KR20200121682A - A ultra small blood pressure measuring device using ppg - Google Patents

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KR20200121682A
KR20200121682A KR1020190044547A KR20190044547A KR20200121682A KR 20200121682 A KR20200121682 A KR 20200121682A KR 1020190044547 A KR1020190044547 A KR 1020190044547A KR 20190044547 A KR20190044547 A KR 20190044547A KR 20200121682 A KR20200121682 A KR 20200121682A
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Abstract

The present invention relates to an ultra-small blood pressure measuring device using PPG, and more specifically, to an ultra-small blood pressure measuring device using PPG including: a pulse wave estimation sensor which is attached to an upper arm of a subject and measures and outputs only pulse wave transmission time (PPT) from measured photoelectric pulse wave (PPG) of the subject; and a blood pressure measurement app which is installed and executed on a user device, and calculates the blood pressure value of the subject according to the PPT and displays the blood pressure value through a display of the user device by applying a preset correlation equation to the PPT received from the pulse wave estimation sensor. The present invention can minimize the hassle and inconvenience of inputting body variation information of the subject by a correction value during measurement.

Description

PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치{A ULTRA SMALL BLOOD PRESSURE MEASURING DEVICE USING PPG}Ultra-small blood pressure measuring device using PPG{A ULTRA SMALL BLOOD PRESSURE MEASURING DEVICE USING PPG}

본 발명은 PPG(Photoplethysmogram)를 이용한 초소형 혈압 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 두 개의 맥파 추정 센서를 통해 측정한 PPT(Pulse Transit Time, 맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출하여 출력할 수 있도록 하는 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-compact blood pressure measurement device using a PPG (Photoplethysmogram), and more specifically, to PPT by applying a preset correlation equation to the PPT (Pulse Transit Time) measured through two pulse wave estimation sensors. The present invention relates to an ultra-compact blood pressure measuring device using PPG that allows the blood pressure value of the subject to be calculated and output accordingly.

일반적으로 혈압(blood pressure)은 심장에서 보내는 혈액이 혈관 속을 흐르고 있을 때 혈관 벽에 미치는 압력을 의미하며, 개인의 건강 상태를 파악할 수 있는 하나의 척도로 사용되고 있다. 이러한 혈압은 직접법/간접법, 침습적/비침습적 방법, 구속적/비구속적 방법 등을 사용하여 측정할 수 있다. 이 중에서 가장 흔히 사용되는 것은 비침습적이고 구속적인 간접법이다.
In general, blood pressure (blood pressure) refers to the pressure exerted on the walls of blood vessels when blood from the heart flows through the blood vessels, and is used as a measure to determine the health status of an individual. Such blood pressure can be measured using a direct method/indirect method, an invasive/non-invasive method, a constraining/non-binding method, and the like. The most commonly used of these is the non-invasive and restrictive indirect method.

도 1은 종래의 혈압 측정 장치를 이용하여 혈압을 측정하는 사용상태의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 간접법은 피점 부위에 커프(cuff)를 감고 공기를 넣어 압박하여 상완 동맥 또는 요골 동맥의 혈류가 멎는 때의 압력을 측정하게 된다. 즉, 기존의 혈압계는 공기 가압(Cuff)을 이용하여 압력을 가하여 혈관을 막은 후 압력을 서서히 감소시켜 코로트코프음을 분석하는 오실로메트릭 방식과 직접적으로 압력센서를 이용하여 혈관 벽의 압력을 측정하는 방법을 사용하게 된다.
1 is a diagram showing the configuration of a state in which blood pressure is measured using a conventional blood pressure measuring device. As shown in FIG. 1, in the indirect method, a cuff is wound around the area to be covered and air is put thereinto to compress the pressure to measure the pressure when blood flow in the brachial artery or radial artery is stopped. In other words, conventional blood pressure monitors use air pressure (Cuff) to apply pressure to block blood vessels, then gradually decrease the pressure to analyze the Korotkoff sound, and directly measure the pressure on the walls of blood vessels using a pressure sensor. You will use the method.

공기 가압 방식의 혈압계의 경우, 주로 상완을 압박함에 따라 사용자가 불편함을 느끼고, 압력을 가한 후 서서히 감소시키며 분석을 하는 방식인 만큼 실시간으로 혈압을 측정하는 것이 거의 불가능한 단점을 가지고 있다. 또한, 압력센서를 이용하여 직접 혈관 벽의 압력을 측정하는 방법은 카데터를 이용하는 침습적인 방법으로 사용자로 하여금 부담감을 느끼게 하며, 피부에 부착하여 측정하는 압력 센서의 경우, 사용자의 움직임에 따라 잡음이 발생하여 측정에 어려움이 따르는 문제가 있었다.
In the case of a blood pressure monitor of the air pressurization method, the user feels uncomfortable as the upper arm is compressed, and it is a method of gradually decreasing the pressure after applying the pressure, and thus it has a disadvantage that it is almost impossible to measure the blood pressure in real time. In addition, the method of directly measuring the pressure of the blood vessel wall using a pressure sensor makes the user feel burdened by an invasive method using a catheter, and in the case of a pressure sensor attached to the skin and measured, noise according to the movement of the user This occurred and there was a problem with difficulty in measurement.

