WO2010038993A2 - 심혈관 분석 장치 - Google Patents

심혈관 분석 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2010038993A2
WO2010038993A2 PCT/KR2009/005625 KR2009005625W WO2010038993A2 WO 2010038993 A2 WO2010038993 A2 WO 2010038993A2 KR 2009005625 W KR2009005625 W KR 2009005625W WO 2010038993 A2 WO2010038993 A2 WO 2010038993A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
biosignal
pulse wave
window
aortic arch
Prior art date
Application number
PCT/KR2009/005625
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2010038993A3 (ko
Inventor
김광태
현석산
Original Assignee
주식회사이루메디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사이루메디 filed Critical 주식회사이루메디
Priority to CA2738976A priority Critical patent/CA2738976A1/en
Priority to US13/121,692 priority patent/US8771195B2/en
Priority to EP20090818003 priority patent/EP2347705A4/en
Priority to JP2011529997A priority patent/JP2012504454A/ja
Priority to CN200980138756XA priority patent/CN102170821B/zh
Priority to AU2009300538A priority patent/AU2009300538B2/en
Publication of WO2010038993A2 publication Critical patent/WO2010038993A2/ko
Publication of WO2010038993A3 publication Critical patent/WO2010038993A3/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7278—Artificial waveform generation or derivation, e.g. synthesising signals from measured signals

Definitions

  • the present invention relates to a cardiovascular analysis system, and more specifically, unlike the electrocardiogram system that is generally used, the elastic modulus of the blood vessels (arteriosclerosis), showing the organic changes of the blood vessels in the vascular branches of the left and right coronary arteries, It is designed to further measure the compliance of blood vessels that show both organic and functional changes, blood flow that shows blood flow resistance characteristics, blood flow resistance and blood flow rate, so that cardiovascular disease can be detected early and the cause can be identified. It relates to an analysis device.
  • vascular and cardiovascular diseases such as arteriosclerosis and myocardial infarction are widely developed due to meat-based dietary changes, but there are few techniques and devices that can confirm and prevent them in advance.
  • Electrocardiograms used in clinic today are unable to detect ischemic disease early and cannot function as a catheter.
  • image processing techniques and catheterization show the state of the cardiovascular state as an image state, diagnosis can only be made when a disease has occurred.
  • the blood state can be known by blood test, but to know the characteristics of the coronary artery and blood flow characteristics, new equipment for determining the coronary artery and blood flow characteristics is required.
  • the most important issue here is to accurately determine coronary artery characteristics. Unlike other blood vessels, coronary arteries cause vascular spasms, convulsions, and dilation due to external factors. Therefore, in the coronary arteries, it is very difficult to determine the degree of arteriosclerosis, blood vessel compliance, blood flow rate, blood flow rate and blood flow resistance.
  • ECG is widely used in the clinic, but early diagnosis of the risk of coronary artery disease, and non-invasive methods of coronary artery surgery cannot be found.
  • Electrocardiograms record only the electrical changes in the heart, and thus the elastic modulus, blood vessel compliance, blood flow resistance, blood flow rate, blood flow rate, etc., reflecting the cardiovascular mechanical properties cannot be measured.
  • SPECT single photon tomography
  • MDCT multi-detector CT
  • MRI MRI
  • Invasive testing such as catheterization for coronary surgery, has the advantage of intuitively observing pathological changes in the blood vessels itself, but invasive manipulation of the vessels is essential and complex, and about 40% of non-surgical patients It is a target.
  • Electrocardiograms in principle, cannot accurately diagnose ischemic cardiovascular disease.
  • Blood flow characteristics in the coronary arteries are different in the left and right coronary arteries.
  • the left coronary artery undergoes supplemental internal pressure because the tissue pressure during contraction caused by ventricular myocardial contraction compresses blood vessels from the outside.
  • the left coronary blood flow has a very complicated structure, so the problem of finding a pressure waveform causing blood flow in the left coronary artery remains an unsolved problem.
  • the right coronary artery mainly percolates the right ventricle.
  • the systolic pressure of the right ventricle is about 30% of the left ventricular systolic pressure, and the coronary compression of the systolic system is relatively small in the myocardium of the right ventricular wall.
  • the matching method is a method of determining the vascular elastic modulus by measuring the atherome, which is difficult to apply to coronary arteries.
  • the J-Development developed in 2006 by a team of professors at Harvard University in 1997, based on the assumption that there is a high correlation between high sensitivity C-reactive protein and cardiovascular disease. Chroma TM can see disease progression, but it does not provide an answer to vascular conditions.
  • the present invention has proposed a method for measuring blood flow, blood vessel compliance, blood flow rate, blood flow resistance, and atherosclerosis in the left and right coronary arteries by simultaneously analyzing the electrical characteristics of the heart and the biomechanical characteristics of the coronary arteries.
  • the first task in determining blood flow, blood vessel compliance, blood flow rate, and blood flow resistance in vascular branches of the left and right coronary arteries should be solved in a non-invasive way to obtain an Aortic Arch Internal Pressure Curve.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and unlike the electrocardiogram system that is generally used, the elastic modulus of blood vessels showing the organic changes of blood vessels in the blood vessel branches of the left and right coronary arteries (arteriosclerosis) It is designed to further measure blood vessel compliance, blood flow resistance and blood flow rate, which show both the temporal and functional changes of blood vessels at the same time. It is an object of the present invention to provide a cardiovascular analysis apparatus.
  • the cardiovascular analysis apparatus is a biological signal measuring sensor unit including an electrocardiogram sensor, a sound sensor and a pulse wave sensor, and the biological signal measured connected to each sensor of the biological signal measuring sensor unit
  • a biosignal measuring system including a biosignal receiving and processing unit configured to receive and process a signal; And a main processor connected to the biosignal receiving and processing unit to communicate with each other and receiving measurement data to calculate a biomechanical indicator for analyzing a coronary artery, an input unit connected to the main processor to receive a user's control command; And an analytical indicator calculator configured to output an output unit connected to the main processor, wherein the main processor synthesizes the aortic arch pressure curve with the bio signals obtained from the biosignal measuring system, and the aortic arch internal pressure.
  • the first feature is that the biomechanical index is calculated using the area of the curve.
  • the biosignal receiving and processing unit may include a microcontroller configured to process the biosignal received from the biosignal measuring sensor and to transmit measurement data to the main processor; A multi-signal selector for selecting a bio-signal received from the ECG sensor, the sound level sensor and the pulse wave sensor according to a control signal of the controller; A noise canceling and signal amplifier for controlling noise canceling or amplifying the biosignal selected by the multiple signal selector according to a control signal of the controller; A signal switch configured to receive a bio signal passing through the noise canceling and signal amplifier so that a control command of the input unit or a control command of a program embedded in the main processor receives a necessary bio signal through the controller; A sample holder for sampling and holding the biological signal selected by the signal switcher according to a control signal of the controller; And an A / D converter which converts the biosignal held through the sample holder into a digital signal according to the control signal of the controller and sends the digital signal to the controller.
  • a microcontroller configured to process the bio
  • the pulse wave sensor may be any one of a cuff pulse wave sensor, a carotid pulse wave sensor, and a femoral pulse wave sensor, and the biosignal measuring system may simultaneously acquire ECG, PCG, and APG waveforms from the biosignal measuring sensor. It is characterized by.
  • the carotid pulse wave sensor and the femoral artery pulse wave sensor are the same pressure sensor, and the cuff pulse wave sensor is characterized in that the pressure sensor is further attached to the cuff blood pressure monitor.
  • the cuff pulse wave sensor forms a gyro tube in a rubber tube connected to an air bag of the cuff blood pressure monitor, mounts an adapter at the outlet of the gyro tube, and attaches the adapter to the carotid pulse wave sensor or the femoral pulse wave sensor.
  • a fifth feature is that it is mounted in the sensor opening groove of the same structure.
  • the main processor may include a first step of measuring the biosignal by the biosignal measuring system and receiving the biosignal; Analyzing a waveform of the received biosignal and synthesizing an aortic arch pressure curve P based on the analyzed waveform data; And a third step of calculating a biomechanical index from the area of the synthesized aortic arch pressure curve P and showing a cardiovascular analysis result.
  • the third step may include: calculating blood flow volume (S 1 , S r ) of the left and right coronary arteries from basic information including the area of the aortic arch internal pressure curve (P); Using the aortic arch pressure curve (P) and the blood flow volume (S l , S r ) of the left and right coronary arteries, the compliance of the left and right coronary arteries (C l , C r ) and the blood flow resistance (R l , R r ) are calculated, respectively.
  • the seventh feature is configured to include.
  • the atherosclerotic degree (As) of the left and right coronary arteries from the blood flow (S l , S r ), compliance (C l , C r ) and blood flow resistance (R l , R r ) of the left and right coronary arteries
  • the eighth feature comprising the step of further calculating the l , As r ) and transmitting the cardiovascular analysis results to the output unit.
  • the blood flow rate (V l , V r ) of the left and right coronary arteries is further calculated from the aortic arch pressure curve (P) and the compliance of the left and right coronary arteries (C l , C r ).
  • a ninth feature is configured to include sending a cardiovascular analysis result to the department.
  • the blood flow volume (S l , S r ), compliance (C l , C r ) and blood flow resistance (R l , R r ) of the left and right coronary arteries are characterized in that each is calculated by a predetermined formula. .
  • K 1 is a coefficient related to the flow of blood flow to the right coronary artery from the flow of blood from the coronary inlet to the coronary artery
  • K 2 is the tissue
  • the eleventh feature is that the pressure resistance coefficient is 0.7 to 0.75.
  • arteriosclerosis degree (As 1 , As r ) of the left and right coronary arteries is a twelfth feature of each calculated by a predetermined formula.
  • the thirteenth feature is that the blood flow rates (V l , V r ) of the left and right coronary arteries are respectively calculated by a predetermined formula.
  • the waveform analysis of the received biosignal of the second step may be performed by analyzing the ECG signal and the PCG signal obtained through the ECG sensor and the ECG sensor of the biosignal measuring system.
  • the synthesis of the internal pressure curve (P) of the aortic arch was made based on information including the Cuff-APG pulse wave analysis data of the systole, the Cuff-APG pulse wave analysis data of the diastolic device, and the left and right carotid APG pulse wave analysis data. It is characterized by 14.
  • an initial screen including a search menu window, a patient information window, a test diagnosis window, and a test result window before the first step.
  • the new patient information or the selected patient information includes personal information and a key, weight, which can identify a patient.
  • the fifteenth feature is composed of physical information including one or more of blood pressure and race.
  • the biosignal measurement and reception of the first step may further include displaying a biosignal measurement command selection window upon receiving a test command from the test diagnosis window; otherwise, maintaining the previous step state;
  • the ECG received the measurement waveform from the electrocardiogram sensor, the sound level sensor, and the pressurized cuff pulse wave sensor of the biosignal measurement sensor unit, the received ECG, A step 1-2-1 showing the PCG and the high frequency APG waveform, and otherwise maintaining the previous step of waiting for the reception of the biosignal measurement command;
  • the diastolic pulse wave measurement command is received from the biosignal measurement command selection window, the ECG received the measurement waveform from the electrocardiogram sensor, the echo sound sensor, and the decompressed cuff pulse wave sensor of the biosignal measurement sensor unit;
  • a step 1-2-2 showing the PCG and the low frequency APG waveforms, and otherwise maintaining the previous step of waiting for the reception of the biosignal measurement command;
  • a first 1-2-3 showing a left carotid APG waveform, and otherwise maintaining the previous waiting step for receiving a biosignal measurement command;
  • ECG, PCG, and ECG received from the electrocardiogram sensor, the echocardiogram sensor, and the carotid artery sensor receive the measurement waveform.
  • Steps 1-2-4 showing the right carotid APG waveform, otherwise maintaining the previous step of waiting for receiving the biosignal measurement command;
  • the measurement waveform is received from the electrocardiogram sensor and the femoral artery sensor of the biosignal measurement sensor, and the received ECG and femoral artery APG waveforms are received in the test result window.
  • the first step 1-2-4 to maintain the previous step waiting to receive the bio-signal measurement command;
  • receiving a waveform selection command to select an ideal waveform among the waveforms shown in the inspection result window after each step of steps 1-2-1 to 1-2-4.
  • the sixteenth feature is that the screen capture is performed to store the selected waveform, otherwise the measurement is continued and the first to third steps showing the measured waveform are shown.
  • the waveform analysis of the received bio-signal of the second step and the synthesis of the aortic arch pressure curve P further shows an analysis menu window upon receiving an analysis command from the examination diagnostic window, otherwise the previous step Step 2-1 of maintaining a state;
  • Receiving a systolic signal analysis command from the analysis menu window automatically analyzing feature points of the stored ECG, PCG, and high frequency APG waveforms and displaying them in the test result window;
  • the seventeenth feature is that the aortic arch pressure curve is shown in the clicked position, and otherwise, the second to sixth steps are maintained to maintain the previous stage state.
  • the calculating of the biomechanical index from the area of the synthesized aortic arch pressure curve P of the third step and displaying the cardiovascular analysis result may include: a result menu window when receiving a show result command from the test diagnosis window; Step 3-1 further showing the output means, otherwise maintaining the state of the previous step; Step 3-2 of displaying a menu result when a menu window of the result menu window is selected, otherwise maintaining the previous step status; And a third step of displaying the corresponding menu result, and then outputting the corresponding menu result when receiving the output command from the output means, otherwise maintaining the state of the previous step.
  • steps 2-2, 2-3, and 2-4 when the test command is received from the inspection diagnosis window, steps 1-1 are performed. Returning to, otherwise proceeding to each next step is characterized by the nineteenth feature.
  • the result menu window includes a CR state chart evaluation, and the CR state chart is divided into an area showing a state of coronary artery according to clinical results, and the CR state chart
  • the evaluation result is the twentieth feature that the state of the left and right coronary arteries of the subject is represented by a dot on the CR state chart.
  • the elastic modulus of the blood vessels showing the organic changes in blood vessels in the vascular branches of the left and right coronary arteries, the organic changes in blood vessels and functional
  • electrocardiogram function by electrocardiography
  • early diagnosis of various coronary arteries, including myocardial infarction, in addition to electrocardiogram function, can be further measured.
  • coronary surgery can be found in a non-invasive way.
  • FIG. 1 is a block diagram of an entire system according to an embodiment of the cardiovascular analysis apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram conceptually illustrating a configuration and signal flow of the biosignal receiving and processing unit of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a one side view and an exploded perspective view illustrating a configuration of a cuff pulse wave sensor which is a type of pulse wave sensor of FIG. 1.
  • Figure 4 is a representative blood flow diagram showing the aortic arch and left and right coronary arteries connected to the present invention.
  • FIG. 5 is an elastic steel model of the left and right coronary arteries according to the present invention.
  • FIG. 6 is a blood pressure characteristic diagram showing the characteristic points of the aortic arch internal pressure curve obtained by a catheter and the blood pressure for each characteristic point.
  • FIG. 7 is a characteristic comparison chart of the aortic arch pressure curve obtained by the catheter and the aortic arch pressure curve obtained by the cardiovascular analysis apparatus of the present invention.
  • FIG. 8 is an exemplary operation diagram of the main processor of FIG. 1.
  • 9 to 12 are exemplary detailed operation diagrams showing the operation diagram of FIG. 8 in more detail.
  • FIG. 13 is an exemplary view of a test result window showing an ECG, PCG, and high frequency APG waveform analysis result by the main processor of FIG. 1.
  • FIG. 14 is an exemplary view of a test result window showing an ECG, PCG, and low frequency APG waveform analysis result by the main processor of FIG. 1.
  • FIG. 15 is an exemplary view of a test result window showing an example of a left and right carotid artery APG waveform analysis results by the main processor of FIG.
  • FIG. 16 is an exemplary view of a test result window showing a C-R state chart as an example of an analysis result by the main processor of FIG. 1.
  • branch pipe 22 branch pipe mounting portion
  • sensing lead wire 40 aortic arch
  • test result window 71 test result window 71, 72: ECG waveform
  • FIG. 1 is a block diagram of an entire system according to an embodiment of the cardiovascular analysis apparatus according to the present invention
  • Figure 2 is a block diagram conceptually showing the configuration and signal flow of the biological signal receiving and processing of Figure 1
  • Figure 3 1 is a front view and a disassembled perspective view showing a configuration of a cuff pulse wave sensor which is a kind of the pulse wave sensor of FIG. 1
  • FIG. 4 is a representative blood flow diagram of the heart showing the aortic arch and the left and right coronary arteries connected thereto
  • Figure 6 is a characteristic of the aortic arch pressure curve obtained by the catheter and the blood pressure characteristic diagram showing the blood pressure for each characteristic point
  • Figure 7 It is a characteristic comparison chart of the aortic arch internal pressure curve obtained by the cardiovascular analysis apparatus of this invention.
  • An embodiment of the cardiovascular analysis apparatus basically, as shown in Figure 1, the biosignal sensor 122, including the electrocardiogram sensor 122, heart sound sensor 124 and pulse wave sensor 126, and A biosignal measuring system 100 configured to receive a biosignal connected to each sensor of the biosignal measuring sensor 120 and receive and process a biosignal; And a main processor 210 which is connected to the biosignal receiving and processing unit 140 to communicate with each other and receives measurement data to calculate a biomechanical indicator for analyzing a coronary artery, and is connected to the main processor to control a user.
  • the analysis indicator calculator 200 is configured to include an input unit 220 for receiving an input and an output unit 230 for displaying the calculated result connected to the main processor, wherein the main processor 210 includes the biosignal.
  • the aortic arch internal pressure curve is synthesized using the biosignal obtained from the measurement system 100, and biomechanical indexes are calculated using the area of the aortic arch internal pressure curve.
  • the ECG sensor 122 is composed of at least three electrodes to obtain an electrocardiogram (ECG) waveform, which is a characteristic point of the Aortic Arch Internal Pressure Curve together with the echocardiography sensor (starting point of the contractor, systolic system). Peak, streak, diastolic peak, diastolic end point).
  • ECG electrocardiogram
  • the echocardiogram sensor 124 is composed of a microphone to detect the sound generated when the heart valve is opened and closed, thereby obtaining a phonocardiogram (PCG) waveform to identify characteristic points of the aortic arch curve.
  • PCG phonocardiogram
  • the pulse wave sensor 126 detects a pulse wave caused by pulsation to obtain an accelerated plethysmogram (APG) waveform.
  • a pressure sensor composed of a piezoelectric element may be used, but the pulse wave sensor 126 is not limited thereto.
