KR20120108575A - Apparatus and method improving accuracy of wrist blood pressure by using multiple bio-signal - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method and device for improving the accuracy of wrist blood pressure by measuring a multiple bio-signal are provided to improve the accuracy of measuring the wrist blood pressure by simultaneously measuring and analyzing representative factors such as BMI or Korotkoff sound effected on the blood pressure. CONSTITUTION: A cuff applies pressure when the cuff is wound around a wrist. An oscillation signal detector(105) includes a pressure sensor connected to the cuff. The oscillation signal detector detects a pressure signal of the cuff and an oscillation signal generated by the pressure variation of the pressure signal. A Korotkoff sound detector(205) detects a Korotkoff sound signal by connecting a microphone to the connection part between the cuff and the pressure sensor. A calculation processing unit(630) obtains oscillometric blood pressure from the pressure signal and the oscillation signal. The calculation processing unit corrects the oscillometric blood pressure using the Korotkoff sound signal. [Reference numerals] (100) Pressure sensor; (110) Pressure signal preprocessing unit; (200) Microphone; (210) Korotkoff sound preprocessing unit; (220) Pre-amplifier; (300) ECG electrode unit; (310) ECG preprocessing unit; (320) Differential amplifier; (500) PPG sensor; (510) PPG preprocessing unit; (520) Current voltage converter; (600) Data collecting unit; (630) Calculation processing unit; (650) Output unit; (670) Key input unit; (690) Memory

Description

다중 생체 신호 측정을 이용하여 손목혈압의 정확도를 향상시키는 방법 및 장치{Apparatus and method improving accuracy of wrist blood pressure by using multiple bio-signal}Apparatus and method improving accuracy of wrist blood pressure by using multiple bio-signal}

본 발명은 다중 생체 신호 측정을 이용한 E-health 단말기에서의 손목혈압 측정의 정확도를 향상시키는 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는, 측정의 편의성 및 정확성을 향상시키기 위해 혈압의 오실레이션 성분과 함께 혈압에 영향을 주는 대표적인 인자들(PTT, Korotkoff Sound, BMI 등)에 대한 동시 측정 및 분석을 함으로써 손목에서의 혈압 측정의 정확도의 향상을 가져오는, 다중 생체 신호 측정을 이용한 E-health 단말기에서의 손목혈압 측정의 정확도를 향상시키는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for improving the accuracy of wrist blood pressure measurement in an E-health terminal using multiple bio-signal measurement, and more particularly, to the oscillation component of blood pressure in order to improve the convenience and accuracy of measurement. Simultaneous measurement and analysis of representative factors affecting blood pressure (PTT, Korotkoff Sound, BMI, etc.) in the E-health terminal using multi-body signal measurement, which improves the accuracy of blood pressure measurement on the wrist. A method and apparatus for improving the accuracy of wrist blood pressure measurement.

기존의 혈압 측정은 주로 병원의 내원환자를 중심으로 행해졌으나, 건강 및 의료에 대한 사회전반적인 관심이 증가하고 고혈압 환자들이 점차 증가함에 따라 가정에서의 주기적인 혈압 측정에 대한 중요성이 강조되고 있다. Conventional blood pressure measurement has been mainly focused on hospital patients, but the importance of periodic blood pressure measurement at home is being emphasized as the general social interest in health and medical care and the increase in hypertension patients.

주기적인 혈압 측정에서 그 정확성 및 편리성을 어느 정도 인정받아 일반적으로 사용되는 혈압계는 오실로메트릭 전자혈압계로, 전자 혈압 검출 시스템은 일반적으로 오실로메트릭 방법을 사용한다. 이 방법은 커프(CUFF)를 사용하여 피검자의 상완, 손목, 그리고 손가락 등에 수축기 혈압보다 높은 압력을 가해 동맥을 폐색시킨 후 감압하면서 커프에 발생하는 진동 특성인 오실레이션(oscillation)의 폭을 검출하여 일정한 특성 비율을 취하여 혈압 값을 산출하는 방식이다.  The commonly used sphygmomanometer is an oscillometric electronic sphygmomanometer, and the electronic blood pressure detection system generally uses an oscillometric method. This method uses a CUFF to apply pressure higher than the systolic blood pressure to the upper arm, wrist, and finger of the subject to occlude the artery, and then detect the width of oscillation, which is the vibration characteristic of the cuff while decompressing. The blood pressure value is calculated by taking a certain characteristic ratio.

즉, 오실로메트릭 혈압 측정법은 혈압을 직접적으로 측정하는 것이 아니라 커프에서 발생하는 최대 진동 폭에서의 압력을 평균 동맥압이라 가정하고 이 진동 폭과 일정한 비율을 가지는 특성 비율을 경험적으로 결정하여 이때의 압력을 수축기와 이완기 혈압으로 계산하기 때문에 여러 가지 에러 발생 요인을 가진다. In other words, the oscillometric blood pressure measurement method does not measure blood pressure directly, but assumes the average arterial pressure at the maximum vibration width generated by the cuff, and empirically determines the characteristic ratio having a constant ratio with the vibration width. Because it is calculated by the systolic and diastolic blood pressure, there are various factors of error occurrence.

특히 최대 진동 폭의 결정에서 최대점이 한 점이 아닌 평평한 플래토로 나타나는 경우가 많아 최대점에 대한 명확한 정의가 불분명하며, 최대진폭 알고리즘에 의한 혈압 결정은 혈압 오실레이션이라는 하나의 인자만을 가지고 혈압을 검출하기 때문에 평균 동맥 압력뿐만 아니라 동맥의 해부학적 특성, 혈압의 파형 모양, 펄스의 압력, 팔의 조직과 커프의 특성, 커프의 크기, 심박수 등의 혈압에 영향을 주는 다양한 인자들에 대한 고려가 되지 않아 오차를 발생시키며, 특히 손목 오실로메트릭 전자 혈압계의 경우에는 영국 고혈압 학회(British Hypertension Society, BHS)나 미국 의료기가 협회(Association for the Advancement of Medical Instrumentation, AAMI)의 기준에 미치지 못하는 낮은 성능을 보이는 것들이 대부분이다. 즉, 오실로메트릭 혈압 측정법은 커프의 크기 및 동맥의 경직도(stiffness)와 같은 맥관 특성에 종속되어 오차율이 비교적 높다. In particular, in the determination of the maximum oscillation width, the maximum point is often represented as a flat plate instead of one point. Therefore, the definition of the maximum point is unclear, and the determination of the blood pressure by the maximum amplitude algorithm uses only one factor of blood pressure oscillation to detect the blood pressure. Therefore, not only the average arterial pressure, but also the various factors that affect the blood pressure, such as the anatomy of the artery, the shape of the blood pressure, the pressure of the pulse, the characteristics of the arm and cuff, the size of the cuff, the heart rate, etc. Errors, especially for wrist oscillometric electronic sphygmomanometers, which have poor performance below the standards of the British Hypertension Society (BHS) or the Association for the Advancement of Medical Instrumentation (AAMI). Mostly. That is, the oscillometric blood pressure measurement method has a relatively high error rate depending on the vasculature characteristics such as cuff size and artery stiffness.

오실로메트릭 방법을 사용하지 않은 전자 혈압 측정법들로, 코르트코프 방법, 맥파 전달 속도법, 피나프레스(Finapress) 방법 등이 있다. Electronic blood pressure measurements that do not use an oscillometric method include the Cortkov method, the pulse wave delivery rate method, and the Finapress method.

코르트고프 방법은 청진법에서 사용하는 코르트코프 음을 마이크로폰을 이용해 전기적 신호로 바꾸어 이를 분석하는 방법으로, 과거에 개발된 대다수의 장비들은 단순한 음의 진폭 변화에 대한 분석을 통해 혈압을 검출하였다. 이 방법은 주변소음, 마이크 위치, 고혈압 환자의 미약한 음 등의 문제가 있으므로 코르트코프 음의 스펙트럼 분석에 대한 새로운 접근이 필요하다.The Kortgof method uses a microphone to convert a Cortkov sound into an electrical signal and analyzes it. A large number of devices developed in the past detected blood pressure by analyzing simple amplitude changes. . This method has problems with ambient noise, microphone position, and weak sound in hypertensive patients, and requires a new approach to spectral analysis of the Kortkov sound.

맥파 전달 속도법은 동맥압의 증가에 따른 맥파 속도의 증가에 기초한 방법으로 지속적인 혈압 측정이 가능하지만, 맥관 특성을 시간 혹은 속도라는 단일 요소로 규정하고 접근하기에 보정에 한계가 있으며, 피나프레스 방법은 전용 손가락 커프에 의해 비관혈적으로 연속해서 혈압을 특정하는 장치로, 피나프레스 방법 역시 그 오차가 상당하다. 즉, 오실로메트릭 방법을 사용하지 않은 전자 혈압계들 역시 단일 인자의 측정을 통해 혈압을 검출하는 방식으로, 혈압에 영향을 주는 여러 인자들에 대한 고려가 없이 단순히 하나의 인자만을 가지고 혈압의 변화를 추정하는 상태이다.The pulse wave delivery rate method is a method based on the increase of the pulse wave rate with the increase of arterial pressure, but it is possible to measure the blood pressure continuously, but there is a limit to the correction because it defines and approaches the vasculature as a single factor of time or velocity. The device for specifying blood pressure continuously and noninvasively by a dedicated finger cuff, and the pinapress method also has a considerable error. In other words, electronic sphygmomanometers that do not use the oscillometric method also detect blood pressure by measuring a single factor, and estimate the change in blood pressure using only one factor without considering various factors affecting the blood pressure. It is a state to do.

따라서 단일 요소의 측정에 의한 혈압 검출에서 기인하는 오차를 줄여 정확성을 향상시킴과 동시에 측정이 편리한 혈압 측정장치 및 방법이 요망된다.Therefore, there is a need for a blood pressure measuring apparatus and method for improving measurement accuracy while reducing errors caused by blood pressure detection by measuring a single element.

이를 위해, 본 발명은 단일 요소의 측정에 의한 혈압 검출에서 기인하는 오차를 줄이기 위해 심혈관계의 상태를 대변해주는 인자들에 대한 고려를 위하여 심전도(ECG), 산소포화도(PPG), 체임피던스(Body Impedance), 혈압(NiBP)의 네 개의 하드웨어 블록을 통합하고, 하나의 시스템으로 구현하여 다중 생체 신호에 대한 측정 시스템을 제공하며, 또한 이를 측정하고 분석함으로써 맥파전달시간(pulse transit time, PTT) (맥파 속도(pulse wave velocity, PWV)), 코르트코프 파워스펙트럼 밀도(Korotkoff Sound Power Spectrum Density), 오실로메트릭 혈압(Oscillometric Blood Pressure), 체질량 지수(body mass index, BMI) 등의 인자들을 검출하였으며, 이와 함께 개개인의 신체 정보에 대한 적용하여 다중선형 회귀 방정식을 산출하여 손목에서의 혈압 측정의 정확성을 향상시킴으로서 측정자의 편의성을 유도하였고, 측정의 정확성을 향상시켰다.
To this end, the present invention provides an electrocardiogram (ECG), an oxygen saturation (PPG), a body impedance (Body) for consideration of factors representing the state of the cardiovascular system in order to reduce the error caused by the detection of blood pressure by measuring a single element. Implement the four hardware blocks of Impedance and NiBP and implement it as a system to provide a measurement system for multiple biosignals, and also measure and analyze pulse transit time (PTT) ( Factors such as pulse wave velocity (PWV), Korotkoff Sound Power Spectrum Density, Oscillometric Blood Pressure, body mass index (BMI), etc. In addition, by applying a multi-linear regression equation to the individual body information to improve the accuracy of blood pressure measurement on the wrist by measuring the convenience of the measurer Derived, and improved the accuracy of the measurement.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 측정의 편의성을 위해 손목에 커프를 장착하여 혈압을 측정하되, 혈압의 오실레이션 성분과 함께 혈압에 영향을 주는 대표적인 인자들(PTT, Korotkoff Sound, BMI 등)에 대한 동시 측정을 하고 이들을 분석을 함으로써, 손목에서의 혈압 측정에서 정확도의 향상을 가져오는, 다중 생체 신호 측정을 이용한 손목혈압 측정의 정확도를 향상시키는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to measure the blood pressure by mounting a cuff on the wrist for convenience of measurement, to the representative factors (PTT, Korotkoff Sound, BMI, etc.) affecting the blood pressure with the oscillation component of the blood pressure The present invention provides a method and apparatus for improving the accuracy of wrist blood pressure measurement using multiple bio-signal measurements, which results in improved accuracy in blood pressure measurement on the wrist by performing simultaneous measurements and analyzing them.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 단일 요소의 측정에 의한 혈압 검출에서 기인하는 오차를 줄이기 위해 심혈관계의 상태를 대변해주는 인자들에 대한 고려를 위하여, 심전도(ECG), 산소포화도(PPG), 체임피던스(Body Impedance), 혈압(NiBP)의 네 개의 하드웨어 블록을 통합하고, 하나의 시스템으로 구현하여 다중 생체 신호에 대한 측정 시스템을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention, ECG, oxygen saturation (PPG) for consideration of factors representing the state of the cardiovascular system in order to reduce the error caused by the detection of blood pressure by measuring a single element ), Four hardware blocks of body impedance and blood pressure (NiBP) are integrated and implemented as one system to provide a measurement system for multiple bio signals.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 맥파전달시간(PTT) (맥파 속도(PWV)), 코르토코프 파워스펙트럼 밀도, 오실로메트릭 혈압, 체질량 지수(BMI) 등의 인자들을 검출하고, 이들 인자와 함께 개개인의 신체 정보를 적용한 수축기 혈압, 이완기 혈안, 평균혈압에 대한 다중선형 회귀 방정식을 산출하여 손목에서의 혈압 측정의 정확성을 향상시키는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to detect factors such as pulse wave propagation time (PTT) (pulse wave velocity (PWV)), Kortokov power spectrum density, oscillometric blood pressure, body mass index (BMI), The present invention also provides a method and apparatus for improving the accuracy of blood pressure measurement on the wrist by calculating a multiple linear regression equation for systolic blood pressure, diastolic blood pressure, and mean blood pressure to which individual body information is applied.

