KR20160007056A - Apparatus and method for estimating aortic blood pressure in patients with atrial fibrillation - Google Patents

Apparatus and method for estimating aortic blood pressure in patients with atrial fibrillation Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and method for estimating aortic blood pressure. The present invention provides an apparatus for estimating noninvasive aortic blood pressure which is configured to strongly estimate aortic blood pressure for patients with atrial fibrillation who have unstable pulse due to irregular heartbeat. The method comprises the following steps of: measuring a blood pressure waveform of a peripheral blood vessel, dividing the waveform by a period unit by detecting the highest point of the blood pressure waveform; measuring blood pressure information separately from the blood pressure waveform, correcting a blood pressure unit of the blood pressure waveform by using the blood pressure information; designing a prediction filter in which frequency response properties is adaptively changed according to properties of the blood pressure waveform; and measuring aortic blood pressure from the blood pressure waveform by using the prediction filter. In addition, the present invention provides a method for noninvasively estimating aortic blood pressure by using the apparatus.

Description

심방세동환자에게 적용가능한 비침습적 대동맥 혈압추정 장치 및 그 방법{Apparatus and method for estimating aortic blood pressure in patients with atrial fibrillation}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-invasive aortic blood pressure estimation apparatus applicable to patients with atrial fibrillation,

본 발명은 대동맥 혈압추정 장치와 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an aortic blood pressure estimation apparatus and a method thereof.

신체의 심장은 주기적으로 박동을 하면서 심장에서부터 말초혈관에 이르기까지 몸 전체에 혈액을 보내는데, 이와 같이 혈액이 혈관을 따라 흐르는 과정에서 혈관벽에 미치는 압력을 혈압이라고 한다. 또한 심장은 박동을 하면서 수축과 이완을 반복하는데, 심장의 심실이 수축하여 혈액이 동맥으로 밀려나갈 때의 혈압을 수축기혈압이라고 하고 이때의 혈압이 가장 높으므로 최고혈압이라고도 하며, 반대로 심실이 이완할 때의 혈압은 이완기혈압 또는 최저혈압이라고 한다. The heart of the body periodically beats and sends blood to the entire body from the heart to peripheral blood vessels. The pressure on the blood vessel wall in the process of blood flowing along the blood vessel is called blood pressure. In addition, the heart repeats contraction and relaxation while pulsating. The systolic blood pressure is called the systolic blood pressure when the heart's ventricle contracts and the blood is pushed into the artery. It is called the systolic blood pressure because it is the highest systolic blood pressure. The diastolic blood pressure is referred to as diastolic blood pressure or diastolic blood pressure.

심장이 주기적으로 박동함에 따라, 혈압은 그 크기가 수축기혈압과 이완기혈압 사이에서 주기적으로 변화하는데, 이러한 혈압의 주기적인 변동을 맥박이라고 하고, 이를 파형으로 나타낸 것이 맥파 또는 혈압파형이라고 한다. 그리고 이러한 맥박의 변동에 따른 혈압파형은 심장의 박동력과 박동상태, 혈관의 탄력성, 혈액의 점성 등에 영향을 받으며, 동맥, 정맥, 모세혈관 등 혈관의 위치에 따라 상이한 크기와 형태를 가진다. As the heart periodically pulses, the blood pressure changes periodically between the systolic and diastolic blood pressure, and the periodic fluctuation of the blood pressure is referred to as a pulse, and the waveform is referred to as a pulse wave or a blood pressure waveform. The blood pressure waveform according to the change of the pulse is affected by the pulsating force of the heart, the beating state, the elasticity of the blood vessel, the viscosity of the blood, and has different sizes and shapes depending on the positions of the arteries, veins and capillaries.

혈압을 측정하는 방법으로는 혈관 속에 측정장치를 삽입하여 압력계로 혈압을 측정하는 침습적인 방법과, 신체 외부에서 센서를 통해 혈류를 감지하여 혈압을 측정하는 비침습적인 방법이 존재한다. 비침습적 혈압측정 방법으로는 일반적으로 상완을 압박대로 압박하고 이완함에 따라 변화하는 혈압을 측정하는 방법이 많이 사용된다. 또한 맥박을 보다 세밀하게 측정하기 위하여 토노미터를 혈관이 지나가는 피부 위에 접촉시키고 혈관에서의 혈압의 변화에 따른 진동을 측정함으로써 비침습적으로 혈압을 측정하기도 한다. As a method of measuring blood pressure, there is an invasive method of measuring blood pressure with a pressure gauge by inserting a measuring device into a blood vessel, and a non-invasive method of measuring blood pressure by sensing blood flow from a sensor outside the body. Noninvasive blood pressure measurement methods generally use a method of measuring the changing blood pressure as the upper arm compresses with pressure and relaxes. In order to measure the pulse more precisely, the blood pressure may be measured noninvasively by contacting the tonometry on the skin passing through the blood vessel and measuring the vibration as the blood pressure changes in the blood vessel.

대동맥의 경우 신체 내부 깊숙한 곳에 위치하고 있기 때문에, 비침습적으로 그 혈압값을 측정하기 위하여 일반적으로는 손목 위 요골동맥 등 말초혈관에서 비침습적으로 혈압파형을 측정 및 검출하고, 그 단위를 교정하고, 대동맥혈압을 추정하는 방법이 이용된다. 그러나 이러한 기존의 대동맥혈압 추정장치는 안정적인 심박을 가정하여 설계되었기 때문에, 심장의 박동이 불규칙한 심방세동환자의 혈압파형에 대하여는, 심박의 주기를 신뢰성 있게 검출하여내지 못하고, 혈압 단위를 올바르게 보정하지 못하며, 불규칙한 맥박의 변화로부터 대동맥혈압을 올바르게 추정해낼 수 없는 문제점이 있다. Because the aorta is located deep inside the body, it is necessary to measure and detect the blood pressure waveform non-invasively in the peripheral blood vessels such as the radial artery above the wrist and measure the blood pressure value non-invasively. A method of estimating the blood pressure is used. However, since the conventional aortic blood pressure estimating apparatus is designed assuming a stable heartbeat, the blood pressure waveform of the atrial fibrillation patient having irregular heartbeat can not reliably detect the heartbeat cycle and can not correct the blood pressure unit correctly , There is a problem that the aortic blood pressure can not be correctly estimated from the irregular pulse change.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 말초혈관의 혈압파형을 측정하고, 상기 혈압파형의 최고점을 검출하여 파형을 주기 단위로 구분하고, 상기 혈압파형과 별도로 혈압정보를 측정하고, 상기 혈압정보를 이용하여 상기 혈압파형의 혈압 단위를 교정하고, 상기 혈압파형의 특성에 따라 적응적으로 주파수응답 특성이 변화하는 예측필터를 설계하고, 상기 예측필터를 사용하여 상기 혈압파형으로부터 대동맥혈압을 추정함으로써, 불규칙한 심장 박동으로 인하여 안정적이지 않은 맥박을 가지는 심방세동환자에 대하여도 강인하게 대동맥혈압을 추정하는 장치를 제공하고, 또한 이를 이용한 대동맥혈압 추정 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a blood pressure measuring apparatus and a blood pressure measuring method which measure blood pressure waveforms of peripheral blood vessels, detect a peak of the blood pressure waveforms, divide the waveform into periods, measure blood pressure information separately from the blood pressure waveforms, A prediction filter in which the frequency response characteristic is adaptively changed according to the characteristics of the blood pressure waveform is designed and the aortic blood pressure is estimated from the blood pressure waveform using the prediction filter, The present invention also provides a device for estimating the aortic blood pressure of an atrial fibrillation patient having an unstable pulse due to irregular heartbeat, and a method for estimating the aortic blood pressure using the same.

본 발명의 일 유형에 따른, 대동맥혈압 추정장치는, 맥파신호를 입력받아, 상기 맥파신호를 이용하여 이완기혈압과 맥파주기 정보를 포함하는 혈압파형정보를 획득하는 혈압파형분석부; 필터계수의 가변적 조절이 가능한 예측필터를 구비하고, 상기 맥파신호를 상기 예측필터로 필터링하고, 상기 필터링된 신호를 분석하여 대동맥혈압을 추정하는 예측필터부; 및 상기 혈압파형분석부에서 획득된 혈압파형정보를 기초로 상기 예측필터부의 예측필터의 필터계수를 산출하고, 상기 맥파신호에 따라 적응적으로 상기 예측필터의 필터계수를 조정하는 예측필터계수조정부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one aspect of the present invention, an aortic blood pressure estimation apparatus includes: a blood pressure waveform analyzer that receives a pulse wave signal and acquires blood pressure waveform information including diastolic blood pressure and pulse wave period information using the pulse wave signal; A prediction filter unit having a prediction filter capable of variably controlling the filter coefficient, filtering the pulse wave signal with the prediction filter, and analyzing the filtered signal to estimate the aortic blood pressure; And a prediction filter coefficient adjustment unit for calculating a filter coefficient of a prediction filter of the prediction filter unit based on the blood pressure waveform information obtained by the blood pressure waveform analyzing unit and adjusting the filter coefficient of the prediction filter adaptively according to the pulse wave signal And the like.

일 실시예에 따르면, 상기 맥파신호는 신체의 맥박의 파형을 측정하고, 상기 파형을 주기 단위로 구분하여 검출하고, 상기 파형의 혈압 단위를 교정하여 획득된 신호이고, 상기 파형의 각 주기별 수축기혈압 및 이완기혈압 정보와 맥파주기 정보를 포함하는 신호인 것을 특징으로 할 수 있다. According to one embodiment, the pulse wave signal is a signal obtained by measuring a waveform of a pulse of a body, detecting the waveform by periodic unit, calibrating a blood pressure unit of the waveform, and calculating a systolic Blood pressure, diastolic blood pressure information, and pulse wave period information.

일 실시예에 따르면, 상기 예측필터계수조정부는 상기 맥파신호에서 산출된 혈압파형정보 중 상기 이완기혈압과 상기 맥파주기를 기초로 하여, 상기 예측필터의 필터계수를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one embodiment, the prediction filter coefficient adjuster may calculate the filter coefficient of the prediction filter based on the diastolic blood pressure and the pulse wave period in the blood pressure waveform information calculated from the pulse wave signal.

일 실시예에 따르면, 상기 예측필터계수조정부는 하기 식 1에 따라 제1저역통과필터의 차단주파수를 결정하고, 상기 예측필터가 상기 결정된 차단주파수 값을 가지는 제1저역통과필터가 되도록 필터계수를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one embodiment, the predictive filter coefficient adjuster determines a cutoff frequency of the first low-pass filter according to Equation 1 below, and the predictive filter adjusts the filter coefficient to be a first low-pass filter having the determined cutoff frequency value .

식 1.Equation 1.

Figure pat00001
Figure pat00001

(여기서, CF는 상기 예측필터의 차단주파수이고, a, b, c는 각 일정한 값을 가지는 상수들이고, L은 상기 맥파주기이고, DBP는 상기 이완기혈압이다.) (Where CF is a cut-off frequency of the prediction filter, a, b and c are constants having constant values, L is the pulse wave period, and DBP is the diastolic blood pressure).

일 실시예에 따르면, 상기 a는 1.477 ~ 2.831이고, 상기 b는 0.001 ~ 0.002이고, 상기 c는 0.004 ~ 0.018인 것을 특징으로 할 수 있다. According to an embodiment, the value a is 1.477 to 2.831, the value of b is 0.001 to 0.002, and the value of c is 0.004 to 0.018.

일 실시예에 따르면, 상기 예측필터부는 상기 예측필터계수조정부에서 산출한 필터계수 값에 따라 상기 예측필터의 필터계수를 설정하고, 상기 맥파신호를 상기 설정된 예측필터로 필터링하고, 상기 필터링된 신호를 분석하여, 대동맥혈압을 추정하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one embodiment, the prediction filter unit sets a filter coefficient of the prediction filter according to a filter coefficient value calculated by the prediction filter coefficient adjustment unit, filters the pulse wave signal with the set prediction filter, and outputs the filtered signal And estimating the aortic blood pressure.

또한 상기 대동맥혈압 추정장치는, 신체 혈관의 맥파를 측정하고, 상기 맥파의 최고점을 검출하고, 주기 단위로 구분된 상기 맥파를 검출하는 맥파검출부; 및 상기 맥파검출부에서 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파를 입력받고, 상기 맥파와 별도로 신체의 특정부위에서 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 혈압정보를 측정하고, 상기 혈압정보를 기초로 상기 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파의 단위를 교정하여 상기 맥파신호를 획득하는 맥파단위교정부를 더 포함하고, 상기 혈압파형분석부는 상기 맥파단위교정부로부터 상기 맥파신호를 입력 받는 것을 특징으로 할 수 있다. The aorta blood pressure estimating apparatus may further include a pulse wave detecting unit that measures a pulse wave of a body blood vessel, detects a peak of the pulse wave, and detects the pulse wave classified in a cycle unit; And a pulse wave detector that receives the pulse wave detected by the pulse wave detector in units of a cycle and measures blood pressure information including blood pressure and blood pressure measurement time point information in a specific region of the body separately from the pulse wave, And a pulse wave unit analyzing unit for calibrating the detected pulse wave unit to obtain the pulse wave signal, wherein the blood pressure waveform analyzing unit receives the pulse wave signal from the pulse wave unit calibration unit.

일 실시예에 따르면, 상기 맥파검출부는, 신체 혈관의 혈압을 감지하여 맥박을 측정하고, 상기 맥박 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 맥박 신호의 잡음을 제거하여 상기 맥파를 획득하는 맥파측정부; 필터계수의 가변적 조절이 가능한 제2저역통과필터를 구비하고, 상기 맥파를 상기 제2저역통과필터로 필터링하여 저주파신호를 획득하는 저역통과필터부; 상기 맥파의 특성에 따라 적응적으로 상기 제2저역통과필터의 필터계수 값을 조정하는 필터계수조정부; 상기 저역통과필터부에서 획득된 저주파신호를 이용하여 상기 맥파의 최고점을 검출하는 맥파최고점검출부; 및 상기 맥파최고점검출부에서 검출된 상기 맥파의 최고점 정보를 이용하여, 주기 단위로 구분된 상기 맥파를 검출하는 주기단위맥파검출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one embodiment, the pulse-wave detecting unit includes a pulse-wave measuring unit for measuring a pulse of a blood vessel of a body, measuring a pulse, amplifying the pulse signal, and removing noise of the amplified pulse signal to obtain the pulse wave; A low-pass filter unit having a second low-pass filter capable of variably controlling a filter coefficient and filtering the pulse wave with the second low-pass filter to obtain a low-frequency signal; A filter coefficient adjuster for adaptively adjusting a filter coefficient value of the second low-pass filter according to characteristics of the pulse wave; A pulse wave peak detector for detecting a peak of the pulse wave using the low frequency signal obtained by the low pass filter; And a cycle unit pulse wave detecting unit for detecting the pulse wave divided by the cycle unit by using the peak information of the pulse wave detected by the pulse wave peak detecting unit.

