KR20230129505A - 혈압의 측정을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
혈압을 결정하기 위한 디바이스 및 방법이 제공된다. 일 예에서, 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스는, 손가락 광-체적변동측정(PPG) 파형을 측정하도록 구성된 카메라; 상기 피험자의 심장에 대한 상기 디바이스의 수직 높이를 측정하도록 구성된 가속도계; 상기 카메라 상의 손가락 압력을 유지하는 동안에 상기 피험자가 동맥의 경벽 압력(transmural pressure)을 변경하기 위하여 손을 올리게끔 유도하도록 구성된 출력 디바이스; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 피험자의 맥압을 상기 손가락 PPG 파형 및 상기 수직 높이로부터 계산하고, 상기 맥압을 상기 스크린 상에 디스플레이하도록 구성된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 전체로서 원용에 의하여 본원에 통합되는, 2021년 1월 8일에 출원된 미국 가특허출원 번호 제 63/135,430에 대한 우선권을 주장한다.
높은 동맥 혈압(blood pressure; BP)은 많은 사람(예를 들어, 전세계적으로 세 명의 성인 중 약 한 명)을 고통스럽게 하고 있다. 발병이 나이에 따라 증가하는 경향이 있지만, 어떤 사람들은 성인이 된 초기에 고혈압이 발병할 수 있다(예를 들어, 미국의 40 대 이하 성인 다섯 명 중 약 한 명이 고혈압임). 상태는 무증상일 수 있지만 뇌졸중 및 심장 질환의 위험은 주어진 나이에서 BP와 함께 정비례할 수 있다. 어떤 약물은 BP 및 심혈관 위험을 낮출 수 있다. 그러나, 고혈압이 있는 일곱 명의 사람 중 약 세 명만이 그들의 상태를 알고 있고, 이러한 일곱 명 중 한 명이 그들의 BP를 관리한다. 특정 유행병학 데이터에 따르면, 고혈압은 수명이 장애를 조절하면서 줄어들게 되는 주된 원인으로 대두되었다.
특정한 청진 및 진동측정 BP 측정 디바이스가 고혈압을 관리하기 위해서 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 디바이스는 적어도 부분적으로 이들이 팽창가능한 커프에 의존하기 때문에, 고혈압 각성과 통제 레이트가 줄어들게 할 수 있다. 커프-기반 디바이스는, 특히 낮은 리소스 설정에서는 쉽게 사용가능하지 않다. 이와 같이, 사람이 그들의 BP를 규칙적으로 점검하기에는 불편할 수 있다. , 예를 들어 스트레스, 물리적 활동, 및 다른 인자에 기인하여 환자가 보통의 경우보다 더 높은 또는 더 낮은 BP를 제공할 수 있는 클리닉에서의 백색 코트 및 마스킹된 효과를 피하기 위해서, 그리고 시간에 따라 발생할 수 있는 BP에서의 큰 변동을 평균화하여 제거하기 위하여 일상 생활 중에 규칙적으로 측정하는 것이 바람직하다. BP가 더 편리한 디바이스를 사용하여 측정될 수 있으면, 더 많은 사람이 그들의 상태를 알 수 있거나 약물을 복용하도록 동기부여될 수 있다.
그러므로, 혈압을 더 편리한 장비를 사용하여 측정하기 위한 방법 및 시스템이 요구된다.
개시된 기술 요지의 목적 및 장점이 후술되는 상세한 설명에서 진술되고 그로부터 명백해질 것이고, 개시된 기술 요지를 실시함으로써 학습될 것이다. 개시된 기술 요지의 추가적인 장점은 특히 상세한 설명과 그 청구 범위 그리고 첨부 도면에 특히 설명된 디바이스에 의해서 실현되고 획득될 것이다.
구현되고 광범위하게 설명된 개시된 기술 요지의 목적에 따른 이러한 장점 및 다른 장점을 달성하기 위하여, 개시된 기술 요지는 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스 및 방법을 제공한다. 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스는, 손가락 압력을 측정하도록 구성된 힘 센서; 손가락 광-체적변동측정(PPG) 파형을 측정하도록 구성된 카메라; 디지털 동맥을 타게팅하게끔 피험자가 카메라 및 스크린 상에 손가락의 한 면을 배치시키도록 유도하기 위하여 시각적 표시자를 디스플레이하고, 동맥의 외압을 변경하게끔 피험자가 상기 카메라 및 스크린 상에 손가락을 균일하게 누르도록 유도하기 위하여 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 스크린; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 가변-진폭 혈액량 진동 대 외부 손가락 압력 함수일 수 있는 오실로그램(oscillogram)을 구성하고, 상기 오실로그램으로부터 피험자의 혈압을 계산하며, 상기 스크린 상에 혈압을 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 비한정적인 실시형태에서, 상기 프로세서는 혈압 측정을 수행하기 이전에 상기 카메라 및 스크린 상의 상이한 손가락 배치에 기반하여 상기 시각적 표시자를 결정하도록 구성될 수 있다.
개시된 기술 요지는 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서, 손가락 면적을 측정하도록 구성된 피부 접촉 면적 센서; 손가락 광-체적변동측정(PPG) 파형을 측정하도록 구성된 카메라; 가로 수장궁 동맥을 타게팅하게끔 피험자가 손끝을 카메라 및 스크린 상에 배치시키도록 유도하기 위하여 시각적 표시자를 디스플레이하고, 동맥의 외압을 변경하게끔 피험자가 상기 카메라 및 스크린 상에 손끝을 균일하게 누르도록 유도하기 위하여 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 스크린; 및 프로세서를 포함할 수 있는 디바이스를 제공한다. 상기 프로세서는, 미리 규정된 노모그램(nomogram)에 기반하여 상기 손가락 면적을 손가락 압력으로 변환하고, 가변-진폭 혈액량 진동 대 외부 손가락 압력 함수일 수 있는 오실로그램을 구성하며, 피험자의 수축기 및 확장기 혈압을 상기 오실로그램으로부터 계산하고, 상기 수축기 및 확장기 혈압을 상기 스크린 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 노모그램은, 파라미터 함수의 선택된 파라미터에 기반하여 상기 손가락 면적으로부터 손가락 힘을 결정하고, 결정된 손가락 힘을 상기 손가락 면적으로 나누어서 상기 손가락 압력을 결정하도록 구성될 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 선택된 파라미터는 피험자의 손끝 치수, 단일 커프 혈압 판독치, 또는 손 들어올리기 기동에 기반하여 결정될 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 피험자는, 손가락 누름 도중에 상기 디바이스를 심장 레벨 위에서 홀딩할 수 있고, 이것은 더 많은 정확한 노모그램을 제공할 수 있으며, 상기 프로세서는 상기 디바이스 및 상기 피험자의 심장 사이의 수직 높이를 사용하여 상기 심장 레벨에 맞게 혈압 측정을 조절하도록 구성될 수 있다.
개시된 기술 요지는 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서, 손가락 광-체적변동측정(PPG) 파형을 측정하도록 구성된 카메라; 상기 피험자의 심장에 대한 상기 디바이스의 수직 높이를 측정하도록 구성된 가속도계; 상기 카메라 상의 손가락 압력을 유지하는 동안에 상기 피험자가 동맥의 경벽 압력(transmural pressure)을 변경하기 위하여 손을 올리게끔 유도하도록 구성된 출력 디바이스; 및 프로세서를 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 프로세서는, 상기 피험자의 맥압을 상기 손가락 PPG 파형 및 상기 수직 높이로부터 계산하고, 상기 맥압을 상기 스크린 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 출력 디바이스는, 상기 피험자가 큰 손가락 압력을 상기 카메라에 인가하게끔 유도하고, 상기 피험자가 큰 손가락 압력 도중에 손가락 압력의 레벨을 PPG 파형 및 PPG 측정치의 측정된 AC 및/또는 DC 값에 기반하여 변경하게끔 유도하도록, 그리고 혈액량 진동이 최대치에 가까울 때에 대응하는 손가락 압력을 식별하도록 더 구성될 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 프로세서는, 상기 디바이스의 정확도의 레벨을 평가하기 위하여, 손 들어올리기 도중의 PPG 파형을 손가락 누름 도중의 PPG 파형과 비교하도록 더 구성될 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 프로세서는 가변-진폭 혈액량 진동을 수직 높이를 사용하여 측정된 유체정역학 압력 변화에 관련시키기 위한 천이된 오실로그램을 구성하도록 구성될 수 있다. 맥압은 천이된 오실로그램으로부터 계산될 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 가속도계는 심장에 대한 상기 디바이스의 수직 높이를 측정하도록 구성될 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 상기 프로세서는, 전달 함수를 사용하여 맥압을 팔 동맥 맥압(brachial artery pulse pressure)으로 변환하도록 구성될 수 있다.
개시된 기술은 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서, 피험자의 손가락 압력을 측정하도록 구성된 힘 센서, 피험자의 손가락 PPG 파형을 측정하도록 구성된 PPG 센서, 상기 피험자의 심장에 대한 디바이스의 수직 높이를 측정하도록 구성된 기압 센서, 및 프로세서를 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 프로세서는, 손가락 누름 도중에 그리고 상기 디바이스를 심장 레벨에서 홀딩하는 동안에 손가락 누름이 없이, 상기 기압 센서의 판독치를 측정하고, 손가락 누름 도중에 측정된 혈압을 상기 기압 센서의 판독치를 사용하여 상기 심장 레벨로 조절하며, 상기 피험자의 조절된 혈압을 스크린 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 혈압은 혈액 밀도, 중력, 및/또는 상기 기압 센서의 판독치에 기반하여 조절될 수 있다.
개시된 기술 요지는 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서, 손가락 압력 및 손가락 압력 진동을 측정하도록 구성된 힘 센서; 피험자가 손끝을 상기 힘 센서 상에 배치시키도록 유도하기 위한 시각적 표시자; 하재 동맥(underlying artery)의 외압을 변경하게끔, 피험자가 상기 센서 상에 손가락을 누르도록 유도하기 위하여 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 스크린; 및 프로세서를 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 프로세서는, 손가락 압력의 AC 및 DC 성분을 측정하고, 최대 진동에서의 AC 손가락 압력 펄스 및 최대 진동에서의 DC 손가락 압력을 식별하며, 최대 진동의 AC 손가락 압력 펄스 및 최대 진동에서의 DC 손가락 압력에 기반하여, 상기 피험자의 혈압을 결정하고, 상기 피험자의 혈압을 스크린 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 프로세서는, 상기 피험자의 손끝 치수 및/또는 상기 피험자의 단일 커프 혈압에 기반하여 혈압을 결정하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 프로세서는, 확장기 혈압을 가변-진폭 손가락 압력 펄스 진동으로부터 계산하고, 수축기 혈압을 혈압 파형으로부터 계산하도록 더 구성될 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 혈압 파형은 전달 함수 및 회귀 방정식을 사용하여 팔 동맥 혈압 파형으로 변환된다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 디바이스는 심장 레벨에서의 혈압을 검출하기 위한 기압 센서를 더 포함할 수 있다.