본 발명 손목 혈압 측정 장치는 손목에 감도록 이루어지며 압력을 가하도록 이루어진 커프; 커프에 연결된 압력센서를 구비하여, 상기 커프의 압력신호와, 상기 압력신호에서 압력변화에 따라 발생하는 진동 특성인 오실레이션 신호를 검출하는 오실레이션 신호 검출부; 커프와 압력센서가 연결된 부위에 마이크로폰을 연결하여, 코르트코프음 신호를 검출하는 코르트코프음 검출부; 오실레이션 신호 검출부의 출력으로부터 A/D변환하여 수신된 압력신호 및 오실레이션 신호로부터 오실로메트릭 혈압을 구하고, 상기 오실로메트릭 혈압을, 코르트코프음 검출부의 출력으로부터 A/D변환하여 수신된 코르트코프음 신호를 이용하여 보정하는 연산처리부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.The wrist blood pressure measuring device according to the present invention comprises a cuff made to wind the wrist and configured to apply pressure; An oscillation signal detection unit having a pressure sensor connected to the cuff, the oscillation signal detecting unit detecting a pressure signal of the cuff and an oscillation signal which is a vibration characteristic generated according to a pressure change in the pressure signal; Cortkop sound detection unit for connecting the microphone to the portion where the cuff and the pressure sensor is connected, and detects the Cortkop sound signal; Cort received by A / D conversion from the output of the oscillation signal detector to obtain the oscillometric blood pressure from the received oscillation signal and the oscillometric blood pressure from the output of the Cortkov sound detector. It is characterized in that it comprises a ;; processing unit for correcting by using the sound signal.

또한, 본 발명 손목 혈압 측정 장치는 손목에 감도록 이루어지며 압력을 가하도록 이루어진 커프; 커프에 연결된 압력센서를 구비하여, 상기 커프의 압력신호와, 상기 압력신호에서 압력변화에 따라 발생하는 진동 특성인 오실레이션 신호를 검출하는 오실레이션 신호 검출부; 피검자의 정보로서, 나이, 성별, 키, 팔둘레, 몸무게를 저장하는 메모리부; 피검자의 키를 몸무게로 나누어서 체질량지수(BMI)를 구하며, 오실레이션 신호 검출부의 출력으로부터 A/D변환하여 입력된 압력신호 및 오실레이션 신호로부터 오실로메트릭 혈압을 구하고 상기 오실로메트릭 혈압을 체질량지수(BMI)를 이용하여 보정하는 연산처리부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the wrist blood pressure measurement device of the present invention is made to wind the wrist cuff made to apply pressure; An oscillation signal detection unit having a pressure sensor connected to the cuff, the oscillation signal detecting unit detecting a pressure signal of the cuff and an oscillation signal which is a vibration characteristic generated according to a pressure change in the pressure signal; A memory unit for storing age, gender, height, arm circumference, and weight as information of a subject; The body mass index (BMI) is obtained by dividing the subject's height by weight, and A / D conversion is performed from the output of the oscillation signal detection unit to obtain an oscillometric blood pressure from the input pressure signal and the oscillation signal, and the oscillometric blood pressure is measured by the body mass index (BMI). It is characterized by comprising; arithmetic processing unit to correct using.

본 발명은 2개의 심전도 전극을 구비하여, 양손목에 장착되게 하거나 양손에 장착되게하여 심전도를 검출하는 심전도 검출부; 손목이나 손에 장착되게 위치된 LED와 광센서를 구비하여, 광용적맥파(PPG)를 검출하는 PPG 검출부; 피검자의 정보로서, 나이, 성별, 키, 팔둘레, 몸무게를 저장하는 메모리부;를 더 구비한다.The present invention includes an electrocardiogram detector including two electrocardiogram electrodes and mounted on both wrists or mounted on both hands to detect an electrocardiogram; A PPG detector having an LED and an optical sensor positioned to be mounted on a wrist or a hand to detect an optical volume pulse wave (PPG); And a memory unit for storing age, gender, height, arm circumference, and weight as information of the examinee.

본 발명은 피검자의 정보로서, 나이, 성별, 키, 팔둘레, 몸무게를 저장하는 메모리부를 더 구비한다.The present invention further includes a memory unit for storing age, gender, height, arm circumference, and weight as information of a subject.

상기 연산처리부는, 오실로메트릭 혈압으로서 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을 구하며, 상기 오실로메트릭 이완기 혈압(DBP)을 보정한 이완기 혈압(DBPcomp)은The calculation processing unit obtains an oscillometric systolic blood pressure, an oscillometric diastolic blood pressure, an oscillometric mean blood pressure as an oscillometric blood pressure, and the diastolic blood pressure DBPcomp correcting the oscillometric diastolic blood pressure DBPcomp.

Figure pat00001
Figure pat00001

(단, DBP는 오실로메트릭 이완기혈압이며, Sex는 사용자 정보 중 성별이며, Kmax-rip은 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간임)에 의해 구하여 진다.(However, DBP is the oscillometric diastolic blood pressure, Sex is the gender of the user information, Kmax-rip is the maximum increase (K_rip) of the Cortkov sound power spectrum density (K_max) Is the time between).

상기 연산처리부는, 오실로메트릭 혈압으로서 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을 구하며, 상기 오실로메트릭 수축기 혈압(SBP)을 보정한 수축기 혈압(SBPcomp)은The calculation processing unit obtains oscillometric systolic blood pressure, oscillometric diastolic blood pressure, and oscillometric mean blood pressure as oscillometric blood pressure, and systolic blood pressure SBPcomp correcting the oscillometric systolic blood pressure SBP is

Figure pat00002
Figure pat00002

(단, SBP는 오실로메트릭 수축기혈압이며, Age는 사용자 정보 중 나이이며, Armc는 사용자 정보 중 팔둘레이며, BMI는 체질량지수임)에 의해 구하여 진다.(SBP is oscillometric systolic blood pressure, Age is age in user information, Arm c is arm circumference in user information, and BMI is body mass index).

상기 연산처리부는, 오실로메트릭 혈압으로서 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을 구하며, 상기 오실로메트릭 평균혈압(MAP)을 보정한 평균혈압(MAPcomp)은The calculation processing unit obtains an oscillometric systolic blood pressure, an oscillometric diastolic blood pressure, an oscillometric mean blood pressure as an oscillometric blood pressure, and an average blood pressure (MAPcomp) correcting the oscillometric mean blood pressure (MAP) is

Figure pat00003
Figure pat00003

(단, MAP는 오실로메트릭 평균혈압이며, Sex는 사용자 정보 중 성별이며, Kmax-rip은 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간을 말하며, PTT는 맥파전달시간임)에 의해 구하여 진다.(However, MAP is the oscillometric mean blood pressure, Sex is the gender of the user information, Kmax-rip is the maximum increase (K_rip) of the Cortkov sound power spectral density (K_max) Time between, PTT is the pulse propagation time).

연산처리부는, 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간인 Kmax-rip를 구하기 위해, 각 주기별 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도(PSD) 중 최대 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 포인트인 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max)를 검출하고 상기 최대 파워 스펙트럼 밀도의 포인트(K_max)를 기준으로 그 이전의 각 주기별 파워 스펙트럼 밀도(PSD)의 배열에서 최대 PSD 진폭의 70% 이하의 크기를 가지는 데이터 중에서 파워 스펙트럼 밀도(PSD)의 급격한 증가가 나타나는 지점인, 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)을 검출하고, 르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간차를 검출하여 Kmax-rip를 구한다.The arithmetic processing section calculates the Kmax-rip for each period to obtain Kmax-rip, which is the time between the maximum increase point (K_rip) of the Cortkov sound power spectral density and the highest point (K_max) of the Cortkov sound power spectral density. Detecting the highest point (K_max) of the Cortkov sound power spectral density, which is the point of the maximum Korpkov sound power spectral density among the spectral densities (PSD), and each period prior to the point of the maximum power spectral density (K_max) The maximum increase point (K_rip) of the Cortkov sound power spectral density, the point at which a sudden increase in power spectral density (PSD) occurs among data having a magnitude of 70% or less of the maximum PSD amplitude in the array of star power spectral density (PSD). ) And the time difference between the maximum increase point (K_rip) of the Krtkov sound power spectral density and the highest point (K_max) of the Krotkov sound power spectral density. Find the Kmax-rip.

연산처리부는, 각 주기에서 심전도 신호의 피크인 지점(최대값을 가지는 지점)을 검출하며, 각 주기에서 PPG 신호의 피크인 지점(최대값을 가지는 지점)을 검출하여, 각 주기에서 심전도 신호의 피크인 지점과 PPG 신호의 피크인 지점의 시간차를 구하여, 평균을 구하여, 맥파전달시간인 PTT를 구한다.The operation processor detects the point (the point having the maximum value) of the peak of the ECG signal in each period, detects the point (the point having the maximum value) of the PPG signal in each period, and detects the point of the ECG signal in each period. The time difference between the peak point and the peak point of the PPG signal is obtained, the average is calculated, and the PTT which is the pulse wave propagation time is obtained.

또한, 본 발명 손목 혈압 측정방법은 손목에 감겨진 커프에 압력을 가하고, 압력센서를 구비하여 커프의 압력신호와, 압력변화에 따라 발생하는 진동 특성인 오실레이션 신호를 검출하고, 압력신호 및 오실레이션 신호로부터 오실로메트릭 혈압을 구하는 손목 혈압 측정방법에 있어서, 오실레이션 신호의 각 주기에서 피크(최대값)를 검출하고, 오실레이션 신호의 각 주기마다의 밸리(최소값)를 검출하는, 오실레이션 신호의 피크 및 밸리검출단계; 상기 오실레이션 신호의 피크 및 밸리검출단계 후, 오실레이션 신호에서 전의 피크(최대)와 연접되어 다음에 위치되는 밸리(최소)의 차이인 최대진폭을 검출하는, 오실레이션 최대진폭검출단계; 상기 최대진폭검출단계 후, 스플라인 보간법을 사용하여 보간하며, 피팅선에 맞추어 피크값(첨두치값)을 조정하는 진폭신호 보간 및 피팅단계; 상기 진폭신호 보간 및 피팅단계에서 얻어진 피팅선 중 최대값을 검출하고, 상기 최대값을 갖는 최대진폭 포인트를 구하되, 상기 최대진폭 포인트에서의 압력 값을 MAP(오실로메트릭 평균 혈압)으로 검출하는 최대진폭 포인트 검출단계; 상기 최대진폭 포인트 검출단계에서 구한 최대진폭 포인트에서 앞으로(전방향으로) 상기 최대값 x 0.55 인 값을 가지는 지점의 압력 값을 SBP(오실로메트릭 수축기 혈압)로 구하며, 최대진폭 포인트 검출단계에서 구한 최대진폭 포인트에서 뒤로(역방향으로) 상기 최대값 x 0.82 인 값을 가지는 지점의 압력 값을 DBP(오실로메트릭 이완기 혈압)로 구하는 특성비율 적용단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the wrist blood pressure measurement method of the present invention is to apply a pressure to the cuff wound around the wrist, and equipped with a pressure sensor to detect the pressure signal of the cuff and the oscillation signal which is a vibration characteristic generated by the pressure change, the pressure signal and the oscillation In the wrist blood pressure measuring method for obtaining an oscillometric blood pressure from a rate signal, an oscillation signal for detecting a peak (maximum value) in each period of the oscillation signal and detecting a valley (minimum value) for each period of the oscillation signal. Peak and valley detection step of; An oscillation maximum amplitude detection step of detecting a maximum amplitude that is a difference between a valley (minimum) located next to the next peak (maximum) in the oscillation signal after the peak and valley detection step of the oscillation signal; An amplitude signal interpolation and fitting step of interpolating using a spline interpolation method after the maximum amplitude detection step and adjusting a peak value (peak value) according to a fitting line; The maximum value of the fitting line obtained in the amplitude signal interpolation and fitting step is detected, the maximum amplitude point having the maximum value is obtained, and the maximum value of detecting the pressure value at the maximum amplitude point as an MAP (oscillometric mean blood pressure). Amplitude point detection step; From the maximum amplitude point obtained in the maximum amplitude point detection step, the pressure value of the point having the maximum value x 0.55 forward (forward direction) is obtained as SBP (oscillometric systolic blood pressure), and the maximum value obtained in the maximum amplitude point detection step. Characteristic ratio application step of obtaining the pressure value of the point having the value of the maximum value x 0.82 backward (in the reverse direction) from the amplitude point as DBP (oscillometric diastolic blood pressure).

본 발명은 커프와 압력센서가 연결된 부위에 마이크로폰을 연결하여, 코르트코프음 신호를 검출하고, 2개의 심전도 전극으로부터 손목의 심전도 신호를 검출하며, LED와 광센서를 구비하여 손목 또는 손의 광용적맥파(PPG)를 검출하여, 코르트코프음 신호, 심전도 신호, 광용적맥파(PPG) 신호를 이용하여, 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을, 보정하도록 이루어진다.The present invention connects a microphone to a portion where a cuff and a pressure sensor are connected, detects a Cortkop sound signal, detects an ECG signal of a wrist from two ECG electrodes, and includes an LED and an optical sensor to light a wrist or a hand. Volumetric pulse wave (PPG) is detected and corrected for oscillometric systolic blood pressure, oscillometric diastolic blood pressure, oscillometric mean blood pressure using a Cortkov sound signal, an electrocardiogram signal, and a optical volume pulse wave (PPG) signal.