한편, 최근 기술로는 광적용적맥파를 이용하여 심장에서 발생되는 혈류량을 이용하여 투광량을 통해 측정하여 근접 혈압을 유추하는 방식을 사용하고 있다. 이러한 방식은 실시간 연속적인 측정은 가능하나, 알고리즘에 따라 오차가 큰 단점과 측정 시 보정 값으로 신체 변동 정보 값(키, 몸무게, 나이, 팔길이 등)을 입력해야 하는 단점이 있으며, 측정 위치와 방법 등에도 영향을 받아서 측정값의 오차가 대체로 크게 발생되고 있는 문제가 있었다.On the other hand, as a recent technology, a method of inferring proximity blood pressure by measuring through the amount of light transmitted by using the amount of blood flow generated from the heart using a light applied red pulse wave is used. This method allows continuous real-time measurement, but has the disadvantage of having a large error depending on the algorithm and the need to input body variation information (height, weight, age, arm length, etc.) as a correction value during measurement. There is a problem that the error of the measured value is generally largely caused by the influence of the method, etc.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 피측정자의 상완 부위에 부착되어, 피측정자의 측정되는 PPG(광전용적맥파)로부터 PPT(맥파전달시간)만을 측정하여 출력하는 맥파 추정 센서와, 사용자 디바이스에 탑재되어 실행되며, 맥파 추정 센서로부터 수신되는 PPT(맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출하여 사용자 디바이스의 디스플레이를 통해 표시하는 혈압 측정 앱을 포함하여 구성함으로써, 실시간으로 혈압을 측정할 수 있음은 물론, 기존에 알고리즘에 따라 오차가 발생되고, 측정 시에 보정 값으로 피측정자의 신체 변동 정보를 입력해야 하는 번거롭고 불편한 문제가 최소화될 수 있도록 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been proposed to solve the above problems of the previously proposed methods, and is attached to the upper arm of the subject, and measures only the PPT (Pulse Wave Transmission Time) from the measured PPG (photoelectric pulse wave) of the subject. The blood pressure value of the subject according to the PPT is calculated by applying a pre-set correlation equation to the PPT (Pulse Wave Transmission Time) received from the pulse wave estimation sensor and executed by being mounted on the user device and outputting it. By including a blood pressure measurement app displayed through the display, it is possible to measure blood pressure in real time, as well as an error according to the existing algorithm, and when measuring, it is necessary to input the body fluctuation information of the subject as a correction value. It is an object of the present invention to provide an ultra-compact blood pressure measuring device using PPG that can minimize cumbersome and inconvenient problems.

또한, 본 발명은, 초소형 패치 형태의 맥파 추정 센서를 통해 측정한 PPT(Pulse Transit Time, 맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출할 수 있도록 구성함으로써, 온라인 상태로 사용자 디바이스의 혈압 측정 앱을 통해 측정된 혈압 수치를 피측정자가 쉽게 읽을 수 있도록 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치를 제공하는 또 다른 목적으로 한다.
In addition, the present invention is configured to calculate the blood pressure value of the subject according to the PPT by applying a preset correlation equation to the PPT (Pulse Transit Time, pulse wave transmission time) measured through a pulse wave estimation sensor in the form of a micro patch. Another object of the present invention is to provide an ultra-compact blood pressure measuring apparatus using PPG that enables a subject to easily read blood pressure values measured through a blood pressure measuring app of a user device while online.

뿐만 아니라, 본 발명은, 피측정자의 상완 부위에 부착하여 PPT를 측정하고, 혈압 측정 앱을 통해 혈압 값이 산출될 수 있도록 함으로써, 맥파 추정 센서의 탈부착 사용이 편의성이 증대되고, 실시간 혈압 측정을 통한 향후 원격 건강 관리에 효율적으로 사용될 수 있으며, 초소형 형태로 제작되어 중환자실의 실시간 혈압 측정 사용 및 관리에 사용이 가능하도록 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is attached to the upper arm of the subject to measure the PPT, and by allowing the blood pressure value to be calculated through a blood pressure measurement app, the convenience of attaching and attaching the pulse wave estimation sensor increases, and real-time blood pressure measurement is performed. Another object is to provide an ultra-compact blood pressure measuring device using PPG that can be efficiently used for future remote health management through, and can be used in real-time blood pressure measurement and management in intensive care units by being manufactured in an ultra-small form.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치는,An ultra-small blood pressure measuring device using PPG according to a feature of the present invention for achieving the above object,

PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치로서,As a microscopic blood pressure measuring device using PPG,

피측정자의 상완 부위에 부착되어, 피측정자의 측정되는 PPG(광전용적맥파)로부터 PPT(맥파전달시간)만을 측정하여 출력하는 맥파 추정 센서; 및A pulse wave estimation sensor that is attached to the upper arm of the subject and measures and outputs only PPT (pulse wave transmission time) from the measured PPG (photoelectric pulse wave) of the subject; And

사용자 디바이스에 탑재되어 실행되며, 상기 맥파 추정 센서로부터 수신되는 PPT(맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 상기 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출하여 사용자 디바이스의 디스플레이를 통해 표시하는 혈압 측정 앱을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
Blood pressure displayed on the display of the user device by calculating the blood pressure value of the subject according to the PPT by applying a preset correlation equation to the PPT (pulse wave transmission time) received from the pulse wave estimation sensor and executing it on the user device It is characterized in its construction to include a measurement app.

