KR20170117690A - 혈액 순환 평가 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본원은 혈액 순환 평가 장치에 관한 것으로, 동맥을 단계적으로 가압하여 맥파를 측정하는 맥파 측정부와 상기 맥파에 기초하여 가압 단계별 맥파 정보를 추출하는 맥파 정보 추출부 및 추출된 상기 맥파 정보에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단하는 위험 판단부를 포함할 수 있다.

Description

혈액 순환 평가 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR EVALUATING BLOOD CIRCULATION}
본원은 혈액 순환 평가 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 고령사회 진입 및 당뇨, 비만 등으로 성인병 환자들이 급증하고 있으며 생명을 위협하는 고혈압, 뇌혈관 질환, 동맥경화, 심장질환 등 심혈관 질환으로 인한 질병 발생률이 증가하고 있다. 혈관질환의 원인으로는 스트레스, 혈압, 콜레스테롤, 중성지방, 흡연, 과체중, 운동부족 등 다양한 원인이 존재하며, 혈관질환을 진단하기 위해 혈압을 측정하여 고혈압의 유무를 확인하는 방법이 주로 이용된다.
혈압을 측정하는 방식에는 침습적(invasive)방법과 비침습적(noninvasive)방법이 있다. 침습적 혈압 측정 방법은 카테터(catheter)등을 신체내부로 삽입하여 혈압을 측정하는 방법이다. 하지만 이 방법은 감염의 우려가 있고 고통을 수반하기 때문에 보편적으로 사용되지 않는다. 반면에 비침습적 혈압 측정 방법은 사용이 간편하고 측정이 쉽기 때문에 널리 사용되고 있다. 그러나 비침습적 방법에 의해 여러 부위의 혈압을 측정할 수 있다고 하더라도, 뇌혈관의 혈압을 측정하고, 이를 통해 고혈압을 진단하기엔 다소 어려움이 존재한다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국공개특허공보 제10-2011-0094183호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 토노메트리 방식으로 동맥을 단계적으로 가압하여 맥파를 측정하는 혈액 순환 평가 장치 및 혈액 순환 평가 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 맥파로부터 추출된 최적 맥파를 이용하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단할 수 있는 혈액 순환 평가 장치 및 혈액 순환 평가 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 천측두동맥, 요골동맥, 족부동맥의 최적 맥파에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단할 수 있는 혈액 순환 평가 장치 및 혈액 순환 평가 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은 동맥을 단계적으로 가압하여 맥파를 측정하는 맥파 측정부, 상기 맥파에 기초하여 가압 단계별 맥파 정보를 추출하는 맥파 정보 추출부 및 추출된 상기 맥파 정보에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단하는 위험 판단부를 포함하는 혈액 순환 평가 장치를 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파 측정부는, 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥 중 하나 이상의 부위에서 맥파를 측정할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파 측정부는, 상기 동맥을 5단계에 걸쳐 가압하여 맥파를 측정할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파 정보는 가압력, 박동수, 주파폭, 수축기 시간, 이완기 시간, 맥동주기, 주파너비, 맥파 면적, 주파너비 면적 및 고압시간 면적 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파 정보 추출부는, 각 단계별 상기 맥파 정보 중 주파폭의 크기가 가장 큰 단계의 맥파를 최적 맥파 정보로 추출할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 위험 판단부는 상기 천측두동맥, 상기, 요골동맥 또는 상기 족부동맥에서 추출된 최적 맥파 정보를 비교하여 상기 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단할 수 있다.