본 발명은, 코르트코프음 데이터를 읽어들이는 코르트코프음 배열 가져오기 단계; 상기 코르트코프음 배열 가져오기 단계에서 읽어들인 코르트코프음 데이터에서, 상기 오실레이션 신호의 피크 및 밸리검출단계에서 구한 각 주기(각 비트)의 오실레이션 신호의 피크에 동기된 코르트코프음 값(코르트코프음의 진폭값)을 읽어 들이는 코르트코프음 비트 검출단계; 상기 코르트코프음 비트 검출단계에서 구해진 각 주기의 피크에서의 코르트코프음 값의 데이터수가 2n인지를 판단하여, 데이터수가 2n이 아니라면 2n이 될때까지 0으로 채우는 데이터수 조정단계; 상기 데이터수 조정단계의 결과로서, 데이터수가 2n인 코르트코프음 값의 데이터를 FFT하여 토탈 파워 스펙트럼 밀도(Total power spectral density)를 구하는 토탈 PSD검출단계; 상기 코르트코프음 배열 가져오기 단계에서 읽어들인 코르트코프음 데이터에서 각 주기(각 비트)별로 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 구하는, 비트 당 PSD검출단계; 상기 비트 당 PSD검출단계에서 구한 각 주기별 파워 스펙트럼 밀도(PSD) 중 최대 PSD의 포인트(K_max)를 검출하는, 최대 PSD포인트검출단계; 상기 비트 당 PSD검출단계에서 구한 각 주기(각 비트)별로 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를, 상기 최대 PSD포인트검출단계에서 구한 최대 PSD포인트를 기준으로 전, 후로 나누는, 최대 PSD포인트 기준 배열 분리단계; 상기 최대 PSD포인트 기준 배열 분리단계에서 구한 최대 PSD포인트 이전배열에서 최대 파워 스펙트럼 밀도(PSD) 진폭의 70% 이하의 크기를 가지는 데이터 중에서 파워 스펙트럼 밀도(PSD)의 급격한 증가가 나타나는 지점을 검출하는, 최대 PSD 증가 포인트 검출단계; 상기 최대 PSD 증가 포인트 검출단계에서 구한 PSD 증가가 가장 큰 포인트를 K_rip(rapidly increasing point)로 하는, K-rip시간 검출단계; 상기 최대 PSD포인트검출단계에서 최대 PSD의 포인트(k-max)의 시간을 검출하는, 최대 PSD포인트 시간검출단계; 상기 최대 PSD포인트 기준 배열 분리단계에서 구한 최대 PSD포인트 이후배열에서 최대 PSD 진폭의 70% 이하의 크기를 가지는 데이터 중에서 PSD의 급격한 감소가 나타나는 지점을 검출하는, 최대 PSD 감소 포인트 검출단계; 상기 최대 PSD 증가 포인트 검출단계에서 구한 PSD 감소가 가장 큰 포인트를 K_rdp(rapidly decreasing point)로 하는 K-rdp시간 검출단계; 상기 최대 PSD포인트검출단계에서 구한 최대 PSD의 포인트(K_max)로부터, 상기 K-rip시간 검출단계의 K_rip(rapidly increasing point)까지의 시간인 K_max-rip를 구하는 K_max-rip 검출단계;를 포함하여 이루어진다.The present invention comprises the steps of: importing Cortkov sound array for reading Cortkov sound data; In the Cortkov sound data read in the Cortkov sound array importing step, the Cortkov sound synchronized with the peak of the oscillation signal and the peak of the oscillation signal of each period (each bit) obtained in the valley detection step. A Cortkov sound bit detection step of reading a value (an amplitude value of the Cortkov sound); The nose Cartesian co-in of each period the peak obtained in the Corp. negative bit detection step Stuttgart Corp. negative number of values of data determines whether the 2 n, the data can be the number of data is not a 2 n fill to zero until the 2 n adjustment step; A total PSD detection step of obtaining a total power spectral density by FFTing data having a data number of 2 n Kortkopf as a result of the data number adjustment step; A PSD detection step per bit that obtains a power spectral density (PSD) for each period (each bit) from the Cortkov sound data read in the step of importing the Cortkov sound array; A maximum PSD point detection step of detecting a point K_max of the maximum PSD among power spectral density PSDs obtained in the PSD detection step per bit; A maximum PSD point reference array separation step of dividing a power spectral density (PSD) by each period (each bit) obtained in the PSD detection step per bit, before and after the maximum PSD point obtained in the maximum PSD point detection step; Detecting a point where a sudden increase in power spectral density (PSD) occurs among data having a magnitude less than or equal to 70% of the maximum power spectral density (PSD) amplitude in the array before the maximum PSD point obtained in the maximum PSD point reference array separation step; Detecting a maximum PSD increase point; A K-rip time detection step of setting the point at which the PSD increase obtained in the maximum PSD increase point detection step is the fastest increasing point (K_rip); A maximum PSD point time detection step of detecting a time of a point (k-max) of the maximum PSD in the maximum PSD point detection step; A maximum PSD reduction point detection step of detecting a point at which a sudden decrease in PSD appears among data having a size of 70% or less of the maximum PSD amplitude in an array after the maximum PSD point obtained in the maximum PSD point reference array separation step; A K-rdp time detection step of setting the point at which the PSD decrease obtained in the maximum PSD increase point detection step is a rapidly decreasing point (K_rdp); And a K_max-rip detection step of obtaining a K_max-rip which is a time from a point (K_max) of the maximum PSD obtained in the maximum PSD point detection step to a K_rip (rapidly increasing point) of the K-rip time detection step. .

본 발명은, 심전도 신호의 각 주기에서 피크인 지점(최대값을 가지는 지점)을 검출하며, PPG 신호의 각 주기에서 피크인 지점(최대값을 가지는 지점)을 검출하는 ECG 및 PPG의 피크검출단계; 상기 ECG 및 PPG의 피크검출단계에서 구한 각 주기에서 ECG 신호의 피크인 지점과 PPG 신호의 피크인 지점의 시간차를 구하여 PTT를 검하는 PTT검출단계;를 포함하여 이루어진다.The present invention detects peak points (points having a maximum value) in each period of an ECG signal, and peak detection steps of ECG and PPG detecting peak points (points having a maximum value) in each period of the PPG signal. ; And a PTT detection step of detecting a PTT by obtaining a time difference between a peak point of the ECG signal and a peak point of the PPG signal in each period obtained in the peak detection step of the ECG and PPG.

상기 오실로메트릭 이완기 혈압(DBP)을 보정한 이완기기 혈압(DBPcomp)은The diastolic blood pressure (DBPcomp) of correcting the oscillometric diastolic blood pressure (DBP) is

Figure pat00004
Figure pat00004

(단, DBP는 오실로메트릭 이완기혈압이며, Sex는 사용자 정보 중 성별이며, Kmax-rip은 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간임)(However, DBP is the oscillometric diastolic blood pressure, Sex is the gender of the user information, Kmax-rip is the maximum increase (K_rip) of the Cortkov sound power spectrum density (K_max) Time between)

에 의해 구하여 진다.Obtained by

상기 오실로메트릭 수축기 혈압(SBP)을 보정한 수축기 혈압(SBPcomp)은Systolic blood pressure (SBPcomp) correcting the oscillometric systolic blood pressure (SBP) is

(단, SBP는 오실로메트릭 수축기혈압이며, Age는 사용자 정보 중 나이이며, Armc는 사용자 정보 중 팔둘레이며, BMI는 체질량지수임)(However, SBP is oscillometric systolic blood pressure, Age is age in user information, Arm c is arm circumference in user information, and BMI is body mass index)

에 의해 구하여 진다.Obtained by

상기 오실로메트릭 평균혈압(MAP)을 보정한 평균혈압(MAPcomp)은The mean blood pressure (MAPcomp) corrected for the oscillometric mean blood pressure (MAP) is

Figure pat00006
Figure pat00006

(단, MAP는 오실로메트릭 평균혈압이며, Sex는 사용자 정보 중 성별이며, Kmax-rip은 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간을 말하며, PTT는 맥파전달시간임)(However, MAP is the oscillometric mean blood pressure, Sex is the gender of the user information, Kmax-rip is the maximum increase (K_rip) of the Cortkov sound power spectral density (K_max) Time between, PTT is the pulse propagation time)

에 의해 구하여 진다.
Obtained by

본 발명의 다중 생체 신호 측정을 이용한 손목혈압 측정의 정확도를 향상시키는 방법 및 그 장치에 따르면, 손목에서 혈압을 측정하되, 혈압의 오실레이션 성분과 함께 혈압에 영향을 주는 대표적인 인자들(PTT, Korotkoff Sound, BMI 등)을 동시 측정하고 이들을 분석을 함으로써, 측정의 편의성 및 손목의 혈압 측정에서의 정확도의 향상을 가져온다.According to the method and apparatus for improving the accuracy of wrist blood pressure measurement using the multi-body signal measurement of the present invention, while measuring the blood pressure at the wrist, representative factors affecting blood pressure along with the oscillation component of blood pressure (PTT, Korotkoff) Simultaneous measurement and analysis of the sound, BMI, etc., improves the convenience of measurement and accuracy in wrist blood pressure measurement.

본 발명은 단일 요소의 측정에 의한 혈압 검출에서 기인하는 오차를 줄이기 위해 심혈관계의 상태를 대변해주는 인자들에 대한 고려를 위하여, 심전도(ECG), 산소포화도(PPG), 체임피던스(Body Impedance), 혈압(NiBP)의 네 개의 하드웨어 블록을 통합하고, 하나의 시스템으로 구현하여 다중 생체 신호에 대한 측정 시스템을 제공한다.The present invention provides for electrocardiogram (ECG), oxygen saturation (PPG), and body impedance for consideration of factors that represent the state of the cardiovascular system in order to reduce errors resulting from the detection of blood pressure by measurement of a single factor. It integrates four hardware blocks of blood pressure (NiBP) and implements them into one system to provide a measurement system for multiple bio signals.

본 발명은 맥파전달시간(PTT) (맥파 속도(PWV)), 코르토코프 파워스펙트럼 밀도, 오실로메트릭 혈압, 체질량 지수(BMI) 등의 인자들을 검출하고, 이들 인자와 함께 개개인의 신체 정보를 적용한 수축기 혈압, 이완기 혈안, 평균혈압에 대한 다중선형 회귀 방정식을 산출하여 손목에서의 혈압 측정의 정확성을 향상시킨다.The present invention detects factors such as pulse wave propagation time (PTT) (pulse wave velocity (PWV)), Kortokoppe power spectrum density, oscillometric blood pressure, body mass index (BMI), and the systolic system to which individual body information is applied together with these factors. Multilinear regression equations for blood pressure, diastolic blood pressure and mean blood pressure are calculated to improve the accuracy of blood pressure measurement on the wrist.

본 발명은 손목에 커프를 장착하여 혈압을 측정하기 때문에, 상완 혈압 측정 시, 옷을 벗어야 하는 불편함을 해소하였으며, 혈압의 장기적인 모니터링 및 고혈압의 조기 진단의 정확성을 향상하여 심혈관계 질환의 예방에 기여할 수 있을 것이다.Since the present invention measures blood pressure by mounting a cuff on the wrist, it eliminates the inconvenience of removing clothes when measuring the upper arm blood pressure, and improves the long-term monitoring of blood pressure and the accuracy of early diagnosis of hypertension to prevent cardiovascular diseases. Will be able to contribute.

즉, 종래에 가정 및 병원 내원 환자의 혈압 측정에 주로 사용되어온 상완 오실로메트릭 전자 혈압계는 측정 시 옷을 벗어야 하는 불편함이 있을 뿐만 아니라, 혈압 측정의 정확성이 떨어지는 경우가 많아, 주기적이고 정확한 혈압 측정을 요하는 사람들의 측정에서의 부정확함의 문제를 가지고 있었는데, 본 발명을 통해 제안된 다중생체신호 측정을 통한 손목 혈압 측정 방법은 혈관의 상태를 대변하는 인자들에 대한 고려와 함께 개개인의 신체 정보에 대한 고려가 이루어졌으며, 손목에서의 혈압 측정을 통한 측정자에 대한 편의성 제공과 더불어 정확도를 향상시키는 장점을 있으며, E-Health 단말기 등의 가정용 장비에서 보다 손쉽고 정확한 혈압의 측정에 응용될 수 있다.
In other words, the upper arm oscillometric electronic sphygmomanometer, which is conventionally used for blood pressure measurement of home and hospital patients, not only has the inconvenience of taking off clothes when measuring, but also often decreases the accuracy of blood pressure measurement. There was a problem of inaccuracy in the measurement of those who need, and the proposed method for measuring wrist blood pressure through the measurement of the multi-body signal proposed by the present invention is based on the physical information of the individual with consideration of factors representing the condition of blood vessels. Consideration has been made, and it has the advantage of improving the accuracy as well as providing convenience for the measurer through the blood pressure measurement on the wrist, it can be applied to the easy and accurate measurement of blood pressure in household equipment such as E-Health terminal.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 다중 생체 신호 측정을 이용하여 손목혈압의 정확도를 향상시키는 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 연산처리부에서 수축기 혈압, 이완기 혈압, 평균혈압을 검출하는 흐름도이다.
도 3은 도 1의 데이터 수집부에서 획득한 다중생체신호의 일예이다.
도 4는 코르트코프음의 PSD 및 혈압보정요소 검출을 설명하는 설명도이다.
도 5는 ECG와 PPG 신호를 이용한 혈압보정요소로서의 PTT검출방법을 설명하는 설명도이다.1 is a schematic block diagram of a device for improving the accuracy of wrist blood pressure using multiple bio-signal measurement according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are flowcharts of detecting systolic blood pressure, diastolic blood pressure, and average blood pressure in the processing unit of FIG. 1.
3 is an example of a multi-bio signal obtained by the data collector of FIG. 1.
4 is an explanatory diagram for explaining the detection of the Cortkov sound PSD and the blood pressure correction element.
5 is an explanatory diagram illustrating a PTT detection method as a blood pressure correction element using ECG and PPG signals.

