KR20240040723A - 비침습적 맥박압 파형 측정을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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KR20240040723A
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알레시오 탐보리니
모르테자 가리브
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캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지
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Abstract

비침습적 고 해상도 압력 맥박 파형 측정 시스템을 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 이 시스템은, 혈압 커프, 혈압 커프를 특정 압력 수준들로 팽창시키는 공기 펌프, 지정된 압력 수준에서 고 감도 신호 획득을 수행하도록 구성된 고 해상도 압력 센서들, 신호에 대한 절대 기준을 측정하고 신호를 교정하도록 구성된 고 범위 압력 센서들, 공기 펌프와 센서들을 커프와 연결시키는 공압 배관, 및 고 해상도 압력 센서의 기준 포트에 대한 입력으로 구성된 유체역학적 필터를 포함할 수 있다. 유체역학적 필터는 신호의 선택된 주파수 범위를 감쇠시켜 평균 압력만 전달하도록 구성될 수 있다.

Description

비침습적 맥박압 파형 측정을 위한 시스템들 및 방법들
[0001] 본 개시내용은 일반적으로 의료 진단에 관한 것이며, 특히 일부 구현예들은 비침습적 심장 파형 측정에 관한 것일 수 있다.
[0002] 심장병은 미국과 전 세계에서 남성들과 여성들 모두의 주요 사망 원인이다. 심장병의 조기의 정확한 진단들은 환자의 건강 결과들을 크게 향상시킬 수 있다. 그러나 현재 많은 중요한 심혈관 건강 측정들은 침습적이고, 비용이 많이 들고, 및/또는 시간이 오래 걸리는 절차들을 수반한다. 따라서, 질병이 상당히 진행될 때까지는, 심부전과 같은 중대한 질병을 진단하는 것이 어려울 수 있다.
[0003] 몇몇 중요한 측정들을 통해 의사들은 심부전을 진단할 수 있다. 예를 들어, 맥박압 파형은 의료 전문가들이 심장 건강을 정량적, 정성적으로 평가할 수 있는 중요한 측정이다. 일반적인 임상 현장들에서, 의료 전문가들은 휴대형 힘 센서를 사용하여 동맥의 반경 방향 박동(radial pulsation)들을 측정한다. 정확성을 보장하려면, 숙련된 조작자가 측정을 수행해야 한다.
[0004] 개시된 기술의 다양한 실시예들에 따르면, 비침습적 맥박압 파형 측정 시스템이 제공된다. 비침습적 맥박압 파형 측정 시스템은, 혈압 커프(cuff); 혈압 커프를 특정 압력 수준들로 팽창시키는 공기 펌프; 지정된 압력 수준에서 고 감도 신호 획득을 수행하도록 구성된 고 해상도 압력 센서들 ─ 고 해상도 압력 센서 각각은 측정 포트 및 기준 포트를 포함 ─ ; 신호에 대한 절대 기준을 측정하고 신호를 교정하도록 구성된 고 범위의 압력 센서들; 공기 펌프와 센서들을 커프와 연결시키는 공압 배관; 및 고 해상도 압력 센서 각각의 기준 포트에 대한 입력으로서 구성된 유체역학적 필터를 포함할 수 있다.
[0005] 일부 실시예들에서, 유체역학적 필터는 저항성 컴포넌트와 용량성 컴포넌트를 포함하며, 여기서 유체역학적 필터는 신호의 선택된 주파수 범위를 감쇠함으로써 평균 압력만을 전달하도록 구성된다. 유체역학적 필터의 저항성 컴포넌트는 흐름에 저항을 가하여, 이에 의해 흐름을 늦추도록 구성될 수 있다. 어떤 경우에는, 유체역학적 필터의 저항성 컴포넌트는 내부 직경이 10μm 내지 200μm 범위인 견고한 배관을 포함한다. 용량성 컴포넌트는 공기량을 저장함으로써 압력 변화들을 줄이도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 용량성 엘리먼트의 탄성은 0.2MPa 내지 2.0MPa의 범위이다. 용량성 컴포넌트는 저항성 컴포넌트를 기준 포트에 연결하는 배관을 포함할 수 있다.
[0006] 개시된 기술의 다른 특징들 및 양태들은 개시된 기술의 실시예들에 따른 특징들을 예로서 예시하는 첨부 도면들과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 요약은 본 명세서에 첨부된 청구항들에 의해서만 규정되는, 본 명세서에 설명된 임의의 발명들의 범위를 제한하려는 의도가 아니다.
[0007] 하나 이상의 다양한 실시예들에 따른 본 개시내용은 다음 도면들을 참조하여 상세히 설명된다. 도면들은 단지 예시의 목적들로 제공되며, 단지 전형적인 또는 예시적인 실시예들을 묘사할 뿐이다.
[0008] 도 1은 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들에 따라, 변형된 혈압 커프 시스템의 예를 도시하는 다이어그램이다.
[0009] 도 2a는 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들에 따라, 고정된 오리피스(orifice)를 갖는 저항성 컴포넌트의 예를 도시하는 다이어그램이다.
[0010] 도 2b는 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들에 따라, 인라인(in-line) 필터를 갖는 저항성 컴포넌트의 예를 도시하는 다이어그램이다.
[0011] 도 2c는 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들에 따라, 감소된 내부 직경을 갖는 저항성 컴포넌트의 예를 도시하는 다이어그램이다.
[0012] 도 2d는 탄성 튜브를 포함하는 용량성 컴포넌트의 개략도이다.
[0013] 도 2e는 피스톤 실린더를 갖는 튜브를 포함하는 용량성 컴포넌트의 개략도이다.
[0014] 도 3은 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들에 따라, 맥박압 파형 측정 방법의 예를 도시하는 흐름도이다.
[0015] 도 4a는 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들에 따라, 젊은 환자의 좌심실 압력-용적("PV") 루프(loop)를 플롯팅(plotting)한 예이다.
[0016] 도 4b는 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들에 따라, 노인 환자의 좌심실 압력-용적("PV") 루프를 플롯팅한 예이다.
[0017] 도 5는 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들에 따라, 좌심실 이완기말압(left ventricular end-diastolic pressure, "LVEDP") 위험 예측 방법의 예를 도시하는 흐름도이다.
[0018] 도 6은 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들에 따라, 지정된 압력 수준 및 3개의 압력 유지들에서 재구성된 엔벨로프(envelope) 함수의 예시적인 플롯팅이다.
[0019] 도 7은 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들에 따라, 맥박폭 변동들에 따른 수축기 혈압("SBP") 및 이완기 혈압("DBP") 변화들을 추정하기 위한 엔벨로프 함수의 예시적인 플롯팅이다.
