KR20100126128A - 저가압 혈압 측정 장치 및 방법 - Google Patents

저가압 혈압 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

저가압 혈압 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 피검자 신체의 피검 부위를 가압한 상태에서 센싱된 맥파의 진폭 크기를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 센싱된 맥파의 진폭 크기가 최대인 시점 이후에 가압이 중단되도록 가압 중단 시기를 제어하고, 가압이 중단되기 이전에 센싱된 맥파에 기초하여 피검자 신체의 혈압을 추정한다.

Description

저가압 혈압 측정 장치 및 방법{Blood pressure monitoring apparatus and method of low pressurization}
본 발명의 적어도 하나의 실시예는 저가압 혈압 측정 장치 및 방법이다.
혈압은 개인의 건강 상태를 파악하는 하나의 척도로 사용되고 있으며, 혈압을 측정할 수 있는 혈압 측정 장치는 의료기관 및 가정에서 흔히 사용된다. 미국 식품의약국(Food and Drug Administration, FDA)은 혈압 측정 장치의 승인 기준으로 미국 선진의료기구협회(Association for the Advancement of Medical Instrumentation, AAMI)에서 요구하는 규격 기준을 만족할 것을 요구한다. 미국 선진의료기구협회가 발행하는 ANSI/AAMI SP10은 혈압 측정 장치의 표시사항, 안전성 및 성능 요구조건의 기준을 제시하고 있다. 혈압을 측정하기 위하여 동맥혈이 지나는 부위에 혈액의 흐름이 멎도록 가압을 한 후 천천히 가압하는 압력을 줄이면서 최초 맥박 소리가 들리는 순간의 압력을 수축기 혈압, 맥박 소리가 사라지는 순간의 압력을 이완기 혈압이라 한다. 디지털 혈압기는 가압 상태에서 측정한 파형을 검출하여 혈압을 산출한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자로 하여금 가압 모드를 선택하도록 하고, 저가압 모드를 이용하여 사용자의 혈관이 폐색(occluding)되지 않는 상태에서 사용자의 고통을 감소시키며 편리하게 혈압을 측정할 수 있는 혈압 측정 장치의 제조를 가능하게 하는 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 또한, 그 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는 데 있다. 본 발명의 적어도 하나의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 혈압 측정 장치와 관련된 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. 이것은 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자들이라면 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 혈압을 측정하는 장치는 피검자 신체의 피검 부위를 가압하는 가압부; 상기 부위에서 맥파를 센싱하는 센싱부; 상기 센싱된 맥파의 진폭 크기에 기초하여 상기 가압부의 가압을 중단시키는 제어부; 및 상기 가압이 중단되기 이전에 센싱된 맥파에 기초하여 상기 피검자 신체의 혈압을 추정하는 추정부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 혈압을 측정하는 방법은 피검자 신체의 피검 부위를 가압한 상태에서 센싱된 맥파의 진폭 크기를 모니터 링하는 단계; 상기 모니터링 결과에 따라 상기 센싱된 맥파의 진폭 크기가 최대인 시점 이후에 가압이 중단되도록 상기 가압 중단 시기를 제어하는 단계; 및 상기 가압이 중단되기 이전에 센싱된 맥파에 기초하여 상기 피검자 신체의 혈압을 추정하는 단계를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 일 실시예는 상기된 혈압을 측정하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
상기된 바에 따르면, 피검자의 혈관을 폐쇄시키지 않는 저가압 모드로 피검자 신체의 혈압을 측정하여, 피검자가 불편함을 느끼지 않고 혈관 폐쇄에 따르는 부작용 없이 혈압을 측정할 수 있다. 또한, 통상적으로 혈관이 폐쇄되는 압력으로 가압하는 완전 가압 모드로 측정된 피검자 신체의 혈압을 이용하여 저가압 모드에서 혈압 추정의 정확성을 향상시킬 수 있다. 사용자로 하여금 가압 모드를 선택할 수 있도록 하여 편리하고 정확한 혈압 측정이 가능한 혈압 측정 장치의 제작이 가능하다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치(100)의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 혈압 측정 장치(100)는 입력부(10), 가압부(20), 센싱부(30), 필터링부(40), 모니터링부(50), 제어부(60), 혈압 연산부(70), 메모 리(80), 및 출력부(90)로 구성된다. 본 명세서에서는 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 본 실시예에 관련된 하드웨어 구성요소(hardware component)들만을 기술하기로 한다. 도 1에 도시된 하드웨어 구성요소들 외에 다른 범용적인 하드웨어 구성 요소들이 포함될 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
본 실시예에 따른 혈압 측정 장치(100)는 피검자 신체의 피검 부위를 가압하여 혈압을 측정하는 혈압 측정 장치에 있어서, 사용자가 혈압 측정 장치(100)의 가압 정도를 선택하여, 저가압 모드 또는 완전 가압 모드로 피검자 신체의 혈압을 측정할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 사용자는 혈압 측정 장치(100)가 피검자 신체의 피검 부위 내부에 존재하는 혈관을 폐색(occluding)시키는 정도까지 피검자 신체를 가압하거나 또는 상기 혈관을 폐색시키지 않도록 가압한 상태에서 피검자 신체의 혈압을 측정할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 혈관을 폐색시키는 정도까지 가압하는 경우를 완전 가압 모드라고 호칭하고, 혈관을 폐색 시키지 않고 가압하는 경우를 저가압 모드라고 호칭하기로 한다. 또한, 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 피검자 신체의 피검 부위는 피검자 신체의 손목, 손가락, 팔뚝 등의 혈압을 측정하기 위한 신체의 모든 부위를 포함함을 알 수 있다.
혈압(blood pressure)은 심장에서 보내진 혈액이 혈관 속을 흐르고 있을 때 혈관벽에 미치는 압력 값을 의미하고, 혈관의 이름에 따라 동맥혈압, 모세관 혈압, 정맥 혈압 등으로 구별된다. 혈압은 심장박동에 의하여 변동한다. 또한, 혈압은 심 실이 수축하여 혈액이 동맥 속으로 밀려나갔을 때의 수축기 혈압 및 심실이 확장하여 혈액이 밀려나가지 않을 때에도 동맥벽에 탄력이 있어 혈액을 압박하고 있을 때의 이완기 혈압을 모두 포함한다.
맥파(sphygmus wave)는 맥박(pulse)이 말초 신경까지 전하여지면서 이루는 파동이다. 맥박은 심장 박동으로 인하여 대동맥 속으로 유입되는 혈류의 압력이 다른 동맥에 나타나는 현상이다. 즉, 심장이 수축할 때마다 심장으로부터 대동맥을 통하여 전신에 혈액이 공급되고, 대동맥에 압력의 변동이 발생한다. 이러한 압력의 변동은 손과 발의 말초 소동맥까지 전달되고, 맥파란 이러한 압력의 변동을 파형으로 표현한 것이다. 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 혈압 측정 장치(100)는 혈압을 측정하기 위하여 맥파 및 혈관 벽에 미치는 압력 중 적어도 어느 하나를 측정할 수 있음을 알 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 혈압 측정 방법이란 필요에 따라 혈압 및 맥파 중 적어도 어느 하나를 측정할 수 있는 방법을 뜻한다.