본 발명은, 오실로메트릭 전자혈압계와 같이, 커프를 사용하여 피검자의 손목 압력을 가해 동맥을 폐색시킨 후 감압하면서 커프에 발생하는 진동 특성인 오실레이션(oscillation)의 폭을 검출하여 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을 구하고, 이렇게 구하여진 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을 맥파 전달 시간(PTT), 코르트코프 파워의 최대 증가점과 최고점 사이의 시간(kmax-rip), 체질량지수(BMI), 팔둘레(Armc)을 사용하여 보정하여 보정된 수축기 혈압, 보정된 이완기 혈압, 보정된 평균혈압을 검출한다. 여기서, 맥파 전달 시간(PTT), 코르트코프 파워의 최대 증가점과 최고점 사이의 시간(kmax-rip)는 커프에 발생하는 진동 특성인 오실레이션(oscillation)의 폭을 검출함과 동시에 손목에서의 코르트코프 음의 변화를 전기적으로 측정하며, 동시에 심전도(ECG), PPG를 검출하여 이들로부터 구하여진 파라미터로 상세한 것은 후술한다.
According to the present invention, an oscillometric systolic blood pressure, by detecting the width of oscillation (oscillation), which is a vibration characteristic generated in the cuff while decompressing the arteries by applying a cuff to the wrist pressure of the subject using a cuff, as in an oscillometric electronic blood pressure monitor, Obtain the oscillometric diastolic blood pressure, the oscillometric mean blood pressure, and calculate the oscillometric systolic blood pressure, the oscillometric diastolic blood pressure, and the oscillometric mean blood pressure as the pulse wave propagation time (PTT), the time between the maximum increase and peak of the Korptoff power. (kmax-rip), body mass index (BMI), and arm circumference (Armc) are used to detect corrected systolic blood pressure, corrected diastolic blood pressure, and corrected mean blood pressure. Here, the pulse wave propagation time (PTT), the time between the maximum increase point and the highest point of the Cortkoppe power (kmax-rip) detects the width of oscillation (oscillation), which is a vibration characteristic occurring in the cuff, The change in the Kortkov sound is measured electrically, and at the same time, electrocardiogram (ECG) and PPG are detected and details obtained from these parameters will be described later.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 다중 생체 신호 측정을 이용하여 손목혈압의 정확도를 향상시키는 장치의 개략적인 구성도로, 오실레이션 신호 검출부(105), 코르트코프음 검출부(205), 심전도 검출부(305), PPG 검출부(505), 데이터 수집부(600), 연산처리부(630), 메모리부(650), 출력부(670), 키입력부(690)를 포함한다. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for improving the accuracy of wrist blood pressure using multiple bio-signal measurements according to an exemplary embodiment of the present invention, including an oscillation signal detector 105, a Cortkop sound detector 205, The electrocardiogram detector 305, the PPG detector 505, the data collector 600, the calculation processor 630, the memory 650, the output unit 670, and the key input unit 690 are included.

오실레이션 신호 검출부(105)는 커프의 압력변화에 따라 발생하는 진동 특성인 오실레이션의 폭을 검출하는 것, 즉 커프에서 검출된 압력신호 중 오실레이션신호를 검출한다. 오실레이션 신호 검출부(105)는 압력센서부(100), 압력신호 전처리부(110)을 포함한다.The oscillation signal detector 105 detects the width of the oscillation which is a vibration characteristic generated according to the pressure change of the cuff, that is, the oscillation signal among the pressure signals detected by the cuff. The oscillation signal detector 105 includes a pressure sensor unit 100 and a pressure signal preprocessor 110.

압력센서부(100)는 커프에서 압력신호를 전기적으로 검출한다. 압력센서부(100)는 압력센서에서 검출되는 압력신호가 전류로 출력될 경우 출력된 전류 압력신호를 전압 압력신호로 출력하는 전압 전류 변환기(V to I convertor)를 포함할 수 있다.The pressure sensor unit 100 electrically detects the pressure signal from the cuff. The pressure sensor unit 100 may include a voltage-to-current converter for outputting the output current pressure signal as a voltage pressure signal when the pressure signal detected by the pressure sensor is output as a current.

압력신호 전처리부(110)는 압력센서로부터 입력된 압력신호를 저역통과 필터(LPF)(120)를 거쳐 압력 신호의 DC 성분 변화를 검출하며, 저역통과 필터(LPF)(120)에서 출력된 압력신호를 진동 성분(혈압 오실레이션)을 검출하기 위한 고역통과 필터(HPF)(140)을 거쳐 혈압 오실레이션 신호(이하 '오실레이션 신호'라 함)를 검출하여 증폭기(AMP)(150)을 통해 증폭하여 데이터 수집부(600)로 전송한다. The pressure signal preprocessor 110 detects a change in the DC component of the pressure signal through the low pass filter (LPF) 120 through the pressure signal input from the pressure sensor, and the pressure output from the low pass filter (LPF) 120 The signal is passed through a high pass filter (HPF) 140 for detecting a vibration component (blood pressure oscillation), and a blood pressure oscillation signal (hereinafter referred to as an oscillation signal) is detected through an amplifier (AMP) 150. Amplified and transmitted to the data collector 600.

또한, 압력신호 전처리부(110)는 저주파 필터(LPF)(120)의 출력을 증폭기(AMP)(130)를 통해 증폭한 압력신호를 데이터 수집부(600)로 전송한다.In addition, the pressure signal preprocessor 110 transmits the pressure signal amplified by the output of the low frequency filter (LPF) 120 through the amplifier (AMP) 130 to the data collector 600.

저역통과 필터(LPF)(120)로서 10Hz 2차 저역통과 필터를 사용할 수 있으며, 고역통과 필터(HPF)(140)로서 0.5Hz 1차 고역통과 필터를 사용할 수 있다.A 10 Hz secondary low pass filter can be used as the low pass filter (LPF) 120, and a 0.5 Hz first order high pass filter can be used as the high pass filter (HPF) 140.

즉, 압력센서를 통해 얻어진 신호에 대한 10Hz 2차 저역통과 필터링을 통해 압력 신호의 DC 성분 변화를 검출하였고, 0.5Hz 1차 고역통과 필터링과 증폭을 통해 DC 성분에 포함된 작은 진동성분(혈압 오실레이션)을 검출하였다. In other words, the change of DC component of the pressure signal was detected through 10Hz secondary lowpass filtering on the signal obtained by the pressure sensor, and the small vibration component (blood pressure oscillation) included in the DC component through 0.5Hz primary highpass filtering and amplification. Detection).

코르트코프음 검출부(205)는, 일반적인 수은혈압계의 청진기에서의 코르트코프(Korotkoff) 음을 청진하는 것과 같이, 오실레이션신호의 검출과 동시에, 마이크로폰을 통해 혈관음을 검출하는 것이다. 코르트코프음 검출부(205)는 마이크로폰부 (200), 코르트코프음 전처리부(210)을 포함한다.The cortkop sound detection unit 205 detects blood vessel sounds through a microphone simultaneously with the detection of the oscillation signal, as in the case of a cork Kottkoff sound in a stethoscope of a general mercury sphygmomanometer. Cortkop sound detection unit 205 includes a microphone unit 200, Cortkop sound pre-processing unit 210.

종래의 일반적인 수은 혈압계에서 혈압계의 커프(CUFF)로 충분히 팔을 감싸고, 청진기(마이크로폰)를 커프내 안쪽의 맥박이 뛰는 부위에 놓고, 커프의 압력을 올리기 시작하고, 혈관음, 즉 코르트코프(Korotkoff) 음을 들으면서 혈압을 측정하도록 이루어져 있다. 본 발명에서도 혈압계의 커프(CUFF)로 충분히 팔을 감싸고, 마이크로폰을 본 발명에서 하나의 시스템으로 구성된 다중 생체 신호 측정시스템의 내부에 놓고 커프의 압력을 올리기 시작하면, 코르트코프 음을 들으면서 혈압을 측정하도록 이루어져 있다. 즉, 본 발명의 코르트코프음 검출부(205)도 오실레이션신호의 검출과 동시에, 마이크로폰을 통해 혈관음을 검출하도록 이루어져 있다.In a conventional mercury sphygmomanometer, the arm is covered with a cuff (CUFF) of the sphygmomanometer, the stethoscope (microphone) is placed on the inner pulse region of the cuff, the pressure of the cuff starts to increase, and the sound of blood vessels, that is, the cortkop ( Korotkoff) is designed to measure blood pressure while listening to sounds. In the present invention, the arm of the blood pressure cuff (CUFF) is sufficiently wrapped, the microphone is placed inside the multi-body signal measuring system composed of one system in the present invention, and when the pressure of the cuff starts to increase, It is made to measure. In other words, the Cortkov sound detection unit 205 of the present invention is also configured to detect blood vessel sounds through the microphone at the same time as the oscillation signal is detected.

마이크로폰부(200)는 커프와 압력센서가 연결된 부위에 통합적으로 연결되어 코르트코프음(혈관음)을 검출한다. 마이크로폰부(200)에서 코르트코프 음의 검출에는 콘덴서마이크를 사용할 수 있다. 본 발명은 커프가 손목에 장착되므로, 요골 동맥에서 코프트코프 음의 변화를 검출한다. The microphone unit 200 is integrally connected to a portion where the cuff and the pressure sensor are connected to detect a Cortkop sound (vascular sound). A condenser microphone may be used to detect the Cortkov sound in the microphone unit 200. Since the cuff is mounted on the wrist, the present invention detects a change in copecoff sound in the radial artery.

코르트코프음 전처리부(210)는 마이크로폰부(200)으로 부터 수신된 코르트코프 음을 전치증폭기(220)을 통해 전치 증폭하고, 잡음제거를 위해 대역통과필터(BPF)(230)를 통과하고, 증폭기(AMP)(240)를 통해 증폭하여 데이터 수집부(600)로 전송한다. 대역통과필터(BPF)(230)는 20-200Hz 대역통과 필터를 사용할 수 있으며, 전치증폭기(220)을 통해 1차적인 증폭을 한 코르트코프음 신호에서 잡음을 제거하여 샤프한 형태의 신호를 검출하게 한다.Cortkop sound pre-processing unit 210 pre-amplifies the Cortkop sound received from the microphone unit 200 through the preamplifier 220, and passes through a band pass filter (BPF) 230 for noise reduction Then, amplified by the amplifier (AMP) 240 and transmitted to the data collector 600. The band pass filter (BPF) 230 may use a 20-200 Hz band pass filter, and detects a sharp form of signal by removing noise from a first amplified Cortkov sound signal through the preamplifier 220. Let's do it.

여기서, 오실레이션 신호 검출부(105), 코르트코프음 검출부(205)는 혈압(NIBP)검출부라 할 수 있다. Here, the oscillation signal detector 105 and the Cortkop sound detector 205 may be referred to as a blood pressure NIBP detector.

심전도 검출부(305)는 양손목 또는 양손에 심전도 전극을 장착하여, 즉 2개의 심전도 전극에 의해, 심전도를 검출한다. 심전도 검출부(305)는 심전도 전극부(300), 심전도 전처리부(310)를 포함한다.The ECG detector 305 attaches an ECG electrode to both wrists or both hands, that is, detects an ECG by two ECG electrodes. The electrocardiogram detector 305 includes an electrocardiogram electrode 300 and an electrocardiogram preprocessor 310.

본 발명에서는 ECG Lead I 신호의 측정이 가능하도록 구성하였다. 일반적으로 ECG Lead I은 전극을 오른손목(RA)과 왼손목(LA)에 장착하고, 접지(보통은 오른발목(RL)에 장착)전극을 장착한 후, 오른손목(RA)과 왼손목(LA)의 전위차로 심전도 신호를 검출한다.In the present invention is configured to enable the measurement of ECG Lead I signal. In general, ECG Lead I attaches the electrodes to the right wrist (RA) and left wrist (LA), and attaches the ground (usually the right ankle (RL)) electrode, then the right wrist (RA) and left wrist ( ECG signal is detected by the potential difference of LA).

심전도 전극부(300)는 2개의 심전도 전극을 양손목 또는 양손에 장착하여 심전도를 검출한다. 심전도 전극은 전도성이 좋고 생체 적합성이 우수한 2가 크롬 도금 전극을 사용한다.The electrocardiogram electrode unit 300 detects an electrocardiogram by mounting two electrocardiogram electrodes on both wrists or both hands. The electrocardiogram electrode uses a bivalent chromium plating electrode having good conductivity and excellent biocompatibility.

심전도 전처리부(310)는 심전도 전극부(300)로부터 수신된 심전도 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다. 심전도 전처리부(310)는 심전도 전극부(300)의 2개의 심전도 전극에서 출력된 신호를 차동증폭기(320)를 통해 심전도 신호를 추출하고, 대역통과 필터(BPF)(330)를 통해 고주파 잡음의 제거 및 기저선 변동의 제거를 하며, 증폭기(AMP)를 통해 증폭하여 데이터 수집부(600)로 전송한다. 대역통과 필터(BPF)(330)는 0.1 - 130Hz의 통과 대역을 가지도록 2차 대역통과 필터를 사용할 수 있다.The ECG preprocessor 310 amplifies the ECG signal received from the ECG electrode unit 300 and removes noise. The ECG preprocessing unit 310 extracts the ECG signal output from the two ECG electrodes of the ECG electrode unit 300 through the differential amplifier 320, and extracts the ECG signal through the band pass filter (BPF) 330. Elimination and elimination of baseline variations are amplified through an amplifier (AMP) and transmitted to the data collection unit (600). The bandpass filter (BPF) 330 may use a secondary bandpass filter to have a pass band of 0.1 to 130Hz.

PPG 검출부(505)는 광용적맥파(photoplethysmography, PPG)(이하 맥파라 함)를 검출하는 수단으로, PPG 센서부(500), PPG 전처리부(510)을 포함한다. 본 발명에서 PPG 검출부(505)는 PTT(PWV)의 검출을 위해 필요한 PPG 신호의 측정을 위해 Webster's Pulse Oximeter System을 참고하여 설계되었다. The PPG detector 505 is a means for detecting a photoplethysmography (PPG) (hereinafter referred to as a pulse wave) and includes a PPG sensor unit 500 and a PPG preprocessor 510. In the present invention, the PPG detector 505 is designed with reference to Webster's Pulse Oximeter System to measure the PPG signal required for the detection of PTT (PWV).

PPG 센서부(500)는 LED와 광센서로 이루어지며, 상기 LED에서 발생된 광이 조직에서 투과되거나 반사되는 광을 광센서를 통해 검출한다. 상기 LED로, 890nm 파장의 적외선 LED를 사용할 수 있으며, 상기 광센서로 900nm의 중심 응답 주파수를 가지는 photo detector를 사용할 수 있다. PPG 센서부(500)는 상기 LED를 구동시키기위한 LED 드라이브를 더 포함하며, 상기 LED에 공급되는 전류는 LED 드라이브를 통해 일정하게 하였다.The PPG sensor unit 500 is composed of an LED and an optical sensor, and detects the light from which the light generated by the LED is transmitted or reflected from the tissue through the optical sensor. As the LED, an infrared LED having a wavelength of 890 nm may be used, and a photo detector having a center response frequency of 900 nm may be used as the optical sensor. The PPG sensor unit 500 further includes an LED drive for driving the LED, and the current supplied to the LED is made constant through the LED drive.