바람직하게는, 상기 맥파 추정 센서는,Preferably, the pulse wave estimation sensor,

피측정자의 수축기 혈압(SBP: Systolic Blood Pressure)과 이완기 혈압(DBP: Diastolic Blood Pressure)을 측정하기 위한 두 개의 센서로 구성될 수 있다.
It may be composed of two sensors for measuring systolic blood pressure (SBP) and diastolic blood pressure (DBP) of the subject.

바람직하게는, 상기 맥파 추정 센서는,Preferably, the pulse wave estimation sensor,

피측정자의 상완 부위에 탈부착 사용이 가능한 초소형 패치형 혈압 측정 센서로 구현될 수 있다.
It can be implemented as an ultra-small patch-type blood pressure measurement sensor that can be detachably used on the upper arm of the subject.

바람직하게는, 상기 맥파 추정 센서는,Preferably, the pulse wave estimation sensor,

피측정자의 상완 부위에 탈부착 사용이 가능한 초소형 패치 형태로, 3㎝ × 5㎝의 크기로 구성될 수 있다.
It is a micro patch form that can be detachably used on the upper arm of the subject, and can be configured with a size of 3 cm × 5 cm.

바람직하게는, 상기 맥파 추정 센서는,Preferably, the pulse wave estimation sensor,

상기 혈압 측정 앱이 탑재되어 실행되는 사용자 디바이스와 무선 데이터 통신이 가능한 무선통신 모듈을 더 포함하여 구성할 수 있다.
A wireless communication module capable of wireless data communication with a user device on which the blood pressure measurement app is mounted and executed may be further included.

더욱 바람직하게는, 상기 혈압 측정 앱은,More preferably, the blood pressure measurement app,

공기 가압 방식에서 측정된 혈압 값 입력과 복수의 PPG를 분석하여 도출된 상관 관계식이 적용되는 알고리즘으로 구현될 수 있다.
It may be implemented as an algorithm in which a correlation equation derived by analyzing a plurality of PPGs and inputting a blood pressure value measured in the air pressurization method is applied.

더욱 더 바람직하게는, 상기 혈압 측정 앱은,Even more preferably, the blood pressure measurement app,

피측정자의 PPT(맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 상기 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출하되, 기존 공기 가압으로 측정한 피측정자의 표준값을 적용하여 개인별 오차가 최소화되도록 기능할 수 있다.
The blood pressure value of the subject according to the PPT is calculated by applying a pre-set correlation equation to the subject’s PPT (Pulse Wave Transmission Time), but the standard value of the subject measured by conventional air pressure is applied to minimize individual errors. I can.

더더욱 바람직하게는, 상기 혈압 측정 앱은,Even more preferably, the blood pressure measurement app,

피측정자의 측정된 혈압 값을 사용자 디바이스의 디스플레이를 통해 표시되도록 제어하되, 피측정자가 측정된 혈압 값을 쉽게 인식할 수 있도록 공기 가압방식과 동일한 형태의 혈압 측정값이 표시되도록 할 수 있다.The measured blood pressure value of the subject is controlled to be displayed through the display of the user device, but the measured blood pressure value in the same form as the air pressure method may be displayed so that the measured blood pressure value can be easily recognized by the subject.

본 발명에서 제안하고 있는 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치에 따르면, 피측정자의 상완 부위에 부착되어, 피측정자의 측정되는 PPG(광전용적맥파)로부터 PPT(맥파전달시간)만을 측정하여 출력하는 맥파 추정 센서와, 사용자 디바이스에 탑재되어 실행되며, 맥파 추정 센서로부터 수신되는 PPT(맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출하여 사용자 디바이스의 디스플레이를 통해 표시하는 혈압 측정 앱을 포함하여 구성함으로써, 실시간으로 혈압을 측정할 수 있음은 물론, 기존에 알고리즘에 따라 오차가 발생되고, 측정 시에 보정 값으로 피측정자의 신체 변동 정보를 입력해야 하는 번거롭고 불편한 문제가 최소화될 수 있도록 할 수 있다.
According to the ultra-compact blood pressure measurement device using PPG proposed in the present invention, pulse wave estimation is attached to the upper arm of the subject and outputs only by measuring and outputting PPT (pulse wave transmission time) from the measured PPG (photoelectric pulse wave) of the subject. It is installed and executed on the sensor and the user device, and calculates the blood pressure value of the subject according to the PPT by applying a preset correlation equation to the PPT (pulse wave transmission time) received from the pulse wave estimation sensor and displays it on the display of the user device. By including a blood pressure measurement app, not only can blood pressure be measured in real time, but also an error occurs according to an existing algorithm, and there is a cumbersome and inconvenient problem of inputting the subject's body fluctuation information as a correction value during measurement. It can be made to be minimized.