[0020] 도면들은 완전한 것이 아니며, 개시된 정확한 형태로 본 개시내용을 제한하지 않는다.
[0021] 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들의 실시예들은 비침습적이지만 정확한 심장 측정들을 수행하는 데 사용될 수 있는 변형된 혈압("BP") 커프를 제공할 수 있다. 본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들은 압력 맥박 파형, 좌심실 이완기말압("LVEDP") 측정들, 압력-용적("PV") 루프 측정들 및 기타 중요한 심장 측정들을 수행하는 데 활용될 수 있다. 본 명세서에서의 시스템들 및 방법들은 변형된 혈압 커프 시스템, 측정들을 수행하기 위한 방법들, 위험 평가 측정들, 및 교정 방법들에 관한 것이다.
비침습적 맥박압 파형 측정
[0022] 변형된 혈압("BP") 커프를 사용하여 압력 맥박 파형을 측정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 변형된 혈압 커프 시스템은 정압 센서 대신 및/또는 정압 센서에 추가하여 동압(dynamic pressure) 센서를 포함할 수 있다. 지정된 압력 수준에서 고감도 신호를 획득하기 위해 고 해상도 압력 센서가 포함될 수 있다. 고 해상도 압력 센서는 측정 포트와 기준 포트를 갖는 차압 센서를 포함할 수 있으며, 여기서 압력 센서는 측정 포트와 기준 포트 사이의 차이를 측정한다. 고 범위의 절대 압력 센서를 사용하여 신호를 교정할 수 있다. 기준 포트에서 특정 압력 수준을 유지하기 위해 공기 밸브 또는 필터가 포함될 수 있다. 압력 수준을 유지하면, 고 해상도 압력 센서는 정상 범위 내에서 작동할 수 있게 한다. 측정하는 동안 압력 센서들은 동시에 신호들을 획득할 수 있다.
[0023] 고 범위 압력 센서는 대기압에 대해 측정할 수 있는 반면, 고 해상도 압력 센서는 가변 기준 압력에 대해 측정할 수 있다. 압력 센서들은 혈압 커프 시스템에 병렬로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 고 범위 및 고 해상도 압력 센서들은 각각 측정 및 신호의 크기 정도에 따른 작동 범위를 가질 수 있다.
[0024] 본 명세서에 설명된 실시예들에서는 제어 시스템이 이용되지 않는다. 이러한 제어 시스템들을 사용하면 공기 밸브를 동적으로 제어하여 적절한 압력들에서 밸브를 개폐하고 신호가 올바르게 캡처(capture)되도록 할 수 있다. 이러한 시스템에서는, 압력 변동들로 인해 센서 포화가 발생하여 심각한 오류, 신호 드리프트(drift) 및 귀중한 정보 손실이 발생할 수 있다. 이러한 이유로, 공기 밸브 시스템은 본 명세서에 기술된 실시예들에 존재하지 않는 단점들이 존재할 수 있다.
[0025] 일부 실시예들에서, 수동적이고 자체 조정되는 비침습적 맥박압 파형 측정 시스템은 저항성 및 용량성 컴포넌트들을 갖는 팽창 가능한 가압 공기 챔버에 고 해상도 압력 센서들을 포함할 수 있다. 유압식 필터링은 기하학적 조건을 통해 구현되어 원하는 주파수들만 전달하는 신호를 수동적으로 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서 공기 밸브는 유체역학적 필터로 대체될 수 있다. 유체역학적 필터는 고정되거나 조절 가능한 오리피스, 인라인 필터, 및/또는 변형된 혈압 커프 시스템에 포함된 나머지 배관의 ID보다 상당히 더 작은 내부 직경("ID")을 갖는 배관을 포함할 수 있다.
[0026] 유체역학적 필터는 저항성 배관과 순응성(compliant) 배관의 순차적인 조합을 사용하여 달성될 수 있다. 저항성 배관은 이 엘리먼트를 가로질러 이동할 수 있는 흐름을 제한하는 흐름 저항을 생성한다. 순응성 배관은 원하는 순응 비율로 주입량을 저장한다. 이 유압 시스템은 RC 로우 패스(low pass) 필터와 동등한 전기적 기능을 생성한다. 이러한 유압 시스템에서, 회로는 순응성 엘리먼트가 저항 엘리먼트를 통해 채워져야 하는 시간으로 이해될 수 있다.
[0027] 일부 실시예들에서, 유체역학적 필터는 저항성 컴포넌트와 순응성 컴포넌트를 포함한다. 저항성 컴포넌트는 흐름에 저항을 가하여 흐름을 늦추도록 구성되는 반면, 순응성 컴포넌트는 공기량을 저장함으로써 압력 변화들을 줄이도록 구성된 용량성 컴포넌트를 포함한다. 그러한 실시예들에서, 순응성 컴포넌트는 저항성 컴포넌트를 기준 포트에 연결하는 배관을 포함할 수 있다. 추가적으로, 유체역학적 필터의 저항성 컴포넌트는 10μm 내지 200μm 범위의 내부 직경을 갖는 견고한 배관을 포함할 수 있다. 어떤 경우에는, 용량성 엘리먼트의 탄성이 0.2MPa 내지 2.0MPa 범위에 있다. 유체역학적 필터는 기준 포트에 대한 입력 연결을 형성하고, 따라서 기준 포트로의 흐름을 조절할 수 있다. 이 구성은 시스템에 일정한 압력을 제공하여, 결과적으로 매끄러운 신호를 얻을 수 있다.
[0028] 도 1은 고 정밀 센서를 위한 수동 구성(passive configuration)을 갖는 시스템의 예를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템은 혈압 커프(100)를 포함할 수 있다. 시스템은 또한 고해상도 압력 센서(114)를 위한 공압 연결부들(106), 용량성 컴포넌트(110)와 직렬인 저항성 컴포넌트(108)를 포함하는 필터(112), 및 기준 포트(120)를 포함할 수 있다. 시스템은 또한 공기 펌프(102) 및 혈압 모니터(104)를 포함할 수 있다. 공기 펌프(102)는 커프(100)를 팽창시키는 데 사용될 수 있다.
[0029] 도 2a, 2b 및 2c는 고정 오리피스(132)를 갖는 배관(130), 인라인 필터(134)를 갖는 튜브, 및 ID(138)보다 작은 ID(136)을 갖는 튜브를 포함하는 저항성 컴포넌트(108)의 개략도들이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 필터(134)는 오리피스(132)를 포함할 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 오리피스(132)는 기준 포트(120)에 연결되는 배관(130)에 구성될 수 있다. 추가 실시예들에서, 오리피스는 조정가능하다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 기준 포트(120)에 연결되는 배관(130)은 인라인 필터(134)로 구성될 수 있다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 기준 포트(120)에 연결되는 배관(130)은 직경이 감소된 부분, 또는 배관(138)의 ID에 비해 작은 ID(136)를 포함할 수 있다.