  • Pulse wave sensor 126 is a cuff pulse wave sensor for obtaining the frequency spectrum information of the aortic arch, carotid sensor for obtaining the probability density spectrum information of the aortic arch by directly measuring the pulse wave of the left and right carotid artery, femoral artery Point of any one of the femoral artery sensor for measuring the pulse wave velocity (Plse Wave Velocity; PWV) of the pulse wave directly.
  • PWV Pulse Wave Velocity
  • the carotid pulse wave sensor and the femoral pulse wave sensor may be pressure sensors of the same kind, and the cuff pulse wave sensor may be configured to further attach a pressure sensor to the cuff blood pressure monitor.
  • FIG. 3 shows an example of a specific configuration of a cuff pulse wave sensor, whereby a branch tube 21 is formed in a rubber tube 14 or 17 connected to an air bag 13 of a conventional cuff blood pressure monitor 10.
  • the adapter 20 may be mounted at the outlet of the gyrus tube, and the adapter 20 may be mounted on a sensor (eg, pressure sensor, 34) opening groove 32 having the same structure as the carotid pulse wave sensor or the femoral pulse wave sensor. have.
  • the electrocardiogram sensor 122, the echocardiogram sensor 124 and the pulse wave sensor 126 are essential components of the biosignal measuring sensor 110 for sensing a separate biosignal, and the biosignal measuring sensor At least three connection terminals are provided in a device in which the biosignal receiving and processing unit 140 connected to the unit 110 is embedded.
  • the biosignal receiving and processing unit 140 controls the biosignal received from the biosignal measuring sensor 120 to transmit measurement data to the main processor 210 as shown in FIG. 2.
  • microcontroller; micom, 148 A multi-signal selector 141 for selecting a bio-signal received from the ECG sensor 122, the heart rate sensor 124, and the pulse wave sensor 126 according to the control signal of the controller 148;
  • a noise canceling and signal amplifier 142 for controlling noise canceling or amplifying the biosignal selected by the multiple signal selector 141 according to a control signal of the controller 148;
  • the control command of the input unit 220 or the control command of a program embedded in the main processor 210 receives the bio signal passing through the noise canceling and signal amplifier 142 through the controller 148.
  • the multi-signal selector 141 is to measure and sequentially process these measurement signals when the multi-signal selector 141 is simultaneously input by measuring simultaneously with the ECG sensor 122, the heart sound sensor 124 and the pulse wave sensor 126.
  • the noise canceling and signal amplifier 142 is provided to remove various noises from the obtained biosignal to make a standard wave, and to adjust the amplification degree according to the patient (testee).
  • the biosignal receiving and processing unit 140 is preferably provided to be included in the biosignal measuring system 100, but may be integrally formed with the main processor 210 to be described later according to the circuit design.
  • the biosignal acquired and processed by the biosignal measuring system 100 is transmitted to the analysis index calculator 200 to synthesize the aortic arch pressure curve in the analysis index calculator 200, and to calculate the area of the aortic arch pressure curve. To calculate biomechanical indicators.
  • biosignal receiving and processing unit 140 When the biosignal receiving and processing unit 140 is configured apart from the main processing unit 210 as shown in FIG. 1, data is transmitted and received by predetermined communication means (for example, RS-232C) between them.
  • predetermined communication means for example, RS-232C
  • the main processor 210 is a core device that calculates biomechanical indicators for analyzing coronary arteries by processing measurement data received from the biosignal receiving and processing unit 140 according to a program stored in an internal memory unit or an external memory unit. Corresponds to the computer's central processing unit.
  • the biomechanical indicators for analyzing coronary arteries are blood flow of the left and right coronary arteries (S l , S r ), compliance of the left and right coronary arteries (C l , C r ), and blood flow resistance of the left and right coronary arteries (R l , R r). ), The degree of arteriosclerosis of the left and right coronary arteries (As l , As r ) and the blood flow velocity of the left and right coronary arteries (V l , V r ).
  • Blood flow refers to the amount of blood flowing along the left or right coronary arteries.
  • the unit is ml, and expressed as Q or Q (t) when expressed as a function of time, and S when expressed as the amount of blood flowing for a certain time (time integral of Q). It is written as.
  • Blood flow is generally directly proportional to the two blood pressure differences (P-Pv) spaced in the longitudinal direction of the coronary artery, and inversely proportional to blood flow resistance (R). If the blood flow is small, the accompanying ischemic symptoms appear.
  • Compliance refers to the volume change that occurs when a unit force is applied to a vessel of a unit volume.
  • the unit is ml / mmHg and is briefly denoted as C.
  • Small C shows that the vascular wall hardens or contracts, whereas large C means that the vascular wall is flexible or expands convulsions.
  • Resistance refers to resistance received by blood flowing along a left or right coronary artery, in mmHg / L, and is briefly denoted by R.
  • R is determined by the ratio of the blood pressure difference (P-Pv) and blood flow rate (Q) of the two locations spaced apart in the longitudinal direction of the coronary artery.
  • the degree of arteriosclerosis is an indicator of how much force should be exerted to deform a vessel by unit length, that is, an indicator of the degree of hardening of the vessel. It is proportional to the power of the elastic wave propagation speed.
  • the blood flow rate (V) is the speed of blood flowing along the left or right coronary arteries in cm / s
  • PWV pulse wave velocity
  • the subscript l represents the left and the subscript r represents the right, respectively.
  • the main processor 210 is connected to the input unit 220 for receiving the user's control command, and the output unit 240 showing the results calculated by the main processor, respectively.
  • the output unit 240 includes a screen output unit through a monitor as well as a printer. Therefore, the image processor 230 illustrated in FIG. 1 is incorporated in the screen output unit.
  • the input unit 220 includes not only a general vending machine and a mouse but also touch input means provided in the screen output unit (monitor).
  • the control of the main processor 210 may include synthesizing the aortic arch pressure curve based on the biosignal obtained from the biosignal measuring system 100 (S100); Calculating left and right coronary blood flow using the synthesized aortic arch pressure curve (S200); Calculating C and R of the left and right coronary arteries based on the aortic arch pressure curve and the left and right coronary blood flow (S300); Calculating left and right coronary atherosclerosis based on the calculated biomechanical index (S400); And transmitting the calculated biomechanical indicator to the output unit 240 to calculate a state diagram (S500).
  • control of the main processor 210 basically includes a first step of allowing the biosignal measurement system 100 to measure a biosignal and receiving the biosignal; Analyzing a waveform of the received biosignal and synthesizing an aortic arch pressure curve P based on the analyzed waveform data; And a third step of calculating a biomechanical index from the area of the synthesized aortic arch pressure curve P and showing a cardiovascular analysis result.
  • a predetermined pressure (about 10 to 15 mmHg) is applied to the ECG sensor 122, the heart sound sensor 124, and the diastolic blood pressure.
  • cuff pulse wave sensor 128 Simultaneously measure with cuff pulse wave sensor 128 to obtain bio signals (ECG, PCG, Cuff-APG), and a certain pressure (about 20 to 30 mmHg) than the ECG sensor 122, the echo sound sensor 124 and the systolic blood pressure )
  • electrocardiogram sensor 122, echocardiogram sensor 124 and left carotid pulse wave sensor 128 Simultaneously measured to obtain biosignals (ECG, PCG, left carotid artery APG), and simultaneously measured by electrocardiogram sensor 122, echocardiogram sensor 124 and right carotid pulse wave
  • the waveform analysis of the biosignal received in the second step may be performed by first analyzing the ECG signal and the PCG signal acquired through the ECG sensor 122 and the ECG sensor 124 of the biosignal measuring system. Find the feature points of curve P.
  • the characteristic point of the aortic arch internal pressure curve P means the systolic start point t1, the systolic peak point t2, the scar point t3, the diastolic peak point t4, and the diastolic end point t5.
  • the Cuff-APG pulse wave obtained through the cuff pulse wave sensor 126 pressurized by a certain pressure than the systolic blood pressure in the biosignal measuring system is analyzed (Cuff-APG pulse wave analysis of the contractor) to obtain a high frequency of the internal pressure curve P of the aortic arch. Find the ingredients.
  • the Cuff-APG pulse wave obtained through the cuff pulse wave sensor 126 decompressed by a certain pressure than the diastolic blood pressure in the biosignal measuring system was performed to determine the low frequency of the aortic arch internal pressure curve P. Find the ingredients.
  • the Cuff-APG pulse wave measured by the cuff pulse wave sensor 126 in a state of being pressurized or decompressed at a constant pressure is used to coincide with the frequency spectrum of the aortic arch pressure curve P.
  • the left and right carotid artery APG pulse waves obtained by the carotid artery sensor 124 coincide with the probability density spectrum of the aortic arch internal pressure curve P.
  • the synthesis of the aortic arch pressure curve (P) in the second step may include information including Cuff-APG pulse wave analysis data of the systole, Cuff-APG pulse wave analysis data of the diastolic body, and left and right carotid APG pulse wave analysis data. It will be made based on.
  • biomechanical indicators are calculated from the area of the synthesized aortic arch pressure curve P, and the cardiovascular analysis results are shown, which will be described later, using the synthesized aortic arch pressure curve P; As shown in FIG. 7, the aortic arch internal pressure curve 50 and the waveform are directly measured by a catheter, but the waveforms are different.
  • the calculating of the biomechanical indicators may include calculating blood flow rates (S 1 , S r ) of left and right coronary arteries from basic information including the area of the synthesized aortic arch pressure curve (P); Using the aortic arch pressure curve (P) and the blood flow volume (S l , S r ) of the left and right coronary arteries, the compliance of the left and right coronary arteries (C l , C r ) and the blood flow resistance (R l , R r ) are calculated, respectively.
  • the blood flow volume (S l , S r ), compliance (C l , C r ) and blood flow resistance (R l , R r ) of the left and right coronary arteries are respectively calculated by the following formulas.
  • Ad is the diastolic area of the aortic arch pressure curve (P)
  • As is the systolic area of the aortic arch pressure curve (P)
  • t * Is the time from the diastolic period to the point at which the first derivative of the aortic arch curve P is zero
  • ⁇ is the Poisson constant of the vessel
  • R is the equivalent radius of the vessel
  • Pm is the average blood pressure
  • ⁇ is the blood density
  • a Pulse wave propagation velocity
  • Pd is diastolic blood pressure of the aortic arch internal pressure curve P
  • Ps is systolic blood pressure of the aortic arch internal pressure curve P
  • P * And Ps * Is the inflation point blood pressure of the aortic arch pressure curve (P)
  • P v Is the blood pressure at any point of the left coronary artery
  • K is sideline
  • K One And K 2 Are coefficients, respectively.
  • K 1 is a coefficient related to the blood flow flowing to the right coronary artery from the flow of blood flowing from the coronary inlet to the coronary artery
  • K 2 is the tissue internal pressure. The coefficient is 0.7 to 0.75.
  • the third step of calculating the biomechanical index is based on blood flow (S l , S r ), compliance (C l , C r ), and blood flow resistance (R l , R r ) of the left and right coronary arteries. It is preferable to further include a step of transmitting the cardiovascular analysis results to the output unit 240 by further calculating the degree of cure (As l , As r ).
  • K 3 is 0.7-0.89 as a coefficient obtained in the clinic.
  • the third step of calculating the biomechanical indicator is the blood flow rate of the left and right coronary arteries (V l , V r ) from the synthesized aortic arch pressure curve (P) and the compliance of the left and right coronary arteries (C l , C r ). It is preferable to be configured to include a further step to calculate the cardiovascular analysis results to the output unit 240.
  • the blood flow rate (V l , V r ) of the left and right coronary arteries are calculated by Equations 11 and 12, respectively.
  • FIG. 9 to 12 are detailed exemplary work diagrams showing the operation diagram of FIG. 8 in detail
  • FIG. 13 is an example of a test result window showing an ECG, PCG, and high frequency APG waveform analysis result by the main processor of FIG. 1.
  • FIG. 14 is an exemplary view illustrating a test result window showing ECG, PCG, and low frequency APG waveform analysis results by the main processor of FIG. 1
  • FIG. 15 is a left and right carotid APG waveform analysis result and each angle by the main processor of FIG. 1.
  • Figure 16 is an example of the analysis result by the main processing unit of FIG.
  • One example of the result window is an example of the result window.
  • the main processor 210 first shows an initial screen including a search menu window, a patient information window, a test diagnosis window, and a test result window on the output unit 240 before the first step (S10). If the new patient registration command (S11) is received in the initial screen, the patient information is input and stored (S13), otherwise, the command (S12) for opening the registered patient file is received.
  • the registered patient list is displayed on the examination result window and the patient is selected to receive additional information (S14). Otherwise, the initial screen is continuously displayed.
  • the new patient information or the selected patient information is shown in the patient information window, and the test diagnostic command S18 is received.
  • the new patient information or selected patient information is preferably configured to include personal information for identifying a patient and body information including at least one of height, weight, blood pressure, and race.
  • body information including at least one of height, weight, blood pressure, and race.
  • the height, blood pressure, race, etc. of the patient (the subject) may be used as basic data for calculating biomechanical indicators.
  • biosignal measurement and reception of the first step may be configured to include the following steps, as shown in FIGS. 9 and 10.
  • step 1 when receiving the test command (S18) from the test diagnostic window further shows the bio-signal measurement command selection window (S20), otherwise maintains the previous step state (step 1-1).
  • the ECG sensor 122, the echo sound sensor 124, and the pressurized cuff pulse wave sensor 126 of the biosignal measurement sensor unit are received. Receive the measurement waveform and show the received ECG, PCG, high frequency APG waveform in the inspection result window (S26), otherwise it maintains the waiting step for receiving the biosignal measurement command (Step 1-2-1). step).
  • a measurement waveform is obtained from the electrocardiogram sensor 122, the heart sound sensor 124, and the decompressed cuff pulse wave sensor 126 of the biosignal measurement sensor.
  • the received ECG, PCG, low-frequency APG waveform is received in the inspection result window (S26), otherwise, the standby step of receiving the biosignal measurement command is maintained (step 1-2-2). .
  • the measurement waveform is received from the electrocardiogram sensor 122, the echo sound sensor 124, and the carotid artery sensor 126 of the biosignal measurement sensor unit.
  • the received ECG, PCG, left carotid artery APG waveform is shown in the test result window (S26), otherwise, the standby step of receiving the biosignal measurement command is maintained (step 1-2-3).
  • the measurement waveform is received from the electrocardiogram sensor 122, the echo sound sensor 124, and the carotid artery sensor 126.
  • the received ECG, PCG, and right carotid APG waveforms are displayed in the test result window (S26), otherwise, the standby step of receiving the biosignal measurement command is maintained (step 1-2-4).
  • the measurement waveform is received from the electrocardiogram sensor 122 and the femoral artery sensor 126 of the biosignal measurement sensor part.
  • the received ECG and femoral artery APG waveforms are shown (S27), otherwise, the standby step of receiving the biosignal measurement command is maintained (steps 1-2-4).
  • a waveform selection command S28 or S29 is received to select an ideal waveform among the waveforms displayed in the inspection result window. If the selection command is received, screen capture is performed to store the selected waveform (S30). Otherwise, the measurement is continued and the measured waveform is displayed (steps 1-3).
  • the received signal may be adjusted by the noise canceling and signal amplifier 142 through the input unit 220 and the controller 146.
  • the waveform analysis of the received biosignal of the second step and the synthesis of the aortic arch pressure curve P may include the following steps, as shown in FIGS. 10 to 12.
  • step 2-1 If receiving the analysis command (S32) from the inspection diagnostic window further shows the analysis menu window (S34), otherwise maintains the previous step state (step 2-1).
  • step S36 When the systolic signal analysis command S36 is received in the analysis menu window, as shown in FIG. 13, the feature points of the stored ECG 71, PCG 73, and high frequency APG 75 waveforms are automatically analyzed to determine the test result window 70. In step S38, otherwise, the state of the previous step is maintained (step 2-2).
  • the synthesized signal analysis command S44 is received in the analysis menu window, as shown in FIG. 15, the test result window of the stored left and right carotid artery waveforms 77 and 78 is displayed (S46), otherwise, the previous step state is displayed. (Steps 2-4).
  • each waveform is selected (S48) in the left and right carotid artery waveforms of the test result window (this can be done by scraping the corresponding section with the mouse on the screen of the output unit as shown in FIG. 15)
  • the waveform of the selected section is displayed.
  • the enlarged analysis is shown on the lower left (81, 82) of the inspection result window (S50), otherwise maintains the previous step state (steps 2-5).
  • the left and right carotid artery waveforms 81 and 82 which are enlarged on the lower left of the test result window are sequentially shown, and when the empty space on the lower right of the test result window is clicked (S52), the stored ECG, PCG and APG waveform data are displayed. Based on the information included, the synthesized aortic arch pressure curve 83 is shown at the clicked position (S54), otherwise the previous stage state is maintained (steps 2-6).
  • each waveform is shown in the inspection result window in steps 2-2, 2-3, and 2-4 (S38, S42, S46), and then an inspection command (S18) is received from the inspection diagnosis window. Is received, it is preferable to return to the above step 1-1 and remeasure, otherwise proceed to each next step.
  • calculating the biomechanical index from the area of the synthesized aortic arch pressure curve P of the third step and displaying the cardiovascular analysis result may include the following steps.
  • step 3-1 Upon receiving the show result command S56 from the inspection diagnosis window, the result menu window and output means are further shown (S58), otherwise, the state of the previous step is maintained (step 3-1).
  • step 3-2 When a menu window is selected in the result menu window (S60), the menu result is displayed (S62), otherwise the state of the previous step is maintained (step 3-2).
  • the result menu window includes an evaluation of the CR state chart (Chart), as shown in Figure 16, the CR state chart (Chart) is divided into an area showing the state of the coronary artery according to clinical results, the CR
  • the chart evaluation result is preferably such that the state of the left and right coronary arteries of the subject is represented by dots on the CR state chart.
  • the region section of the C-R state diagram (Chart) of FIG. 16 may be re-divided so as to increase the precision according to various clinical results, but each region is defined as an example of the clinical result as follows.
  • Area 1 is a cardiovascular stenosis zone, even if there is no symptom, coronary artery stenosis should be suspected, and more than 90% of the symptom is coronary artery blockage of 50% or more.
  • Area 2 is a very suspected cardiovascular stenosis, if you have symptoms can be diagnosed with more than 80% stenosis.
  • Area 3 is the area where cardiovascular stenosis is suspected, and if there is a symptom, the following examination or treatment may be performed according to the stenosis.
  • Area 4 appears to be a cardiovascular stenosis with a frequency of about 50%, and if there is a symptom, cardiovascular angiography can be judged to be a good cardiovascular condition.