또한, 본 발명에서 제안하고 있는 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치에 따르면, 초소형 패치 형태의 맥파 추정 센서를 통해 측정한 PPT(Pulse Transit Time, 맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출할 수 있도록 구성함으로써, 온라인 상태로 사용자 디바이스의 혈압 측정 앱을 통해 측정된 혈압 수치를 피측정자가 쉽게 읽을 수 있도록 할 수 있다.
In addition, according to the ultra-compact blood pressure measuring apparatus using PPG proposed in the present invention, by applying a preset correlation equation to the PPT (Pulse Transit Time, pulse wave transmission time) measured through a pulse wave estimation sensor in the form of a micro patch, By configuring the blood pressure value of the subject to be calculated, it is possible for the subject to easily read the blood pressure value measured through the blood pressure measurement app of the user device while online.

뿐만 아니라, 본 발명에서 제안하고 있는 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치에 따르면, 피측정자의 상완 부위에 부착하여 PPT를 측정하고, 혈압 측정 앱을 통해 혈압 값이 산출될 수 있도록 함으로써, 맥파 추정 센서의 탈부착 사용이 편의성이 증대되고, 실시간 혈압 측정을 통한 향후 원격 건강 관리에 효율적으로 사용될 수 있으며, 초소형 형태로 제작되어 중환자실의 실시간 혈압 측정 사용 및 관리에 사용이 가능하도록 할 수 있다.In addition, according to the ultra-small blood pressure measuring apparatus using PPG proposed in the present invention, by attaching to the upper arm of the subject to measure the PPT, and allowing the blood pressure value to be calculated through the blood pressure measurement app, the pulse wave estimation sensor Detachable convenience increases, it can be effectively used for future remote health management through real-time blood pressure measurement, and can be used for real-time blood pressure measurement and management in the intensive care unit as it is manufactured in a very compact form.

도 1은 종래의 혈압 측정 장치를 이용하여 혈압을 측정하는 사용상태의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치의 구성을 기능 블록으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치의 맥파 추정 센서의 내부 구성을 기능 블록으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치의 사용자 디바이스의 디스플레이를 통해 측정된 혈압 값이 표시되는 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치의 혈압 측정 앱의 구현 원리를 설명하기 위해 도시한 도면.
1 is a view showing the configuration of a state of use for measuring blood pressure using a conventional blood pressure measuring device.
2 is a diagram showing the configuration of a micro blood pressure measuring apparatus using PPG according to an embodiment of the present invention as a functional block.
3 is a diagram showing an internal configuration of a pulse wave estimation sensor of a micro blood pressure measuring apparatus using PPG according to an embodiment of the present invention as a functional block.
4 is a diagram illustrating a configuration in which a blood pressure value measured through a display of a user device of a micro blood pressure measuring apparatus using PPG according to an embodiment of the present invention is displayed.
5 is a diagram illustrating a principle of implementing a blood pressure measurement app of a micro blood pressure measurement device using PPG according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, in describing a preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for portions having similar functions and functions.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only the case that it is directly connected, but also the case that it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of certain components means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치의 구성을 기능 블록으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치의 맥파 추정 센서의 내부 구성을 기능 블록으로 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치의 사용자 디바이스의 디스플레이를 통해 측정된 혈압 값이 표시되는 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치의 혈압 측정 앱의 구현 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 2 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치(100)는, 맥파 추정 센서(110), 및 사용자 디바이스(120)에 탑재되어 실행되는 혈압 측정 앱(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a micro blood pressure measuring apparatus using PPG according to an embodiment of the present invention as a functional block, and FIG. 3 is a pulse wave estimation of a micro blood pressure measuring apparatus using PPG according to an embodiment of the present invention. A diagram showing the internal configuration of the sensor as a functional block, and FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration in which a blood pressure value measured through a display of a user device of a micro blood pressure measuring apparatus using a PPG according to an embodiment of the present invention is displayed And FIG. 5 is a diagram illustrating a principle of implementing a blood pressure measurement app of a micro blood pressure measurement device using PPG according to an embodiment of the present invention. 2 to 5, the ultra-small blood pressure measuring apparatus 100 using the PPG according to an embodiment of the present invention is mounted on the pulse wave estimation sensor 110, and the user device 120 and executed. It may be configured to include the blood pressure measurement app 130.