[0030] 일부 실시예들에서, 필터(134)는 고정 또는 조정가능한 오리피스(132)를 포함할 수 있다. 오리피스(132)는 혈압 커프 시스템의 나머지 부분과 기준 포트(120) 사이에 흐를 수 있는 공기의 양을 제어할 수 있다. 오리피스(132)를 가로지르는 공기 흐름은 압력차에 의해 구동된다. 밸브 대신 오리피스를 사용하여 구획들 간 흐름을 제한하면, 평균 신호를 유지하면서 압력 진동들을 완화하고 기준 포트 측에서 저역 통과 필터 역할을 한다.
[0031] 도 2d 및 2e는 탄성 튜브(도 2d) 및 피스톤 실린더를 갖는 튜브(도 2e)를 포함하는 용량성 컴포넌트(110)의 개략도들이다.
[0032] 중요한 측정은 측정 포트와 기준 포트에서 측정된 신호들 간의 차이일 수 있다. 따라서 출력 신호는 고역 통과 필터링된 신호와 동일하다. 또한, 자체 조절 기준 포트 신호는 출력 신호의 중앙을 유지할 수도 있다. 공기 밸브와 달리 오리피스를 사용하면, 기준 포트가 평균 압력 신호를 유지할 수 있게 한다. 측정된 박동들에서 편향을 제거하고 고 해상도 변환기를 사용하여 중앙 신호를 유지하기 위해, 평균 압력 신호를 유지하는 것이 중요하다.
[0033] 일부 실시예들에서, 유체역학적 필터는 작은 ID를 갖는 튜브를 포함하는 저항성 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 저항성 컴포넌트는 10 내지 200 μm 범위의 내부 직경을 갖는 실질적으로 견고한 배관을 포함할 수 있다. 튜브의 ID는 혈압 커프 시스템의 나머지 부분과 기준 포트를 연결하는 배관의 ID보다 직경이 상당히 작을 수 있다. 작은 ID를 가진 배관은 평균 압력만 전달되어 기준 포트에 흐름 의존형 저역 통과 필터를 생성하는 필터 역할을 효과적으로 수행한다. 필터의 특정 차단 주파수들은 유체 역학 원리들과 측정 시스템 및 신호의 특성들을 이용하여 설계된다. 필터링된 신호는 체적 유량과 기준 포트 측의 재료 특성들의 조합에 따라 달라진다.
[0034] 일부 실시예들에서, 시스템은 상업용 팔(arm) 커프 혈압 시스템을 사용하여 설계될 수 있다. 시스템은 높은 정확도로 압력 파형을 측정하고 교정하기 위해 서로 다른 작동 범위들을 갖는 복수의 압력 센서들을 포함하도록 변형될 수 있다. 정확한 신호 측정을 위해 고 해상도 압력 센서들을 사용할 수 있다. 고 해상도 압력 센서 각각은 측정 포트와 기준 포트를 포함할 수 있다. 절대 기준 및 신호 교정을 위해 고 범위의 압력 센서들을 사용할 수 있다.
[0035] 일부 실시예들에서, 시스템은 표면에 가까운 동맥들을 갖고, 혈류의 단기간 감소 또는 중단을 견딜 수 있는 신체의 임의의 위치에 적용될 수 있다. 잠재적인 위치들은 상완골(brachial), 요골(femoral), 대퇴골(femoral) 및 후방(posterior) 경골이 포함될 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다.
[0036] 압력 센서는 말초 맥박압을 측정할 수 있다. 유체-고체 상호작용 원리들에 따라, 커프가 팽창되는 압력은 동맥의 압력 흐름 거동을 변경한다. 그 다음, 조합 파형 분석을 이용하여 심혈관 건강을 비침습적으로 평가할 수 있다. 말초 맥박 파형을 측정한 후 이를 변환하여 중심 파형을 추정할 수 있다.
[0037] 폐쇄된 시스템의 압력 및 유속은 베르누이 방정식(아래)에 의해 주어질 수 있다. 상완 커프가 팽창되면, 외부에서 가해지는 힘이 동맥의 반경을 변경하여 궁극적으로 시스템의 압력 흐름 비율을 변경한다. 더 낮은 하한인 경우, 최소 DBP 미만의 동맥에 압력을 가하면 압력 흐름 거동이 전혀 변경되지 않거나 최소한으로 변경된다. 더 높은 상한인 경우, 동맥의 최대 SBP보다 높은 압력은 동맥 붕괴와 혈류 중단을 유발한다. 이 두 극단들 사이의 임의의 압력은 베르누이(Bernoulli) 방정식에 의해 다시 주어진 압력 흐름 관계에 비례적인 변화를 일으킬 수 있다. 따라서 두 가지 서로 다른 유지 압력들에서 측정된 파형을 비교하면, 시스템의 압력 흐름 특성들을 도출할 수 있게 한다. 파형들의 정량적 및 정성적 비교들이 수행될 수 있다. 파형 대 시간 또는 파형 대 파형과 같은 플롯팅 방법들도 이용할 수 있다.
[0038] 탄성 동맥들의 압력 흐름 관계를 반영하는 포착된 신호들은 환자를 추가로 특성화할 수 있는 추가 파형들을 도출하는 데 사용될 수 있다. 유체 역학 원리들을 통해 흐름, 속도 및 반경 방향 이동을 포함하되, 이에 국한되지 않는, 파형들을 도출할 수 있다. 유체-역학 원리들은 정적 시스템들의 압력, 속도, 힘들 및 체적들과 같은 매개변수들과 관련된다. 여러 측정 지점들을 이용하여 이러한 시스템들을 분석하면, 조사된 매개변수들을 해결할 수 있게 한다. 예를 들어, 속도는 DBP 및 상위(supra) SBP 유지 압력 파형들을 이용함으로써 해결될 수 있다. 상위 SBP 파형은 흐름을 완전히 방해하여 절대 압력 판독 값을 제공한다. DBP 파형은 압력과 흐름의 조합을 나타낸다. 따라서 결과적인 흐름은 DBP 유지 압력 동안 측정될 수 있다. 다른 유지 압력 조합들에도 유사한 도출들이 적용될 수 있다. 얻어진 결과들의 중요성은 캡처된 파형(들)의 기본 물리적 특성에 따라 달라질 수 있다.