개시된 기술 요지는 피험자의 혈압의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서, 힘 센서들의 어레이 - 힘 센서는 상기 어레이의 각각의 감지 요소 위의 손가락 압력 및 손가락 압력 펄스를 측정하도록 구성됨 -; 사람이 상기 피험자의 손끝을 센서 어레이 상에 배치시키도록 유도하기 위한 시각적 표시자; 하재 동맥의 외압을 변경하게끔, 피험자가 상기 센서 상에 손끝을 누르도록 유도하기 위하여 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 스크린; 및 프로세서를 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 프로세서는, 상기 어레이의 각각의 감지 요소에서의 손가락 압력의 AC 및 DC 성분을 측정하고, 상기 피험자의 혈압을 상기 AC 및 DC 성분으로부터 측정하며, 상기 피험자의 혈압을 상기 스크린 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 혈압은 상기 감지 요소 상의 최대 압력 펄스 진동 및 상기 손가락 압력의 DC 성분에 기반하여 결정될 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 상기 프로세서는, 손가락 혈압 파형을 상기 AC 및 DC 성분에 기반하여 생성하고, 전달 함수 및 회귀 모델을 사용하여, 상기 혈압 파형을 팔 동맥 혈압 파형으로 변환하도록 더 구성될 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 디바이스는 심장 레벨에서의 혈압을 검출하기 위한 기압 센서를 더 포함할 수 있다.
개시된 기술 요지는 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서, 손가락 압력 및 손가락 압력 펄스를 측정하도록 구성된 힘 센서; 체적변동측정(PPG) 파형을 측정하도록 구성된 손가락 광-PPG 센서; 피험자가 손끝을 상기 힘 센서 및 PPG 센서 상에 배치시킬 때에 유도하기 위한 시각적 표시자; 하재 동맥의 외압을 변경하게끔, 상기 피험자가 손끝을 상기 힘 센서 및 PPG 센서 상에 누르도록 유도하기 위하여 상기 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 스크린; 및 프로세서를 포함하는 디바이스를 제공한다. 상기 프로세서는, 손가락 압력 및 PPG 파형의 AC 및 DC 성분을 측정하고, AC 손가락 압력 성분 및 PPG 파형을 사용하여 동맥 컴플라이언스 곡선(arterial compliance curve)을 계산하며, 상기 피험자의 혈압을 상기 동맥 컴플라이언스 곡선을 사용하여 계산하고, 상기 피험자의 혈압을 상기 스크린 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 상기 프로세서는, 외부 손가락 압력 및 PPG 파형에 기반하여 오실로그램을 형성함으로써 상기 혈압을 계산하고, 상기 동맥 컴플라이언스 곡선과 압력에 대한 상기 오실로그램의 도함수 사이의 교차-상관을 수행하며, 상기 교차-상관의 최소 값 및 최대 값을 수축기 및 확장기 혈압으로서 결정하도록 더 구성될 수 있다.
도 1은 개시된 기술 요지에 따른 모바일 디바이스를 통하여 동맥 혈압(BP)의 무-커프 및 무-교정 모니터링을 위한 예시적인 진동측정 손가락 누름 기법을 예시하는 다이어그램 및 그래프이다.
도 2a 내지 도 2b는 진동측정 손가락 압력 기법을 구현하기 위한 맞춤형 광-체적변동측정(PPG)-힘 센서 유닛을 가진 예시적인 스마트 폰-기반 디바이스 및 개시된 기술 요지에 따라서 무-커프 디바이스를 커프 디바이스에 비교한 것을 보여주는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 개시된 기술 요지에 따르는 스마트 폰 내의 PPG 및 힘 센서를 통한 진동측정 손가락 누름 기법을 구현하기 위한 예시적인 모바일 디바이스 애플리케이션을 예시하는 사진이다.
도 4는 개시된 기술 요지에 따르는 스마트 폰 내의 PPG 및 3D 터치 센서를 사용하여 디지털 동맥으로부터 BP 측정을 하기 위한 기법의 일 예를 보여주는 사진이다.
도 5는 개시된 기술 요지에 따르는 손가락 커프-PPG 디바이스를 통하여 BP 파형을 측정하기 위한 예시적인 볼륨 클램핑 기법을 예시하는 그래프이다.
도 6은 개시된 기술 요지에 따르는 3D 터치 능력이 없는 표준 스마트 폰을 사용하여 맥압을 측정하기 위한 예시적인 기법을 예시하는 다이어그램이다.
도 7은 개시된 기술 요지에 따르는 진동측정 손가락 누름 방법 및 표준 스마트 폰을 통하여 수축기 및 확장기 BP를 측정하기 위하여 손가락 스크린 접촉 면적 측정치로부터 손가락 힘을 계산하는 예시적인 방법을 예시하는 차트이다.
도 8은 개시된 기술 요지에 따르는 손가락 누름 도중의 손가락 압력 측정치 대 시간을 예시하는 차트이다.
도 9는 개시된 기술 요지에 따르는 압평 진동측정(applanation tonometry) 기법에 기반하여 압력 센서만을 가지는 예시적인 손가락 누름 기법을 예시하는 다이어그램이다.
도 10은 개시된 기술 요지에 따르는, BP를 계산하기 위하여 PPG 및 압력 측정치 양자 모두의 AC 성분을 생리학적 모델과 함께 활용하는 예시적인 방법을 예시하는 다이어그램이다.
도 11은 개시된 기술 요지에 따르는, 손가락 경벽 압력이 변동되는 동안에 손가락 PPG 파형의 DC 성분으로부터 정맥 혈압(VP)을 계산하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 다이어그램이다.
도 12는 개시된 기술 요지에 따르는, 세트포인트를 변경하고 VP를 카운터 커프 압력 측정을 통하여 검출함으로써 볼륨 클램핑 손가락 커프-PPG 디바이스를 통하여 VP를 측정하는 예시적인 방법을 예시하는 다이어그램이다.
도 2a 내지 도 2b는 진동측정 손가락 압력 기법을 구현하기 위한 맞춤형 광-체적변동측정(PPG)-힘 센서 유닛을 가진 예시적인 스마트 폰-기반 디바이스 및 개시된 기술 요지에 따라서 무-커프 디바이스를 커프 디바이스에 비교한 것을 보여주는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 개시된 기술 요지에 따르는 스마트 폰 내의 PPG 및 힘 센서를 통한 진동측정 손가락 누름 기법을 구현하기 위한 예시적인 모바일 디바이스 애플리케이션을 예시하는 사진이다.
도 4는 개시된 기술 요지에 따르는 스마트 폰 내의 PPG 및 3D 터치 센서를 사용하여 디지털 동맥으로부터 BP 측정을 하기 위한 기법의 일 예를 보여주는 사진이다.
도 5는 개시된 기술 요지에 따르는 손가락 커프-PPG 디바이스를 통하여 BP 파형을 측정하기 위한 예시적인 볼륨 클램핑 기법을 예시하는 그래프이다.
도 6은 개시된 기술 요지에 따르는 3D 터치 능력이 없는 표준 스마트 폰을 사용하여 맥압을 측정하기 위한 예시적인 기법을 예시하는 다이어그램이다.
도 7은 개시된 기술 요지에 따르는 진동측정 손가락 누름 방법 및 표준 스마트 폰을 통하여 수축기 및 확장기 BP를 측정하기 위하여 손가락 스크린 접촉 면적 측정치로부터 손가락 힘을 계산하는 예시적인 방법을 예시하는 차트이다.
도 8은 개시된 기술 요지에 따르는 손가락 누름 도중의 손가락 압력 측정치 대 시간을 예시하는 차트이다.
도 9는 개시된 기술 요지에 따르는 압평 진동측정(applanation tonometry) 기법에 기반하여 압력 센서만을 가지는 예시적인 손가락 누름 기법을 예시하는 다이어그램이다.
도 10은 개시된 기술 요지에 따르는, BP를 계산하기 위하여 PPG 및 압력 측정치 양자 모두의 AC 성분을 생리학적 모델과 함께 활용하는 예시적인 방법을 예시하는 다이어그램이다.
도 11은 개시된 기술 요지에 따르는, 손가락 경벽 압력이 변동되는 동안에 손가락 PPG 파형의 DC 성분으로부터 정맥 혈압(VP)을 계산하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 다이어그램이다.
도 12는 개시된 기술 요지에 따르는, 세트포인트를 변경하고 VP를 카운터 커프 압력 측정을 통하여 검출함으로써 볼륨 클램핑 손가락 커프-PPG 디바이스를 통하여 VP를 측정하는 예시적인 방법을 예시하는 다이어그램이다.
이제 본 개시된 기술 요지의 다양하고 예시적인 실시형태들을 상세하게 참조할 것인데, 이러한 실시형태들은 첨부 도면에 도시되어 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어들은 일반적으로 개시된 기술 요지의 콘텍스트 내에서, 그리고 각각의 용어가 사용되는 특정 콘텍스트 내에서, 그들의 당업게에서의 보통의 의미를 가진다. 특정 용어들은 실시자가 개시된 기술 요지의 조성 및 방법을 설명할 때에 추가적인 가이드를 제공하기 위해서 아래에, 또는 본 명세서의 다른 부분에서 설명된다.
본 명세서에서 사용될 때, 단어 "a" 또는 "an"이 청구항 및 명세서에서 "comprising"의 용어와 함께 사용되면 "하나"를 의미할 수 있지만, 이것은 "하나 이상", "적어도 하나", 및 "하나 또는 둘 이상"의 의미와도 일관된다. 또한, "having", "invluding", "containing", 및 "comprising"의 용어는 서로 바뀔 수 있고, 당업자는 이러한 용어들이 개방형 단어라는 것을 이해한다.
"about" 또는 "approximately"의 용어는 당업자에 의해서 결정되는 바와 같은 특정 값에 대한 허용가능한 오차 범위 내를 의미하고, 이것은 부분적으로 값이 어떻게 측정되거나 결정되는지, 즉, 측정 시스템의 한계에 의존할 것이다. 예를 들어, "about"은 당업계에서 실시될 때마다, 3 개 또는 4 개 이상의 표준 편차 안에서를 의미할 수 있다. 대안적으로, "about" 은 주어진 값의 최대 20%, 바람직하게는 최대 10%, 더 바람직하게는 최대 5%, 및 더 바람직하게는 여전히 1%를 의미할 수 있다. 대안적으로, 특히 생물학적 시스템 또는 프로세스의 경우, 용어는 어떤 값의 자릿수 내에, 바람직하게는 5-배, 및 더 바람직하게는 2-배 내를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 "사용자" 또는 "피험자" 는 척추동물, 예컨대 인간 또는 비-인간 동물, 예를 들어 포유류이다. 포유류는 인간, 영장류, 농장 동물, 스포츠 동물, 설치류, 및 애완동물을 포함하지만 이것으로 한정되는 것은 아니다.
개시된 기술 요지는 피험자의 혈압을 결정하기 위한 기법을 제공한다. 개시된 기술 요지는 비-침습형 무-커프 디바이스를 사용하여 피험자의 혈압을 결정하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 본 명세서에 구현된 바와 같은 비-침습형 무-커프 디바이스는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 전문화된 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 사용하는 독립형 의학적 디바이스로서 구성될 수 있는 휴대용 디바이스로서 구성되거나 이것을 활용할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 비-침습형 무-커프 디바이스는 범용 모바일 또는 웨어러블 디바이스, 예컨대 스마트 폰, 휴대용 컴퓨터, 또는 다른 적절한 범용 디바이스를 활용할 수 있다. 예시적인 비-침습형 무-커프 디바이스(100)는 카메라(304), 센서(101), 스크린(102), 및 프로세서를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 그리고 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 스크린(102)은 피험자가 손가락(예를 들어, 손가락의 측면)을 카메라 및 스크린 상에 배치하도록 가이드하기 위한 시각적 표시자를 디스플레이하기 위해서 사용될 수 있다(예를 들어, 디지털 동맥으로부터의 측정을 타게팅하고 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하여, 피험자가 손가락을 카메라 및 스크린 상에 균일하게 눌러서 동맥의 외압을 변경하게 하기 위함). 추가적으로 또는 대안적으로, 피험자를 본 명세서에서 설명된 바와 같이 가이드하기 위해서 다른 출력 디바이스가 사용될 수 있다. 이러한 출력 디바이스는 시각적 출력 디바이스, 예컨대 스크린(102) 또는 피험자를 본 명세서에서 설명된 바와 같이 가이드하기 위한 시각적 표시자, 애니메이션, 텍스트 또는 다른 시각적 신호를 제공하도록 구성된 다른 시각적 디바이스를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 추가적인 대안으로서, 출력 디바이스는 피험자를 본 명세서에서 설명된 바와 같이 가이드하기 위한 오디오 표시자, 발화된 텍스트 또는 명령, 또는 다른 오디오 신호를 제공하도록 구성된 스피커 또는 다른 오디오 디바이스를 포함할 수 있다.