먼저, 본원발명의 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치(100)를 구체적 구성을 설명하기에 앞서, 본 출원발명이 구현원리에 대해 설명하기로 한다. 본 출원발명의 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치(100)는 기존의 공기 가압 방식에서 측정된 혈압 값 입력과 여러 개의 PPG를 분석하여 개발된 알고리즘이 적용될 수 있다.
First, before describing the detailed configuration of the ultra-small blood pressure measuring apparatus 100 using the PPG of the present invention, the implementation principle of the present application will be described. The ultra-small blood pressure measuring apparatus 100 using the PPG of the present invention may apply an algorithm developed by analyzing a number of PPGs and inputting a blood pressure value measured in a conventional air pressure method.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 두 개의 맥파 추정 센서(110)를 통해 수축기 혈압(SBP: Systolic Blood Pressure)과 이완기 혈압(DBP: Diastolic Blood Pressure)을 측정하기 위해 PPG(Photoplethysmograph, 광전용적맥파)를 유추하였다. 이를 위해 먼저 두 개의 맥파 추정 센서(110)를 통해 PPT(Pulse Transit Time, 맥파전달시간)를 측정하였다. 다만, 기존의 종래에서는 맥파전달시간이 아니라, 맥파전파속도(PWV; Pulse Wave Velocity)로 환산하여 계산하고 있음에 따라 피측정인의 혈관 유순도, 키, 몸무게, 체지방량, 체지방율, 혈중 콜레스테롤 농도, 상완둘레, 팔 길이를 상관 인자로 지정하여 혈압을 추정하므로 복잡하고 번거롭고 오차가 커지는 원인이 될 수 있다. 그러나 본 발명은 PPT만 측정한 후 DBP, SBP의 상관관계를 추정하여 연산하게 되므로, 신체 변동 인자보다 기존 공기 가압으로 측정한 표준값을 한 번만 입력하게 하여 개인별 오차를 최소화하는 동시에 간편하게 알고리즘을 다음의 수학식과 같이 정리할 수 있다.That is, as shown in Fig. 5, the present invention is a PPG (Photoplethysmograph) to measure systolic blood pressure (SBP) and diastolic blood pressure (DBP) through two pulse wave estimation sensors 110. Photoelectric red pulse wave) was inferred. For this, first, the pulse wave transmission time (PPT) was measured through two pulse wave estimation sensors 110. However, in the prior art, the blood vessel purity, height, weight, body fat mass, body fat percentage, blood cholesterol concentration, and upper arm are calculated by converting the pulse wave velocity (PWV), not the pulse wave delivery time. Since blood pressure is estimated by specifying the circumference and arm length as correlation factors, it can be a cause of complex, cumbersome, and large errors. However, since the present invention calculates by estimating the correlation between DBP and SBP after measuring only PPT, the standard value measured by conventional air pressure rather than the body fluctuation factor is input only once, minimizing individual errors, and at the same time, the algorithm is easily It can be organized like the equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

두 개의 반복적인 PTT를 SBP, DBP의 회귀분석을 통해 상관관계를 끌어내어 정량화하여 수치화하였으며, 여기서 얻은 수치와 실제 공기 가압 방식의 수치와 비교하면 아래와 같은 식으로 증명이 가능하다. 즉, 상수만 적용시키면 쉽게 이완기 혈압을 구할 수 있다.Two repetitive PTTs were quantified and quantified through regression analysis of SBP and DBP, and it can be verified by the following equation by comparing the obtained value with the actual air pressurization method. In other words, if only constant is applied, the diastolic blood pressure can be easily obtained.

Figure pat00002
Figure pat00002

즉, 본원발명은 기존 혈압계의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반복적인 PPG를 이용하여 PTT(SBP), PTT(DBP)를 구할 수 있는 점을 이용하여 혈압을 유추할 수 있는 알고리즘을 적용하였다. 기존에 혈압 측정 시 신체 변동 값을 입력하는 방식에서 기존 혈압 값만 입력하면 간단히 혈압을 측정할 수 있게 되었다. 이하에서는 본원발명의 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치(100)에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
That is, the present invention is to solve the problem of the existing blood pressure monitor, and applied an algorithm capable of inferring blood pressure by using the point that PTT (SBP) and PTT (DBP) can be obtained using repetitive PPG. In the conventional method of inputting a body fluctuation value when measuring blood pressure, blood pressure can be measured simply by entering the existing blood pressure value. Hereinafter, an ultra-small blood pressure measuring apparatus 100 using the PPG of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

맥파 추정 센서(110)는, 피측정자의 상완 부위에 부착되어, 피측정자의 측정되는 PPG(광전용적맥파)로부터 PPT(맥파전달시간)만을 측정하여 출력하는 센서의 구성이다. 이러한 맥파 추정 센서(110)는 피측정자의 광혈류를 측정하는 것으로, 빛을 이용하여 용적을 측정하는 방식으로 맥박을 측정하며 맥박의 이동속도를 이용하여 혈압을 추정할 수 있다. 여기서, 맥박을 측정하는 원리는, 빛이 물체를 투과하면 흡수도와 두께의 지수함수 형태로 감소된다는 Beer-Lambert 법칙에 근거한다. 즉, 투과광의 변화를 측정하면 빛이 통과한 길이의 변화를 알 수 있으며 물질의 흡수도를 알지 못하더라도 투과광의 변화는 부피의 변화에 비례하는 신호가 되며 이를 이용하여 투과광의 변화를 이용해 맥박을 측정하는 것이 가능하게 된다.
The pulse wave estimation sensor 110 is a configuration of a sensor that is attached to an upper arm of a subject to measure and output only a PPT (pulse wave transmission time) from a PPG (photoelectric pulse wave) measured by the subject. The pulse wave estimation sensor 110 measures the optical blood flow of the subject, measures the pulse by measuring volume using light, and estimates the blood pressure using the moving speed of the pulse. Here, the principle of measuring the pulse rate is based on the Beer-Lambert law that when light passes through an object, it decreases in the form of an exponential function of absorption and thickness. In other words, by measuring the change in transmitted light, the change in the length of the transmitted light can be known. Even if the absorbance of the material is not known, the change in transmitted light becomes a signal proportional to the change in volume, and the change in transmitted light is used to determine the pulse rate. It becomes possible to measure.