일 실시예에 따르면, 상기 필터계수조정부는, 상기 맥파의 신호에서 일정한 기울기를 가지는 선형 성분인 선형 경향성(Linear Trend)을 제거한 신호를 획득하고, 상기 선형 경향성을 제거하여 획득된 신호에 유한한 길이의 구간 내에서 특정한 값을 가지는 함수인 창함수(Window Function)를 적용하여 일정한 길이로 한정된 신호를 획득하고, 상기 창함수를 적용하여 획득된 신호를 주파수영역의 신호로 변환하고, 상기 변환된 주파수영역의 신호를 분석하여 일정 시간 동안의 상기 맥파의 평균 심박율을 산출하는 심박율산출부; 및 상기 제2저역통과필터의 차단주파수가 상기 심박율산출부에서 산출된 평균 심박율의 일정배수 값이 되도록 상기 제2저역통과필터의 필터계수 값을 산출하는 필터계수산출부를 포함하고, 상기 평균 심박율 값이 변동하는 경우 상기 제2저역통과필터의 필터계수 값을 상기 평균 심박율에 따라 적응하여 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to an embodiment, the filter coefficient adjustment unit may obtain a signal obtained by removing a linear trend, which is a linear component having a constant slope, from the signal of the pulse wave, and subtracts the linear tendency from the obtained signal to obtain a finite length A window function which is a function having a specific value in a section of the window function to obtain a signal limited to a predetermined length and transforms the signal obtained by applying the window function into a frequency domain signal, A heart rate calculation unit for calculating an average heart rate of the pulse wave for a predetermined time by analyzing a signal of a region; And a filter coefficient calculator for calculating a filter coefficient value of the second low-pass filter so that the cut-off frequency of the second low-pass filter is a predetermined multiple of the average heart rate calculated by the heart rate calculator, And adjusts the filter coefficient value of the second low-pass filter according to the average heart rate when the heart rate value fluctuates.

일 실시예에 따르면, 상기 맥파최고점검출부는, 상기 저역통과필터부에서 획득된 저주파신호를 미분하는 미분부; 상기 미분부에서 미분된 신호의 영점교차점의 위치를 검출하는 영점교차점검출부; 및 상기 영점교차점검출부에서 검출된 영점교차점을 기준으로 일정 시간구간 내에서 상기 맥파의 최고점을 검출하는 지역최고점검출부를 포함하고, 상기 저역통과필터부에서 획득된 저주파신호의 최고점을 검출하고, 상기 검출된 저주파신호의 최고점으로부터 일정 시간구간 내에서 상기 맥파의 최고점을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to an embodiment, the pulse wave peak detector may further include: a differential section for differentiating the low-frequency signal obtained by the low-pass filter section; A zero crossing point detecting unit for detecting the zero crossing point of the differentiated signal in the differential unit; And a local maximum point detecting unit for detecting a maximum point of the pulse wave within a predetermined time interval based on the zero crossing point detected by the zero crossing point detecting unit, wherein the peak detecting unit detects the peak of the low frequency signal obtained by the low pass filter unit, And the peak of the pulse wave is detected within a predetermined time interval from the peak of the low-frequency signal.

일 실시예에 따르면, 상기 맥파단위교정부는, 상기 신체의 특정부위의 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 상기 혈압정보를 측정하는 혈압측정부; 상기 맥파검출부에서 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파를 입력받고, 상기 혈압측정부에서 측정된 혈압정보를 입력받고, 상기 맥파의 각 주기별 시작점을 검출하고, 상기 혈압측정시점에서 일정 주기 이후에 발생한 1주기의 상기 맥파를 특정하고, 상기 혈압측정시점에 대응하는 상기 맥파의 주기를 특정하는 맥파특정부; 및 상기 맥파특정부에서 특정된 1주기의 상기 맥파의 단위를 상기 혈압측정부에서 측정된 혈압을 기준으로 하여 교정하고, 상기 교정한 1주기의 상기 맥파를 기준으로 나머지 주기들의 상기 맥파의 단위를 교정하는 단위교정부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one embodiment, the pulse-wave unit calibration unit includes: a blood pressure measurement unit that measures the blood pressure information including the blood pressure and the blood pressure measurement time point information of the specific part of the body; A pulse wave detector for detecting a pulse wave, a pulse wave detector for detecting a pulse wave, a pulse wave detector for detecting a pulse wave, a pulse wave detector for detecting a pulse wave, A pulse-wave specifying unit that specifies the pulse wave of one cycle and specifies the cycle of the pulse wave corresponding to the blood pressure measurement time; And a unit for correcting the pulse wave unit of one period specified by the pulse wave specifying unit based on the blood pressure measured by the blood pressure measuring unit, And a calibration unit for calibration.

일 실시예에 따르면, 상기 혈압측정부는, 신체의 특정부위를 압박하고 이완하면서 혈압을 측정하는 센서부; 상기 센서부를 구동하는 센서구동부; 상기 센서부에서 측정된 혈압신호를 증폭하는 증폭부; 상기 증폭부에서 증폭된 혈압신호의 잡음을 필터링을 통해 제거하는 잡음제거필터부; 및 상기 잡음제거필터부에서 잡음이 제거된 혈압신호를 분석하여 상기 혈압과 상기 혈압측정시점 정보를 포함하는 상기 혈압정보를 산출하는 혈압정보산출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one embodiment, the blood pressure measuring unit includes: a sensor unit for measuring a blood pressure while pressing and relaxing a specific part of the body; A sensor driver for driving the sensor unit; An amplifying unit for amplifying the blood pressure signal measured by the sensor unit; A noise removal filter unit for removing noise of the blood pressure signal amplified by the amplification unit through filtering; And a blood pressure information calculation unit for analyzing the blood pressure signal from which noise has been removed from the noise canceling filter unit and calculating the blood pressure information including the blood pressure and the blood pressure measurement time point information.

일 실시예에 따르면, 상기 맥파특정부는 상기 맥파의 1차 미분 신호의 최고점을 중심으로 접선을 만들고, 상기 맥파의 최저점들을 이은 수평선을 만들고, 상기 접선과 상기 수평선의 교점을 상기 맥파의 각 주기의 시작점으로 결정하는 방법인 접선 교점 방법(Intersecting Tangent Method)을 이용하여 상기 맥파의 각 주기별 시작점을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one embodiment, the pulse-wave specifying unit makes a tangent line around the highest point of the first-order differential signal of the pulse wave, creates a horizontal line connecting the lowest points of the pulse wave, And the start point of each pulse of the pulse wave is detected using an intersecting tangent method, which is a method of determining the start point of the pulse wave.

본 발명의 또 다른 유형에 있어서, 대동맥혈압 추정방법은, 신체의 맥박의 파형을 측정하고, 상기 파형을 주기 단위로 구분하여 검출하고, 상기 파형의 혈압 단위를 교정하여 획득된 신호인 맥파신호를 분석하여 이완기혈압과 맥파주기 정보를 포함하는 혈압파형정보를 획득하는 단계; 상기 혈압파형정보 중 상기 이완기혈압과 상기 맥파주기 정보를 기초로 하여 필터계수의 가변적 조절이 가능한 예측필터의 필터계수를 산출하는 단계; 및 상기 맥파신호를 상기 산출된 필터계수를 가지는 상기 예측필터로 필터링하고, 상기 필터링된 신호를 분석하여 대동맥혈압을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In another aspect of the present invention, an aortic blood pressure estimation method includes: measuring a waveform of a pulse of a body; detecting the waveform by a period unit; calibrating a blood pressure unit of the waveform; Analyzing blood pressure waveform information including diastolic blood pressure and pulse wave period information; Calculating a filter coefficient of a prediction filter capable of variably controlling a filter coefficient based on the diastolic blood pressure and the pulse wave period information among the blood pressure waveform information; And estimating the aortic blood pressure by filtering the pulse wave signal with the prediction filter having the calculated filter coefficient and analyzing the filtered signal.

일 실시예에 따르면, 상기 예측필터의 필터계수를 산출하는 단계는, 하기 식 2에 따라 제1저역통과필터의 차단주파수를 결정하고, 상기 예측필터가 상기 결정된 차단주파수 값을 가지는 제1저역통과필터가 되도록 필터계수를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one embodiment, calculating the filter coefficient of the prediction filter may include: determining a cut-off frequency of the first low-pass filter according to Equation 2 below, and wherein the prediction filter includes a first low- And the filter coefficient is calculated so as to be a filter.

식 2.Equation 2.

Figure pat00002
Figure pat00002

(여기서, CF는 상기 예측필터의 차단주파수이고, a, b, c는 각 일정한 값을 가지는 상수들이고, L은 상기 맥파주기이고, DBP는 상기 이완기혈압이다.) (Where CF is a cut-off frequency of the prediction filter, a, b and c are constants having constant values, L is the pulse wave period, and DBP is the diastolic blood pressure).

일 실시예에 따르면, 상기 a는 1.477 ~ 2.831이고, 상기 b는 0.001 ~ 0.002이고, 상기 c는 0.004 ~ 0.018인 것을 특징으로 할 수 있다. According to an embodiment, the value a is 1.477 to 2.831, the value of b is 0.001 to 0.002, and the value of c is 0.004 to 0.018.

또한 상기 대동맥혈압 추정방법은, 신체 혈관의 맥파를 측정하고, 주기 단위로 구분된 상기 맥파를 검출하는 단계; 및 신체의 특정부위에서 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 혈압정보를 측정하고, 상기 혈압정보를 기초로 상기 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파의 단위를 교정하여, 혈압 단위가 교정된 상기 맥파신호를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The aorta blood pressure estimation method may further include measuring a pulse wave of a body vessel and detecting the pulse wave classified by a cycle unit; And measuring blood pressure information including blood pressure and blood pressure measurement point-in-time information at a specific part of the body, calibrating a unit of the pulse wave detected by the period unit based on the blood pressure information, The method further comprising the steps of:

일 실시예에 따르면, 상기 주기 단위로 구분된 상기 맥파를 검출하는 단계는, 신체 혈관의 혈압을 측정하여 상기 맥파를 획득하는 단계; 상기 맥파의 신호에서 일정한 기울기를 가지는 선형 성분인 선형 경향성(Linear Trend)을 제거하고, 상기 선형 경향성을 제거한 신호에 유한한 길이의 구간 내에서 특정한 값을 가지는 함수인 창함수(Window Function)를 적용하여 일정한 길이로 한정된 신호를 획득하고, 상기 창함수를 적용하여 획득된 신호를 주파수영역의 신호로 변환하고, 상기 변환된 주파수영역 신호를 분석하여 일정 시간 동안의 상기 맥파의 평균 심박율을 산출하고, 제2저역통과필터의 차단주파수가 상기 심박율산출부에서 산출된 평균 심박율의 일정배수 값이 되도록 하는 제2저역통과필터의 필터계수 값을 산출하고, 상기 평균 심박율이 변동될 경우 적응적으로 상기 필터계수 값을 조정하는 단계; 상기 맥파를 상기 산출된 필터계수를 가지는 상기 제2저역통과필터로 필터링하여 저주파신호를 획득하는 단계; 상기 제2저역통과필터로 필터링된 신호를 미분하고, 상기 미분된 신호의 영점교차점의 위치를 검출하고, 상기 획득된 저주파신호의 최고점을 검출하고, 상기 검출된 영점교차점을 기준으로 일정 시간구간 내에서 상기 맥파의 최고점을 검출하여, 상기 검출된 저주파신호의 최고점으로부터 일정 시간구간 내에서 상기 맥파의 최고점을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 상기 맥파의 최고점 정보를 이용하여, 주기 단위로 구분된 상기 맥파를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of detecting the pulse wave classified by the cycle unit includes the steps of: measuring blood pressure of a body vessel to obtain the pulse wave; A linear function, which is a linear component having a constant slope, is removed from the signal of the pulse wave, and a window function, which is a function having a specific value in a section of a finite length, is applied to the signal obtained by removing the linear tendency A signal obtained by applying the window function is converted into a frequency domain signal, and the average heart rate of the pulse wave for a predetermined time is calculated by analyzing the converted frequency domain signal And a filter coefficient value of a second low-pass filter which calculates the cut-off frequency of the second low-pass filter to be a predetermined multiple of the average heart rate calculated by the heart rate calculation unit. When the average heart rate is changed, Adjusting the filter coefficient value to a predetermined value; Filtering the pulse wave with the second low-pass filter having the calculated filter coefficient to obtain a low-frequency signal; And a second low pass filter for differentiating the signal filtered by the second low pass filter to detect the position of the zero crossing point of the differentiated signal and detecting the highest point of the obtained low frequency signal, Detecting a peak of the pulse wave at a predetermined time interval from a peak of the detected low frequency signal; And detecting the pulse wave divided by the cycle unit using the detected peak wave information of the pulse wave.

일 실시예에 따르면, 상기 혈압 단위가 교정된 상기 맥파신호를 획득하는 단계는, 상기 신체의 특정부위의 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 혈압정보를 측정하는 단계; 상기 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파 중 상기 혈압측정시점에서 일정 주기 이후에 발생한 1주기의 상기 맥파를 특정하는 단계; 및 상기 특정된 1주기의 맥파의 단위를, 상기 측정된 혈압을 기준으로 하여 교정하고, 상기 교정한 1주기의 맥파를 기준으로 나머지 주기들의 상기 맥파의 단위를 교정하여, 상기 맥파신호를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. According to one embodiment, the step of acquiring the pulse wave signal with the blood pressure unit corrected includes: measuring blood pressure information including a blood pressure of a specific part of the body and blood pressure measurement time point information; Identifying the pulse wave of one cycle occurring after a predetermined period at the time of measuring the blood pressure among the pulse waves detected by the cycle unit; And calibrating a unit of the specified one cycle of the pulse wave with reference to the measured blood pressure and calibrating a unit of the pulse wave of the remaining cycles based on the corrected one cycle of the pulse wave to obtain the pulse wave signal The method comprising the steps of:

