KR890004553B1 - 코로트코프음 인지용 혈압계 - Google Patents

코로트코프음 인지용 혈압계 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

코로트코프음 인지용 혈압계
제1도는 본 발명에 의한 혈압계에 포함된 중앙처리장치(CPU)의 각종 기능을 표시한 블록도.
제2도는 본 발명에 따른 혈압계의 하드웨어구성을 나타낸 블록도.
제3(a)도 및 제3(b)도는 각각 코로트코프음 파형의 특성패턴을 보여준 도면.
제4(a)도 및 제4(b)도는 제7(a)도 및 제7(b)도에 나타낸 프로그램에 의해 인지된 특성점을 구별하는 법을 예시한 도면.
제5도는 미세한 리플이 첨두치 근처에 나타나 코로트코프음 파형을 보여주는 도면.
제6도는 코로트코프음의 테일링(tailing)을 보여주는 도면.
제7(a)도 및 제7(b)도는 코로트코프 음의 인지절차와 코로트코프음의 테일링 식별을 설명하는 흐름도.
제8도는 본 발명에 따른 혈압계의 일반 구성을 나타내는 블록도.
* 도면의 주요부분에 따른 부호의 설명
2 : 마이크로폰 4 : 압력검지기
6 : 필터 및 증폭기 8 : 증폭기
12 : AD변환기 14 : CPU
16 : 압력설정 스위치 18 : 기준전압발생기
20 : 클록(clock)발생기 22 : 가압 배출 스위치
24 : 디스플레이 26 : 구동기
28 : 커프 30 : 밸브
32 : 밸브 34 : 펌프
40 : 데이타 판독부 42 : 한계치 설정부
44 : 시간폭 설정부 46 : 시간 발생부
48 : 기억장치 50 : C3검지부
52 : 레벨 변환부 54 : 특성점 검지부
56 : 부 검지부 58 : K음 식별부
60 : K음 인지부 150 : 진동 검지수단
152 : 시간폭 설정수단 154 : 가압수단
156 : 압력 검지수단 158 : 코로트코프음 인식수단
160 : 혈압 계산수단
본 발명은 청진법에 의한 혈압측정장치에 관한 것으로서, 특히 동맥혈류의 박동음, 소위 코로트코프음을 잡음으로부터 구별하여 인실할 수 있는 청진법에 의한 혈압측정장치에 관한 것이다.
혈압의 청진법적 측정에 있어서는, 팽창된 커프(cuff)로부터 혈관에 가해지는 압력을 다양하게 변화시키면서, 동시에 혈관으로부터 발생하는 코로트코프음 박동음을 인식하여 심장수축 및 심장이완 압력을 측정한다.
종래, 필터 및 비교시스템이 팽창된 커프에 결합된 마이크로폰의 출력 신호의 코로트코프음을 인지하기 위하여 제안되었다.
종래 기술에서 코로트코프음 박동음의 스펙트럼 분포는 물리적 운동 및 외부에서 발생하는 잡음으로부터의 주파수 분포에서 구별가능하다. 필터 및 비교시스템은 상기 특성으로부터 비롯되어 그의 구성은 커프에 부착된 마이크로폰에 의해 감지된 신호가 코로트코프음보다는 어떤한 주파수 성분의 진폭을 감소시키기 위하여 필터를 통과하고, 다음 코로트코프음의 주파수 성분이 그 사이의 관계를 결정하기 위하여 전압비교기에 의해 소정 한계치와 비교된다.
그러나 상기 필터 및 비교시스템에서 잡음이 없는 코로트코프음을 추출하는데에는여러가지 이유로 어려움에 직면해 있다.
즉, 코로트코프음의 주파수 성분은 개별적인 상태에 의할 뿐만 아니라 커프 압력 및 다른 각종 상태의 측정시에도 좌우된다.
주파수 잡음성분은 넓은 범위, 즉 코로트코프음의 주파수성분과 겹치는 수십 내지 수백 헤르츠에 걸쳐 있으며, 또한 잡음의 파형 패턴은 코로트코프음의 그것에 여러가지로 유사하다.
필터와 비교시스템의 다른 문제는 필터의 주파수 성분이 비교적 낮을 때 코로트코프음이 펄스음으로부터 용이하게 식별될 수 없다는 점이며, 그 이유는 식별이 레벨에 준하여 수행되어 측정의 정확도가 코로트로프음의 진폭에서의 차에 의해 좌우되기 때문이다.
또한, 코로트코프음에 입각한 다른 인식시스템(패턴 인식시스템)이 역시 알려져 있으나, 이것 역시 코로트코프음과 잡음이 파형 패턴에 대해 서로 유사하기 때문에 코로트코프음을 잡음으로부터 용이하게 식별시키는 것에 실패했다.