본 실시예에 따른 혈압 측정 장치(100)는 비침습적(noninvasive) 방법을 이용하여 혈압을 측정한다. 비침습적(noninvasive) 방법은 혈압을 측정하고자 하는 부위를 가압한 상태에서 혈압을 측정한다. 예를 들어 설명하면, 피검자 신체의 피검 부위에 압박대(cuff)를 감고 공기를 넣어 압박하여 대동맥, 상완동맥 또는 요골동맥의 혈류가 멎는 때의 압력을 측정한다. 즉, 비침습적 방법은 혈관 외부에서 혈압을 측정한다. 비침습적 방법은 코르트코프 소리(korotkoff sound)를 이용하여 혈압을 측정하는 청진법(auscultatory method), 혈류의 흐름에 의해 발생하는 진동을 이용하여 혈압을 측정하는 오실로메트릭 방법(oscillometry method), 토노미터(tonometer), 맥파전달시간(PTT, Pulse Transit Time)을 이용하여 측정하는 방법 등이 있다.
비침습적 방법에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 청진법은 동맥혈이 지나는 신체 부위에 충분한 압력을 가해 혈액의 흐름을 차단한 후 감압하는 과정에서 처음으로 맥박 소리가 들리는 순간의 압력을 수축기 혈압으로 측정하고, 맥박 소리가 사라지는 순간의 압력을 이완기 혈압으로 측정하는 방법이다.
오실로메트릭 방법과 토노미터 방법은 디지털화된 혈압 측정 장치에 적용된다. 오실로메트릭 방법은 청진법과 마찬가지로 동맥의 혈류가 차단되도록 신체 부위를 충분히 가압한 후 감압 과정에서 발생하는 혈관의 진동을 감지하여 수축기 혈압과 이완기 혈압을 측정한다. 상기 감압 과정에서 혈관 진동의 진폭이 최대인 순간과 비교하여 임의로 정의된 수준인 때의 압력을 수축기 혈압 및 이완기 혈압으로 측정할 수 있다.
비침습적 방법에 의하여 혈압을 측정하는 경우, 혈액의 흐름이 차단될 때까지, 즉, 혈관이 폐색될 때까지 피검자 신체를 가압하여야 한다. 주기적이고 빈번한 혈압 측정이 요구되는 피검자의 경우 반복적인 혈관의 폐쇄는 혈액의 흐름을 방해하기 때문에 피검자의 정확한 혈압을 측정하지 못하도록 하거나, 말초 혈관에서의 혈액 부족에 따른 부작용을 일으킬 수 있다. 또한, 강한 가압 압력에 따른 고통, 모세혈관 파열에 의한 멍 등의 피검자의 불편함을 초래하고, 고혈압 환자는 통상의 가압 압력보다 더 높은 압력으로 가압하여야 하는 불편함도 존재한다. 따라서, 본 실시예에 따른 혈압 측정 장치(100)는 저가압 모드를 이용하여 피검자의 불편 없이 혈압을 측정할 수 있고, 가압 시간의 단축에 따른 혈압 측정 시간이 단축될 수도 있다. 또한, 사용자로 하여금 가압 모드를 선택할 수 있도록 하여, 주기적으로 완전 가압 모드에 의한 혈압을 산출하고, 산출된 혈압을 이용하여 저가압 모드를 이용한 혈압 추정에 사용되는 관계식을 보정하고, 완전 가압 모두 및 저가압 모드에 의하여 측정된 혈압의 오차를 산출할 수 있다.
본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예에서 혈압 측정 장치(100)는 상기에서 제시한 비침습적으로 혈압을 측정하기 위한 모든 방법에 적용이 가능하고, 예를 들어 팔뚝형, 손목형 또는 손가락형 혈압계에 사용이 가능함을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면 피검자의 고통을 최소화하고 빠른 혈압 측정이 가능한 혈압 측정 장치(100)의 제작이 가능하게 된다.
입력부(10)는 사용자로부터 가압부(20)의 가압 정도를 결정하는 가압 모드를 선택하기 위한 입력 신호를 획득한다. 사용자는 입력부(10)를 통하여 가압부(20)의 가압 정도를 결정하는 가압 모드를 선택할 수 있다. 가압 모드는 상기 피검자 신체 피검 부위의 내부에 존재하는 혈관이 폐색될까지 가압하는 완전 가압 모드 및 혈관을 폐색시키지 않는 저가압 모드 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 입력부(10)는 사용자로부터 입력 신호를 획득하기 위한 모든 장치를 포함한다. 예를 들어 설명하면, 입력부(10)는 키보드, 마우스, 터치 패드, 음성 인식 장치 등을 포함한다.
가압부(20)는 혈압을 측정하고자 하는 신체의 피검 부위에 압력을 가한다. 가압부(20)는 신체의 피검 부위에 압력을 가하기 위한 가압 수단(예를 들면, 커프, 손목 밴드 등)과 상기 가압 수단을 돌출되거나 수축되도록 구동하는 엑츄에이터를 포함할 수 있다. 신체의 피검 부위는 상기에서 설명한 혈압을 측정하기 위한 방법에 따라 상완 동맥이 위치하는 팔뚝, 요골 동맥이 위치하는 손목 또는 손가락 등의 혈관이 지나가며 혈압을 측정할 수 있는 신체의 모든 부위를 포함한다. 가압부(20)는 엑츄에이터를 이용하여 가압 수단이 돌출 또는 수축되도록 하여 혈압을 측정하기 위한 신체의 피검 부위(예를 들면, 팔뚝, 손목, 손가락 등)를 가압한다. 또한, 가압부(20)는 제어부(60)에 의하여 가압 중단 시기가 제어된다.
센싱부(30)는 혈압을 측정하고자 하는 부위에 압력이 가해지는 동안 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 상기 가압된 부위 내부의 혈관에 미치는 압력 값 및 맥파를 센싱한다. 본 실시예에서 센서는 압력 센서, PPG 센서 등이 일반적이나 이에 한정되지 않고 혈관의 압력 값을 검출하기 위한 모든 장치를 포함함을 알 수 있다. 센싱부(30)는 센서를 이용하여 가압부(20)가 가압한 신체 부위 내부의 혈관 압력 및 맥파를 센싱한다.
좀 더 상세히 설명하면, 가압부(20)는 혈압을 측정하고자 하는 피검자 신체 부분을 가압하는 압력을 점점 증가시키다가, 사용자로부터 선택된 가압 모드에 따른 제어부(60)의 제어에 의하여 가압 행위가 중단된다. 사용자가 선택한 가압 모드가 완전 가압 모드이면 가압부(20)는 상기 피검자 신체의 피검 부위 내부에 있는 동맥의 혈류가 멎는 순간까지 가압한 후 가압 행위를 중단한다. 이때, 동맥의 혈류가 멎는 순간까지 도달하기 위한 값은 일반적으로 수축기 혈압 이상의 값이다. 예를 들어 설명하면, 가압부(20)는 가압 압력을 증가시키다가 가압 압력이 140mmHg 이내가 되면 가압 행위를 중단한다. 다만, 통상적으로 피검자의 혈관을 폐색시키는 가압 압력인 140mmHg는 본 실시예에 따른 하나의 예시일 뿐이고, 사용 환경에 따라 사용자가 다양하게 설정할 수 있다.
