KR20220060769A - Apparatus and method for estimating blood pressure by using cardiac output - Google Patents

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Abstract

According to one embodiment of the present invention, a method and apparatus for estimating blood pressure can estimate and calculate blood pressure using another bio-signal without direct blood pressure measurement by measuring a plurality of bio-signals from a user, calculating cardiac output from the measured bio-signals, and using the calculated cardiac output and weight, height, body fat, heart rate, and cardiac output signals among the plurality of bio-signals to estimate and provide blood pressure.

Description

심박출량을 통한 혈압 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING BLOOD PRESSURE BY USING CARDIAC OUTPUT}Apparatus and method for estimating blood pressure through cardiac output

본 발명은 혈압을 추정할 수 있는 추정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 심박출량을 이용하여 혈압을 추정할 수 있는 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an estimating apparatus and method for estimating blood pressure, and more particularly, to an estimating apparatus and method for estimating blood pressure using cardiac output.

심박출량(Cardiac output)은 심장 박동을 통해 전신으로 나가는 분당 혈액의 양으로써, 심장 기능뿐만 아니라 전체 순환계의 상태를 반영하는 지표이며, 전신 조직의 자율적인 조절을 통해 통제된다.Cardiac output is the amount of blood per minute that goes to the whole body through the heartbeat, and is an indicator that reflects not only the heart function but also the state of the entire circulatory system, and is controlled through the autonomous regulation of systemic tissues.

최근 의료 서비스의 패러다임이 치료/병원 중심에서 예방/소비자 중심으로 변화하면서 자신이 건강상태를 기록, 관리하는 ‘자가 건강 측정’ 트렌드가 확산되고 있다.Recently, as the paradigm of medical service has changed from treatment/hospital-centered to prevention/consumer-centered, the trend of ‘self-health measurement’, in which one’s own health status is recorded and managed, is spreading.

심혈관계 질환의 건강 모니터링으로 혈관 및 혈압 측정이 위험도평가 인자로 많은 연구를 통해 알려져 있다. 하지만 건강지표 중 심박출량이 중요한 인자이나, 병원 아닌 곳에서 비침습적으로 측정할 솔루션이 없다. 자가 건강측정 솔루션으로는 운동분야 및 보건, 병원 등 다양한 곳에 사용되는 체성분분석장치가 있으나, 이는 인체의 피지컬한 측정으로 외형적 발란스만 측정하는 상황이다. 우리나라 10대 사망질병을 보면 심뇌혈관계 질환이 1위로 실질적인 건강은 신체의 내부에 신호를 평가해야 한다. 비침습적 측정방법은 인체 외부에 전극을 부착하여 필요한 생체신호를 계측하는 방법이며 이러한 계측방법은 간단하고 쉽게 사용할 수 있기 때문에 건강검진 센터나 가정에서 사용이 가능하다. 따라서 비침습적인 측정방법은 병원이 아닌 일상생활에서 체중계처럼 간편히 측정할 수 있다.As a health monitoring of cardiovascular disease, blood vessel and blood pressure measurement are known through many studies as risk assessment factors. However, although cardiac output is an important factor among health indicators, there is no solution to non-invasively measure it outside of a hospital. As a self-health measurement solution, there are body composition analyzers used in various places such as exercise, health, and hospitals, but this is a situation where only the external balance is measured with the physical measurement of the human body. Cardio-cerebrovascular disease ranks first in Korea's top 10 fatal diseases, and actual health requires evaluating signals inside the body. The non-invasive measurement method attaches electrodes to the outside of the human body to measure the necessary bio-signals, and since this measurement method is simple and easy to use, it can be used at a health check-up center or at home. Therefore, the non-invasive measurement method can be easily measured like a scale in everyday life, not in a hospital.

오래전부터 심박출량을 측정하는 방법은 카테터를 이용하는 침습적인 (invasive) 방법을 통해 실제 심장에 분출되는 혈액의 양을 측정하는 방식이 사용되어 왔으나, 최근에는 비침습적 방법이면서 신호대잡음비(SNR)를 향상시켜서 심박출량 신호를 유의하게 대변할 수 있는 심박출량 측정방법이나 측정장치 들에 대한 연구가 활발히 이루어지게 되었고, 특히 이러한 연구에 의해 측정된 심박출량을 이용하여 혈압을 추정하고자 하는 사회적 요구 및 연구 필요성이 점차 증가하게 되었다.As a method of measuring cardiac output from a long time ago, a method of measuring the amount of blood actually ejected into the heart through an invasive method using a catheter has been used. As a result, studies on methods or devices for measuring cardiac output that can significantly represent cardiac output signals have been actively conducted. This gradually increased.