특히, 패턴인식에 의한 코로트코프음의 인식직후, 코로트코프음에 대한 패턴보다 진폭이 낮거나 비슷한 잡음 즉 코로트코프음의 테일링(tailing)또는 행오우버(hangover)는 코로트코프음으로 종종 인식된다. 이것은 코로트코프음의 진폭이 개별적이라는 사실과, 동일인에 대하여 측정 개시직후 및 측정 종결직전 코로트코프음의 진폭이 측정 진행동안 도달되는 가장 큰 진폭보다 종종 훨씬 작다는 사실에 부분적으로 기인한다. 코로트코프음의 테일링은 코로트코프음의 진폭만큼 길어져 이러한 테일링이 코로트코프음의 진폭에 따라 지속되게 되어 잡음 제거의 어려움을 가중시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 코로트코프음의 테일링을 진정한 코로트코프음으로서 인식함이 없이 정확하게 코로트코프음을 인식할 수 있는 혈압 측정장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 혈압 측정장치는, 혈관에 가변 압력을 가하기 위한 가압수단, 가압수단에 의해 압력이 혈관으로부터 발생된 음과 진동을 검지하기 위한 진동검지수단, 혈관에 가해지는 압력을 검출하기 위한 압력 검지수단, 진동 검지수단에 의해 검지된 진동으로부터 코로트코프음을 인식하기 위한 코로트코프음 인지수단, 혈관에 가해지고 코로트코프음이 코로트코프음 인지수단에 의해 인식되었을 때 압력 검지수단에 의해 검출된 압력으로부터 혈압을 계산하기 위한 혈압 계산수단 및, 코로트코프음 인지수단에 인식된 코로트코프음에 근거하여 소정 시간폭을 설정하고 진동 검지수단으로부터 코로트코프음 인지수단까지 그 시간 주기동안 출력을 억제하는 시간폭 설정수단을 포함한다. 코로트코프음의 인식후, 코로트코프음 인지수단은 시간폭 설정수단에 의해 설정된 시간의 주기가 만료될 때가지 코로트코프음의 인식을 수행하지 않는다.
본 발명의 특징 중 하나는 시간폭 설정수단인 코로트코프음 인지수단에 의해 상기 직전에 인식된 코로트코프음의 진폭과 매칭(matching)되는 시간폭을 설정할 수 있다는 것이다.
코로트코프음 인지수단은, 진동 검지수단에 의해 검출된 신호 파형을 유지하고, 유지된 신호 파형의 최대점 C3를 검출하고, 최대점 C3을 종시점으로 한 소정 시간영역 t1내에서 최소치점 C2을 검출하고, 검출된 C2와 C3점 사이의 레벨차가 소정 범위에 있는지를 결정하여, 그것이 소정 범위에 있는 것으로 결정되었을 때, C2점을 종시점으로 한 소정 시간영역 t2내에서 최대치점 C1을 검출하고, 검출된 C1와 C2사이의 레벨차가 소정 범위에 있는지를 결정하여, 그것이 소정 범위에 있는것으로 결정되었을 때, 그 시시점이 소정 시간영역 t2내에서 최소치점 C4을 검출하고, C4와 C3점 사이의 레벨차가 소정 범위에 있는지를 결정하도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 신호 파형에서 코로트코프음을 인식한다.
이하, 상기 본 발명의 특징들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 의한 혈압 측정장치의 하드웨어를 나타낸 것이다. 도시된 바와같이, 본 혈압 측정장치는 혈관으로부터 음이나 진동을 감지하여 그것을 전기적 신호로 변환하여 코로트코프음을 검출하도록 한 마이크로폰(2)을 포함한다. 코로트코프음은 팽창된 커프(28)에 의해 가압되고 다음 순차적으로 압력이 소멸되도록 동맥으로부터 발생한다. 첫번째 코로트코프음이 발생되는 혈압은 심장수축 압력으로 언급되고, 반면에 최종 코로트코프음이 발생되는 혈압은 심장이완 압력으로 언급된다.
제3(a)도 및 제3(b)도는 코로트코프음 박동음의 특성 패턴을 보여준다. 특히, 제3(a)도는 혈압 측정장치가 응답한 코로트코프음의 전형적 패턴을 나타내며, 제3(b)도는 신호레벨에 대해 제3(a)도의 반전상태를 보여준다. 코로트코프음은 4개의 별개의 점, 또는 제3(a)도 및 제3(b)도에 나타낸 바와같이 점 C1, C2, C3, 및 C4에 의해 특정되어 진다. 본 발명의 혈압계는 4개의특성점 C1내지 C4사이의 관계에 근거하여 코로트코프음을 인식하도록 구성된다. 점 C3는 신호레벨이 가장 높은 피크(peak)로서 언급되거나(제3(a)도) 신호레벨이 최저인 최하부(bottom)로서 언급되며, 후술되는 바와같이 코로트코프음의 인식을 위해 중요한 역할을 한다. 일단, 특성점 C3가 결정되면 나머지 특성점들 C1, C2및 C4는 점 C3로부터 시작되는 소정 해석적 절차에 의해 각각 결정될 수 있다. 코로트코프음은 마이크로폰(2)의 출력신호로부터 추출되며 그 방법은 이하에서 상세히 설명될 것이다. 필터 및 증폭기(6)는 아날로그 대 디지탈(AD)변환기(12)에 인가되는 신호 K를 발생하기 위한 마이크로폰(2)의 출력신호의 파형을 형성하여 증폭한다. 압력검지부(4)는 가압수단에 의해 팽창된 커프(28)로부터 혈관에 가해지는 순간적인 압력을 검출하는 역할을 하며, 검출된 압력은 전기적 신호로 변환된다. 증폭기(8)은 혈관에 가해지는 압력의 표본신호 P를 발생하기위한 압력검지부(4)의 출력신호를 증폭하여, 그 신호 역시 AD변환기(12)에 공급된다. 필터 및 증폭기(6) 또는 증폭기(8)로부터 아날로그 신호로 공급되는 신호 K와 P는 AD변환기(12)에 의해 각각 디지탈 신호로 변환된다. 기준전압은 기준전원(18)에서 AD변환기(12)로 공급되고 이에 의해 변환기(12)는 각각의 신호 K와 P를 예컨대 256개의 연속단계를 갖는 디지탈 신호로 변경시킬 수 있다. 압력설정 스위치(16)는통상 피실험자의 심장수축압력에 기준이 되는 예컨대 120mmHg, 150mmHg, 180mmHg 또는 210mmHg와 같은 어떠한 압력을 수동으로 설정하기 위한 스위치이다. 따라서, 스위치(16)는 측정의 초기에 커프(28)로부터 혈관에 가해지는 최대 압력이 초과 범위로 팽창되는 것을 방지한다.