사용자가 선택한 가압 모드가 저가압 모드이면 가압부(20)는 제어부(60)의 제어에 의하여 가압 행위가 중단된다. 저가압 모드가 선택된 경우 가압부(20)의 가압 중단 시기를 제어하는 방법은 이하 모니터링부(50)에서 상세히 설명한다.
센싱부(30)는 가압 부분의 혈관에 미치는 압력 및 맥파를 센싱한다. 센싱부(30)는 가압부(20)가 압력을 가하기 이전, 또는 가압부(20)가 압력을 가하는 순간부터, 가압 행위가 중단된 이후까지의 혈관에 미치는 압력 및 맥파를 측정한다. 센싱되는 시간은 사용환경에 따라 사용자가 임의로 설정할 수 있으나, 완전 가압 모드가 선택된 경우 일반적으로 동맥 혈류가 멎은 후 동맥 혈류가 정상적으로 순환될 때까지로 설정할 수 있다. 센싱부(30)는 혈관에 미치는 압력을 센싱하고, 센싱된 값들을 필터링부(40)로 전송한다.
필터링부(40)는 센싱부(30)가 센싱한 압력 값들의 고주파 대역 및 저주파 대역을 각각 분리하여 통과시킨다. 필터링부(40)는 경계 주파수보다 높은 주파수 대역의 신호는 감쇄 없이 통과시키고 경계 주파수보다 낮은 차단 주파수 대역의 신호들은 감쇄를 주는 고역 필터(high pass filter) 및 경계 주파수보다 낮은 주파수 대역의 신호는 감쇄 없이 통과시키고 경계 주파수보다 높은 차단 주파수 대역의 신호들은 감쇄를 주는 저역 필터(low pass filter)를 포함한다.
필터링부(40)에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예 에 따른 필터링부(40)를 통과한 파형을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 신체의 피검 부위를 가압하는 가압 압력 그래프(21), 상기 부위에서 센싱한 압력 파형 그래프(22) 및 필터링부(40)를 통과한 압력 파형 그래프들(23, 24)이 도시되어 있다.
가압 압력 그래프(21)는 가압부(20)에서 혈압을 측정하고자 하는 피검 부위에 가하는 증압 조건을 도시하고 있다. 상기에서 설명한 바와 같이, 가압부(20)에서 가하는 가압 압력(211)은 계속적으로 증가하다가 가압 행위가 중단된다. 입력부(10)를 통하여 선택된 가압 모드에 따라 제어부(60)는 가압부(20)의 가압 중단 시기를 제어한다. 예를 들어 설명하면, 완전 가압 모드가 선택된 경우 가압 압력(211)은 140mmHg까지 증가하다가 가압 행위가 중단될 수 있다. 저가압 모드가 선택된 경우 가압 압력(211)은 모니터링부(50)의 진폭 크기 모니터링 결과에 따라 진폭 크기가 최초로 감소하는 시점(예를 들어, 100mmHg)에서 가압 행위가 중단될 수 있다.
센싱한 압력 파형 그래프(22)는 센싱부(30)에서 센싱된 파형(221), 즉 상기 부위의 맥파 및 압력 파형을 도시하고 있다. 센싱부(30)로부터 센싱된 파형(221)은 고주파 대역 성분의 신호 및 저주파 대역 성분의 신호를 모두 포함하고 있다. 필터링부(40)의 고역 통과 필터는 고주파 신호(예를 들어, 0.5Hz 이상 30Hz 이하의 주파수 대역에 존재하는 신호)를 통과시키고 저주파 신호에 감쇄를 가하고, 필터링부(40)의 저역 통과 필터는 저주파 신호(예를 들어, 0.5Hz 미만의 주파수 대역에 존재하는 신호)를 통과시키고 고주파 신호에 감쇄를 가한다. 따라서, 센싱부(30)에 의하여 센싱된 값은 필터링부(40)를 통과하면 저주파 대역 압력 파형(231) 및 고주 파 대역 압력 파형(241)이 된다. 다만, 본 실시예에서 혈압 측정 장치(100)는 고주파 대역 성분의 신호를 이용하기에 이하에서는 설명의 편의를 위하여 필터링부(40)를 통과한 파형은 고주파 대역 압력 파형(241)을 지칭하는 것으로 한다. 필터링부(40)는 통상의 고역 필터 및 저역 필터를 포함하고, 고역 필터 및 저역 필터는 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하기에 자세한 설명은 생략한다.
다시 도 1을 참조하면, 모니터링부(50)는 필터링부(40)를 통과한 신호의 진폭 크기를 모니터링한다. 좀 더 상세히 설명하면, 필터링부(40)를 통과한 파형 중 고주파 대역 성분의 파형에 대하여 진폭의 크기를 모니터링하고, 모니터링 결과를 제어부(60)로 전송한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진폭 크기의 모니터링 방법을 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 고주파 대역 압력 파형(31)이 압력 대비 진폭의 관계로 도시되어 있다. 고주파 대역 압력 파형(31)은 상기 도 2에서 설명한 고역 필터를 통과한 파형에 해당할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 진폭의 크기를 각각 a1(311), a2(312), a3(313), ... 라고 하면 모니터링부(50)는 상기 진폭 크기 a1(311), a2(312), a3(313), ...를 모니터링하고, 모니터링 결과를 제어부(60)로 전송한다. 예를 들어 설명하면, 저가압 모드가 선택된 경우 진폭 크기가 증가하다가 최초로 감소하는 이벤트가 검출되면, 검출 결과를 제어부(60)로 전송한다. 또는, 완전 가압 모드가 선택된 경우 진폭 크기를 모니터링하다가 혈관을 폐색시키는 압력에 해당하는 진폭 크기가 검출되면, 검출 결과를 제어부(60)로 전송한 다. 이하 제어부(60)에서 가압부(20)의 제어 방법을 상세히 설명한다.
다시 도 1을 참조하면, 제어부(60)는 센싱된 맥파의 진폭 크기에 기초하여 상기 가압부의 가압을 중단시킨다. 제어부(60)는 입력부(10)로부터 입력 신호를 획득하고 모니터링부(50)로부터 진폭 크기의 모니터링 결과를 획득하여 가압부(20)를 제어한다. 입력부(10)에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 완전 가압 모드 또는 저가압 모드 중 어느 하나를 선택하는 입력 신호를 입력부(10)로부터 획득하면, 제어부(60)는 모니터링부(50)로부터 획득한 모니터링 결과에 기초하여 가압부(20)의 가압 행위를 중단시킨다.
완전 가압 모드가 선택된 경우를 예로 들어 설명하면, 제어부(60)는 모니터링부(50)로부터 획득한 모니터링 결과 진폭 크기가 추정 혈압을 결정하기 위한 크기에 도달한 경우 또는 가압부(20)의 가압 압력이 혈관이 폐색되는 정도의 값에 도달하면 가압 행위를 중단하도록 가압부(20)를 제어할 수 있다.