또한, 종래 심박출량을 이용하여 혈압을 추정하는 여러 연구들에서 대부분 혈관저항을 연산하거나 추정해야 하는 필요성이 있었는데, 상기 혈관저항을 측정하기 어려운 문제가 있어, 심박출량으로 혈압을 추정하는 데 실질적인 어려움이 있었다.In addition, in many studies of estimating blood pressure using cardiac output in the prior art, there was a need to calculate or estimate vascular resistance, but there is a problem in that it is difficult to measure the vascular resistance. there was

대한민국 공개 특허 제10-2014-0058570호(2014년05월14일 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0058570 (published on May 14, 2014)

Stroke volume equation for impedance cardiography, Medical & Biological Engineering & Computing 2005, Vol. 43 Stroke volume equation for impedance cardiography, Medical & Biological Engineering & Computing 2005, Vol. 43

본 발명의 목적은 사용자로부터 획득한 복수의 생체신호로부터 심박출량을 연산하고, 이를 이용하여, 별도의 혈압의 측정도구 없이, 사용자의 혈압을 추정하여 연산할 수 있는 혈압 추정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for estimating a blood pressure capable of calculating a cardiac output from a plurality of biosignals obtained from a user, and using the method to estimate and calculate a user's blood pressure without a separate blood pressure measuring tool. aim to

또한, 본 발명은, 일반적인 가정용 혈압계로 측정하는 혈압의 경우, 측정 당시의 수치만을 단발성으로 보여주기 때문에, 이상 신호의 적극적인 대응이 어렵다는 문제를 쉽게 해결하는 효과가 있다.In addition, in the case of blood pressure measured with a general home blood pressure monitor, the present invention has an effect of easily solving the problem that it is difficult to actively respond to an abnormal signal because only the value at the time of measurement is displayed in a single shot.

또한 본 발명은 피트니스 센터, 보건소, 공공장소에 비치되어 개인 사용자가 병원에 가지 않고도 쉽게 심박출량 및 혈압을 추정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method that are provided in fitness centers, public health centers, and public places so that an individual user can easily estimate cardiac output and blood pressure without going to a hospital.