AD변환기(12)에 의해 출력되는 신호 K와 P는 중앙처리장치(CPU)(14)에 공급되어 기억된다. 후술되는 바와같이 CPU(14)는 신호 K와 P를 처리하여 코로트코프음 박동음을 식별한다.
클록발생기(20)는 그의 작동시간을 조절하기 위해 CPU(14)에 공급되는 클록신호를 발생시킨다. 구동기(26)는 CPU(14)로 부터의 명령에 응답하여 펌프(34)와 밸브(32)를 선택적으로 구동시킨다. 펌프(34)는 커프(28)를 팽창시키기 위해 소정 압력하에 공기를 공급하여 혈관에 압력을 가하도록 하며, 밸브(32)는 측정을 멈추기를 원할때 커프(28)에서 공기를 빼내도록 한다. 다른 밸브(30)는 펌프(34)로부터 커프(28)에 공급되는 압축된 기체를 순차적으로 방출하기 위한 것으로 그에 의해 측정동안 조금씩 커프(28)로부터 압력을 소멸시킨다. 펌프(34) 및 밸브(32)는 각각 가압/배출스위치(22)에 의해 구동된다. 도면부호 24는 예컨대 부저등(等)에 의해 장치의 각종 상태뿐만 아니라 측정의 종료에 대해 조작자에 경보를 발하고 CPU(14)에 의해 측정된 각종 값들을 표시하는 등의 여러가지 기능을 갖는 디스플레이를 표시한다.
제1도를 참조하여 보면, CPU(14)내에서 프로그램을 수행하는 각종 기능이 블록도로 도시되었다. 데이타 판독부(40)는 AD변환기(12)에 의해 출력되는 디지탈 신호로 판독한다. 시간폭 설정부(44)는 바로 앞의 처리에 의해 인식되는 코로트코프음의 진폭에 근거하여 어떠한 시간폭을 설정하며, 그 시간 주기에 대해 데이타 판독부(40)의 출력을 금지시킨다. 한계치 설정부(42)는 직전의 처리에 의해 인식된 코로트코프음의 진폭에 의해 소정 한계치를 설정한다. 시간 발생부(46)는 시간 정보를 발생한다. 기억장치(48)는 피크 또는 최저부가 검출되었을 때 그 순간의 음성 데이타 신호를 그 순간의 시간정보와 함께 기억시킨다. 기억장치(48)는 랜덤 액세스 메모리(RAM)로 하는 것이 바람직하다. C3검지부(50)는 기억장치(48)로부터 판독되는 음데이타의 최대 또는 최소치를 검출하기 위한 것이다. 레벨변환부(52)에 필요에 따라 코로트코프음의 인식을 위해 기억장치(48)로부터 독출되는 신호파형 데이타의 레벨로 변환한다. 특성점 검지부(54)는 기억장치(48)로부터 검출되는 신호파형 데이타 및 시간 데이타로 소정 계산을 수행하며, 그에 의해 특성점 C1, C2및 C4를 갖는 파형이 존재하는지의 여부를 결정한다.
상기 검지부(54)는 소정 시간 슬롯 데이타를 발생하기 위한 부 검지부(56) 및 특정 신호레벨의 음데이타가 존재하는 지의 여부를 결정하기 위한 부 검지부(58)로 구성된다. C3검지부(50)가 특성점 검지부(54)에 신호를보내 C3점의 검출을 통고하였을 때, 검지부(54)는 소정의 계산절차에 다라 각각의 특성점을 검출한다. K(코로트코프)음 인지부(60)는 검지부(54)에 의해 발생되는 특성점들사이의 관계를 조사함으로써 코로트코프음을 식별하는 작용을 한다.
본 특정 실시예에 따른 혈압측정장치의 작용은 다음과 같다.
혈압을 측정하기 위하여 스위치(22)를 턴온(turn-on)시켜 펌프(34)가 작동하도록 하여 커프(28)에 압축된 공기를 공급하며, 이는 보통 환자의 팔 상단에 가해진다. 커프(28)가 팔 상단에 충분히 압력을 가하도록 팽창된 후 스위치(22)는 턴오프(turm-off)되어 펌프(34)가 작동되지 않도록 한다. 다음, 밸브(30)가 열려 소정의 측정속도로 팽창된 커프(28)로부터 압축공기를 해제하도록하며, 그에 따라 점진적으로 압력을 저하시킨다. 팔이 원상태로 압력이 소멸되는 동안 혈관으로부터 발생된 음 또는 진동이 마이크로폰(2)에 의해 감지되어 그 출력이 필터 및 증폭기(6)에 공급된다. 필터 및 증폭기(6)의 출력신호 K는 상기한 바와같이 AD변환기(12)에 인가된다. 한편, 혈관에 가해진 각종 압력은 압력 검지기(4)에 의해 검출되어 그 출력은 증폭기(8)에 결합된다. 증폭기의 출력인 신호 P는 AD변환기(12)에 공급된다. 신호 P와 K는 소정의 샘플링 주기에서 각각 디지탈 신호로 변환되며, 다음 코로트코프음을 검출하기 위한 CPU(14)에 보내진다. 혈관상에 커프(28)에 의한 압력이 점차로 낮춰지는 동안, 소정의 압력 레벨로 코로트코프음이출현하고 그 보다 더 낮은 다른 압력 레벨로 사라진다. 코로트코프음은 혈압으로부터 발생한 음으로부터 발생하고 마이크로폰(2)에 의해 검출되는 신호 K에 근거하여 검출된다. 순간적으로 커프 압력은 혈압에 가해지는 압력으로 압력 검출기(4)에 의해 검출되고 신호 P에 근거하여 결정된다.