본 발명에 따르면, 대동맥혈압을 추정하는 장치와 방법에 있어서, 불규칙한 심장 박동으로 인하여 안정적이지 않은 맥박을 가지는 심방세동환자에 대하여도 강인하게 대동맥혈압을 추정하는 효과가 있다. 또한 정상형태의 안정적인 맥박을 가지는 사람에 대하여도 역시 강인하게 대동맥혈압을 추정한다. According to the present invention, in an apparatus and method for estimating aortic blood pressure, there is an effect of robustly estimating aortic blood pressure even in an atrial fibrillation patient having a pulse that is not stable due to irregular heart beat. In addition, the aortic blood pressure is also robustly estimated for a person having a stable pulse of a normal form.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정장치를 나타내는 블록도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 맥파검출부를 나타내는 블록도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터계수조정부를 나타내는 블록도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 저역통과필터부의 제2저역통과필터의 주파수응답 특성을 나타낸 참고도이다.
도 4b는 말초혈관의 맥파를 본 발명의 일 실시예에 따른 저역통과필터부로 필터링한 전·후의 맥파의 형태를 비교하여 나타낸 참고도이다.
도 4c는 대동맥혈관의 맥파를 본 발명의 일 실시예에 따른 저역통과필터부로 필터링한 전·후의 맥파의 형태를 비교하여 나타낸 참고도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 맥파최고점검출부를 나타내는 블록도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 저역통과필터부와 맥파최고점검출부가 맥파의 최고점을 검출하는 과정을 나타내는 참고도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 맥파단위교정부를 나타내는 블록도이다.
도 8a는 정상상태의 말초혈압파형을 나타내는 참고도이다.
도 8b는 여러 주기의 정상상태의 말초혈압파형들을 중첩시킨 파형을 나타내는 참고도이다.
도 8c는 심박이 불규칙한 심방세동환자의 말초혈압파형을 나타내는 참고도이다.
도 8d는 도 8c의 여러 주기의 말초혈압파형들을 단순 중첩한 파형들과, 이들 파형들을 평균을 냈을 시의 평균화된 말초혈압파형(굵은 회색 선)과, 각 주기의 수축기혈압값의 평균(청색 선)을 나타낸 참고도이다.
도 8e는 본 발명의 일 실시예에 따른 맥파특정부와 맥파단위교정부를 적용하였을 경우, 교정된 첫 번째 주기의 맥파(굵은 회색 선)와, 상기 첫 번째 주기의 맥파의 수축기혈압값(청색 선)을 기준으로 교정된 맥파들을 나타낸 참고도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압측정부를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대동맥혈압 추정방법 중 맥파 검출 단계의 세부 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정방법 중 맥파 단위 교정 단계의 세부 흐름도이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정방법을 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정장치를 이용하여 실제 심방세동환자들의 대동맥혈압을 추정한 결과를 나타내는 참고도이다.
1 is a block diagram illustrating an aortic blood pressure estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a pulse wave detecting unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a filter coefficient adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
4A is a reference view showing a frequency response characteristic of a second low-pass filter of a low-pass filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4B is a reference diagram showing pulse waveforms of peripheral blood vessels before and after filtering by a low-pass filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4C is a reference view showing pulse waveforms of the aorta and the aorta by comparing the pulse waveforms before and after filtering by the low-pass filter according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a pulse wave peak detector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a reference view illustrating a process of detecting a peak of a pulse wave by a low-pass filter and a pulse-wave peak detector according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram showing a pulse-wave-unit calibration unit according to an embodiment of the present invention.
8A is a reference diagram showing a peripheral blood pressure waveform in a normal state.
FIG. 8B is a reference diagram showing a waveform in which peripheral blood pressure waveforms of a plurality of periods in a steady state are superimposed. FIG.
8C is a reference diagram showing a peripheral blood pressure waveform in an atrial fibrillation patient having irregular heartbeats.
FIG. 8D shows waveforms of peripheral blood pressure waveforms of various periods shown in FIG. 8C, averaged peripheral blood pressure waveform (a thick gray line) when the waveforms are averaged, and an average of systolic blood pressure values of each cycle Line).
FIG. 8E is a graph showing a relationship between a pulse wave of a first period (a thick gray line) and a systolic blood pressure value of a pulse wave of the first period ) As a reference.
9 is a block diagram showing a blood pressure measuring unit according to an embodiment of the present invention.
10 is a detailed flowchart of a pulse wave detecting step of the aortic blood pressure estimation method according to another embodiment of the present invention.
11 is a detailed flowchart of a pulse-wave unit calibration step in the aortic blood pressure estimation method according to an embodiment of the present invention.
12 is a block diagram illustrating a method of estimating an aortic blood pressure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a reference diagram showing a result of estimating aortic blood pressure of actual atrial fibrillation patients using an aortic blood pressure estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정장치를 나타내는 블록도이다. 본 실시예에 따른 대동맥혈압 추정장치는 맥파검출부(100), 맥파단위교정부(200), 혈압파형분석부(300), 예측필터계수조정부(400), 예측필터부(500)를 포함할 수 있다. 이상과 같이 맥파검출부(100), 맥파단위교정부(200), 혈압파형분석부(300), 예측필터계수조정부(400), 예측필터부(500)를 포함하는 대동맥혈압 추정장치는 본 발명의 최적의 실시예이다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대동맥혈압 추정장치는 혈압파형분석부(300), 예측필터계수조정부(400), 예측필터부(500)를 포함할 수 있고, 이때 혈압파형분석부(300)는 다양한 방법으로 신체의 맥박에 따른 혈압단위가 없는 맥박의 파형을 측정하고 혈압 단위를 교정한 신호를 입력으로 받을 수 있다. 여기서 맥파검출부(100)와 맥파단위교정부(200)는 필요에 따라 선택적으로 포함되거나 생략될 수 있다. 1 is a block diagram illustrating an aortic blood pressure estimation apparatus according to an embodiment of the present invention. The aorta blood pressure estimation apparatus according to the present embodiment may include a pulse wave detector 100, a pulse wave unit calibration unit 200, a blood pressure waveform analysis unit 300, a prediction filter coefficient adjustment unit 400, and a prediction filter unit 500 have. The aortic blood pressure estimation apparatus including the pulse wave detecting unit 100, the pulse wave unit calibration unit 200, the blood pressure waveform analyzing unit 300, the prediction filter coefficient adjusting unit 400, and the prediction filter unit 500, This is the best embodiment. The aortic blood pressure estimating apparatus according to another embodiment of the present invention may include a blood pressure waveform analyzer 300, a predictive filter coefficient adjuster 400, and a predictive filter unit 500, Can measure the waveform of a pulse having no blood pressure unit according to the pulse of the body in various ways and receive a signal obtained by calibrating the blood pressure unit. Herein, the pulse-wave detecting unit 100 and the pulse-wave-unit calibrating unit 200 may be optionally included or omitted as needed.

이하에서는 상기 최적의 실시예에 대하여 대동맥혈압 추정장치의 각 부분들에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, each part of the aortic blood pressure estimation apparatus will be described in more detail with respect to the above-described optimal embodiment.

맥파검출부(100)는 신체 혈관에서의 혈압의 변화에 따라 발생하는 맥박을 감지하여 맥파(SIG0)를 측정하고, 상기 맥파의 최고점을 검출하여 주기 단위로 구분된 맥파(SIG1)를 검출한다. 맥파검출부(100)의 구성과 동작은 이하 도 2 내지 도 6을 통하여 보다 상세히 설명한다. The pulse wave detecting unit 100 measures a pulse wave SIG0 by detecting a pulse generated according to a change in blood pressure in a body blood vessel and detects a peak of the pulse wave to detect a pulse wave SIG1 classified on a cycle basis. The configuration and operation of the pulse-wave detecting unit 100 will be described in more detail with reference to FIG. 2 through FIG.

맥파단위교정부(200)는 맥파검출부(100)에서 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파(SIG1)를 입력받고, 상기 맥파(SIG1)와 별도로 신체의 특정부위에서 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 혈압정보를 측정하고, 상기 혈압정보를 기초로 상기 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파(SIG1)의 단위를 교정하여, 혈압단위가 교정된 맥파신호(SIG2)를 획득한다. 여기서 상기 맥파신호(SIG2)는 신체의 맥박의 파형을 측정하고, 상기 파형을 주기 단위로 구분하여 검출하고, 상기 파형의 혈압 단위를 교정하여 획득된 신호이고, 상기 파형의 각 주기별 수축기혈압 및 이완기혈압 정보와 맥파주기 정보를 포함하는 신호인 것이 바람직하다. 맥파단위교정부(200)의 구성과 동작은 이하 도 7 내지 도 9를 통하여 보다 상세히 설명한다. The pulse-wave unit calibration unit 200 receives the pulse wave SIG1 detected by the pulse-wave detecting unit 100 on a cycle-by-cycle basis and includes blood pressure and blood pressure measurement point-in-time information in a specific part of the body separately from the pulse wave SIG1 Measures the blood pressure information, calibrates the unit of the pulse wave SIG1 detected in the period unit based on the blood pressure information, and obtains the corrected pulse wave signal SIG2. Here, the pulse wave signal SIG2 is a signal obtained by measuring a waveform of a pulse of the body, detecting the waveform by periodic unit, calibrating a blood pressure unit of the waveform, and calculating a systolic blood pressure and a systolic blood pressure The diastolic blood pressure information and the pulse wave period information. The configuration and operation of the pulse-wave unit calibration unit 200 will be described in more detail below with reference to FIGS. 7 to 9. FIG.

혈압파형분석부(300)는 상기 혈압단위가 교정된 맥파신호(SIG2)를 입력받고 이를 이용하여 이완기혈압과 맥파주기 정보를 포함하는 혈압파형정보를 획득한다. The blood pressure waveform analyzing unit 300 receives the corrected pulse wave signal SIG2 and obtains blood pressure waveform information including the diastolic blood pressure and the pulse wave period information.

예측필터계수조정부(400)는 혈압파형분석부(300)에서 획득된 혈압파형정보를 기초로 이하에서 상술할 예측필터부(500)의 예측필터의 필터계수를 산출한다. 여기서 예측필터계수조정부(400)는 혈압파형분석부(300)에서 획득된 혈압파형정보 중 상기 이완기혈압과 상기 맥파주기 정보를 기초로 하여, 예측필터부(500)의 예측필터의 필터계수를 산출할 수 있다. 이때 하기 수학식 1에 따라 차단주파수를 산출하고, 예측필터부(500)의 예측필터가 이와같이 결정된 차단주파수 값을 가지는 제1저역통과필터가 되도록 필터계수를 산출하는 것이 바람직하다. The prediction filter coefficient adjustment unit 400 calculates the filter coefficient of the prediction filter of the prediction filter unit 500, which will be described below, based on the blood pressure waveform information acquired by the blood pressure waveform analysis unit 300. [ The predictive filter coefficient adjuster 400 calculates the filter coefficient of the predictive filter of the predictive filter unit 500 based on the diastolic blood pressure and the pulse wave period information among the blood pressure waveform information obtained by the blood pressure waveform analyzer 300 can do. In this case, it is preferable that the cutoff frequency is calculated according to the following equation (1), and the filter coefficient is calculated so that the prediction filter of the prediction filter unit 500 becomes the first low-pass filter having the cutoff frequency value thus determined.

Figure pat00003
Figure pat00003

(여기서, CF는 예측필터부(500)의 예측필터의 차단주파수이고, a, b, c는 각 일정한 값을 가지는 상수들이고, L은 상기 맥파주기이고, DBP는 상기 이완기혈압이다.) (Where CF is the cut-off frequency of the prediction filter of the prediction filter unit 500, a, b and c are constants having constant values, L is the pulse wave period, and DBP is the diastolic blood pressure).

여기서, 상기 a는 1.477 ~ 2.831이고, 상기 b는 0.001 ~ 0.002이고, 상기 c는 0.004 ~ 0.018의 각 범위 안의 값을 가지는 것이 바람직하며, 나아가 상기 a는 2.188, 상기 b는 0.001, 상기 c는 0.011이 상기 범위 내에서의 최적화된 값으로, a, b, c는 각 상기 최적화된 값을 가지는 것이 바람직하다. 상기 수치들은 통계적 분석에 따라 설정된 값으로 그 범위를 넘을 경우, 최적으로 차단주파수를 산출할 수 없게 되어, 부정확한 혈압을 추정할 위험이 있다. 상기 수학식 1과 상기 상수들의 범위 및 최적화된 값은, 심방세동환자들의 말초혈관 맥파와 대동맥혈압을 동시에 측정하고, 예측필터의 차단주파수에 영향을 미치는 인자들을 선형회귀분석을 통해 찾아 개발된 것이다. 이는 하기 수학식 3에 대하여도 마찬가지이다. 이상과 같이 a, b, c 값을 설정하여 상기 차단주파수를 산출하였을 때 대동맥혈압 추정의 효과는 아래에서 도 13을 참고하여 상세히 설명한다. Here, the value a is 1.477 to 2.831, the value b is 0.001 to 0.002, and the value of c is 0.004 to 0.018. Further, the value a is 2.188, the value b is 0.001, the value c is 0.011 It is preferable that a, b, and c have optimized values within the above ranges. If the above values exceed the range set by the statistical analysis, the cutoff frequency can not be calculated optimally, and there is a risk of inaccurate blood pressure estimation. The above equation (1) and the ranges and the optimized values of the constants are simultaneously measured at the peripheral arterial blood pressure and the aortic blood pressure of the atrial fibrillation patients, and the factors affecting the cutoff frequency of the prediction filter were found by linear regression analysis . This also applies to the following equation (3). The effect of the aortic blood pressure estimation when calculating the cut-off frequency by setting the a, b, c values as described above will be described in detail with reference to FIG. 13 below.

예측필터부(500)는 필터계수를 가변적으로 조절하는 것이 가능한 예측필터를 구비하고, 상기 혈압단위가 교정된 맥파신호(SIG2)를 상기 예측필터로 필터링하고, 상기 필터링된 신호를 분석하여 대동맥혈압을 추정한다. 이때 예측필터부(500)는 예측필터계수조정부(400)에서 산출한 필터계수 값에 따라 상기 예측필터의 필터계수를 설정할 수 있다. The predictive filter unit 500 includes a predictive filter capable of variably controlling the filter coefficient. The predictive filter unit 500 filters the pulse-wave signal SIG2 corrected by the BP unit with the predictive filter, analyzes the filtered signal, . At this time, the prediction filter unit 500 may set the filter coefficient of the prediction filter according to the filter coefficient value calculated by the prediction filter coefficient adjustment unit 400. [

여기서 예측필터부(500)는 상기 예측필터를 FIR(Finite Impulse Response) 필터로 하고, 하기 수학식 2과 같이 상기 맥파신호(SIG2)를 필터링하여 추정된 대동맥혈압 신호를 획득할 수 있다. Here, the prediction filter unit 500 can obtain the estimated aortic blood pressure signal by filtering the pulse wave signal SIG2 using the prediction filter as an FIR (Finite Impulse Response) filter as shown in Equation (2).

Figure pat00004
Figure pat00004

(여기서, n은 인덱스이고, h(n)는 상기 예측필터의 필터계수이고, N은 상기 예측필터의 길이이고, x(n)은 상기 혈압단위가 교정된 맥파신호(SIG2)이고, y(n)은 추정된 대동맥혈압 신호이다.) Wherein n is an index, h (n) is a filter coefficient of the prediction filter, N is a length of the predictive filter, x (n) is a pulse wave signal SIG2 in which the blood pressure unit is calibrated, n) is the estimated aortic blood pressure signal.

이상과 같이 예측필터계수조정부(400)와 예측필터부(500)는 상기 맥파(SIG0)의 특성이 변동됨에 따라 적응적으로 상기 예측필터의 필터계수를 조정하여 상기 예측필터의 차단주파수를 적응적으로 조정할 수 있다. As described above, the predictive filter coefficient adjuster 400 and the predictive filter unit 500 adaptively adjust the filter coefficients of the predictive filter as the characteristic of the pulse wave SIG0 varies, and adaptively adjust the cutoff frequency of the predictive filter .

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 맥파검출부(100)를 나타내는 블록도이다. 본 실시예에 따른 맥파검출부(100)는 맥파측정부(110), 저역통과필터부(120), 필터계수조정부(130), 맥파최고점검출부(140), 주기단위맥파검출부(150)를 포함할 수 있다. 2 is a block diagram illustrating a pulse wave detector 100 according to an embodiment of the present invention. The pulse wave detecting unit 100 according to the present embodiment includes a pulse wave measuring unit 110, a low pass filter 120, a filter coefficient adjusting unit 130, a pulse wave peak detecting unit 140, and a cycle unit pulse wave detecting unit 150 .