예를 들어, 그리고 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 디바이스(100)는 사용자를 위한 최적 손가락 배치를 결정하기 위하여 일회성 또는 주기적 초기화를 제공할 수 있다. 이러한 초기화에서, 사용자는 손가락을 스크린 상에 점점 더 많이 증분하여 배치시키도록 가이드된다. 디바이스(100)는 힘의 포화 상태에 접근하지 않으면서 스크린 접촉의 적절한 영역을 제공하는 손가락 위치설정을 식별할 수 있다. 예를 들어, 그리고 비한정적으로, 디바이스(100)는 사용자가 힘이 포화되지 않고 가장 큰 스크린 접촉 면적을 제공할 수 있는 손가락을 배치시키도록 유도할 수 있는 시각적 표시자를 제공할 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 개시된 디바이스(200)는 힘 센서(101)를 포함할 수 있다. 힘 센서는 힘 센서 상의 손가락 압력을 측정할 수 있다. 예를 들어, 그리고 비한정적으로, 도 2를 참조하면, 힘 센서(201)는 손가락 압력 및 피험자의 PPG 파형 양자 모두를 측정하기 위한 체적변동측정(plethysmography; PPG) 센서(202)에 커플링될 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 힘 센서는 스크린 아래에 위치될 수 있다(예를 들어, 3D 터치 센서). 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자는 그들의 손가락(301)을 스크린(302) 상에 누를 수 있고, 스크린(302) 아래의 힘 센서(303)는 혈압을 결정하기 위하여 인가된 힘을 측정할 수 있다. 스크린은 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이할 수 있어서, 피험자가 상에서 균일하게 눌러서 동맥의 외압을 변경하게 가이드한다.
여전히 도 3을 참조하면, 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 카메라(304)는 손가락 광-체적변동측정(PPG) 파형을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 그들의 손가락을 카메라 및 스크린 상에 균일하게 누를 수 있고(예를 들어, 30 mmHg에서 시작하여 180 mmHg에 가까워짐), 카메라는 사용자의 PPG 파형을 측정할 수 있다. 예를 들어, 그리고 비한정적으로 도 4를 참조하면, PPG 파형을 획득하기 위하여 손가락(401)의 측면이 카메라에 대해 눌려질 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 디바이스(400)의 다른 컴포넌트가 디바이스(400)의 정확도를 개선하기 위해서 동시에 사용될 수 있다. 예를 들어, 손가락의 측면을 전면 카메라 및 스크린에 대해 균일하게 누름으로써, PPG 및 힘 측정치 양자 모두가 개선된 정확도로 획득될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 디바이스(100)는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 측정된 PPG 파형 및 손가락 압력에 기반하여 오실로그램(oscillogram)을 형성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 오실로그램은 가변-진폭 혈액량 진동 대 외부 손가락 압력 함수(105)일 수 있다. 가변-진폭 혈액량 진동은 사용자가 그들의 손가락을 센서에 눌러서 하재 동맥의 외압을 변경할 때에 PPG 파형으로부터 획득될 수 있다. 프로세서는 오실로그램으로부터 혈압을 결정하고, 결정된 혈압을 스크린 상에 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 표준 고정비 알고리즘, 환자-특정 알고리즘, 또는 다른 적절한 진동측정 BP 추정 알고리즘을 사용하여 오실로그램으로부터 수축기 및 확장기 혈압을 추정할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 평균 혈압이 유사한 기법을 사용하여 추정될 수 있다.
대안적으로, 프로세서는 힘 센서를 사용하지 않고서 PPG 센서(예를 들어, 카메라 또는 손가락 PPG 센서)를 통해서 획득될 수 있는 PPG 파형에 의존하여 맥압을 추정할 수 있다(예를 들어, PP = 수축기 혈압 - 확장기 혈압). 손가락 PPG 파형은 외부 손가락 압력을 증가시키는 동안에 교류(AC) 및 직류(DC) 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 PPG 파형의 DC 및/또는 AC 성분을 사용하여 사용자가 PPG 센서(예를 들어, 카메라 또는 손가락 PPG 센서) 상에 얼마나 많은 손가락 압력을 인가할 필요가 있는지를 결정할 수 있다. 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자는 우선 PPG 센서를 강하게 눌러서 사용자 입력에 기반하여 최고 DC 값을 결정할 수 있다. 디바이스(100)는 DC 값 대 시간을 기록하기 위한 그래프를 보여줄 수 있는데, y-축 범위는 식별된 최고 DC 레벨에 의해서 설정될 수 있다. 프로세서는 AC 진동 진폭이 최대가 되는 DC 레벨을 결정하고(이것은 평균 BP에 대응할 수 있음), 실질적인 접촉 압력의 이러한 레벨을 획득하는 데에 있어서 사용자를 가이드하기 위한 일정한 타겟 라인을 보여줄 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 실질적으로 일정한 손가락 압력을 유지하는 동안에, 사용자는 바닥을 향해서 아래를 가리키면서(601) 디바이스(600)를 밑으로 내리고, 디바이스(600)가 위를 바라보면서(602) 디바이스(600)를 그들의 머리 위로 천천히 들어올릴 수 있다(또는 그 반대의 경우도 마찬가지임). 손-올림 작동은 연속적인 동작으로(예를 들어, 20-40 초에 걸쳐서) 또는 스텝별로(예를 들어, 오디오 큐에 의해서 스마트폰에 의해 가이드되는, 한 번에 3-5초에 걸쳐서 약 30도 만큼) 증분하여 수행될 수 있다. 디바이스(600)는 내부 유체정역학 혈압(hydrostatic blood pressure) 변화를 측정하기 위한 가속도계/자이로스코프를 포함할 수 있다. 프로세서는 가변 진폭 혈액량 진동 대 유체정역학 혈압 변화 함수를 획득된 값에 기반하여 생성할 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 이러한 함수는 천이된 오실로그램일 수 있다. PP는 고정비 알고리즘 또는 다른 유사한 알고리즘을 사용하여 오실로그램의 폭으로부터 계산될 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 천이된 오실로그램은 가변-진폭 혈액량 진동을 수직 높이를 사용하여 측정된 유체정역학 압력 변화에 관련시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 가속도계의 하나의 축이 심장에 대한 수직 높이를 결정하기 위하여 사용될 수 있도록 디바이스(600)를 미리 결정된 위치 및 배향에서 홀딩하도록 명령될 수 있다. 예를 들어, 그리고 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 폰의 상단은 폰이 머리 위로 완전히 들어올려질 경우 위를 가리키고, 폰이 완전히 내려지면 아래를 가리키게 된다. 이러한 경우에, 폰의 상-하 방향에서 가속도계는 심장에 대한 수직 높이를 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 대안적으로, 가속도계/자이로스코프 또는 임의의 다른 센서를 사용하지 않으면서 유체정역학 BP 변화가 추정될 수 있다. 실질적으로 일정한 손가락 압력을 유지하는 동안에, 사용자는 바닥을 향해 아래를 바라보는(601) 디바이스(600)를 아래로 내리고, 직관적이고 고정된 증분에서(예를 들어, 오디오 큐를 통해 유도되는 한 번에 3-5 초 동안 약 45 도만큼) 디바이스(600)를 그들의 머리 위로 들어올릴 수 있다. 그러면, 유체정역학 BP 변화가 공지된 증분에 기반하여 추정될 수 있다. 여기에서 장점은, 디바이스(600)가 임의의 미리 결정된 포지션에서 홀딩될 필요가 없어서, 손을 들어올리는 동안에 일정한 손가락 압력을 유지하는 것이 더 쉬워질 수 있다는 것이다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 개시된 디바이스(100)는 품질 평가를 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 손 들어올리기 도중의 PPG 파형을 손가락 누름 도중의 PPG 파형과 비교함으로써 혈압 측정의 품질을 평가할 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 프로세서는 손가락 BP 측정치를 팔 동맥 BP로 변환할 수 있다. 예를 들어, 팔 혈압을 얻기 위해서, 프로세서는 최대 진동을 가지는 PPG 파형 비트를 추출할 수 있다. 그러면, PPG 파형 비트가 그 최소 및 최대가 계산된 손가락 확장기 및 수축기 BP에 대응할 수 있도록 교정될 수 있다. 파 반사를 설명하기 위한 전달 함수 및 저항성 압력 강하를 설명하기 위한 회귀 모델이 손가락 파형 비트를 팔 BP 파형 비트로 변환하기 위해서 적용될 수 있다. 팔 BP 파형 비트의 최소 및 최대는 수축기 및 확장기 혈압이라고 정의될 수 있다. 손가락 PP는 유사한 방식이지만 회귀 모델을 사용하지 않으면서 팔 동맥 PP로 변환될 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 디바이스(100)는 피부 접촉 면적 센서를 포함할 수 있고, 프로세서는 피부 접촉 면적 센서를 사용하여 수축기 및 확장기 혈압을 측정하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 측정된 손가락 면적을 미리 결정된 노모그램을 사용하여 손가락 압력으로 변환할 수 있다. 노모그램은 손가락 면적으로부터 손가락 힘/압력을 예측하기 위한 파라미터 함수(예를 들어, 지수 함수)를 포함할 수 있다. 프로세서는 이러한 함수의 파라미터들을, 손끝 치수를 입력으로 그리고 파라미터(들)를 출력으로 가지는 실험적 수학식을 사용하고 및/또는 공지된 혈압 변화 또는 단일 커프 혈압 측정에 대한, 심장에 대해서 다른 두 높이에서의 2-손가락 압력 측정을 활용함으로써 결정할 수 있다. 실험적 수학식은 피험자들의 코호트(cohort)로부터의 훈련 데이터세트로부터 유도될 수 있다. 손가락 압력은 파라미터 함수를 통하여 영역 측정치로부터 힘을 계산하고, 이러한 값을 측정된 면적으로 나눔으로써 획득될 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 사용자는 디바이스(100)를 심장 레벨 위로 홀딩하여 디바이스(100)의 정확도를 개선할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 누워 있고, 손가락 누름 작동을 수행하는 동안에 디바이스(100)를 팔을 편 채로 위로 홀딩할 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 계산된 혈압은 팔 길이를 사용하여 유체정역학 혈압 변화에 대해서 조절될 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 디바이스(100)는 심장 레벨에서의 BP를 검출하기 위한 기압 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기압 센서는 약 5 cm 미만의 높이차를 검출할 수 있는데, 이것은 혈압의 미소 오차에 대기압(예를 들어, 약 3.5 mmHg 미만의 오차). 