원리에 있어, 혈관측정장치는 패턴인식방법에 따라 CPU(14)에 의해 신호 K로부터 코로트코프음을 인식하며, 그후 잡음과 같이 진정한 코로트코프음으로부터 구별되는 테일링 또는 행오우버를 인식한다. 특히, 코로트코프음으로부터 그의 테일링을 인식하기 위해 시간폭이 설정되어 패턴인식방법에 의해 그 직전에 인식된 코로트코프음의 진폭을 사용하여 계산되며, 다음의 코로트코프음의 인식은 그 시간 주기 설정이 만료될 때까지 수행되지 않는다. AD변환기(12)에서 CPU(14)에 공급된 디지탈 신호(72)는 데이타 판독부(40)에 의해 판독되어 일련의 시간 순서 파형 데이타(74)로 그로부터 한계치 설정부(42)에 가해진다. 한계치 설정부(42)는 그 직전에 나타난 코로트코프음의 진폭의 표본신호(100)에 응답하여 한계치를 설정하며, 그에 따라 파형 데이타(74)에 포함된 잡음의 영향이 감소된다. 좀더 상세히 설명하면, 측정의 초기에 설정부(42)는 신호 패턴이 그의 진폭에 관계없이 적절히 처리될 수 있도록 어떠한 한계치도, 설정하지 않는다. 측정 개시후 설정부(42)는 다음의 코로트코프음이 추측될 수 있는 최소의 진폭을 막 발생된 코로트코프음의 진폭으로부터 판단하여 한계치를 설정한다. 즉, 코로트코프음이 측정동안에 이미 발생되었을 경우 설정부(42)는 K음 인지부(60)에 의해 출력되고 코로트코프음의 진폭의 표본신호(100)에 적극적으로 응답하여 특정 한계치를 설정한다. 이것은 특성점 C3이 정확하고 신속하게 결정되도록 한다.
상기한 바와같이, 본 실시예 의한 한계치 설정부(42)는 종래 비교기 시스탬의 한계치와 전혀 상이하며 이는 코로트코프음의 각종진폭에 대하여 고정된 한계치를 간단히 설정한다. 검출된 파형 데이타가 설정된 한계치보다 큰 경우 설정부(42)는 시간 발생부(46)에 검출 타이밍신호(78)를 보내서 한계치 이상의 파형 데이타(80)를 기억장치(48)에 보낸다. 시간 발생부(46)는 예컨대 1msec단위로 증분되는 시간 정보를 주기적으로 카운트 하는 장치를 포함한다. 설정부(42)로 부터의 타이밍 신호(78)에 응하여 시간발생부(46)는 파형 데이타(80)에 소정 관계로 있는 기억장치(48)의 어드레스에 시간 정보(82)를 기입한다. 이와같은 상태로 파형 데이타(80)는 이것이 검출된 순간의 시간 정보와 더불어 기억장치(48)에 기입된다. 파형 데이타(80)는 코로트코프음의 인식을 위해 처리될 특성점 검지부(54)와 C3검지부(50)에 의해 기억장치(48)로부터 독출된다.
코로트코프음 인식과정은 제7(a)도 및 제7(b)도의 흐름도를 참조하여 기술한다. 제7(a)도에서 스탬 88과 89는 막 인식된 코로트코프음의 진폭에 근거하여 선택된 시간폭 γ동안 패턴인식을 수행하기 위해 채용된 것은 아니다. C3검지부(50)는 제 3 도에 보여준 바와같이 신호패턴의 C3점을 검출하기 위하여 기억장치(48)로부터 판독되는 파형 데이타(84)를 순차적으로 조사한다.
먼저, 도시되지는 않았으나 검지부(50)에 포함된 반전 플래그를 제로(zero)로 설정한다(스탭 90). 반전 플래그가 제로인 동안 반전 명령신호(86)가 리셋트(reset)된다. 반전 플래그가 1일때, 반전 명령신호(86)는 특성점 검지부(54)를 통과하기전에 레벨 반전부(52)가 기억장치(48)로부터 독출된 데이타를 반전시키기 위해 설정된다. 기억장치(48)에 기억된 파형 데이타는 그 직전에 판독된 데이타와 비교되는 동안 기억순으로 순차적으로 독출된다(스탭 100). 기억장치(48)로부터의 독출은 데이타(80)가 한계치 선정부(42)에 의해 기입되기 때문에 즉시 행해질 수 있다. 파형 데이타(80)는 데이타의 표본인 디지탈 신호의 3개의 연속점들의 레벨을 비교함으로써 최고치, 또는 최저치가 존재하는가를 알기 위해 체크된다(스탭 101). 특히, 상기 3연속점의 이웃한 것들 사이의 차가 감소에서 증가로 변한 경우 특성점 검출시호가 특성점 C3로 결정되는 점으로 설정부(54)에 공급된다. 최저부가 검출되었을 때 반전 플래그는 1로 설정되고 (스텝 102), 반면에 그와 동시에 반전 명령신호(86)가 레벨 반전부(52)에 보내진다.