  • Area 5 is a cardiovascular type spasm zone, even if there are no symptoms, it is considered abnormal and needs to be observed. Drug overdose, which can be an abnormal expansion, can also be suspected.
  • Area 6 is an area of suspected cardiovascular blood flow instability due to intracardiac microcurrent or other toleration. In general, cardiovascular angiography usually appears normal. It may be necessary to observe the symptoms.
  • Area 7 is a normal blood flow, blood vessel status is not normal, but appears to be blocked by angiography.
  • Area 8 is the normal zone.
  • the present invention considers that the blood flow in the left coronary artery is only in the diastolic phase due to the internal pressure of the tissue and the self-manipulating characteristics of the myocardium.
  • the contraction and relaxation of the aortic arch 40 can be seen as the heart that supplies blood to the coronary arteries 42 and 44 in terms of coronary blood circulation (see FIG. 4).
  • the systolic pressure of the right ventricle is about 25-30% of the systolic pressure of the left ventricle, and the compression of the coronary artery due to the contraction of the myocardium in the right ventricular wall is small.
  • the blood flow in the right coronary artery is maximized when the heart contracts, and the blood flow waveform of the right coronary artery has a pressure characteristic proportional to the aortic arch pressure curve.
  • the problem of noninvasively finding the area of the aortic arch pressure curve is the same as the problem of explaining the pump function of the heart tank to evaluate coronary blood circulation, that is, the function of the pump supplying blood to the coronary arteries.
  • the problem of constructing the aortic arch pressure curve by inserting the catheter in the blood vessels and drawing the aortic arch pressure curve in the blood vessels can obtain the most accurate intra-aortic arch blood pressure waveform, systolic blood pressure and diastolic blood pressure.
  • the problem of finding a non-invasive aortic arch pressure curve must be solved. Analyzing the frequency spectrum of the aortic arch curve (intensity analysis in frequency space), the frequency spectrum of the aortic arch consists of high and low frequencies.
  • the air generated by the air filled in the cuff's airbag displayed on the computer is in principle not a pulse wave.
  • the pulse wave measured by the cuff pulse wave sensor on the arm accurately conveys the entire blood flow to the computer. High blood pressure is recorded when the cuff is given high blood pressure, and low frequency is drawn when the blood pressure is given low.
  • the problem is that the Cuff-APG pulse wave curve has a frequency spectrum similar to that of the high frequency component in the invasive aortic arch pressure curve, and the Cuff has a frequency spectrum similar to the low frequency component in the frequency spectrum of the aortic arch curve.
  • Blood pressure points that plot AGP pulse waves, that is, maximum contraction points And minimum extension points Is how to find.
  • the waves measured by the cuff pulse wave sensor are all perturbations transmitted to the air filled in the cuff's air pocket, the actual pulse wave cannot be formed with this wave.
  • these waves are properly matched, one can draw a waveform similar to the frequency of the blood pressure waveform obtained with Doppler.
  • the carotid artery wave is not a wave that vibrates the air pocket of Cuff-APG, but a wave that is measured at the surface of the blood vessel. Since it does not have a reflection point, the probability density spectrum of the carotid artery wave is similar to the probability density spectrum of the aortic arch curve.
  • the carotid artery frequency spectrum differs significantly from the frequency spectrum of the aortic arch pressure curve.
  • the present invention synthesizes a carotid artery wave, a perturbation wave at the maximum contraction point, and a perturbation wave at the minimum expansion point to create an aortic arch pressure curve.
  • the blood pressure is the same at the characteristic points of the waves obtained in the open and non-invasive.
  • Pss is the blood pressure measured at the contraction point
  • Pds is the blood pressure measured at the dilation point
  • Pc is the blood pressure measured at the carotid artery
  • Ps is the blood pressure measured at the nodal point.
  • Equation 15 to 17 The problem of obtaining ⁇ , ⁇ , and ⁇ in Equations 15 to 17 is the problem of minimizing the function J [u ( ⁇ , ⁇ , ⁇ )] with the difference between the pulse wave measured by the second-choice guided-wire ultrasonic Doppler and the synthesized wave. Solve it.
  • the present invention proposes a method for obtaining the necessary clinical index by using the aortic arch curve area obtained by invasive and the aortic pressure curve area obtained by non-invasive.
  • Equations 14 to 17 are modified as follows.
  • blood does not flow into the left coronary artery when the heart contracts, but only when it is relaxed, blood begins to flow.
  • the coronary artery is not large and almost isotropically deformed so that the systolic and diastolic compliance is approximately the same. Therefore, even if the compliance of the left coronary artery is obtained by diastolic blood pressure and volumetric deformation causing blood flow in the left coronary artery, the compliance can be considered as the coronary artery compliance.
  • Equation 21 R 1 is the peripheral resistance of the left coronary artery, C 1 is the compliance of the left coronary artery, Q 1 is the blood flow to the left coronary artery.
  • C 1 is as constant as follows.
  • Equations 22 and 23 represent a relationship between P, Qr, Rr, and Cr.
  • the Rr and Cr algorithm is a function of the area of the aortic arch curve P and the area of the blood flow curve instead of adjusting R and C until the aortic arch curve P and the blood flow curve Q match. Find R and C as relations.
  • the coronary artery is regarded as a simple passage through which blood flows to the elastic tube, and the problem of distinguishing the organic and functional changes of the coronary vessel is solved by solving the elastomeric problem in the elastic passage through the blood.
  • the left coronary artery 42 and the right left coronary artery 44 are viewed as a single conduit.
  • Equation 26 pwv is the pulse wave propagation velocity ( )
  • P is the blood pressure curve
  • Q is the blood flow curve
  • Is the viscosity
  • A is the blood vessel cross-sectional area
  • the modulus of elasticity (arteriosclerosis) E is represented by the elastic wave propagation rate a and is independent of blood pressure fluctuations, convulsion seizures, spasm, and drug action in the coronary vessels, and may represent a temporal change of the coronary vessels.
  • the atherosclerosis of the coronary vessel is obtained by eliminating and converting A from C and R to obtain Asc (elastic coefficient).
  • the blood pressure waveform and the blood flow waveform have a similar shape in the one-dimensional flow of slurry fluid in a straight line.
  • the blood pressure curve in the right coronary artery is as follows.
  • T S is the contraction time
  • T is the cardiac cycle
  • k 2 is 0.75 to 0.7.
  • V blood flow rate
  • a pulse wave propagation rate
  • ⁇ blood density
  • ⁇ P pulse pressure
  • the right coronary blood flow can be calculated as follows.
  • K 1 is the coefficient related to the flow of blood from the coronary inlet to the right coronary artery, which is equal to 0.12 to 0.15.
  • K 2 tissue internal pressure coefficient the same as 0.7 ⁇ 0.75.
  • Equation 1 Ad is the area of the diastolic aortic arch curve P, and t * is the time to the point where the first derivative of the diastolic aortic arch curve P is zero.
  • Equation 1 similar to the MS.Donald formula, very accurately reflects diastolic left coronary blood flow.
  • the experiment was conducted with six dogs to confirm the left coronary blood flow formula.
  • the dog's pulse rate ranged from 35 times / minute to 207 times / minute, diastolic mean arterial pressure ranged from 16 to 60 mmHg, blood flow rate from 0.12 to 0.14 ml, and 481 ventricular cycles.
  • the blood flow velocity by the Doppler method is assumed to be the Poisel velocity distribution measured by the Doppler blood flow velocity, and the spatial maximum velocity is assumed to be equal to half of the maximum spectrum velocity.
  • the ultrasonic Doppler used was a Doppler angioplasty guided wire flow meter with a blood flow curve with a spectral analysis blood flow rate meter.
  • the guide wire was 175cm in length and 18 inches in diameter, and an ultrasonic Doppler-type conduit with a 12MHz piezoelectric ultrasonic probe was used at the end.
  • the left coronary blood flow formula has an error of ⁇ 6% from the measured value.
  • P * is the blood pressure at the nodal point
  • Equation 39 Grad Hc is an aortic arch internal pressure curve gradient obtained, and Grad Hn is an aortic arch internal pressure curve gradient obtained.
  • the blood flow in the blood vessel is a Newtonian fluid that moves in one dimension
  • the blood flow is uniform in the sense of S averaging, and thus the fluid motion can be considered in terms of oil.
  • V 1 (dx / dt) x 1 is established at a certain point x1 of the artery.
  • V 0 is an average blood flow rate present during the diastolic phase
  • time t 1 and t 2 are some two points within the diastolic period.
  • CAD severe coronary artery disease
  • the cardiovascular analysis apparatus showed significantly better sensitivity and diagnostic characteristics in detecting severe coronary artery disease than other screen diagnosis methods such as electrocardiogram (ECG) and echocardiography.
  • ECG electrocardiogram
  • echocardiography echocardiography
  • the cardiovascular analysis apparatus of the present invention compared with other screen diagnostic methods such as electrocardiogram (ECG) and echocardiography, the cardiovascular analysis device has a considerably better sensitivity and diagnostic characteristics in the detection of severe coronary artery disease.
  • ECG electrocardiogram
  • echocardiography the cardiovascular analysis device has a considerably better sensitivity and diagnostic characteristics in the detection of severe coronary artery disease.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

본 발명은 일반적으로 사용되고 있는 심전도계와는 달리, 좌우 관상동맥의 혈관 가지에서 혈관의 기질적 변화를 보여주는 혈관의 탄성계수(동맥경화도), 혈관의 기질적 변화 및 기능적 변화를 동시에 보여주는 혈관의 순응성, 혈류 저항 특성을 보여주는 혈류량, 혈류저항 및 혈류속도를 더 측정할 수 있도록 구성됨으로써, 심혈관 질환을 조기 발견함과 함께 그 원인도 규명할 수 있는 심혈관 진단 장치에 관한 것이다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 26.10.2009]　심혈관 분석 장치
본 발명은 심혈관 분석 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반적으로 사용되고 있는 심전도계와는 달리, 좌우 관상동맥의 혈관 가지에서 혈관의 기질적 변화를 보여주는 혈관의 탄성계수(동맥경화도), 혈관의 기질적 변화 및 기능적 변화를 동시에 보여주는 혈관의 순응성, 혈류 저항 특성을 보여주는 혈류량, 혈류저항 및 혈류속도를 더 측정할 수 있도록 구성됨으로써, 심혈관 질환을 조기 발견함과 함께 그 원인도 규명할 수 있는 심혈관 분석 장치에 관한 것이다.
오늘날, 주로 육류 위주의 식습관 변화에 기인하여 동맥경화, 심근경색 등의 혈관계 질환 및 심혈관 질환이 폭넓게 발병되고 있으나, 사전에 이를 확인하여 예방할 수 있는 기술과 장치가 거의 존재하지 않는다.
오늘날 임상에서 사용되고 있는 심전도계는 허혈성 질병을 조기 발견할 수 없으며 도관계의 기능을 수행할 수 없다. 또한, 화상 처리 기술과 도관 검사는 심장 혈관의 상태를 이미지 상태로 보여주기 때문에 질병이 발생된 경우에만 진단이 이루어질 수 있다.
심근경색 등의 심혈관 질환의 징후를 미리 알기 위해서는 심장 혈관의 상태를 이미지로 확인하거나 심전도 검사를 할 것이 아니라 관상동맥의 성질과 혈액 흐름 특성, 혈액 상태를 확인하는 것이 필요하다.
혈액 상태는 혈액 검사로써 알 수 있으나, 관상동맥의 성질과 혈액 흐름 특성을 알려면 관상동맥의 성질과 혈액 흐름 특성을 판단할 수 있는 새로운 설비가 요구된다.
여기서 가장 중요한 문제는 관상동맥 특성을 정확히 판단하는 것이다. 관상동맥은 다른 혈관과 달리 외적 요인에 의하여 혈관의 연축, 경련, 확장 등을 일으키며 조직 내압의 작용으로 역학관계가 복잡하다. 따라서, 관상동맥에서는 동맥경화도나 혈관의 순응성, 혈류량, 혈류속도 혈액 흐름 저항을 구하는 문제가 매우 어렵다.
심전도 자동 분석 체계는 임상에 널리 보급되고 있으나, 관상동맥 질병의 발생 위험성을 조기에 진단하며 비관혈적 방법으로 관상동맥 수술 대상을 찾을 수 없다. 심전도는 심장에서의 전기적 변화만을 기록하는 것이므로, 심혈관의 역학적 특성을 반영하는 혈관의 탄성계수, 혈관의 순응성, 혈액 흐름 저항, 혈류량, 혈액 흐름 속도 등은 측정할 수 없다.
지금까지 개발된 관상동맥 질환의 진단기로써는 단일광자단층촬영(SPECT), 조영 심초음파(Contrast Echocardiography), 다절편 CT(multidetector CT; MDCT), MRI 등이 알려져 있다.
관상동맥 수술을 목적으로 하는 도관 검사법과 같은 관혈적인 검사는 혈관자체의 병적 변화를 직관적으로 관찰할 수 있다는 장점은 있으나, 혈관에 대한 침습적인 조작이 필수적이고 복잡하며 피검사자들 중 40% 정도가 비수술 대상이다.
심전도계는 원리상 허혈성 심혈관 질환 진단을 정확히 할 수 없다.
또한, 전술한 의료 설비들은 임상적 의의가 크지만, 제작 원가와 진단 비용이 비싸며 특정한 병동에서만 이용할 수 있다는 단점이 있다. 그럼에도, 이 설비들은 서로 약간의 차이가 있지만 혈관의 특성을 확인할 수 없다는 공통점이 있다.
관상동맥에서의 혈류특성은 좌 관상동맥과 우 관상동맥에서 서로 다르다. 좌 관상동맥은 심실 심근 수축에 의해 생기는 수축시 조직압이 혈관을 외부로부터 압박하므로 좌 관상동맥 혈관은 보충적 내압을 받는다.
따라서, 좌 관상동맥 혈액 흐름은 매우 복잡한 구조를 이루므로 좌 관상동맥에서 혈류을 일으키는 압력 파형을 찾는 문제는 아직까지 미해결된 문제로 남아 있다.
우 관상동맥은 주로 우심실을 관류한다.
우심실의 수축기압은 좌심실 수축기압의 30% 정도이며 우심실벽의 심근에서 수축기의 관상동맥 압박은 비교적 작다.
관상동맥에서 고유한 심근수축에 의해 생기는 심장 수축시 조직 내압에 의해 생긴 보충적 내압을 관혈적으로 구하는 문제는 많이 연구되었으나, 오늘까지도 관상동맥에서 비관혈적 방법으로 관상동맥 혈류량과 혈류 속도, 혈관의 순응성과 탄성계수, 혈액 흐름 저항들을 구하는 설비의 개발은 미미하다.
최근 10여년간 관상동맥의 혈류 동태에 대한 실험이 많이 진행되었고, 좌 관상동맥의 혈류는 거의 이완기에만 흐른다는 것을 발견하였다.
같은 시기에 일본 과학자들은 관상동맥 내로 동위원소 스캔을 이용해 모세혈관에서도 이완기에만 혈액 흐름이 존재한다는 것을 발견하였다.
한편, 혈관 특성을 알기 위한 연구도 적지 않게 진행되었다. 2006년 한국과 미국 학자들이 협동하여 동맥의 탄성계수를 구하는 정합법을 제기하였다. 정합법은 아데롬(atherome)을 측정하여 혈관 탄성계수를 구하는 방법으로 관상동맥에는 적용 하기 힘들다. 한편, 1997년 미국 하바드대 교수팀에 의하여 고민감성 C-반응성 단백질(high sensitivity C-reactive protein)과 심혈관 질환 사이에는 높은 상관 관계가 존재한다는 가정에 기초한 실험을 바탕으로 2006년에 개발된 J-chroma™은 질병 진행 과정은 볼 수 있지만, 혈관 상태에 대한 해답은 주지 못하고 있다.
그러나, 본 발명에서는 심장의 전기적 특성과 관상동맥의 생물역학적인 특성을 동시에 분석함으로써 좌우 관상동맥에서 혈류량, 혈관의 순응성, 혈류속도, 혈액 흐름 저항, 동맥 경화도를 측정할 수 있는 방법을 제기하였다.
좌우 관상동맥에 혈관가지들에서 혈류량, 혈관의 순응성, 혈류속도, 혈류저항을 구하는데 있어서 첫 번째 과제는 비관혈적으로 대동맥궁 내압곡선(Aortic Arch Internal Pressure Curve)을 구하는 문제를 해결해야 한다.
국제 특허 공개 WO1995/016391(METHOD AND APPARATUS FOR TREATING CARDIOVASCULAR PATHOLOGIES)에서는 대동맥궁 내압곡선을 비관혈적으로 구하는 방법을 제기한 바 있으나, 이 방법으로 구한 대동맥궁 내압곡선은 관혈적으로 구한 곡선과 사람마다 큰 차이가 나기 때문에, 실질적으로 관혈적으로 얻은 대동맥궁 내압곡선과 비관혈적으로 얻은 대동맥궁 내압곡선을 일치시키는 것이 거의 불가능하다.
그러므로, 이 방법으로 얻은 대동맥궁 내압곡선을 관혈적인 대동맥궁 내압곡선으로 보고 임상에 도입하는 문제는 사실상 불가능하다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 일반적으로 사용되고 있는 심전도계와는 달리, 좌우 관상동맥의 혈관 가지에서 혈관의 기질적 변화를 보여주는 혈관의 탄성계수(동맥경화도), 혈관의 기질적 변화 및 기능적 변화를 동시에 보여주는 혈관의 순응성, 혈류 저항 특성을 보여주는 혈류량, 혈류저항 및 혈류속도를 더 측정할 수 있도록 구성됨으로써, 심혈관 질환을 조기 발견함과 함께 그 원인도 규명할 수 있는 심혈관 분석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달상하기 위하여, 본 발명에 의한 심혈관 분석 장치는 심전도 센서, 심음도 센서 및 맥파 센서를 포함한 생체신호 측정센서부와, 상기 생체신호 측정센서부의 각 센서에 연결되어 측정된 생체신호를 수신받아 신호 처리하는 생체신호 수신 및 처리부로 구성된 생체신호 측정계; 및 상기 생체신호 수신 및 처리부와 연결되어 서로 통신하며 측정 데이터를 수신받아 관상동맥을 분석하기 위한 생물역학적 지표를 산출하는 주처리부와, 상기 주처리부에 연결되어 사용자의 제어 명령을 입력받는 입력부와, 상기 주처리부에 연결되어 산출된 결과를 보여주는 출력부로 구성된 분석 지표 산출계를 포함하여 구성되되, 상기 주처리부는 상기 생체신호 측정계로부터 획득된 생체신호로 대동맥궁 내압곡선을 합성하고, 상기 대동맥궁 내압곡선의 면적을 이용하여 생물역학적 지표를 산출하는 것을 제 1의 특징으로 한다.
