정 시점에서의 PTT값 및 해당 시점에서의 혈압값을 이용하여 혈압 측정을 위한 회귀식을 갱신한 후 갱신된 회귀식을 판단부(215)로 제공한다. 본 발명에서의 신체특징파라미터는 혈압에 영향을 주는 인자인 키, 몸무게, 체지방(예를 들어, 체지방율, 체지방량), 맥박수, 혈액정보(예를 들어, 혈액의 점성도 등), 혈관 정보(예를 들어, 혈관의 탄성도 등), 팔 둘레, 팔 길이 등을 포함할 수 있다. 교정부(210)는 저장부(225)에 저장된 신체특징파라미터들을 이용하여 회귀식을 갱신하기 위하여 예를 들어 SPSS 통계 프로그램 등과 같은 회귀식 생성 프로그램을 이용할 수 있으며, 회귀식 생성 프로그램은 저장부(225) 또는 교정부(210) 내에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 혈압 측정 장치(200)는 저장부(225)에 저장된 신체특징파라미터들을 이용하여 회귀식을 갱신하므로 해당 피검자에만 특화된 회귀식 산출을 위해 혈압값 측정 전에 교정을 선행할 필요가 없으며, 복수의 사용자들이 동시에 하나의 혈압 측정 장치(200)를 이용하여 혈압값 측정이 가능하다.
판단부(215)는 PTT 산출부(175)로부터 실시간 입력되는 PTT값 및 입력부(230)를 통해 입력된 피검자의 신체특징파라미터를 이용하여 당해 피검자의 혈압값 을 산출한다. 혈압값을 산출하기 위한 회귀식의 예와 회귀식을 이용한 혈압값 산출 과정은 이후 관련 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제어부(120)는 종래 기술에 따른 혈압 측정 장치(100)에 포함된 구성 요소들의 기능을 제어한다. 예를 들어, 제어부(220)는 입력부(230)를 통해 혈압 측정 명령이 입력되면 PTT 측정부(110), 판단부(215) 등으로 PTT값 산출 제어 명령, 혈압값 산출 제어 명령 등을 전송하며, 입력부(230)를 통해 회귀식 교정 명령이 입력되면 교정부(210)로 회귀식 교정 제어 명령을 전송한다. 또한, 도 2에는 교정부(210), 판단부(215) 등이 제어부(220)와 별도의 구성 요소로서 도시되었으나, 당해 구성 요소들은 제어부(220)와 통합되어 구현될 수도 있음은 자명하다.
저장부(225)는 혈압 측정 장치(200)의 운용 프로그램, 회귀식 생성 프로그램, 신체특징파라미터, 측정된 혈압값, 당해 혈압값에 상응하는 PTT값 등을 저장한다. 저장부(225)에 저장되는 신체특징파라미터들에는 표본집단으로 포함된 복수의 일반인들의 신체특징파라미터들과 피검자들의 혈압 측정시 입력된 신체특징파라미터들이 포함될 수 있다.
입력부(230)는 하나 이상의 키 버튼을 포함하여 구성되며, 피검자의 신체특징파라미터, 혈압 측정 명령, 회귀식 교정 명령 등을 입력받는 수단이다.
표시부(235)는 측정된 혈압 정보를 표시하는 수단으로, 예를 들어 액정 화면 등으로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 혈압 측정 방법을 나타낸 순서 도이다. 도 4에 도시된 순서도의 각 단계는 도 2에 도시된 각 구성 요소에 의해 수행되는 단계일 수 있으나 설명의 편의를 위해 혈압 측정 장치(200)에서 실행되는 것으로 통칭하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 입력부(230)를 통해 혈압 측정 명령이 입력되면, 혈압 측정 장치(200)는 단계 410에서 입력부(230)를 통해 회귀식 교정 명령이 입력되는지 여부를 판단한다.
회귀식 교정 명령이 입력되면, 단계 415에서 혈압 측정 장치(200)는 저장부(225)에 저장된 신체특징파라미터, 과거에 측정된 혈압값 및 당해 혈압값 측정시의 PTT 산출값을 이용하여 종래의 회귀식을 갱신한다. 회귀식 갱신시에는 신체특징파라미터, PTT 산출값 및 혈압값간의 관계가 이용된다. 혈압 측정 장치(200)에 의해 갱신된 회귀식은 하기의 수학식 2와 같이 표시될 수 있다. 하기의 수학식 2는 신체특성파라미터로 팔 둘레의 길이, 키, 몸무게, 팔 길이, 체지방율, 체지방량이 이용되는 경우를 가정한 것으로, 예를 들어 SPSS 통계 프로그램 등과 같은 회귀식 생성 프로그램을 이용하여 생성될 수 있다. 그리고, 갱신된 회귀식은 판단부(215) 또는 저장부(225)에 저장된다.