레벨 반전부(52)는 베이스 라인(제4(d)도 및 제4(e)도) 에 대해, 기억장치(48)로부터 독출되고 특성점 C1내지 C4와조합된 파형데이타(88)의 각각의 레벨을 반전시키며 그 결과 제3(a)도의 패턴을 제공한다.
스텝 101에서 체크된 점이 최저부가 아닌 경우 레벨차가 증가에서 감소로 변했는가의 여부 즉, 최고부가 있는지의 여부가 결정된다(스텝 103). 만약 피크부가 발견되지 않은 경우, 프로그램은 특성점 C3의 검출을 위한 다른 진행으로 다음 파형데이타를 독출하기 위하여 스탭 100으로 복귀한다. 피크가 발견된 경우, 특성점 검출신호(92)가 특성점 C3로 결정된 최고부로서 특성점 검출부(54)에 공급된다. 그후 프로그램은 104로 진행되며, 이 경우 반전 플래그는 제로로 유지된다.
상기 피크는 코로트코프음의 인식동안 첫번째로 검출된 것으로 상기 검출된 제 1 피크의 표본상태가 제4(a)도에 예시되었다.
C3검지부(50)으로부터의 신호(92)에 응답하여, 특성점 검지부(54)는 스텝 104 및 그 전방으로 코로트코프음을 구성하는 신호 파형의 연속점의 검출을 개시한다.
시간영역 설정부(56)는 C3점을 종시점으로 한 소정시간 영역 t1을 설정하여 K음 식별부(58)에 시간 슬롯의 표본신호(54)를 방출한다(스텝 104) 시간 영역 t1은 판독 전용 기억장치(ROM)등에 기억된 불변 지속성이거나 C3점의 레벨에 따라 가변할 수 있는 지속성일 수가 있다. 시간영역 t1의 설정상태는 제4(b)도에 나타냈다.
K음 식별부(58)는 시간영역 t1내에 나타난 값들중에서 최소치를 검출하여(스탭 105), 그것이 특성점 C2로 되는지를 결정한다( 제4(c)도), 최소 레벨점의 검출은 레벨 반전부(52)에 의해 출력되는 데이타(90)의 2개의 점의 레벨을 비교함으로써 달성된다. 다음, C2와 C3점 사이의 레벨차가 소정 범위내에 있는지가 결정된다(스탭106). 소정 범위의 상부 및 하부 한계가 ROM등에 기억되어 C2와 C3점 사이의 간격에 따라 변화될 수도 있다.
제4(c)도에 보여준 예시 상태에 있어서, C2와 C3점 사이의 차는 소정 범위에 있지 않으며, 따라서 프로그램은 검출을 반복하기 위해 단계 90으로 복귀한다.
다음, 최저부가 검출되었을때, 프로그램은 스텝 101로붙 입력 신호레벨이 P에서 2P0- P(P0= 기준레벨)로 변경되는 스텝 102로 진행하여, 제4(e)도의 파형을 발생시킨다. 스텝 104 및 105에 있어서, 시간영역 t1내에 나타난 레벨중 최저 레벨이 검출된다(제4(f)도). 왜냐하면 스탭 106에서 결정된 C2와 C3점 사이의 레벨차는 소정 범위에 있기 때문에 시간영역 설정부(56)는 C2점을 종시점으로 한 다음 시간영역 t2를 설정하고 동시에 식별부(58)에 시간영역 신호(94)를 방출한다. 또한, 이때의 영역은 ROM등에 기억된 불변성이거나 레벨 C2와 C3점 사이의 간격이나 레벨차 및 C1점에 레벨에 따라 가변하는 것일 수도 있다.
제4(g)도는 제 2 시간영역 t2가 설정된 상태를보여준다.
최고 레벨이 시간영역 t2에서 검출된 점(치)은 C1점으로 결정된다(스텝 108). 검출된 C3, C2및 C1점의 신호표본은 RAM에 기억된다. 최고 레벨은 2점들의 레벨을 비교함으로써 검출된다. C1과 C2점들 사이의 레벨차가 소정 범위에 있는지의 여부가 결정된다(스텝 109). 또한, 이 범위의 상한 및 하한이 ROM에 기억될 수도 있으며, C1과 C2점들 사이의 간격과 C2와 C3점 사이의 간격 및 레벨차에 따라 각각의 시간이 변경될 수도 있다. 이 특정 실시예에서, 제4(h)도에서 도시된 바와같이, C1, C2및 C3의 검출은 불충분하게 결정되어 이에 따라 프로그램은 스텝 90으로 되돌아 간다.
다음, 제4(i)도에 나타낸 C3점이 특성점으로서 검출된다. 시간영역 t1은 다음 제4(j)도에 도시한 바와같이 설정된다(스텝 104). 제4(k)도에 나타낸 바와같이 특성점 C2의 검출후(스텝 105). 다른 하나의 시간영역 t2는 특성점 C2가 종시점이 되도록 설정되며(스텝 107). 다음에 제4(m)도에 나타낸 바와같이 시간영역 t2내에서 최고 레벨 C1이 검출된다(스텝 108). 다음의 스텝 109에 있어서, C1, C2및 C3점들의 검출은 적절하게 결정되어, 프로그램은 스텝 110으로 진행된다.