또한, 맥파 추정 센서(110)는 피측정자의 수축기 혈압(SBP: Systolic Blood Pressure)과 이완기 혈압(DBP: Diastolic Blood Pressure)을 측정하기 위한 두 개의 센서로 구성될 수 있다. 이러한, 맥파 추정 센서(110)는 피측정자의 상완 부위에 탈부착 사용이 가능한 초소형 패치형 혈압 측정 센서로 구현될 수 있다. 즉, 맥파 추정 센서(110)는 피측정자의 상완 부위에 탈부착 사용이 가능한 초소형 패치 형태로, 3㎝ × 5㎝의 크기로 구성될 수 있다. 이와 같이, 맥차 추정 센서(110)는 센서 크기도 매우 작아서 피부에 부착하는 방식으로 상완 부위에 부착하여 신호를 획득할 수 있으며, 필요 시 탈부착과 충전이 가능한 구조로 편리하게 사용될 수 있다.
In addition, the pulse wave estimation sensor 110 may include two sensors for measuring systolic blood pressure (SBP) and diastolic blood pressure (DBP) of a subject. The pulse wave estimation sensor 110 may be implemented as an ultra-small patch-type blood pressure measurement sensor that can be detachably used on the upper arm of the subject. That is, the pulse wave estimation sensor 110 is a micro patch that can be detachably used on the upper arm of the subject, and may be configured in a size of 3 cm × 5 cm. In this way, the pulse difference estimation sensor 110 is also very small in size, so it can be attached to the upper arm by attaching it to the skin to obtain a signal, and it can be conveniently used as a structure capable of attaching and recharging when necessary.

또한, 맥파 추정 센서(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 혈압 측정 앱(130)이 탑재되어 실행되는 사용자 디바이스(120)와 무선 데이터 통신이 가능한 무선통신 모듈(111)을 더 포함하여 구성할 수 있으며, 충전이 가능한 배터리(112)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 맥파 추정 센서(110)에 구비되는 무선통신 모듈(111)은 사용자의 디바이스(120), 즉 스마트폰과 연동하여 근거리 무선통신을 수행할 수 있으며, 바람직하게는 블루투스 통신이 적용될 수 있으나, 특별히 이에 제한을 두지는 않는다.
In addition, the pulse wave estimation sensor 110 is configured to further include a wireless communication module 111 capable of wireless data communication with the user device 120 installed and executed by the blood pressure measurement app 130 as shown in FIG. 3. It can be, and may be configured to include a rechargeable battery 112. Here, the wireless communication module 111 provided in the pulse wave estimation sensor 110 may perform short-range wireless communication in conjunction with the user's device 120, that is, a smartphone, and preferably Bluetooth communication may be applied. There is no particular limitation on this.

혈압 측정 앱(130)은, 사용자 디바이스(120)에 탑재되어 실행되며, 맥파 추정 센서(110)로부터 수신되는 PPT(맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출하여 사용자 디바이스(120)의 디스플레이(121)를 통해 표시하는 특정 알고리즘이 적용된 구성이다. 이러한 혈압 측정 앱(130)은 공기 가압 방식에서 측정된 혈압 값 입력과 복수의 PPG를 분석하여 도출된 상관 관계식이 적용되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 여기서, 혈압 측정 앱(130)은 피측정자의 맥박수와 심전도를 실시간을 측정하여 제공할 수 있다.
The blood pressure measurement app 130 is mounted on the user device 120 and executed, and applies a preset correlation equation to the PPT (pulse wave transmission time) received from the pulse wave estimation sensor 110 to determine the blood pressure value of the subject according to the PPT. This is a configuration to which a specific algorithm to be calculated and displayed through the display 121 of the user device 120 is applied. The blood pressure measurement app 130 may be implemented as an algorithm in which a correlation equation derived by analyzing a plurality of PPGs and inputting a blood pressure value measured in the air pressurization method is applied. Here, the blood pressure measurement app 130 may measure and provide a pulse rate and an electrocardiogram of a subject in real time.

또한, 혈압 측정 앱(130)은 피측정자의 PPT(맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 상기 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출하되, 기존 공기 가압으로 측정한 피측정자의 표준값을 적용하여 개인별 오차가 최소화되도록 기능할 수 있다.
In addition, the blood pressure measurement app 130 calculates the blood pressure value of the subject according to the PPT by applying a preset correlation equation to the PPT (pulse wave transmission time) of the subject, but calculates the standard value of the subject measured by conventional air pressure. By applying it, it can function to minimize individual errors.

또한, 혈압 측정 앱(130)은 피측정자의 측정된 혈압 값을 사용자 디바이스(120)의 디스플레이(121)를 통해 표시되도록 제어하되, 피측정자가 측정된 혈압 값을 쉽게 인식할 수 있도록 공기 가압방식과 동일한 형태의 혈압 측정값이 표시되도록 할 수 있다.
In addition, the blood pressure measurement app 130 controls the measured blood pressure value of the subject to be displayed through the display 121 of the user device 120, but an air pressurization method so that the subject can easily recognize the measured blood pressure value. The blood pressure measurement value in the same form as can be displayed.