Figure 112004059710189-PAT00004
여기서, SBP는 수축기 혈압을 의미하고, PTT는 맥파전달시간을 의미하며, ArmCIR은 팔 둘레의 길이를 의미한다. 또한, Height는 키를 의미하고, Weight는 몸 무게를 의미하며, ArmLEN은 팔 길이를 의미한다. 또한, BodyFAT은 체지방율을 의미하고, BodyKG은 체지방량을 의미한다.
단계 420에서 혈압 측정 장치(200)는 입력부(230)를 통해 피검자 또는 측정자(예를 들어, 혈압 측정을 수행하는 간호사 또는 피검자 본인)에 의해 당해 피검자에 상응하는 신체특징파라미터를 입력받는다.
단계 425에서 혈압 측정 장치(200)는 측정된 ECG 및 PPG를 참조하여 PTT 산출부(175)를 이용하여 PTT값을 산출한다. PTT 산출부(175)는 ECG 그래프에서의 특정 지점과 PPG 그래프에서의 특정 지점간의 지연 시간을 PPT값으로 산출할 수 있다. 도 4에는 회귀식 갱신, 신체 특징 파라미터의 입력 이후에 PPT값을 산출하는 과정으로 도시되었으나, 실제적으로는 각 단계의 선후는 다양하게 변경될 수 있다.
이후, 단계 430에서 혈압 측정 장치(200)는 미리 저장된 회귀식 또는 단계 415를 통해 갱신된 회귀식, 단계 420을 통해 입력된 신체특징파라미터 및 단계 425를 통해 산출된 PTT값을 이용하여 해당 피검자의 혈압값을 산출한다.
이어서, 혈압 측정 장치(200)는 단계 435에서 피검자의 혈압 정보를 표시부(235)를 통해 디스플레이한다. 표시부(235)를 통해 표시되는 혈압 정보는 단계 430을 통해 산출된 혈압값 및 관련 정보(예를 들어, 당해 피검자의 신체특징파라미터) 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 혈압 측정 장치(200)는 피검자의 ECG와 PPG를 측정하여 PTT를 산출하고, 키, 몸무게, 체지방, 맥박수, 혈액 정보 등을 포함하면서 신체의 특징을 나타내는 신체특징파라미터를 이용하여 혈압과의 회귀분석을 수행하여 알맞은 회귀식을 산출한다. 산출된 회귀식을 이용하여 혈압을 예측할 수 있으며, 비침습적이면서 연속적으로 혈압을 측정할 수 있도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 혈압 측정 장치(200)와 종래 기술에 따른 혈압 측정 장치(100)를 이용하여 각각 혈압을 측정(예측)하였을 때의 오차에 대한 평균과 표준편차에 대한 비교 결과를 예시하면 아래의 표와 같다.
평균 오차 [mmHg] 표준편차
종래기술에 따른 혈압 측정 장치 9.489 6.038
본 발명에 따른 혈압 측정 장치 5.143 3.790
상기 표를 참조하면, PTT만을 이용하여 혈압을 예측하는 경우보다 PTT 및 신체특징파라미터를 이용하여 보다 정확한 혈압값을 예측할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 혈압 측정 장치(200)는 저장부(225)에 저장된 고려 인자값(즉, 신체특징파라미터, 측정된 혈압값, 측정된 혈압값에 상응하는 PTT값)의 수량이 많을수록 보다 정확한 혈압값을 예측할 수 있음은 자명하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정 방법 및 장치는 피검자가 혈압 측정하기 위하여 개별적인 교정을 우선 수행할 필요가 없고, 비침습적인 방법을 사용하여 간단하게 연속적인 혈압 측정이 가능하다.