스텝 110에 있어서, 시간영역 설정부(56)는 제4(n)도에 나타낸 바와같이 C3점을 시시점으로 한 제 3 시간영역 t3를 설정한다. 이 시간영역 t3는 ROM에 기억된 고정치일 수도 있으며, 또는 C2및 C2점들 사이의 간격과 C1과 C2사이의 간격 또는 레벨차에 근거하여 가변성의 값일 수도 있다.
시간영역 t3내에서 검출된 최저 레벨의 점은 특성점 C4로 결정된다(스텝 111). 그 결과는 제4(o)도에 도시했다. C3.와 C4점들 사이의 레벨차가 소정 범위에 포함되었는지의 여부가 결정된다(스텝 112). 이 특정 범위의 상한 및 하한은 ROM에 기억될 수도 있으며, C3와 C4점들 사이의 간격, 또는 C1과 C3점들 사이의 간격에 따라 가변일 수도 있다. 결정된 레벨차가 소정 범위에 포함되지 않았을때, 프로그램은 다시 스텝 90으로 되돌아간다. 소정 범위에 포함되지 않았을 때, 발생된 코로트코프 음이 인식된다(스텝 113). K음 인지부(60)는 상기한 바와같이, 검출부(54)에 의해 결정된 4개의 특성점 C1내지 C4사이의 위치관계를 조사하기 위한 1조의 조건부명제부로 이루어진다. 이러한 조건부 명제부는 선택적으로 개방된다.
상기한 바와같이, 본 실시예에 따른 패턴 인식은 코로트코프 음 파형의 특성을 직접 검색한다. 이것은 지금까지 필터의 주파수 대역 특성상에 제한을 둘 필요를 없게 하며, 코로트코프음의 각종 진폭에 대하여 고정된 한계치를 필요로 한다. 더욱이, 측정의 정확도가 코로트코프 음을 구성하는 진폭 및 주파수 성분의 차이에 대해 거의 영향을 미치지 않는다.
따라서, 본 실시예는 모든 치대 및 최소치들이 파형을 간단히 추적함으로써 검출하는 것이 아니라, 코로트코프 음의 구성부분들이 각각의 불연속 시간 영역내에서 취득(取得)할 수 있도록 하여 첨두치들의 최대 또는 최소치가 검출되도록 한 것이다.
따라서, 계산된 특성점의 검출이 간단히 프로그램으로 용이하게 수행될 수 있으며, 제 5 도에 보여준 바와 같이, 특히 AD변환후 그 변환 에러로 되기 쉬운 코로트코프 음 파형의 첨두치 근방에서 발생하는 미세한 리플에 대해 측정의 정확도가 영향을 받지 않는다.
더욱이, 본 실시예에 의한 패턴 인식방법은 단칩 CPU에 대한 제한된 기억과 처리시간에 있어서, 코로트코프 음의 다수의 신호패턴이 코로트코프음 파형의 전형적인 패턴을 인식하기 위해 프로그램 된 간단한 소프트웨어에 의한 실시간 기준(real time basis)에 대해 효과적으로 인식될 수 있다는 이점이 있다. 특히, 레벨 반전수단은 간단한 프로그램으로 다수의 패턴을 인식할 수 있다.
본 실시예에서는 상기와 같이 필요에 따라 인식용의 4개의 기준 특성점들인 신호파형의 최고부와 최저부를 반전한다고 기술하였으나, 반전함이 없이도, 또한 파형 최고치만을 기준 특성점으로 사용할 수도 있다. 이 경우 반전 플래그와 레벨 반전부(52)는 필요없게 된다.
이하, 잡음을 구성하는 코로트코프 음의 테일링을 제거시키는 동작을 설명한다.
제6도에 나타낸 바와같이 크로트코프 음의 그의 진폭보다 작지만 다소 유사한 파형 패턴 즉, 코로트코프음의 테일링이 이어진다. 제 6 도에서 C'1, C'2, C'3및 C'4는 코로트코프 음의 테일링이 진정한 코로트코프 음으로서 인식되는 것이 바람직하지 않은 특성점의 표본들이다. 이 절차는 테일링이 진정한 코로트코프 음으로서 인식되지 않도록 하기 위해 사용된다.
제7(b)도는 스텝 113에서 수행되는 바와같이 코로트코프 음의 인식후, 코로트코프 음의 진폭 P는 특성점 C1, C2, C3및 C4에 입각하여 계산된다(스텝 114).
P의 계산을 위해서 다음의 어느 식이 이용될 수 있다.
P = P3- P2식[1]
P = P3- P4식[1]
P = P3- min(P2, P4) 식[1]
여기에서, P2,P3및 P4는 특성점 C2, C3및 C4파형 레벨의 각각의 표본임.
식[1], [2] 및 [3]은 P2와 P3사이의 차, P3와 P4사이의 차, 및 P3와 P2및 P4중에서 작은 것 사이의 차를 각각의 진폭 P로 한다. 그러나, 상기식은 예시된 것에 불과하며 보다 바람직한 다른 식으로 교체될 수도 있다.
다음, 시간폭 Υ가 계산된 코로트코프 음의 진폭 P에 근거하여 설정된다(스텝 115).