본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 장치는 사용자로부터 복수의 생체신호를 측정하는 센서부; 및 상기 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)을 연산하고, 상기 연산된 심박출량과 복수의 생체신호 중 일부를 이용하여, 혈압을 추정하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.A blood pressure estimating apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a sensor unit for measuring a plurality of bio-signals from a user; and a processor for calculating a cardiac output from the bio-signals and estimating blood pressure by using the calculated cardiac output and some of the plurality of bio-signals.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 장치에서, 상기 사용자의 생체신호는 체중, 신장, 체지방량, 심박수, 생체저항 신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the blood pressure estimation apparatus according to an embodiment of the present invention, the user's bio-signals include weight, height, body fat mass, heart rate, and bio-resistance signals.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 장치에서, 상기 프로세서는 상기 생체신호 중, 체중, 신장, 체지방량과 좌심실 개방시간, 수집된 생체 미분신호의 로컬 최대값, 생체저항 신호의 DC성분값 및 복수의 심박출량 교정상수를 포함하여 상기 심박출량을 연산하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the blood pressure estimating apparatus according to an embodiment of the present invention, the processor includes, among the biosignals, weight, height, body fat mass and left ventricle opening time, the local maximum value of the collected biometric differential signal, the DC component value of the bioresistance signal, and It is characterized in that the cardiac output is calculated by including a plurality of cardiac output calibration constants.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 장치에서, 상기 프로세서는 상기 연산된 심박출량, 분당 심박수와 복수의 혈압교정상수를 포함하여 상기 혈압을 추정하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the blood pressure estimating apparatus according to an embodiment of the present invention, the processor estimates the blood pressure including the calculated cardiac output, heart rate per minute, and a plurality of blood pressure correction constants.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 방법은 사용자로부터 복수의 생체신호를 측정하는 단계; 상기 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)을 연산하는 단계; 상기 연산된 심박출량과 복수의 생체신호 중 일부를 이용하여, 혈압을 추정하는 단계를 포함한다.In addition, a method for estimating blood pressure according to an embodiment of the present invention includes measuring a plurality of bio-signals from a user; calculating a cardiac output from the biosignal; and estimating blood pressure by using the calculated cardiac output and some of the plurality of biosignals.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 방법에서 사용자의 생체신호는 체중, 신장, 체지방량, 심박수, 생체저장 신호를 포함한다.In addition, in the method for estimating blood pressure according to an embodiment of the present invention, the user's bio-signals include weight, height, body fat mass, heart rate, and bio-storage signals.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 방법에서 상기 심박출량을 연산하는 단계는 상기 생체신호 중, 체중, 신장, 체지방량과 좌심실 개방시간, 생체저항 미분신호의 로컬 최대값, 생체저항 신호의 DC성분값 및 복수의 심박출량 교정상수를 포함하여 연산된다.In addition, in the blood pressure estimation method according to an embodiment of the present invention, the step of calculating cardiac output includes, among the biosignals, weight, height, body fat mass and left ventricle opening time, the local maximum value of the bioresistance differential signal, and the DC of the bioresistance signal. It is calculated including component values and a plurality of cardiac output correction constants.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 방법에서 상기 혈압을 추정하는 단계는 심박출량, 심박수와 복수의 혈압교정상수를 포함하여 연산되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the blood pressure estimation method according to an embodiment of the present invention, the step of estimating the blood pressure is characterized in that the calculation includes cardiac output, heart rate, and a plurality of blood pressure correction constants.

본 발명의 혈압 추정 장치 및 방법은 별도의 혈압 측정 도구 없이, 사용자의 여러 생체신호 중 심박출량을 이용하여 혈압을 연산하어 추정할 수 있는 장점이 있다.The blood pressure estimating apparatus and method of the present invention have the advantage of calculating and estimating blood pressure using cardiac output among various biosignals of the user without a separate blood pressure measuring tool.

또한, 본 발명은 여러 생체신호 중, 비교적 획득이 쉬운 체중, 신장, 체지방량, 분당 심박수, 생체저항 신호만을 이용하여 사용자의 심박출량을 연산하고, 이를 이용하여 혈압을 추정할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of being able to calculate the user's cardiac output using only relatively easy to obtain weight, height, body fat mass, heart rate per minute, and bioresistance signals among various biosignals, and estimate blood pressure using these signals.

또한, 본 발명은 사용자의 심박출량을 기반으로 혈압을 추정함으로써, 커프 고혈압(cuffinflation hypertension)과 같은 왜곡현상에 강인한 혈압 추정 방식을 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage in that it is possible to provide a method for estimating blood pressure that is robust against distortion such as cuff hypertension by estimating blood pressure based on a user's cardiac output.

또한, 본 발명은 별도의 혈압 측정기구 없이 일상적인 환경에서 혈압의 지속적인 연산과 모니터링이 가능하여, 고혈압 등의 위험을 사용자에게 실시간으로 알려줄 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage in that it is possible to continuously calculate and monitor blood pressure in a daily environment without a separate blood pressure measuring device, so that the user can be informed of risks such as high blood pressure in real time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 장치의 전체적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 방법의 순서도를 나타낸 것이다.
도 3는 본 발명의 혈압 추정 장치를 이용하여 측정된 신호에서 임피던스 신호 및 좌심실 개방시간을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an apparatus for estimating blood pressure according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a blood pressure estimation method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining an impedance signal and a left ventricle open time in a signal measured using the blood pressure estimation apparatus of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the presented embodiments, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add, change, delete, etc. other components within the scope of the same spirit, through addition, change, deletion, etc. Other embodiments included within the scope of the invention may be easily proposed, but this will also be included within the scope of the invention. In addition, components having the same function within the scope of the same idea shown in the drawings of each embodiment will be described using the same reference numerals.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 장치의 전체적인 구성을 나타낸 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an apparatus for estimating blood pressure according to an embodiment of the present invention.