또한, 본 발명은 혈압 측정 장치를 휴대용 장치로 용이하게 구현할 수 있고, 복수의 피검자가 동시에 사용 가능한 일반식을 이용한 연속적인 혈압 측정을 가능 하게 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 맥파전달시간과 신체특징 파라미터를 이용한 혈압 측정 장치에 있어서,
    피검자의 신체특징파라미터, 혈압 측정 명령을 입력받기 위한 입력부;
    하나 이상의 고려 인자값을 저장하는 저장부-여기서, 상기 고려 인자값은 신체특징파라미터, 기측정된 혈압값 정보, 및 상기 혈압값 정보에 상응하는 맥파전달시간(PTT : Pulse Transit Time)값을 포함함-;
    상기 피검자에 상응하는 심전도(ECG : Electrocardiogram) 정보 및 광전용적맥파(PPG : Photoplethysmography) 정보를 이용하여 맥파전달시간(PTT)값을 산출하는 PTT 측정부;
    상기 혈압측정명령에 상응하여 상기 피검자의 신체특징파라미터, 상기 산출된 맥파전달시간(PTT)값 및 설정된 회귀식을 이용하여 상기 피검자에 상응하는 혈압값을 산출하는 판단부-여기서, 상기 회귀식은 혈압값 및 신체특징파라미터를 각각 변수로 가지는 수학식임-; 및
    상기 산출된 혈압값을 표시하는 표시부를 포함하는 혈압 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력부가 회귀식 교정 명령을 더 입력받는 경우, 상기 회귀식 교정 명령에 상응하여 상기 저장부에 저장된 고려 인자값 및 회귀식 갱신을 위해 미리 설 정된 통계 분석 방법을 이용하여 상기 기설정된 회귀식을 갱신하는 교정부를 더 포함하되,
    상기 판단부는 상기 교정부에 의해 설정된 회귀식을 이용하여 상기 혈압값을 산출하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 교정부는 상기 통계 분석 방법을 이용하여 하기 회귀식의 계수 a 및 b와 상수 c를 갱신하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
    Figure 112004059710189-PAT00005
  4. 제2항에 있어서,
    상기 통계 분석 방법은 SPSS(Statistical Package of Social Science), SAS(Statistical Analysis System), Minitab, Statistigraph 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 신체특징파라미터는 키, 몸무게, 체지방율, 체지방량, 맥박수, 혈액의 점성도, 혈관의 탄성도, 팔 둘레, 팔 길이 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 각 신체특징파라미터는 독립된 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  6. 혈압 측정 방법을 수행하기 위해 혈압 측정 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 혈압 측정 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,
    혈압 측정 명령 및 피검자의 신체특징파라미터를 입력받는 단계;
    상기 피검자에 상응하는 심전도(ECG : Electrocardiogram) 정보 및 광전용적맥파(PPG : Photoplethysmography) 정보를 생성하는 단계;
    상기 생성된 심전도(ECG) 정보 및 광전용적맥파(PPG) 정보를 이용하여 맥파전달시간(PTT)값을 산출하는 단계;
    상기 혈압측정명령에 상응하여 상기 피검자의 신체특징파라미터, 상기 산출된 맥파전달시간(PTT)값 및 설정된 회귀식을 이용하여 상기 피검자에 상응하는 혈압값을 산출하는 단계-여기서, 상기 회귀식은 혈압값 및 신체특징파라미터를 각각 변수로 가지는 수학식임-; 및
    상기 산출된 혈압값을 표시하는 단계를 실행하는 프로그램을 기록한 기록매체.
  7. 제6항에 있어서,
    회귀식 교정 명령이 입력되는지 여부를 판단하는 단계; 및
    회귀식 교정 명령이 입력되면, 이미 저장된 하나 이상의 고려 인자값 및 회귀식 갱신을 위해 미리 설정된 통계 분석 방법을 이용하여 상기 기설정된 회귀식을 갱신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 고려 인자값은 신체특징파라미터, 기측정된 혈압값 정보, 및 상기 혈압값 정보에 상응하는 맥파전달시간(PTT : Pulse Transit Time)값을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회귀식을 갱신하는 단계는 상기 통계 분석 방법을 이용하여 하기 회귀식의 계수 a 및 b와 상수 c를 갱신하는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
    Figure 112004059710189-PAT00006
  9. 제7항에 있어서,
    상기 통계 분석 방법은 SPSS(Statistical Package of Social Science), SAS(Statistical Analysis System), Minitab, Statistigraph 중 적어도 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 신체특징파라미터는 키, 몸무게, 체지방율, 체지방량, 맥박수, 혈액의 점성도, 혈관의 탄성도, 팔 둘레, 팔 길이 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 각 신체특징파라미터는 독립된 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기록매체.
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