맥파측정부(110)는 신체 혈관의 혈압을 감지하여 맥박을 측정하고, 상기 맥박 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 맥박 신호의 잡음을 제거하여 상기 맥파(SIG0)를 획득한다. 이때 상기 맥박을 측정하는 신체 혈관은 요골동맥으로 하는 것이 바람직하고, 높은 정확성을 가지는 토노미터를 상기 요골동맥이 지나가는 손목 위 지점에 접촉하여 비침습적인 방법으로 혈압 변화를 측정할 수 있다. 그리고 상기 토노미터로 측정한 신호에서 측정과정에서 삽입된 잡음을 필터링을 통해 제거하여 요골동맥의 맥파를 획득할 수 있다. 맥파측정부(110)에서 측정된 맥파(SIG0)는 단위가 없는 신호이며, 후술할 맥파단위교정부(200)에 의하여 단위가 교정될 수 있다. 이와 같이 획득된 상기 맥파(SIG0)는 저역통과필터부(120)에 입력될 수 있다. The pulse-wave measuring unit 110 measures the pulse of the blood vessel of the body, amplifies the pulse signal, and removes the noise of the amplified pulse signal to obtain the pulse wave SIGO. At this time, it is preferable that the body blood vessel measuring the pulse is a radial artery, and the blood pressure change can be measured in a non-invasive manner by contacting a highly accurate tonometry with a point on the wrist passing through the radial artery. In the signal measured by the above-mentioned torque meter, the noise inserted in the measurement process can be filtered out to acquire the pulse wave of the radial artery. The pulse wave SIG0 measured by the pulse wave measuring unit 110 is a unitless signal, and the unit can be calibrated by the pulse wave unit calibration unit 200 described later. The pulse wave SIG0 thus obtained may be input to the low pass filter 120. [

저역통과필터부(120)는 필터계수의 가변적 조절이 가능한 제2저역통과필터를 구비하고, 상기 맥파(SIG0)를 상기 제2저역통과필터로 필터링하여 저주파신호를 획득한다. 이때 상기 제2저역통과필터는 필터계수를 가변적으로 조절하여 필터의 주파수응답 특성을 조절할 수 있다. 그리고 상기 필터계수는 후술할 필터계수조정부(130)에서 산출되는 필터계수의 값에 따라 적응적으로 조정할 수 있다. The low-pass filter unit 120 includes a second low-pass filter capable of variably controlling a filter coefficient, and the low-pass signal is obtained by filtering the pulse wave SIGO with the second low-pass filter. At this time, the second low-pass filter can adjust the frequency response characteristic of the filter by variably controlling the filter coefficient. The filter coefficient may be adaptively adjusted according to the value of the filter coefficient calculated by the filter coefficient adjusting unit 130, which will be described later.

필터계수조정부(130)는 상기 맥파(SIG0)의 특성에 따라 적응적으로 저역통과필터부(120)의 제2저역통과필터의 필터계수 값을 조정한다. 필터계수조정부(130)는 상기 필터계수를 상기 맥파(SIG0)의 특성에 따라 조정하여 상기 제2저역통과필터의 차단주파수를 조정함으로써, 후술할 맥파최고점검출부(140)가 상기 맥파(SIG0)의 특성에 따라 최적화되어 상기 맥파(SIG0)의 최고점을 검출할 수 있도록 한다. 필터계수조정부(130)와 저역통과필터부(120)의 구성과 동작은 이하 도 3, 도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 6을 통하여 보다 상세히 설명한다. The filter coefficient adjustment unit 130 adaptively adjusts the filter coefficient value of the second low-pass filter of the low-pass filter unit 120 in accordance with the characteristics of the pulse wave SIGO. The filter coefficient adjustment unit 130 adjusts the cutoff frequency of the second low-pass filter by adjusting the filter coefficient according to the characteristics of the pulse wave SIG0 so that the pulse wave peak detection unit 140, which will be described later, So that the peak of the pulse wave SIG0 can be detected. The configuration and operation of the filter coefficient adjustment unit 130 and the low-pass filter unit 120 will be described in more detail with reference to FIGS. 3, 4A, 4B, 4C and 6.

맥파최고점검출부(140)는 저역통과필터부(120)에서 획득된 저주파신호를 이용하여 상기 맥파(SIG0)의 최고점을 검출한다. 이때 맥파최고점검출부(140)는 상기 저주파신호의 최고점을 검출하고, 상기 검출된 저주파신호의 최고점으로부터 일정 시간구간 내에서 상기 맥파(SIG0)의 최고점을 검출하는 것이 바람직하다. 이상과 같이 상기 저주파신호의 최고점을 검출함으로써, 상기 맥파(SIG0)의 고주파 성분을 제외한 혈압의 전체적인 흐름을 파악하여, 상기 맥파(SIG0)의 최고점이 발생하는 대략적인 구간을 파악할 수 있다. 그리고 위와 같이 검출된 저주파신호의 최고점으로부터 일정 시간구간 내에서 최대 크기 값을 가지는 상기 맥파(SIG0)의 좌표를 검출함으로써, 잡음으로 인해 지역적으로 발생할 가능성이 있는 지역최고점을 수축기혈압으로 검출하지 아니하고, 수축기혈압의 발생 지점에 해당하는 상기 맥파(SIG0)의 최고점을 올바르게 검출할 수 있다. 맥파최고점검출부(140)의 구성과 동작은 이하 도 5, 도 6을 통하여 보다 상세히 설명한다. The pulse wave peak detector 140 detects the highest point of the pulse wave SIG0 using the low frequency signal obtained by the low pass filter 120. [ At this time, the pulse-wave peak detector 140 preferably detects the peak of the low-frequency signal and detects the peak of the pulse wave SIG0 within a predetermined time interval from the peak of the detected low-frequency signal. As described above, by detecting the highest point of the low-frequency signal, it is possible to grasp the overall flow of the blood pressure excluding the high-frequency component of the pulse wave SIG0, and to grasp the approximate interval in which the peak of the pulse wave SIG0 occurs. By detecting the coordinates of the pulse wave SIG0 having the maximum magnitude value within a predetermined time interval from the highest point of the detected low frequency signal as above, the local peak that is likely to occur locally due to noise is not detected as the systolic blood pressure, It is possible to correctly detect the peak of the pulse wave SIG0 corresponding to the point of occurrence of the systolic blood pressure. The configuration and operation of the pulse wave peak detector 140 will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.

주기단위맥파검출부(150)는 맥파최고점검출부(140)에서 검출된 상기 맥파(SIG0)의 최고점 정보를 이용하여, 주기 단위로 구분된 맥파(SIG1)를 검출한다. 예를 들어 주기단위맥파검출부(150)는 맥파최고점검출부(140)에서 검출된 상기 맥파(SIG0)의 최고점을 기준으로 맥파의 한 주기를 구분하여 주기단위로 구분된 상기 맥파(SIG1)를 검출할 수 있다. The periodic pulse wave detecting unit 150 detects the pulse wave SIG1 classified on a cycle basis using the peak information of the pulse wave SIG0 detected by the pulse wave peak detecting unit 140. [ For example, the periodic pulse wave detecting unit 150 detects one pulse wave of the pulse wave SIG1 based on the peak of the pulse wave SIG0 detected by the pulse wave peak detecting unit 140 .

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터계수조정부(130)를 나타내는 블록도이다. 본 실시예에 따른 필터계수조정부(130)는 심박율산출부(131)와 필터계수산출부(132)를 포함할 수 있다. 3 is a block diagram illustrating a filter coefficient adjustment unit 130 according to an embodiment of the present invention. The filter coefficient adjustment unit 130 according to the present embodiment may include a heart rate calculation unit 131 and a filter coefficient calculation unit 132. [

심박율산출부(131)는 상기 맥파의 신호에서 선형 경향성(Linear Trend)을 제거한 신호를 획득하고, 상기 선형 경향성을 제거하여 획득된 신호에 창함수(Window Function)를 적용하여 일정한 길이로 한정된 신호를 획득하고, 상기 창함수를 적용하여 획득된 신호를 주파수영역의 신호로 변환하고, 상기 변환된 주파수영역의 신호를 분석하여 일정 시간 동안의 상기 맥파의 평균 심박율을 산출한다. The heart rate calculation unit 131 obtains a signal from which the linear trend is removed from the pulse wave signal, applies a window function to the obtained signal by removing the linear tendency, Converts the signal obtained by applying the window function into a signal in the frequency domain, and analyzes the signal in the converted frequency domain to calculate the average heart rate of the pulse wave for a predetermined time.

여기서 상기 선형 경향성이란 신호가 고정된 오프셋 값을 가지거나 일정 구간에서 일정한 기울기를 가지고 증가하는 등의 선형성분을 가지는 것을 의미하며, 선형경향성을 제거한다는 것은 신호에 포함되어 있는 상기 오프셋 등의 선형성분을 추출하여 제거하는 것을 의미한다. The linear tendency means that the signal has a fixed offset value or has a linear component such as a constant slope in a certain section. The removal of the linear tendency means that the linear component such as the offset included in the signal Is extracted and removed.

여기서 상기 창함수를 적용하는 것은 주파수영역변환을 수행하기 위한 전처리 단계이다. 상기 창함수는 유한한 길이의 구간 내에서만 특정 값을 가지는 함수로, 함수의 형태에 따라서 다양한 종류의 창함수가 존재한다. 바람직하게는 해닝창함수(Hanning Window Function)를 창함수로 할 수 있다. Here, applying the window function is a pre-processing step for performing frequency domain transformation. The window function is a function having a specific value only within a finite length section, and various kinds of window functions exist depending on the function type. Preferably, the Hanning Window Function may be a window function.

여기서 상기 신호의 주파수영역 변환 방법으로 고속퓨리에변환(FFT, Fast Fourier Transform) 방법을 적용하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable to apply Fast Fourier Transform (FFT) as a frequency domain transform method of the signal.

여기서 상기 맥파의 평균 심박율을 산출함에 있어서, 상기 평균 심박율은 상기 변환된 주파수영역의 신호에서 가장 큰 크기를 가지는 신호에 해당하는 주파수 값으로 할 수 있다. Here, in calculating the average heart rate of the pulse wave, the average heart rate may be a frequency value corresponding to a signal having the largest magnitude in the converted frequency domain signal.

필터계수산출부(132)는 저역통과필터부(120)의 제2저역통과필터의 차단주파수가 심박율산출부(130)에서 산출된 평균 심박율의 일정배수 값이 되도록 상기 제2저역통과필터의 필터계수 값을 산출한다. 이로써 필터계수조정부(130)는 상기 평균 심박율 값이 변동하는 경우 저역통과필터부(120)의 제2저역통과필터의 필터계수 값을 상기 평균 심박율에 따라 적응하여 조정하여, 상기 제2저역통과필터의 차단주파수를 적응적으로 조정할 수 있다. 바람직하게는 필터계수산출부(132)는 상기 제2저역통과필터가 상기 산출된 평균 심박율의 1.8배의 값을 차단주파수로 하는 FIR(Finite Impulse Response) 저역통과필터가 되도록 필터계수 값을 산출할 수 있다. 혈압파형은 말초로 진행될수록 파형에 있어서 2차 이하의 하모닉 성분이 증가하고, 심박이 변화함에 따라 혈압파형의 주파수성분이 이동하는 특성이 있다. 따라서 필터계수산출부(132)는 혈관이 존재하는 위치와 심박의 변화에 따른 혈압파형의 오차를 최소화하기 위하여, 파형에 있어서 2차 하모닉 성분의 직전 값인, 심박율의 1.8배의 값을 상기 제2저역통과필터의 차단주파수로 하는 것이 바람직하다. 다만 위 차단주파수의 값은 필요에 따라 수정하여 설정할 수 있다. 필터계수산출부(132)는 이상과 같이 상기 제2저역통과필터의 차단주파수를 조정함으로써, 맥파(SIG0)의 파형이 심박율에 따라 달라지더라도, 제2저역통과필터가 상기 맥파(SIG0)를 필터링하였을 때 변곡점이 제거된 톱니파 형태의 저주파신호를 획득하도록 할 수 있다. The filter coefficient calculator 132 calculates the filter coefficient of the second low pass filter 120 so that the cutoff frequency of the second low pass filter of the low pass filter 120 is a predetermined multiple of the average heart rate calculated by the heart rate calculator 130. [ Is calculated. The filter coefficient adjusting unit 130 adjusts the filter coefficient value of the second low-pass filter of the low-pass filter unit 120 when the average heart rate value fluctuates according to the average heart rate, The cut-off frequency of the pass filter can be adjusted adaptively. Preferably, the filter coefficient calculator 132 calculates the filter coefficient value so that the second low-pass filter is a finite impulse response (FIR) low-pass filter having a cutoff frequency of 1.8 times the calculated average heart rate can do. As the blood pressure waveform progresses to the periphery, the harmonic component of the second order or less increases in the waveform, and the frequency component of the blood pressure waveform shifts as the heartbeat changes. Therefore, in order to minimize the error of the blood pressure waveform according to the position of the blood vessel and the change of the heartbeat, the filter coefficient calculating unit 132 calculates a value of 1.8 times the heart rate, which is a value immediately before the second harmonic component in the waveform, 2 cut-off frequency of the low-pass filter. However, the value of the cutoff frequency above can be modified as necessary. The filter coefficient calculating unit 132 adjusts the cutoff frequency of the second low-pass filter as described above, so that even if the waveform of the pulse wave SIG0 varies according to the heart rate, the second low- It is possible to obtain a sawtooth low frequency signal from which inflection points are removed.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 저역통과필터부(120)의 제2저역통과필터의 주파수응답 특성을 나타낸 참고도이다. 도시와 같이 상기 제2저역통과필터는 상기 맥파(SIG0)의 심박율이 증가함에 따라 일정 배수로 차단주파수 값이 증가한다. 4A is a reference view showing a frequency response characteristic of the second low-pass filter of the low-pass filter 120 according to an embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the second low-pass filter increases the cutoff frequency value by a predetermined multiple as the heartbeat rate of the pulse wave SIG0 increases.

도 4b는 말초혈관의 맥파를 본 발명의 일 실시예에 따른 저역통과필터부(120)로 필터링한 전ㅇ후의 맥파의 형태를 비교하여 나타낸 참고도이다. 도 4c는 대동맥혈관의 맥파를 상기 저역통과필터부(120)로 필터링한 전ㅇ후의 맥파의 형태를 비교하여 나타낸 참고도이다. 도시와 같이 상기 맥파들은 저역통과필터부(120)로 필터링된 후 변곡점이 안정적으로 제거된 톱니파 형태의 저주파신호가 된다. FIG. 4B is a reference diagram showing a comparison of pulse waveforms after the pulse wave of the peripheral blood vessels is filtered by the low-pass filter unit 120 according to an embodiment of the present invention. 4C is a reference diagram showing a comparison of the shape of the pulse wave after the pulse wave of the aortic blood vessel is filtered by the low-pass filter unit 120. FIG. As shown in the drawing, the pulse waves are filtered by the low-pass filter 120, and then become a sawtooth-shaped low-frequency signal in which inflection points are stably removed.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 맥파최고점검출부(140)를 나타내는 블록도이다. 본 실시예에 따른 맥파최고점검출부(140)는 미분부(141)와 영점교차점검출부(142)와 지역최고점검출부(143)를 포함할 수 있다. 5 is a block diagram showing a pulse wave peak detector 140 according to an embodiment of the present invention. The pulse wave peak detector 140 according to the present embodiment may include a differential section 141, a zero crossing point detector 142 and a local peak detector 143.