사용자는 기압 센서가 있는 디바이스(100)를 심장 레벨에서 국기에 대한 맹세 자세로 약 5-20 초동안 홀딩할 수 있다. 기압 측정치들이 평균화될 수 있다. 사용자는 스마트 폰을 심장에 대한 임의의 수직 레벨을 포함하는 정적인 임의의 방식으로 홀딩하면서, 본 명세서에서 설명된 바와 같이 손가락 누름 기법을 수행하여 혈압을 측정할 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 기압은 손가락 작동 동안에 평균화될 수 있다. 두 개의 측정치들의 차이는 유체정역학 BP 차이에 대해서 혈압 측정을 정정하기 위한 수직 높이를 제공할 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 혈압 측정치는 혈액 밀도, 중력, 및 기압 센서 판독치에 기반하여 심장 레벨에 맞게 정정될 수 있다. 예를 들어, rho-g-h의 값(rho는 공지된 혈액 밀도이고, g는 중력이며, h는 제 2 기압 센서 판독치 - 제 1 기압 센서 판독치임)이 이것을 심장 레벨에 맞게 정정하기 위해서 혈압 측정치에 가산될 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 개시된 디바이스(100)는 PPG 및 기압 측정의 품질을 평가하기 위해서 사용될 수 있는 온도 센서를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 기압 센서는 손 들어올리기 기법(601, 602) 도중에 심장에 대한 개시된 디바이스(100)의 수직 높이를 결정하기 위해서 가속도계에 대해서 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 개시된 디바이스(100)는 사용자/피험자의 혈압을 압력 센서만 가지고서 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 동맥 위에 있는 디바이스(100)의 힘 센서 위를 누를 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 개시된 디바이스(100)는 공지된 영역의 힘 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 손가락 누름을 수행할 수 있고, 및 종래의 압평 진동측정 원리와 일치하게, AC 압력 파형은 벽 장력(wall tension)이 감소함에 따라 증가하고 동맥 폐색이 있으면 감소할 수 있다. 최대 진폭에서의 AC 파형 비트는 센서(k)의 면적으로 나누어진 동맥의 면적에 관련될 수 있는 미지수 상수에 의해 스케일링된 제로-평균 혈압 파형 비트(△P(t)에 대응할 수 있다. 평균 혈압(P_m)은 AC 진폭이 압평 진동측정에 따라서 최대인 지점에서의 DC 압력에 의해서 제공될 수 있다. 프로세서는 k△P(t)+P_m을 표시하는 파형을 측정치에 기반하여 생성할 수 있다. 파라미터(k)는 완전히 정의된 손가락 혈압 파형 비트를 가지도록 결정될 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 파라미터(k)는 동맥 면적을 손끝 치수에 관련시키는 실험적 수학식을 통하여 또는 단일 커프 혈압 측정을 이용한 교정에 의해서 결정될 수 있다. 본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 파라미터(k)는 AC 압력 파형으로부터의 측정된 확장기 혈압(P_d)에 기반하여 결정될 수 있다. △P(t)의 최소는 P_d-P_m과 같아지도록 스케일링될 수 있고, P_m은 파형에 추가되어 손가락 BP 파형을 생성할 수 있다. 파형의 피크는 수축기 혈압(P_s)일 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 개시된 디바이스(200)는 손가락 혈압을 진동측정식 손가락 누름(tonometric finger pressing)을 사용하여 측정할 수 있다. 압평 진동측정 원리에 따르면, 힘 센서는 벽 장력이 힘 센서에 대해서 수직이 될 수 있도록 동맥을 평평하게 하거나 압평할 수 있고(applanate), 압력이 공지된 센서 면적에 대한 측정된 힘의 비율로서 유도될 수 있도록 평활화된 동맥에 의해서 망라될 수 있다. 예를 들어, 개시된 디바이스(200)는 멀티-센서 힘 어레이를 포함할 수 있다. 멀티-센서 어레이는 디바이스(200)(예를 들어, 모바일 디바이스 또는 스마트 폰)의 뒷면에 부착될 수 있다. 사용자는 손가락 누름 작동을 수행할 수 있고, 손가락 압력 및 모든 센서에 걸친 최대 힘 진동 비트가 검출될 수 있다. 이러한 비트는 감지 요소 면적으로 나누어져서 손가락 BP 파형 비트를 제공할 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 센서 어레이는 전체 센서보다 작을 수 있는 감지 요소를 포함할 수 있다. 따라서, 더 작은 감지 요소는 높은 분해능 사양을 요구하지 않는 센서 어레이 내에서 사용되기에 적합할 수 있다.
본 명세서에서 구현되는 바와 같이, 개시된 디바이스(100)는 혈압 계산의 개선된 정확도를 위하여 감응 힘 센서 및 PPG 센서 양자 모두를 활용할 수 있다. PPG 센서는 카메라 또는 손가락 PPG 센서일 수 있다. 프로세서는 PPG 및 압력 측정치 양자 모두의 AC 성분으로부터 수축기 및 확장기 혈압을 계산할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 오실로메트리 모델(oscillometry model)을 사용하여 PPG 및 압력 측정치의 AC 성분으로부터 혈압을 계산할 수 있다. 디바이스(100)는 AC 압력 파형을 검출할 수 있는 PPG-힘 센서 유닛을 포함할 수 있다. 사용자는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 센서 유닛을 이용하여 손가락 누름 방법을 수행할 수 있다. 다수의 PPG 파형 비트들에 대응하도록 연쇄될 수 있는 최대 진폭의 AC 압력 파형 비트가 선택될 수 있다. PPG 파형의 도함수가 연쇄된 압력 파형에 대해서 선택되고 DC 압력 측정치에 대해서 그려질 수 있어서, 천이된 동맥 컴플라이언스 곡선을 표시하는 데이터 포인트가 제공된다. 예를 들어, 파라미터 함수는 데이터 포인트로 근사화될 수 있고, 함수들은 그들의 피크가 스케일링된 동맥 컴플라이언스 곡선에 도달하기 위하여 제로 경벽 압력에 있게 되도록 천이될 수 있다. 한정을 위한 것이 아니라 예시를 위하여, 혈압은 오실로그램을 형성하고, 외부 손가락 압력에 대해서 그 도함수를 취하며, 동맥 컴플라이언스 곡선 및 오실로그램의 도함수 사이의 교차-상관을 수행함으로써 계산될 수 있다. 교차-상관 함수의 피크 위치는 확장기 BP를 나타낼 수 있고, 골 위치는 수축기 혈압을 나타낼 수 있다. 대안적으로, 컴플라이언스 곡선이 있는 오실로메트리 모델이 측정된 오실로그램 또는 최적의 의미에서는 그 도함수에 근사화되어 혈압을 추정할 수 있다.
예
후속하는 예들은 개시된 기술 요지의 예시 및 확정을 위해서 제공되며, 이들을 한정하지 않는다.
배경
높은 동맥 혈압(blood pressure; BP)은 전세계적으로 세 명의 성인 중 약 한 명)을 고통스럽게 하고 있다. 발병이 나이에 따라 증가하지만, 어떤 사람들은 성인이 된 초기에 고혈압이 발병할 수 있다(예를 들어, 미국의 40 대 이하 성인 다섯 명 중 두 명 이상이 고혈압임). 상태는 보통 무증상이지만 뇌졸중 및 심장 질환의 위험은 주어진 나이에서 BP와 함께 정비례할 수 있다. 라이프스타일이 변하고 많은 저렴한 매일 복용하는 약물이 BP 및 심혈관 위험을 낮출 수 있다. 그러나, 고혈압이 있는 일곱 명의 사람 중 약 세 명만이 그들의 상태를 알고 있고, 이러한 일곱 명 중 한 명만이 그들의 BP를 관리한다. 낮은 리소스 설정에서의 고혈압에 대한 유행병학 데이터가 더 놀랍다. 결과적으로, 고혈압은 수명이 장애를 조절하면서 줄어들게 되는 주된 원인으로 대두되었다.
청진 및 진동측정 BP 측정 디바이스가 고혈압을 관리하는 데에 있어서 유익하게 사용되어 왔다. 동시에, 이러한 디바이스는 이들이 팽창가능한 커프에 의존하기 때문에 최악의 고혈압 각성 및 제어 레이트에 대한 책임이 있을 수 있다. 커프-기반 디바이스는, 특히 낮은 리소스 설정에서는 쉽게 사용가능하지 않다. 그러므로, 대부분의 사람은 그들의 BP를 규칙적으로 점검하지 않는다. 스트레스, 물리적 활동, 및 다른 인자에 기인하여 환자가 보통의 경우보다 더 높은 또는 더 낮은 BP를 제공하는 클리닉에서의 백색 코트 및 마스킹된 효과를 피하기 위해서, 그리고 시간에 따라 발생할 수 있는 BP에서의 큰 변동을 평균화하여 제거하기 위하여 일상 생활 중에 규칙적으로 측정하는 것이 필요하다. BP가 더 편리하게 측정될 수 있으면, 더 많은 사람이 그들의 상태를 알 수 있거나 약물을 복용하도록 동기부여될 수 있다.
그러므로, 무-커프 BP 모니터링 디바이스가 널리 연구되어 왔다. 그러나, 조사 대상인 디바이스는 일반적으로 측정치를 mmHg의 단위로 출력하기 위해서 커프 디바이스와 교정되는 것이 요구되는 제한 사항을 겪게 된다.
진동측정 원리가 용이하게 이용가능한 스마트 폰을 통한 무-커프 및 무-교정 BP 모니터링을 위해서 확장되어 왔다. 도 1 이 이러한 개념을 예시한다. 사용자는 하재 동맥(underlying artery)의 외압을 지속적으로 증가시키기 위하여 그들의 손끝을 폰(심장 레벨에서 홀딩됨)에 대해서 눌러서 액츄에이터의 역할을 한다(커프 대신에). 한편, 기본적인 광-체적변동측정(PPG) 및 힘 트랜스듀서가 임베딩된 폰은 결과적으로 얻어지는 가변-진폭 혈액량 진동 및 인가된 손가락 압력을 측정하기 위한 센서(커프 디바이스가 아님)로서의 역할을 한다. 또한, 폰은 손가락 작동을 가이드하기 위한 시각적 피드백을 제공하고, 커프 디바이스와 유사하게 측정치로부터 BP를 계산하기 위한 알고리즘을 적용한다. 비디오 시연이 이용될 수 있다.
이러한 "진동측정 손가락 누름 방법(oscillometric finger pressing method)"을 구현하기 위해서 스마트 폰의 후면에 부착된 맞춤형 PPG-힘 센서 유닛을 포함하는 디바이스가 개발되었다. 이러한 디바이스는 정상혈압 범위에 걸쳐서 FDA-인증 손가락 커프 볼륨 클램핑 디바이스에 비견되는 정확도의 레벨을 가지는 BP 측정치를 제공할 것이다. 도 2는 이러한 디바이스 및 정확도 결과를 예시한다. 진동측정 손가락 누름 방법은 전면 카메라를 PPG 센서로서 사용하고 스크린 아래의 감응 압박 게이지 어레이("3D 터치")를 힘 센서로서 활용함으로써 아이폰 X 애플리케이션으로서 간단하게 구현될 수 있다. 도 3은 이러한 앱을 예시한다.
혈압을 측정하기 위한 기법은, PPG 및 힘 센서 및 시각적 인덱스들이 있는 모바일 디바이스를 사용하여 손끝을 센서 유닛 상의 어디에 배치할지를 표시하는 것, 스마트 폰의 유도 하에 손끝 압력을 지속적으로 변경하는 것, 오실로그램(가변-진폭 혈액량 진동 대 인가된 압력 함수)을 형성하는 것, 및 오실로그램으로부터 BP를 계산하는 것을 포함했다. 이러한 기법은 손가락 누름 을 통한 BP 측정을 위한 편리한 사이트 - 손끝 내의 가로 수장궁 동맥(도 1 참조)를 제공했다.
개시된 기술 요지는 혈압의 측정을 더 진보시키기 위한 관련된 개선 사항들을 포함한다. 이러한 개선은 종래의 기법의 단점을 일반적으로 피하게 된다.