[0039] 실제 응용들에서는 파형들의 동기화가 필요할 수 있다. 해결책들에는 ECG를 이용하거나 최대 dP/dt, 시작 및 중복 절흔(dicrotic notch)을 포함하여 심장 주기 동안 알려진 타이밍 이벤트(timing event)들을 이용하는 상이한 파형들의 시간 동기화가 포함될 수 있다. 이 커프는 ECG 기능이 있는 블루투스 또는 Wi-Fi와 같은 다른 디바이스들과 유선 또는 무선 동기화할 수 있다.
[0040] 도 3은 비침습적 맥박압 파형 측정의 예를 도시한다. 위에서 설명한 바와 같이, 변형된 혈압 커프 시스템을 이용하여 상완동맥의 압력 박동들을 기록할 수 있다. 측정을 수행하기 위해, 상완 혈압 커프를 환자의 팔 주위로 팽창시킬 수 있다. 커프를 팽창시키기 위해 펌프 시스템을 이용할 수 있다. 제1 동작(302)은 측정 프로세스를 시작하는 것을 수반할 수 있다. 제1 동작(302) 시에, 고 범위 압력 센서와 고 해상도 압력 센서의 출력이 모두 제로(0)일 수 있다. 압력 센서는 환자의 수축기 혈압("SBP") 및 확장기 혈압("DBP")을 측정하는 데 사용될 수 있다. 제2 동작(304)은 고 범위의 압력 센서로 혈압을 측정하는 것을 수반할 수 있다. 제2 동작(304) 시에, 고 범위 센서의 출력은 환자의 전체 혈압 범위일 수 있고, 고 해상도 압력 센서의 출력은 0일 수 있다.
[0041] 제3 동작(306)으로서, 목표 및 유지 압력과 시간이 설정될 수 있다. 예를 들어, 커프를 100mmHg의 압력으로 팽창하도록 설정할 수 있고, 40초 동안 유지할 수 있다. 다른 압력들과 타이밍(timing)도 가능하다. 제3 동작(306) 시, 고 범위 압력 센서와 고 해상도 압력 센서들 모두에 대한 출력이 0이 될 수 있다. 커프에 대한 팽창 압력 기준들 및/또는 목표들은 전통적인 혈압 팔 커프 측정들을 수행하여 얻을 수 있다. 예를 들어, 유지 압력들은 DBP, DBP 아래, SBP, SBP 위 및/또는 MAP로 설정될 수 있다. 이러한 값들의 일반적인 생리학적 범위들은 다음과 같다: DBP의 경우 40mmHg 내지 120mmHg; MAP의 경우 50mmHg 내지 150mmHg; SBP의 경우 75mmHg 내지 225mmHg 이다. 다른 압력들도 가능하다. 예를 들어, 심하게 아픈 피험자들은 이러한 범위들을 벗어난 값들을 가질 수 있다. 환자 특이적인 값들의 경우, 지정된 압력 수준을 이용하여 압력 유지 선택을 안내할 수 있다. 작동 범위 내에서 고 해상도 압력 센서를 유지하기 위해, 기준 포트에 압력이 적용될 수 있다.
[0042] 제4 동작(308)으로서, 커프가 팽창되어 주어진 압력으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 커프는 식별된 유지 압력들 중 하나일 수 있는 P 목표의 압력까지 팽창될 수 있다. 제4 동작(308) 시, 고 범위 센서 출력은 절대 압력 값이 되고, 고 해상도 압력 출력은 0이 될 수 있다. 제5 동작(310)으로서, 커프는 목표 압력까지 팽창될 수 있다. 제5 동작(310) 시, 고 범위 센서는 정확도가 낮은 절대압력 박동들을 출력할 수 있다. 고 해상도 센서는 높은 정확도로 상대 압력 박동들의 출력을 가질 수 있다. 제6 동작(312)으로서, 커프가 수축되어 측정 기간이 종료될 수 있다. 제6 동작(312) 시, 고 압력 센서 및 고 해상도 센서들 각각은 0의 출력을 가질 수 있다. 다중 유지 압력들의 경우, 동작들을 3 내지 6회 반복할 수 있다. 제5 동작으로부터의 출력들은 교정된 고 정밀 박동 출력을 위해 조합될 수 있다.
[0043] 일부 실시예들에서, 파형 캡처들의 비교들은 낮은 유지 압력 및 상부 압력 극단 이상의 높은 유지 압력을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 낮은 유지 압력의 경우, 압력을 DBP 또는 그 바로 아래로 설정할 수 있다. 높은 유지 압력의 경우, 압력을 SBP보다 높게("supraSBP") 설정하여 혈액의 흐름을 차단할 수 있다. 예를 들어, 압력은 약 SBP + 35mmHg로 설정될 수 있다. 하한에서는, 파형은 정압과 유속의 조합을 나타낼 수 있다. 상한에서는, 파형이 압력 특성들만 표시한다. supraSBP 유지 압력들에서, 쇄골하(subclavian) 동맥의 흐름 중단은 상행 대동맥 벽의 구멍으로부터 읽혀진 정압을 나타내는 가장 가까운 파형이 된다. 이 유지 압력으로 인해, 중앙 동맥들의 직접적인 압력 파형 측정들이 가능하게 한다. 심장 건강 및 질병 평가를 위해 supraSBP와 DBP 사이의 개개의 압력 파형을 압력-압력("PP") 루프에 플롯팅할 수 있다. 이는, 건강 평가들에 적용되는 압력-속도("PV") 루프를 생성하는 것을 허용한다.
압력-속도(" PV ") 루프 실시예
[0044] 위에서 설명된 바와 같이, 상완 동맥에서의 흐름은 다음과 같이 주어지는 평균 흐름에 대한 베르누이 방정식으로 특성화될 수 있다:
상기 식에서,
PB는 상완 동맥의 압력이고,
ρ는 유체 밀도이고,
는 상완 동맥의 유속이고, 그리고
PT는 대동맥 활(arch)의 전체 압력이다.
[0045] 상위 SBP 압력 유지(PSS)에서, 상완 동맥이 완전히 폐쇄되어, =0이 된다. 따라서 커프에서 측정된 압력은 대동맥 활의 압력이다:
상기 식에서, Pss는 상위 SBP 유지 압력이다.
[0046] DBP 압력 유지(PD)에서, 압평(applanation) 조건은 상완 동맥의 압력을 측정한다. 상완 동맥의 압력은 아래에 나타낸 바와 같이 베르누이 방정식에 적합하다:
상기 식에서, PD는 DBP 유지 압력이다.