본원의 제 2 측면은, 동맥을 단계적으로 가압하여 맥파를 측정하는 단계; 상기 맥파에 기초하여 가압 단계별 맥파 정보를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 맥파 정보에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단하는 단계를 포함하는 혈액 순환 평가 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파를 측정하는 단계는, 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥 중 하나 이상의 부위에서 맥파를 측정할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파를 측정하는 단계는, 상기 동맥을 5단계에 걸쳐 가압하여 맥파를 측정할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파 정보는 가압력, 박동수, 주파폭, 수축기 시간, 이완기 시간, 맥동주기, 주파너비, 맥파 면적, 주파너비 면적 및 고압시간 면적 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파 정보를 추출하는 단계는 각 단계별 상기 맥파 정보 중 주파폭의 크기가 가장 큰 단계의 맥파를 최적 맥파 정보로 추출할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 혈액 순환의 위험 여부를 판단하는 단계는, 상기 천측두동맥, 상기 요골동맥 또는 상기 족부동맥에서 추출된 최적 맥파 정보를 비교하여 상기 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값이 기설정된 제 1 임계값을 초과하는 경우, 상기 혈액 순환을 위험 상태인 것으로 판단할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 혈액 순환의 위험 여부를 판단하는 단계는, 상기 천측두동맥, 상기, 요골동맥 및 상기 족부동맥에서 생성된 최적 맥파 정보를 비교하여 상기 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값이 기설정된 제 2 임계값을 미만하는 경우, 상기 혈액 순환을 위험 상태인 것으로 판단할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1임계값은 상기 제 2 임계값 보다 큰 값일 수 있다.
본원의 제 3 측면은 혈액 순환 평가 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 토노메트리 방식으로 동맥을 단계적으로 가압하여 최적 맥파를 추출할 수 있고, 맥파로부터 추출된 최적 맥파를 이용하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단할 수 있으며, 천측두동맥, 요골동맥, 족부동맥의 최적 맥파에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 최적 맥파에 기초하여 뇌출혈, 중풍의 약물 치료 또는 수술의 경과를 판단할 수 있고, 천측두동맥, 요골동맥, 족부동맥의 맥파에 기초하여 체순환 이상 여부를 판단할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 상기 판단된 체순환 이상 여부에 기초하여, 뇌혈압의 이상 여부를 판단할 수 있다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 혈액 순환 평가 장치의 블록도이다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 혈액 순환 평가 장치의 구성도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 추출된 맥파 정보를 도시한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 최적 맥파의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본원의 일 실시예에 따른 부위별 추출된 최적 맥파의 예를 도시한 도면이다.
도 7a는 본원의 일 구현예에 따른 혈액 순환 평가 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7b 및 도 7c는 본원의 일구현예에 따른 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단하는 방법을 도시한 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
종래의 토노메트리 방식의 혈압측정 기기는 요골 동맥에서 맥파를 측정하여, 측정파와 반사파의 비율로 고혈압을 유추하였다. 그러나, 종래의 방식은 요골동맥 한 부위에서 측정된 맥파를 이용하므로, 정확한 고혈압 판단에는 한계가 있었다. 또한, 요골동맥의 맥파로 혈압을 유추할 수는 있으나, 뇌혈압을 측정하기에는 어려운 면이 있었다. 또한 종래의 혈압측정 기기는 단일가압 방식으로 맥파를 측정하기 때문에 동맥의 최적 맥파를 이용하여 혈압의 상태를 파악하는 것은 기대할 수 없었다. 본원은 토노메트리 방식으로 여러 신체 부위의 맥파를 측정하고, 그 중 혈관 특성이 가장 잘 드러난 최적 맥파를 추출하여 혈액 순환의 위험 여부를 평가하는 혈액 순환 평가 장치 및 측정 방법에 관한 것이다.
또한, 본원은 최적 맥파를 통해 뇌혈압의 위험 상태 여부를 평가 할 수 있고, 체순환의 이상 여부를 평가할 수 있는 혈액 순환 평가 장치 및 측정 방법에 관한 것이다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 혈액 순환 평가 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면 혈액 순환 평가 장치(100)는 제어부(110) 맥파 측정부(120), 맥파 정보 추출부(130), 위험 판단부(140), 표시부(150) 및 저장부(160)를 포함할 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 혈액 순환 평가 장치(100)는 본원의 하나의 구현예에 불과하며, 도 1에 도시된 구성 요소들을 기초로 하여 여러 형태로 변형이 가능함은 본원의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들어, 구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.
제어부(110)는 혈액 순환 평가 장치의 전반적인 동작을 제어하거나, 후술하는 혈액 순환 평가 방법을 수행하기 위한 프로세스를 수행할 수 있다. 즉 도 1에 도시된 구성 요소들 중 적어도 하나는 제어부(110)에 의해 동작할 수 있다. 예를 들어 또는, 맥파 측정부(120), 맥파 정보 추출부(130), 위험 판단부(140), 표시부(150) 및 저장부(160)가 각각의 역할을 수행하도록 제어할 수 있다.