그리고, 상기 생체신호 수신 및 처리부는, 상기 생체신호 측정센서부로부터 수신되는 생체신호를 처리하여 상기 주처리부로 측정 데이터를 전송하도록 제어하는 제어기(microcontroller); 상기 제어기의 제어신호에 의하여 상기 심전도 센서, 심음도 센서 및 맥파 센서로부터 수신되는 생체신호를 선택하는 다중신호선택기; 상기 다중신호선택기에 의하여 선택된 생체신호를 상기 제어기의 제어신호에 따라 잡음제거 또는 증폭도 조절하는 잡음제거 및 신호증폭기; 상기 잡음제거 및 신호증폭기를 통과한 생체신호를 받아 상기 입력부의 제어 명령 또는 상기 주처리부에 내장된 프로그램의 제어 명령이 상기 제어기를 통하여 필요한 생체신호를 선택받도록 하는 신호절환기; 상기 신호절환기에서 선택된 생체신호를 상기 제어기의 제어신호에 따라 샘플링(sampling)하고 홀딩(holding)하는 표본유지기; 및 상기 표본유지기를 통해 홀딩(holding)된 생체신호를 상기 제어기의 제어신호에 따라 디지털 신호로 바꾸어 상기 제어기로 보내는 A/D 변환기를 포함하여 구성된 것을 제 2의 특징으로 한다.
그리고, 상기 맥파 센서는 커프(Cuff) 맥파 센서, 경동맥 맥파 센서 및 대퇴동맥 맥파 센서 중 어느 하나이고, 상기 생체신호 측정계는 상기 생체신호 측정센서부로부터 ECG, PCG, APG 파형을 동시에 얻는 것을 제 3의 특징으로 한다.
그리고, 상기 경동맥 맥파 센서와 상기 대퇴동맥 맥파 센서는 동일한 압력센서이고, 상기 커프(Cuff) 맥파 센서는 커프 혈압계에 압력센서가 더 부착된 것을 제 4의 특징으로 한다.
그리고, 상기 커프(Cuff) 맥파 센서는 상기 커프 혈압계의 공기 주머니와 연결된 고무관에 지로관을 형성하고, 상기 지로관 출구에 어뎁터를 장착하고, 상기 어뎁터를 상기 경동맥 맥파 센서 또는 상기 대퇴동맥 맥파 센서와 동일한 구조의 센서 개방홈에 장착한 것을 제 5의 특징으로 한다.
그리고, 상기 주처리부는, 상기 생체신호 측정계에 생체신호를 측정하게 하고 상기 생체신호를 수신받는 제 1 단계; 상기 수신된 생체신호의 파형을 분석하고 상기 분석된 파형 자료를 기초로 대동맥궁 내압곡선(P)을 합성하는 제 2 단계; 및 상기 합성된 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적으로부터 생물역학적 지표를 산출하여 심혈관 분석 결과를 보여주는 제 3 단계가 포함하도록 프로그램된 것을 제 6의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 3 단계에는, 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적을 포함한 기초정보로부터 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sｒ)을 산출하는 단계; 상기 대동맥궁 내압곡선(P) 및 상기 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sr)을 이용하여 좌우 관상동맥의 순응성(Cℓ, Cr)과 혈류저항(Rℓ, Rr)을 각각 산출하는 단계; 및 상기 산출된 좌우 관상동맥의 순응성(Cℓ, Cr)과 혈류저항(Rℓ, Rr)을 하나의 상태도(C-R Chart) 상에 보여주도록 상기 출력부에 심혈관 분석 결과를 전송하는 단계를 포함하여 구성된 것을 제 7의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 3 단계에는, 상기 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sr), 순응성(Cℓ, Cr) 및 혈류저항(Rℓ, Rr)으로부터 좌우 관상동맥의 동맥경화도(Asℓ, Asr)를 더 산출하여 상기 출력부에 심혈관 분석 결과를 전송하는 단계를 포함하여 구성된 것을 제 8의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 3 단계에는, 상기 대동맥궁 내압곡선(P) 및 상기 좌우 관상동맥의 순응성(Cℓ, Cr)으로부터 좌우 관상동맥의 혈류속도(Vℓ, Vr)를 더 산출하여 상기 출력부에 심혈관 분석 결과를 전송하는 단계를 포함하여 구성된 것을 제 9의 특징으로 한다.
그리고, 상기 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sr), 순응성(Cℓ, Cr) 및 혈류저항(Rℓ, Rr)은 소정의 수식에 의하여 각각 산출된 것을 제 10의 특징으로 한다.
그리고, 상기 수식에서 나오는 곁수 K는 소정의 수식에 의하여 산출된 것이고, K1은 관상동맥 입구에서 관상동맥으로 흐르는 혈류량 중에서 우 관상동맥으로 흐르는 혈류량과 관련된 계수로 0.12~0.15이고, K2는 조직 내압 계수로 0.7~0.75인 것을 제 11의 특징으로 한다.
그리고, 상기 좌우 관상동맥의 동맥경화도(Asℓ, Asr)는 소정의 수식에 의하여 각각 산출된 것을 제 12의 특징으로 한다.
그리고, 상기 좌우 관상동맥의 혈류속도(Vℓ, Vr)는 소정의 수식에 의하여 각각 산출된 것을 제 13의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 2 단계의 수신된 생체신호의 파형 분석은, 상기 생체신호 측정계 중 심전도 센서와 심음도 센서을 통하여 획득된 ECG 신호와 PCG 신호를 분석하여 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 특징점(수축기 시작점, 수축기 최고점, 절흔점, 이완기 최고점, 이완기 종료점)을 찾고, 상기 생체신호 측정계 중 수축기 혈압보다 일정 압력 가압된 커프 맥파 센서를 통하여 획득된 Cuff-APG 맥파를 분석하여 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 고주파수 성분을 찾고, 상기 생체신호 측정계 중 이완기 혈압보다 일정 압력 감압된 커프 맥파 센서를 통하여 획득된 Cuff-APG 맥파를 분석하여 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 저주파수 성분을 찾고, 상기 생체신호 측정계 중 경동맥 센서로 획득된 좌, 우측 경동맥 APG 맥파를 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 시간에 대한 주파수 강도로 분석하고, 상기 대동맥궁 내압곡선(P) 합성은 상기 수축기의 Cuff-APG 맥파 분석 자료, 상기 이완기의 Cuff-APG 맥파 분석 자료 및 좌, 우측 경동맥 APG 맥파 분석 자료를 포함한 정보를 기초로 이루어진 것을 제 14의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 단계 이전에 검색메뉴창, 환자정보창, 검사진단창, 검사결과창이 포함된 초기화면을 상기 출력부에 보여주는 단계; 상기 초기화면에서 새환자 등록 명령이 수신된 경우에는 환자 정보를 입력받고 저장하고, 그렇지 않은 경우에는 등록된 환자 파일을 여는 명령을 수신받는 단계; 상기 등록된 환자 파일을 여는 명령이 수신된 경우에는 등록된 환자 리스트를 상기 검사결과창에 보여주고 환자 선택받아 추가 정보 입력받고, 그렇지 않은 경우에는 상기 초기화면을 계속 보여주는 단계; 및 상기 새환자 정보 또는 선택된 환자 정보를 상기 환자정보창에 보여주고 검사진단 명령 입력받는 단계가 더 포함되되, 상기 상기 새환자 정보 또는 선택된 환자 정보에는 환자를 식별할 수 있는 개인정보 및 키, 몸무게, 혈압, 인종 중에서 하나 이상 포함된 신체정보로 구성된 것을제 15의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 단계의 상기 생체신호 측정 및 수신은, 상기 검사진단창으로부터 검사명령을 수신받으면 생체신호 측정 명령선택창을 더 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 1-1 단계; 상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 수축기 맥파 측정명령을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서, 심음도 센서 및 가압된 커프 맥파 센서로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 고주파 APG 파형을 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지하는 제 1-2-1 단계; 상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 이완기 맥파 측정명령을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서, 심음도 센서 및 감압된 커프 맥파 센서로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 저주파 APG 파형을 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지하는 제 1-2-2 단계; 상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 좌측 경동맥 맥파 측정명령을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서, 심음도 센서 및 경동맥 센서로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 좌측 경동맥 APG 파형을 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지하는 제 1-2-3 단계; 상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 우측 경동맥 맥파 측정명령을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서, 심음도 센서 및 경동맥 센서로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 우측 경동맥 APG 파형을 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지하는 제 1-2-4 단계; 상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 대퇴동맥 맥파 측정명령을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서 및 대퇴동맥 센서로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, 대퇴동맥 APG 파형을 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지하는 제 1-2-4 단계; 및 상기 제 1-2-1 단계 내지 상기 제 1-2-4 단계의 각 단계 이후에는 상기 검사결과창에 보여주는 파형 중에서 이상적인 파형을 선택하도록 파형 선택 명령을 수신 받아, 파형 선택 명령이 수신된 경우에는 화면 캡쳐를 하여 선택된 파형을 저장하고, 그렇지 않은 경우에는 계속 측정하며 측정된 파형을 보여주는 제 1-3 단계로 이루어진 것을 제 16의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 2 단계의 상기 수신된 생체신호의 파형 분석 및 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 합성은, 상기 검사진단창으로부터 분석명령을 수신받으면 분석메뉴창을 더 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-1 단계; 상기 분석메뉴창에서 수축기 신호 분석명령이 수신되면, 저장된 ECG, PCG, 고주파 APG 파형의 특징점을 자동분석하여 상기 검사결과창에 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-2 단계; 상기 분석메뉴창에서 이완기 신호 분석명령이 수신되면, 저장된 ECG, PCG, 저주파 APG 파형의 특징점을 자동분석하여 상기 검사결과창에 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-3 단계; 상기 분석메뉴창에서 합성신호 분석명령이 수신되면, 저장된 좌, 우측 경동맥 파형의 상기 검사결과창에 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-4 단계; 상기 검사결과창의 좌, 우측 경동맥 파형에서 각 파형의 상세 분석 구간을 선택받은 경우에는 선택된 구간의 파형을 확대 분석하여 검사결과창 하단 좌측에 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-5 단계; 및 상기 검사결과창 하단 좌측에 확대된 좌, 우측 경동맥 파형이 차례로 보여진 다음, 상기 검사결과창 하단 우측의 빈 공간을 클릭하는 경우에는 저장된 ECG, PCG, APG 파형 자료를 포함한 정보를 기초로 합성된 대동맥궁 내압곡선을 클릭한 위치에 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-6 단계로 이루어진 것을 제 17의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 3 단계의 상기 합성된 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적으로부터 생물역학적 지표를 산출하여 심혈관 분석 결과를 보여주는 단계는, 상기 검사진단창으로부터 결과 보여주기 명령을 수신받으면 결과 메뉴창 및 출력수단을 더 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 3-1 단계; 상기 결과 메뉴창 중 어느 메뉴창을 선택받으면, 해당 메뉴 결과를 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 3-2 단계; 및 상기 해당 메뉴 결과를 보여준 다음, 상기 출력수단으로부터 출력 명령을 수신받으면, 해당 메뉴 결과를 출력하고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 3-3 단계를 포함하여 이루어진 것을 제 18의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 2-2 단계, 상기 제 2-3 단계 및 상기 제 2-4 단계에서 상기 검사결과창에 각 파형을 보여준 다음, 상기 검사진단창으로부터 검사명령을 수신받으면 상기 제 1-1 단계로 돌아가고, 그렇지 않으면 각각의 다음 단계로 진행하는 것을 제 19의 특징으로 한다.
그리고, 상기 결과 메뉴창에는 C-R 상태도(Chart) 평가가 포함되어 있고, 상기 C-R 상태도(Chart)는 임상결과에 의한 관상동맥의 상태를 보여주는 영역이 구획되어 있고, 상기 C-R 상태도(Chart) 평가 결과는 피검자의 좌우 관상동맥의 상태를 상기 C-R 상태도(Chart) 상에 점으로 표현된 것이 포함된 것을 제 20의 특징으로 한다.
본 발명의 심혈관 분석 장치에 의하면, 일반적으로 사용되고 있는 심전도계와는 달리, 좌우 관상동맥의 혈관 가지에서 혈관의 기질적 변화를 보여주는 혈관의 탄성계수(동맥경화도), 혈관의 기질적 변화 및 기능적 변화를 동시에 보여주는 혈관의 순응성, 혈류 저항 특성을 보여주는 혈류량, 혈류저항 및 혈류속도를 더 측정할 수 있도록 구성됨으로써, 심전도계에 의한 심전도 기능 외에 심근경색을 비롯한 여러 가지 관상동맥의 난치성 병을 조기 진단하고 관상동맥 수술 대상을 비관혈적 방법으로 발견할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 심혈관 분석 장치의 일 실시예에 의한 전체 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 생체신호 수신 및 처리부의 구성과 신호 흐름을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 1의 맥파센서의 일종인 커프 맥파 센서의 구성을 보여주는 일면도 및 요부 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 대동맥궁 및 이에 연결된 좌우 관상동맥을 보여주는 심장의 혈류 대표도이다.
도 5는 본 발명에 따른 좌우 관상동맥의 탄성강 모형도이다.
도 6은 카테터(catheter)로 얻은 대동맥궁 내압곡선의 특징점과 각 특징점에 대한 혈압을 도시한 혈압 특성도이다.
도 7은 카테터로 얻은 대동맥궁 내압곡선과 본 발명의 심혈관 분석 장치로 얻은 대동맥궁 내압곡선의 특성 대비도이다.
도 8은 도 1의 주처리부의 일 예시적 작업도이다.
도 9 내지 도 12는 도 8의 작업도를 보다 구체적으로 보여주는 일 예시적 상세 작업도이다.
도 13은 도 1의 주처리부에 의한 ECG, PCG 및 고주파 APG 파형 분석 결과를 보여주는 검사결과창의 일 예시도이다.
도 14는 도 1의 주처리부에 의한 ECG, PCG 및 저주파 APG 파형 분석 결과를 보여주는 검사결과창의 일 예시도이다.
도 15는 도 1의 주처리부에 의한 좌우 경동맥 APG 파형 분석 결과 및 각 일정 구간 선택시 확대된 파형과 합성된 대동맥궁 내압곡선의 일예를 보여주는 검사결과창의 일 예시도이다.
도 16은 도 1의 주처리부에 의한 분석 결과의 일예로 C-R 상태도(Chart)를 보여주는 검사결과창의 일 예시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10: 커프 혈압계 11: 커프
12: 접착수단(벨크로) 13: 내장된 공기주머니
14, 17, 18: 고무관 15: 공기 배출밸브
16: 송기구 20: 어뎁터
21: 지로관 22: 지로관 장착부
24: 뚜껑 26: 어뎁터 돌출 연결부
30: 맥파센서(압력센서) 31: 통기공
32: 개방홈 34: 하우징 몸체
36: 센싱 리드선 40: 대동맥궁
42: 좌 관상동맥 44: 우 관상동맥
50: 카테터로 얻은 대동맥궁 내압곡선
60: 본 발명에 의하여 얻은 대동맥궁 내압곡선
70: 출력부의 검사결과창 71, 72: ECG 파형
73, 75: PCG 파형 75: 고주파 APG 파형
76: 저주파 APG 파형 77: 좌측 경동맥 APG 파형
78: 우측 경동맥 APG 파형 81: 확대된 좌측 경동맥 APG 파형
82: 확대된 우측 경동맥 APG 파형 83: 합성된 대동맥궁 내압곡선
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 심혈관 분석 장치의 일 실시예에 의한 전체 시스템의 블록도이고, 도 2는 도 1의 생체신호 수신 및 처리부의 구성과 신호 흐름을 개념적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 1의 맥파센서의 일종인 커프 맥파 센서의 구성을 보여주는 일면도 및 요부 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 대동맥궁 및 이에 연결된 좌우 관상동맥을 보여주는 심장의 혈류 대표도이고, 도 5는 본 발명에 따른 좌우 관상동맥의 탄성강 모형도이고, 도 6은 카테터로 얻은 대동맥궁 내압곡선의 특징점과 각 특징점에 대한 혈압을 도시한 혈압 특성도이고, 도 7은 카테터로 얻은 대동맥궁 내압곡선과 본 발명의 심혈관 분석 장치로 얻은 대동맥궁 내압곡선의 특성 대비도이다.
본 발명에 따른 심혈관 분석 장치의 일 실시예는 기본적으로, 도 1과 같이, 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 맥파 센서(126)를 포함한 생체신호 측정센서부(120)와, 상기 생체신호 측정센서부(120)의 각 센서에 연결되어 측정된 생체신호를 수신받아 신호 처리하는 생체신호 수신 및 처리부(140)로 구성된 생체신호 측정계(100); 및 상기 생체신호 수신 및 처리부(140)와 연결되어 서로 통신하며 측정 데이터를 수신받아 관상동맥을 분석하기 위한 생물역학적 지표를 산출하는 주처리부(210)와, 상기 주처리부에 연결되어 사용자의 제어 명령을 입력받는 입력부(220)와, 상기 주처리부에 연결되어 산출된 결과를 보여주는 출력부(230)로 구성된 분석 지표 산출계(200)를 포함하여 구성되되, 상기 주처리부(210)는 상기 생체신호 측정계(100)로부터 획득된 생체신호로 대동맥궁 내압곡선을 합성하고, 상기 대동맥궁 내압곡선의 면적을 이용하여 생물역학적 지표를 산출하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 심전도 센서(122)는 적어도 3개 이상의 전극으로 구성되어 심전도(Electrocardiogram; ECG) 파형을 얻기 위한 것으로 심음도 센서와 함께 대동맥궁 내압곡선(Aortic Arch Internal Pressure Curve)의 특징점(수축기 시작점, 수축기 최고점, 절흔점, 이완기 최고점, 이완기 종료점)을 파악하기 위한 것이다.
심음도 센서(124)는 심장의 판막이 여닫힐 때 나는 소리를 감지하기 위하여 마이크로폰으로 구성되고, 이를 통해 심음도(Phonocardiogram; PCG) 파형을 얻어 대동맥궁 내압곡선의 특징점을 파악하기 위한 것이다.
맥파 센서(126)는 맥동에 의한 맥파를 감지하여 APG(Accelerated Plethysmogram; APG) 파형을 얻기 위한 것으로 압전소자로 구성된 압력센서가 사용될 수 있으나 맥동을 감지할 수 있으면 이에 한정되지 아니한다.