[0047] 총 대동맥 활 압력을 통해 위의 내용을 등식화 하고, 속도()를 풀면 다음과 같이 된다:
[0048] 상위 SBP 압력(PSS) 대 DBP 속도()를 플롯팅하면, ("PV") 루프가 제공된다. 데이터는 임의의 중간 단계에서 플롯팅되고 분석될 수 있다. 예를 들어, SBP 압력 대 DBP 압력을 분석할 수 있다.
[0049] 도 4는 나이가 많은 환자(도 4a)와 젊은 환자(도 4b)를 비교한 PV 루프의 예들을 도시한다. PV 루프들 각각은 서로 다른 특징들과 모양들을 가지고 있고, 이들 각각은 수축기(systolic) 부분의 상승 기울기를 모델화하는 점선(402)을 포함한다. 기울기는 환자들의 연령을 명확하게 구분할 수 있으므로 유용한 진단이다. 각각은 또한 비례선인 실선(404)을 포함한다. 기타 매개변수들은 루프 영역들, 곡률들, 인덴테이션(indentation)들, 피크 이동들, 및 기타 매개변수들의 조합들을 포함한다.
좌심실 이완기말압(Left Ventricular End-diastolic Pressure, "LVEDP") 위험 예측 실시예
[0050] LVEDP는 심부전 위험을 예측, 진단 및/또는 평가하는 데 사용되는 중요한 임상 측정이다. 현재, 심부전의 임계치는 약 18mmHg의 LVEDP 측정이다. LVEDP는 귀중한 진단 측정이기 때문에, LVEDP를 측정하는 비침습적 방법들을 통해 임상의들은 심부전 위험을 조기에 정확하게 예측할 수 있게 한다.
[0051] 비침습적 맥박 파형 분석 및 분류 알고리즘을 이용하여 LVEDP 위험 예측을 형성할 수 있다.
[0052] 도 5는 여러 동작들을 포함하는 비침습적 LVEDP 위험 예측 방법(500)의 예를 도시한다. 제1 동작(502)은 환자 측정들을 수행하는 것을 수반할 수 있다. 제1 동작(502)의 하위 동작(504)은 환자의 키를 측정하는 것을 수반할 수 있다. 제1 동작(502)의 하위 동작(506)은 환자의 체중을 측정하는 것을 수반할 수 있다. 다른 환자 측정들도 수행될 수 있다. 제2 동작(508)은 환자의 병력을 수집하는 것을 포함할 수 있다. 하위 동작(510) 내지 제2 동작(508)은 환자의 수술들을 기록하는 것을 수반할 수 있다. 심장 수술들과 같은 환자 수술들이 기록될 수 있다. 시술들 및 기타 치료들과 같은 기타 의료 정보도 기록될 수 있다. 하위 동작(512) 내지 제2 동작(508)은 환자 상태들을 기록하는 것을 포함할 수 있다. 환자 상태들은 심부전, 심근경색, 심근병증과 같은 심혈관 상태들의 알려진 사례들을 포함할 수 있다. 기타 심장 상태들, 동반 상태들, 및/또는 일반적인 건강 상태들이 기록될 수 있다. 유전적 소인들, 가족력, 생활 방식 요인들 및 기타 정보와 같은 기타 환자 정보도 기록될 수 있다.
[0053] 제3 동작(516)은 기록된 환자 측정값들과 병력을 조합하여 동반질환(comorbidity) 점수를 형성하는 것을 수반할 수 있다.
[0054] 제4 동작(518)은 시판되는 및/또는 기존의 상완 커프 또는 일부 다른 측정 수단을 사용하여 환자의 혈압을 SBP 및 DBP로 측정하는 것을 포함할 수 있다.
[0055] 제5 동작(520)은 환자의 맥박 파형들을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 맥박 파형들은 전술한 실시예들에 따라 변형된 혈압 커프를 사용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 특정 압력들로 팽창하고 해당 압력들을 유지하여 설정된 압력에서 파형을 캡처하는 변형된 혈압 커프를 사용할 수 있다. 유지 압력들은 DBP, SBP, MAP 및/또는 sSBP가 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 동맥을 통한 혈액의 흐름을 완전히 차단하는 sSBP가 사용될 수 있다. 팽창압력은, 예를 들어 약 100mmHg일 수 있다. 유지 시간은 예를 들어 약 40초일 수 있다.
[0056] 하위 동작(522) 내지 제5 동작(520)은 호흡 주기 전반에 걸쳐 압력 진폭 변동들을 고려하기에 충분히 긴 기간동안 맥박 파형 측정들을 수행하는 것을 수반할 수 있다. 측정된 진폭들은 호흡 주기 중 호기 후(post-exhalation) 단계에서 가장 높을 수 있다.
[0057] 제6 동작(524)은 SBP 및 DBP 측정값들을 사용하여 측정된 맥박 파형(들)을 교정하는 것을 포함할 수 있다. 혈압 측정 결과들을 활용하여 압력 단위들로 파형을 교정할 수 있다. 교정 방법들은 본 개시내용의 다음 섹션에 기재된 방법들을 포함할 수 있다.
[0058] 제7 동작(526)은 특징 추출을 위한 복수의 호기 후 파형들을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 호기 후 파형들은, 호흡 주기 전체에 걸쳐 가장 높은 LVEDP 판독 값을 추적할 수 있기 때문에 선택될 수 있다. 추출된 특징들 및/또는 관심 매개변수들은 증강 지수("AIX"), 수축기 맥박 영역 및/또는 수축기 혈압이 포함될 수 있다. 다른 바람직한 및/또는 관련된 특징들 및/또는 매개변수들도 추출될 수 있다.
[0059] 제8 동작(528)은 맥박 파형들에서 관심 있는 특징들 및/또는 매개변수들을 측정 및/또는 추출하는 것을 포함할 수 있다. 하위 동작(530) 내지 제8 동작(528)은 SBP 또는 수축기 맥박 영역을 추출하는 것을 수반할 수 있다. 하위 동작(532) 내지 제8 동작(528)은 AIX를 추출하는 것을 수반할 수 있다.