맥파 측정부(120)는 동맥을 단계적으로 가압하여 맥파를 측정할 수 있다. 상기 맥파 측정부(120)는 토노메트리 방식으로 맥파를 측정할 수 있다. 토노메트리 방식이란 혈관의 혈류를 완전히 차단하지 않는 크기의 압력을 신체 부위에 가하고, 이때 발생되는 맥파(pulse wave)의 크기 및 형태를 이용하여 연속적으로 맥압을 측정하는 방식이다. 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파 측정부(120)는 동맥의 위치를 자동으로 확보할 수 있는 다채널 어레이 압력센서를 통해 맥파를 연속적으로 측정할 수 있다. 상기 맥파 측정부(120)는 토노메트리 방식으로 맥파를 측정할 수 있는 다양한 센서를 포함할 수 있다.
상기 맥파 측정부(120)는 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥 중 하나 이상의 부위에서 맥파를 측정할 수 있다. 천측두동맥은 두부에서 맥의 측정이 유리한 말초 동맥일 수 있으며, 천측두동맥은 외경동맥의 종지의 하나로 하악경의 후방에서 시작하여 상행하고 이하선으로 둘러 쌓여서 외이의 전방을 지나 전두지와 두정지로 나눠지는 동맥이다. 요골동맥은 손목부위에서 맥의 측정이 유리한 말초동맥일 수 있으며, 요골동맥은 앞 팔의 바깥쪽(요골쪽)을 통하는 동맥으로서, 보통 맥을 짚은 동맥이며, 위팔동맥에서 갈라져 앞 팔의 바깥쪽을 따라 말초를 향해 뻗어 있는 동맥이다. 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파 측정부(120)는 요골의 촌, 관, 척 부위 중 관 부위에서 맥파를 측정할 수 있다. 족부동맥은 발에서 맥파 측정이 유리한 말초동맥일 수 있으며, 발목과 발등으로 흐르는 동맥이다.
상기 맥파 측정부(120)는 동맥을 5단계에 걸쳐 가압하여 맥파를 측정할 수 있다. 상기 맥파 측정부(120)는 동맥에 가해지는 가압력을 단계적으로 증가시켜 각 단계별 맥파를 측정할 수 있고, 각 단계별 기설정된 시간 동안 맥파를 측정할 수 있다. 예를 들어, 맥파 측정부(120)는 각 단계마다 10초간 측정된 7 내지 8개의 맥파를 평균하여 해당 단계의 맥파로 결정할 수 있다. 상기 단계별 측정시간 및 평균하는 맥파의 개수는 실시예에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 1단계는 40g의 압력으로 동맥압을 측정할 수 있고, 2단계는 87g, 3단계는 133g, 4단계는 193g, 5단계는 233g의 압력으로 동맥압을 측정할 수 있다. 상기 단계의 수 및 단계별 가압력은 실시예에 따라 변경될 수 있다.
맥파 정보 추출부(130)는 맥파에 기초하여 가압 단계별 맥파 정보를 추출할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 맥파 정보는 가압력, 박동수, 주파폭, 수축기 시간, 이완기 시간, 맥동주기, 주파너비, 맥파 면적, 주파너비 면적, 및 고압시간 면적 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 맥파 정보 추출부(130)는 각 단계별 맥파 정보 중 주파폭의 크기가 가장 큰 단계의 맥파를 최적 맥파로 추출할 수 있다. 주파폭은 각 단계별 혈관 특성을 반영하는 맥파 정보의 파라미터 중 하나일 수 있으며, 상기 맥파 정보 추출부(130)는 주파폭을 이용하여 최적 맥파를 추출할 수 있다. 맥파는 혈관의 탄성, 혈류의 상태 및 혈관 압력에 따라 다르게 나타날 수 있다. 이러한 특성이 잘 드러난 맥파는 주파폭의 크기가 크고 파형이 정확하게 나타난다.상대적으로 주파폭이 낮게 측정되는 맥파는 상술한 혈관의 세가지 특성이 제대로 반영되지 않은 맥파일 수 있고, 이러한 맥파를 분석한다면 신뢰성과 객관성이 낮을 수 밖에 없다. 또한 종래에는 단일 가압 방식으로 맥파를 측정하기 때문에, 측정된 맥파가 혈관의 특성을 최적으로 반영된 것이라고 판단하는 것에 곤란함이 있다. 따라서, 본원의 일 구현예에 따르면, 5단계에 걸쳐 맥파를 측정하고, 그 중 주파폭이 가장 큰 맥파를 최적 맥파로 선정할 수 있다. 상기 맥파 정보 추출부(130)에서 추출한 맥파 정보 및 최적 맥파 추출에 대한 구체적인 설명은 도 3 내지 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
위험 판단부(140)는 추출된 맥파 정보에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단 할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 위험 판단부(140)는 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥에서 추출된 최적 맥파 정보를 비교하여, 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값에 기초하여 혈액순환의 위험 상태 여부를 판단할 수 있다. 상기 위험 판단부(140)에서 혈액 순환의 위험 여부를 평가하는 자세한 설명은 후술하기로 한다.