시간폭 Υ는 코로트코프 음의 테일링이 발생한다고 가정된 동안의 시간 주기로서 코로트코프 음이 인식된 후 코로트코프 음의 테일링이 코로트코프 음으로서 인지되지 않도록 하기 위한 것이다. 이 실시예에서, 코로트코프 음의 인식은 코로트코프 음의 인식후 시간 Υ가 만료될 때까지 금지된다.
시간폭 γ의 선택에 대해서는 다음 식과 같이 고려될 수 있다.
Υ = αP 식[4]
Υ = P +α 식[5]
Υ = αP + β 식[6]
α 와 β는 시간폭 Υ로 인한 인식의 누락을 방지하기 위한 것으로, ROM등의 기억장치에 기억되거나 C1과 C2사이의 간격에 따라 변경될 수도 있다.
상기 식[4], [5]및 [6]은 시간 Υ가 코로트코프 음의 진폭 P에 대한 비례치, 진폭 P와 소정치의 합계치, 및 진폭 P에 대한 비례치와 소정치의 합으로 됨을 보여준다.
상기한 바와같이, 코로트코프 음의 인식후, 시간 Υ가 그의 진폭에 입각하여 설정되며 상기 시간폭 Υ에 대한 코로트코프 음의 진폭은 제한적이 아니라 다른 적절한 요소로 교체될 수도 있다.
제7(a)도로 되돌아 가서 보면, 패턴 인식전에 코로트코프 음의 테일링을 진정한 코로트코프음과 구별하기 위한 절차가 스텝 88에서 시작한다. 스텝 88의 인식될 코로트코프 음이 이전에 발생된 첫번째 것인지의 여부이다. 만약 첫번째 음일 경우, 테일링 제거처리를 수행하지 않고 상기한 패턴 인식으로 들어 가도록 스텝 90으로 진행한다.
첫번째 음이 아닐 경우는 그 직전에 인식된 코로트코프음의 발생과 현재 시간 사이의 시간 간격 T가 스텝115에 설정된 시간폭
Figure kpo00001
와 비교되어, T가
Figure kpo00002
보다 큰 가 를 판별한다(스텝 89). T가
Figure kpo00003
보다 큰 경우 동작이 스텝 90으로 가며, T가
Figure kpo00004
보다 크지 않은 경우 프로그램을 T가
Figure kpo00005
보다 크게 될 때가지 대기한 다음, 스탭 90으로 진행한다. 시간 간격 T는 다음과 같이 설정될 수 있다.
T = t - t4
T = t - t3
여기서, t는 현재시간을 나타내며, t3와 t4는 직전에 인식된 코로트코프 음의 특성점 C3및 C4가 검출된 시간을 각각 나타낸다.
따라서, 시간 간격 T는 직전에 인지된 코로트코프 음의 특성점 C2및 C4가 검출된 시간과 현재 시간사이의 시간 주기의 표본이다.
상기 시간간격 T를 사용하면 C1및 C2가 검지되는 시간 t1또는 t2와 현재시간사이의 시간주기는 상기 시간 t1과 t2과 코로트코프 음 인식의 점으로서 부적절하기 때문에 바람직하지 않다.
본 실시예에 의하면, 코로트코프 음의 테일링이 발생된다고 가상하는 시간폭
Figure kpo00006
는 직전에 인식된 코로트코프 음과 현재시간 사이의 시간간격 T가 시간
Figure kpo00007
를 초과할때까지 실행될 수 없도록 하기위해 설정되는 것이다. 이것이 테일링이 실수로 코로트코프 음으로 인식되지 않도록 하며 이에 따라 테일링 또는 코로트코프 음의 파형과 유사한 것에 포함된 잡음을 효과적으로 제거한다.
또한, 시간폭
Figure kpo00008
는 인식된 코로트코프 음의 진폭에 따라 선택되기 때문에 코로트코프 음의 진폭과 테일링이 커졌을 때는 보다 넓게 된다. 비록 테일링이 코로트코프 음의 진폭 길이로 변화된다 해도 코로트코프 음과 확실히 구분된다. 반대로 진폭이 적을 때, 시간폭 Υ는 다음의 코로트코프 음의 인식을 누락시키지 않기 위해 좁게 설정된다.
제8도는 참조하면, 본 발명에 의한 혈압계가 개략적 불록도로 도시되어 있다. 도면에서, 상기 혈압계는 가압수단(154), 압력검지수단(156), 코로트코프 음 인지수단(158), 진동검지수단(150), 시간폭 설정수단(152), 혈압계산수단(160)을 포함한다. 가압수단(154)는 혈관에 가해지는 압력을 변화시키며, 동시에 압력검지수단(156)이 혈관에 가해진 압력을 검지한다.
가압수단(154)에 의해 압력이 가해지는 혈관의 진동은 진동검지수단(150)에 의해 감지되며, 코로트코프 음이 감지된 진동으로부터 코로트코프 음 인지수단(158)에 의해 검출된다. 상기 수단(158)이 코로트코프 음을 인식했을때, 상기 계산수단(160)은 상기수단(156)에 의해 검출된 압력으로부터 환자의 혈압을 계산한다. 시간폭 설정수단(152)은 상기 수단(158)에 의해 인식된 코로트코프 음에 따라 어떠한 시간폭을 설정하며, 이에 따라 상기 수단(150)의 출력은 시간폭이 만료될 대까지 상기 수단(158)에 공급되지 않는다.