본 실시예에 의한 맥파 센서(126)는 대동맥궁의 빈도 스펙트럼 정보를 얻기 위한 커프(Cuff) 맥파 센서, 좌, 우측 경동맥의 맥파를 직접 측정하여 대동맥궁의 확률밀도 스펙트럼 정보를 얻기 위한 경동맥 센서, 대퇴동맥의 맥파를 직접 측정하여 맥파전달속도(Plse Wave Velocity; PWV) 등을 구하기 위한 대퇴동맥 센서 중 어느 하나를 가리킨다.
여기서, 경동맥 맥파 센서와 대퇴골 맥파 센서는 동일한 종류의 압력센서일 수 있고, 커프(Cuff) 맥파 센서는 커프 혈압계에 압력센서가 더 부착된 것으로 구성될 수 있다.
도 3은 커프(Cuff) 맥파 센서의 구체적 구성의 예를 보여주는 것으로, 이에 의하면, 종래 커프 혈압계(10)의 공기 주머니(13)와 연결된 고무관(14 또는 17)에 지로관(21)을 형성하고, 상기 지로관 출구에 어뎁터(20)를 장착하고, 상기 어뎁터(20)를 경동맥 맥파 센서 또는 대퇴골 맥파 센서와 동일한 구조의 센서(예컨대, 압력센서, 34) 개방홈(32)에 장착하여 사용될 수 있다.
이상과 같이, 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 맥파 센서(126)는 별개의 생체신호를 감지하기 위한 생체신호 측정센서부(110)의 필수 구성으로 되어, 상기 생체신호 측정센서부(110)와 연결되는 생체신호 수신 및 처리부(140)가 내장된 장치에는 적어도 3개의 연결단자가 구비된다.
그리고, 상기 생체신호 수신 및 처리부(140)는, 도 2와 같이, 상기 생체신호 측정센서부(120)로부터 수신되는 생체신호를 처리하여 상기 주처리부(210)로 측정 데이터를 전송하도록 제어하는 제어기(microcontroller; 마이콤, 148); 상기 제어기(148)의 제어신호에 의하여 상기 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 맥파 센서(126)로부터 수신되는 생체신호를 선택하는 다중신호선택기(141); 상기 다중신호선택기(141)에 의하여 선택된 생체신호를 상기 제어기(148)의 제어신호에 따라 잡음제거 또는 증폭도 조절하는 잡음제거 및 신호증폭기(142); 상기 잡음제거 및 신호증폭기(142)를 통과한 생체신호를 받아 상기 입력부(220)의 제어 명령 또는 상기 주처리부(210)에 내장된 프로그램의 제어 명령이 상기 제어기(148)를 통하여 필요한 생체신호를 선택받도록 하는 신호절환기(143); 상기 신호절환기(143)에서 선택된 생체신호를 상기 제어기(148)의 제어신호에 따라 샘플링(sampling)하고 홀딩(holding)하는 표본유지기(144); 및 상기 표본유지기(144)를 통해 홀딩(holding)된 생체신호를 상기 제어기(148)의 제어신호에 따라 디지털 신호로 바꾸어 상기 제어기(148)로 보내는 A/D 변환기(145)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 다중신호선택기(141)는 상기 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 맥파 센서(126)로 동시 측정하여 동시 입력될 때, 이들의 측정신호를 순차 선별하여 처리하기 위한 것이고, 상기 잡음제거 및 신호증폭기(142)는 획득된 생체신호에서 각종 잡음을 제거하여 표준파로 만들고, 환자(피검자)에 따라 증폭도를 조절할 수 있도록 구비된다.
상기와 같이, 생체신호 수신 및 처리부(140)는 생체신호 측정계(100)에 포함되도록 구비됨이 바람직하나, 회로 설계에 따라 후술할 주처리부(210)와 일체로 구성될 수도 있다.
다음, 상기 생체신호 측정계(100)에서 획득되고 처리된 생체신호는 분석 지표 산출계(200)에 전달되어, 분석 지표 산출계(200)에서 대동맥궁 내압곡선을 합성하고, 대동맥궁 내압곡선의 면적을 이용하여 생물역학적 지표를 산출하게 된다.
생체신호 수신 및 처리부(140)가, 도 1과 같이, 주처리부(210)와 떨어져 구성될 때에는 양자간의 소정의 통신수단(예컨대, RS-232C)에 의하여 데이터를 주고받게 된다.
주처리부(210)는 내장형 메모리부 또는 외장형 메모리부에 저장된 프로그램에 따라 생체신호 수신 및 처리부(140)로부터 전달받은 측정 데이터를 처리하여 관상동맥을 분석하기 위한 생물역학적 지표를 산출하는 핵심 장치로, 컴퓨터의 중앙처리장치에 해당한다.
여기서, 관상동맥을 분석하기 위한 생물역학적 지표는 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sｒ), 좌우 관상동맥의 순응성(Cℓ, Cr), 좌우 관상동맥의 혈류저항(Rℓ, Rr), 좌우 관상동맥의 동맥경화도(Asℓ, Asr) 및 좌우 관상동맥의 혈류속도(Vℓ, Vr)를 말한다.
우선, 상기 각 생물역학적 지표가 본 명세서에서 사용되는 정의와 다른 지표간의 관계에 대하여 간단히 설명한다.
혈류량은 좌측 또는 우측 관상동맥을 따라 흐르는 혈액량을 말하는 것으로 단위는 ㎖이고, 시간의 함수로 표현할 경우에는 Q 또는 Q(t)로, 일정시간 흐른 혈액량(Q의 시간 적분량)으로 표현할 경우에는 S로 표기한다. 혈류량은 일반적으로 관상동맥의 길이방향으로 이격된 두 곳의 혈압차(P-Pv)에 정비례하고, 혈류저항(R)에 반비례한다. 혈류량이 작으면 그에 따르는 허혈증상들이 나타나게 된다.
순응성(Complience)은 단위체적의 혈관에 단위힘을 주었을 때 일어나는 체적 변화를 말하는 것으로 단위는 ㎖/mmHg이고, 간략히 C로 표기된다. C가 작다는 것은 혈관벽이 경화되거나 수축된다는 것을 보여주고, 반대로 C가 크다는 것은 혈관벽이 유연하거나 확장형 경련이 일어난다는 것을 의미한다.
혈류저항(Resistance)은 좌측 또는 우측 관상동맥을 따라 흐르는 혈액이 받는 저항을 말하는 것으로 단위는 mmHg/ℓ이고, 간략히 R로 표기된다. R은 근사적으로 관상동맥의 길이방향으로 이격된 두 곳의 혈압차(P-Pv)와 혈류량(Q)의 비로 결정된다.
동맥경화도(Asc)는 혈관을 단위 길이만큼 변형시키지 위하여 얼마나 힘을 주어야 하는가를 보여주는 지표, 즉 혈관의 경화도를 보여주는 지표로 혈관의 기질적 변화를 반영하는 것으로 단위는 Kg/㎠이고, 일반적으로 탄성파 전파속도의 2승에 비례한다.
마지막으로, 혈류속도(V)는 좌측 또는 우측 관상동맥을 따라 흐르는 혈액의 속도로 단위는 ㎝/s이고, 맥파전달속도(Plse Wave Velocity; PWV)는 경동맥과 대퇴동맥에서 맥파기록방법에 의하여 측정한 것으로 대동맥의 탄력상태를 반영한다. 혈관벽이 굳을수록 빨라지는데, 특히 동맥경화성 변화가 심할수록 혈류속도 또는 맥파전달속도가 빠르다.
또한, 상기 각 생물역학적 지표를 나타내는 문자에서 첨자ℓ은 좌측(left)을, 첨자 r은 우측(right)을 각각 나타낸다.
한편, 상기 주처리부(210)에는 사용자의 제어 명령을 입력받는 입력부(220)와, 주처리부에서 산출된 결과를 보여주는 출력부(240)가 각각 연결된다.
여기서, 출력부(240)는 프린터 뿐만 아니라 모니터를 통한 화면출력부도 포함한다. 따라서, 도 1에 도시된 영상처리부(230)은 화면출력부에 내장하게 된다.
그리고, 입력부(220)는 통상의 자판기, 마우스 뿐만 아니라 상기 화면출력부(모니터)에 구비된 터치 입력수단도 포함한다.
상기와 같은 구성에서 핵심적인 부분은 주처리부(210)의 제어에 의하여 생체신호를 측정, 분석하고 이를 기초로 소정의 수식에 의하여 각 생물역학적 지표를 산출하게 하는데 있으므로, 이하에서는 이에 대하여 상세히 설명한다.
상기 주처리부(210)의 제어는 전체적으로, 도 8과 같이, 상기 생체신호 측정계(100)에서 획득된 생체신호를 바탕으로 대동맥궁 내압곡선을 합성하는 단계(S100); 상기 합성된 대동맥궁 내압곡선을 이용하여 좌우 관상동맥 혈류량을 산출하는 단계(S200); 상기 대동맥궁 내압곡선 및 좌우 관상동맥 혈류량을 기초로 좌우 관상동맥의 C, R을 산출하는 단계(S300); 상기 산출된 생물역학적 지표를 기초로 좌우 관상동맥 경화도를 산출하는 단계(S400); 및 상기 산출된 생물역학적 지표를 출력부(240)에 전송하여 상태도를 산출하게 하는 단계(S500)로 이루어 질 수 있다.
그런데, 상기 주처리부(210)의 제어는 기본적으로, 상기 생체신호 측정계(100)에 생체신호를 측정하게 하고 상기 생체신호를 수신받는 제 1 단계; 상기 수신된 생체신호의 파형을 분석하고 상기 분석된 파형 자료를 기초로 대동맥궁 내압곡선(P)을 합성하는 제 2 단계; 및 상기 합성된 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적으로부터 생물역학적 지표를 산출하여 심혈관 분석 결과를 보여주는 제 3 단계가 포함하도록 프로그램된 것을 특징으로 하여 하기와 같이 다양하게 실시될 수 있다.
우선, 상기 제 1 단계에서 생체신호 측정계(100)로 생체신호를 측정하게 할 때, 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 이완기 혈압보다 일정 압력(약 10~15 mmHg) 가압된 상태에서 커프 맥파 센서(128)로 동시에 측정하여 생체신호(ECG, PCG, Cuff-APG)를 획득하고, 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 수축기 혈압보다 일정 압력(약 20~30 mmHg) 감압된 상태에서 커프 맥파 센서(128)로 동시에 측정하여 생체신호(ECG, PCG, Cuff-APG)를 획득하고, 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 좌측 경동맥 맥파 센서(128)로 동시에 측정하여 생체신호(ECG, PCG, 좌경동맥 APG)를 획득하고, 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 우측 경동맥 맥파 센서(128)로 동시에 측정하여 생체신호(ECG, PCG, 우경동맥 APG)를 획득하고, 심전도 센서(122) 및 대퇴동맥 맥파 센서(128)로 동시에 측정하여 생체신호(ECG, 대퇴동맥 APG)를 획득하도록 제어하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 단계에서 수신된 생체신호의 파형 분석은, 우선 상기 생체신호 측정계 중 심전도 센서(122)와 심음도 센서(124)을 통하여 획득된 ECG 신호와 PCG 신호를 분석하여 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 특징점을 찾는다.
여기서, 대동맥궁 내압곡선(P)의 특징점은, 도 6에서, 수축기 시작점(t1), 수축기 최고점(t2), 절흔점(t3), 이완기 최고점(t4), 이완기 종료점(t5)을 말한다.
이어, 상기 생체신호 측정계 중 수축기 혈압보다 일정 압력 가압된 커프 맥파 센서(126)를 통하여 획득된 Cuff-APG 맥파를 분석(수축기의 Cuff-APG 맥파 분석)하여 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 고주파수 성분을 찾는다.
그리고, 상기 생체신호 측정계 중 이완기 혈압보다 일정 압력 감압된 커프 맥파 센서(126)를 통하여 획득된 Cuff-APG 맥파를 분석(이완기의 Cuff-APG 맥파 분석)하여 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 저주파수 성분을 찾는다.
이는 후술하는 바와 같이, 일정 압력으로 가압하거나 감압된 상태에서 커프 맥파 센서(126)로 측정된 Cuff-APG 맥파가 대동맥궁 내압곡선(P)의 빈도 스펙트럼과 일치하는 것을 이용한 것이다.
다음, 상기 생체신호 측정계 중 경동맥 센서(124)로 획득된 좌, 우측 경동맥 APG 맥파를 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 시간에 대한 주파수 강도로 분석한다.
이는 후술하는 바와 같이, 경동맥 센서(124)로 획득된 좌, 우측 경동맥 APG 맥파가 대동맥궁 내압곡선(P)의 확률밀도 스펙트럼과 일치하는 것을 이용한 것이다.
그리고, 상기 제 2 단계에서의 상기 대동맥궁 내압곡선(P) 합성은, 상기 수축기의 Cuff-APG 맥파 분석 자료, 상기 이완기의 Cuff-APG 맥파 분석 자료 및 좌, 우측 경동맥 APG 맥파 분석 자료를 포함한 정보를 기초로 이루어지게 된다.
그리고, 상기 제 3 단계에는, 상기 합성된 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적으로부터 생물역학적 지표를 산출하여 심혈관 분석 결과를 보여주게 되는데, 이는 후술하는 바와 같이, 합성된 대동맥궁 내압곡선(P; 60)이, 도 7과 같이, 카테터로 직접 관혈적으로 측정한 대동맥궁 내압곡선(50)과 파형의 차이는 있으나, 면적은 서로 같다는 것을 이용한 것이다.
상기 생물역학적 지표 산출하는 단계는 구체적으로, 상기 합성된 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적을 포함한 기초정보로부터 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sｒ)을 산출하는 단계; 상기 대동맥궁 내압곡선(P) 및 상기 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sr)을 이용하여 좌우 관상동맥의 순응성(Cℓ, Cr)과 혈류저항(Rℓ, Rr)을 각각 산출하는 단계; 및 상기 산출된 좌우 관상동맥의 순응성(Cℓ, Cr)과 혈류저항(Rℓ, Rr)을 하나의 상태도(C-R Chart) 상에 보여주도록 상기 출력부(240)에 심혈관 분석 결과를 전송하는 단계를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sr), 순응성(Cℓ, Cr) 및 혈류저항(Rℓ, Rr)은 하기 수식에 의하여 각각 산출된다.
좌 관상동맥의 혈류량
Figure PCTKR2009005625-appb-I000001
(수식 1);
우 관상동맥의 혈류량 Sr=K1πR2(1-υ2)1/2Pm(1+Ad/K2As)/(ρa) (수식 2);
좌 관상동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005625-appb-I000002
(수식 3);
우 관상동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005625-appb-I000003
(수식 4);
좌 관상동맥의 혈류저항
Figure PCTKR2009005625-appb-I000004
(수식 5),
Figure PCTKR2009005625-appb-I000005
(수식 6); 및
우 관상동맥의 혈류저항
Figure PCTKR2009005625-appb-I000006
(수식 7) 이다.
상기 수식 1-7에서, Ad는 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 이완기 면적, As는 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 수축기 면적, t*은 이완기에서 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 1계 도함수가 0인 점까지의 시간, υ는 혈관의 푸아송 상수, R은 혈관의 환산 반경, Pm은 평균 혈압, ρ는 혈액 밀도, a는 맥파 전파 속도, Pd는 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 이완기 혈압, Ps는 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 수축기 혈압, P* 및 Ps*는 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 절흔점 혈압, Pv 는 좌 관상동맥의 임의 점에서의 혈압, Sv 는 심박출량, K는 곁수, 그리고 K1 및 K2는 각각 계수이다.
여기서, 상기 곁수 K는 하기 수식 8에 의하여 산출된 것이고, 상기 K1은 관상동맥 입구에서 관상동맥으로 흐르는 혈류량 중에서 우 관상동맥으로 흐르는 혈류량과 관련된 계수로 0.12~0.15이고, 상기 K2는 조직 내압 계수로 0.7~0.75이다.
Figure PCTKR2009005625-appb-I000007
(수식 8),
상기 수식 8에서, k는 관상동맥 입구에서 관상동맥으로 흐르는 혈류량 중에서 좌 관상동맥으로 흐르는 혈류량과 관련된 계수로 0.88~0.85이고, A=πR2으로 좌 관상동맥의 환산 단면적이고, Cs는 수축시 순응성이고, m과 n은 각각 코페 상수이다.
그리고, 상기 생물역학적 지표 산출하는 제 3 단계는 상기 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sr), 순응성(Cℓ, Cr) 및 혈류저항(Rℓ, Rr)으로부터 좌우 관상동맥의 동맥경화도(Asℓ, Asr)를 더 산출하여 상기 출력부(240)에 심혈관 분석 결과를 전송하는 단계를 포함하여 구성되도록 함이 바람직하다.
이때, 상기 좌우 관상동맥의 동맥경화도(Asℓ, Asr)는 하기 수식 9, 10에 의하여 각각 산출된다.
좌 관상동맥의 동맥경화도
Figure PCTKR2009005625-appb-I000008
(수식 9); 및
우 관상동맥의 동맥경화도
Figure PCTKR2009005625-appb-I000009
(수식 10).
상기 수식 9, 10에서, K3 는 임상에서 얻어진 계수로 0.7~0.89이다.
나아가, 상기 생물역학적 지표 산출하는 제 3 단계는 상기 합성된 대동맥궁 내압곡선(P) 및 상기 좌우 관상동맥의 순응성(Cℓ, Cr)으로부터 좌우 관상동맥의 혈류속도(Vℓ, Vr)를 더 산출하여 상기 출력부(240)에 심혈관 분석 결과를 전송하는 단계를 포함하여 구성되도록 함이 바람직하다.
이때, 상기 좌우 관상동맥의 혈류속도(Vℓ, Vr)는 하기 수식 11, 12에 의하여 각각 산출된다.
좌 관상동맥의 혈류속도
Figure PCTKR2009005625-appb-I000010
(수식 11); 및
우 관상동맥의 혈류속도
Figure PCTKR2009005625-appb-I000011
(수식 12)
상기 수식 11, 12에서,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000012
이다.
다음은, 도 9 내지 도 16을 참조하며, 상기 주처리부(210)의 제어로 상기 제 1 단계부터 상기 제 3 단계가 구현되는 구체적인 일 실시예에 대하여 설명한다.