혈압 추정 장치(10000)는 인체(P)에 사용자의 생체신호들을 확보하여, 결과적으로 혈압을 추정할 수 있는 장치로, 후술되는 심박출량의 연산이나 혈압의 추정 등을 연산하는 프로세서(1200), 사용자의 생체신호들을 획득하기 위한 센서부(1100), 사용자에게 연산된 심박출량, 혈압 등의 출력할 수 있는 출력부(1300), 상기 혈압 추정 장치(10000)에서 활용되는 여러 데이터 및 연산 결과들을 저장할 수 있는 저장부(1400), 사용자로부터 여러 정보(예를 들어 신장, 몸무게)들을 입력받을 수 있는 사용자 입력부(1500), 외부와의 데이터 송신 및 수신이 가능하도록 동작하는 통신부(1600)을 포함하여 구성된다.The blood pressure estimating device 10000 is a device capable of estimating blood pressure by securing the user's bio signals in the human body P, and includes a processor 1200 for calculating cardiac output or estimating blood pressure, which will be described later; The sensor unit 1100 for acquiring the user's bio-signals, the output unit 1300 for outputting cardiac output and blood pressure calculated to the user, and various data and calculation results used in the blood pressure estimating device 10000 It includes a storage unit 1400 that can store, a user input unit 1500 that can receive various information (eg, height, weight) from a user, and a communication unit 1600 that operates to transmit and receive data with the outside. is composed by

상기 센서부(1100)는 사용자 혹은 인체(P)의 일부에 접촉할 수 있는 복수의 전극을 포함하고, The sensor unit 1100 includes a plurality of electrodes that can be in contact with the user or a part of the human body (P),

상기 프로세서(1200)는 상기 센서부(1100)의 복수의 전극이 접촉되는 측정 부위에 전류를 인입하여 전기적인 수집 신호에서 시간에 따른 심장의 혈류량 변화를 측정함으로써, 좌심실 개방시간(LVET, Left Ventricularlar Ejection Time, 좌심실 박출시간)과 같은 정보를 얻고, 이러한 혈류량 변화에 따른 사용자의 생체저항 신호(예를 들어, 임피던스)의 변화를 이용하여 심박출량을 측정할 수 있으며, 상기 수집 신호에 포함된 임피던스 신호를 이용하여 심박출량을 연산하는 것을 특징으로 한다.The processor 1200 introduces a current to the measurement site in contact with the plurality of electrodes of the sensor unit 1100 and measures the change in the blood flow of the heart over time in the electrical collection signal, so that the left ventricular opening time (LVET) Ejection time, left ventricle ejection time) can be obtained, and cardiac output can be measured using a change in the user's bio-resistance signal (eg, impedance) according to the change in blood flow, and the impedance included in the collected signal. It is characterized in that the cardiac output is calculated using the signal.

즉, 상술한 생체저항 신호는 상술한 것과 같이 임피던스 신호일 수 있고, 다른 경우 리엑턴스 신호일 수 있다That is, the above-described bioresistance signal may be an impedance signal as described above, and in other cases may be a reactance signal.

도 3에 도시된 것과 같이, x축을 시간으로 하고, y축을 임피던스라고 볼 때, 상기 임피던스의 변화량으로부터 좌심실 개방시간(LVET)와 후술되는 좌심실 개방시간 내에서, 생체저항 신호의 최대값, 즉 생체저항 미분 신호의 LVET 단위 시간 내에서의 로컬 최대값을 획득할 수 있다.As shown in FIG. 3 , when the x-axis is time and the y-axis is impedance, the maximum value of the bioresistance signal, i.e., within the left ventricle opening time (LVET) and the left ventricle opening time to be described later, from the amount of change in the impedance. It is possible to obtain a local maximum value within the LVET unit time of the resistance differential signal.