미분부(141)는 저역통과필터부(120)에서 획득된 저주파신호를 미분한다. 미분부(141)는 이상과 같이 상기 저주파신호를 미분함으로써, 상기 맥파(SIG0)의 최고점 즉 수축기혈압에 해당하는 지점의 대략적인 위치를 검출할 수 있다. The differentiating unit 141 differentiates the low-frequency signal obtained by the low-pass filter unit 120. [ As described above, the differentiating section 141 differentiates the low-frequency signal as described above, and can detect a peak position of the pulse wave SIG0, that is, a rough position of a point corresponding to the systolic blood pressure.

영점교차점검출부(142)는 미분부(141)에서 미분된 신호의 영점교차점의 위치를 검출한다. 이때 상기 미분된 신호가 양의 값에서 음의 값으로 변화하면서 그 크기가 0이 되는 영점교차점의 위치가 상기 저주파신호의 최고점이다. The zero crossing point detecting unit 142 detects the position of the zero crossing point of the non-divided signal at the differentiating unit 141. [ At this time, the position of the zero crossing point where the non-divided signal changes from a positive value to a negative value and becomes zero is the highest point of the low frequency signal.

지역최고점검출부(143)는 영점교차점검출부(142)에서 검출된 영점교차점을 기준으로 일정 시간구간 내에서 상기 맥파(SIG0)의 최고점을 검출한다. 지역최고점검출부(143)는 상기 영점교차점이 발생한 시점을 기준으로 일정 시간구간 내의 상기 맥파(SIG0)의 크기 정보들을 상호 비교하여, 가장 큰 값을 가지는 지점을 상기 맥파(SIG0)의 최고점으로 결정한다. 바람직하게는 상기 영점교차점 발생 시점에서 100ms 이전까지의 시간구간 내에서 상기 맥파(SIG0)의 최고점을 검출할 수 있다. 여기서 100ms 검색영역은 저역통과필터를 통해 신호가 필터링됨에 따라 군지연(group delay)되는 효과를 고려하기 위해 설정된 것이며, 필요에 따라 검색영역의 길이는 변화될 수 있다. The local maximum point detecting unit 143 detects the peak of the pulse wave SIG0 within a predetermined time interval based on the zero crossing point detected by the zero crossing point detecting unit 142. [ The local maximum point detector 143 compares the size information of the pulse wave SIG0 within a predetermined time interval with reference to the time point at which the zero crossing point occurs and determines the point having the largest value as the highest point of the pulse wave SIG0 . Preferably, the peak of the pulse wave SIG0 may be detected within a time interval of 100 ms before the zero crossing point. Here, the 100 ms search area is set in order to consider the effect of group delay due to the filtering of the signal through the low-pass filter, and the length of the search area may be changed if necessary.

또한 맥파최고점검출부(140)는 상기 맥파(SIG0)의 최저점을 검출하는 장치로도 동작할 수 있는데, 동일한 원리로 영점교차점검출부(142)에서 미분된 신호가 음의 값에서 양의 값으로 변화하면서 그 크기가 0에 이르는 영점교차점의 위치를 검출하여 상기 저주파신호의 최저점을 검출하고, 상기 검출된 저주파신호의 최저점을 기준으로 일정 시간구간 내에서 상기 맥파(SIG0)의 최저점을 검출함으로써, 상기 맥파의 이완기혈압에 해당하는 최저점을 검출할 수 있다. 그리고 본 발명에서 검출하는 맥파(SIG0)의 최고점 대신 이상와 같이 검출되는 최저점을 이용하여서도 동일한 원리로 주기단위로 구분된 맥파(SIG1)를 검출할 수 있다. The pulse wave peak detector 140 may also operate as an apparatus for detecting the lowest point of the pulse wave SIG0. On the same principle, when the zero pulse detector 142 detects that the non-divided signal changes from a negative value to a positive value Detecting the lowest point of the low frequency signal and detecting the lowest point of the pulse wave SIGO within a predetermined time interval based on the lowest point of the detected low frequency signal, The lowest point corresponding to the diastolic blood pressure of the subject can be detected. The pulse wave SIG1 can be detected on the basis of the same principle by using the lowest point detected as above instead of the highest point of the pulse wave SIG0 detected in the present invention.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 저역통과필터부(120)와 맥파최고점검출부(140)가 상기 맥파(SIG0)의 최고점을 검출하는 과정을 나타내는 참고도이다. 6 is a reference view showing a process of detecting the highest point of the pulse wave SIG0 by the low-pass filter 120 and the pulse-wave peak detector 140 according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 맥파단위교정부(200)를 나타내는 블록도이다. 본 실시예에 따른 맥파단위교정부(200)는 혈압측정부(210), 맥파특정부(220), 단위교정부(230)를 포함할 수 있다. 7 is a block diagram showing a pulse-wave unit calibration unit 200 according to an embodiment of the present invention. The pulse wave unit calibration unit 200 according to the present embodiment may include a blood pressure measuring unit 210, a pulse wave specifying unit 220, and a unit calibration unit 230.

혈압측정부(210)는 상기 신체의 특정부위의 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 상기 혈압정보를 측정한다. 이때 혈압측정부(210)는 신체의 상완동맥의 혈압을 측정하는 것이 바람직하다. 혈압측정부(210)의 구성과 동작은 이하 도 8을 통하여 보다 상세히 설명한다. The blood pressure measuring unit 210 measures the blood pressure information including the blood pressure of the specific part of the body and the blood pressure measurement time point information. At this time, the blood pressure measuring unit 210 preferably measures the blood pressure of the brachial artery of the body. The configuration and operation of the blood pressure measuring unit 210 will be described in more detail with reference to FIG.

맥파특정부(220)는 맥파검출부(100)에서 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파(SIG1)를 입력받고, 혈압측정부(210)에서 측정된 혈압정보를 입력받고, 상기 맥파(SIG1)의 각 주기별 시작점을 검출하고, 상기 혈압측정시점에서 일정 주기 이후에 발생한 1주기의 상기 맥파(SIG1)를 특정하고, 상기 혈압측정시점에 대응하는 상기 맥파(SIG1)의 주기를 특정한다. The pulse-wave specifying unit 220 receives the pulse wave SIG1 detected by the pulse-wave detecting unit 100 on a cycle-by-cycle basis, receives the measured blood pressure information from the blood-pressure measuring unit 210, Detects a starting point for each cycle, specifies one pulse of the pulse wave SIG1 generated after a certain period of time at the time of measuring the blood pressure, and specifies the cycle of the pulse wave SIG1 corresponding to the blood pressure measurement point in time.

여기서 맥파특정부(220)는 상기 입력받은 맥파(SIG1)의 각 주기별 시작점을 접선 교점 방법(Intersecting Tangent Method)을 사용하여 검출하는 것이 바람직하다. 접선 교점 방법(Intersecting Tangent Method)은 맥파의 시작점 검출을 위해 사용되는 방법으로, 이 방법은 먼저 맥파 크기의 일정비율을 문턱치로 설정하고, 그 아래 범위에서 맥파가 음의 기울기에서 양의 기울기로 바뀌는 지점을 최저점으로 검출하고, 검출된 각 최저점들이 서로 일정 시간단위 이내 존재하는 경우, 각 맥파의 1차 미분 최고점을 중심으로 접선을 만들고, 상기 검출된 각 맥파의 최저점을 이은 수평선을 만들고, 상기 접선과 상기 수평선의 교점을 맥파의 각 주기의 시작점으로 결정하는 방법이다. Here, the pulse-wave specifying unit 220 may detect the starting point of each cycle of the input pulse wave SIG1 using an intersecting tangent method. The Intersecting Tangent Method is a method used to detect the starting point of a pulse wave. This method first sets a certain ratio of the pulse wave size to the threshold, and in the lower range, the pulse wave changes from a negative slope to a positive slope A tangent line is formed around the first differential peak point of each pulse wave when the detected lowest points exist within a predetermined time unit from each other and a horizontal line connecting the lowest point of each detected pulse wave is made, And the horizontal line is determined as the starting point of each cycle of the pulse wave.

여기서 맥파특정부(220)는 상기 입력받은 맥파(SIG1) 중 상기 혈압이 측정된 시점에서 일정주기 이후에 발생한 1주기의 맥파를 특정하는 것이 바람직하고, 이때 상기 일정주기는 한 주기로 하여, 상기 혈압이 측정된 시점 이후 첫 번째로 발생한 1주기의 맥파를 특정하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the pulse-wave specifying unit 220 specifies a pulse wave of one cycle occurring after a certain period of time at the time of measurement of the blood pressure among the input pulse-wave SIG1, wherein the predetermined period is one cycle, It is desirable to specify the pulse wave of the first cycle occurring after the measured point.

단위교정부(230)는 맥파특정부(220)에서 특정된 상기 1주기의 맥파의 단위를 상기 혈압측정부(210)에서 측정된 혈압을 기준으로 하여 교정하고, 상기 교정한 1주기의 맥파를 기준으로 나머지 주기들의 상기 맥파의 단위를 교정하여, 혈압단위가 교정된 맥파신호(SIG2)를 획득한다. The unit calibration unit 230 calibrates the unit of the 1-cycle pulse wave specified by the pulse-wave specifying unit 220 on the basis of the blood pressure measured by the blood pressure measuring unit 210 and outputs the calibrated 1-cycle pulse wave The unit of the pulse wave of the remaining cycles is calibrated on the basis of the pulse wave signal, and the blood pressure unit obtains the calibrated pulse wave signal SIG2.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 맥파단위교정부(200)는, 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파(SIG1) 중 상완동맥 혈압의 측정 시점 이후 가장 가깝게 발생한 첫 번째 주기의 맥파를 특정하여, 상기 측정된 혈압으로 단위를 교정하고, 그 이후 주기의 맥파들도 상기 특정된 첫 번째 주기의 맥파를 기준으로 단위를 교정하기 때문에, 상기 혈압의 측정 시점 이후 심박이 불규칙하게 변화하는 경우에도 맥파가 올바른 단위 값을 가지도록 교정할 수 있다. 기존의 장치는 일정시간 동안 상기 맥파의 파형을 중첩시켜 평균화된 파형을 도출한 후, 상기 평균화된 맥파의 파형에 상기 측정된 혈압을 대입시켜 단위를 교정하였지만, 불규칙한 맥박의 형태와 크기를 가지는 심방세동 환자의 경우는 상기 기존의 혈압파형 검출장치가 가정하고 있는 정상상태의 평균화된 혈압파형이 나타나기 어려우므로, 기존의 장치에 의하여는 올바르게 혈압의 단위가 교정될 수 없는 문제점이 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 의한 맥파단위교정부(200)는 측정된 혈압에 가장 가깝게 발생한 첫 번째 주기의 맥파를 기준으로 맥파의 혈압 단위를 교정함으로써, 불규칙한 맥박의 경우에도 강인하게 혈압 단위를 교정할 수 있다. 기존의 장치와 비교하였을 때 본 발명에 의한 맥파단위교정부(200)의 개선 효과는 이하 도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d, 도 8e의 참고도들에 의하여 확인할 수 있다. As described above, the pulse-wave unit calibration unit 200 according to an embodiment of the present invention specifies the pulse wave of the first cycle, which is the closest after the measurement time of the brachial artery blood pressure, among the detected pulse waves SIG1 , The unit is calibrated with the measured blood pressure, and the pulse waves of the subsequent periods are also calibrated on the basis of the pulse wave of the first period specified. Therefore, even if the heartbeat changes irregularly after the measurement point of the blood pressure, Can be calibrated to have the correct unit value. The conventional apparatus calibrates the unit by superimposing the waveform of the pulse wave over a predetermined time to derive the averaged waveform and then substituting the measured blood pressure into the waveform of the averaged pulse wave to correct the unit, In the case of a fibrillation patient, since the averaged blood pressure waveform in the steady state assumed by the existing blood pressure waveform detecting apparatus is difficult to be displayed, the blood pressure unit can not be correctly calibrated by the existing apparatus. However, the pulse-wave unit calibration unit 200 according to an embodiment of the present invention calibrates the blood pressure unit of the pulse wave with reference to the pulse wave of the first cycle that occurred nearest to the measured blood pressure, so that the blood pressure unit is robustly detected even in the case of irregular pulse. Can be calibrated. The improvement effect of the pulse-wave unit calibrator 200 according to the present invention when compared with the conventional apparatus can be confirmed by reference numerals of FIGS. 8A, 8B, 8C, 8D and 8E.

도 8a는 정상상태의 말초혈관의 맥파를 나타내는 참고도이다. 8A is a reference diagram showing a pulse wave of a peripheral blood vessel in a normal state.

도 8b는 여러 주기의 정상상태의 말초혈관의 맥파들을 중첩시킨 파형을 나타내는 참고도이다. FIG. 8B is a reference diagram showing a waveform in which pulse waves of peripheral blood vessels in a steady state of several cycles are superimposed. FIG.

도 8c는 심박이 불규칙한 심방세동환자의 말초혈관의 맥파를 나타내는 참고도이다. 8C is a reference diagram showing a pulse wave of a peripheral blood vessel in an atrial fibrillation patient having irregular heartbeat.

도 8d는 기존의 장치를 적용하였을 경우, 도 8c의 여러 주기의 말초혈관의 맥파들을 단순 중첩한 파형들과, 이들 파형들을 평균을 냈을 시의 평균화된 말초혈관의 맥파의 파형(굵은 회색 선)과, 각 주기의 수축기혈압값의 평균(청색 선)을 나타낸 참고도이다. FIG. 8D shows waveforms of the peripheral blood vessels of FIG. 8C that are simply superimposed on the waveforms of the peripheral blood vessels of FIG. 8C, and waveforms of the averaged peripheral blood vessels when the waveforms are averaged (bold gray lines) And an average (blue line) of systolic blood pressure values at each cycle.

도 8e는 본 발명의 일 실시예에 따른 맥파단위교정부(200)를 적용하였을 경우, 교정된 첫 번째 주기의 맥파(굵은 회색 선)와, 상기 첫 번째 주기의 맥파의 수축기혈압값(청색 선)을 기준으로 교정된 맥파들을 나타낸 참고도이다. FIG. 8E is a graph showing a relationship between a pulse wave of a first period (a thick gray line) and a systolic blood pressure value of a pulse wave of the first period ) As a reference.

심상세동환자의 불규칙한 맥파를 기존의 장치를 이용하여 혈압 단위를 교정할 경우 도 8d의 도시와 같이 올바르게 시작점이 검출되지 않고 혈압 단위가 교정되지 않으나, 본 발명에 따른 맥파단위교정부(200)를 이용하여 혈압 단위를 교정할 경우 도 8e의 도시와 같이 올바르게 맥파의 시작점이 검출되고 혈압 단위가 교정됨을 확인할 수 있다. When the blood pressure unit is calibrated using an existing apparatus for irregular pulse waves of an image fibrillation patient, the starting point is not correctly detected and the blood pressure unit is not calibrated as shown in FIG. 8D, but the pulse wave unit calibration unit 200 according to the present invention It can be confirmed that the starting point of the pulse wave is correctly detected and the blood pressure unit is calibrated as shown in FIG. 8E.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압측정부(210)를 나타내는 블록도이다. 본 실시예에 따른 혈압측정부(210)는 센서부(211), 증폭부(212), 잡음제거필터부(213), 혈압정보산출부(214), 센서구동부(215)를 포함할 수 있다. 9 is a block diagram showing a blood pressure measuring unit 210 according to an embodiment of the present invention. The blood pressure measuring unit 210 according to the present embodiment may include a sensor unit 211, an amplification unit 212, a noise elimination filter unit 213, a blood pressure information calculation unit 214 and a sensor driving unit 215 .