현존 PPG 및 힘 센서를 가진 스마트 폰을 위한 개선된 앱
아이폰6s 내지 아이폰 X 모델 및 선택적인 화웨이 및 샤오미 모델을 포함하는, 3D 터치 능력을 가지는 많은 스마트 폰이 존재한다. 이러한 폰에서, PPG 감지를 위한 전면 카메라는 스크린 아래의 힘 센서로부터 일부 거리(예를 들어, 2-8 mm) 떨어져 있고, 혈액량 진동의 고-충실도 측정을 위해서는 손끝에 있는 손톱의 베이스가 전면 카메라 위에 있어야 한다. 그러므로, 손가락의 소부분만이 스크린 아래의 힘 센서 위에 있게 될 것이고, 이것이 힘의 측정을 열화시킬 것이고 손가락 힘에 작은 변화가 있어도 압력에 큰 변화로 전환될 것이다(즉, 손가락 작동이 더 어려워짐). 반대로, 손끝의 더 큰 부분을 스크린 위에 배치하면 PPG 측정치가 열화될 것이다.
개시된 기술 요지는 이미 스마트 폰 안에 있는 PPG 및 3D 터치 센서를 통하여 BP를 측정하기 위해서 손가락의 측면을 따라 진행되는 디지털 동맥(도 1 내지 도 3 참조)을 타게팅하도록 구성된 기법을 제공한다. 도 4는 손가락 위치설정 개념을 예시한다. 손가락의 측면을 전면 카메라 및 스크린에 대해서 균일하게 누름으로써, PPG 및 힘 측정 양자 모두가 우수한 정확도로 획득될 수 있다. 그러나, 손가락의 너무 많은 부분을 스크린 상에 배치하면 더 낮은 압력에서 힘 측정이 포화될 수 있다. 해결책은 주어진 사용자에 대한 최적 손가락 배치를 결정하기 위해서 일회성 또는 주기적 초기화(예를 들어 도 3b 참조)를 채용하는 것이다. 이러한 초기화 시에, 사용자는 손가락의 더 많은 부분을 스크린 상에 증분하여 배치시키고, 각각의 손가락 배치에 대해서 손가락 누름 방법을 수행한다. 힘의 포화 상태에 접근하지 않으면서 스크린 접촉의 최대 면적을 제공하는 손가락 위치설정을 결정하기 위해서 데이터가 분석된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 폰은 심장 위에(예를 들어 어깨 레벨)에 홀딩될 수 있고, 이것은 손가락 내의 BP를 감소시키고 따라서 힘 센서가 더 일찍 포화될 가능성이 줄어든다. 그러면, 심장 및 어깨 레벨 사이의 공지되거나 측정된 거리가 계산된 BP를 이러한 "유체정역학 BP 변화"에 대해서 정정하기 위하여 사용될 수 있다(세부사항에 대해서는 다음 섹션을 참조).
힘 센서가 없는 종래의 스마트 폰을 위한 앱
거의 모든 성인이 고혈압이 진행될 실제적인 위험을 가지고 있고 낮은 리소스 설정을 포함하는 스마트 폰이 수십 억의 사람들에게 이용가능하다면, 독립형 스마트 폰을 BP 모니터로 만드는 것이 바람직하다. 그러나, 대부분의 스마트 폰은 3D 터치 또는 유사한 감응식 힘 센서를 포함하지 않는다. 이와 같이, 개시된 기술 요지는 표준 스마트 폰을 사용하여 mmHg 단위로 절대 BP를 측정하기 위한 기법을 제공한다.
하나의 예는 손가락 작동 대신에 팔을 사용한다. 오실로메트리에서는, 커프가 동맥을 압축시켜서 그 외부 압력을 변경하게 한다. 이러한 프로세스 중에, 디바이스는 커프 압력도 측정하는데, 이것은 동맥 내의 혈액량 진동(AC 커프 압력) 및 외압(DC 커프 압력) 양자 모두를 표시한다. BP는 결과적으로 얻어지는 오실로그램으로부터 추정되는데, 이것은 다시 말하건대 가변-진폭 혈액량 진동을 인가된 압력에 관련시키는 함수이다. 오실로그램의 가로좌표가 더 일반적으로는 동맥의 경벽 압력(즉, 이러한 경우에는 내부 BP - 외부 커프 압력)으로 여겨질 수 있다는 것에 주의한다. 따라서 어떤 방법은 경벽 압력(transmural pressure)을 변경하기 위해서 동맥의 외압이 아니라 내압을 변경하는 것을 수반한다. 손가락에 착용된 링 디바이스의 사용자가 팔을 뻗은 상태로 그들의 손을 아래로 내림에 따라서, 손가락 내의 내부 BP는 팔 혈액 칼럼(arm blood column)의 무게에 기인하여("유체정역학 효과") 와 같은 양만큼 증가하는데, 여기에서 는 혈액의 공지된 밀도이고, 는 중력이며, 는 손 위치와 심장 사이의 수직 거리이다. 이러한 방식으로, 커프가 없이 동맥 경벽 압력이 변동된다. 디바이스는 PPG 센서, 힘 센서, 및 가속도계를 포함한다. 가속도계는 유체정역학 BP 변화의 측정을 허용한다(즉, 인데, 여기에서 은 측정된 팔 길이이고, 는 팔 및 수평 평면 사이의 각도이며, 는 가속도계 출력임). 통상적인 팔 길이에 대한 BP 변화는 심장 레벨에 대하여 약 ±50 mmHg이다. 80 mmHg의 평균 BP의 경우, 경벽 압력 변동은 약 30 내지 130 mmHg이다. 그러나, 양의 및 음의 경벽 압력 레짐 양자 모두에서의 오실로그램이 BP를 정확하게 계산하기 위해서 필요하다. 따라서, 링은 음의 경벽 압력을 생성하기에 충분하도록 꼭 맞게 착용되어야 한다. 공지된 영역의 힘 센서는 손가락 상에서의 링 접촉 압력을 측정하는데, 이것이 유체정역학 BP 변화로부터 감산된다. 그러면, BP는 경벽 압력 변화의 함수로서 PPG 진동으로부터 추정될 수 있다. 주된 문제점은 링에는 평균 BP 근처의 압력이 인가되어야 하지만, BP는 측정되어야 하는 것이라는 점이다.
손을 스마트 폰까지 들어올리는 작동에서의 다른 문제점은 힘 센서에 대한 필요성을 없애고 있다. 그러나, 모든 스마트 폰이 카메라 또는 전용 센서의 형태인 PPG 센서(예를 들어, 삼성 갤럭시 S 시리즈) 및 3-축 가속도계/자이로스코프 조합을 가지고 있는 것에 주의한다.
이러한 문제점과 다른 문제점을 해결하기 위하여, 개시된 기술 요지는 측정을 맥압으로 한정할 수 있다(PP = 수축기 BP - 확장기 BP). PP는 고립된 수축기 고혈압을 검출하는 데에 유용할 수 있는데, 이것은 노화에 따라서 발생하는 고혈압의 공통적인 형태이다.
전체 사상을 설명하기 위하여, 도 5(좌측)는 외부 손가락 커프 압력을 증가시키는 동안의 손가락 PPG 파형(AC 및 DC 성분)을 보여준다. (통상적으로 실용에서는 이루어지지만, PPG 파형이 반전되지 않는다는 것에 주의한다.) DC 성분이 최대 값까지 증가하는 동안에 진폭에 있어서 AC 성분이 증가한 후에 감소하는데, 이것은 진동측정 원리와 일치하는 것이다. 이러한 최대 값은 주어진 사용자에 대해서 시간에 따라서 변한다.
도 6은 표준 스마트 폰만을 사용하여 절대 PP를 측정하는 전체 사상을 실행하기 위한 예시적인 단계들을 보여준다. 제 1 단계는 PPG 파형의 DC 및/또는 AC 성분을 사용하여 사용자가 스마트 폰 PPG 센서 상에 얼마나 많은 손가락 접촉 압력을 인가해야 하는지를 결정하는 것이다. 예를 들어, 사용자는 PPG 센서 상에서 매우 세게 눌러서 최대 DC 값을 결정한다. 그러면, 스마트 폰은 DC 값 대 시간을 기록하기 위한 그래프를 보여줄 수 있는데, y-축 범위는 최대 DC 레벨에 의해서 설정된다. 또한, 그래프는 두 개의 타겟 라인을 포함하는데, 이것은 사용자가 예를 들어 20-40 초 안에 최대 DC 레벨에 도달하도록 점점 더 세게 눌러야 한다는 것을 표시한다. (사용자는 도면에 표시된 바와 같이 강하게 누른 상태로부터 손가락 압력을 천천히 이완시킬 수도 있다.) 현재 DC 레벨(예를 들어, 수 개의 비트들의 평균)이 실시간으로 표시되어 손가락 작동을 가이드한다. 그러면, 스마트 폰은 AC 진동 진폭이 최대 근처가 되는 DC 레벨을 찾고(이것은 평균 BP에 대응함), 접촉 압력의 이러한 레벨을 획득하는 데에 있어서 사용자를 가이드하기 위한 일정한 타겟 라인을 보여준다. 이러한 일정한 손가락 압력을 유지하는 동안에, 사용자는 폰을 바닥을 가리키면서 아래로 내리고, 이것을 이제는 폰이 위를 가리키는 상태로 그들의 머리 위로 천천히 들어올린다(또는 그 반대의 경우도 마찬가지이다). 손-올림 작동은 연속적인 동작으로(예를 들어, 20-40 초에 걸쳐서) 또는 스텝별로(예를 들어, 오디오 큐에 의해서 폰에 의해 가이드되는, 한 번에 3-5초에 걸쳐서 약 30도 만큼) 증분하여 수행될 수 있다. 내부 유체정역학 BP 변화를 측정하기 위해서 y-축 가속도계/자이로스코프가 사용된다. 결과적으로 얻어지는 가변 진폭 혈액량 진동 대 유체정역학 BP 변화 함수는 수평으로 천이된 오실로그램이다. 수평 천이는 알려져 있지 않은데, 그 이유는 손가락 접촉 압력이 측정되지 않기 때문이다. 이러한 이유로, 수축기 및 확장기 BP가 계산될 수 없다. 그러나, PP는 표준 고정비 알고리즘 또는 다른 알고리즘을 사용하여 오실로그램의 폭으로부터 계산될 수 있다. 사용자가 손 들어올리기 작동에 걸쳐서 접촉 압력을 유지했다는 것을 점검하기 위해서, 최대 진동이 초기 최대 진동과 비교될 수 있다. 두 값들이 크게 다르면, 사용자는 다시 시도하라고 요청된다.
대안적으로, 가속도계/자이로스코프 또는 임의의 다른 센서를 사용하지 않으면서 유체정역학 BP 변화가 추정될 수 있다. 일정한 손가락 압력을 유지하는 동안에, 사용자는 바닥을 향해 내리고 이것을 직관적으로 고정된 증분에서 상향으로 들어올린다(예를 들어, 오디오 큐를 통해 유도되는 한 번에 3-5 초 동안 약 45 도만큼). 그러면, 유체정역학 BP 변화가 공지된 증분에 기반하여 추정될 수 있다. 이것의 장점은, 가속도계/자이로스코프 사용에 영향을 줄 수 있는 폰 배향이 중요하지 않게 되어 손 들어올리기가 수행하기가 더 쉬워질 수 있다는 것이다. 추가적으로, 일정한 손가락 압력을 결정하기 위한 초기 단계가 필요하지 않을 수 있다. 사용자는 간단히 PPG 센서 상에서 세게 누르고 손 들어올리기를 수행할 수 있다. 뒤집힌 U-형 오실로그램이 관측되지 않으면, 폰은 사용자에게 다시 하거나 초기 단계를 수행하라고 요청할 수 있다. 다른 대안으로서, 손목의 뒷부분으로부터 PPG 파형을 측정하기 위한 PPG 센서가 있는 스마트워치(예를 들어, 애플 워치)가 그 대신에 사용될 수 있다. 초기 단계는 시계를 타이트하게 착용함으로써 수행될 수 있다. 후속 BP 측정을 위해서 동일하게 타이트한 시계 착용이 사용될 수 있다.