또한 상기 센서부(1100)는 상술한 것과 같은 전기적인 수집 신호 이외에도, 사용자의 체중을 센싱할 수 있는 압력센서의 형태이거나, 체지방량이나 심박수를 획득할 수 있는 다른 형태의 센서들이 부가되거나 복합적으로 구성될 수도 있다.In addition, the sensor unit 1100 is in the form of a pressure sensor capable of sensing a user's weight, or other types of sensors capable of obtaining body fat mass or heart rate, in addition to the electrical collection signals as described above, are added or configured in a complex manner. it might be

또한, 상기 센서부(1100)는 사용자의 신장과 같이 상기 센서부(1100)에 연동되는 통신부(1600) 혹은 사용자 입력부(1500)를 통해 사용자가 직접 입력하는 형태로 제공될 수 있다. In addition, the sensor unit 1100 may be provided in the form of a user's direct input through the communication unit 1600 or the user input unit 1500 interlocked with the sensor unit 1100, such as the height of the user.

또한, 상기 프로세서(1200)는 상기 센서부(1100)에 의해 측정된 단수 또는 복수의 생체신호를 이용하여 결과적으로 혈압을 추정하는 역할을 수행한다.In addition, the processor 1200 serves to estimate blood pressure as a result by using a single or a plurality of bio-signals measured by the sensor unit 1100 .

상기 혈압 추정 장치(10000)는 측정 부위의 다양성을 위해 양발을 측정부위로 하는 저울계 형태, 양손을 측정 부위로 하기 위해 손에 쥐는 형태인 핸드헬드형으로 제작되거나, 양손이나 상체를 측정부위로 하는 집게 형태 등으로도 제작될 수 있다.The blood pressure estimating device 10000 is manufactured in the form of a scale using both feet as a measuring site for diversity of measurement sites, a handheld type in which both hands are held as a measuring site, or both hands or upper body as a measuring site. It can also be manufactured in the form of tongs, etc.

예시적으로 양발을 이용하여 혈압을 추정하는 저울계 형태는 한쪽 발에 전류를 흘려 보내고 반대측 발에 도달한 시간을 측정하고, 그 시간을 이용하여 심박출량을 연산할 수 있으며, 양손을 이용하여 심박출량을 측정하는 핸드헬드 형태는 양손에 전류를 흘려보내어 전기적 변화를 이용하여 심박출량을 측정할 수 있다.Illustratively, in the form of a scale system that estimates blood pressure using both feet, a current flows through one foot and the time it arrives at the other foot is measured, and cardiac output can be calculated using that time. In the handheld type that measures the stroke volume, the cardiac output can be measured using an electrical change by passing an electric current in both hands.

상기 프로세서(1200)는 상기 센서부(1100) 및 상기 사용자 입력부(1500) 등을 통해 입력된 복수의 사용자 생체정보를 활용하여, 사용자의 심박출량을 연산할 수 있다.The processor 1200 may calculate a user's cardiac output by utilizing a plurality of user biometric information input through the sensor unit 1100 and the user input unit 1500 .

구체적으로, 상기 사용자의 생체신호는 체중(BW), 신장(H), 체지방량(BMF), 분당 심박수(HR), 생체저항 신호의 하나인 임피던스 신호(Z) 및 좌실실 개방시간(LVET)을 포함할 수 있다.Specifically, the user's bio-signals include weight (BW), height (H), body fat mass (BMF), heart rate per minute (HR), impedance signal (Z), which is one of bioresistance signals, and left ventricle opening time (LVET). may include

결과적으로, 상기 프로세서(1200)는 상기 센서부(1100)를 통해 획득한 여러 사용자 생체신호들을 이용하여 심박출량(SV)을 아래 [수학식 1]와 같이 추정할 수 있다.As a result, the processor 1200 may estimate the cardiac output (SV) as shown in [Equation 1] below by using various user bio-signals obtained through the sensor unit 1100 .

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, SV는 1회 심박출량, a, b, c, d, e, f는 모두 심박출량 교정상수, BW는 체중, H는 신장 혹은 키, BFM은 체지방량, Z는 임피던스 신호,

Figure pat00002
는 임피던스 신호 중 직류성분의 값인 DC성분값(Direct Current), (dZ/dt)max는 임피던스 미분 신호의 LVET 단위 시간 내에서의 로컬 최대값, LVET는 좌심실 개방시간이다. LVET는 일반적으로, 대동맥 판막 개방지점과 대동맥 판막 폐쇄지점 사이의 시간으로 해석된다.where SV is stroke volume, a, b, c, d, e, and f are all cardiac output correction constants, BW is body weight, H is height or height, BFM is body fat mass, Z is impedance signal,
Figure pat00002
is the value of the DC component of the impedance signal (Direct Current), (dZ/dt)max is the local maximum value within the LVET unit time of the impedance differential signal, and LVET is the left ventricle opening time. LVET is generally interpreted as the time between the opening of the aortic valve and the closing of the aortic valve.