[0060] 일부 실시예들에서, 분류 알고리즘은 위험을 평가하는 데 사용될 수 있다. 알고리즘의 입력들은 수축기 맥박 영역의 맥박 특징들, 증가 지수, 체중 및 동반질환 점수의 환자 특징들일 수 있다. 입력들 및 알고리즘을 사용하여, LVEDP가 실패 임계값보다 크거나 같을 확률이 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 실패 임계값은 약 18mmHg로 설정될 수 있다. 다른 실시예에서, 임계값은 약 15mmHg로 설정되거나 알고리즘을 훈련할 때 선택된 임상 관련성의 다른 값으로 설정될 수 있다. 이 프로세스는 n번의 호흡 주기들에서 호기 후 맥박들에 대해 반복되어 n번의 확률 예측들을 생성할 수 있다. 복수의 측정값들이 취해질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 2개 또는 3개의 측정값이 취해질 수 있다. 복수의 개별 맥박들의 확률은 앙상블(ensemble) 방법론들을 이용하여 단일 위험 예측으로 조합될 수 있다. 단일 LVEDP 위험 예측을 생성하기 위해 예측들이 함께 처리될 수 있다. 앙상블 방법론들은 확률들의 평균화를 포함할 수 있고 및/또는 확률들을 집계하는 더 복잡한 방법들을 포함할 수 있다.
[0061] 따라서, 제9 동작(534)은 개별 LVEDP 위험을 예측하기 위해 각 맥박에 대해 선택된 특징들 및/또는 매개변수들을 입력하는 것을 수반할 수 있다. 선택된 특징들 및/또는 매개변수들은 수축기 맥박 면적, AIX, 환자 체중, 및 동반질환 점수가 포함될 수 있다. 다른 매개변수들 및/또는 매개변수들의 조합들도 가능하다. 마찬가지로, 제10 동작(536)은 환자 LVEDP 위험 예측을 위해 개별 맥박 위험 예측들을 조합하는 것을 수반할 수 있다.
교정 실시예
[0062] 혈압 커프 측정들은, 커프를 통해 측정된 말초 혈압이 건강한 환자들의 중심 혈압을 추적하는 경향이 있기 때문에, 유용한 임상 측정들로서 역할을 할 수 있다. 불행하게도, 심혈관 문제들이 있는 환자들의 경우, 말초 혈압과 중심 혈압 사이의 관계가 저하될 수 있다. 환자의 심혈관 문제들의 중증도는 말초-중심 혈압 관계가 저하되는 정도에 영향을 미칠 수 있다. 그러나 혈압 커프 측정들은 신속하고, 비침습적이며 수행 비용이 저렴하기 때문에, 혈압 커프 측정들은 심혈관 문제들이 있는 환자들에게 중요한 진단 도구로 남아 있다. 이러한 환자들에서는 말초-중심 혈압 관계가 저하되지만, 교정 방법들을 사용하면 심각한 문제들을 겪고 있는 환자에서도 예를 들어 상완 혈압 커프를 사용하여 수행된 말초 혈압 측정이 중심 혈압 측정의 대리 역할을 할 수 있다.
[0063] 전술한 실시예들에 설명된 시스템들과 같은 변형된 혈압 커프 시스템은 말초 혈압을 측정하는 데 사용될 수 있다. 말초 혈압은 호흡에 의해 야기된 압력 변동들로 인해 여러 번의 호흡 정지 주기들 걸쳐 측정될 수 있다. 변형된 혈압 커프 시스템을 이용하여 측정된 비침습적 맥박 신호는 환자의 중심 혈압 크기들을 추적하도록 교정될 수 있다.
[0064] 말초 혈압 측정을 수정하고 신호를 교정하기 위해 엔벨로프 함수가 이용될 수 있다. 엔벨로프 함수는 측정 부위에서의 맥박폭과 커프 압력 사이의 관계를 포함할 수 있다. 측정 부위는 동맥일 수 있다. 여러 번 호흡을 중지하는 동안 커프 압력에 해당하는 맥박폭을 측정함으로써 엔벨로프 함수를 구성할 수 있다.
[0065] 교정 방법은 여러 동작들을 수반할 수 있다. 제1 동작은 기존 및/또는 시판되는 오실로메트릭(oscillometric) 커프를 사용하여 수축기 혈압("SBP"), 확장기 혈압("DBP") 및 평균 동맥압("MAP")의 형태로 말초 혈압을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 이 측정된 값들은 정확하지 않을 수 있다. 특히, 이러한 측정값들은 호흡으로 인해 야기된 진폭 변동들 및/또는 기타 오류들로 인해 생체 내에서 수행된 측정을 추적하지 못할 수 있다.
[0066] 제2 동작은 변형된 혈압 커프를 사용하는 것을 수반할 수 있다. 변형된 혈압 커프는, 전술한 실시예들에서 설명된 바와 같이, 고 해상도 압력 센서들 및 고 범위의 압력 센서들을 포함하는 변형된 혈압 시스템일 수 있다. 제2 동작에는 변형된 혈압 커프를 설정된 압력 값으로 팽창시키는 것이 수반될 수 있다. 해당 압력 값에서 박동들이 기록될 수 있다. 혈압 커프는 설정된 압력 값들의 범위에 걸쳐 팽창될 수 있다. 박동들은 각 압력 값에 대해 기록될 수 있다. 제2 동작에는 호흡으로 인해 야기된 압력 변동들을 고려하기 위해 여러 번 호흡을 참는 동작들이 수반될 수 있다. 호흡 정지 각각에 대해, 측정된 파형을 분석하여 신호 맥박폭을 변형된 혈압 커프의 설정 압력과 비교할 수 있다. 엔벨로프 함수의 프록시(proxy)를 재구성하기 위해 복수의 호흡 정지들에 대해 측정들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 2회, 3회 또는 그 이상의 호흡 정지들에 대해 측정들을 수행할 수 있다.
[0067] 제3 동작은 호흡 변화들로 인한 압력 변동들을 수정하고 궁극적으로 말초 측정값들을 중앙 측정값들로 교정하기 위한 매개변수들을 계산하기 위해 제2 동작 중에 얻어진 측정값들을 사용하는 것을 수반할 수 있다. 이는 주변 측정값들을 수정하는 데 필요한 매개변수들을 도출하기 위해 엔벨로프 함수를 사용함으로써 달성될 수 있다.
[0068] 도 6은 혈압 측정과 3가지 압력 유지들로 재구성된 엔벨로프 함수의 예를 도시한다. 3가지 압력 유지들은 DBP, MAP 및 수축기 혈압("sSBP")이다. DBP 압력 유지의 경우, 변형된 혈압 커프를 최소한의 압력으로 팽창시켜, 혈액이 실질적으로 방해받지 않고 동맥을 통해 흐를 수 있도록 하였다. MAP 압력 유지를 위해, 변형된 혈압 커프를 MAP로 팽창시켰다. sSBP 유지의 경우, 변형된 압력 커프를 SBP의 압력보다 높게 팽창시켜 동맥을 통한 임의의 혈류를 효과적으로 차단하였다. 커프 압력은 3가지 유지 값들에 대한 수직 점선으로 도 6에 도시되어 있다. 3개의 유지 값들은 DBP 유지(608), MAP 유지(610) 및 sSBP 유지(612)를 포함한다.