PPG 전처리부(510)는, PPG 센서부(500)에서 출력된 PPG 신호가 전류신호로 출력되므로, 이를 전류전압변환기(520)을 통해 전압의 PPG 신호로 변환하고, 저역통과 필터(LPF)(530)를 거쳐 PPG 신호의 DC 성분 변화를 검출하며, 저역통과 필터(LPF)(530)에서 출력된 PPG 신호를 고역통과 필터(HPF)(550)을 거쳐 AC신호를 검출하여 증폭기(AMP)(560)을 통해 증폭하여 데이터 수집부(600)로 전송한다. Since the PPG signal output from the PPG sensor unit 500 is output as a current signal, the PPG preprocessing unit 510 converts the PPG signal into a PPG signal of a voltage through the current voltage converter 520 and generates a low pass filter (LPF) ( The DC component of the PPG signal is detected through 530, and the AC signal is detected through the high pass filter (HPF) 550 from the PPG signal output from the low pass filter (LPF) 530. Amplified through 560 and transmitted to the data collector 600.

또한, PPG 전처리부(510)는 저주파 필터(LPF)(520)의 출력을 증폭기(AMP)(540)를 통해 증폭한 PPG 신호를 데이터 수집부(600)로 전송한다.In addition, the PPG preprocessor 510 transmits the PPG signal amplified by the output of the low frequency filter (LPF) 520 through the amplifier (AMP) 540 to the data collector 600.

저역통과 필터(LPF)(530)는 20Hz 2차 저역통과 필터를 사용할 수 있으며, 고역통과 필터(HPF)(550)는 0.5Hz 2차 고역통과 필터를 사용할 수 있다.The low pass filter (LPF) 530 may use a 20 Hz second order low pass filter, and the high pass filter (HPF) 550 may use a 0.5 Hz second order high pass filter.

여기서 압력센서부(100), 마이크로폰부(200), 심전도 전극부(300), PPG 센서부(500)을 센서장치부라고 할 수 있으며, 압력신호 전처리부(110), 코르트코프음 전처리부(210), 심전도 전처리부(310), PPG 전처리부(510)을 신호전처리부라고 할 수 있다.Here, the pressure sensor unit 100, the microphone unit 200, the electrocardiogram electrode unit 300, and the PPG sensor unit 500 may be referred to as a sensor device unit, and the pressure signal preprocessor 110 and the Cortkop sound preprocessor. The electrocardiogram preprocessor 310 and the PPG preprocessor 510 may be referred to as a signal preprocessor.

데이터 수집부(600)는 오실레이션 신호 검출부(105), 코르트코프음 검출부(205), 심전도 검출부(305), PPG 검출부(505)에서 검출된 각 신호를 수신하여 디지탈신호로 변환하고 연산처리부(630)으로 전송한다. 데이터 수집부(600)의 sampling rate는 1kHz일 수 있다. 즉, 데이터 수집부(600)는 오실레이션 신호 검출부(105), 코르트코프음 검출부(205), 심전도 검출부(305), PPG 검출부(505)의 출력신호를 A/D변환히여 연산처리부로 전송한다. 데이터 수집부에서 획득한 다중생체신호의 일예는 도3과 같다.The data collection unit 600 receives each signal detected by the oscillation signal detector 105, the Cortkop sound detector 205, the electrocardiogram detector 305, and the PPG detector 505, converts the signals into digital signals, and calculates the data. To 630. The sampling rate of the data collector 600 may be 1 kHz. That is, the data collection unit 600 converts the output signals of the oscillation signal detector 105, the cortkov sound detector 205, the electrocardiogram detector 305, and the PPG detector 505 to the arithmetic processing unit. do. An example of the multiple bio signals obtained by the data collector is shown in FIG. 3.

연산처리부(630)는 오실레이션 신호 검출부(105)로 부터 데이터 수집부를 통해 수신된 오실레이션 신호로부터 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을 구하고, 코르트코프음 검출부(205)로 부터 데이터 수집부를 통해 수신된 코르트코프음 신호로부터 코르트코프 파워의 최대 증가점과 최고점 사이의 시간(kmax-rip)을 구하며, 오실레이션 신호로부터 구하여진 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을 보정하여, 보정된 수축기 혈압, 보정된 이완기 혈압, 보정된 평균혈압을 검출한다.The operation processor 630 obtains an oscillometric systolic blood pressure, an oscillometric diastolic blood pressure, an oscillometric average blood pressure from the oscillation signal received from the oscillation signal detector 105 through the data collector, and the Cortkop sound detector 205. Obtains the time between the maximum increase and peak of the Kortkov power (kmax-rip) from the Cortkov sound signal received from the data collector from the oscillator, and obtains the oscillometric systolic blood pressure and oscillometric diastolic blood pressure obtained from the oscillation signal. The oscillometric mean blood pressure is corrected to detect corrected systolic blood pressure, corrected diastolic blood pressure, and corrected mean blood pressure.

메모리부(650)는 피검자의 정보, 즉, 나이, 성별, 키, 팔둘레 등을 저장한다. 또한, 연산처리부(630)의 출력을 저장한다.The memory unit 650 stores information of the examinee, that is, age, gender, height, arm circumference, and the like. In addition, the operation processor 630 stores the output.

출력부(670)는 연산처리부(630)로 부터 출력된 보정된 수축기 혈압, 보정된 이완기 혈압, 보정된 평균혈압을 화면 등에 출력한다.The output unit 670 outputs the corrected systolic blood pressure, the corrected diastolic blood pressure, and the corrected average blood pressure output from the operation processor 630 to the screen.

키입력부(690)는 피검자의 정보, 즉, 나이, 성별, 키, 팔둘레 등을 입력하고, 검사모드 등을 설정한다.
The key input unit 690 inputs the examinee's information, that is, age, gender, height, arm circumference, etc., and sets a test mode and the like.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 연산처리부에서 수축기 혈압, 이완기 혈압, 평균혈압을 검출하는 흐름도이다.2A and 2B are flowcharts of detecting systolic blood pressure, diastolic blood pressure, and average blood pressure in the processing unit of FIG. 1.

데이터 입력단계로, 오실레이션 신호 검출부(105), 코르트코프음 검출부(205), 심전도 검출부(305), PPG 검출부(505)의 출력신호, 즉 압력신호, 오실레이션 신호, 코르트코프음 신호, 심전도 신호, PPG 신호들이 데이터 수집부로부터 입력한다(S110). In the data input step, output signals of the oscillation signal detector 105, the Cortkop sound detector 205, the electrocardiogram detector 305, and the PPG detector 505, that is, the pressure signal, the oscillation signal, and the Cortkop sound signal The ECG signals and the PPG signals are input from the data collector (S110).

제로 위상 필터링단계로, 오실레이션 신호 검출부(105), 코르트코프음 검출부(205), 심전도 검출부(305), PPG 검출부(505)의 의 출력신호, 즉 압력신호, 오실레이션 신호, 코르트코프음 신호, 심전도 신호, PPG 신호의 시작점을 맞추어주는 제로 위상 필터링을 행한다(S120).In the zero phase filtering step, the output signals of the oscillation signal detector 105, the Cortkop sound detector 205, the electrocardiogram detector 305, and the PPG detector 505, that is, the pressure signal, the oscillation signal, and the Cortkov Zero phase filtering is performed to match the starting point of the sound signal, the electrocardiogram signal, and the PPG signal (S120).

이는 실기간적으로 데이터를 받기는 하지만 순차적으로 데이터 수집부(600)에서 A/D변환하기 때문에 미세한 시간차가 있어 이를 없애기 위한 것으로, 시간적으로, 너무 빠른 것은 뒤로 미루고, 너무 뒷쳐진 것은 앞으로 당겨서 시작이 같도록 한다.This is to receive the data in real time, but in order to eliminate the slight time difference because the A / D conversion in the data acquisition unit 600 sequentially, in time, too fast delayed back, too lagging behind to start by pulling forward Make it the same.

제로 위상 필터링단계(S120) 후에는 오실레이션 신호 검출부(105)의 출력신호로 혈압을 계산하며(S130~S195), 동시에 코르트코프음 검출부(205)의 출력신호로 코르트코프 파워의 최대 증가점과 최고점 사이의 시간(kmax-rip)를 구하며(S210~S295), 동시에 심전도 검출부(305)의 출력신호, PPG 검출부(505)의 출력신호로 부터 맥파 전달 시간(PTT) 등을 구한다(S310~S350).
After the zero phase filtering step (S120), the blood pressure is calculated using the output signal of the oscillation signal detector 105 (S130 to S195), and at the same time, the maximum increase of the Cortkoppe power is output by the output signal of the Cortkov sound detector 205. Obtain the time (kmax-rip) between the point and the highest point (S210 to S295), and simultaneously obtain the pulse wave propagation time (PTT) from the output signal of the ECG detector 305 and the output signal of the PPG detector 505 (S310). ~ S350).

오실레이션 신호 검출부(105)의 출력신호로 혈압을 계산하는 흐름은 다음과 같다.The flow of calculating the blood pressure using the output signal of the oscillation signal detector 105 is as follows.

오실레이션 신호 리드단계로, 제로 위상 필터링단계(S120) 후에 오실레이션 신호 검출부(105)의 출력신호, 즉 압력신호, 오실레이션신호를 읽어드린다(S130).In the oscillation signal reading step, after the zero phase filtering step S120, the output signal of the oscillation signal detecting unit 105, that is, the pressure signal and the oscillation signal, is read (S130).

오실레이션 신호 피크검출단계로, 오실레이션 신호의 각 주기(각 비트)에서 변곡점들을 구하되 그중에서 피크(peak)를 나타내는 변곡점들을 검출하는 것으로, 즉 오실레이션 신호의 각 주기마다의 피크(최대값)를 검출한다(S140).In the oscillation signal peak detection step, the inflection points are obtained at each period (each bit) of the oscillation signal, and the inflection points representing the peak are detected, that is, the peak (maximum value) at each period of the oscillation signal. ) Is detected (S140).

오실레이션 신호 밸리검출단계로, 오실레이션 신호의 각 주기(각 비트)에서 변곡점들을 구하되 그중에서 밸리(valley)를 나타내는 변곡점들을 검출하는 것으로, 즉 오실레이션 신호의 각 주기마다의 밸리(최소값)를 검출한다(S150).In the oscillation signal valley detection step, the inflection points are obtained at each period (each bit) of the oscillation signal, and the inflection points representing the valleys are detected, that is, the valley (minimum value) for each period of the oscillation signal. It is detected (S150).

오실레이션 최대진폭검출단계로, 오실레이션 신호에서 바로 전의 피크(최대)와 그 다음의 밸리(최소)의 차이, 즉 각 주기마다 최대진폭을 검출한다(S160).In the oscillation maximum amplitude detection step, the difference between the previous peak (maximum) and the next valley (minimum) in the oscillation signal, that is, the maximum amplitude is detected at each period (S160).

진폭신호 보간 및 피팅단계로, 스플라인 보간법을 사용하여 보간하며, 피팅선에 맞추어 피크값(첨두치값)을 조정한다(S170). 즉, 오실레이션 최대진폭검출단계(S160)에서 추출된 진폭신호는 스플라인 보간법을 사용하여 보간하며, 보간된 신호는 가우시안 피크 피팅을 통해 신호의 Envelope(피팅선)을 추출한다.In the amplitude signal interpolation and fitting step, interpolation is performed using the spline interpolation method, and the peak value (peak value) is adjusted according to the fitting line (S170). That is, the amplitude signal extracted in the oscillation maximum amplitude detection step S160 is interpolated using a spline interpolation method, and the interpolated signal extracts an envelope of the signal through Gaussian peak fitting.

최대진폭 포인트 검출단계로, 진폭신호 보간 및 피팅단계(S170)에서 얻어진 피팅선 중 최대값을 검출하고, 이 최대값을 갖는 포인트, 즉 최대진폭 포인트에서의 압력 값을 MAP(오실로메트릭 평균 혈압)으로 검출한다(S180). In the maximum amplitude point detection step, the maximum value of the fitting lines obtained in the amplitude signal interpolation and fitting step (S170) is detected, and the pressure value at the point having the maximum value, that is, the maximum amplitude point is MAP (oscillometric average blood pressure). (S180).

특성비율 적용단계로, 특성 비율을 적용하여 SBP(오실로메트릭 수축기 혈압)와 DBP(오실로메트릭 확장기 혈압)를 산출하는데(S190), 여기서 특성 비율은 SBP의 경우 55%, DBP의 경우 82%를 사용하는데, 최대진폭 포인트 검출단계(S180)에서 구한 최대진폭 포인트에서 앞으로(전방향으로) 상기 최대값의 55%, 즉 최대값 x 0.55 인 값을 가지는 지점의 압력 값을 SBP로 구하며, 최대진폭 포인트 검출단계(S180)에서 구한 최대진폭 포인트에서 뒤로(역방향으로) 상기 최대값의 82%, 즉 최대값 x 0.82 인 값을 가지는 지점의 압력 값을 DBP로 구한다(S190). 상기 특성비율은 Geddes의 실험에서 경험적으로 획득된 비율이다.As the characteristic ratio application step, the characteristic ratio is applied to calculate the SBP (oscillometric systolic blood pressure) and DBP (oscillometric diastolic blood pressure) (S190), where the characteristic ratio is 55% for SBP and 82% for DBP. From the maximum amplitude point obtained in the maximum amplitude point detection step (S180), a pressure value of 55% of the maximum value (that is, in the forward direction), that is, a point having a maximum value x 0.55, is calculated as SBP, and the maximum amplitude point. The pressure value at the point having a value of 82% of the maximum value, i.e., the maximum value of 0.82, from the maximum amplitude point obtained in the detection step S180 (backward) is obtained by DBP (S190). The characteristic ratio is the ratio obtained empirically in the experiment of Geddes.

SBP 및 DBP검출단계로, 특성비율 적용단계(S190)에서 연산된 SBP 및 DBP를 다음 연산을 위해 저장한다(S195).
In the SBP and DBP detection step, the SBP and DBP calculated in the feature ratio application step (S190) are stored for the next operation (S195).

다음은 코르트코프음 검출부(205)의 출력신호로 코르트코프 파워의 최대 증가점과 최고점 사이의 시간(kmax-rip)를 구하는 흐름을 설명한다.The following describes the flow of obtaining the time (kmax-rip) between the maximum increase point and the highest point of the Cortkoppe power as the output signal of the Cortkov sound detector 205.