표시부(150)는 상기 맥파 측정부(120)에서 측정된 맥파 정보를 출력할 수 있다. 또한 상기 표시부는 상기 위험 판단부(140)에서 혈액 순환의 위험 상태 여부에 대한 판단 결과를 출력할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 상기 표시부(150)는 각 단계별로 측정된 가압력, 박동수, 주파폭, 수축기 시간, 이완기 시간, 맥동주기, 주파너비, 맥파 면적, 주파너비 면적 및 고압시간 면적의 수치화된 값을 출력할 수 있다. 또한 상기 표시부(150)는 각 단계별 맥파를 그래프 형식으로 출력할 수 있으며, 혈액 순환의 위험 상태 여부의 판단 결과를 출력할 수 있다. 상기 표시부(150)는 맥파 정보의 수치화된 값을 출력할 수 있고, 맥파의 그래프를 표시함으로써 사용자에게 시각적인 데이터를 제공할 수 있다.
저장부(160)는 상기 맥파 측정부(120)에서 측정된 맥파를 저장할 수 있고, 상기 맥파 정보 추출부(130)에서 맥파에 기초하여 가압 단계별로 생성된 맥파 정보를 저장할 수 있다. 또한 상기 맥파 정보에서 추출된 최적 맥파 정보를 저장할 수 있다.
이상과 같이 최적 맥파에 기초하여 혈액 순환의 위험 여부를 판단하는 혈액 순환 평가 장치에 대해 설명하였다. 그러나, 본원의 혈액 순환 평가 장치는, 뇌혈압과 같이 특정 신체 부위의 혈압 또는 혈액 순환을 측정하여 위험 여부를 판단할 수도 있다. 따라서 이하 설명하는 혈액 순환 평가 장치 및 혈액 순환 평가 방법에서도, 혈액 순환의 위험 여부뿐만 아니라 특정 신체 부위의 혈압 또는 혈액 순환의 위험 여부를 판단할 수 있다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 혈액 순환 평가 장치의 구성도이다. 도 2를 참조하면 혈액 순환 평가 장치(200)는 맥파 측정부(210) 및 제어부(220)를 포함할 수 있다. 상기 맥파 측정부(210)는 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥 중 하나 이상의 부위에서 맥파를 측정할 수 있으며, 측정 부위에 따라 복수개로 구비될 수 있다. 상기 맥파 측정부(210)는 도 1에서 설명한 혈액 순환 평가 장치(100)의 맥파 측정부(120)가 수행하는 기능을 동일하게 수행할 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.