상술한 바와같이, 시간주기
Figure kpo00009
동안 코로트코프 음의 인식을 금하기 위해 시간폭
Figure kpo00010
가 코로트코프 음의 테일링의 특정 길이에 맞춰지기 때문에, 테일링이 잘못하여 코로트코프 음으로 인식되지 않도록 된다. 이는 코로트코프 음의 정확도를 향상시킨다.
본 발명은 상술한 바와같이 특정 실시예에 한해 기술 하였으나, 반드시 이 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 특허청구의 범위에 의해 명백히 그 범위가 한정될 것이다.

Claims (8)

  1. 혈압계에 있어서, 혈관에 가변 압력을 가하기 위한 가압수단, 상기 가압수단에 의해 압력이 가해진 혈관으로부터 발생된 진동을 검지하기 위한 진동 검지수단, 혈관에 가해지는 압력을 검지하기 위한 압력 검지수단, 상기 진동 검지수단에 의해 검지된 진동으로부터 코로트코프 음을 인지하기 위한 코로트코프 음 인지수단, 상기 코로트코프 음 인지수단이 코로트코프 음을 인지하였을 때, 상기 압력 검지수단에 의해 검출된 혈관에 가해진 압력으로부터 혈압을 계산하기 위한 혈압 계산수단, 및 상기 코로트코프 음 인지수단에 의해 인지된 코로트코프 음에 따라 소정 시간 주기를 설정하고, 소정 시간폭 동안 상기 진동 검지수단으로부터 코로트코프 음 인지수단에의 출력을 정지하기 위한 시간폭 설정수단으로이루어지며, 상기 코로트코프음 인지수단은 상기 시간폭 설정수단에 의해 설정된 시간 주기가 만료될 때까지 코로트코프 음의 인식을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 혈압계.
  2. 제 1 항에 있어서, 시간폭 설정수단은 상기 코로트코프 음 인지수단에 의해 직전에 인식된 코로트코프 음의 진폭에 따라 상기 시간폭을 설정하는 것을 특징으로하는 혈압계.
  3. 제 1 항에 있어서, 코로트코프 음 인지수단은 상기 진동 검지수단에 의해 검지된 신호 파형을 유지하고, 상기 유지된 파형의 최대점 C3를 검출하고, 그의 종시검이 상기 검출된 최대점 C3인 소정시간 영역 t1에 있는 최소치점 C2을 검출하고, 상기 검출된 최소치점 C2와 최대점 C3사이의 레벨차가 소정 범위내에 있는지의 여부를 결정하고, 상기차이가 상기 소정 범위내에 있다고 결정되었을 때 그의 종시점이 상기 검출된 최소치점 C2인 소정 시간영역 t2에 있는 최대치점 C1을 검출하고, 상기 검출된 최대치점 C1과 최소치점 C2사이의 레벨차가 소정 범위에 있는지의 여부를 결정하고, 상기 차이가 상기 소정 범위내에 있다고 결정되었을 그의 시시점이 상기 최대점 C3인 소정 시간영역 t3에 있는 최소치점 C4을 검출하고, 상기 최소치점 C4과 최대점 C3사이의 레벨차가 소정 범위에 있는지의 여부를 결정하며, 이에 의해 상기 신호파형에 포함된 코로트코프 음을 인식하는 것을 특징으로 하는 혈압계.
  4. 제 1 항에 있어서, 코로트코프 음 인지수단은 상기 진동 검지수단에 이해 검출된 신호파형을 유지하고, 상기 유지된 파형의 최대점 C3을 검출하고, 그의 종시점이 상기 검출된 최대점 C3인 소정 시간영역 t1에 있는 최소치점 C2를 검출하고, 상기 검출된 최소치점 C2과 최대점 C3사이의 레벨차가 소정 범위내에 있는지의 여부를 결정하고, 상기 차이가 상기 소정 범위에 있다고 결정되었을때 그의 종시점이 상기 검출된 최소치점 C2인 소정 시간영역 t2에 있는 최대치점 C1을 검출하고, 상기 검출된 최대치점 C1과 최소치점 C2사이의 레벨차가 소정 범위에 있는지의 여부를 결정하며, 그에 의해 상기 파형에 포함된 코로트코프 음을 인식하는 것을 특징으로 하는 혈압계.
  5. 제 3 항에 있어서, 코로트코프 음 인지수단은 상기 파형의 3개의 점들에서 값들을 비교함으로써 상기 유지된 파형의 최대점을 검출하는 것을 특징으로 하는 혈압계.
  6. 제 4 항에 있어서, 코로트코프 음 인지수단은 상기 파형의 3개의 점들에서 값들 을 비교함으로써 상기 유지된 파형의 최대점을 검출하는 것을 특징으로 하는 혈압계.
  7. 제 5 항에있어서, 코로트코프음 인지수단은 최소점이 상기 파형으로부터 검출되었을때 상기 유지된 파형을 반전시키기 위한 반전수단을 포함하며 상기 반전수단은 상기 최대점이 검출되기 전에 상기 파형을 반전시키는 것을 특징으로 하는 혈압계.
  8. 제 6 항에 있어서, 코로트코프 음 인지수단은 최소점이 상기 파형으로부터 검출되었을때 상기 유지된 파형을 반전시키기 위한 반전수단을 포함하며, 상기 반전수단은 상기 최대점이 검출되기 전에 상기 파형을 반전시키는 것을 특징으로 하는 혈압계.
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