다른 예는, 전면 카메라에 추가하여 스크린 아래의 현존 용량성 센서 어레이를 손가락 접촉 면적을 정확하게 측정하기 위하여 활용함으로써, 표준 스마트 폰을 통하여 수축기 및 확장기 BP를 측정하기 위한 기법을 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 지수 함수와 같은 파라미터 함수가 손가락 면적을 힘에 관련시킬 수 있다. 이러한 함수의 1 개 내지 3 개의 미지의 파라미터가 주어진 사용자에 대해서 다양한 방법들로 결정될 수 있다. 한 방법은 폰으로 측정된 손끝 치수(예를 들어 도 3b 참조)를 입력으로서 사용하고 파라미터(들)를 출력으로서 사용하는 실험적 수학식을 형성하는 것이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 공지된 BP 변화에 대하여 심장에 대한 두 가지 상이한 높이에서의 두 가지 손가락 누름 측정치 및/또는 단일 커프 BP 측정치가 획득될 수 있고, 손가락 누름 방법이 BP 값을 제공하도록 파라미터가 결정될 수 있다. 그러면, 손가락 압력은 파라미터 함수를 통하여 영역 측정치로부터 힘을 계산하고, 이러한 값을 측정된 면적으로 나눔으로써 획득될 수 있다. 이러한 함수는 더 높은 압력에서는 정확도가 떨어지지만, 면적에서의 작은 변화는 압력의 큰 변화로 전환된다(도 7 참조). 그러므로, 바람직하게는 더 낮은 압력 범위(즉, 도 7의 "ROI" 또는 관심 구역)가 사용되어야 한다. 더 낮은 압력 범위를 보장하기 위한 하나의 방법은 사용자가 폰을 심장 레벨 위로 홀딩하여 혈압을 감소시키는 것이다. 예를 들어, 사용자는 누워 있고, 손가락 누름 작동을 수행하는 동안에 폰을 팔을 편 채로 위로 홀딩할 수 있다. 그러면, 손가락 누름 방법을 통한 계산된 BP는 팔 길이를 사용하여 유체정역학 BP 변화에 대해서 조절될 수 있다.
어떤 예의 경우에도, 측정되는 것은 손가락 BP이다. 하지만 팔 BP가 임상적으로 중요할 수 있다. 손가락 BP는 저항성 압력 강하에 기인하여 팔 BP보다 약 10 mmHg만큼 낮다. 손가락 PP는, 특히 더 부드러운 동맥 내에서는 파 반사에 기인하여 팔 PP보다 높다. 그러므로, 손가락 확장기 및 평균 BP는 팔 확장기 및 평균 BP보다 낮은 반면에, 손가락 수축기 BP는 팔 수축기 BP에 상대적으로 변할 수 있다. 팔 BP를 획득하기 위하여, 최대 진동을 가지는 PPG 파형 비트가 추출된다. 이러한 비트는 최선이긴 하지만 손가락 BP 파형 비트에 불완전하게 대응할 수 있다. 그러면, PPG 파형 비트가 그 최소 및 최대가 계산된 손가락 확장기 및 수축기 BP에 대응하도록 교정된다. 전달 함수(파 반사를 설명하기 위함) 및 회귀 모델(저항성 압력 강하를 설명하기 위함) 또는 유사한 변환이 이제 손가락 파형 비트를 팔 BP 파형 비트로 변환하기 위해서 적용된다. 팔 BP 파형 비트의 최소 및 최대가 수축기 및 확장기 BP로서 취해진다. 손가락 PP만이 이용가능하다면, 그 진폭이 손가락 PP와 같아지도록 최대 진폭의 PPG 파형 비트가 교정되고, 그러면 제로-평균 팔 BP 파형을 획득하도록 전달 함수가 적용된다. 이러한 파형의 피크-피크 진폭은 팔 PP를 제공한다.
심장 레벨에서의 BP 측정을 위한 편리한 센서
종래의 기법은 사용자의 이미지의 처리를 통하여 심장 레벨에서의 BP 측정을 보장하는 것을 목적으로 하는 단계들을 포함했다. 이러한 이미지 처리는 어렵고, 충분히 정확하지 않을 수도 있다. 개시된 기술 요지는 유체정역학 BP 정정을 위해서 증가된 감도를 가지는 감응성 기압 센서를 사용하기 위한 기법을 제공한다. 이러한 센서는 5 cm 미만의 높이차를 검출할 수 있는데, 이것은 겨우 약 3.5 mmHg 미만의 오차에 대응하는 것이다. 예시적인 단계들은 다음과 같다. 도 2의 디바이스와 유사한 디바이스가 개발되지만, 기압 센서를 더 포함한다. 우선, 사용자는 "국기에 대한 맹세" 자세에서 폰을 심장 레벨에서 5 내지 20 초 동안 홀딩한다. 기압 측정치가 평균화된다. 그러면, 사용자는 스마트 폰을 심장에 대한 임의의 수직 레벨을 포함하는 정적인 임의의 방식으로 홀딩하면서, 손가락 누름 방법을 수행하여 BP를 측정한다. 기압은 손가락 작동에 걸쳐서 평균화된다. 두 개의 측정치들의 차이는 유체정역학 BP 차이에 대해서 BP 측정을 정정하기 위한 수직 높이를 제공한다. 기압 센서에는, 차가운 손가락 및 다른 인자에 의해서 열화되는 PPG 측정치의 품질을 평가하기 위해서 사용될 수 있는 온도 센서가 동반될 수도 있다.
압력 센서만을 가진 맞춤형 디바이스
PPG 센서, 특히 가시광을 채용하는 것은 낮은 신호 상태에서는, 예컨대 추운 환경(예를 들어, 에어컨이 작동하는 방) 및 어두운 피부의 환경에서는 양호하게 동작하지 않는다. BP 범위(예를 들어, 0-250 mmHg)에 걸친 펄스 및 압력을 측정할 수 있는 압력 센서만을 사용하면, 센서 디자인을 단순화하거나 BP 측정 시에 더 큰 정확도를 제공하면서도 PPG의 한계를 극복할 수 있다. 개시된 기술 요지는 압평 진동측정 원리에 기반하여 손가락 누름 방법을 압력 센서만을 사용하여 구현하는 것을 포함할 수 있다. 일반적 원리는 힘 센서를 동맥 상에서 누르는 것을 수반한다. 이러한 예에서, 센서는 (i) 벽 장력이 힘 센서에 대해서 수직이 되도록 동맥을 평평하게 하거나 압평(applanate)해야 하고, (ii) 압력이 공지된 센서 면적에 대한 측정된 힘의 비율로서 유도될 수 있도록 평활화된 동맥에 의해서 망라되어야 한다.
도 2의 디바이스와 유사한 디바이스가 개발되지만, 공지된 영역의 감응 힘 센서만을 포함한다. 사용자는 손가락 누름 프로시저를 수행한다. 도 8은 손가락 누름 작동 도중의 결과적으로 얻어지는 손가락 압력을 시간의 함수로서 예시한다. AC 압력 파형은 벽 장력이 감소함에 따라서 증가하고, 그 후에 동맥 폐색에 따라서 감소된다. 따라서, 패턴은 오실로메트리와 유사하다. 최대 진폭에서의 AC 파형 비트는 센서의 면적()으로 나누어진 동맥의 미지수인 면적에 관련될 수 있는 상수에 의해 스케일링된 제로-평균 혈압 파형 비트()에 대응할 수 있다. 평균 BP()는 AC 진폭이 최대인 지점에서의 DC 압력에 의해서 주어질 수 있다. 그러므로, 이러한 프로세스는 를 표시하는 파형을 제공한다. 완전히 정의된 손가락 BP 파형 비트를 가지기 위해서는 파라미터 가 결정되어야 한다. 이러한 파라미터는 여러 방식으로 결정될 수 있다.
파라미터 는 동맥 면적을 손끝 치수(예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이 스마트 폰에 의해서 측정됨)에 관련시키는 실험적 수학식을 통하여 또는 단일 커프 BP 측정치를 사용한 교정에 의하여 결정될 수 있다. 어느 경우에서나, 동맥 면적은 어떤 사람에 대해서는 일정한 것으로 가정될 수 있다.
파라미터를 결정하기 위한 다른 방법은 고정비 알고리즘과 유사한 진동측정 알고리즘과 유사하게 AC 압력 파형으로부터 확장기 BP()를 검출하는 것이다. 그러면, 의 최소가 와 같아지도록 스케일링된다. 을 파형에 추가하면 손가락 BP 파형이 제공되고, 이러한 파형의 피크는 수축기 BP()를 나타낸다. 수축기 BP는 통상적으로 진동측정 알고리즘을 통해서 측정하기가 가장 어렵다.
도 9는 진동측정식 손가락 누름을 통하여 손가락 BP를 결정하기 위한 더 정확한 방법을 보여준다. 멀티-센서 힘 어레이가 스마트 폰의 후면에 부착된다. 손가락 누름 작동이 수행된다. 모든 손가락 압력 및 모든 센서에 걸친 최대 힘 진동 비트가 검출된다. 이러한 비트는 감지 요소 면적으로 나누어져서 손가락 BP 파형 비트를 제공한다. 이러한 방법은 알고리즘이 없고, 및 진동측정 BP 측정의 정확도를 한정하는 것이 바로 알고리즘이다. 추가적으로, 감지 요소가 전체 센서보다 작기 때문에, 측정을 위한 압력 펄스는 더 크다(그리고 압평 진동측정 원리를 통한 BP에 대응함). 결과적으로, 각각의 요소는 고도로 민감할 필요가 없고, 예를 들어 0-250 mmHg의 범위를 가지고 약 1-2 mmHg의 분해능을 가질 수도 있다. 동일한 영역을 커버하는 오직 하나의 감지 요소만이 존재한다면, 최대 진폭 진동은 수 mmHg에 지나지 않을 수 있고, 따라서 분해능은 동일한 범위를 가지면서 약 0.1-0.2 mmHg가 되어야 할 것이다. 각각의 감지 요소는 0.5 제곱 밀리미터 이하의 면적을 커버할 수 있다. 이러한 예시적인 방법은 손끝을 자동으로 스퀴징하는 기계적 컨트랩션(contraption) 기능을 가지고 구현될 수도 있다.
모든 경우에, 앞의 섹션에서 설명된 바와 같이 손가락 BP 파형은 팔 BP로 변환되고 심장 레벨에 맞게 정정될 수 있다.
PPG 및 감응식 압력 센서를 통한 정확한 BP 계산 알고리즘
AC 압력 파형 및 DC 외부 압력을 측정하기 위한 감응식 압력 센서는 대안적으로 PPG 센서와 공동으로 사용되어 BP 계산의 정확도를 개선할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 진동측정 알고리즘은 임상적인 정확도를 달성하는 데에 있어서의 병목 지점이다.
도 10은 손가락 누름 작동 도중의 PPG(AC 성분만) 및 감응식 압력 측정치를 보여준다. 개시된 기술 요지는 PPG 및 압력 BP 측정치 양자 모두의 AC 성분으로부터 수축기 및 확장기 BP를 계산하기 위한 기법을 제공한다.