센서부(211)는 신체의 특정부위를 압박하고 이완하면서 혈압을 측정한다. 바람직하게는 상완을 압박대로 압박하고 이완하면서 상완동맥의 혈압을 측정할 수 있다. The sensor unit 211 measures the blood pressure while pressing and loosening a specific part of the body. Preferably, the brachial artery pressure can be measured while the upper arm is squeezed under pressure and relaxed.

증폭부(212)는 센서부(211)에서 측정된 혈압신호를 증폭한다. The amplification unit 212 amplifies the blood pressure signal measured by the sensor unit 211.

잡음제거필터부(213)는 증폭부(212)에서 증폭된 혈압신호의 잡음을 필터링을 통해 제거한다. The noise removing filter unit 213 removes noise of the blood pressure signal amplified by the amplifying unit 212 through filtering.

혈압정보산출부(214)는 잡음제거필터부(213)에서 잡음이 제거된 혈압신호를 분석하여 상기 혈압과 상기 혈압측정시점 정보를 포함하는 상기 혈압정보를 산출한다. The blood pressure information calculation unit 214 analyzes the blood pressure signal from which the noise is removed by the noise removing filter unit 213 and calculates the blood pressure information including the blood pressure and the blood pressure measurement time point information.

센서구동부(215)는 센서부(211)에 구비된 압박대의 공기압을 조정하는 것을 포함하여 센서부(211)를 구동한다. The sensor driving unit 215 drives the sensor unit 211 by adjusting the air pressure of the pressing pad provided on the sensor unit 211.

예를 들어 맥파검출부(100)와 맥파단위교정부(200)는, 혈압측정부(210)가 상완동맥에서 혈압을 측정하여 혈압과 그 측정시점에 관한 정보를 맥파특정부(220)에 보내면, 맥파특정부(220)는 맥파측정부(110)에 의하여 요골동맥에서 측정된 상기 맥파(SIG0)가 저역통과필터부(120), 맥파최고점검출부(140), 주기단위맥파검출부(150)를 각 거치면서 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파(SIG1)를 입력받아, 상기 상완동맥의 혈압이 측정된 시점 이후로부터 첫 번째 발생한 상기 맥파의 1주기를 특정하고, 맥파단위교정부(230)는 맥파특정부(220)에서 상기 특정된 1주기의 맥파의 혈압의 크기를 상기 측정된 상완동맥의 혈압의 크기로 단위를 교정하고, 나머지 주기의 맥파의 혈압 단위는 상기 단위가 교정된 1주기의 맥파의 혈압에 따라 단위를 교정하는 방식으로 동작할 수 있다. For example, when the blood pressure measuring unit 210 measures blood pressure in the brachial artery and sends information on the blood pressure and the measurement time to the pulse-wave specifying unit 220, the pulse-wave detecting unit 100 and the pulse- The pulse-wave specifying unit 220 may be configured such that the pulse wave SIG0 measured in the radial artery by the pulse-wave measuring unit 110 corresponds to the low-pass filter 120, the pulse-wave peak detecting unit 140, The pulse wave unit calibration unit 230 receives a pulse wave SIG1 detected as a cycle unit while being divided into a cycle unit and specifies one cycle of the first pulse wave generated after the time point of measurement of the blood pressure of the brachial artery, In the unit 220, the magnitude of the blood pressure of the specified one-period pulse wave is calibrated to the magnitude of the measured blood pressure of the brachial artery, and the blood pressure unit of the remaining pulse wave is the pulse wave of the one- It can operate in a manner of calibrating the unit according to the blood pressure.

이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정장치에 의하면, 다양한 맥파의 상태에 따라 적응적으로 주파수응답 특성이 변동하는 저역통과필터를 설계하고, 이를 이용하여 변곡점이 제거된 저주파신호를 획득하고, 상기 저주파신호의 최고점 정보를 이용하여 일정 시간구간 내에서 맥파의 최고점을 검출함으로써, 불규칙한 심박특성을 가지는 심방세동환자의 맥파에 대하여도 강인하게 맥파의 최고점을 검출하고 주기 단위로 구분된 맥파를 검출하고, 또한 맥파의 상태에 따라 적응적으로 대동맥혈압을 추정하는 기법으로 대동맥혈압을 올바르게 추정할 수 있다. According to the aortic blood pressure estimation apparatus of the present invention as described above, a low-pass filter adaptively changing the frequency response characteristics according to various pulse wave states is designed, and a low-frequency signal in which inflection points are removed is used And detects the peak of the pulse wave within a predetermined time interval by using the peak information of the low frequency signal. By detecting the peak of the pulse wave in the pulse wave of the atrial fibrillation patient having irregular heartbeat characteristic, The aortic blood pressure can be accurately estimated by detecting the pulse wave and adaptively estimating the aortic blood pressure according to the state of the pulse wave.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대동맥혈압 추정방법을 나타내는 블록도이다. 도 10의 각 단계는 본 발명의 제1실시예에 따른 대동맥혈압 추정장치가 동작하는 과정이기도 하다. 따라서 대동맥혈압 추정장치에 관한 상기 도 1 내지 도 9를 설명하는 과정에서 상술한 내용과 중복되는 부분은 간략히 설명한다. 본 실시예에 따른 대동맥혈압 추정방법은 맥파검출 단계(S1), 맥파단위 교정 단계(S2), 혈압파형정보 획득 단계(S3), 예측필터 계수 산출 단계(S4), 예측필터 필터링 및 대동맥혈압 추정 단계(S5)를 포함한다. 이하 대동맥혈압 추정방법을 구성하는 각 단계들에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 10 is a block diagram illustrating a method of estimating an aortic blood pressure according to another embodiment of the present invention. Each step of FIG. 10 is a process of operating the aortic blood pressure estimation apparatus according to the first embodiment of the present invention. Therefore, the parts of the aortic blood pressure estimation device which overlap with those described above in the process of the above-described FIGS. 1 to 9 will be briefly described. The aortic blood pressure estimation method according to the present embodiment includes a pulse wave detection step S1, a pulse wave unit correction step S2, a blood pressure waveform information acquisition step S3, a prediction filter coefficient calculation step S4, Step S5. Hereinafter, each step constituting the aortic blood pressure estimation method will be described in more detail.

맥파검출 단계(S1)에서는 신체 혈관의 맥파(SIG0)를 측정하고, 주기 단위로 구분된 상기 맥파(SIG1)를 검출한다. S1단계의 구체적인 동작은 이하 도 11을 통하여 보다 상세히 설명한다. In the pulse wave detecting step S1, the pulse wave SIG0 of the body blood vessel is measured, and the pulse wave SIG1 divided by the period unit is detected. The concrete operation of step S1 will be described in more detail with reference to FIG.

맥파단위 교정 단계(S2)에서는 신체의 특정부위에서 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 혈압정보를 측정하고, 상기 혈압정보를 기초로 상기 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파(SIG1)의 단위를 교정하여, 혈압 단위가 교정된 상기 맥파신호(SIG2)를 획득한다. S2단계의 구체적인 동작은 이하 도 12을 통하여 보다 상세히 설명한다. In the pulse wave unit calibration step S2, blood pressure information including blood pressure and blood pressure measurement time point information is measured at a specific part of the body, and the unit of the detected pulse wave SIG1 is calibrated based on the blood pressure information, And obtains the pulse wave signal SIG2 whose blood pressure unit is calibrated. The concrete operation of step S2 will be described in more detail with reference to FIG.

혈압파형정보 획득 단계(S3)에서는 신체의 맥박의 파형을 측정하고 혈압 단위를 교정한 신호인 맥파신호(SIG2)를 분석하여 이완기혈압과 맥파주기 정보를 포함하는 혈압파형정보를 획득한다. In the blood pressure waveform information acquisition step S3, blood pressure waveform information including the diastolic blood pressure and pulse wave period information is obtained by measuring the pulse waveform of the body and analyzing the pulse wave signal SIG2, which is a signal obtained by calibrating the blood pressure unit.

예측필터 계수 산출 단계(S4)에서는 상기 혈압파형정보 중 상기 이완기혈압과 상기 맥파주기 정보를 기초로 하여 필터계수의 가변적 조절이 가능한 예측필터의 필터계수를 산출한다. 여기서 예측필터 계수 산출 단계(S4)는 상기 맥파신호(SIG2)에서 산출된 혈압파형정보 중 상기 이완기혈압과 상기 맥파주기를 기초로 하여, 상기 예측필터의 필터계수를 산출할 수 있고, 이때 하기 수학식 3에 따라 제1저역통과필터의 차단주파수를 결정하고, 상기 예측필터가 상기 결정된 차단주파수 값을 가지는 제1저역통과필터가 되도록 필터계수를 산출하는 것이 바람직하다. In the prediction filter coefficient calculation step S4, a filter coefficient of a prediction filter capable of variably controlling the filter coefficient is calculated based on the diastolic blood pressure and the pulse wave period information in the blood pressure waveform information. Here, the predictive filter coefficient calculating step S4 may calculate the filter coefficient of the prediction filter based on the diastolic blood pressure and the pulse wave period in the blood pressure waveform information calculated from the pulse wave signal SIG2, It is preferable that the cut-off frequency of the first low-pass filter is determined according to Equation (3), and the filter coefficient is calculated so that the prediction filter becomes the first low-pass filter having the determined cut-off frequency value.

Figure pat00005
Figure pat00005

(여기서, CF는 상기 예측필터의 차단주파수이고, a, b, c는 각 일정한 값을 가지는 상수들이고, L은 상기 맥파주기이고, DBP는 상기 이완기혈압이다.) (Where CF is a cut-off frequency of the prediction filter, a, b and c are constants having constant values, L is the pulse wave period, and DBP is the diastolic blood pressure).

여기서 상기 a는 1.477 ~ 2.831이고, 상기 b는 0.001 ~ 0.002이고, 상기 c는 0.004 ~ 0.018의 각 범위 안의 값을 가지는 것이 바람직하며, 나아가 a는 2.188, b는 0.001, c는 0.011의 각 값을 가지는 것이 바람직하다. Here, the value of a is 1.477 to 2.831, the value of b is 0.001 to 0.002, and the value of c is preferably in the range of 0.004 to 0.018. Further, a is 2.188, b is 0.001, and c is 0.011 .

예측필터 필터링 및 대동맥혈압 추정 단계(S5)에서는 상기 맥파신호(SIG2)를 상기 산출된 필터계수를 가지는 상기 예측필터로 필터링하고, 상기 필터링된 신호를 분석하여 대동맥혈압을 추정한다. In the prediction filter filtering and the aortic blood pressure estimation step S5, the pulse wave signal SIG2 is filtered by the prediction filter having the calculated filter coefficient, and the aortic blood pressure is estimated by analyzing the filtered signal.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정방법 중 맥파검출 단계(S1)의 세부 흐름도이다. 본 실시예에 따른 맥파검출 단계(S1)는 맥파측정 단계(S11), 필터계수 조정 단계(S12), 저역통과필터 필터링 단계(S13), 맥파최고점 검출 단계(S14), 주기단위 맥파검출 단계(S15)를 포함할 수 있다. 11 is a detailed flowchart of a pulse wave detecting step S1 of the aortic blood pressure estimation method according to an embodiment of the present invention. The pulse wave detecting step S1 according to the present embodiment includes a pulse wave measuring step S11, a filter coefficient adjusting step S12, a low pass filter filtering step S13, a pulse wave peak detecting step S14, S15).

맥파측정 단계(S11)에서는 신체 혈관의 혈압을 측정하여 상기 맥파(SIG0)를 획득한다. 이때 높은 정밀도를 가지는 토노미터를 이용하여 손목 위 요골동맥의 맥파를 측정하는 것이 바람직하다. In the pulse wave measuring step S11, the blood pressure of the body blood vessel is measured to acquire the pulse wave SIG0. At this time, it is preferable to measure the pulse wave of the radial artery above the wrist using a high-precision torque meter.

필터계수 조정 단계(S12)에서는 상기 맥파(SIG)의 주파수영역 신호를 분석하여 일정 시간 동안의 평균 심박율을 산출하고, 하기 S13 단계에서 제2저역통과필터의 차단주파수가 상기 산출된 평균 심박율의 일정배수 값을 가지도록 필터계수를 적응적으로 조정한다. 이때 S2 단계에서는 상기 맥파(SIG0)의 신호에서 일정한 기울기를 가지는 선형 성분인 선형 경향성(Linear Trend)을 제거한 후 주파수영역의 신호로 변환하고, 상기 변환된 주파수영역 신호를 분석하여 일정 시간 동안의 상기 맥파의 평균 심박율을 산출하고, 제2저역통과필터의 차단주파수가 상기 산출된 평균 심박율의 일정배수 값이 되도록 하는 제2저역통과필터의 필터계수 값을 산출하고, 상기 평균 심박율이 변동될 경우 적응적으로 상기 필터계수 값을 조정할 수 있다. 이때 상기 창함수는 해닝창함수(Hanning Window Fuction)로 하는 것이 바람직하고, 상기 차단주파수는 상기 측정된 평균 심박율의 1.8배의 값으로 하는 것이 바람직하다. In the filter coefficient adjustment step S12, the frequency domain signal of the pulse wave SIG is analyzed to calculate an average heart rate for a predetermined time. In step S13, the cutoff frequency of the second low-pass filter is calculated based on the calculated average heart rate The filter coefficient is adaptively adjusted so as to have a certain multiple of the value of the filter coefficient. At this time, in step S2, a linear trend, which is a linear component having a constant slope, is removed from the signal of the pulse wave SIG0, and then the signal is converted into a frequency domain signal. The converted frequency domain signal is analyzed, Calculating a mean heart rate of a pulse wave and calculating a filter coefficient value of a second low-pass filter such that a cut-off frequency of the second low-pass filter is a predetermined multiple of the calculated average heart rate, The filter coefficient value can be adjusted adaptively. Preferably, the window function is a Hanning Window function, and the cutoff frequency is 1.8 times the measured average heart rate.

저역통과필터 필터링 단계(S13)에서는 상기 맥파(SIG0)를 상기 필터계수 조정 단계(S12)에서 산출된 필터계수를 가지는 상기 제2저역통과필터로 필터링하여 저주파신호를 획득한다. In the low-pass filter filtering step S13, the low-frequency signal is obtained by filtering the pulse wave SIG0 with the second low-pass filter having the filter coefficient calculated in the filter coefficient adjusting step S12.

맥파최고점 검출 단계(S14)에서는 상기 저역통과필터 필터링 단계(S13)에서 획득된 저주파신호를 이용하여 상기 맥파(SIG0)의 최고점을 검출한다. 이때 S14 단계에서는, 상기 저주파신호를 미분하고, 상기 미분된 신호의 영점교차점의 위치를 검출하여 상기 획득된 저주파신호의 최고점을 검출하고, 상기 저주파신호의 최고점을 기준으로 일정 시간구간 내에서 상기 맥파(SIG0)의 최고점을 검출할 수 있다. 이때 상기 맥파의 최고점을 찾는 일정 시간구간은 상기 영점교차점으로부터 100ms 이내로 하는 것이 바람직하다. In the pulse wave peak detection step S14, the highest point of the pulse wave SIG0 is detected using the low-frequency signal obtained in the low-pass filter filtering step S13. At this time, in step S14, the low-frequency signal is differentiated, the position of the zero crossing point of the non-divided signal is detected to detect the highest point of the obtained low-frequency signal, (SIG0) can be detected. At this time, it is preferable that the predetermined time interval for finding the peak of the pulse wave is within 100 ms from the zero crossing point.