완전 가압 모드가 선택되면 혈관이 폐색될 때까지 피검자 신체를 가압하여야 하기에, 가압 압력을 증가시키다가 통상적으로 혈관이 폐색되는 압력인 140mmHg에 도달하면 제어부(60)는 가압부(20)의 가압 행위를 중단시킨다. 도 2를 참조하여 설명하면, 가압 압력(211)이 증가하다 임의의 압력, 예를 들어 140mmHg에 도달하는 순간 가압 행위를 중단시킬 수 있다.
모니터링부(50)로부터 획득한 모니터링 결과를 이용하여 가압부(20)를 제어하는 경우, 진폭 크기가 최대 진폭 크기에 대하여 추정 혈압을 결정하기 위한 비율을 가질 때 가압부(20)의 가압 행위를 중단시킬 수 있다. 도 3을 참조하여 예를 들 어 설명하면, 모니터링부(50)는 진폭 크기를 모니터링하여 진폭 크기가 최대인 순간의 진폭 크기 a7(317)와 상기 진폭 크기 a7(317) 대비 추정 혈압을 결정하기 위한 비율만큼의 진폭 크기가 나타나는 순간을 모니터링한다. 이때, 추정 혈압을 결정하기 위한 비율은 수축기 혈압을 결정하기 위하여 통상적으로 사용하는 특성비(characteristic ratio)를 의미하고, 예를 들어 추정 혈압을 결정하기 위한 비율은 40%가 될 수 있으나 이에 한정되지 않고 다양한 비율을 가질 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다. 추정 혈압을 결정하기 위한 비율이 40%라고 하면, 모니터링부(50)는 진폭 크기를 모니터링하여 최대 진폭 크기 a7(317) 대비 40%에 해당하는 진폭 크기를 가지는 값이 검출되면, 검출 결과를 제어부(60)로 전송하고, 제어부(60)는 가압부(20)의 가압 행위를 중단시킬 수 있다. 이때, 가압 중단 시기는 최대 진폭 크기 대비 40%에 해당하는 진폭 크기보다 작은 진폭 크기가 모니터링되는 순간이다.
저가압 모드가 선택된 경우를 예로 들어 설명하면, 제어부(60)는 센싱된 맥파의 진폭 크기가 최대인 시점 이후에 상기 가압부의 가압을 중단시킨다. 즉, 모니터링부(50)로부터 획득한 모니터링 결과 진폭 크기가 최초로 감소하는 순간 가압부(20)의 가압 행위를 중단시킬 수 있다. 모니터링부(50)는 진폭 크기를 모니터링하여 진폭의 크기가 계속 증가하다가 최초로 진폭 크기가 감소되는 순간 가압부(20)의 가압 행위를 중단시킬 수 있다. 도 3을 참조하여 설명하면, 모니터링부(50)가 진폭 크기가 a8(318)인 진폭을 모니터링하는 순간 제어부(60)는 가압 부(20)의 가압 행위를 중단시킨다. 다만, 저가압 모드로 피검자의 혈압을 측정하는 경우 가압부(20)의 가압을 중단시키기 위하여 맥파의 진폭 크기가 최초로 감소하는 순간은 본 실시예에 따른 하나의 예시일 뿐이고, 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이에 한정되지 않고, 센싱된 맥파의 진폭 크기가 최대인 시점 이후라면 언제라도 가압을 중단시킬 수 있음을 알 수 있다.
이와 같이, 저가압 모드가 선택되면 가압부(20)는 피검자 신체의 혈관을 폐색시키지 않고 상기 피검자 신체의 혈압을 측정할 수 있다. 따라서, 피검자는 혈관 폐색에 따른 고통이나 부작용 없이 혈압을 측정할 수 있다. 또한, 가압 시간의 단축에 따라 혈압 측정 시간이 짧아지기에 연속적 혈압 측정이 가능하게 된다.
다시 도 1을 참조하면, 제어부(60)는 혈압 측정 장치(100)의 하나 또는 복수 개의 프로세서에 해당할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 또한, 본 실시예에서 제어부(60)는 가압부(20) 외에도 혈압 측정 장치(100)의 모든 구성 요소들을 제어할 수도 있음을 알 수 있다.
혈압 연산부(70)는 필터링부(40)로부터 획득한 파형을 이용하여 피검자 신체의 혈압을 추정하고, 저가압 모드로 측정된 파형을 이용하여 수축기 혈압을 산출하기 위한 관계식을 보정하고, 저가압 모드로 측정된 혈압 및 완전 가압 모드로 측정된 혈압의 오차를 산출한다. 도 4는 도 1에 도시된 혈압 연산부(70)를 좀 더 상세 히 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 혈압 연산부(70)는 추정부(71), 보정부(72) 및 오차 산출부(73)로 구성되어 있다. 추정부(71)는 제 1 결정부(711), 제 2 결정부(712) 및 수축기 혈압 산출부(713)로 구성된다.
제 1 결정부(711)는 완전 가압 모드가 선택된 경우 필터링부(40)로부터 획득한 파형을 이용하여 피검자 신체의 수축기 혈압, 이완기 혈압 및 평균 혈압 중 적어도 어느 하나를 결정한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 완전 가압 모드가 선택된 경우 신체의 피검 부위에서 측정한 파형을 도시한 도면이다. 이하에서는 본 실시예에 따른 오실로메트릭 방법에 의하여 측정된 혈압 결정법에 관하여 설명할 것이나, 상기에서 설명한 바와 같이 혈압 측정 방법은 오실로메트릭 방법에 한정되지 않음을 알 수 있다. 도 5를 참조하면, 도 5에 도시된 그래프는 도 2에서 도시한 고주파 대역 압력 파형(241)을 압력 대비 진폭(amplitude)의 관계로 도시하였다.