제어부(220)는 도 1에서 설명한 혈액 순환 측정장치(100)의 제어부(110)가 수행하는 기능을 동일하게 수행할 수 있다. 또한 도 2에는 도시하지 않았지만, 제어부(220)는 상기 맥파 측정부(210)에서 단계별로 가압되는 압력의 세기 및 가압 시간 등을 선택하는 사용자의 입력을 수신하기 위한 인터페이스를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(220)는 상기 혈액 순환 측정장치(200)의 전원을 제어하거나, 압력의 세기, 가압 시간 등을 선택하는 별도의 스위치, 버튼, 터치 패널 디스플레이, 모션 인식 장치 등을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 도 2에는 3개의 맥파 측정부(210)가 제어부(220)에 연결되어 있는 것으로 도시되었으나, 측정부위에 따라 2개 또는 4개 이상의 맥파 측정부(210)가 연결될 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 추출된 맥파 정보를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 상기 맥파 정보 추출부(130)에서 추출된 맥파 정보는 상기 표시부(150)를 통해 출력될 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 상기 표시부(150)는 맥파 정보의 파라미터인 각 단계별로 측정된 가압력, 박동수, 주파폭, 수축기 시간, 이완기 시간, 맥동주기, 주파너비, 맥파 면적, 주파너비 면적 및 고압시간 면적의 수치값을 출력할 수 있고, 각 단계별 측정된 맥파의 그래프를 출력할 수도 있다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 최적 맥파의 일 예를 도시한 도면이다. 맥파는 좌심실근육의 수축으로 인해 좌심실내 압력이 대동맥의 압력보다 커지면서 심장으로부터 혈액이 박출될 때, 심장에서 말초로 진행하는 진행파와 말초에서 되돌아오는 반사파가 합쳐지면서 생성될 수 있다. 도 4를 참조하면, 맥파의 높이 변수는 div(digital value of pressure)단위로 h1 내지 h5의 파라미터로 나타낼 수 있다. 또한, h1 내지 h5가 발생하기까지 걸리는 시간을 t1 내지 t5파라미터로 나타낼 수 있다. 이때 시간의 단위는 초(sec)이다. 주파(h1)는 심장에서 혈액이 박출될 때 동맥이 확장되면서 발생되는 파형으로 맥압의 크기와 비례하는 파형이다. 주파(h1)는 심박출량이 크고 사혈속도가 빠르며, 혈관 순응성이 높은 경우, 급성사혈기 시간(t1)이 짧고, 주파봉우리의 모양이 뾰족하게 나타나는 특성이 있다. 중박전파협곡(h2)는 말초로부터 반사파가 맥파에 나타나는 시점에 발생된 파형이다. 중박전파(h3)은 동맥관이 확장되고 되돌아올 때, 진행파와 반사파의 시간차에 의해 만들어지는 파형이다. 중박전파(h3)가 발생되는 시간과 파의 크기는 혈관 벽의 탄성 및 외부 저항력과 연계될 수 있다. 강중협곡(h4)은 좌심실근육이 이완하면서 좌심실 내 압력이 급격히 줄어들고 그로 인해 좌심실과 우심실 사이의 판막(대동맥판)이 닫힐 때에 나타나는 파형이다. 강중협곡(h4)의 크기는 외부 저항력과 동맥판막 기능에 의해 영향을 받을 수 있다. 중박파(h5)는 좌심실 내 압력이 대동맥보다 작아지면서 심장으로 역류하려고 하는 혈액이 판막에 부딪혀 발생하는 파형이다.
본원의 일 실시예에 따르면, 위험 판단부(140)는 고압시간 면적(Aw, area of W)에 기초하여 혈관 경직도(AIX Augmentation Index)의 위험 상태 여부를 판단할 수 있다. 고압시간 면적은 고압시간(W) 동안 발생한 주파(h1)의 면적을 의미할 수 있다. 이때, 고압시간(W)은 주파(h1)의 상위 1/3 부위의 너비로 고압력이 유지되는 시간을 나타낼 수 있다. 도 4를 참조하면, 위험 판단부(140)는 고압시간 면적은 고압시간(W)의 길이와 주파(h1)의 최대값과 고압시간(W) 높이의 차이(410)를 이용하여 그 면적을 산출할 수 있다. 위험 판단부(140)는 고압시간 면적이 기설정된 역치값을 초과하면, 혈관 경직도가 위험상태인 것으로 판단할 수 있다.