도 9 내지 도 12는 도 8의 작업도를 보다 구체적으로 보여주는 일 예시적 상세 작업도이고, 도 13은 도 1의 주처리부에 의한 ECG, PCG 및 고주파 APG 파형 분석 결과를 보여주는 검사결과창의 일 예시도이고, 도 14는 도 1의 주처리부에 의한 ECG, PCG 및 저주파 APG 파형 분석 결과를 보여주는 검사결과창의 일 예시도이고, 도 15는 도 1의 주처리부에 의한 좌우 경동맥 APG 파형 분석 결과 및 각 일정 구간 선택시 확대된 파형과 합성된 대동맥궁 내압곡선의 일예를 보여주는 검사결과창의 일 예시도이고, 도 16은 도 1의 주처리부에 의한 분석 결과의 일예로 C-R 상태도(Chart)를 보여주는 검사결과창의 일 예시도이다.
상기 주처리부(210)는 우선, 도 9와 같이, 상기 제 1 단계 이전에 검색메뉴창, 환자정보창, 검사진단창, 검사결과창이 포함된 초기화면을 상기 출력부(240)에 보여주고(S10), 상기 초기화면에서 새환자 등록 명령(S11)이 수신된 경우에는 환자 정보를 입력받고 저장하고(S13), 그렇지 않은 경우에는 등록된 환자 파일을 여는 명령(S12)을 수신받는다.
이어, 상기 등록된 환자 파일을 여는 명령이 수신된 경우에는 등록된 환자 리스트를 상기 검사결과창에 보여주고 환자 선택받아 추가 정보 입력받고(S14), 그렇지 않은 경우에는 상기 초기화면을 계속 보여준다.
다음, 상기 새환자 정보 또는 선택된 환자 정보를 상기 환자정보창에 보여주고 검사진단 명령(S18)을 수신받는 단계로 들어가게 된다.
이때, 상기 상기 새환자 정보 또는 선택된 환자 정보에는 환자를 식별할 수 있는 개인정보 및 키, 몸무게, 혈압, 인종 중에서 하나 이상 포함된 신체정보로 구성되도록 함이 바람직하다. 특히, 환자(피검자)의 키, 혈압, 인종 등은 생물역학적 지표를 산출하는데 기초 데이터로 활용될 수 있다.
이후, 상기 제 1 단계의 상기 생체신호 측정 및 수신은, 도 9 및 도 10과 같이, 하기 단계들을 포함하여 구성될 수 있다.
우선, 상기 검사진단창으로부터 검사명령(S18)을 수신받으면 생체신호 측정 명령선택창을 더 보여주고(S20), 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지한다( 제 1-1 단계).
이어, 상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 수축기 맥파 측정명령(S21)을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 가압된 커프 맥파 센서(126)로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 고주파 APG 파형을 보여주고(S26), 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지한다(제 1-2-1 단계).
상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 이완기 맥파 측정명령(S22)을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 감압된 커프 맥파 센서(126)로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 저주파 APG 파형을 보여주고(S26), 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지한다(제 1-2-2 단계).
상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 좌측 경동맥 맥파 측정명령(S23)을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 경동맥 센서(126)로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 좌측 경동맥 APG 파형을 보여주고(S26), 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지한다(제 1-2-3 단계).
상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 우측 경동맥 맥파 측정명령(S24)을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서(122), 심음도 센서(124) 및 경동맥 센서(126)로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 우측 경동맥 APG 파형을 보여주고(S26), 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지한다(제 1-2-4 단계).
상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 대퇴동맥 맥파 측정명령(S25)을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서(122) 및 대퇴동맥 센서(126)로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, 대퇴동맥 APG 파형을 보여주고(S27), 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지한다(제 1-2-4 단계).
그리고, 상기 제 1-2-1 단계 내지 상기 제 1-2-4 단계의 각 단계 이후에는 상기 검사결과창에 보여주는 파형 중에서 이상적인 파형을 선택하도록 파형 선택 명령(S28, S29)을 수신 받아, 파형 선택 명령이 수신된 경우에는 화면 캡쳐를 하여 선택된 파형을 저장하고(S30), 그렇지 않은 경우에는 계속 측정하며 측정된 파형을 보여준다(제 1-3 단계).
이때, 이상적인 파형이 상기 검사결과창에 보여지지 않을때, 상기 입력부(220) 및 상기 제어기(146)을 통하여 상기 잡음제거 및 신호증폭기(142)로 수신 신호를 조절할 수도 있다.
그리고, 상기 제 2 단계의 상기 수신된 생체신호의 파형 분석 및 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 합성은, 도 10 내지 도 12와 같이, 하기 단계들을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 검사진단창으로부터 분석명령(S32)을 수신받으면 분석메뉴창을 더 보여주고(S34), 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지한다(제 2-1 단계).
상기 분석메뉴창에서 수축기 신호 분석명령(S36)이 수신되면, 도 13과 같이, 저장된 ECG(71), PCG(73), 고주파 APG(75) 파형의 특징점을 자동분석하여 상기 검사결과창(70)에 보여주고(S38), 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지한다(제 2-2 단계).
상기 분석메뉴창에서 이완기 신호 분석명령(S40)이 수신되면, 도 14와 같이, 저장된 ECG(72), PCG(74), 저주파 APG(76) 파형의 특징점을 자동분석하여 상기 검사결과창(70)에 보여주고(S42), 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지한다(제 2-3 단계).
상기 분석메뉴창에서 합성신호 분석명령(S44)이 수신되면, 도 15와 같이, 저장된 좌, 우측 경동맥 파형(77, 78)의 상기 검사결과창에 보여주고(S46), 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지한다(제 2-4 단계).
상기 검사결과창의 좌, 우측 경동맥 파형에서 각 파형의 상세 분석 구간을 선택(S48)받은 경우(이는 도 15와 같이 출력부의 화면에서 마우스로 해당 구간을 긁어줌으로써 행할 수 있음)에는 선택된 구간의 파형을 확대 분석하여 검사결과창 하단 좌측(81, 82)에 보여주고(S50), 그렇지 않은 경우에는 이전 단계 상태를 유지한다(제 2-5 단계).
상기 검사결과창 하단 좌측에 확대된 좌, 우측 경동맥 파형(81, 82)이 차례로 보여진 다음, 상기 검사결과창 하단 우측의 빈 공간을 클릭(S52)하는 경우에는 저장된 ECG, PCG, APG 파형 자료를 포함한 정보를 기초로 합성된 대동맥궁 내압곡선(83)을 클릭한 위치에 보여주고(S54), 그렇지 않은 경우에는 이전 단계 상태를 유지한다(제 2-6 단계).
이때, 상기 제 2-2 단계, 상기 제 2-3 단계 및 상기 제 2-4 단계에서 상기 검사결과창에 각 파형을 보여준 다음(S38, S42, S46), 상기 검사진단창으로부터 검사명령(S18)을 수신받으면 상기 제 1-1 단계로 돌아가서 재측정하고, 그렇지 않으면 각각의 다음 단계로 진행하도록 하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 제 3 단계의 상기 합성된 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적으로부터 생물역학적 지표를 산출하여 심혈관 분석 결과를 보여주는 단계는, 도 12와 같이, 하기 단계들을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 검사진단창으로부터 결과 보여주기 명령(S56)을 수신받으면 결과 메뉴창 및 출력수단을 더 보여주고(S58), 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지한다(제 3-1 단계).
상기 결과 메뉴창 중 어느 메뉴창을 선택(S60)받으면, 해당 메뉴 결과를 보여주고(S62), 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지한다(제 3-2 단계).
상기 해당 메뉴 결과를 보여준 다음, 상기 출력수단으로부터 출력 명령(S64)을 수신받으면, 해당 메뉴 결과를 출력하고(S66), 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지한다(제 3-3 단계).
이때, 상기 결과 메뉴창에는 C-R 상태도(Chart) 평가가 포함되어 있고, 도 16과 같이, 상기 C-R 상태도(Chart)는 임상결과에 의한 관상동맥의 상태를 보여주는 영역이 구획되어 있고, 상기 C-R 상태도(Chart) 평가 결과는 피검자의 좌우 관상동맥의 상태를 상기 C-R 상태도(Chart) 상에 점으로 표현된 것이 포함되도록 함이 바람직하다.
도 16의 C-R 상태도(Chart)의 영역 구획은 다양한 임상결과에 따라 정밀도를 높일 수 있도록 재 구획될 수 있음은 당연하나, 임상결과의 일예로 각 영역을 정의하면 하기와 같다.
영역 ①은 심혈관 협착구역으로, 증상이 없더라도 일단 관상동맥의 협착을 의심해야되고, 증상이 있는 경우의 90% 이상이 관상동맥이 50% 이상 막힌 경우이다.
영역 ②는 심혈관 협착이 매우 의심되는 구역으로, 증상이 있을 경우에는 80% 이상 협착으로 진단할 수 있다.
영역 ③은 심혈관 협착이 의심되는 구역으로, 증상이 있을 경우에는 협착에 준해 다음 검사나 치료를 할 수 있다.
영역 ④는 50% 정도의 빈도로 심혈관 협착 상태로 나타나고, 증상이 있을 경우에는 심혈관조영술에는 정상으로 나오더라도 심혈관 상태가 좋지 않은 것으로 판단할 수 있다.
영역 ⑤는 심혈관 확장형 경련구역으로, 증상이 없더라도 비정상으로 판단하고 관찰이 필요하다. 비정상적인 확장이 될 수 있는 약물과다복용도 의심해 볼 수 있다.
영역 ⑥은 심근조직 내압에 의한 조직내 미세 역류 혹은 기타 용인에 의한 심혈관 혈류 불안정성이 의심되는 구역으로, 심혈관조영술에서는 대개 정상으로 나오는 경우가 많다. 증상 유무에 따라 관찰할 필요가 있다.
영역 ⑦은 혈류, 혈관 상태가 정상은 아니지만 심혈관조영술에는 막히지 않은 것으로 나오는 영역으로, 통상 정상으로 판단한다.
영역 ⑧은 정상구역이다.
이하에서는 상기 실시예를 뒷받침하는 관련 이론 및 임상자료를 보충적으로 제시한다.
좌 관상동맥에서 혈액은 이완기에만 흐른다. 이러한 연구 결과는 CCD형 생체 현미경으로 관상동맥 내로 흐르는 니오븀 빛표식립자의 움직임을 고찰하여 확증한 것이다.
이로부터 본 발명에서는 심장이 수축할 때 생긴 조직 내압과 심근의 자가 조종특성에 의하여 좌 관상동맥에서 혈액 흐름은 이완기에만 있다고 간주한다.
이런 사실로부터 대동맥궁(40)의 수축과 이완은 관상동맥 혈액 순환의 견지에서 관상동맥(42, 44)에 혈액을 공급하는 심장과 같다고 볼 수 있다(도 4 참조).
한편, 우심실의 수축기압은 좌심실의 수축기압의 25-30%정도이며, 우심실벽내 심근의 수축에 의한 관상동맥의 압박은 작다.
따라서, 우 관상동맥에서 혈류는 심장이 수축할 때 최대로 되며, 우 관상동맥의 혈류 파형은 대동맥궁 내압 곡선에 비례하는 압력 특성을 가진다.
한편, 다른 실험 자료에 의하면, 혈관의 수축 팽창시 혈류량과 혈압 사이 관계는 170 이하의 혈압에서 선 변형한다. 따라서, 수축기 혈관의 순응성과 이완기 혈관의 순응성은 같다.
그러므로, 비관혈적으로 대동맥궁 내압 곡선 면적을 찾는 문제는 관상동맥 혈액 순환을 평가하기 위한 심장 탕크의 펌프 기능, 즉 관상동맥에 혈액을 공급하는 펌프의 작용력을 해명하는 문제와 같다.
따라서, 먼저 대동맥궁 내압 곡선을 구성하는 문제를 살펴보면, 관혈적 방법으로 혈관에 카테터를 꽂고 대동맥궁 내압 곡선을 그리면 가장 정확한 대동맥궁내 혈압 파형과 수축기 혈압과 이완기 혈압을 잴 수 있다.
그러나, 실제로는 그런 방법을 쓸 수 없기 때문에, 대동맥궁 내압 곡선을 비관혈적으로 찾는 문제를 풀어야 한다. 대동맥궁 내압 곡선의 빈도 스펙트럼(주파수공간에서의 강도분석)을 분석해 보면, 대동맥궁의 빈도 스펙트럼은 고주파수와 저주파수로 이루어졌다.
이 문제를 풀기 위하여, 먼저 비관혈적으로 고주파 빈도 스펙트럼과 저주파 빈도 스펙트럼을 가장 뚜렷이 나타내는 파를 구하는 문제에 대하여 살펴보자.
먼저, 피검자의 팔에 도 3과 같은 커프 맥파 센서를 착용하고 수축기 혈압 이상과 이완기 혈압 이하로 압력을 주고 파를 받으면, 혈류가 커프(cuff)의 공기주머니(13)를 진동시켜 생긴 파가 전달되는데, 이 파를 컴퓨터로 표시하면 커프의 진동 파형을 찾을 수 있다.
컴퓨터에 표시된 커프의 공기주머니에 충만된 공기가 일으키는 파는 원칙적으로 맥파가 아니다. 그러나, 팔에서 커프 맥파 센서로 잰 맥파는 피가 흐르는 전과정을 컴퓨터에 정확히 전달한다. 커프에 높은 혈압을 줄 때는 고주파수가 기록되며 낮은 혈압을 줄 때는 저주파수가 그려진다.
따라서, 일정한 혈압하에서 Cuff-APG를 받으면 대동맥궁 내압곡선의 스펙트럼과 비슷한 스펙트럼을 얻을 수 있다.
그런데, 문제는 관혈적으로 얻은 대동맥궁 내압 곡선의 빈도 스펙트럼에서 고주파 성분과 비슷한 빈도 스펙트럼을 가진 Cuff-APG 맥파 곡선을 그리는 혈압점과 대동맥궁 내압 곡선의 빈도 스펙트럼에서 저주파 성분과 비슷한 빈도 스펙트럼을 가진 Cuff-APG 맥파 곡선을 그리는 혈압점, 즉 최대 수축점
Figure PCTKR2009005625-appb-I000013
와 최소 확장점
Figure PCTKR2009005625-appb-I000014
를 어떻게 찾는가 하는데 있다.
먼저, 혈압계로 잰 수축기 혈압을
Figure PCTKR2009005625-appb-I000015
, 이완기 혈압을
Figure PCTKR2009005625-appb-I000016
, 고주파 빈도 스펙트럼을 주는 수축기 혈압을
Figure PCTKR2009005625-appb-I000017
, 저주파 빈도 스펙트럼을 주는 이완기 혈압을
Figure PCTKR2009005625-appb-I000018
로 표시하면,
P*sis=Psis + Δ1 (수식 13)
P*dia=Pdia - Δ2 (수식 14)
와 같다.
한편, 카테터 및 커프 맥파 센서로 측정한 24명의 도관 검사 자료를 소개하면 표 1 및 표 2와 같다.
표 1 카테터와 커프 맥파 센서로 측정한 수축기 혈압 비교
혈압형 빈도 커프센서 도관계 혈압차 Δ1의 백분률(%) 비고
저혈압 3 100 110 10 10
정상혈압 4 120 130 10 9.2
3 140 151 11 7.8
고혈압 4 160 172 12 7.5
5 180 192 12 6.7
5 200 212 12 6
계 24 11.16 7.8
표 2 카테터와 커프 맥파 센서로 측정한 이완기 혈압 비교
혈압형 빈도 커프센서 도관계 혈압차 Δ2의 백분률(%) 비고
저혈압 3 70 50 20 28
정상혈압 4 80 57 23 28.7
3 90 62 27 30
고혈압 4 100 70 30 30
5 110 76 34 31
5 120 84 38 31.6
계 24 20~38 29.5
상기 표 1에서 얻어진 대로 수축기에는 혈압을 대체로 11, 이완기에는 20~38 정도로 고려해 주고 맥파를 받으면 관혈적으로 얻은 대동맥궁 내압곡선의 빈도 스펙트럼과 유사한 빈도 스펙트럼을 가진 파를 그리는 수축기 점과 확장기 점을 찾을 수 있다.
그런데, 커프 맥파 센서로 측정된 파들은 모두 커프의 공기주머니에 충만된 공기에 전달되는 섭동파들이므로 이 파로 실제 맥박파를 구성할 수 없다. 그러나, 이 파들을 적당히 정합하면 도플러로 얻은 혈압 파형의 주파수와 비슷한 파형을 그릴수 있다.
그러나, 대동맥궁 내압곡선의 확률 밀도 스펙트럼(시간 공간에서의 주파수 강도분석)과 섭동파의 확률 밀도 스펙트럼은 완전히 차이가 나므로 이들 두 파는 서로 다르다. 특히, 절흔점의 모양과 높이는 크게 차이난다.
한편,　경동맥파는 Cuff-APG의 공기주머니를 진동시키는 파가 아니라 혈관의 표면에서 측정하는 파동이며, 반사점을 가지지　않으므로 경동맥파의 확률 밀도 스펙트럼은 대동맥궁 내압곡선의 확률 밀도 스펙트럼과 유사하다.
그러나, 경동맥파 빈도 스펙트럼은 대동맥궁 내압곡선의 빈도 스펙트럼과 차이가 심하다.
그러므로,　본 발명에서는 경동맥파, 최대 수축점에서의 섭동파, 최소 확장점에서의 섭동파를 합성하여 대동맥궁 내압곡선을 만든다. 이때, 관혈적으로 얻은 파와 비관혈적으로 얻은 파의 특징점에서 혈압이 동일하도록 한다.
즉, 수축기　맥파 곡선은　
Figure PCTKR2009005625-appb-I000019
(수식 15)
이완기 맥파 곡선은
Figure PCTKR2009005625-appb-I000020
(수식 16)
이고, 절흔점에서는 다음의 조건을 만족하여야 한다.
Figure PCTKR2009005625-appb-I000021
(수식 17)
Pss는 수축점에서 측정한 혈압, Pds는 확장점에서 측정한 혈압, Pc는 경동맥에서 측정한 혈압, Ps는 절흔점에서 측정한 혈압이다.
상기 수식 15 내지 17에서 α, β, γ를 구하는 문제는　초 선택 안내 철사식 초음파 도플러로 잰 맥파 곡선과 합성한 파의 차로 범함수 J[u(α, β, γ)]를 만들고 그의 최소화 문제를　풀면 된다.
전술한 바와 같이 관혈적으로 얻은 대동맥궁 내압 곡선과 비관혈적으로 얻은 대동맥 내압곡선을 일치시키기 위한 연산에서 α, β, γ는 매 사람마다 차이가 나며 그 변동폭이 심하여 파형 일치는 불가능하다.
그러나, 관혈적으로 얻은 대동맥궁 맥파곡선 면적과 비관혈적으로 얻은 대동맥궁 맥파곡선 면적 사이에는 사람에 따른 차이가 거의 없었다.