맥파의 최대 진폭(51)을 가지는 지점이 가지는 압력을 평균 혈압(Mean Arterial Pressure: MAP)(54)이라 한다. 평균 혈압(54)은 가압부(20)에서 가압한 압력과 센싱부(30)에서 센싱한 혈관 압력이 동일한 시점을 의미한다. 통상의 혈압 측정 장치에 있어서 맥파의 평균 혈압(54)을 기준으로 특성비(characteristic ratio)를 이용하여 이완기 혈압(55) 및 수축기 혈압(56)을 결정한다. 특성비란 맥파의 최대 진폭(51)에 대응하여 추정 혈압을 결정하기 위한 비율의 진폭을 가지는 지점을 각각 이완기 혈압(55) 또는 수축기 혈압(56)으로 정의할 때, 상기 추정 혈압을 결정하기 위한 비율을 특성비로 정의할 수 있다. 이때, 추정 혈압은 수축기 혈압 및 이완기 혈압 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 최대 진폭(51) 대비 A%의 진폭(52)을 가지는 압력을 이완기 혈압(55)으로 결정하고, 최대 진폭(51) 대비 B%의 진폭(53)을 가지는 압력을 수축기 혈압(56)으로 결정할 수 있다. 상기에서 A% 또는 B%와 같은 특성비는 본 실시예에 따른 혈압 측정 장치(100)의 제작자 또는 사용자에 의하여 사용 환경에 따라 다양하게 설정가능 하다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 추정 혈압을 결정하기 위한 비율 A는 70, B는 40으로 각각 정의될 수 있다. 즉, 최대 진폭(51) 대비 70%의 진폭을 가지는 압력을 이완기 혈압(55)으로 결정하고, 최대 진폭(41) 대비 40%의 진폭을 가지는 압력을 수축기 혈압(46)으로 결정할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제 1 결정부(711)는 필터링부(40)로부터 획득한 파형에 대하여 특성비를 이용하여 평균 혈압(54), 이완기 혈압(55) 및 수축기 혈압(56) 중 적어도 어느 하나를 결정한다. 평균 혈압(54), 이완기 혈압(55) 및 수축기 혈압(56)의 결정 방법은 상기 도 5에서 상세히 설명하였기에 자세한 설명은 생략한다. 제 1 결정부(711)에 의하여 결정된 혈압들은 완전 가압 모드에서 측정한 피검자 신체의 혈압으로 추정되고, 출력부(90)를 통하여 사용자에게 출력되거나, 보정부(72)에 의하여 메모리(80)에 저장된 관계식을 갱신하거나, 또는 오차 산출부(73)에 의하여 완전 가압 모드와 저가압 모드에 의하여 측정한 혈압들 간의 오차를 산출하는데 사용될 수 있다.
제 2 결정부(712)는 저가압 모드가 선택된 경우 필터링부(40)로부터 획득한 파형을 이용하여 피검자 신체의 이완기 혈압 및 평균 혈압 중 적어도 어느 하나를 결정한다. 제 2 결정부(712)는 저가압 모드가 선택된 경우이기에 필터링부(40)로부 터 진폭 크기가 최대인 순간까지의 파형을 획득한다. 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 저가압 모드가 선택된 경우 신체의 피검 부위에서 측정한 파형을 도시한 도면이다. 도 5에서 설명한 바와 같이 제 2 결정부(712)는 필터링부(40)로부터 획득한 파형을 이용하여 평균 혈압(64) 및 이완기 혈압(65)을 결정한다. 다만, 저가압 모드가 선택되었으므로 제 2 결정부(712)는 도 6에 도시된 바와 같이 모니터링부(50)에 의하여 진폭의 크기가 최대인 지점(61)으로부터 하나의 진폭을 더 포함하는 파형을 필터링부(40)로부터 획득한다. 모니터링부(50)는 진폭의 크기를 모니터링하다가 진폭의 크기가 감소하는 이벤트를 검출하면, 검출 결과를 제어부(60)로 전송하고, 제어부(60)는 가압부(20)의 가압을 중단시킨다. 따라서, 제 2 결정부(712)는 진폭의 크기가 최대인 지점(61) 근처까지의 파형을 획득할 수 있고, 그 결과 평균 혈압(64) 및 이완기 혈압(65) 중 적어도 어느 하나를 결정한다. 저가압 모드에서는 피검자 신체의 혈관이 폐색되지 않았기 때문에 본 실시예에 따른 제 2 결정부(712)는 수축기 혈압을 결정하지 못한다.
다시 도 4를 참조하면, 수축기 혈압 산출부(713)는 제 2 결정부(712)로부터 획득한 평균 혈압 및 이완기 혈압에 기초하여 수축기 혈압을 산출한다. 좀 더 상세히 설명하면, 수축기 혈압 산출부(713)는 본 실시예에 따른 혈압 측정 장치(100)에 미리 저장되어 있는 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압의 상관 관계를 나타내는 관계식을 이용하여 수축기 혈압을 산출할 수 있다. 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예에 따른 관계식은 혈압 측정 장치(100)의 메모리(80)에 미리 저장되어 있는 것이 일반적이나 이에 한정되지 않고, 혈압 측정 장치(100) 외부로부터 획득하여 수축기 혈압을 산출하는데 이용하거나 또는 혈압 측정 장치(100) 내부에 있는 기타 다른 장치로부터 획득하여 수축기 혈압을 산출하는데 이용할 수도 있음을 알 수 있다.
관계식을 이용하여 수축기 혈압을 산출하는 방법에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 통상적으로 혈압을 측정하는 상완 동맥의 경우 상완 동맥 내 혈압 파형의 약 1/3이 수축기 동안의 혈압 파형을 나타내고, 나머지 2/3가 이완기 동안의 혈압 파형을 나타낸다. 이는 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하기에 상세한 설명은 생략한다. 상기와 같은 통상적인 심장의 수축 및 이완에 의한 압력 파형 특성에 기초하여 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 이용하여 평균 혈압을 산출하는 식을 수학식 1로 정의할 수 있다.
Figure 112009030973803-PAT00001
수학식 1에서 MAP는 평균 혈압, DBP는 이완기 혈압, SBP는 수축기 혈압을 나타낸다. 수학식 1을 평균 혈압 및 이완기 혈압에 대한 수축기 혈압의 관계식으로 정리하면 수학식 2와 같다.
Figure 112009030973803-PAT00002
수학식 2에서 MAP는 평균 혈압, DBP는 이완기 혈압, SBP는 수축기 혈압을 나 타낸다. 수학식 2를 참조하면, 평균 혈압 및 이완기 혈압을 이용하여 수축기 혈압을 산출할 수 있다. 수학식 2는 본 실시예에 따른 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압의 상관 관계를 나타내는 관계식의 일 실시예에 불과할 뿐이다. 따라서, 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이완기 혈압 및 수축기 혈압의 상관 관계를 나타내는 관계식은 수학식 2로 한정되지 않음을 알 수 있다.
수축기 혈압 산출부(713)는 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압의 상관 관계를 나타내는 관계식에 제 2 결정부(712)로부터 획득한 평균 혈압 및 이완기 혈압을 대입하여 수축기 혈압을 산출한다. 제 2 결정부(712)에 의하여 결정된 평균 혈압, 제 2 결정부(712)에 의하여 결정된 이완기 혈압 및 수축기 혈압 산출부(713)에 의하여 산출된 수축기 혈압은 출력부(90)를 통하여 사용자에게 표시되거나 또는 오차 산출부(73)로 전송되어 완전 가압 모드 및 저가압 모드에 의하여 산출된 혈압들의 오차를 산출하는데 이용된다.
보정부(72)는 제 1 결정부(711)에 의하여 결정된 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압 중 적어도 어느 하나를 이용하여 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압의 상관 관계를 나타내는 관계식을 보정한다. 본 실시예에 따른 관계식은 상기에서 설명한 바와 같이 수학식 2로 정의될 수 있으나, 피검자 특성에 따라 관계식은 보정될 수 있고, 보정된 관계식은 메모리(80)에 미리 저장되어 있던 관계식을 갱신할 수 있다. 수학식 2로 정의된 관계식은 통상적으로 사용되는 관계식이긴 하지만, 피검자 개개인의 신체 특성이나 혈압을 측정하는 피검 부위에 따른 특성이 반영되지 않았다. 따라서, 완전 가압 모드로 피검자 신체에서 측정된 데이터를 이용하여 관계식을 보정하고, 보정된 관계식을 이용하여 저가압 모드에서 정확하고 편리한 혈압 측정을 가능하게 한다. 관계식 보정은 매주, 또는 매달 주기적으로 시행할 수 있다.