LVET와 (dZ/dt)max 값은 전술한 것과 같이, 도 3과 같이 시계열적으로 측정된 임피던스 신호의 변화량을 관찰함으로써 연산될 수 있다.As described above, LVET and (dZ/dt)max values can be calculated by observing the time-series-measured change amount of the impedance signal as shown in FIG. 3 .

상기 프로세서(1200)는 상술한 수학식 1을 이용하여, 심박출량(SV)을 연산하고 나서, 상기 연산된 심박출량(SV)과 추가적인 사용자의 생체신호 중, 분당 심박수(HR)를 이용하여, 결과적으로 아래와 같은 [수학식 2]를 이용하여 혈압을 추정할 수 있다.The processor 1200 calculates the cardiac output (SV) by using Equation 1 above, and then uses the heart rate per minute (HR) among the calculated cardiac output (SV) and the additional user's biosignals, As a result, the blood pressure can be estimated using the following [Equation 2].

또한, 보다 바람직하게, 일실시예로는 심박출량 교정상수인 a, b, c, d, e, f를 각각 0.005, 6.995, -3.502, -0.876, 0.569, 43.282로 수치화하여, 연산하는 경우, 의료용 심초음파에서 측정된 결과와 상기 심박출량 측정결과와 r2=0.719의 상관관계를 확인할 수 있었다.In addition, more preferably, in one embodiment, when calculating the cardiac output correction constants a, b, c, d, e, f as 0.005, 6.995, -3.502, -0.876, 0.569, 43.282, respectively, It was confirmed that the correlation between the results measured in medical echocardiography and the cardiac output measurement results, r 2 =0.719.

Figure pat00003
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여기서, BP는 추정된 혈압, SV는 심박출량, HR은 분당 심박수, g, h, i, j는 모두 혈압 교정상수이다.Here, BP is the estimated blood pressure, SV is cardiac output, HR is heart rate per minute, and g, h, i, and j are all blood pressure correction constants.

상기 심박출량 교정상수(a,b,c,d,e,f)와 상기 혈압 교정상수(g,h,i,j)는 상기 프로세서(1200)에 의해 상기 심박출량의 연산이나 상기 혈압을 연산할 때, 사용되며, 상기 저장부(1400)에 저장되도록 할 수 있다.The cardiac output correction constant (a, b, c, d, e, f) and the blood pressure correction constant (g, h, i, j) are calculated by the processor 1200 to calculate the cardiac output or the blood pressure. When used, it can be stored in the storage unit 1400 .

또한, 상기 심박출량 교정상수와 상기 혈압 교정상수의 미세한 조정이 필요한 경우, 변경된 상기 교정상수들을 외부(예를 들어 원격지의 서버)에서 상기 통신부(1600)를 통해 수신하여, 상기 프로세서(1200)가 상기 저장부(1400)에 저장된 상기 교정상수들의 값을 업데이트할 수도 있다.In addition, when fine adjustment of the cardiac output calibration constant and the blood pressure calibration constant is required, the changed calibration constants are received from the outside (eg, a remote server) through the communication unit 1600, and the processor 1200 is The values of the calibration constants stored in the storage unit 1400 may be updated.

이러한 업데이트 등을 통해, 결과적으로 상기 심박출량의 연산이나 상기 혈압의 연산(추정)의 정확도를 높일 수 있다.Through such an update, as a result, the accuracy of the calculation (estimation) of the cardiac output or the blood pressure may be increased.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 추정 방법의 순서도이다.2 is a flowchart of a blood pressure estimation method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 혈압 추정 장치는 상기 프로세서(1200)에 의해, 정전류원을 생성하고, 상기 센서부(1100)를 통해 복수의 사용자 생체신호를 측정한다(S100).First, the blood pressure estimating apparatus generates a constant current source by the processor 1200 and measures a plurality of user bio-signals through the sensor unit 1100 ( S100 ).