[0069] 도 6은 또한 각각의 유지 압력에서 측정된 개별 기록 박동들을 도시한다. 도 6은 DBP 유지에 대한 개별 박동들(602), MAP 유지에 대한 개별 박동들(604), 및 sSBP 유지에 대한 개별 박동들(606)을 도시한다. 도 6의 예에 도시된 바와 같이, 각각의 압력 유지에 대해 다중 박동들이 기록될 수 있다. 개별 박동들(602, 604, 606)의 맥박폭들은 압력 센서로 측정될 수 있다. 도 6에 도시된 예에서. 박동 진폭은 볼트(V)로 보고된다. 이러한 맥박폭 측정값들은 다른 압력 단위들로 변환될 수도 있다.
[0070] 위에서 설명한 바와 같이, 호흡은 중앙 혈압에 상당한 변동들을 일으킬 수 있다. 커프 압력 유지로부터의 전압 기반 신호들은 카테터(cather) 대동맥 신호와 마찬가지로 호흡 변동들을 나타낼 수 있다. 따라서 변형된 혈압 커프 측정에 의해 보고된 혈압 값들은 평균값들로 가정될 수 있다. 호흡 패턴에 대한 SBP 및 DBP 값들을 조정함으로써 그리고 측정된 압력 신호의 크기를 올바르게 조정함으로써 맥박 신호들을 압력 단위들로 교정할 수 있다. 박동들의 세그먼트에서 개별 박동 각각에 대해, 세그먼트의 평균 맥박폭과의 맥박폭 차이를 이용하여 호흡 변동들에 대한 SBP 및/또는 DBP 값들을 수정할 수 있다.
[0071] 예를 들어, 엔벨로프 함수 파생 매개변수들을 이용하여 말초 DBP로부터 중앙 DBP로의 DBP 값들을 수정하는 모델은 다음에 의해 주어진다:
상기 식에서,
는 DBP 대 MAP에서 맥박폭 사이의 비율이고,
DBPcuff 및 MAPcuff는 각각 커프 혈압 판독에 의해 보고된 DBP 및 MAP이고, 그리고
m1, m2 및 b는 상관관계에 최적화된 계수들이다.
[0072] SBP 값들은 맥박 파형 신호에서 측정 가능한 전진 및 반사파 피크들을 사용하여 수정될 수 있다. 상완 커프의 경우, 이러한 특징들을 나타내는 잠재적인 유지 압력은 sSBP이다. 수정된 SBP는 다음을 통해 주어질 수 있다:
상기 식에서,
SBPcorr은 중앙 혈압을 추적하기 위해 수정된 SBP 값이고,
SBPcuff는 SBP 커프 측정 판독 값이고,
P1은 수축기의 제1 피크의 피크 압력이고,
P2는 수축기의 제2 피크의 피크 압력이고,
m1 및 b는 상관관계에 최적화된 계수들이다.
[0073] 선형 엔벨로프 함수 모델은 다음과 같은 근사 형식 방정식에 표시된 바와 같이 실제 압력을 계산하는 데 사용될 수 있다:
상기 식에서,
Padj는 호흡 조정 압력이고,
Pcalib는 혈압 보고 값이고,
ΔPA는 평균과의 맥박폭 차이이고,
slopep는 특정 압력(slopeDBP 또는 slopeSBP)에 대한 엔벨로프 함수 기울기이다. 압력은 SBP 또는 DBP일 수 있다.
[0074] 박동들의 미교정 세그먼트에서는, 박동들의 세그먼트 내의 모든 박동에 대해 전술한 계산들을 반복하고 신호 스케일링 방법들을 활용하여, 모든 박동들은 호흡 패턴들을 반영하는 SBP 및 DBP 값들로 교정될 수 있다. 제시된 모델은 특정 피험자에 대한 측정 지점들과 고정 엔벨로프 함수 사이의 선형 관계가 있다는 것을 전제로 한다. 유지 압력들을 증가시키면, 더욱 상세한 엔벨로프 함수가 재구성되고, 모델의 정확도가 높아질 수 있다. 교정은 SBP 및/또는 DBP에 독립적으로 적용될 수 있다.
[0075] 도 7은 맥박폭 변동들에 따른 SBP 및 DBP 변화들을 추정하는 데 사용되는 엔벨로프 함수의 예를 도시한다. 도 6에서와 같이, 압력 커프 유지들은 수직 점선들로 표시된다. 도 7은 DBP 압력 커프 유지 값(608), MAP 압력 커프 유지 값(610), 및 SBP 압력 커프 유지 값(700)을 도시한다. 도 7의 우측 하단에 있는 화살표(708)는 평균 맥박폭으로부터의 맥박폭 편차를 도시한다. 화살표(708) 위쪽 및 화살표(706)의 오른쪽은 SBP 증가를 도시한다. f의 왼쪽에 있는 화살표(704)는 DBP 증가를 나타낸다. 그 다음 엔벨로프 함수(702)는 호흡으로 인해 발생할 수 있는 맥박폭의 변동들에 따른 SBP 및 DBP 변화들을 추정하는 데 사용될 수 있다. 도 7은 추정(710)를 도시한다. 도 7은 단지 예시일 뿐이다. 도 7을 참조하여 위에 설명된 방법은, 설명된 필요한 정보가 획득되면, 서로 다른 디바이스들, 임계 조건들 및 양들로 수행될 수 있다.
[0076] 일부 실시예들에서, 호흡 변동들을 포함하는 교정 방법은 심장병학의 진단 도구 역할을 할 수도 있다. 예를 들어, 모순 맥박(pulsus paradoxus) 상태는 흡기 동안 SBP가 약 10mmHg 이상 떨어지는 것으로 규정된다. 이 상태는 심한 급성 천식이나 만성 폐쇄성 폐질환과 같은 심장 압전(tamponade)이나 우심실 확장 중에 관찰될 수 있다. 따라서, 교정 방법의 실시예는 약 10mmHg의 임계치를 설정하는 것을 수반할 수 있다.
[0077] 개별 실시예들 중 하나 이상에서 설명된 다양한 특징들, 양태들 및 기능은, 설명된 특정 실시예에 대한 적용 가능성이 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 대신에, 그러한 실시예들이 설명되는지 여부 및 그러한 특징들이 설명된 실시예의 일부로서 제시되는지 여부에 관계없이, 이들은 단독으로 또는 다양한 조합들로 하나 이상의 기타 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 출원의 폭과 범위는 위에서 설명된 예시적인 실시예들 중 어느 실시예에 의해 제한되어서는 안 된다.