관계식 보정 방법에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 수학식 2로 정의된 관계식을 보정하기 위하여 관계식을 수학식 3으로 정의할 수 있다.
Figure 112009030973803-PAT00003
이때, SBP는 수축기 혈압, MAP는 평균 혈압, DMP는 이완기 혈압이고, n과 m은 양수이다. 즉, 관계식 보정에 의하여 새로운 n 및 m을 도출할 수 있다. 수학식 2는 혈압 측정 장치(100)에 미리 저장되어 있는 기본 관계식으로 상기 수학식 3의 관계식에서 n은 3이고, m은 2로 각각 정의된 경우라고 할 수 있다. 따라서, 관계식을 보정하는 것은 완전 가압 모드에서 측정한 혈압을 이용하여 상기 n 및 m을 도출하여, 상기 관계식을 갱신하는 것을 의미한다.
n 및 m의 도출 방법에 관하여 좀 더 상세히 설명하면, 상기에서 설명한 바와 같이 통상적으로 혈압을 측정하는 상완 동맥의 경우 상완 동맥 내 혈압 파형의 약 1/3이 수축기 동안의 혈압 파형을 나타내고, 나머지 2/3가 이완기 동안의 혈압 파형을 나타낸다. 이때, 1/3 및 2/3는 피검자 신체의 특성 또는 혈압 측정 장치(100)가 혈압을 측정하는 부위 특성이 반영되지 않았기 때문에, 이완기 혈압, 수축기 혈 압과 평균 혈압의 상관 관계에 관하여 일반적으로 수학식 4와 같이 정의할 수 있다.
Figure 112009030973803-PAT00004
이때, SBP는 수축기 혈압, MAP는 평균 혈압, DMP는 이완기 혈압이고, a와 b는 양수이다. 또한, 상기 파형 특성에 따라 a와 b의 관계는 아래 수학식 5로 정의될 수 있다.
Figure 112009030973803-PAT00005
이때, a와 b는 양수이다. 즉, a 및 b는 하나의 완전한 혈압 파형에 대하여 수축기 혈압과 이완기 혈압 각각의 비율임으로 그 합은 1이다. 따라서, 완전 가압 모드를 이용하여 측정된 파형을 이용하여 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 결정하고, 결정된 혈압들과 수학식 4 내지 5를 이용하여 양수 a 및 b를 도출할 수 있다. 또한, 수학식 4를 수축기 혈압에 대한 관계식으로 정리하면 수학식 6과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112009030973803-PAT00006
이때, 수학식 6에서 SBP는 수축기 혈압, MAP는 평균 혈압, DMP는 이완기 혈 압이고, a와 b는 양수이다. 따라서, 상기 수학식 6 및 수학식 3을 이용하면, a 및 b와 n 및 m의 관계는 수학식 7로 정의될 수 있다.
Figure 112009030973803-PAT00007
수학식 7에서 a, b, n 및 m은 모두 양수이다. 따라서, 상기 수학식 4 내지 5를 이용하여 도출된 a 및 b를 이용하여 n 및 m을 도출할 수 있다. 도출된 n 및 m을 수학식 3에 대입하여 관계식을 보정할 수 있고, 보정된 관계식은 메모리(80)에 저장될 수 있다. 또한, 보정된 관계식은 출력부(90)를 통하여 사용자에게 표시될 수 있다.
상기에서 기재된 바와 같이, 보정부(72)는 수축기 혈압을 산출하기 위한 관계식을 보정하기에 저가압 모드에서 추정된 혈압의 정확성을 향상시킬 수 있다. 즉, 피검자 신체 특성에 따른 관계식을 이용할 수 있기에 저가압 모드에서 측정된 피검자 신체의 수축기 혈압 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
오차 산출부(73)는 완전 가압 모드에서 측정된 혈압 및 저가압 모드에서 측정된 혈압들간의 오차를 산출하여 출력부(90)를 통하여 산출된 오차를 사용자에게 표시한다. 이는, 사용자로 하여금 관계식의 보정 여부를 결정하게 하기 위한 것으로서, 본 실시예에 따른 혈압 측정 장치(100)는 상기 오차가 일정 값 이상일 경우에는 관계식의 보정이 필요함을 사용자에게 표시할 수도 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 오차 산출부(73)는 완전 가압 모드에서 결정된 수축 기 혈압 및 저가압 모드에서 산출된 수축기 혈압을 비교하여 오차를 산출한다. 상기 오차가 기준 값 이상일 경우에는 관계식의 보정이 필요함을 사용자에게 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기의 기준 값은 5mmHg일 수 있으나 이에 한정되지 않음을 알 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 출력부(90)는 추정부(71)에 의하여 추정된 혈압, 보정부(72)에 의하여 보정된 관계식 및 오차 산출부(73)에 의하여 산출된 오차 중 적어도 어느 하나를 사용자에게 표시한다. 출력부(90)는 사용자에게 정보를 표시하기 위하여 시각 정보를 표시하기 위한 장치(예를 들어, 디스플레이, LCD 화면, LED, 눈금 표시 장치 등) 및 청각 정보를 표시하기 위한 장치(예를 들어, 스피커 등) 등을 모두 포함한다. 또한, 출력부(90)는 혈압 측정 장치(100)의 외부에 연결된 표시 장치(예를 들어, 컴퓨터 모니터 등)에 추정된 혈압, 보정된 관계식 및 산출된 오차 중 적어도 어느 하나를 표시하기 위하여 상기 데이터들을 외부 표시 장치에 출력할 수도 있음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저가압 혈압 측정 방법의 흐름도이다. 본 실시예에 따른 혈압을 측정하는 방법은 도 1에 도시된 혈압 측정 장치(100)에서 시계열적으로 처리되는 다음과 같은 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 1에 도시된 혈압 측정 장치(100)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 혈압 측정 방법에도 적용된다.
701 단계에서 모니터링부(50)는 피검자 신체의 피검 부위를 가압한 상태에서 센싱된 맥파의 진폭 크기를 모니터링한다. 가압부(20)가 피검자 신체의 피검 부위 를 가압하고, 센싱부(30)가 상기 부위에서 맥파를 센싱하고, 필터링부(40)는 센싱된 맥파를 필터링하고, 모니터링부(50)는 필터링된 맥파의 진폭 크기를 모니터링한다. 이때, 피검자 신체의 피검 부위는 손목, 손가락, 팔뚝 등이다.
702 단계에서 제어부(60)는 모니터링 결과에 따라 상기 센싱된 맥파의 진폭 크기가 최대인 시점 이후에 가압이 중단되도록 가압 중단 시기를 제어한다. 입력부(10)를 통하여 저가압 모드가 선택되면, 제어부(60)는 상기 센싱된 맥파의 진폭 크기가 최대인 시점 이후에 가압이 중단되도록 가압 중단 시기를 제어할 수 있고, 또한 모니터링 결과에 따라 상기 맥파의 진폭 크기가 감소하면 가압부(20)의 가압을 중단시킬 수도 있다.