코르트코프음(k-sound) 배열 가져오기 단계로, 제로 위상 필터링단계(S120) 후에, 코르트코프음 전처리부(210)의 출력인 코르트코프음 데이터를 읽어들인다(S210).In a step of importing a k-sound array, after the zero phase filtering step S120, the Korkkop sound data, which is the output of the Korptkov sound preprocessing unit 210, is read (S210).

코르트코프음 비트 검출단계로, 오실레이션 신호 피크검출단계(S140)에서 구한 각 주기(각 비트)의 피크에서의 코르트코프음 값(코르트코프음의 진폭값)을 가져온다(S220).In the Cortkov sound bit detection step, the Cortkov sound value (amplitude value of the Cortkov sound) at the peak of each period (each bit) obtained in the oscillation signal peak detection step S140 is obtained (S220).

데이터수 2n여부판단 단계로, 코르트코프음 비트 검출단계(S220)에서 구해진 각 주기의 피크에서의 코르트코프음 값의 데이터수가 2n인지를 판단한다(S230).A data number 2 n state determining step, it is determined Cartesian co Corp. negative bit detection step (S220) the nose Stuttgart Corp. negative number of values that the data 2 n in each period obtained by the peak (S230).

데이터수 2n여부판단 단계(S230)에서 코르트코프음 값의 데이터수가 2n이 아니라며, 제로페딩단계로, 데이터수가 2n이 아니라면 2n이 될때까지 0으로 채운다(S235).In the data number 2 n state determining step (S230) co Stuttgart Corp. data number of negative value is 2 n ahniramyeo, to zero peding step, the number of data is not a 2 n and filled with zero until the 2 n (S235).

토탈 PSD검출단계로, 코르트코프음 비트 검출단계(S220) 및 제로페딩단계(S235)를 거쳐 데이터수가 2n인 코르트코프음 값의 데이터를 FFT하여 토탈 파워 스펙트럼 밀도(Total power spectral density)를 구한다(S240). 도 4는 코르트코프음의 PSD 및 혈압보정요소 검출의 설명도로, 도 4에서 PSD가 토탈 파워 스펙트럼 밀도의 일예이다.In the total PSD detection step, the total power spectral density is FFT by FFTing data of a Korkopkov sound value having a data number of 2 n through the Cortkov sound bit detection step (S220) and the zero fedding step (S235). Obtain (S240). 4 is an explanatory diagram of PSD and blood pressure correction element detection of Cortkov sound. In FIG. 4, PSD is an example of total power spectral density.

비트 당 PSD검출단계로, 코르트코프음(k-sound) 배열 가져오기 단계(S210)에서 입력된 코르트코프음 데이터에서 각 주기(각 비트)별로 파워 스펙트럼 밀도(power spectrum density, PSD)를 구한다(S250). 코르트코프음 데이터에서 각 주기(각 비트)는 최소치와 인접한 최소치 사이로 하거나, 최대치와 인접한 최대치 사이로 한다. 도 4에서는 K-Sound power Spectral Density라고 표시한 다수의 점들이 주기별로 구하여진 PSD이다.In the PSD detection step per bit, the power spectrum density (PSD) is determined for each period (each bit) in the Kortkop sound data input in the step of importing a k-sound array (S210). Obtain (S250). Each period (each bit) in the Cortkov sound data is between a minimum value and an adjacent minimum value, or between a maximum value and an adjacent maximum value. In FIG. 4, a plurality of dots denoted as K-Sound power Spectral Density are obtained by periods.

최대 PSD포인트검출단계로, 비트 당 PSD검출단계(S250)에서 구한 각 주기별 파워 스펙트럼 밀도(PSD) 중 최대 PSD의 포인트(K_max)를 검출한다(S260). 도 4에서 최대 PSD포인트는 K_MAX이다.In the maximum PSD point detection step, the point K_max of the maximum PSD is detected among the power spectral densities PSD of each cycle obtained in the PSD detection step S250 per bit (S260). In FIG. 4, the maximum PSD point is K_MAX.

최대 PSD포인트 기준 배열 분리단계로, 비트 당 PSD검출단계(S250)에서 구한 각 주기(각 비트)별로 PSD를, 최대 PSD포인트검출단계(S260)에서 구한 최대 PSD포인트를 기준으로 전, 후로 나눈다(S270). 즉 최대PSD포인트를 기준으로 최대PSD포인트 이전배열과 최대PSD포인트 이후배열로 나눈다.In the PSD PSD reference array separation step, the PSD is divided by before and after each cycle (each bit) obtained in the PSD detection step per bit (S250) based on the maximum PSD point obtained in the maximum PSD point detection step (S260). S270). That is, it is divided into an array before the maximum PSD point and an array after the maximum PSD point based on the maximum PSD point.

최대 PSD 증가 포인트 검출단계로, 최대 PSD포인트 기준 배열 분리단계(S270)에서 구한 최대 PSD포인트 이전배열에서 PSD 증가가 가장 큰 포인트를 검출한다(S280). 최대 PSD 증가 포인트 검출단계는, 경우에 따라서, K_max 이전의 배열에서 최대 PSD 진폭의 70% 이하의 크기를 가지는 데이터 중에서 PSD의 급격한 증가가 나타나는 지점을 검출한다.As a maximum PSD increase point detection step, a point having the largest PSD increase is detected in the previous PSD point array arranged in the maximum PSD point reference array separation step (S270) (S280). The maximum PSD increase point detection step optionally detects a point where a sudden increase in PSD appears in data having a size of 70% or less of the maximum PSD amplitude in an array before K_max.

K-rip시간 검출단계로, 최대 PSD 증가 포인트 검출단계(S280)에서 구한 PSD 증가가 가장 큰 포인트를 K_rip(rapidly increasing point)로 한다(S290).In the K-rip time detection step, the point at which the PSD increase obtained in the maximum PSD increase point detection step S280 is the largest is K_rip (rapidly increasing point) (S290).

최대 PSD포인트 시간검출단계로, 최대 PSD포인트검출단계(S260)에서 최대 PSD의 포인트(k-max)의 시간을 검출한다(S275).In the maximum PSD point time detection step, the time of the point (k-max) of the maximum PSD is detected in the maximum PSD point detection step (S260) (S275).

최대 PSD 감소 포인트 검출단계로, 최대 PSD포인트 기준 배열 분리단계(S270)에서 구한 최대 PSD포인트 이후배열에서 PSD 감소가 가장 큰 포인트를 검출한다(S280). 즉, PSD의 전의 값과 그 다음값의 차가 가장 큰값을 나타내는 지점까지의 시간을 구한다. 최대 PSD 감소 포인트 검출단계는, 경우에 따라서, K_max 이후의 배열에서 최대 PSD 진폭의 70% 이하의 크기를 가지는 데이터 중에서 PSD의 급격한 감소가 나타나는 지점을 검출한다(S285).As a maximum PSD reduction point detection step, a point having the largest PSD reduction in the array after the maximum PSD point obtained in the maximum PSD point reference array separation step (S270) is detected (S280). That is, the time until the point where the difference between the previous value and the next value of the PSD indicates the largest value is obtained. The maximum PSD reduction point detection step detects a point where a sudden decrease in PSD appears in data having a size of 70% or less of the maximum PSD amplitude in an array after K_max in some cases (S285).

K-rdp시간 검출단계로, 최대 PSD 증가 포인트 검출단계(S280)에서 구한 PSD 감소가 가장 큰 포인트를 K_rdp(rapidly decreasing point)로 한다(S295).In the K-rdp time detection step, the point at which the PSD decrease obtained in the maximum PSD increase point detection step S280 is the largest is K_rdp (rapidly decreasing point) (S295).

여기서 K_max로부터 K_rip 까지의 시간을 K_max-rip로 표기하며, K-rdp로부터 K_max까지의 시간을 K_rdp-max로 표기하며, K-rdp로부터 K_rip까지의 시간을 K_rdp-rip로 표기한다.
Here, the time from K_max to K_rip is denoted by K_max-rip, the time from K-rdp to K_max is denoted by K_rdp-max, and the time from K-rdp to K_rip is denoted by K_rdp-rip.

심전도 검출부(305)의 출력신호, PPG 검출부(505)의 출력신호로 평균혈압을 맥파 전달 시간(PTT)를 계산하는 흐름은 다음과 같다.The flow of calculating the average blood pressure pulse wave propagation time (PTT) using the output signal of the ECG detector 305 and the output signal of the PPG detector 505 is as follows.

ECG 및 PPG 배열가져오기 단계로, 제로 위상 필터링단계(S120) 후에 심전도 검출부(305) 및 PPG 검출부(505)의 출력신호, 즉 심전도 신호들, PPG 신호들을 읽어드린다(S310).In the ECG and PPG array import step, after the zero phase filtering step S120, the output signals of the ECG detector 305 and the PPG detector 505, that is, the ECG signals and the PPG signals, are read (S310).

ECG 메디안 필터링 단계로, 심전도신호의 베이스라인을 안정화시키기위해 메디안 필터링을 한다(S320).In the ECG median filtering step, median filtering is performed to stabilize the baseline of the ECG signal (S320).

PPG 1차미분 단계로, PPG 신호의 최대점을 검출하기위해, PPG 신호를 1차 미분한다(S330).In the PPG first derivative step, in order to detect the maximum point of the PPG signal, the PPG signal is firstly differentiated (S330).

ECG 및 PPG의 피크검출단계로, ECG 메디안 필터링 단계(S320)에서 출력된 ECG 신호의 각 주기에서 피크인 지점(최대값을 가지는 지점)을 검출하며, PPG 1차미분 단계(S330)에서 출력된 1차 미분 PPG 신호를 이용하여 PPG 신호의 각 주기에서 피크인 지점(최대값을 가지는 지점)을 검출한다(S340).As a peak detection step of ECG and PPG, a point (a point having a maximum value) that is a peak in each period of the ECG signal output in the ECG median filtering step (S320) is detected, and is output in the PPG first derivative step (S330). Using the first derivative PPG signal, a point (a point having a maximum value) that is a peak in each period of the PPG signal is detected (S340).

PTT검출단계로, ECG 및 PPG의 피크검출단계(S340)에서 구한 각 주기에서 ECG 신호의 피크인 지점과 PPG 신호의 피크인 지점의 시간차를 구하여 PTT를 검출한다(S350). 도 5는 ECG와 PPG 신호를 이용한 혈압보정요소로서의 PTT검출방법을 설명하는 설명도로, PTT검출을 위해, ECG 신호의 피크인 지점과 PPG 신호의 피크인 지점의 시간차를 구한다.
In the PTT detection step, the PTT is detected by obtaining the time difference between the peak point of the ECG signal and the peak point of the PPG signal in each period obtained in the peak detection step (S340) of the ECG and PPG (S350). 5 is an explanatory diagram illustrating a PTT detection method as a blood pressure correction element using ECG and PPG signals. For PTT detection, a time difference between a peak point of the ECG signal and a peak point of the PPG signal is obtained.

다음은, 혈압 검출단계로, S130~S195에서 계산된 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압(MAP)을, S210~S295에서 계산된 코르트코프 파워의 최대 증가점과 최고점 사이의 시간(kmax-rip)과, S310~S350에서 계산된 맥파 전달 시간(PTT)과, 입력된 사용자 정보에서 얻어진 체질량지수(BMI) 및 팔둘레(Armc)를 사용하여 보정하여, 보정된 수축기 혈압, 보정된 이완기 혈압, 보정된 평균혈압을 후술되는 수학식2 내지 4에 의해 검출한다(S400).Next, the blood pressure detection step, the oscillometric systolic blood pressure, oscillometric diastolic blood pressure, oscillometric mean blood pressure (MAP) calculated in S130 ~ S195, between the maximum increase and peak of the Cortkov power calculated in S210 ~ S295 Corrected systolic blood pressure by using the time (kmax-rip), pulse wave transfer time (PTT) calculated in S310 to S350, and body mass index (BMI) and arm circumference (Armc) obtained from the input user information. The corrected diastolic blood pressure and the corrected average blood pressure are detected by the following Equations 2 to 4 (S400).

본 발명에서는 검사전에 키입력부(690)을 통해 사용자 정보를 입력하도록 되어 있으며, 이때 입력되는 정보는 이름, 키, 나이, 몸무게, 성별, 팔둘레(상완)이며, 연산처리부(630)는 체질량지수(BMI)를 키와 몸무게를 이용하여 수학식1과 같이 연산한다.In the present invention, the user information is input through the key input unit 690 before the test, and the input information is a name, height, age, weight, gender, arm circumference (upper arm), and the operation processor 630 has a body mass index. (BMI) is calculated using Eq. (1) using height and weight.

Figure pat00007
Figure pat00007

보정된 평균혈압(MAPcomp)은 수학식 2와 같이 구한다.The corrected mean blood pressure (MAPcomp) is obtained as shown in Equation 2.

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서 MAP는 오실로메트릭 평균혈압이며, Sex는 사용자 정보 중 성별이며, Kmax-rip은 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간을 말하며, PTT는 맥파전달시간이다.Where MAP is the oscillometric mean blood pressure, Sex is the gender of the user information, and Kmax-rip is between the maximum increase (K_rip) of the Krotkov sound power spectral density (K_max). PTT is the pulse wave delivery time.

보정된 수축기혈압(SBPcomp)은 수학식 3과 같이 구한다.Corrected systolic blood pressure (SBPcomp) is obtained as shown in Equation 3.

Figure pat00009
Figure pat00009

여기서 SBP는 오실로메트릭 수축기혈압이며, Age는 사용자 정보 중 나이이며, Armc는 사용자 정보 중 팔둘레이며, BMI는 체질량지수이다.Where SBP is oscillometric systolic blood pressure, Age is age in user information, Arm c is arm circumference in user information, and BMI is body mass index.

보정된 이완기혈압(DBPcomp)은 수학식 4와 같이 구한다.Corrected diastolic blood pressure (DBPcomp) is obtained as shown in Equation 4.

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서 DBP는 오실로메트릭 이완기혈압이며, Sex는 사용자 정보 중 성별이며, Kmax-rip은 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간을 말한다.
Where DBP is the oscillometric diastolic blood pressure, Sex is the gender of the user information, and Kmax-rip is between the maximum increase of the Krotkoff power spectral density (K_rip) and the highest point of the Korkkopk power spectral density (K_max). Say time.