또한, 혈압 측정 앱(130)은 사용자 디바이스(120), 즉 사용자의 스마트폰에 탑재되어 실행되는 것으로, 측정된 결과는 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 일반적으로 사용되고 있는 공기 가압방식과 동일한 형태의 혈압 측정값을 볼 수 있도록 디자인될 수 있으며, 다중 측정이 가능하여 최대 6명이 수치를 동시에 읽을 수 있도록 할 수 있다. 즉, 혈압 측정 앱(130)은 맥파 추정 센서(110)를 사용자별로 구분하여 등록 관리할 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명에서는 다중 측정의 최대 인원을 6명으로 예시하고 있으나, 이에 제한을 두지는 않으며, 성능 개선 및 향상을 기반으로 최대 다중 측정 관리 인원은 증가될 수 있는 것으로 이해됨이 바람직하다.
In addition, the blood pressure measurement app 130 is installed and executed on the user device 120, that is, the user's smartphone, and the measured result is in the same form as the currently used air pressurization method, as shown in FIG. It can be designed to be able to see the blood pressure measurement value, and multiple measurements are possible so that up to 6 people can read the number at the same time. That is, it may be understood that the blood pressure measurement app 130 can register and manage the pulse wave estimation sensor 110 for each user. In the present invention, although the maximum number of multi-measurement personnel is exemplified as 6, it is not limited thereto, and it is preferable to understand that the maximum multi-measurement management personnel can be increased based on performance improvement and improvement.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치는, 피측정자의 상완 부위에 부착되어, 피측정자의 측정되는 PPG(광전용적맥파)로부터 PPT(맥파전달시간)만을 측정하여 출력하는 맥파 추정 센서와, 사용자 디바이스에 탑재되어 실행되며, 맥파 추정 센서로부터 수신되는 PPT(맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출하여 사용자 디바이스의 디스플레이를 통해 표시하는 혈압 측정 앱을 포함하여 구성함으로써, 실시간으로 혈압을 측정할 수 있음은 물론, 기존에 알고리즘에 따라 오차가 발생되고, 측정 시에 보정 값으로 피측정자의 신체 변동 정보를 입력해야 하는 번거롭고 불편한 문제가 최소화될 수 있도록 할 수 있으며, 또한, 초소형 패치 형태의 맥파 추정 센서를 통해 측정한 PPT(Pulse Transit Time, 맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출할 수 있도록 구성함으로써, 온라인 상태로 사용자 디바이스의 혈압 측정 앱을 통해 측정된 혈압 수치를 피측정자가 쉽게 읽을 수 있도록 할 수 있다. 특히, 피측정자의 상완 부위에 부착하여 PPT를 측정하고, 혈압 측정 앱을 통해 혈압 값이 산출될 수 있도록 함으로써, 맥파 추정 센서의 탈부착 사용이 편의성이 증대되고, 실시간 혈압 측그럭정을 통한 향후 원격 건강 관리에 효율적으로 사용될 수 있으며, 초소형 형태로 제작되어 중환자실의 실시간 혈압 측정 사용 및 관리에 사용이 가능하도록 할 수 있게 된다.
As described above, the ultra-compact blood pressure measurement device using PPG according to an embodiment of the present invention is attached to the upper arm of the subject, and only the PPT (pulse wave transmission time) from the measured PPG (photoelectric pulse wave) of the subject The user device calculates the blood pressure value of the subject according to the PPT by applying a preset correlation equation to the pulse wave estimation sensor that measures and outputs the pulse wave estimation sensor, which is mounted and executed on the user device, and is received from the pulse wave estimation sensor. By including a blood pressure measurement app displayed through the display of the user, as well as measuring blood pressure in real time, an error occurs according to the existing algorithm, and the body fluctuation information of the subject is input as a correction value at the time of measurement. The troublesome and inconvenient problem that needs to be done can be minimized. In addition, a preset correlation equation is applied to the PPT (Pulse Transit Time) measured through a pulse wave estimation sensor in the form of a micro patch. By configuring so as to calculate the blood pressure value of, it is possible for the subject to easily read the blood pressure value measured through the blood pressure measurement app of the user device while online. In particular, by attaching it to the upper arm of the subject to measure the PPT, and allowing the blood pressure value to be calculated through the blood pressure measurement app, the convenience of attaching and attaching the pulse wave estimation sensor increases, and future remote control through real-time blood pressure measurement It can be effectively used for health management, and it is manufactured in a very compact form, so that it can be used for real-time blood pressure measurement and management in intensive care units.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above can be modified or applied in various ways by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, and the scope of the technical idea according to the present invention should be determined by the following claims.