주기단위 맥파검출 단계(S15)에서는 상기 검출된 상기 맥파(SIG0)의 최고점 정보를 이용하여, 주기 단위로 구분된 상기 맥파(SIG1)를 검출한다. In the cycle unit pulse wave detecting step S15, the pulse wave SIG1 is detected using the peak information of the detected pulse wave SIG0.

도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정방법 중 맥파단위 교정 단계(S2)의 세부 흐름도이다. 본 실시예에 따른 맥파단위 교정 단계(S2)는 혈압측정 단계(S21), 맥파특정 단계(S22), 단위교정 단계(S23)을 포함할 수 있다. 12 is a detailed flowchart of the pulse wave unit calibration step S2 of the aortic blood pressure estimation method according to the embodiment of the present invention. The pulse wave unit calibration step S2 according to the present embodiment may include a blood pressure measurement step S21, a pulse wave identification step S22, and a unit calibration step S23.

혈압측정 단계(S21)에서는 상기 신체의 특정부위의 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 혈압정보를 측정한다. 이때 S21 단계에서는, 신체의 특정부위를 압박하고 이완하면서 혈압을 측정하고, 상기 측정된 혈압신호를 증폭하고, 상기 증폭된 혈압신호의 잡음을 필터링을 통해 제거하고, 상기 잡음이 제거된 혈압신호를 분석하여 상기 혈압과 상기 혈압측정시점 정보를 포함하는 상기 혈압정보를 측정할 수 있다. 이때 상기 혈압정보를 측정할 신체의 특정부위는 상완으로 하는 것이 바람직하다. In the blood pressure measuring step S21, the blood pressure information including the blood pressure of the specific part of the body and the blood pressure measurement time point information is measured. At this time, in step S21, the blood pressure is measured while pressing and loosening a specific part of the body, the amplified blood pressure signal is amplified, the noise of the amplified blood pressure signal is removed through filtering, and the noise- And the blood pressure information including the blood pressure and the blood pressure measurement time point information can be measured. At this time, it is preferable that the specific part of the body for measuring the blood pressure information is the upper arm.

맥파특정 단계(S22)에서는 상기 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파(SIG1) 중 상기 혈압측정시점에서 일정 주기 이후에 발생한 1주기의 상기 맥파를 특정한다. 여기서 상기 혈압측정시점에서 1주기 이후 발생한 1주기의 맥파를 특정하는 것이 바람직하다. In the pulse-wave specifying step S22, the pulse wave of one cycle, which occurs after a certain period of time from the pulse-wave measuring time point of the pulse-wave SIG1 detected by the cycle unit, is specified. Here, it is preferable to specify a pulse wave of one cycle occurring after one cycle at the time of measuring the blood pressure.

단위교정 단계(S23)에서는 상기 특정된 1주기의 맥파의 단위를, 상기 측정된 혈압을 기준으로 하여 교정하고, 상기 교정한 1주기의 맥파를 기준으로 나머지 주기들의 상기 맥파의 단위를 교정하여, 상기 혈압단위가 교정된 맥파신호(SIG2)를 획득한다. In the unit calibration step S23, the specified unit of the pulse wave of one cycle is calibrated based on the measured blood pressure, the unit of the pulse wave of the remaining cycles is calibrated on the basis of the calibrated pulse wave of one period, And acquires the pulse wave signal SIG2 in which the blood pressure unit is calibrated.

본 발명의 또 다른 실시예는 상기 대동맥혈압 추정방법에서 맥파검출 단계(S1), 맥파단위 교정 단계(S2)를 제외하고, 혈압파형정보 획득 단계(S3), 예측필터 계수 산출 단계(S4), 예측필터 필터링 및 대동맥혈압 추정 단계(S5)만으로 구성될 수도 있다. 이때 혈압파형정보 산출 단계(S3)는 신체의 맥박의 파형을 측정하고 혈압 단위를 교정한 신호인 맥파신호를 입력으로 할 수 있다. In yet another embodiment of the present invention, the blood pressure waveform information acquisition step (S3), the prediction filter coefficient calculation step (S4), the blood pressure waveform information calculation step (S4) Prediction filter filtering and the aortic blood pressure estimation step S5. At this time, the blood pressure waveform information calculating step (S3) can measure the pulse waveform of the body and input the pulse wave signal which is a signal obtained by calibrating the blood pressure unit.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정장치를 이용하여 실제 심방세동환자들의 대동맥혈압을 추정한 결과를 나타내는 참고도이다. 실험에서는 총 15명의 심방세동환자들의 말초혈압과 대동맥혈압을 측정하였고, 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정장치를 이용하여 위와 같이 측정된 말초혈압으로부터 각 심방세동환자들의 대동맥혈압을 추정하고, 추정된 대동맥혈압의 값과 실제 측정된 대동맥혈압의 값을 비교하였다. 이때 예측필터계수조정부(400)에서 예측필터의 차단주파수를 산출하는 상기 수학식 1의 a는 2.188, b는 0.001, c는 0.011으로 하였다. 도 13 도시는 상기 추정된 대동맥혈압 값과 실제 측정된 대동맥혈압 값이 높은 상관관계를 가짐으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 대동맥혈압 추정장치가 올바르게 심방세동환자들의 대동맥혈압을 추정하고 있음을 보여준다. 도 13에서

Figure pat00006
는 선형회귀식의 성능을 말해주는 지표로 1에 가까울수록 실제 측정된 값과 추정된 대동맥혈압 간에 높은 선형성이 있음을 의미하며,
Figure pat00007
는 이러한 선형성이 부정될 확률을 뜻하며 0.05 이하인 경우 통계적으로 의미가 있는 결과라고 간주된다.FIG. 13 is a reference diagram showing a result of estimating aortic blood pressure of actual atrial fibrillation patients using an aortic blood pressure estimation apparatus according to an embodiment of the present invention. In the experiment, the peripheral blood pressure and the aortic blood pressure of 15 patients with atrial fibrillation were measured, and the aortic blood pressure of each atrial fibrillation patient was estimated from the peripheral blood pressure measured using the aortic blood pressure estimating apparatus according to an embodiment of the present invention The estimated aortic blood pressure was compared with the actual measured aortic blood pressure. At this time, a in the equation (1) for calculating the cut-off frequency of the prediction filter in the predictive filter coefficient adjuster 400 is 2.188, b is 0.001, and c is 0.011. 13 shows that the estimated aortic blood pressure value and the actual measured aortic blood pressure value have a high correlation, so that the aortic blood pressure estimation device according to an embodiment of the present invention correctly estimates the aortic blood pressure of atrial fibrillation patients Show. 13
Figure pat00006
Is an indicator of the performance of the linear regression equation. The closer to 1, the higher the linearity between the actual measured value and the estimated aortic blood pressure,
Figure pat00007
Means the probability that this linearity is negated, and if it is less than 0.05, it is considered to be a statistically significant result.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. It is to be understood that the present invention is not limited to these embodiments, and all elements constituting the embodiment of the present invention described above are described as being combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them.

또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer to implement an embodiment of the present invention. As the recording medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like can be included.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Furthermore, all terms including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined in the Detailed Description. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 맥파검출부
110 : 맥파측정부
120 : 저역통과필터부
130 : 필터계수조정부
131 : 심박률산출부
132 : 필터계수산출부
140 : 맥파최고점검출부
141 : 미분부
142 : 영점교차점검출부
143 : 지역최고점검출부
150 : 주기단위맥파검출부
200 : 맥파단위교정부
210 : 혈압측정부
211 : 센서부
212 : 증폭부
213 : 잡음제거필터부
214 : 혈압정보산출부
215 : 센서구동부
220 : 맥파특정부
230 : 맥파단위교정부
300 : 혈압파형분석부
400 : 예측필터계수조정부
500 : 예측필터부
SIG0 : 맥파측정부에서 측정된 맥파
SIG1 : 주기단위로 검출된 맥파
SIG2 : 혈압단위가 교정된 맥파신호
100:
110:
120: Low pass filter section
130: Filter coefficient adjustment section
131: heart rate calculating unit
132: Filter coefficient calculation unit
140: pulse wave peak detection unit
141:
142: Zero crossing point detector
143: Local peak detector
150: Periodic pulse wave detector
200: pulse wave unit calibration unit
210: blood pressure measuring unit
211:
212:
213: Noise canceling filter section
214: blood pressure information calculation unit
215:
220:
230: pulse wave unit calibration unit
300: blood pressure waveform analysis unit
400: prediction filter coefficient adjustment section
500: prediction filter unit
SIG0: pulse wave measured by the pulse wave measuring part
SIG1: Pulse detected in a cycle unit
SIG2: a pulse wave signal whose blood pressure unit is calibrated

Claims (19)

대동맥혈압 추정장치에 있어서,
맥파신호를 입력받아, 상기 맥파신호를 이용하여 이완기혈압과 맥파주기 정보를 포함하는 혈압파형정보를 획득하는 혈압파형분석부;
필터계수의 가변적 조절이 가능한 예측필터를 구비하고, 상기 맥파신호를 상기 예측필터로 필터링하고, 상기 필터링된 신호를 분석하여 대동맥혈압을 추정하는 예측필터부; 및
상기 혈압파형분석부에서 획득된 혈압파형정보를 기초로 상기 예측필터부의 예측필터의 필터계수를 산출하고, 상기 맥파신호에 따라 적응적으로 상기 예측필터의 필터계수를 조정하는 예측필터계수조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
In the aortic blood pressure estimation apparatus,
A blood pressure waveform analyzing unit that receives blood pressure signal and acquires blood pressure waveform information including diastolic blood pressure and pulse wave period information using the pulse wave signal;
A prediction filter unit having a prediction filter capable of variably controlling the filter coefficient, filtering the pulse wave signal with the prediction filter, and analyzing the filtered signal to estimate the aortic blood pressure; And
And a prediction filter coefficient adjustment unit for calculating a filter coefficient of the prediction filter of the prediction filter unit based on the blood pressure waveform information obtained by the blood pressure waveform analyzing unit and adaptively adjusting the filter coefficient of the prediction filter in accordance with the pulse wave signal The aortic blood pressure estimating device.
제 1항에 있어서,
상기 맥파신호는 신체의 맥박의 파형을 측정하고, 상기 파형을 주기 단위로 구분하여 검출하고, 상기 파형의 혈압 단위를 교정하여 획득된 신호이고, 상기 파형의 각 주기별 수축기혈압 및 이완기혈압 정보와 맥파주기 정보를 포함하는 신호인 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pulse wave signal is a signal obtained by measuring a waveform of a pulse of the body, detecting the waveform by dividing the waveform into period units, and calibrating a blood pressure unit of the waveform, wherein the systolic blood pressure and diastolic blood pressure information And pulse-wave-period information.
제 1항에 있어서,
상기 예측필터계수조정부는 상기 맥파신호에서 산출된 혈압파형정보 중 상기 이완기혈압과 상기 맥파주기를 기초로 하여, 상기 예측필터의 필터계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the predictive filter coefficient adjuster calculates the filter coefficient of the predictive filter based on the diastolic blood pressure and the pulse wave period in the blood pressure waveform information calculated from the pulse wave signal.
제 3항에 있어서,
상기 예측필터계수조정부는 하기 식 1에 따라 제1저역통과필터의 차단주파수를 결정하고, 상기 예측필터가 상기 결정된 차단주파수 값을 가지는 제1저역통과필터가 되도록 필터계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
식 1.
Figure pat00008

(여기서, CF는 상기 예측필터의 차단주파수이고, a, b, c는 각 일정한 값을 가지는 상수들이고, L은 상기 맥파주기이고, DBP는 상기 이완기혈압이다.)
The method of claim 3,
Wherein the prediction filter coefficient adjustment unit determines a cutoff frequency of the first low pass filter according to the following equation 1 and calculates the filter coefficient so that the prediction filter becomes the first low pass filter having the determined cutoff frequency value Aortic Blood Pressure Estimator.
Equation 1.
Figure pat00008