그러므로 본 발명에서는 관혈적으로 얻은 대동맥궁 내압곡선 면적과 비관혈적으로 얻은 대동맥 내압곡선 면적을 이용하여 필요한 임상 지표를 얻는 방법을 제안하였다.
이와 같은 관점에서 문제를 해결하기 위하여, 먼저 상기 수식 14 내지 17을 다음과 같이 변형한다.
즉, 수축기　맥파 곡선 면적은　
Figure PCTKR2009005625-appb-I000022
(수식 18),
이완기 맥파 곡선 면적은
Figure PCTKR2009005625-appb-I000023
(수식 19)
이고, 절흔점에서는 다음의 조건을 만족하여야 한다.
Figure PCTKR2009005625-appb-I000024
(수식 20)
다음,　초선택 안내 철사식 초음파 도플러로 잰 맥파 곡선과 합성한 파의 차로 범함수 J[u(α, β, γ)]를 만들고 그의 최소화 문제를 풀면 된다.
24명의 도관 검사 자료를 이용하여 범함수 J(u)의 최소화 문제를 풀어 얻은α, β, γ는 다음과 같다.
표 3 24명의 도관 검사 자료
No α β γ No α β γ No α β γ
1 0.22 0.13 0.65 9 0.23 0.14 0.63 17 0.22 0.13 0.62
2 0.21 0.14 0.66 10 0.23 0.13 0.64 18 0.23 0.12 0.63
3 0.20 0.13 0.64 11 0.24 0.14 0.62 19 0.24 0.12 0.64
4 0.20 0.13 0.63 12 0.20 0.15 0.65 20 0.23 0.14 0.63
5 0.24 0.12 0.64 13 0.22 0.14 0.64 21 0.24 0.14 0.62
6 0.24 0.14 0.65 14 0.23 0.14 0.63 22 0.25 0.13 0.61
7 0.21 0.13 0.66 15 0.23 0.15 0.62 23 0.23 0.12 0.64
8 0.22 0.14 0.64 16 0.26 0.13 0.61 24 0.21 0.12 0.63
상기 표 3의 도관 검사 자료로부터 α=0.22, β=0.13, γ=0.65를 가지고 대동맥궁 내압곡선 면적을 구할 수 있었다.
다음, 관상동맥의 혈관을 평가하기 위한 임상지표 결정에 대하여 알아본다.
전술한 바와 같이, 심장이 수축할 때 좌 관상동맥으로는 피가 흐르지 않고 이완될 때에야 피가 흐르기 시작한다.
그런데, 관상동맥의 변형은 크지 않고 거의 등방 변형을 하므로 수축기 순응성이나 이완기 순응성은 근사적으로 같다. 따라서, 좌 관상동맥에서 혈류을 일으키는 이완기 혈압과 체적 변형에 의해 좌 관상동맥의 순응성을 구하여도, 그 순응성을 관상동맥의 순응성으로 고찰할 수 있다.
이러한 사상으로부터 Ts ≤ t ＜ T 맥파 파형을 P(t)라고 하면, 도 5의 모형도로부터,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000025
(수식 21)
가 성립한다.
상기 수식 21에서, Rl는 좌 관상동맥의 말초저항, Cl는 좌 관상동맥의 순응성, Ql은 좌 관상동맥으로 흐르는 혈류량이다.
실험 자료에 의하면, 혈관에서 압력과 체적 사이 관계는 보통 혈압이 170 근방까지　혈관 변형이　압력에 선형 비례하였다.　
따라서,　Cl는　상수로서 하기와 같다.
Figure PCTKR2009005625-appb-I000026
(수식 3)
Figure PCTKR2009005625-appb-I000027
(수식 5)
Figure PCTKR2009005625-appb-I000028
(수식 6)
우 관상동맥에서는 수축기에도 혈액이 흐르므로,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000029
(수식 22)
Figure PCTKR2009005625-appb-I000030
(수식 23)
상기 수식 22, 23은 P, Qr, Rr, Cr 사이의 관계를 나타낸다.
Rr, Cr를 구하는 산법은 대동맥궁 내압곡선(P)와 혈류량 곡선(Q)가 일치할 때까지 R, C를 조정하는 대신에, 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적과 혈류량 곡선의 면적 사이 함수 관계로써 R, C를 구한다.
면적 대 면적 사이 함수 관계를 얻으면 재현성있는 R, C를 얻을 수 있다.
Figure PCTKR2009005625-appb-I000031
(수식 24)
즉, 경동맥 대동맥궁 내압곡선 면적과 수축기와 이완기 대동맥궁 내압곡선 면적 차의 비에다 절흔점 혈압과 이완기 혈압차를 곱한 것은 관상 혈관으로 들어간 혈류량을 순응성으로 나눈 것과 같다. 바꾸어 말하면, 대동맥궁 내압곡선의 면적을 입력 신호라 하고 출력 신호를 혈류량이라고 보면 다음과 같은 함수 관계가 있다.
Figure PCTKR2009005625-appb-I000032
(수식 25)
상기 수식 25로부터 순응성(Cr)은
Figure PCTKR2009005625-appb-I000033
(수식 4)
저항(Rl)은
Figure PCTKR2009005625-appb-I000034
(수식 7)
이 되며, 이는 혈압 변동, 혈류량 변동, 대동맥궁 내압곡선의 면적 변동, 즉 혈관의 동맥경화, 혈관의 경련 발작과 연축, 약물 작용, 혈압 변동 등에 민감하다는 것을 알 수 있다.
다음, 관상동맥을 탄성관으로 혈액이 흐르는 단순 관로로 보고 혈액이 흐르는 탄성 관로에서 유탄성체 문제를 풀어 관상혈관의 기질적 변화와 기능적 변화를 구별하는 문제를 해명한다.
도 4에서 좌 관상동맥(42) 및 우 좌 관상동맥(44)를 한 개의 단순 관로로 보고 연속 방정식과 운동 방정식을 고찰하면,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000035
(수식 26)
Figure PCTKR2009005625-appb-I000036
(수식 27)
이다.
상기 수식 26에서, pwv는 맥파전파속도(
Figure PCTKR2009005625-appb-I000037
), P는 혈압 곡선, Q는 혈류량 곡선,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000038
는 점도, A는 혈관 단면적,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000039
는 혈액 밀도이다.
이제
Figure PCTKR2009005625-appb-I000040
를 무시하고 X에 따라 적분하면,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000041
(수식 28)
이로부터 단탄성관에서
Figure PCTKR2009005625-appb-I000042
(수식 29),
Figure PCTKR2009005625-appb-I000043
(수식 30)
이 성립한다.
한편, Moensu Korteweg에 의하면,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000044
이므로, 탄성계수 E=ρ(d/h)PWV2이다.
따라서, 탄성계수(동맥 경화도) E는 탄성파 전파 속도 a로 표시됨으로 관상 혈관에서 혈압 변동, 경련 발작, 연축, 약물 작용 등에 무관하며 관상 혈관의 기질적 변화를 대표할 수 있다.
그러므로, C, R에서 A를 소거하고 변환하여 관상혈관의 동맥 경화도 Asc(탄성계수)를 얻는다.
Figure PCTKR2009005625-appb-I000045
(수식 31)
상기 수식 31에서, S=f(PWV), K3 은 임상에서 얻어진 계수이다.
다음, 위에서 제기한 관상 혈관 성질과 혈류 특성을 반영하는 지표를 임상에서 쓰려면 관상동맥으로 흐르는 혈류량을 구하는 문제를 해명하여야 한다.
이제 이 문제를 해명하기 위하여 좌 관상동맥과 우 관상동맥을 구별하여 고찰한다.
먼저 우 관상동맥의 환산 혈관의 길이가 L, 단면적 A라고 하면,
이미 수력학에서 널리 알려진 바와 같이 직선 관로에서 슬러리 유체의 1차원 흐름에서 혈압 파형과 혈류량 파형은 유사한 형태를 가진다.
이러한 사실에 기초하여 우 관상동맥으로 흐르는 혈류량 공식을 다음과 같이 만들 수 있다.
실험 결과로부터 우 관상동맥에서 혈압 곡선은 다음과 같다.
혈압 곡선을 수축기와 이완기로 나누어 적분하면,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000046
(수식 32),
Figure PCTKR2009005625-appb-I000047
(수식 33)
상기 수식 32, 33에서, TS는 수축시간, T는 심동주기이고, k2는 0.75~0.7이다.
플랭크 법칙으로부터 이제 우 관상동맥에서 맥압과 혈류 속도, 탄성파 전파속도, 혈액 밀도 사이에는 다음과 같은 식이 성립한다.
ΔP=ρVa (수식 34)
(V: 혈류속도, a: 맥파 전파 속도, ρ: 혈액 밀도, ΔP: 맥압)
우 관상동맥을 단탄성강으로 보고 플랭크 공식을　MS.Donald식으로 변환하면 우 관상동맥의 혈류량은 다음과 같이 구할 수 있다.
Sr=K1πR2(1-υ2)1/2Pm(1+Ad/K2As)/(ρa) (수식 2)
(υ: 혈관의 푸아송 상수, R: 혈관 직경, Pm: 평균 혈압)
K1는 관상동맥 입구에서 관상동맥으로 흐르는 혈류량 중에서 우 관상동맥으로 흐르는 혈류량과 관련된 계수로써 0.12~0.15와 같다.
K2 조직 내압 계수로써 0.7~0.75와 같다.
Pm=(K2As+Ad)/R (수식 35)
다음, 좌 관상동맥으로 흐르는 혈류량에 대하여 살펴본다.
좌 관상동맥에서 혈류는 이완기 대동맥에 저축되였던 포텐샬 에너지에 의해 일어난다．이로부터 대동맥이 수축할 때 혈관의 순응성의 크기는 관상동맥에서 혈류을 일으키는 보충적 인자로 된다.
전술한 플랭크 공식에　의하면　Svc=ΔPπR2T/(2ρa)와　같다．본 발명에서, 대동맥궁의 수축을 관상동맥에 혈액을 공급하는 심장으로 보면, 플랭크 공식을 이용하여 관혈류량을 구하는 MS.Donald 공식 Sv=KPm(1+Ad/As)을 이용하여 관상동맥 혈류량을 구하는 공식을 다음과 같이 구성할 수 있다.
Figure PCTKR2009005625-appb-I000048
(수식 1)
상기 수식 1에서, Ad는 이완기 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적이며, t*은　이완기　대동맥궁 내압곡선(P)의 １계　도함수가 ０인 점까지 시간이다．
한편, 곁수
Figure PCTKR2009005625-appb-I000049
(수식 8),
상기 수식 8에서, k는 관상동맥 입구에서 관상동맥으로 흐르는 혈류량 중에서 좌 관상동맥으로 흐르는 혈류량과 관련된 계수로 0.88~0.85이고, A=πR2으로 좌 관상동맥의 환산 단면적이고, Cs는 수축시 순응성이고, m과 n은 각각 코페 상수이다.
인종별 코페 상수와 나이에 따른 수축시 순응성의 실험 자료 다음의 표 4, 5와 같다.
표 4 인종별 코페 상수
인종 m n
1/Pa 1/㎜Hg ㎖/Pa ㎖/Pa
유럽인 -2.03×10-5 -2.703×10-3 3.36×10-8 0.6445×10-4
아시아인 -2.5×10-5 -3.0×10-5 5.07×10-8 0.9×10-4
표 5 나이에 따른 수축시 순응성
나이 정상인 병적인 ***
40대 1.007±0.05 0.917±0.08 0.771±0.07
50대 0.918±0.05 0.817±0.09 0.667±0.08
60대 0.854±0.04 0.772±0.09 0.548±0.09
MS.Donald 공식과 유사한 상기 수식 1은 이완기 좌 관상동맥 혈류량을 아주 정확히 반영하고 있다. 본 발명에서는 좌 관상동맥 혈류량 공식을 확증하기 위하여 6마리의 개를 가지고 실험을 진행하였다.
실험에서는 혈관의 확장시 좌 관상동맥의 회선지의 근위부에서 도플러 카테터로 혈류량을 측정하고 커프 맥파 곡선과 경동맥파 곡선을 측정하여 대동맥궁 내압곡선을 만들고 본 발명에서 제기한 공식을 이용하여 혈류량을 구하였다.
실험 결과에 의하면 도플러 카테터로 측정한 혈류량과 본 발명에서 제기한 대동맥궁 내압곡선으로 얻은 혈류량은 높은 상관 관계가 있다는 것을 보여 주었다.
피실험견의 맥박은 35회/분으로부터 207회/분, 이완기 평균 동맥압은 16~60mmHg, 혈류량은 0.12~0.14㎖, 심동 주기는 481개를 취하였다.
도플러법에 의한 혈류 속도는 도플러로 측정한 혈류 속도 분포가 뿌아젤 속도 분포를 이룬다고 가정하고, 공간 최대 속도가 스펙트럼 최대 속도의 절반과 같다고 가정하였다.
다음, 초음파 도플러를 써서 구한 혈류량은 혈관 조영 검사에서 얻은 좌 관상동맥 회선지의 근위부의 단면을 측정하여 Sc=AV로 구하였다(A: 단면적, V: 혈류속도).
사용한 초음파 도플러는 스펙트럼 분석 혈류 속도 측정기가 달린 혈류 곡선 형을 그리는 도플러 혈관 성형 안내 철사식 혈류량계를 사용하였다.
안내 철사의 길이는 175cm, 직경은 18 인치이고, 그 끝에는 12MHz의 압전 초음파 탐측자가 달려있는 초음파 도플러형 도관계를 사용하였다.
실험 결과, Sc=0.945S*c + 0.71, Cf와 같다.
좌 관상동맥 혈류량 공식은 실측값과 ±6%의 오차를 가진다.
동일한 방법으로 우 관상동맥에 대하여서도 실험을 하였고, 실험 결과는
Sc=1.21S*c-0.21, γ2=0.86, Se=3.98ff와 같다.
이제 해당 수학식을 Ts부터 T까지 적분한다.
이때, Pv는 P에 비해 훨씬 작으므로 Pv를 무시하면,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000050
(수식 36)
와 같다. 이 관계식을 해당 수식에 대입하면,
Figure PCTKR2009005625-appb-I000051
(수식 37)
이 된다.
위 식에서, P*은 절흔점의 혈압으로서
Figure PCTKR2009005625-appb-I000052
(수식 38)
이다.
한편, R=(As+Ad)/Scl, Scl는 좌 관상동맥 혈류량이다.
다음, 대동맥으로 흐르는 혈류 속도를 구한다.
관혈적으로 얻은 대동맥궁 내압곡선의 경사도와 비관혈적으로 얻은 대동맥궁 내압곡선의 경사도를 비교해 보면, 수축기에는 사람마다 상관 비가 크게 차이 난다.
그러나, 평균 혈압점부터 이완기 끝점까지 곡선의 경사도 사이에는 높은 상관을 보여 주었다.
앞의 실험에서 선정한 24명의 환자를 대상으로 얻은 상관 관계는 다음과 같다.
Grad Hc=0.918Grad Hn+0.024, γ2=0.92, Se=1.68f (수식 39)
상기 수식 39에서 Grad Hc는 관혈적으로 얻은 대동맥궁 내압곡선 경사도이고, Grad Hn는 비관혈적으로 얻은 대동맥궁 내압곡선 경사도이다.
한편, 혈관로에서 혈류는 1차원 운동하는 뉴톤유체로 가정할 때, 혈류는 S 평균화 의미에서 균일하므로 유체의 운동을 오일레르 견지에서 고찰할 수 있다.
즉, 동맥의 어떤점 x1에서 V1 =(dx/dt)x1 이 성립한다.
한편, 대동맥궁 내압곡선에서, 맥파는 평균 동맥압 근방에서 이완기의 끝점까지 압력 변화가 거의 선형이므로 다음의 방정식이 성립한다.
Figure PCTKR2009005625-appb-I000053
(수식 40)
상기 수식 40에서, V0은 이완기 동안에 존재하는 평균 혈액의 흐름 속도이고, 시간 t1, t2은 이완기 구간 내에서의 어떤 두점이다.
이상으로부터 좌 관상동맥에서 혈관의 순응성과 혈류 저항과 동맥 경화도, 혈류 속도는 다음과 같다.
속도 Vl는
Figure PCTKR2009005625-appb-I000054
(수식 11)
순응성 Cl는
Figure PCTKR2009005625-appb-I000055
(수식 3)
저항 Rl1은
Figure PCTKR2009005625-appb-I000056
(수식 5)
저항 Rl2는
Figure PCTKR2009005625-appb-I000057
(수식 6)
동맥경화도 Asl는
Figure PCTKR2009005625-appb-I000058
(수식 9)
혈류 Sl은
Figure PCTKR2009005625-appb-I000059
(수식 1)
이다.
한편, 우 관상동맥에서
순응성 Cr는
Figure PCTKR2009005625-appb-I000060
(수식 4)
저항 Rr는
Figure PCTKR2009005625-appb-I000061
(수식 7)
혈류속도 Vr는
Figure PCTKR2009005625-appb-I000062
(수식 12)
동맥경화도 Asr는
Figure PCTKR2009005625-appb-I000063
(수식 10)
혈류량 Sr는
Sr=K1πR2(1-υ2)1/2Pm(1+Ad/K2As)/(ρa) (수식 2)
와 같다.
마지막으로, 본 발명에 의한 심혈관 분석 장치를 대한민국 내 한 대학 병원에서 직접 여러 환자에 적용하여 심혈관 분석을 행한 임상 시험 결과를 하기에 제시한다.
하기 임상 시험은 의사 관상동맥 질환에 대한 혈관조영을 행한 34명의 환자를 대상으로 행하여 졌으며, 그 결과는 다음의 표 6 및 표 7과 같다.
표 6 환자(n=34)의 인구통계
변 수 결 과
나이(년) 60.8±11.0
남성(명)(%) 18(52.9)
임상적 진단(명)(%)
안정형 협심증 34(100)
좌심실분출률(%) 67.7±7.6
이전 심근경색(명)(%) 1(2.9)
중증 관상동맥질환(협착>50%)(명)(%) 18(52.9)
표 7 중증 관상동맥 질환 검출을 위한 분석장치의 감도 및 특성
경증 관상동맥질환 중증 관상동맥질환 합
음성 6 4 10
낮은 가능성 7 1 8
높은 가능성 0 4 4
양성 3 7 10
총계 16 16 32
상기 표 6, 7에서, 중증 관상동맥질환(CAD)은 적어도 하나의 주요 심외 관상동맥에 대해 혈관조영을 행하여 50% 이상의 협착을 보인 관상동맥질환을 말한다.