100: 본 발명이 일실시예에 따른 PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치
110: 맥파 추정 센서
111: 무선통신 모듈
112: 배터리
120: 사용자 디바이스(스마트폰)
121: 디스플레이
130: 혈압 측정 앱
100: Ultra-small blood pressure measuring device using PPG according to an embodiment of the present invention
110: pulse wave estimation sensor
111: wireless communication module
112: battery
120: User device (smartphone)
121: display
130: blood pressure measurement app

Claims (8)

PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치(100)로서,
피측정자의 상완 부위에 부착되어, 피측정자의 측정되는 PPG(광전용적맥파)로부터 PPT(맥파전달시간)만을 측정하여 출력하는 맥파 추정 센서(110); 및
사용자 디바이스(120)에 탑재되어 실행되며, 상기 맥파 추정 센서(110)로부터 수신되는 PPT(맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 상기 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출하여 사용자 디바이스(120)의 디스플레이(121)를 통해 표시하는 혈압 측정 앱(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치.
As a micro blood pressure measuring device 100 using PPG,
A pulse wave estimation sensor 110 attached to the upper arm of the subject to measure and output only PPT (pulse wave transmission time) from the measured PPG (photoelectric pulse wave) of the subject; And
A blood pressure value of the subject according to the PPT is calculated by applying a preset correlation equation to the PPT (pulse wave transmission time) received from the pulse wave estimation sensor 110 and executed by being mounted on the user device 120 to calculate the blood pressure value of the subject according to the PPT. 120), characterized in that it comprises a blood pressure measurement app 130 that is displayed through the display 121 of the, ultra-small blood pressure measurement device using PPG.
제1항에 있어서, 상기 맥파 추정 센서(110)는,
피측정자의 수축기 혈압(SBP: Systolic Blood Pressure)과 이완기 혈압(DBP: Diastolic Blood Pressure)을 측정하기 위한 두 개의 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치.
The method of claim 1, wherein the pulse wave estimation sensor 110,
An ultra-compact blood pressure measurement device using PPG, characterized in that consisting of two sensors for measuring systolic blood pressure (SBP) and diastolic blood pressure (DBP) of a subject.
제1항에 있어서, 상기 맥파 추정 센서(110)는,
피측정자의 상완 부위에 탈부착 사용이 가능한 초소형 패치형 혈압 측정 센서로 구현되는 것을 특징으로 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치.
The method of claim 1, wherein the pulse wave estimation sensor 110,
An ultra-compact blood pressure measuring device using PPG, characterized in that it is implemented as an ultra-small patch-type blood pressure measuring sensor that can be detachably used on the upper arm of the subject.
제1항에 있어서, 상기 맥파 추정 센서(110)는,
피측정자의 상완 부위에 탈부착 사용이 가능한 초소형 패치 형태로, 3㎝ × 5㎝의 크기로 구성되는 것을 특징으로 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치.
The method of claim 1, wherein the pulse wave estimation sensor 110,
Ultra-miniature blood pressure measuring device using PPG, characterized in that it is composed of a size of 3cm × 5cm in the form of a micro-patch that can be attached and used on the upper arm of the subject.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 맥파 추정 센서(110)는,
상기 혈압 측정 앱(130)이 탑재되어 실행되는 사용자 디바이스(120)와 무선 데이터 통신이 가능한 무선통신 모듈(111)을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the pulse wave estimation sensor (110),
An ultra-small blood pressure measuring apparatus using PPG, characterized in that it further comprises a wireless communication module 111 capable of wireless data communication with a user device 120 installed and executed by the blood pressure measurement app 130.
제5항에 있어서, 상기 혈압 측정 앱(130)은,
공기 가압 방식에서 측정된 혈압 값 입력과 복수의 PPG를 분석하여 도출된 상관 관계식이 적용되는 알고리즘으로 구현되는 것을 특징으로 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치.
The method of claim 5, wherein the blood pressure measurement app (130),
An ultra-compact blood pressure measurement device using PPG, characterized in that the blood pressure value input measured in the air pressurization method and a correlation equation derived by analyzing a plurality of PPGs are applied.
제6항에 있어서, 상기 혈압 측정 앱(130)은,
피측정자의 PPT(맥파전달시간)에 미리 설정된 상관 관계식을 적용하여 상기 PPT에 따른 피측정자의 혈압 값을 산출하되, 기존 공기 가압으로 측정한 피측정자의 표준값을 적용하여 개인별 오차가 최소화되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치.
The method of claim 6, wherein the blood pressure measurement app (130),
It calculates the blood pressure value of the subject according to the PPT by applying a preset correlation equation to the PPT (pulse wave transmission time) of the subject, but it functions to minimize individual errors by applying the standard value of the subject measured by conventional air pressure. Characterized in that, ultra-compact blood pressure measuring device using PPG.
제7항에 있어서, 상기 혈압 측정 앱(130)은,
피측정자의 측정된 혈압 값을 사용자 디바이스(120)의 디스플레이(121)를 통해 표시되도록 제어하되, 피측정자가 측정된 혈압 값을 쉽게 인식할 수 있도록 공기 가압방식과 동일한 형태의 혈압 측정값이 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는, PPG를 이용한 초소형 혈압 측정 장치.
The method of claim 7, wherein the blood pressure measurement app (130),
The measured blood pressure value of the subject is controlled to be displayed through the display 121 of the user device 120, but the measured blood pressure value in the same form as the air pressurization method is displayed so that the measured blood pressure value can be easily recognized by the subject. It characterized in that to be, ultra-compact blood pressure measuring device using PPG.
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