703 단계에서 추정부(71)는 가압이 중단되기 이전에 센싱된 맥파에 기초하여 상기 피검자 신체의 혈압을 추정한다. 제 2 결정부(712)에서 평균 혈압 및 이완기 혈압을 결정하고, 수축기 혈압 산출부(713)에서 결정된 평균 혈압 및 이완기 혈압을 이용하여 수축기 혈압을 산출한다. 이와 같이 추정된 혈압은 출력부(90)를 통하여 사용자에게 표시될 수 있다.
도 8은 본 실시예에 따른 가압 모드를 선택하는 혈압 측정 방법의 흐름도이다. 본 실시예에 따른 혈압 측정 방법은 도 1에 도시된 혈압 측정 장치(100)에서 시계열적으로 처리되는 다음과 같은 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 1에 도시된 혈압 측정 장치(100)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 혈압 측정 방법에도 적용된다.
801 단계에서 입력부(10)는 가압부(20)의 가압 정도를 결정하는 가압 모드를 선택하기 위한 입력 신호를 사용자로부터 획득한다. 사용자는 입력부(10)를 통하여 가압부(20)의 가압 정도를 결정하는 가압 모드를 선택할 수 있다. 가압 모드는 상기 피검자 신체 피검 부위의 내부에 존재하는 혈관이 폐색될까지 가압하는 완전 가압 모드 및 혈관을 폐색시키지 않는 저가압 모드 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 입력부(10)는 사용자로부터 입력 신호를 획득하기 위한 모든 장치를 포함한다. 예를 들어 설명하면, 입력부(10)는 키보드, 마우스, 터치 패드, 음성 인식 장치 등을 포함한다. 입력부(10)를 통하여 저가압 모드가 선택되면 802 단계로 진행하고, 완전 가압 모드가 선택되면 806 단계로 진행된다.
802 단계에서 모니터링부(50)는 피검자 신체의 피검 부위를 가압한 상태에서 센싱된 맥파의 진폭 크기를 모니터링한다. 이때, 802 단계는 상기 도 7에서 설명한 701 단계외 동일하기에 상세한 설명은 생략한다.
803 단계에서 제어부(60)는 모니터링 결과에 따라 진폭 크기가 감소하면 가압 행위를 중단한다. 모니터링부(50)는 진폭 크기를 모니터링하여 진폭의 크기가 계속 증가하다가 최초로 진폭 크기가 감소되는 순간 제어부(60)는 가압부(20)의 가압 행위를 중단시킬 수 있다. 다만, 이는 가압 중단 시기의 일 실시예에 해당할 뿐임을 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
804 단계에서 제 2 결정부(712)는 가압이 중단되기 이전에 센싱된 맥파를 이용하여 피검자 신체의 이완기 혈압 및 평균 혈압 중 적어도 어느 하나를 결정한다. 이완기 혈압 및 평균 혈압 결정 방법은 도 4에서 설명하였기에 상세한 설명은 생략한다.
805 단계에서 수축기 혈압 산출부(713)는 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압의 상관 관계를 나타내는 관계식에 제 2 결정부(712)로부터 획득한 평균 혈압 및 이완기 혈압을 대입하여 수축기 혈압을 산출한다.
806 단계에서 완전 가압 모드가 선택된 경우 가압부(20)는 피검자 신체의 피검 부위를 가압한다. 가압의 중단 시기는 807 단계 또는 808 단계 중 어느 하나에 의하여 결정된다. 이는 사용 환경에 따라 하나의 방법이 기본 설정으로 저장되어 있을 수도 있고, 또는 입력부(10)에 의하여 사용자에 의하여 선택될 수도 있다.
807 단계에서 제어부(60)는 가압부(20)의 가압 압력을 증가시키다가 통상적으로 혈관이 폐쇄되는 압력인 140mmHg에 도달하면 가압 행위를 중단시킨다.
808 단계에서 제어부(60)는 모니터링부(50)로부터 획득한 모니터링 결과를 이용하여 진폭 크기가 최대 진폭 크기에 대하여 추정 혈압을 결정하기 위한 비율을 가질 때 가압부(20)의 가압 행위를 중단시킨다. 이때, 추정 혈압을 결정하기 위한 비율은 수축기 혈압을 산출하기 위하여 통상적으로 사용하는 특성비를 의미하고, 예를 들어 추정 혈압을 결정하기 위한 비율은 40%가 될 수 있다.
809 단계에서 제 1 결정부(711)는 센싱된 맥파를 이용하여 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압 중 적어도 어느 하나를 결정한다. 센싱된 맥파를 이용하여 상기 혈압들을 결정하는 방법은 도 4에서 상세히 설명하였기에 상세한 설명은 생략한다.
810 단계에서 출력부(90)는 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압 중 적어도 어느 하나를 사용자에게 표시할 수 있다.
도 9는 본 실시예에 따른 관계식을 보정하는 방법의 흐름도이다.
901 단계에서 입력부(10)를 통하여 완전 가압 모드가 선택되면, 제 1 결정부(711)는 피검자 신체에서 센싱된 맥파를 이용하여 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 결정한다. 평균 혈압, 이완기 혈압 및 수축기 혈압의 결정 방법은 도 4에서 상세히 설명하였기에 상세한 설명은 생략한다. 예들 들어, 결정된 평균 혈압(MAP)은 100mmHg, 이완기 혈압(DBP)은 80mmHg 및 수축기 혈압(SBP)은 120mmHg라고 한다.
902 단계에서 수학식 4에 901 단계에서 결정된 이완기 혈압 및 수축기 혈압을 대입한다. 수학식 4는 이완기 혈압, 수축기 혈압과 평균 혈압의 상관 관계에 관한 식으로, 901 단계에서 결정된 혈압들을 수학식 4에 대입하면 수학식 8과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112009030973803-PAT00008
903 단계에서 수학식 4 및 수학식 5를 이용하여 a 및 b를 도출한다. 수학식 4 및 수학식 5를 이용하여 a 및 b를 도출하는 방법은 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하기에 상세한 설명은 생략한다. 예들 들어, 902 단계에서 정의된 수학식 8 및 수학식 5를 이용하여 도출된 a 및 b는 각각 1/2 및 1/2로 도출될 수 있다.
904 단계에서 수학식 7을 이용하여 n 및 m을 도출한다. 수학식 7을 이용하여 도출된 n 및 m은 각각 2 및 1이다.
905 단계에서 수학식 3에 도출된 n 및 m을 대입하여 관계식을 보정한다. 따라서, 보정된 관계식은 수학식 9로 정의될 수 있다.
Figure 112009030973803-PAT00009
906 단계에서 보정된 관계식은 메모리(80)에 저장되어 미리 존재하던 관계식을 갱신할 수 있다. 또한, 출력부(90)를 통하여 사용자에게 보정된 관계식이 표시될 수도 있다.
본 실시예와 관련된 관계식을 보정하는 방법은 오차 산출부(73)에서 산출된 오차에 따라 혈압 측정 장치(100)에서 자동으로 수행될 수도 있고, 사용자에 의하여 임의로 수행될 수도 있다. 예를 들어, 오차 산출부(73)에서 산출된 오차가 기준 값 이상일 경우에는 상기 도 9에 도시된 바와 같은 관계식 보정이 수행될 수도 있다.