도 2에 대한 설명을 정리하면, 본 발명에서 혈압신호의 분석에는 최대진폭 알고리즘(maximum amplitude algorithm, MAA)을 사용하였다. 기본적으로 오실레이션 신호의 피크(혈압 오실레이션 각 비트에서의 최대 값)를 검출하고 각 피크 사이에서의 최소값을 밸리(혈압 오실레이션 각 비트에서의 최소 값)로 검출하여, 차이를 구해 오실레이션의 진폭 신호를 추출하였다. 추출된 진폭신호는 스플라인 보간법을 사용하여 보간하였다. 보간된 신호는 가우시안 피크 피팅을 통해 신호의 Envelope을 추출하였고, 추출된 Envelope에서의 최대 피크 포인트에서의 압력 값을 MAP로 하였다. MAP의 검출 후, 특성 비율을 적용하여 SBP와 DBP를 산출하였다. 특성 비율은 SBP의 경우 55%, DBP의 경우 82%를 사용하였다.2, the maximum amplitude algorithm (MAA) was used to analyze the blood pressure signal in the present invention. Basically, the peak of the oscillation signal (maximum value at each bit of blood pressure oscillation) is detected, and the minimum value between each peak is detected as a valley (minimum value at each bit of blood pressure oscillation), and the difference is obtained. The amplitude signal was extracted. The extracted amplitude signals were interpolated using spline interpolation. The interpolated signal was extracted with Gaussian peak fitting, and the pressure value at the maximum peak point in the extracted envelope was MAP. After detection of MAP, the SBP and DBP were calculated by applying the characteristic ratio. The characteristic ratio was 55% for SBP and 82% for DBP.

코르트코프 음의 분석은 PSD의 변화에 그 초점을 맞추었다. 오실레이션 피크를 기준으로 하여 코르트코프 신호를 beat by beat로 분류하였으며, 분류된 신호의 푸리에 변환을 위해 Zero Padding을 통해 데이터의 수를 2n개로 맞춰 주었으며, 각 비트에 따른 구간에 대한 PSD를 검출하여 그 변화를 확인하였다. PSD의 변화에서 그 크기가 최대가 되는 지점을 K_MAX라 정의하였고, K_max 이전의 배열에서 최대 PSD 진폭의 70% 이하의 크기를 가지는 데이터 중에서 PSD의 급격한 증가가 나타나는 지점을 K_rip(rapidly increasing point), K_max 이후의 배열에서 최대 PSD 진폭의 70% 이하의 크기를 가지는 데이터 중에서 PSD의 급격한 감소가 나타나는 지점을 K_rdp(rapidly decreasing point)로 정의하였고, 각 지점사이의 시간을 K_max-rip, K_rdp-max, K_rdp-rip로 정의하였다.Kortkov's analysis focused on changing the PSD. Based on the oscillation peak, the Cortkov signal is classified as beat by beat, and the number of data is set to 2 n through Zero Padding for Fourier transform of the classified signal. The change was confirmed by detection. K_MAX is defined as the point where the maximum size of the PSD changes, and K_rip (rapidly increasing point), the point where the sudden increase of PSD appears in the data having the size of 70% or less of the maximum PSD amplitude in the array before K_max, K_rdp (rapidly decreasing point) is defined as the point where the sudden decrease of PSD among the data having the size of 70% or less of the maximum PSD amplitude in the array after K_max, and the time between each point is K_max-rip, K_rdp-max, K_rdp-rip.

PTT의 검출에는 ECG 및 PPG의 피크 포인트 사이의 시간을 구하는 방법을 적용하였다. ECG의 피크 검출에는 Median Filtering을 사용하여 원신호와의 차이를 통해 R-Peak를 부각시켜 검출하는 방법을 사용하였고, PPG 신호의 경우에는 미분을 통해 피크를 검출하였다. 또한 두 피크 사이의 시간이 1초 이상인 신호의 경우는 에러로 판단하여 제외하였다.
For the detection of PTT, a method of obtaining the time between peak points of ECG and PPG was applied. For the detection of ECG peak, the method of detecting the R-Peak by highlighting the difference between the original signal and the median filtering was used. In the case of the PPG signal, the peak was detected through the derivative. In addition, a signal having a time between two peaks of 1 second or more was determined to be an error and excluded.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention belongs may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand that. Therefore, the embodiments described above are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

100 : 압력센서부
105 : 오실레이션 신호 검출부
110 : 압력신호 전처리부
120, 530 : LPF
130, 150, 240, 340, 540, 560 : AMP
140, 550 : HPF
200 : 마이크로폰 부
205 : 코르트코프음 검출부
210 : 코르트코프음 전처리부
220 : 전치 증폭기
230, 330 : BPF
300 : 심전도 전극부
305 : 심전도 검출부
310 : 심전도 전처리부
320 : 차동 증폭기
500 : PPG 센서부
505 : PPG 검출부
510 : PPG 전처리부
520 : 전류 전압 변환기
600 : 데이터 수집부
630 : 연산처리부
650 : 메모리부
670 : 출력부
690 : 키입력부
100: pressure sensor
105: oscillation signal detector
110: pressure signal preprocessor
120, 530: LPF
130, 150, 240, 340, 540, 560: AMP
140, 550: HPF
200: microphone unit
205: Cortkop sound detector
210: Cortkov sound preprocessing unit
220: preamplifier
230, 330: BPF
300: ECG electrode portion
305: ECG detection unit
310: ECG pretreatment unit
320: differential amplifier
500: PPG sensor unit
505: PPG detector
510: PPG pretreatment unit
520: current voltage converter
600: data collector
630: arithmetic processing unit
650: memory
670: output unit
690: key input unit

Claims (16)

손목에 감도록 이루어지며 압력을 가하도록 이루어진 커프;
커프에 연결된 압력센서를 구비하여, 상기 커프의 압력신호와, 상기 압력신호에서 압력변화에 따라 발생하는 진동 특성인 오실레이션 신호를 검출하는 오실레이션 신호 검출부;
커프와 압력센서가 연결된 부위에 마이크로폰을 연결하여, 코르트코프음 신호를 검출하는 코르트코프음 검출부;
오실레이션 신호 검출부의 출력으로부터 A/D변환하여 수신된 압력신호 및 오실레이션 신호로부터 오실로메트릭 혈압을 구하고, 상기 오실로메트릭 혈압을, 코르트코프음 검출부의 출력으로부터 A/D변환하여 수신된 코르트코프음 신호를 이용하여 보정하는 연산처리부;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 장치.
A cuff made to wind around the wrist and configured to apply pressure;
An oscillation signal detection unit having a pressure sensor connected to the cuff, the oscillation signal detecting unit detecting a pressure signal of the cuff and an oscillation signal which is a vibration characteristic generated according to a pressure change in the pressure signal;
Cortkop sound detection unit for connecting the microphone to the portion where the cuff and the pressure sensor is connected, and detects the Cortkop sound signal;
Cort received by A / D conversion from the output of the oscillation signal detector to obtain the oscillometric blood pressure from the received oscillation signal and the oscillometric blood pressure from the output of the Cortkov sound detector. An arithmetic processing unit for correcting using the cope sound signal;
Wrist blood pressure measuring device, characterized in that consisting of.
손목에 감도록 이루어지며 압력을 가하도록 이루어진 커프;
커프에 연결된 압력센서를 구비하여, 상기 커프의 압력신호와, 상기 압력신호에서 압력변화에 따라 발생하는 진동 특성인 오실레이션 신호를 검출하는 오실레이션 신호 검출부;
피검자의 정보로서, 나이, 성별, 키, 팔둘레, 몸무게를 저장하는 메모리부;
피검자의 키를 몸무게로 나누어서 체질량지수(BMI)를 구하며, 오실레이션 신호 검출부의 출력으로부터 A/D변환하여 입력된 압력신호 및 오실레이션 신호로부터 오실로메트릭 혈압을 구하고 상기 오실로메트릭 혈압을 체질량지수(BMI)를 이용하여 보정하는 연산처리부;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 장치.
A cuff made to wind around the wrist and configured to apply pressure;
An oscillation signal detection unit having a pressure sensor connected to the cuff, the oscillation signal detecting unit detecting a pressure signal of the cuff and an oscillation signal which is a vibration characteristic generated according to a pressure change in the pressure signal;
A memory unit for storing age, gender, height, arm circumference, and weight as information of a subject;
The body mass index (BMI) is obtained by dividing the subject's height by weight, and A / D conversion is performed from the output of the oscillation signal detection unit to obtain an oscillometric blood pressure from the input pressure signal and the oscillation signal, and the oscillometric blood pressure is measured by the body mass index (BMI). A calculation processing unit for correcting using;
Wrist blood pressure measuring device, characterized in that consisting of.
제1항에 있어서,
2개의 심전도 전극을 구비하여, 양손목에 장착되게 하거나 양손에 장착되게하여 심전도를 검출하는 심전도 검출부;
손목이나 손에 장착되게 위치된 LED와 광센서를 구비하여, 광용적맥파(PPG)를 검출하는 PPG 검출부;
피검자의 정보로서, 나이, 성별, 키, 팔둘레, 몸무게를 저장하는 메모리부;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 장치.
The method of claim 1,
An electrocardiogram detector including two electrocardiogram electrodes to be mounted on both wrists or mounted on both hands to detect an electrocardiogram;
A PPG detector having an LED and an optical sensor positioned to be mounted on a wrist or a hand to detect an optical volume pulse wave (PPG);
A memory unit for storing age, gender, height, arm circumference, and weight as information of a subject;
Wrist blood pressure measuring device further comprising.
제1항에 있어서,
피검자의 정보로서, 나이, 성별, 키, 팔둘레, 몸무게를 저장하는 메모리부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 장치.
The method of claim 1,
Wrist information measuring apparatus further comprises a memory for storing the age, sex, height, arm circumference, weight as the information of the subject.
제 4항에 있어서
상기 연산처리부는, 오실로메트릭 혈압으로서 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을 구하며,
상기 오실로메트릭 이완기 혈압(DBP)을 보정한 이완기기 혈압(DBPcomp)은
Figure pat00011

(단, DBP는 오실로메트릭 이완기혈압이며, Sex는 사용자 정보 중 성별이며, Kmax-rip은 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간임)
에 의해 구하여 지는 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 장치.
The method of claim 4
The calculation processing unit obtains oscillometric systolic blood pressure, oscillometric diastolic blood pressure, oscillometric average blood pressure as oscillometric blood pressure,
The diastolic blood pressure (DBPcomp) of correcting the oscillometric diastolic blood pressure (DBP) is
Figure pat00011

(However, DBP is the oscillometric diastolic blood pressure, Sex is the gender of the user information, Kmax-rip is the maximum increase (K_rip) of the Cortkov sound power spectrum density (K_max) Time between)
Wrist blood pressure measuring device, characterized in that obtained by.
제 2항에 있어서
상기 연산처리부는, 오실로메트릭 혈압으로서 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을 구하며,
상기 오실로메트릭 수축기 혈압(SBP)을 보정한 수축기 혈압(SBPcomp)은
Figure pat00012

(단, SBP는 오실로메트릭 수축기혈압이며, Age는 사용자 정보 중 나이이며, Armc는 사용자 정보 중 팔둘레이며, BMI는 체질량지수임)
에 의해 구하여 지는 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 장치.
The method according to claim 2, wherein
The calculation processing unit obtains oscillometric systolic blood pressure, oscillometric diastolic blood pressure, oscillometric average blood pressure as oscillometric blood pressure,
Systolic blood pressure (SBPcomp) correcting the oscillometric systolic blood pressure (SBP) is
Figure pat00012

(However, SBP is oscillometric systolic blood pressure, Age is age in user information, Arm c is arm circumference in user information, and BMI is body mass index)
Wrist blood pressure measuring device, characterized in that obtained by.
제3항에 있어서,
상기 연산처리부는, 오실로메트릭 혈압으로서 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을 구하며,
상기 오실로메트릭 평균혈압(MAP)을 보정한 평균혈압(MAPcomp)은
Figure pat00013

(단, MAP는 오실로메트릭 평균혈압이며, Sex는 사용자 정보 중 성별이며, Kmax-rip은 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간을 말하며, PTT는 맥파전달시간임)
에 의해 구하여 지는 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 장치.
The method of claim 3,
The calculation processing unit obtains oscillometric systolic blood pressure, oscillometric diastolic blood pressure, oscillometric average blood pressure as oscillometric blood pressure,
The mean blood pressure (MAPcomp) corrected for the oscillometric mean blood pressure (MAP) is
Figure pat00013