선행 섹션에서 설명된 예시적인 방법과 유사하게, 하나의 방법은 고정비 또는 다른 알고리즘을 사용하여 오실로그램으로부터 확장기 및 평균 BP를 측정하고, 최대 진폭의 AC 압력 비트를 찾으며, 그 최소 및 평균이 확장기 및 평균 BP와 같아지도록 이것을 스케일링하는 것이다. 그러면, 수축기 BP는 교정된 손가락 BP 파형의 피크로서 주어진다.
다른 방법은 오실로메트리의 수학적 모델을 호출하는 것이다. 유용한 오실로그램 모델은 진동 진폭()을 다음과 같이 SP 및 DP( 및 에서 평가된 동맥 혈액량-경벽 압력 관계()의 차이로서 나타낸다:
여기에서 는 동맥의 외압이고 는 혈액량을 PPG 단위로 변환하기 위한 스케일 인자이다. 이러한 수학식을 에 대해서 미분하면 오실로그램의 도함수의 다음 모델이 제공된다:
여기에서 는 의 도함수이고 동맥 컴플라이언스 곡선을 나타낸다. 컴플라이언스 곡선에 대한 하나의 예시적인 파라메트릭 모델은 다음과 같다:
여기에서 는 단위-계단 함수이고, 및 는 음의 및 양의 경벽 압력에 걸친 동맥 컴플라이언스 곡선 폭을 반영하며, 는 곡선의 높이를 나타낸다. 이러한 모델은 수축기 및 확장기 BP 및 동맥 컴플라이언스 파라미터를 결정하기 위해서 측정된 오실로그램에만 근사화할 수 있다. 그러므로, 종래의 진동측정 알고리즘과 반대로, 이러한 예시적인 알고리즘은 BP 및 컴플라이언스 양자 모두가 측정된다는 점에서 사람에게 특이성을 가진다. 그러나, 오실로그램 내의 제한된 정보로부터 다섯 개의 파라미터를 추정하는 것은 어려울 수 있다.
도 10은 BP 레벨을 계산하기 위하여 이러한 모델을 PPG의 AC 성분 및 압력 측정과 공동으로 사용하는 개선된 기법을 더 보여준다. 도 2에 도시된 것과 유사한 PPG-힘 센서 유닛이 채용된다. 그러나, 이러한 힘 센서는 AC 압력 파형을 검출하기에 충분하게 민감한 오직 하나의 감지 요소를 포함한다. 사용자는 센서 유닛을 가지고 손가락 누름 방법을 수행한다. 최대 진폭의 AC 압력 파형 비트가 을 획득하기 위해서 선택된다. 이러한 비트가 다수의 PPG 파형 비트들에 대응하도록 연쇄된다. 비트 검출 및 정렬을 용이화하기 위하여, 동일한 디바이스 상의 건식 전극을 사용하여 측정된 ECG 파형이 활용될 수 있다. 그러면, PPG 파형의 도함수가 연쇄된 압력 파형에 대해서 취해지고, DC 압력 측정치에 대해서 그려질 수 있어서, 에 의해서 나누어진 천이된 동맥 컴플라이언스 곡선을 표시하는 데이터 포인트를 제공한다. 파라미터 함수는 이러한 데이터 포인트에 근사화되고, 그 피크가 제로 경벽 압력(수학식 3 참조)에서 최대가 되도록 이러한 함수가 천이되어 스케일링된 동맥 컴플라이언스 곡선에 도달한다(즉, ). 이러한 곡선이 그 안에 치환된 수학식 1 또는 수학식 2 중 하나는 측정된 오실로그램 또는 최적의 의미에서는 그 도함수에 맞게 근사화되어, 감소된 개수의 파라미터(, , 및 )를 추정한다. 대안적으로, 컴플라이언스 곡선 및 오실로그램의 도함수(아마도 일부 평활화 이후) 사이의 교차-상관 함수가 취해진다. 수학식 3과 일관적으로, 교차-상관 함수의 피크 위치는 확장기 BP를 나타내고, 골 위치는 수축기 BP를 나타낸다.
정맥 혈액 압력 측정을 위한 모바일 디바이스
앞서 언급된 예들 모두가 동맥 혈압(BP) 측정에 속한다. 그러나, 정맥 혈압(VP)도 역시 중요하다. VP는 심부전(폐의 높은 후부하(afterload)를 초래하는 양측 심부전, 우측 심부전, 또는 좌측 심부전)이 있는 환자 안의 울혈에 기인한 증상의 발현을 예측하고, 이를 통하여 비용이 많이 드는 입원을 피하기 위하여 사용될 수 있다. 또한, VP는 폐 동맥 고혈압 환자를 관리하기 위해서 사용될 수 있다. 그러나, VP는 통상적으로 그 측정을 위해서 침습형 프로시저를 요구한다. 개시된 기술 요지는 전술된 개념을 VP의 비-침습형 측정을 위하여 전환시키기 위한 기법을 제공한다.
하나의 방법은 도 11에 기반하는데, 이것은 손가락 PPG 파형(AC + DC 성분)을 손가락 커프 압력의 전체 범위에 걸쳐서 손가락 커프 압력의 함수로서 보여준다. (여기에서, PPG 파형은 도 5와 반대로 반전되었음.) 이러한 그래프는 PPG 진폭에 있어서의 초기의 급격한 강하, 및 그 후의 오실로메트리의 공통 패턴을 보여준다. 급격한 강하에서의 두 개의 기준 포인트가 확장기 및 수축기 VP를 표시할 수 있다. 따라서, 기술적 사상은 손가락 동맥의 외압을 변경하고 PPG 파형의 DC(및 AC) 성분을 힘에 추가하여 측정하여 VP를 검출하는 것이다. 그러나, 손가락 누름은 0 및 30 mmHg 사이(VP 범위에 대응함)의 매우 낮은 접촉 압력에서 사용자가 수행하기에 어려울 수 있다. 더욱이, 이러한 낮은 접촉 압력에서는, 손가락 접촉 면적도 측정되어야 할 것인데, 그 이유는 이것이 이러한 범위 내에서 크게 증가될 것이기 때문이다(도 7 참조).
이러한 장점과 다른 장점을 획득하기 위하여, 개시된 기술 요지는 디지털 동맥 측정을 위한 적외선 PPG 트랜스듀서, 공지된 접촉 면적을 가지는 힘 센서, 및 가속도계/자이로스코프를 포함하는, 손가락에 착용된 링 센서를 생성하기 위한 기법을 제공한다. 이것은 벨크로 스트랩 또는 벨트와 유사한 래칭을 사용하여 손가락에 착용될 수 있다. 손이 심장 레벨에 있을 경우 대 완전히 내려진 상태일 경우의 차이를 결정하기 위해서 사람의 팔 길이가 측정된다. 디바이스로부터의 오디오 또는 시각적 가이드 하에서, 링은 거의 이러한 값과 같아지도록 사용자에 의해서 타이트하게 착용된다. 추후의 사용을 위해 타이트함의 레벨을 표시하기 위해서 벨트 구멍 번호와 같은 마커가 사용될 수 있다. 그러면, 사용자는 전술된 바와 같이 그들의 팔을 내리고 이것을 심장 레벨까지 천천히 들어올린다. 역시 전술된 바와 같은 가속도계를 사용하여 상대적인 수직 높이가 측정된다. 이제, PPG 파형의 DC 및 AC 성분 대 유체정역학 BP 변화 - 센서의 손가락 접촉 압력(이것은 0 mmHg 내지 의 범위를 가질 것임)의 그래프가 VP를 검출하기 위해서 사용된다.
표준 스마트 폰에 대한 다른 솔루션은 이전의 섹션에서 설명된 바와 같이 전면 카메라 및 용량성 센서 어레이를 호출하여 전체 PPG 파형, 손가락 접촉 면적, 및 손가락 힘을 측정하는 것이다. 이러한 경우에, VP가 낮기 때문에, 면적을 힘에 관련시키는 함수의 유용한 ROI(도 7 참조)가 면적으로부터 힘을 계산하기 위해서 조사될 수 있다. 그러면, 사용자는 그들의 손가락을 0 mmHg에서 시작하여 40-50 mmHg에 도달하도록 카메라 및 스크린 상에 균일하게 눌러서, 유사한 그래프를 생성하고 VP를 검출한다. 손가락 누름 작동은 쉽지 않을 수 있지만, 디바이스는 쉽게 이용가능하다.
양자 모두의 솔루션의 경우, PPG의 AC 성분은 VP를 검출하는 데에 있어서도 유용할 수 있다. 예를 들어, 급격한 강하 도중의 최대 진동은 평균 VP를 반영할 수 있다.
다른 예시적인 방법은 도 5 에도 도시된 손가락 커프 볼륨 클램핑 원리에 기반한다. 이러한 원리는 동맥 언로딩(unloading) 개념에 기반한다. 동맥 언로딩은 혈관의 외압이 내부 BP로 설정될 때에(즉, 제로 경벽 압력) 달성된다. 이러한 언로딩된 상태에서의 혈액량은 제로가 아니고, 오히려 정맥과 달리 동맥의 보통 상태의 큰 소부분(예를 들어, 절반)은 수축가능한 혈관이 아니다. 통합된 커프-PPG 디바이스가 손가락 주위에 배치되고, 측정된 혈액량이 피드백 제어(예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같은 PID제어)를 통해서 커프 압력을 빠르게 변경함으로써 언로딩된 상태로 클램핑된다. 혈액량이 수축기/이완기 동안에 언로딩된 혈액량에 상대적으로 상승/하강할 때에, 커프 압력은 거의 즉시 증가/감소하여 클램핑된 혈액량을 언로딩된 혈액량(즉, 세트포인트)에서 유지시킨다. 이러한 세트포인트는 커프 압력을 느리게 증가시키고 진동측정 알고리즘을 호출함으로써 개루프에서 최초로 결정된다. 이러한 방식으로, 커프 압력은 폐루프 동작 하의 손가락 BP 파형과 같을 수 있다.
도 12는 가능한 PPG 세트포인트 및 각각의 세트포인트를 유지하기 위해서 요구되는 대응하는 손가락 커프 압력의 범위를 보여준다. 커프 압력 트레이스는 크게 진동하지 않으면서 느리게 증가하고, 그 후에 세트포인트가 감소함에 따라서 더 큰 진동성(pulsatility)을 가지고 증가하기 시작한다. 더 낮은 세트포인트는 진동측정 알고리즘을 통하여 검출되고 BP를 측정하기 위하여 사용된다. 그러나, 더 높은 세트포인트에서의 커프 압력은 VP를 표시한다. 그러므로, 혁신적인 개념은 손가락 커프-PPG 볼륨 클램핑 디바이스를 생성하고, 세트포인트를 변동하며(예를 들어, 더 높은 범위에 걸쳐서), 그리고 각각의 세트포인트를 유지하기 위하여 요구되는 커프 압력을 측정하는 것이다. 그러면, 초기의 평평한 구역이 VP의 척도로서 사용될 수 있다. VP는 통상적인 VP 파형 특성(예를 들어, a, c, x, v, 및/또는 y 파)를 보여주는 커프 압력을 식별함으로써 더 정확하게 검출될 수 있다. 이러한 방법은 더 복잡하지만 더 정확할 수 있다.