고압시간 면적은 혈관이 노쇠하거나, 혈관의 탄성이 낮을수록 큰 면적으로 산출된다. 중박전파(h3)는 혈관벽의 탄성 및 외부 저항력과 관련된 변수로, 중박전파(h3)의 크기가 증가한다는 것은 그만큼 혈관벽이 단단해져 있다는 것을 의미할 수 있다. 중박전파(h3)는 심장의 혈액 박출에 의해서 만들어지는 진행파와 말초혈관으로부터 반사되어 돌아오는 반사파가 합쳐지면서 형성될 수 있다. 그러나 혈관의 탄성력이 낮아질수록 반사파가 빠르게 돌아오게 되고 맥파의 이완기로부터 수축기 방향으로 즉, 점점 주파(h1)와 가까워진다. 진행파와 반사파가 합쳐져 만들어진 중박전파(h3)뿐만 아니라 주파(h1) 또한 반사파의 빠른 등장에 의해 영향을 받아 더 큰 값을 가지게 되므로 고압시간 면적은 증가하게 된다. 따라서 위험 판단부(140)는 혈관 경직도의 위험 상태 여부를 판단하기 위해 설정된 역치값과, 고압시간 면적을 비교하여 고압시간 면적이 역치값을 초과하면 혈관 경직도가 위험상태인 것으로 판단할 수 있다.
도 5 내지 도 6은 본원의 일 실시예에 따른 부위별 추출된 최적 맥파의 예를 도시한 도면이다. 혈액 순환 평가 장치(100)는 각 측정 부위에서 측정된 수축기 및 이완기의 혈압을 출력할 수 있다. 도 5(a) 및 도 6(a)는 각각 족부동맥에서 추출한 최적 맥파를 도시하고, 도 5(b) 및 도 6(b)는 각각 요골동맥에서 추출한 최적 맥파를 도시한다. 도 5(c) 및 도 6(c)는 각각 천측두동맥에서 추출한 최적 맥파를 도시한다. 도 5를 기준으로 설명하면, 최적 맥파의 주파(h1)는 측정부위의 수축기 혈압일수 있고, 중박전파(h3)는 이완기 혈압일 수 있다. 본원의 일 구현예에 따르면, 혈액 순환 평가 장치(100)는 도 5 내지 도 6에 도시된 그래프를 통해 뇌혈압의 위험 상태 여부를 판단할 수 있으며, 자세한 설명은 후술한다.
도 7a는 본원의 일 실시예에 따른 혈액 순환 평가 방법을 도시한 흐름도이고, 도 7b 내지 도 7c는 본원의 일실시예에 따른 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7a 내지 도 7c에 도시된 방법은, 앞선 도 1 내지 도2를 통해 설명된 혈액 순환 측정장치(100, 200)에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도, 도 1 내지 도 2를 통해 혈액 순환 측정장치(100, 200)에 대하여 설명된 내용은 도 7a 내지 도 7c에도 적용될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 단계 S710에서 맥파 측정부(120)는 동맥을 단계적으로 가압하여 맥파를 측정할 수 있다. 맥파 측정부(120)는 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥 중 하나 이상의 부위에서 맥파를 측정할 수 있다. 또한 맥파 측정부(120)는 동맥을 5단계에 따라 가압하여 맥파를 측정할 수 있다.
단계 S720에서 맥파 정보 추출부(130)는 맥파에 기초하여 가압 단계별 맥파 정보를 추출할 수 있다. 맥파 정보는 가압력, 박동수, 주파폭, 수축기 시간, 이완기 시간, 맥동주기, 주파너비, 맥파 면적, 주파너비 면적 및 고압시간 면적 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. 맥파 정보 추출부(130)는 각 단계별 상기 맥파 정보 중 주파폭의 크기가 가장 큰 단계의 맥파를 최적 맥파 정보로 추출할 수 있다.
단계 S730에서 위험 판단부(140)는 추출된 상기 맥파 정보에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단할 수 있다. 위험 판단부(140)는 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥에서 추출된 최적 맥파 정보를 비교하여 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단할 수 있다.
이하에서는 도 7b 내지 도7c를 참조하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단하는 방법에 대해 설명한다.
도 7b를 참조하면, 단계S710내지 단계 S720은 도7a에서 설명한 단계S710내지 단계 S720와 동일하게 적용될 수 있다.
단계 S731에서 위험 판단부(140)는 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥에서 추출된 최적 맥파 정보를 비교하여 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값이 기설정된 제 1 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다.