상기에서 기재된 방법에 의하면, 제어부(60)가 가압 중단 시기를 제어하여 저가압 모드로 피검자의 혈압을 측정하면, 혈관이 폐쇄되는 사용자의 불편함이 감소되고 혈관 폐쇄에 따른 부작용도 감소시킬 수 있다. 또한, 빈번한 혈압 측정이 필요한 사용자의 측정 고통을 현저히 감소시킬 수 있으며, 가압 압력이 줄어들기 때문에 가압 압력을 생성하는데 소요되는 시간이 짧아져 혈압 측정 시간이 단축될 수도 있다. 입력부(10)를 통하여 가압 모드를 선택할 수 있고, 완전 가압 모드를 선택하여 저가압 모드의 혈압 추정의 정확성을 향상시킬 수도 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 혈압 측정 장치(100)를 이용하여 편리하고 정확한 혈압 측정이 가능하다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 실시에에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치(100)의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링부(40)를 통과한 파형을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진폭 크기의 모니터링 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 혈압 연산부(70)를 좀 더 상세히 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 완전 가압 모드가 선택된 경우 신체의 피검 부위에서 측정한 파형을 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 저가압 모드가 선택된 경우 신체의 피검 부위에서 측정한 파형을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저가압 혈압 측정 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 가압 모드를 선택하는 혈압 측정 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 관계식을 보정하는 방법의 흐름도이다.

Claims (20)

  1. 피검자 신체의 피검 부위를 가압하는 가압부;
    상기 피검 부위에서 맥파를 센싱하는 센싱부;
    상기 센싱된 맥파의 진폭 크기에 기초하여 상기 가압부의 가압을 중단시키는 제어부; 및
    상기 가압이 중단되기 이전에 센싱된 맥파에 기초하여 상기 피검자 신체의 혈압을 추정하는 추정부를 포함하는 혈압 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센싱된 맥파의 진폭 크기가 최대인 시점 이후에 상기 가압부의 가압을 중단시키는 혈압 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센싱된 맥파의 진폭 크기를 모니터링하는 모니터링부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 모니터링 결과에 따라 상기 진폭의 크기가 감소하면 상기 가압부의 가압을 중단시키는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정부는 상기 센싱된 맥파가 최대 진폭을 가지는 지점에서의 제 1 압 력 및 상기 최대 진폭 대비 추정 혈압을 결정하기 위한 비율의 진폭을 가지는 지점에서의 제 2 압력을 결정하는 결정부를 포함하고,
    상기 결정된 압력들을 상기 피검자 신체의 혈압으로 추정하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 추정부는 상기 제 1 압력 및 상기 제 2 압력에 기초하여 수축기 혈압을 산출하는 산출부를 더 포함하고,
    상기 산출된 혈압을 상기 피검자 신체의 혈압으로 추정하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 산출부는 상기 제 1 압력 및 상기 제 2 압력과 상기 수축기 혈압(Systolic Blood Pressure)의 상관 관계를 나타내는 관계식을 이용하여 상기 피검자 신체의 혈압을 산출하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가압부의 가압 압력이 혈관 폐색에 해당하는 값에 도달하면 상기 가압부의 가압을 중단시키는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가압부의 가압 정도를 결정하는 가압 모드를 선택하기 위한 입력 신호를 획득하는 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 입력 신호에 대응하여 상기 가압부의 가압 중단 시기를 결정하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 추정부는 상기 가압부의 가압 압력이 혈관 폐색에 해당하는 값에 도달할 때까지 가압된 상태에서 센싱된 맥파를 이용하여 상기 피검자 신체의 평균 혈압(Mean Arterial Pressure), 이완기 혈압(Diastolic Blood Pressure) 및 수축기 혈압 중 적어도 어느 하나를 결정하는 결정부를 더 포함하고,
    상기 결정된 적어도 하나의 혈압을 상기 피검자 신체의 혈압으로 추정하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 결정된 적어도 하나의 혈압을 이용하여 상기 센싱된 맥파의 최대 진폭을 가지는 압력과 상기 최대 진폭 대비 추정 혈압을 결정하기 위한 비율의 진폭을 가지는 지점에서의 압력 간의 상관 관계를 나타내는 관계식을 보정하는 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 진폭 크기에 기초하여 가압을 중단한 상태 및 상기 가압 압력이 혈관 폐색에 해당하는 값에 도달하면 가압을 중단한 상태에서 상기 가압이 중단되기 이전에 센싱된 파형들 각각을 이용하여 산출된 혈압들간의 오차를 산출하는 오차 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압부가 상기 피검자 신체에 가하는 압력은 상기 제어부에 의하여 가압이 중단되기 전까지 계속적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 장치.
  13. 피검자 신체의 피검 부위를 가압한 상태에서 센싱된 맥파의 진폭 크기를 모니터링하는 단계;
    상기 모니터링 결과에 따라 상기 센싱된 맥파의 진폭 크기가 최대인 시점 이후에 가압이 중단되도록 상기 가압 중단 시기를 제어하는 단계; 및
    상기 가압이 중단되기 이전에 센싱된 맥파에 기초하여 상기 피검자 신체의 혈압을 추정하는 단계를 포함하는 혈압 측정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 상기 모니터링 결과에 따라 상기 진폭의 크기가 감소하면 가압이 중단되도록 상기 가압 중단 시기를 제어하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는 상기 센싱된 맥파가 최대 진폭을 가지는 지점에서의 제 1 압력 및 상기 최대 진폭 대비 추정 혈압을 결정하기 위한 비율의 진폭을 가지는 지점에서의 제 2 압력에 기초하여 수축기 혈압을 산출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 산출된 혈압을 상기 피검자 신체의 수축기 혈압으로 추정하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 상기 가압 압력이 혈관 폐색에 해당하는 값에 도달하면 상기 가압 행위가 중단되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    가압 정도를 결정하는 가압 모드를 선택하기 위한 입력 신호를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어하는 단계는 상기 입력 신호에 대응하여 상기 가압 중단 시기를 제어하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는 상기 가압 압력이 혈관 폐색에 해당하는 값에 도달할 때까지 가압된 상태에서 센싱된 맥파를 이용하여 상기 피검자 신체의 이완기 혈압 및 수축기 혈압 중 적어도 어느 하나를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 결정된 적어도 하나의 혈압을 이용하여 상기 센싱된 맥파의 최대 진폭을 가지는 압력과 상기 최대 진폭 대비 추정 혈압을 결정하기 위한 비율의 진폭을 가지는 지점에서의 압력 간의 상관 관계를 나타내는 관계식을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 진폭 크기에 기초하여 가압을 중단한 상태 및 상기 가압 압력이 혈관 폐색에 해당하는 값에 도달하면 가압을 중단한 상태에서 상기 가압이 중단되기 이전에 센싱된 파형들 각각을 이용하여 산출된 혈압들간의 오차를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  20. 제 13 항 내지 제 19 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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