아래 청구된 특정한 실시형태에 추가하여, 개시된 기술 요지는 다음에 청구되는 종속적인 특징과 앞서 개시된 것들의 임의의 다른 가능한 조합을 가지는 다른 실시형태에도 직결된다. 따라서, 종속 청구항에서 제시되고 앞서 개시된 특정한 특징은, 개시된 기술 요지가 임의의 다른 가능한 조합을 가지는 다른 실시형태로도 특히 직결되는 것으로 인식되도록, 개시된 기술 요지의 범위 내에서 다른 방식으로 서로 조합될 수 있다. 따라서, 개시된 기술 요지의 특정 실시형태의 전술된 설명은 예시와 설명을 위하여 제공되었다. 이것은 망라적인 것이거나 개시된 청구 요지를 개시된 구체적인 실시형태로 한정하려는 것이 아니다.
개시된 청구 요지의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 개시된 청구 요지의 방법 및 장치에서 다양한 수정들 및 변형들이 행해질 수 있다는 것이 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서, 개시된 청구 요지는 첨부된 청구항들 및 이들의 등가물들의 범위 내에 있는 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.
Claims (25)
- 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서,
손가락 압력을 측정하도록 구성된 힘 센서;
손가락 광-체적변동측정(plethysmography; PPG) 파형을 측정하도록 구성된 카메라;
디지털 동맥을 타게팅하게끔 피험자가 카메라 및 스크린 상에 손가락의 한 면을 배치시키도록 유도하기 위하여 시각적 표시자를 디스플레이하고, 동맥의 외압을 변경하게끔 피험자가 상기 카메라 및 스크린 상에 손가락을 균일하게 누르도록 유도하기 위하여 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 스크린; 및
프로세서
를 포함하고, 상기 프로세서는,
오실로그램(oscillogram)을 구성하고 - 상기 오실로그램은 가변-진폭 혈액량 진동 대 외부 손가락 압력 함수임 -;
상기 오실로그램으로부터 피험자의 혈압을 계산하며,
상기 스크린 상에 혈압을 디스플레이
하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는 혈압 측정을 수행하기 이전에 상기 카메라 및 스크린 상의 상이한 손가락 배치에 기반하여 상기 시각적 표시자를 결정하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서,
손가락 면적을 측정하도록 구성된 피부 접촉 면적 센서;
손가락 광-체적변동측정(PPG) 파형을 측정하도록 구성된 카메라;
가로 수장궁 동맥(transverse palmar arch artery)을 타게팅하게끔 피험자가 손끝을 카메라 및 스크린 상에 배치시키도록 유도하기 위하여 시각적 표시자를 디스플레이하고, 동맥의 외압을 변경하게끔 피험자가 상기 카메라 및 스크린 상에 손끝을 균일하게 누르도록 유도하기 위하여 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 스크린; 및
프로세서
를 포함하고, 상기 프로세서는,
미리 규정된 노모그램(nomogram)에 기반하여 상기 손가락 면적을 손가락 압력으로 변환하고,
오실로그램을 구성하며 - 상기 오실로그램은 가변-진폭 혈액량 진동 대 외부 손가락 압력 함수임 -,
피험자의 수축기 및 확장기 혈압을 상기 오실로그램으로부터 계산하고,
상기 수축기 및 확장기 혈압을 상기 스크린 상에 디스플레이
하도록
구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 3 항에 있어서,
상기 노모그램은, 파라미터 함수의 선택된 파라미터에 기반하여 상기 손가락 면적으로부터 손가락 힘을 결정하고, 결정된 손가락 힘을 상기 손가락 면적으로 나누어서 상기 손가락 압력을 결정하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
선택된 파라미터는 피험자의 손끝 치수, 단일 커프 혈압 판독치, 또는 손 들어올리기 기동에 기반하여 결정된, 혈압 결정 디바이스. - 제 3 항에 있어서,
상기 피험자는, 더 많은 정확한 노모그램을 획득하기 위하여 손가락 누름 도중에 상기 디바이스를 심장 레벨 위에서 홀딩하고,
상기 프로세서는 상기 디바이스 및 상기 피험자의 심장 사이의 수직 높이를 사용하여 상기 심장 레벨에 맞게 혈압 측정을 조절하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서,
손가락 광-체적변동측정(PPG) 파형을 측정하도록 구성된 카메라;
상기 피험자의 심장에 대한 상기 디바이스의 수직 높이를 측정하도록 구성된 가속도계;
상기 카메라 상의 손가락 압력을 유지하는 동안에 상기 피험자가 동맥의 경벽 압력(transmural pressure)을 변경하기 위하여 손을 올리게끔 유도하도록 구성된 출력 디바이스; 및
프로세서
를 포함하고, 상기 프로세서는,
상기 피험자의 맥압을 상기 손가락 PPG 파형 및 상기 수직 높이로부터 계산하고,
상기 맥압을 스크린 상에 디스플레이
하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 7 항에 있어서,
상기 출력 디바이스는,
상기 피험자가 큰 손가락 압력을 상기 카메라에 인가하게끔 유도하고,
상기 피험자가 큰 손가락 압력 도중에 손가락 압력의 레벨을 PPG 파형 및 PPG 측정치의 측정된 AC 및/또는 DC 값에 기반하여 변경하게끔 유도하도록,
더 구성되고,
상기 프로세서는, 혈액량 진동이 최대치에 가까울 때에 대응하는 손가락 압력을 식별하도록 더 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 디바이스의 정확도의 레벨을 평가하기 위하여, 손 들어올리기 도중의 PPG 파형을 손가락 누름 도중의 PPG 파형과 비교하도록 더 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 7 항에 있어서,
상기 프로세서는,
가변-진폭 혈액량 진동을 상기 수직 높이를 사용하여 측정된 유체정역학 압력 변화(hydrostatic pressure change)에 관련시키기 위하여, 천이된 오실로그램을 구성하도록 구성되고,
상기 맥압은 상기 천이된 오실로그램으로부터 계산된, 혈압 결정 디바이스. - 제 7 항에 있어서,
상기 가속도계는 심장에 대한 상기 디바이스의 수직 높이를 측정하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 7 항에 있어서,
상기 프로세서는, 전달 함수를 사용하여 맥압을 팔 동맥 맥압(brachial artery pulse pressure)으로 변환하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서,
피험자의 손가락 압력을 측정하도록 구성된 힘 센서;
상기 피험자의 손가락 체적변동측정(PPG) 파형을 측정하도록 구성된 손가락 광-PPG 센서;
상기 피험자의 심장에 대한 상기 디바이스의 수직 높이를 측정하도록 구성된 기압 센서(barometric pressure sensor); 및
프로세서
를 포함하고, 상기 프로세서는,
손가락 누름 도중에 그리고 상기 디바이스를 심장 레벨에서 홀딩하는 동안에 손가락 누름이 없이, 상기 기압 센서의 판독치를 측정하고,
손가락 누름 도중에 측정된 혈압을 상기 기압 센서의 판독치를 사용하여 상기 심장 레벨로 조절하며,
상기 피험자의 조절된 혈압을 스크린 상에 디스플레이
하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 13 항에 있어서,
혈압은 혈액 밀도, 중력, 및/또는 상기 기압 센서의 판독치에 기반하여 조절된, 혈압 결정 디바이스. - 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서,
손가락 압력 및 손가락 압력 진동을 측정하도록 구성된 힘 센서;
피험자가 손끝을 상기 힘 센서 상에 배치시키도록 유도하기 위한 시각적 표시자;
하재 동맥(underlying artery)의 외압을 변경하게끔, 피험자가 상기 센서 상에 손가락을 누르도록 유도하기 위하여 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 스크린; 및
프로세서
를 포함하고, 상기 프로세서는,
손가락 압력의 AC 및 DC 성분을 측정하고,
최대 진동에서의 AC 손가락 압력 펄스 및 최대 진동에서의 DC 손가락 압력을 식별하며,
최대 진동의 AC 손가락 압력 펄스 및 최대 진동에서의 DC 손가락 압력에 기반하여, 상기 피험자의 혈압을 결정하고,
상기 피험자의 혈압을 스크린 상에 디스플레이
하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 15 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 피험자의 손끝 치수 및/또는 상기 피험자의 단일 커프 혈압에 기반하여 혈압을 결정하도록 더 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 15 항에 있어서,
상기 프로세서는,
확장기 혈압을 가변-진폭 손가락 압력 펄스 진동으로부터 계산하고, 수축기 혈압을 혈압 파형으로부터 계산하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 17 항에 있어서,
상기 혈압 파형은 전달 함수 및 회귀 방정식을 사용하여 팔 동맥 혈압 파형으로 변환된, 혈압 결정 디바이스. - 제 15 항에 있어서,
상기 디바이스는,
심장 레벨에서의 혈압을 검출하기 위한 기압 센서를 더 포함하는, 혈압 결정 디바이스. - 피험자의 혈압의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서,
힘 센서들의 어레이 - 힘 센서는 상기 어레이의 각각의 감지 요소 위의 손가락 압력 및 손가락 압력 펄스를 측정하도록 구성됨 -;
사람이 상기 피험자의 손끝을 센서 어레이 상에 배치시키도록 유도하기 위한 시각적 표시자;
하재 동맥의 외압을 변경하게끔, 피험자가 상기 센서 상에 손끝을 누르도록 유도하기 위하여 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 스크린; 및
프로세서
를 포함하고, 상기 프로세서는,
상기 어레이의 각각의 감지 요소에서의 손가락 압력의 AC 및 DC 성분을 측정하고,
상기 피험자의 혈압을 상기 AC 및 DC 성분으로부터 측정하며,
상기 피험자의 혈압을 상기 스크린 상에 디스플레이
하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 20 항에 있어서,
상기 혈압은 상기 감지 요소 상의 최대 압력 펄스 진동 및 상기 손가락 압력의 DC 성분에 기반하여 결정된, 혈압 결정 디바이스. - 제 20 항에 있어서,
상기 프로세서는,
손가락 혈압 파형을 상기 AC 및 DC 성분에 기반하여 생성하고,
전달 함수 및 회귀 모델을 사용하여, 상기 혈압 파형을 팔 동맥 혈압 파형으로 변환하도록
더 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 20 항에 있어서,
상기 디바이스는,
심장 레벨에서의 혈압을 검출하기 위한 기압 센서를 더 포함하는, 혈압 결정 디바이스. - 피험자의 혈압을 결정하기 위한 디바이스로서,
손가락 압력 및 손가락 압력 펄스를 측정하도록 구성된 힘 센서;
체적변동측정(PPG) 파형을 측정하도록 구성된 손가락 광-PPG 센서;
피험자가 손끝을 상기 힘 센서 및 PPG 센서 상에 배치시킬 때에 유도하기 위한 시각적 표시자;
하재 동맥의 외압을 변경하게끔, 상기 피험자가 손끝을 상기 힘 센서 및 PPG 센서 상에 누르도록 유도하기 위하여 상기 손가락 압력을 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 스크린; 및
프로세서
를 포함하고, 상기 프로세서는,
손가락 압력 및 PPG 파형의 AC 및 DC 성분을 측정하고,
AC 손가락 압력 성분 및 PPG 파형을 사용하여 동맥 컴플라이언스 곡선(arterial compliance curve)을 계산하며,
상기 피험자의 혈압을 상기 동맥 컴플라이언스 곡선을 사용하여 계산하고,
상기 피험자의 혈압을 상기 스크린 상에 디스플레이
하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스. - 제 24 항에 있어서,
상기 프로세서는,
외부 손가락 압력 및 PPG 파형에 기반하여 오실로그램을 형성함으로써 상기 혈압을 계산하고,
상기 동맥 컴플라이언스 곡선과 압력에 대한 상기 오실로그램의 도함수 사이의 교차-상관을 수행하며,
상기 교차-상관의 최소 값 및 최대 값을 수축기 및 확장기 혈압으로서 결정
하도록 구성된, 혈압 결정 디바이스.
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