단계 S740에서 위험 판단부(140)는 상기 판단 결과, 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값이 기설정된 제 1 임계값을 초과하면 혈액 순환을 위험 상태인 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 천측두동맥의 최적 맥파와 요골동맥의 최적 맥파의 차이가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 두통 현기증과 같은 증세의 발병을 의심해 볼 수 있다.
도 7c를 참조하면, 단계S710내지 단계 S720은 도7a에서 설명한 단계S710내지 단계 S720와 동일하게 적용될 수 있다.
단계 S732에서 위험 판단부(140)는 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥에서 추출된 최적 맥파 정보를 비교하여 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값이 기설정된 제 2 임계값을 미만하는지 판단할 수 있다. 단계 S740에서 위험 판단부(140)는 상기 판단 결과, 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값이 기설정된 제 2 임계값을 미만하면 혈액 순환을 위험 상태인 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 족부동맥의 최적 맥파와 요골동맥의 최적 맥파의 차이가 제 2 임계값을 미만하는 경우, 하지정맥류와 같은 혈액순환 장애의 발병을 의심해 볼 수 있다.
상술한 제 1 임계값 및 제 2 임계값은 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥 각 부위별 최적 맥파가 정상 맥파로 판단될 수 있는 상한값 및 하한값으로 설정될 수 있다. 또한 제 1 임계값 및 제 2 임계값이 부위 상호간 상이한 값으로 설정될 수 있으며, 개인의 혈압 특성에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어 평상시 혈압이 저혈압인 사람은 보통 혈압을 가진 사람보다 낮은 상한값 및 하한값으로 제 1 임계값 및 제 2 임계값이 설정될 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 6을 참조하여 최적 맥파 그래프를 통해 뇌혈압의 위험 상태 여부를 판단하는 방법의 구현예를 설명한다. 도 5a 내지 도5c를 참조하면, 족부동맥의 주파는 약150을 나타내고, 요골동맥의 주파는 약 170을 나타내며, 천측두동맥의 주파는 약 100을 나타낸다. 본원의 일 구현예에 따르면, 위험 판단부(140)는 요골동맥의 주파를 기준으로 측두 동맥 및 족부 동맥의 주파와 비교하여 뇌혈압의 위험 상태 여부를 판단할 수 있다. 인체의 여려 혈관 중 요골동맥은 맥파를 측정하기 위한 접근성이 높은 혈관 중 하나이다. 또한 요골동맥은 사람이 누운 자세에서 심장과 수평한 높이에 위치한 혈관이므로 요골동맥의 주파를 기준으로 타 부위의 주파와 비교하여 혈압 상태를 판단할 수 있다. 위험 판단부(140)는 요골동맥의 주파보다 천측두동맥의 주파가 작으므로 뇌혈압이 안정적인 것으로 판단할 수 있다. 천측두동맥은 뇌혈합을 대변하는 총경동맥이기 때문에 요골동맥의 주파보다 천측두동맥의 주파가 작은 경우 뇌혈압이 안정적인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 위험 판단부(140)는 요골동맥의 주파와 천측두동맥의 주파를 비교하여 하체 혈압의 정상 여부를 판단할 수 있다.