보다 구체적으로, 인체(P) 일부(상체, 양발 또는 양손)에 접촉할 수 있는 복수의 전극이 부착되면, 정전류가 인체(P)로 인입되고, 인체(P)에서 측정된 전기적 수집 신호를 증폭한 뒤, 증폭된 수집 신호에서 케리어주파수를 분리 및 제거하고 수집 신호를 복조하여 임피던스 신호를 확보한다.More specifically, when a plurality of electrodes that can be in contact with a part of the human body P (upper body, both feet, or both hands) are attached, a constant current is introduced into the human body P, and the electrical collection signal measured in the human body P is amplified After that, the carrier frequency is separated and removed from the amplified collection signal, and an impedance signal is obtained by demodulating the collection signal.

복조된 수집 신호의 신호대잡음비(SNR)를 향상시키기 위해 수집 신호의 저항 성분과 리액턴스 성분에서 AC와 DC을 분리하고 증폭을 수행하여, 또한, 분리된 각 저항성분 신호에 대해서 컨버터로 전달하여 디지털 신호로 변환하여 사용한다.In order to improve the signal-to-noise ratio (SNR) of the demodulated acquisition signal, AC and DC are separated from the resistance component and the reactance component of the acquisition signal and amplified, and each separated resistive component signal is transmitted to a converter to provide a digital signal convert it to use

상기 프로세서(1200)는 상기 생체신호로부터 심박출량을 연산한다(S200).The processor 1200 calculates a cardiac output from the biosignal ( S200 ).

보다 구체적으로, 상기 프로세서(1200)는 디지털 신호로 변환된 수집 신호에 대하여 임피던스 해석 방법을 이용하여 좌심실개방시간, 생체저항 신호인 임피던스 미분신호의 로컬 최대값, 임피던스 신호의 DC성분값 등을 획득하고, 다른 센서부(1100)의 기능을 통해, 체중, 키, 체지방량, 심박수 등을 획득하여, 전술한 수학식 1을 이용하여 결과적으로, 심박출량(SV)을 연산할 수 있다.More specifically, the processor 1200 obtains the left ventricle open time, the local maximum value of the impedance differential signal that is the bioresistance signal, the DC component value of the impedance signal, etc. by using the impedance analysis method for the collected signal converted into the digital signal. And, through the functions of the other sensor unit 1100, weight, height, body fat mass, heart rate, etc. may be acquired, and as a result, cardiac output (SV) may be calculated using Equation 1 above.

그 뒤, 상기 프로세서(1200)는 상기 연산된 심박출량과 상기 복수의 생체신호를 이용하여 혈압을 추정한다(S300).Thereafter, the processor 1200 estimates the blood pressure using the calculated cardiac output and the plurality of biosignals (S300).

보다 구체적으로, 상기 프로세서(1200)는 상기 연산된 심박출량(SV)과 분당 심박수(HR)를 이용하여, 전술한 수학식 2를 이용해서 혈압(BP)를 추정할 수 있다.More specifically, the processor 1200 may estimate the blood pressure BP using Equation 2 above using the calculated cardiac output SV and heart rate per minute HR.

또한, 상기 프로세서(1200)는 상기 추정된 혈압을 출력부(1300)을 통해 사용자에게 출력한다(S400). 보다 구체적으로 상기 출력부(1300)는 디스플레이가 포함된 형태일 수도 있고, 상술한 통신부(1600)를 통해 상기 추정된 혈압을 외부로 전송하여 사용자에게 출력할 수도 있다.In addition, the processor 1200 outputs the estimated blood pressure to the user through the output unit 1300 (S400). More specifically, the output unit 1300 may include a display, or may transmit the estimated blood pressure to the outside through the communication unit 1600 and output it to the user.

한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.Meanwhile, the present embodiments can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. include In addition, the computer-readable recording medium is distributed in a computer system connected to a network, so that the computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present embodiments can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention pertains.