(Where CF is a cut-off frequency of the prediction filter, a, b and c are constants having constant values, L is the pulse wave period, and DBP is the diastolic blood pressure).
제 4항에 있어서,
상기 a는 1.477 ~ 2.831이고, 상기 b는 0.001 ~ 0.002이고, 상기 c는 0.004 ~ 0.018인 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
5. The method of claim 4,
The a is 1.477 to 2.831, the b is 0.001 to 0.002, and the c is 0.004 to 0.018.
제 1항에 있어서,
상기 예측필터부는 상기 예측필터계수조정부에서 산출한 필터계수 값에 따라 상기 예측필터의 필터계수를 설정하고, 상기 맥파신호를 상기 설정된 예측필터로 필터링하고, 상기 필터링된 신호를 분석하여, 대동맥혈압을 추정하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the prediction filter unit sets the filter coefficient of the prediction filter according to the filter coefficient value calculated by the prediction filter coefficient adjustment unit, filters the pulse wave signal with the set prediction filter, analyzes the filtered signal, And estimates an aortic blood pressure.
제 1항에 있어서,
신체 혈관의 맥파를 측정하고, 상기 맥파의 최고점을 검출하고, 주기 단위로 구분된 상기 맥파를 검출하는 맥파검출부; 및
상기 맥파검출부에서 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파를 입력받고, 상기 맥파와 별도로 신체의 특정부위에서 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 혈압정보를 측정하고, 상기 혈압정보를 기초로 상기 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파의 단위를 교정하여 상기 맥파신호를 획득하는 맥파단위교정부를 더 포함하고,
상기 혈압파형분석부는 상기 맥파단위교정부로부터 상기 맥파신호를 입력 받는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
The method according to claim 1,
A pulse wave detecting unit for measuring a pulse wave of a body blood vessel, detecting a peak of the pulse wave, and detecting the pulse wave grouped in a cycle unit; And
A pulse wave detecting unit for detecting pulse waves divided in a cycle unit and receiving blood pressure information and measuring blood pressure information including blood pressure and blood pressure measurement time point information in a specific part of the body separately from the pulse wave; And a pulse-wave-unit calibrating unit for calibrating the pulse-wave unit separately and acquiring the pulse-wave signal,
Wherein the blood pressure waveform analyzer receives the pulse wave signal from the pulse wave unit calibration unit.
제 7항에 있어서, 상기 맥파검출부는,
신체 혈관의 혈압을 감지하여 맥박을 측정하고, 상기 맥박 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 맥박 신호의 잡음을 제거하여 상기 맥파를 획득하는 맥파측정부;
필터계수의 가변적 조절이 가능한 제2저역통과필터를 구비하고, 상기 맥파를 상기 제2저역통과필터로 필터링하여 저주파신호를 획득하는 저역통과필터부;
상기 맥파의 특성에 따라 적응적으로 상기 제2저역통과필터의 필터계수 값을 조정하는 필터계수조정부;
상기 저역통과필터부에서 획득된 저주파신호를 이용하여 상기 맥파의 최고점을 검출하는 맥파최고점검출부; 및
상기 맥파최고점검출부에서 검출된 상기 맥파의 최고점 정보를 이용하여, 주기 단위로 구분된 상기 맥파를 검출하는 주기단위맥파검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
The blood pressure monitor according to claim 7,
A pulse wave measuring unit for measuring a blood pressure of a blood vessel of a body, amplifying the pulse signal, and removing the noise of the amplified pulse signal to obtain the pulse wave;
A low-pass filter unit having a second low-pass filter capable of variably controlling a filter coefficient and filtering the pulse wave with the second low-pass filter to obtain a low-frequency signal;
A filter coefficient adjuster for adaptively adjusting a filter coefficient value of the second low-pass filter according to characteristics of the pulse wave;
A pulse wave peak detector for detecting a peak of the pulse wave using the low frequency signal obtained by the low pass filter; And
And a periodic unit pulse wave detecting unit for detecting the pulse wave divided on a cycle basis using the peak information of the pulse wave detected by the pulse wave peak detecting unit.
제 8항에 있어서, 상기 필터계수조정부는,
상기 맥파의 신호에서 일정한 기울기를 가지는 선형 성분인 선형 경향성(Linear Trend)을 제거한 신호를 획득하고, 상기 선형 경향성을 제거하여 획득된 신호에 유한한 길이의 구간 내에서 특정한 값을 가지는 함수인 창함수(Window Function)를 적용하여 일정한 길이로 한정된 신호를 획득하고, 상기 창함수를 적용하여 획득된 신호를 주파수영역의 신호로 변환하고, 상기 변환된 주파수영역의 신호를 분석하여 일정 시간 동안의 상기 맥파의 평균 심박율을 산출하는 심박율산출부; 및
상기 제2저역통과필터의 차단주파수가 상기 심박율산출부에서 산출된 평균 심박율의 일정배수 값이 되도록 상기 제2저역통과필터의 필터계수 값을 산출하는 필터계수산출부를 포함하고,
상기 평균 심박율 값이 변동하는 경우 상기 제2저역통과필터의 필터계수 값을 상기 평균 심박율에 따라 적응하여 조정하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
The apparatus as claimed in claim 8,
A signal obtained by removing a linear trend, which is a linear component having a constant slope in the signal of the pulse wave, is obtained, and a window function, which is a function having a specific value in a section of a finite length to the obtained signal by removing the linear tendency, A window function is applied to obtain a signal limited to a predetermined length, a signal obtained by applying the window function is converted into a signal in a frequency domain, and the signal in the converted frequency domain is analyzed, A heart rate calculation unit for calculating an average heart rate of the subject; And
And a filter coefficient calculation unit for calculating a filter coefficient value of the second low-pass filter so that the cutoff frequency of the second low-pass filter is a predetermined multiple of the average heart rate calculated by the heart rate calculation unit,
Wherein the controller adjusts the filter coefficient value of the second low-pass filter according to the average heart rate when the average heart rate value fluctuates.
제 8항에 있어서, 상기 맥파최고점검출부는,
상기 저역통과필터부에서 획득된 저주파신호를 미분하는 미분부;
상기 미분부에서 미분된 신호의 영점교차점의 위치를 검출하는 영점교차점검출부; 및
상기 영점교차점검출부에서 검출된 영점교차점을 기준으로 일정 시간구간 내에서 상기 맥파의 최고점을 검출하는 지역최고점검출부를 포함하고,
상기 저역통과필터부에서 획득된 저주파신호의 최고점을 검출하고, 상기 검출된 저주파신호의 최고점으로부터 일정 시간구간 내에서 상기 맥파의 최고점을 검출하는 것을 특징으로 하는 혈압파형 검출장치.
9. The blood pressure monitor according to claim 8,
A differential section for differentiating the low-frequency signal obtained by the low-pass filter section;
A zero crossing point detecting unit for detecting the zero crossing point of the differentiated signal in the differential unit; And
And a local maximum point detecting unit for detecting a maximum point of the pulse wave within a predetermined time interval based on the zero crossing point detected by the zero crossing point detecting unit,
And detects the highest point of the low frequency signal obtained by the low pass filter unit and detects the highest point of the pulse wave within a predetermined time period from the highest point of the detected low frequency signal.
제 7항에 있어서, 상기 맥파단위교정부는,
상기 신체의 특정부위의 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 상기 혈압정보를 측정하는 혈압측정부;
상기 맥파검출부에서 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파를 입력받고, 상기 혈압측정부에서 측정된 혈압정보를 입력받고, 상기 맥파의 각 주기별 시작점을 검출하고, 상기 혈압측정시점에서 일정 주기 이후에 발생한 1주기의 상기 맥파를 특정하고, 상기 혈압측정시점에 대응하는 상기 맥파의 주기를 특정하는 맥파특정부; 및
상기 맥파특정부에서 특정된 1주기의 상기 맥파의 단위를 상기 혈압측정부에서 측정된 혈압을 기준으로 하여 교정하고, 상기 교정한 1주기의 상기 맥파를 기준으로 나머지 주기들의 상기 맥파의 단위를 교정하는 단위교정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
8. The blood pressure monitor according to claim 7,
A blood pressure measuring unit for measuring the blood pressure information including a blood pressure of a specific part of the body and blood pressure measurement time point information;
A pulse wave detector for detecting a pulse wave, a pulse wave detector for detecting a pulse wave, a pulse wave detector for detecting a pulse wave, a pulse wave detector for detecting a pulse wave, A pulse-wave specifying unit that specifies the pulse wave of one cycle and specifies the cycle of the pulse wave corresponding to the blood pressure measurement time; And
A unit for correcting the pulse wave unit of one period specified by the pulse wave specifying unit on the basis of the blood pressure measured by the blood pressure measuring unit and correcting the unit of the pulse wave of the remaining cycles based on the corrected pulse wave of one cycle And a unit calibration section for measuring the blood pressure of the aorta.
제 11항에 있어서, 상기 혈압측정부는,
신체의 특정부위를 압박하고 이완하면서 혈압을 측정하는 센서부;
상기 센서부를 구동하는 센서구동부;
상기 센서부에서 측정된 혈압신호를 증폭하는 증폭부;
상기 증폭부에서 증폭된 혈압신호의 잡음을 필터링을 통해 제거하는 잡음제거필터부; 및
상기 잡음제거필터부에서 잡음이 제거된 혈압신호를 분석하여 상기 혈압과 상기 혈압측정시점 정보를 포함하는 상기 혈압정보를 산출하는 혈압정보산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
12. The blood pressure monitor according to claim 11,
A sensor unit for measuring a blood pressure while pressing and relaxing a specific part of the body;
A sensor driver for driving the sensor unit;
An amplifying unit for amplifying the blood pressure signal measured by the sensor unit;
A noise removal filter unit for removing noise of the blood pressure signal amplified by the amplification unit through filtering; And
And a blood pressure information calculation unit for analyzing the blood pressure signal from which noise has been removed from the noise canceling filter unit and calculating the blood pressure information including the blood pressure and the blood pressure measurement time point information.
제 11항에 있어서,
상기 맥파특정부는 상기 맥파의 1차 미분 신호의 최고점을 중심으로 접선을 만들고, 상기 맥파의 최저점들을 이은 수평선을 만들고, 상기 접선과 상기 수평선의 교점을 상기 맥파의 각 주기의 시작점으로 결정하는 방법인 접선 교점 방법(Intersecting Tangent Method)을 이용하여 상기 맥파의 각 주기별 시작점을 검출하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정장치.
12. The method of claim 11,
The pulse-wave specifying unit makes a tangent line around the highest point of the first-order differential signal of the pulse wave, creates a horizontal line connecting the lowest points of the pulse wave, and determines an intersection of the tangent line and the horizontal line as a starting point of each cycle of the pulse wave Wherein the starting point of each pulse of the pulse wave is detected using an intersecting tangent method.
대동맥혈압 추정방법에 있어서,
신체의 맥박의 파형을 측정하고, 상기 파형을 주기 단위로 구분하여 검출하고, 상기 파형의 혈압 단위를 교정하여 획득된 신호인 맥파신호를 분석하여 이완기혈압과 맥파주기 정보를 포함하는 혈압파형정보를 획득하는 단계;
상기 혈압파형정보 중 상기 이완기혈압과 상기 맥파주기 정보를 기초로 하여 필터계수의 가변적 조절이 가능한 예측필터의 필터계수를 산출하는 단계; 및
상기 맥파신호를 상기 산출된 필터계수를 가지는 상기 예측필터로 필터링하고, 상기 필터링된 신호를 분석하여 대동맥혈압을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정방법.
In the aortic blood pressure estimation method,
The blood pressure waveform information including the diastolic blood pressure and the pulse wave period information is analyzed by analyzing the pulse wave signal which is obtained by measuring the waveform of the pulse of the body, Obtaining;
Calculating a filter coefficient of a prediction filter capable of variably controlling a filter coefficient based on the diastolic blood pressure and the pulse wave period information among the blood pressure waveform information; And
And estimating the aortic blood pressure by filtering the pulse wave signal with the predictive filter having the calculated filter coefficient and analyzing the filtered signal.
제 14항에 있어서, 상기 예측필터의 필터계수를 산출하는 단계는,
하기 식 2에 따라 제1저역통과필터의 차단주파수를 결정하고, 상기 예측필터가 상기 결정된 차단주파수 값을 가지는 제1저역통과필터가 되도록 필터계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정방법.
식 2.
Figure pat00009

(여기서, CF는 상기 예측필터의 차단주파수이고, a, b, c는 각 일정한 값을 가지는 상수들이고, L은 상기 맥파주기이고, DBP는 상기 이완기혈압이다.)
The method of claim 14, wherein the calculating the filter coefficient of the prediction filter comprises:
Wherein the cutoff frequency of the first low-pass filter is determined according to the following equation (2), and the filter coefficient is calculated so that the prediction filter becomes the first low-pass filter having the determined cutoff frequency value.
Equation 2.
Figure pat00009

(Where CF is a cut-off frequency of the prediction filter, a, b and c are constants having constant values, L is the pulse wave period, and DBP is the diastolic blood pressure).
제 15항에 있어서,
상기 a는 1.477 ~ 2.831이고, 상기 b는 0.001 ~ 0.002이고, 상기 c는 0.004 ~ 0.018인 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the value of a is 1.477 to 2.831, the value of b is 0.001 to 0.002, and the value of c is 0.004 to 0.018.
제 14항에 있어서,
신체 혈관의 맥파를 측정하고, 주기 단위로 구분된 상기 맥파를 검출하는 단계; 및
신체의 특정부위에서 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 혈압정보를 측정하고, 상기 혈압정보를 기초로 상기 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파의 단위를 교정하여, 혈압 단위가 교정된 상기 맥파신호를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정방법.
15. The method of claim 14,
Measuring a pulse wave of a body vessel and detecting the pulse wave classified by a cycle unit; And
The blood pressure information including the blood pressure and the blood pressure measurement time point information is measured at a specific part of the body, the unit of the pulse wave detected by the periodic unit is calibrated based on the blood pressure information, The method further comprising the step of: acquiring the aortic blood pressure.
제 17항에 있어서, 상기 주기 단위로 구분된 상기 맥파를 검출하는 단계는,
신체 혈관의 혈압을 측정하여 상기 맥파를 획득하는 단계;
상기 맥파의 신호에서 일정한 기울기를 가지는 선형 성분인 선형 경향성(Linear Trend)을 제거하고, 상기 선형 경향성을 제거한 신호에 유한한 길이의 구간 내에서 특정한 값을 가지는 함수인 창함수(Window Function)를 적용하여 일정한 길이로 한정된 신호를 획득하고, 상기 창함수를 적용하여 획득된 신호를 주파수영역의 신호로 변환하고, 상기 변환된 주파수영역 신호를 분석하여 일정 시간 동안의 상기 맥파의 평균 심박율을 산출하고, 제2저역통과필터의 차단주파수가 상기 심박율산출부에서 산출된 평균 심박율의 일정배수 값이 되도록 하는 제2저역통과필터의 필터계수 값을 산출하고, 상기 평균 심박율이 변동될 경우 적응적으로 상기 필터계수 값을 조정하는 단계;
상기 맥파를 상기 산출된 필터계수를 가지는 상기 제2저역통과필터로 필터링하여 저주파신호를 획득하는 단계;
상기 제2저역통과필터로 필터링된 신호를 미분하고, 상기 미분된 신호의 영점교차점의 위치를 검출하고, 상기 획득된 저주파신호의 최고점을 검출하고, 상기 검출된 영점교차점을 기준으로 일정 시간구간 내에서 상기 맥파의 최고점을 검출하여, 상기 검출된 저주파신호의 최고점으로부터 일정 시간구간 내에서 상기 맥파의 최고점을 검출하는 단계; 및
상기 검출된 상기 맥파의 최고점 정보를 이용하여, 주기 단위로 구분된 상기 맥파를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정방법.
18. The method of claim 17, wherein the step of detecting the pulse wave,
Measuring a blood pressure of a body vessel to obtain the pulse wave;
A linear function, which is a linear component having a constant slope, is removed from the signal of the pulse wave, and a window function, which is a function having a specific value in a section of a finite length, is applied to the signal obtained by removing the linear tendency A signal obtained by applying the window function is converted into a frequency domain signal, and the average heart rate of the pulse wave for a predetermined time is calculated by analyzing the converted frequency domain signal And a filter coefficient value of a second low-pass filter which calculates the cut-off frequency of the second low-pass filter to be a predetermined multiple of the average heart rate calculated by the heart rate calculation unit. When the average heart rate is changed, Adjusting the filter coefficient value to a predetermined value;
Filtering the pulse wave with the second low-pass filter having the calculated filter coefficient to obtain a low-frequency signal;
And a second low pass filter for differentiating the signal filtered by the second low pass filter to detect the position of the zero crossing point of the differentiated signal and detecting the highest point of the obtained low frequency signal, Detecting a peak of the pulse wave at a predetermined time interval from a peak of the detected low frequency signal; And
And detecting the pulse wave divided on a cycle basis using the detected peak information of the pulse wave.
제 17항에 있어서, 상기 혈압 단위가 교정된 상기 맥파신호를 획득하는 단계는,
상기 신체의 특정부위의 혈압과 혈압측정시점 정보를 포함하는 혈압정보를 측정하는 단계;
상기 주기 단위로 구분되어 검출된 맥파 중 상기 혈압측정시점에서 일정 주기 이후에 발생한 1주기의 상기 맥파를 특정하는 단계; 및
상기 특정된 1주기의 맥파의 단위를, 상기 측정된 혈압을 기준으로 하여 교정하고, 상기 교정한 1주기의 맥파를 기준으로 나머지 주기들의 상기 맥파의 단위를 교정하여, 상기 맥파신호를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대동맥혈압 추정방법
18. The method of claim 17, wherein obtaining the calibrated pulse wave signal comprises:
Measuring blood pressure information including a blood pressure of a specific part of the body and blood pressure measurement time point information;
Identifying the pulse wave of one cycle occurring after a predetermined period at the time of measuring the blood pressure among the pulse waves detected by the cycle unit; And
Calibrating a unit of the specified one cycle of the pulse wave with reference to the measured blood pressure and calibrating a unit of the pulse wave of the remaining cycles based on the corrected one cycle of the pulse wave to obtain the pulse wave signal The aortic blood pressure estimation method < RTI ID = 0.0 >
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