도 6a 내지 도6c를 참조하면 족부동맥의 주파는 약180을 나타내고, 요골동맥의 주파는 약200을 나타내며 천측두동맥의 맥파는 약250을 나타낸다. 이때 위험 판단부(140)는 요골동맥의 주파보다 천측두동맥의 주파가 크므로 뇌혈압이 위험상태인 것으로 판단할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 위험 판단부(140)는 천측두동맥의 주파 및 족부동맥의 주파를 요골동맥의 주파와 비교하여 체순환의 이상 여부를 판단할 수 있다. 상기 천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥은 인체의 좌우측에 존재한다. 따라서 좌측 동맥의 주파 및 우측 동맥의 주파를 비교하여 좌우 체순환의 상태를 판단할 수 있다. 위험 판단부(140)는 좌측 요골동맥의 주파와 우측 요골동맥의 주파의 차이가 미리 설정된 역치값을 초과하면 체순환의 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이는 천측두동맥 및 족부동맥에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 위험 판단부(140)는 상체의 천측두동맥의 주파 또는 요골동맥의 주파를 하체의 족부동맥의 주파와 비교하여 역치값의 초과여부를 통해 상하체의 체순환의 상태를 판단할 수 있으며, 상체의 좌측과 우측 중 어느 하나를, 하체의 좌측과 우측 중 어느 하나와 비교하여 역치값의 초과여부를 통해 인체의 전체적인 체순환의 상태를 판단할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따른 혈액 순환 평가 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 200: 혈액 순환 평가 장치
110, 220: 제어부
120, 210: 맥파 측정부
130: 맥파 정보 추출부
140: 위험 판단부
150: 표시부
160: 저장부

Claims (15)

  1. 동맥을 단계적으로 가압하여 맥파를 측정하는 맥파 측정부;
    상기 맥파에 기초하여 가압 단계별 맥파 정보를 추출하는 맥파 정보 추출부; 및
    추출된 상기 맥파 정보에 기초하여 혈액 순환의 위험 여부를 판단하는 위험 판단부
    를 포함하는 혈액 순환 평가 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 맥파 측정부는,
    천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥 중 하나 이상의 부위에서 맥파를 측정하는 것인, 혈액 순환 평가 장치
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 맥파 측정부는,
    상기 동맥을 5단계에 걸쳐 가압하여 맥파를 측정하는 것인, 혈액 순환 평가 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 맥파 정보는 가압력, 박동수, 주파폭, 수축기 시간, 이완기 시간, 맥동주기, 주파너비, 맥파 면적, 주파너비 면적 및 고압시간 면적 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것인, 혈액 순환 평가 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 맥파 정보 추출부는,
    각 단계별 상기 맥파 정보 중 주파폭의 크기가 가장 큰 단계의 맥파를 최적 맥파 정보로서 추출하는 것인, 혈액 순환 평가 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 위험 판단부는
    상기 천측두동맥, 상기, 요골동맥 또는 상기 족부동맥에서 추출된 최적 맥파 정보를 비교하여 상기 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단하는 것인, 혈액 순환 평가 장치.
  7. 동맥을 단계적으로 가압하여 맥파를 측정하는 단계;
    상기 맥파에 기초하여 가압 단계별 맥파 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 맥파 정보에 기초하여 혈액 순환의 위험 상태 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는, 혈액 순환 평가 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 맥파를 측정하는 단계는,
    천측두동맥, 요골동맥 및 족부동맥 중 하나 이상의 부위에서 맥파를 측정하는 것인, 혈액 순환 평가 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 맥파를 측정하는 단계는,
    상기 동맥을 5단계에 걸쳐 가압하여 맥파를 측정하는 것인, 혈액 순환 평가 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 맥파 정보는 가압력, 박동수, 주파폭, 수축기 시간, 이완기 시간, 맥동주기, 주파너비, 맥파 면적, 주파너비 면적 및 고압시간 면적 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것인, 혈액 순환 평가 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 맥파 정보를 추출하는 단계는
    각 단계별 상기 맥파 정보 중 주파폭의 크기가 가장 큰 단계의 맥파를 최적 맥파 정보로서 추출하는 것인, 혈액 순환 평가 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 혈액 순환의 위험 여부를 판단하는 단계는,
    상기 천측두동맥, 상기 요골동맥 또는 상기 족부동맥에서 추출된 최적 맥파 정보를 비교하여 상기 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값이 기설정된 제 1 임계값을 초과하는 경우, 상기 혈액 순환을 위험 상태인 것으로 판단하는 것인 혈액 순환 평가 방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 혈액 순환의 위험 여부를 판단하는 단계는,
    상기 천측두동맥, 상기, 요골동맥 또는 상기 족부동맥에서 생성된 최적 맥파 정보를 비교하여 상기 최적 맥파 정보 상호간 주파폭의 차이값이 기설정된 제 2 임계값을 미만하는 경우, 상기 혈액 순환을 위험 상태인 것으로 판단하는 것인 혈액 순환 평가 방법.
  14. 제 12항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1임계값은 상기 제 2 임계값 보다 큰 값인 것인 혈액 순환 평가 방법.
  15. 제 7항 내지 제13항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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