[0078] 본 명세서에 사용된 용어들과 문구들, 및 그 변형들은, 달리 명시되지 않는 한, 제한하는 것이 아니라 개방적으로 해석되어야 한다. 전술한 예들로서, "포함하는(including)"이라는 용어는 "포함하되 이에 국한되지 않는다" 등의 의미로 해석되어야 한다. "예(example)"라는 용어는 설명 중인 항목의 예시적인 사례를 제공하는 데 사용되며, 해당 항목의 전체적이거나 제한적인 목록은 아니다. "a" 또는 "an"이라는 용어들은 "적어도 하나", "하나 이상" 등을 의미하는 것으로 해석되어야 하고; "기존의", "전통적인", "일반적인", "표준", "알려진"과 같은 형용사로 해석되어야 한다. 유사한 의미의 용어들이 설명된 항목을 특정 기간 또는 특정 시간에 사용 가능한 항목으로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 그 대신, 현재 또는 미래의 어느 시점에나 이용 가능하거나 알려질 수 있는 기존의, 전통적인, 일반적인 또는 표준 기술들을 포괄하는 것으로 읽어야 한다. 본 명세서가 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백하거나 알려진 기술들을 언급하는 경우, 그러한 기술들은 현재 또는 미래의 어느 시점에 당해 기술자에게 명백하거나 알려진 기술들을 지칭한다.
[0079] 일부 경우들에서 "하나 이상", "적어도", "그러나 이에 제한되지 않음" 또는 기타 유사한 문구들과 같은 확장된 단어들 및 문구들의 존재는, 그러한 확장 문구들이 없을 수 있는 경우들에서, 더 좁은 경우가 의도되거나 요구된다는 의미로 해석되어서는 안 된다. "컴포넌트"라는 용어의 사용은, 컴포넌트의 일부로서 설명되거나 청구된 양태들이나 기능이 모두 공통 패키지(package)로 구성된다는 의미는 아니다. 실제로, 제어 로직(logic)이든 기타 컴포넌트들이든, 컴포넌트의 다양한 양태들 중 어느 하나 또는 모두는 단일 패키지로 조합되거나 별도로 관리될 수 있으며, 추가로 복수의 그룹핑(grouping)들이나 패키지들로 또는 여러 위치들에 걸쳐 추가로 분산될 수 있다.
[0080] 추가적으로, 본 명세서에 설명된 다양한 실시예들은 예시적인 블록도들, 흐름도들 및 기타 예시들의 관점에서 설명된다. 본 명세서를 읽은 후, 본 기술분야의 숙련자에게 명백해지는 바와 같이, 예시된 실시예들 및 그들의 다양한 대안들은 예시된 예들에 국한되지 않고 구현될 수 있다. 예를 들어, 블록도들과 그에 따른 설명은 특정 아키텍처(architecture)나 구성을 요구하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
[0081] 청구항들을 포함하여 본 개시내용 전반에 걸쳐 사용되는 용어들인 "실질적으로", "대략" 및 "약"은 처리의 변화들로 인한 작은 변동들을 설명하고 해명하기 위해 사용된다. 예를 들어, 그들은 ±5% 이하, 이를테면 ±2% 이하, 이를테면 ±1% 이하, 이를테면 ±0.5% 이하, 이를테면 ±0.2% 이하, 이를테면 ±0.1% 이하, 이를테면 ±0.05% 이하를 지칭할 수 있다.
100: 혈압 커프 102: 공기 펌프
104: 혈압 모니터 108: 공압 연결부
110: 용량성 컴포넌트 112: 필터
114: 압력 센서 120: 기준 포트
130: 배관 132: 오리피스
134: 인라인 필터 136, 138: ID

Claims (13)

  1. 비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템(non-invasive pressure pulse waveform measurement system)으로서,
    혈압 커프(blood pressure cuff);
    상기 혈압 커프를 특정 압력 수준들로 팽창시키는 공기 펌프(air pump);
    지정된 압력 수준에서 고 감도 신호 획득을 수행하도록 구성된 고 해상도 압력 센서(high resolution pressure sensor)들 ─ 상기 고 해상도 압력 센서 각각은 측정 포트(port) 및 기준 포트를 포함함 ─ ;
    신호에 대한 절대 기준을 측정하고 상기 신호를 교정하도록 구성된 고 범위 압력 센서(high range pressure sensor)들;
    상기 공기 펌프와 센서들을 상기 커프와 연결시키는 공압 배관; 및
    고 해상도 압력 센서 각각의 상기 기준 포트에 대한 입력으로서 구성된 유체역학적 필터(hydrodynamic filter)를 포함하고;
    상기 유체역학적 필터는 상기 신호의 선택된 주파수 범위를 감쇠함으로써 평균 압력만을 전달하도록 구성되는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 유체역학적 필터는 저항성 컴포넌트(resistive component) 및 용량성 컴포넌트를 포함하는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 유체역학적 필터의 상기 저항성 컴포넌트는 흐름에 대한 저항을 가하도록 구성되는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 용량성 컴포넌트는 공기량을 저장함으로써 압력 변화들을 감소시키도록 구성되는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 용량성 컴포넌트는 상기 저항성 컴포넌트를 상기 기준 포트에 연결하는 배관을 포함하는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 유체역학적 필터의 상기 저항성 컴포넌트는 10μm 내지 200μm 범위의 내부 직경을 갖는 견고한 배관을 포함하는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 용량성 엘리먼트의 탄성은 0.2MPa 내지 2.0MPa 범위에 있는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 혈압 커프는 ECG 디바이스(device), 아이폰(iPhone), 태블릿(tablet), 컴퓨터(computer), 또는 기타 디바이스와 동기화되며, 이에 의해 유선 또는 무선 데이터(data)의 송신을 가능하게 하는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 무선 데이터의 송신을 위해 블루투스(Bluetooth) 또는 와이파이(Wi-Fi)가 이용되는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  10. 제2 항에 있어서,
    상기 저항성 컴포넌트와 상기 용량성 컴포넌트는 단일 컴포넌트 내에 조합되는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 저항성 컴포넌트는 오리피스(orifice) 또는 물리적 필터(physical filter)를 포함하는 저항성 엘리먼트들을 포함하는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 오리피스는 고정되고 그리고/또는 조정가능한,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
  13. 제2 항에 있어서,
    상기 용량성 컴포넌트는 순응성 탄성 튜브(compliant elastic tube), 작은 댐퍼(damper)를 갖는 튜브(tube), 또는 피스톤 실린더(piston cylinder)를 갖는 튜브를 포함하는,
    비침습적 압력 맥박 파형 측정 시스템.
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