(However, MAP is the oscillometric mean blood pressure, Sex is the gender of the user information, Kmax-rip is the maximum increase (K_rip) of the Cortkov sound power spectral density (K_max) Time between, PTT is the pulse propagation time)
Wrist blood pressure measuring device, characterized in that obtained by.
제5항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
연산처리부는,
코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간인 Kmax-rip를 구하기 위해,
각 주기별 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도(PSD) 중 최대 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 포인트인 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max)를 검출하고
상기 최대 파워 스펙트럼 밀도의 포인트(K_max)를 기준으로 그 이전의 각 주기별 파워 스펙트럼 밀도(PSD)의 배열에서 최대 PSD 진폭의 70% 이하의 크기를 가지는 데이터 중에서 파워 스펙트럼 밀도(PSD)의 급격한 증가가 나타나는 지점인, 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)을 검출하고,
르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간차를 검출하여 Kmax-rip를 구하는 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 장치.
The method according to any one of claims 5 to 7,
The calculation processing unit,
To find the Kmax-rip, which is the time between the maximum increase (K_rip) of the Krotkov sound power spectral density (K_max),
Detecting the highest point (K_max) of the Cortkop sound power spectral density, which is the point of the maximum Cortkop sound power spectral density, among the Cortkov sound power spectral density (PSD) for each period,
A sudden increase in power spectral density (PSD) among data having a magnitude less than or equal to 70% of the maximum PSD amplitude in the previous arrangement of power spectral density (PSD) for each period based on the point of the maximum power spectral density (K_max) Detects the maximum increase point (K_rip) of the Cortkov sound power spectral density, where
A wrist blood pressure measuring device, characterized by obtaining a Kmax-rip by detecting a time difference between a maximum increase point (K_rip) of a Rotkov sound power spectral density and a maximum point (K_max) of a Kortkov sound power spectral density.
제7항에 있어서,
연산처리부는,
각 주기에서 심전도 신호의 피크인 지점(최대값을 가지는 지점)을 검출하며,
각 주기에서 PPG 신호의 피크인 지점(최대값을 가지는 지점)을 검출하여,
각 주기에서 심전도 신호의 피크인 지점과 PPG 신호의 피크인 지점의 시간차를 구하여, 평균을 구하여, 맥파전달시간인 PTT를 구하는 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 장치.
The method of claim 7, wherein
The calculation processing unit,
Detects the point (the point with the maximum value) that is the peak of the ECG signal in each period,
In each period, the point (the point having the maximum value) of the peak of the PPG signal is detected.
Wrist blood pressure measuring device, characterized in that the time difference between the peak point of the electrocardiogram signal and the peak point of the PPG signal in each cycle is obtained, and the average is obtained to obtain the PTT which is the pulse wave propagation time.
손목에 감겨진 커프에 압력을 가하고, 압력센서를 구비하여 커프의 압력신호와, 압력변화에 따라 발생하는 진동 특성인 오실레이션 신호를 검출하고, 압력신호 및 오실레이션 신호로부터 오실로메트릭 혈압을 구하는 손목 혈압 측정방법에 있어서,
오실레이션 신호의 각 주기에서 피크(최대값)를 검출하고, 오실레이션 신호의 각 주기마다의 밸리(최소값)를 검출하는, 오실레이션 신호의 피크 및 밸리검출단계;
상기 오실레이션 신호의 피크 및 밸리검출단계 후, 오실레이션 신호에서 전의 피크(최대)와 연접되어 다음에 위치되는 밸리(최소)의 차이인 최대진폭을 검출하는, 오실레이션 최대진폭검출단계;
상기 최대진폭검출단계 후, 스플라인 보간법을 사용하여 보간하며, 피팅선에 맞추어 피크값(첨두치값)을 조정하는 진폭신호 보간 및 피팅단계;
상기 진폭신호 보간 및 피팅단계에서 얻어진 피팅선 중 최대값을 검출하고, 상기 최대값을 갖는 최대진폭 포인트를 구하되, 상기 최대진폭 포인트에서의 압력 값을 MAP(오실로메트릭 평균 혈압)으로 검출하는 최대진폭 포인트 검출단계;
상기 최대진폭 포인트 검출단계에서 구한 최대진폭 포인트에서 앞으로(전방향으로) 상기 최대값 x 0.55 인 값을 가지는 지점의 압력 값을 SBP(오실로메트릭 수축기 혈압)로 구하며, 최대진폭 포인트 검출단계에서 구한 최대진폭 포인트에서 뒤로(역방향으로) 상기 최대값 x 0.82 인 값을 가지는 지점의 압력 값을 DBP(오실로메트릭 이완기 혈압)로 구하는 특성비율 적용단계;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정방법.
A wrist that applies pressure to a cuff wound around the wrist, and is equipped with a pressure sensor to detect the pressure signal of the cuff and an oscillation signal that is a vibration characteristic generated by the pressure change, and obtain an oscillometric blood pressure from the pressure signal and the oscillation signal. In the blood pressure measurement method,
A peak and valley detection step of the oscillation signal, detecting a peak (maximum value) in each period of the oscillation signal, and detecting a valley (minimum value) for each period of the oscillation signal;
An oscillation maximum amplitude detection step of detecting a maximum amplitude that is a difference between a valley (minimum) located next to the next peak (maximum) in the oscillation signal after the peak and valley detection step of the oscillation signal;
An amplitude signal interpolation and fitting step of interpolating using a spline interpolation method after the maximum amplitude detection step and adjusting a peak value (peak value) according to a fitting line;
The maximum value of the fitting line obtained in the amplitude signal interpolation and fitting step is detected, the maximum amplitude point having the maximum value is obtained, and the maximum value of detecting the pressure value at the maximum amplitude point as an MAP (oscillometric mean blood pressure). Amplitude point detection step;
From the maximum amplitude point obtained in the maximum amplitude point detection step, the pressure value of the point having the maximum value x 0.55 forward (forward direction) is obtained as SBP (oscillometric systolic blood pressure), and the maximum value obtained in the maximum amplitude point detection step. A characteristic ratio application step of obtaining a pressure value at a point having a value of the maximum value x 0.82 backward from the amplitude point as an oscillometric diastolic blood pressure (DBP);
Wrist blood pressure measuring method comprising a.
제10항에 있어서,
커프와 압력센서가 연결된 부위에 마이크로폰을 연결하여, 코르트코프음 신호를 검출하고, 2개의 심전도 전극으로부터 손목의 심전도 신호를 검출하며, LED와 광센서를 구비하여 손목 또는 손의 광용적맥파(PPG)를 검출하여, 코르트코프음 신호, 심전도 신호, 광용적맥파(PPG) 신호를 이용하여, 오실로메트릭 수축기 혈압, 오실로메트릭 이완기 혈압, 오실로메트릭 평균혈압을, 보정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정방법.
The method of claim 10,
Connect the microphone to the part where the cuff and the pressure sensor are connected to detect the Cortkov sound signal, detect the ECG signal of the wrist from the two ECG electrodes, and have the LED and light sensor And detecting and correcting oscillometric systolic blood pressure, oscillometric diastolic blood pressure, and oscillometric mean blood pressure by using a Cortkov sound signal, an electrocardiogram signal, and a optical volume pulse wave (PPG) signal. How to measure blood pressure.
제11항에 있어서,
코르트코프음 데이터를 읽어들이는 코르트코프음 배열 가져오기 단계;
상기 코르트코프음 배열 가져오기 단계에서 읽어들인 코르트코프음 데이터에서, 상기 오실레이션 신호의 피크 및 밸리검출단계에서 구한 각 주기(각 비트)의 오실레이션 신호의 피크에 동기된 코르트코프음 값(코르트코프음의 진폭값)을 읽어 들이는 코르트코프음 비트 검출단계;
상기 코르트코프음 비트 검출단계에서 구해진 각 주기의 피크에서의 코르트코프음 값의 데이터수가 2n인지를 판단하여, 데이터수가 2n이 아니라면 2n이 될때까지 0으로 채우는 데이터수 조정단계;
상기 데이터수 조정단계의 결과로서, 데이터수가 2n인 코르트코프음 값의 데이터를 FFT하여 토탈 파워 스펙트럼 밀도(Total power spectral density)를 구하는 토탈 PSD검출단계;
상기 코르트코프음 배열 가져오기 단계에서 읽어들인 코르트코프음 데이터에서 각 주기(각 비트)별로 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 구하는, 비트 당 PSD검출단계;
상기 비트 당 PSD검출단계에서 구한 각 주기별 파워 스펙트럼 밀도(PSD) 중 최대 PSD의 포인트(K_max)를 검출하는, 최대 PSD포인트검출단계;
상기 비트 당 PSD검출단계에서 구한 각 주기(각 비트)별로 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를, 상기 최대 PSD포인트검출단계에서 구한 최대 PSD포인트를 기준으로 전, 후로 나누는, 최대 PSD포인트 기준 배열 분리단계;
상기 최대 PSD포인트 기준 배열 분리단계에서 구한 최대 PSD포인트 이전배열에서 최대 파워 스펙트럼 밀도(PSD) 진폭의 70% 이하의 크기를 가지는 데이터 중에서 파워 스펙트럼 밀도(PSD)의 급격한 증가가 나타나는 지점을 검출하는, 최대 PSD 증가 포인트 검출단계;
상기 최대 PSD 증가 포인트 검출단계에서 구한 PSD 증가가 가장 큰 포인트를 K_rip(rapidly increasing point)로 하는, K-rip시간 검출단계;
상기 최대 PSD포인트검출단계에서 최대 PSD의 포인트(k-max)의 시간을 검출하는, 최대 PSD포인트 시간검출단계;
상기 최대 PSD포인트 기준 배열 분리단계에서 구한 최대 PSD포인트 이후배열에서 최대 PSD 진폭의 70% 이하의 크기를 가지는 데이터 중에서 PSD의 급격한 감소가 나타나는 지점을 검출하는, 최대 PSD 감소 포인트 검출단계;
상기 최대 PSD 증가 포인트 검출단계에서 구한 PSD 감소가 가장 큰 포인트를 K_rdp(rapidly decreasing point)로 하는 K-rdp시간 검출단계;
상기 최대 PSD포인트검출단계에서 구한 최대 PSD의 포인트(K_max)로부터, 상기 K-rip시간 검출단계의 K_rip(rapidly increasing point)까지의 시간인 K_max-rip를 구하는 K_max-rip 검출단계;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
The method of claim 11,
Importing a Cortkov sound array for reading Cortkov sound data;
In the Cortkov sound data read in the Cortkov sound array importing step, the Cortkov sound synchronized with the peak of the oscillation signal and the peak of the oscillation signal of each period (each bit) obtained in the valley detection step. A Cortkov sound bit detection step of reading a value (an amplitude value of the Cortkov sound);
The nose Cartesian co-in of each period the peak obtained in the Corp. negative bit detection step Stuttgart Corp. negative number of values of data determines whether the 2 n, the data can be the number of data is not a 2 n fill to zero until the 2 n adjustment step;
A total PSD detection step of obtaining a total power spectral density by FFTing data having a data number of 2 n Kortkopf as a result of the data number adjustment step;
A PSD detection step per bit that obtains a power spectral density (PSD) for each period (each bit) from the Cortkov sound data read in the step of importing the Cortkov sound array;
A maximum PSD point detection step of detecting a point K_max of the maximum PSD among power spectral density PSDs obtained in the PSD detection step per bit;
A maximum PSD point reference array separation step of dividing a power spectral density (PSD) by each period (each bit) obtained in the PSD detection step per bit, before and after the maximum PSD point obtained in the maximum PSD point detection step;
Detecting a point where a sudden increase in power spectral density (PSD) occurs among data having a magnitude less than or equal to 70% of the maximum power spectral density (PSD) amplitude in the array before the maximum PSD point obtained in the maximum PSD point reference array separation step; Detecting a maximum PSD increase point;
A K-rip time detection step of setting the point at which the PSD increase obtained in the maximum PSD increase point detection step is the fastest increasing point (K_rip);
A maximum PSD point time detection step of detecting a time of a point (k-max) of the maximum PSD in the maximum PSD point detection step;
A maximum PSD reduction point detection step of detecting a point at which a sudden decrease in PSD appears among data having a size of 70% or less of the maximum PSD amplitude in an array after the maximum PSD point obtained in the maximum PSD point reference array separation step;
A K-rdp time detection step of setting the point at which the PSD decrease obtained in the maximum PSD increase point detection step is a rapidly decreasing point (K_rdp);
A K_max-rip detection step of obtaining a K_max-rip which is a time from a point (K_max) of the maximum PSD obtained in the maximum PSD point detection step to a rapidly increasing point (K_rip) of the K-rip time detection step;
Blood pressure measuring method comprising a.
제12항에 있어서,
심전도 신호의 각 주기에서 피크인 지점(최대값을 가지는 지점)을 검출하며, PPG 신호의 각 주기에서 피크인 지점(최대값을 가지는 지점)을 검출하는 ECG 및 PPG의 피크검출단계;
상기 ECG 및 PPG의 피크검출단계에서 구한 각 주기에서 ECG 신호의 피크인 지점과 PPG 신호의 피크인 지점의 시간차를 구하여 PTT를 검하는 PTT검출단계;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
The method of claim 12,
Detecting a peak point (a point having a maximum value) in each period of the ECG signal and detecting a peak point (a point having a maximum value) in each period of the PPG signal;
A PTT detection step of detecting a PTT by obtaining a time difference between a peak point of the ECG signal and a peak point of the PPG signal in each period obtained in the peak detection step of the ECG and PPG;
Blood pressure measuring method comprising a.
제13항에 있어서,
상기 오실로메트릭 이완기 혈압(DBP)을 보정한 이완기 혈압(DBPcomp)은
Figure pat00014

(단, DBP는 오실로메트릭 이완기혈압이며, Sex는 사용자 정보 중 성별이며, Kmax-rip은 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간임)
에 의해 구하여 지는 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 방법.
The method of claim 13,
The diastolic blood pressure (DBPcomp) of correcting the oscillometric diastolic blood pressure (DBP) is
Figure pat00014

(However, DBP is the oscillometric diastolic blood pressure, Sex is the gender of the user information, Kmax-rip is the maximum increase (K_rip) of the Cortkov sound power spectrum density (K_max) Time between)
Wrist blood pressure measurement method characterized in that obtained by.
제13항에 있어서,
상기 오실로메트릭 수축기 혈압(SBP)을 보정한 수축기 혈압(SBPcomp)은
Figure pat00015

(단, SBP는 오실로메트릭 수축기혈압이며, Age는 사용자 정보 중 나이이며, Armc는 사용자 정보 중 팔둘레이며, BMI는 체질량지수임)
에 의해 구하여 지는 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 방법.
The method of claim 13,
Systolic blood pressure (SBPcomp) correcting the oscillometric systolic blood pressure (SBP) is
Figure pat00015

(However, SBP is oscillometric systolic blood pressure, Age is age in user information, Arm c is arm circumference in user information, and BMI is body mass index)
Wrist blood pressure measurement method characterized in that obtained by.
제13항에 있어서,
상기 오실로메트릭 평균혈압(MAP)을 보정한 평균혈압(MAPcomp)은
Figure pat00016

(단, MAP는 오실로메트릭 평균혈압이며, Sex는 사용자 정보 중 성별이며, Kmax-rip은 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최대증가점(K_rip)과 코르트코프음 파워 스펙트럼 밀도의 최고점(K_max) 사이의 시간을 말하며, PTT는 맥파전달시간임)
에 의해 구하여 지는 것을 특징으로 하는 손목 혈압 측정 방법.The method of claim 13,
The mean blood pressure (MAPcomp) corrected for the oscillometric mean blood pressure (MAP) is
Figure pat00016

(However, MAP is the oscillometric mean blood pressure, Sex is the gender of the user information, Kmax-rip is the maximum increase (K_rip) of the Cortkov sound power spectral density (K_max) Time between, PTT is the pulse propagation time)
Wrist blood pressure measurement method characterized in that obtained by.
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