또한 상술한 상기 프로세서(1200)는 상기 센서부(1100)에서 원격의 위치에 존재할 수도 있다. 즉, 상기 프로세서(1200)는 원격지의 서버 등에서 구동되어 상기 센서부(1100) 및 상기 통신부(1600)로부터 전송받은 상기 생체정보들을 바탕으로 심박출량, 혈압을 연산하도록 구현될 수도 있다.In addition, the above-described processor 1200 may exist at a location remote from the sensor unit 1100 . That is, the processor 1200 may be implemented in a remote server, etc. to calculate cardiac output and blood pressure based on the biometric information received from the sensor unit 1100 and the communication unit 1600 .

본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains will be able to understand that the disclosure may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10000 : 혈압추정장치
1100 : 센서부
1200 : 프로세서
1300 : 출력부
1400 : 저장부
1500 : 사용자 입력부
1600 : 통신부
10000: blood pressure estimating device
1100: sensor unit
1200: processor
1300: output unit
1400: storage
1500: user input unit
1600: communication department

Claims (8)

사용자로부터 복수의 생체신호를 측정하는 단계;
상기 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)을 연산하는 단계;
상기 연산된 심박출량과 상기 복수의 생체신호 중 일부를 이용하여, 혈압을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 방법.
measuring a plurality of biosignals from a user;
calculating a cardiac output from the biosignal;
and estimating blood pressure by using the calculated cardiac output and some of the plurality of biosignals.
제1항에 있어서,
상기 사용자의 생체신호는 체중, 신장, 체지방량, 심박수, 생체저장 신호를 포함하는 혈압 추정 방법
According to claim 1,
The user's bio-signals include weight, height, body fat mass, heart rate, and bio-storage signals.
제2항에 있어서,
상기 심박출량을 연산하는 단계는 상기 생체신호 중, 체중, 신장, 체지방량과 좌심실 개방시간, 수집된 생체저항 미분신호의 로컬 최대값, 생체저항 신호의 DC성분값 및 복수의 심박출량 교정상수를 포함하여 연산되는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 방법.
3. The method of claim 2,
Calculating the cardiac output includes, among the biosignals, weight, height, body fat mass and left ventricle opening time, the local maximum value of the collected bioresistance differential signal, the DC component value of the bioresistance signal, and a plurality of cardiac output correction constants. A blood pressure estimation method, characterized in that calculated by
제3항에 있어서
상기 혈압을 추정하는 단계는 심박출량, 분당 심박수와 복수의 혈압교정상수를 포함하여 연산되는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 방법.
4. The method of claim 3
The step of estimating the blood pressure is calculated by including cardiac output, heart rate per minute, and a plurality of blood pressure correction constants.
사용자로부터 복수의 생체신호를 측정하는 센서부; 및
상기 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)을 연산하고, 상기 연산된 심박출량과 상기 복수의 생체신호 중 일부를 이용하여, 혈압을 추정하는 프로세서를 포함하는 혈압 추정 장치.
a sensor unit for measuring a plurality of biosignals from a user; and
and a processor for calculating a cardiac output from the bio-signals and estimating blood pressure by using the calculated cardiac output and some of the plurality of bio-signals.
제5항에 있어서,
상기 사용자의 생체신호는 체중, 신장, 체지방량, 심박수, 생체저항 신호를 포함하는 혈압 추정 장치.
6. The method of claim 5,
The user's bio-signals include weight, height, body fat mass, heart rate, and bio-resistance signals.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 생체신호 중, 체중, 신장, 체지방량과 좌심실 개방시간, 수집된 생체저항 미분신호의 로컬 최대값, 생체저항 신호의 DC성분값 및 복수의 심박출량 교정상수를 포함하여 상기 심박출량을 연산하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 장치.
7. The method of claim 6,
the processor
Calculating the cardiac output including the body weight, height, body fat mass and left ventricular opening time, the local maximum value of the collected bioresistance differential signal, the DC component value of the bioresistance signal, and a plurality of cardiac output correction constants among the biosignals Blood pressure estimating device, characterized in that.
제7항에 있어서
상기 프로세서는
상기 연산된 심박출량, 심박수와 복수의 혈압교정상수를 포함하여 상기 혈압을 추정하는 것을 특징으로 하는 혈압 추정 장치.
8. The method of claim 7
the processor is
and estimating the blood pressure including the calculated cardiac output, heart rate, and a plurality of blood pressure correction constants.
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