중증 관상동맥질환에 대한 결과가 양성인 경우, 확실히 높은 가능성의 범주를 말하는 반면, 낮은 가능성과 부정의 범주는 중증 관상동맥질환에 대한 여러 부정적 결과로 나눠진다.
결국, 본 발명에 의한 심혈관 분석 장치는 심전도계(ECG)와 초음파심장진단술과 같은 기타의 화면 진단법에 비해 중증 관상동맥질환의 검출에 있어 상당히 양호한 감도와 진단 특성을 보였다.
이외에도, 측정 시간, 비관혈적 특성 및 보행불능의 환자 또는 도부타민 부작용을 갖는 환자를 포함하는 거의 모든 대상에 대해 적용 가능하다는 장점을 갖는다.
본 발명의 심혈관 분석 장치에 의하면, 기존의 심전도계(ECG)와 초음파심장진단술과 같은 기타의 화면 진단법에 비해 중증 관상동맥질환의 검출에 있어 상당히 양호한 감도와 진단 특성을 보이고, 혈관조영술상에도 나타나지 않는 심혈관의 기질적 상태 및 기능적 상태를 진단할 수 있음으로써, 여러 가지 심혈관의 난치성 병을 조기 진단하고 심혈관 수술 대상을 비관혈적 방법으로 발견할 수 있는 것이어서, 산업상 이용가능성이 매우 높다.

Claims (20)

  1. 심전도 센서, 심음도 센서 및 맥파 센서를 포함한 생체신호 측정센서부와, 상기 생체신호 측정센서부의 각 센서에 연결되어 측정된 생체신호를 수신받아 신호 처리하는 생체신호 수신 및 처리부로 구성된 생체신호 측정계; 및
    상기 생체신호 수신 및 처리부와 연결되어 서로 통신하며 측정 데이터를 수신받아 관상동맥을 분석하기 위한 생물역학적 지표를 산출하는 주처리부와, 상기 주처리부에 연결되어 사용자의 제어 명령을 입력받는 입력부와, 상기 주처리부에 연결되어 산출된 결과를 보여주는 출력부로 구성된 분석 지표 산출계를 포함하여 구성되되,
    상기 주처리부는 상기 생체신호 측정계로부터 획득된 생체신호로 대동맥궁 내압곡선을 합성하고, 상기 대동맥궁 내압곡선의 면적을 이용하여 생물역학적 지표를 산출하는 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체신호 수신 및 처리부는,
    상기 생체신호 측정센서부로부터 수신되는 생체신호를 처리하여 상기 주처리부로 측정 데이터를 전송하도록 제어하는 제어기(microcontroller);
    상기 제어기의 제어신호에 의하여 상기 심전도 센서, 심음도 센서 및 맥파 센서로부터 수신되는 생체신호를 선택하는 다중신호선택기;
    상기 다중신호선택기에 의하여 선택된 생체신호를 상기 제어기의 제어신호에 따라 잡음제거 또는 증폭도 조절하는 잡음제거 및 신호증폭기;
    상기 잡음제거 및 신호증폭기를 통과한 생체신호를 받아 상기 입력부의 제어 명령 또는 상기 주처리부에 내장된 프로그램의 제어 명령이 상기 제어기를 통하여 필요한 생체신호를 선택받도록 하는 신호절환기;
    상기 신호절환기에서 선택된 생체신호를 상기 제어기의 제어신호에 따라 샘플링(sampling)하고 홀딩(holding)하는 표본유지기; 및
    상기 표본유지기를 통해 홀딩(holding)된 생체신호를 상기 제어기의 제어신호에 따라 디지털 신호로 바꾸어 상기 제어기로 보내는 A/D 변환기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 맥파 센서는 커프(Cuff) 맥파 센서, 경동맥 맥파 센서 및 대퇴동맥 맥파 센서 중 어느 하나이고,
    상기 생체신호 측정계는 상기 생체신호 측정센서부로부터 ECG, PCG, APG 파형을 동시에 얻는 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 경동맥 맥파 센서와 상기 대퇴동맥 맥파 센서는 동일한 압력센서이고,
    상기 커프(Cuff) 맥파 센서는 커프 혈압계에 압력센서가 더 부착된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 커프(Cuff) 맥파 센서는 상기 커프 혈압계의 공기 주머니와 연결된 고무관에 지로관을 형성하고, 상기 지로관 출구에 어뎁터를 장착하고, 상기 어뎁터를 상기 경동맥 맥파 센서 또는 상기 대퇴동맥 맥파 센서와 동일한 구조의 센서 개방홈에 장착한 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주처리부는,
    상기 생체신호 측정계에 생체신호를 측정하게 하고 상기 생체신호를 수신받는 제 1 단계;
    상기 수신된 생체신호의 파형을 분석하고 상기 분석된 파형 자료를 기초로 대동맥궁 내압곡선(P)을 합성하는 제 2 단계; 및
    상기 합성된 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적으로부터 생물역학적 지표를 산출하여 심혈관 분석 결과를 보여주는 제 3 단계가 포함하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에는,
    상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적을 포함한 기초정보로부터 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sｒ)을 산출하는 단계;
    상기 대동맥궁 내압곡선(P) 및 상기 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sr)을 이용하여 좌우 관상동맥의 순응성(Cℓ, Cr)과 혈류저항(Rℓ, Rr)을 각각 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 좌우 관상동맥의 순응성(Cℓ, Cr)과 혈류저항(Rℓ, Rr)을 하나의 상태도(C-R Chart) 상에 보여주도록 상기 출력부에 심혈관 분석 결과를 전송하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에는,
    상기 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sr), 순응성(Cℓ, Cr) 및 혈류저항(Rℓ, Rr)으로부터 좌우 관상동맥의 동맥경화도(Asℓ, Asr)를 더 산출하여 상기 출력부에 심혈관 분석 결과를 전송하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에는,
    상기 대동맥궁 내압곡선(P) 및 상기 좌우 관상동맥의 순응성(Cℓ, Cr)으로부터 좌우 관상동맥의 혈류속도(Vℓ, Vr)를 더 산출하여 상기 출력부에 심혈관 분석 결과를 전송하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 좌우 관상동맥의 혈류량(Sℓ, Sr), 순응성(Cℓ, Cr) 및 혈류저항(Rℓ, Rr)은 하기 수식에 의하여 각각 산출된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
    좌 관상동맥의 혈류량
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000064
    (수식 1);
    우 관상동맥의 혈류량 Sr=K1πR2(1-υ2)1/2Pm(1+Ad/K2As)/(ρa) (수식 2);
    좌 관상동맥의 순응성
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000065
    (수식 3);
    우 관상동맥의 순응성
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000066
    (수식 4);
    좌 관상동맥의 혈류저항
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000067
    (수식 5),
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000068
    (수식 6); 및
    우 관상동맥의 혈류저항
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000069
    (수식 7),
    상기 수식 1 내지 7에서, Ad는 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 이완기 면적, As는 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 수축기 면적, t*은 이완기에서 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 1계 도함수가 0인 점까지의 시간, υ는 혈관의 푸아송 상수, R은 혈관의 환산 반경, Pm은 평균 혈압, ρ는 혈액 밀도, a는 맥파 전파 속도, Pd는 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 이완기 혈압, Ps는 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 수축기 혈압, P* 및 Ps*는 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 절흔점 혈압, Pv 는 좌 관상동맥의 임의 점에서의 혈압, Sv 는 심박출량, K는 곁수, 그리고 K1 및 K2는 각각 계수이다.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 곁수 K는 하기 수식 8에 의하여 산출된 것이고,
    상기 K1은 관상동맥 입구에서 관상동맥으로 흐르는 혈류량 중에서 우 관상동맥으로 흐르는 혈류량과 관련된 계수로 0.12~0.15이고,
    상기 K2는 조직 내압 계수로 0.7~0.75인 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000070
    (수식 8),
    상기 수식 8에서, k는 관상동맥 입구에서 관상동맥으로 흐르는 혈류량 중에서 좌 관상동맥으로 흐르는 혈류량과 관련된 계수로 0.88~0.85이고, A=πR2으로 좌 관상동맥의 환산 단면적이고, Cs는 수축시 순응성이고, m과 n은 각각 코페 상수이다.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 좌우 관상동맥의 동맥경화도(Asℓ, Asr)는 하기 수식에 의하여 각각 산출된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
    좌 관상동맥의 동맥경화도
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000071
    (수식 9); 및
    우 관상동맥의 동맥경화도
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000072
    (수식 10),
    상기 수식 9, 10에서, K3 는 임상에서 얻어진 계수로 0.7~0.89이다.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 좌우 관상동맥의 혈류속도(Vℓ, Vr)는 하기 수식에 의하여 각각 산출된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
    좌 관상동맥의 혈류속도
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000073
    (수식 11); 및
    우 관상동맥의 혈류속도
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000074
    (수식 12)
    상기 수식 11, 12에서,
    Figure PCTKR2009005625-appb-I000075
    이다.
  14. 제 6 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 수신된 생체신호의 파형 분석은,
    상기 생체신호 측정계 중 심전도 센서와 심음도 센서을 통하여 획득된 ECG 신호와 PCG 신호를 분석하여 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 특징점(수축기 시작점, 수축기 최고점, 절흔점, 이완기 최고점, 이완기 종료점)을 찾고,
    상기 생체신호 측정계 중 수축기 혈압보다 일정 압력 가압된 커프 맥파 센서를 통하여 획득된 Cuff-APG 맥파를 분석하여 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 고주파수 성분을 찾고,
    상기 생체신호 측정계 중 이완기 혈압보다 일정 압력 감압된 커프 맥파 센서를 통하여 획득된 Cuff-APG 맥파를 분석하여 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 저주파수 성분을 찾고,
    상기 생체신호 측정계 중 경동맥 센서로 획득된 좌, 우측 경동맥 APG 맥파를 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 시간에 대한 주파수 강도로 분석하고,
    상기 대동맥궁 내압곡선(P) 합성은 상기 수축기의 Cuff-APG 맥파 분석 자료, 상기 이완기의 Cuff-APG 맥파 분석 자료 및 좌, 우측 경동맥 APG 맥파 분석 자료를 포함한 정보를 기초로 이루어진 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 단계 이전에 검색메뉴창, 환자정보창, 검사진단창, 검사결과창이 포함된 초기화면을 상기 출력부에 보여주는 단계;
    상기 초기화면에서 새환자 등록 명령이 수신된 경우에는 환자 정보를 입력받고 저장하고, 그렇지 않은 경우에는 등록된 환자 파일을 여는 명령을 수신받는 단계;
    상기 등록된 환자 파일을 여는 명령이 수신된 경우에는 등록된 환자 리스트를 상기 검사결과창에 보여주고 환자 선택받아 추가 정보 입력받고, 그렇지 않은 경우에는 상기 초기화면을 계속 보여주는 단계; 및
    상기 새환자 정보 또는 선택된 환자 정보를 상기 환자정보창에 보여주고 검사진단 명령 입력받는 단계가 더 포함되되,
    상기 상기 새환자 정보 또는 선택된 환자 정보에는 환자를 식별할 수 있는 개인정보 및 키, 몸무게, 혈압, 인종 중에서 하나 이상 포함된 신체정보로 구성된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 단계의 상기 생체신호 측정 및 수신은,
    상기 검사진단창으로부터 검사명령을 수신받으면 생체신호 측정 명령선택창을 더 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 1-1 단계;
    상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 수축기 맥파 측정명령을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서, 심음도 센서 및 가압된 커프 맥파 센서로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 고주파 APG 파형을 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지하는 제 1-2-1 단계;
    상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 이완기 맥파 측정명령을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서, 심음도 센서 및 감압된 커프 맥파 센서로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 저주파 APG 파형을 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지하는 제 1-2-2 단계;
    상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 좌측 경동맥 맥파 측정명령을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서, 심음도 센서 및 경동맥 센서로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 좌측 경동맥 APG 파형을 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지하는 제 1-2-3 단계;
    상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 우측 경동맥 맥파 측정명령을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서, 심음도 센서 및 경동맥 센서로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, PCG, 우측 경동맥 APG 파형을 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지하는 제 1-2-4 단계;
    상기 생체신호 측정 명령선택창으로부터 대퇴동맥 맥파 측정명령을 수신받은 경우에는 상기 생체신호 측정센서부의 심전도 센서 및 대퇴동맥 센서로부터 측정파형을 접수받아 상기 검사결과창에 수신된 ECG, 대퇴동맥 APG 파형을 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계인 생체신호 측정 명령 수신 대기 단계를 유지하는 제 1-2-4 단계; 및
    상기 제 1-2-1 단계 내지 상기 제 1-2-4 단계의 각 단계 이후에는 상기 검사결과창에 보여주는 파형 중에서 이상적인 파형을 선택하도록 파형 선택 명령을 수신 받아, 파형 선택 명령이 수신된 경우에는 화면 캡쳐를 하여 선택된 파형을 저장하고, 그렇지 않은 경우에는 계속 측정하며 측정된 파형을 보여주는 제 1-3 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 상기 수신된 생체신호의 파형 분석 및 상기 대동맥궁 내압곡선(P)의 합성은,
    상기 검사진단창으로부터 분석명령을 수신받으면 분석메뉴창을 더 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-1 단계;
    상기 분석메뉴창에서 수축기 신호 분석명령이 수신되면, 저장된 ECG, PCG, 고주파 APG 파형의 특징점을 자동분석하여 상기 검사결과창에 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-2 단계;
    상기 분석메뉴창에서 이완기 신호 분석명령이 수신되면, 저장된 ECG, PCG, 저주파 APG 파형의 특징점을 자동분석하여 상기 검사결과창에 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-3 단계;
    상기 분석메뉴창에서 합성신호 분석명령이 수신되면, 저장된 좌, 우측 경동맥 파형의 상기 검사결과창에 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-4 단계;
    상기 검사결과창의 좌, 우측 경동맥 파형에서 각 파형의 상세 분석 구간을 선택받은 경우에는 선택된 구간의 파형을 확대 분석하여 검사결과창 하단 좌측에 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-5 단계; 및
    상기 검사결과창 하단 좌측에 확대된 좌, 우측 경동맥 파형이 차례로 보여진 다음, 상기 검사결과창 하단 우측의 빈 공간을 클릭하는 경우에는 저장된 ECG, PCG, APG 파형 자료를 포함한 정보를 기초로 합성된 대동맥궁 내압곡선을 클릭한 위치에 보여주고, 그렇지 않은 경우에는 이전 단계 상태를 유지하는 제 2-6 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 3 단계의 상기 합성된 대동맥궁 내압곡선(P)의 면적으로부터 생물역학적 지표를 산출하여 심혈관 분석 결과를 보여주는 단계는,
    상기 검사진단창으로부터 결과 보여주기 명령을 수신받으면 결과 메뉴창 및 출력수단을 더 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 3-1 단계;
    상기 결과 메뉴창 중 어느 메뉴창을 선택받으면, 해당 메뉴 결과를 보여주고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 3-2 단계; 및
    상기 해당 메뉴 결과를 보여준 다음, 상기 출력수단으로부터 출력 명령을 수신받으면, 해당 메뉴 결과를 출력하고, 그렇지 않으면 이전 단계 상태를 유지하는 제 3-3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2-2 단계, 상기 제 2-3 단계 및 상기 제 2-4 단계에서 상기 검사결과창에 각 파형을 보여준 다음, 상기 검사진단창으로부터 검사명령을 수신받으면 상기 제 1-1 단계로 돌아가고, 그렇지 않으면 각각의 다음 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 결과 메뉴창에는 C-R 상태도(Chart) 평가가 포함되어 있고,
    상기 C-R 상태도(Chart)는 임상결과에 의한 관상동맥의 상태를 보여주는 영역이 구획되어 있고,
    상기 C-R 상태도(Chart) 평가 결과는 피검자의 좌우 관상동맥의 상태를 상기 C-R 상태도(Chart) 상에 점으로 표현된 것이 포함된 것을 특징으로 하는 심혈관 분석 장치.
PCT/KR2009/005625 2008-10-01 2009-09-30 심혈관 분석 장치 WO2010038993A2 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA2738976A CA2738976A1 (en) 2008-10-01 2009-09-30 Cardiovascular analyzer
US13/121,692 US8771195B2 (en) 2008-10-01 2009-09-30 Cardiovascular analyzer
EP20090818003 EP2347705A4 (en) 2008-10-01 2009-09-30 CARDIOVASCULAR ANALYSIS SYSTEM
JP2011529997A JP2012504454A (ja) 2008-10-01 2009-09-30 心血管分析装置
CN200980138756XA CN102170821B (zh) 2008-10-01 2009-09-30 心血管分析装置
AU2009300538A AU2009300538B2 (en) 2008-10-01 2009-09-30 Cardiovascular analyzer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080096524 2008-10-01
KR10-2008-0096524 2008-10-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010038993A2 true WO2010038993A2 (ko) 2010-04-08
WO2010038993A3 WO2010038993A3 (ko) 2010-07-29

Family

ID=42074020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2009/005625 WO2010038993A2 (ko) 2008-10-01 2009-09-30 심혈관 분석 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8771195B2 (ko)
EP (2) EP2347705A4 (ko)
JP (2) JP2012504454A (ko)
KR (1) KR101019239B1 (ko)
CN (1) CN102170821B (ko)
AU (1) AU2009300538B2 (ko)
CA (1) CA2738976A1 (ko)
WO (1) WO2010038993A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105476603A (zh) * 2015-12-03 2016-04-13 北京大学人民医院 一种辅助判断全人群系统血管阻力的试剂盒

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101050280B1 (ko) * 2010-09-14 2011-07-19 유정석 생체신호 분석 시스템 및 방법
US20140107510A1 (en) * 2012-10-05 2014-04-17 The Regents Of The University Of Michigan Automated analysis of multi-lead electrocardiogram data to identify the exit sites of physiological conditions
US10210956B2 (en) 2012-10-24 2019-02-19 Cathworks Ltd. Diagnostically useful results in real time
US9943233B2 (en) 2012-10-24 2018-04-17 Cathworks Ltd. Automated measurement system and method for coronary artery disease scoring
US9814433B2 (en) 2012-10-24 2017-11-14 Cathworks Ltd. Creating a vascular tree model
KR101501065B1 (ko) * 2013-06-21 2015-03-10 가톨릭관동대학교산학협력단 맥파와 심전도를 이용한 혈류속도 측정장치
JPWO2015049963A1 (ja) * 2013-10-03 2017-03-09 コニカミノルタ株式会社 生体情報測定装置および該方法
WO2015059706A2 (en) 2013-10-24 2015-04-30 Cathworks Ltd. Vascular characteristic determination with correspondence modeling of a vascular tree
US20150235394A1 (en) * 2014-02-19 2015-08-20 Mckesson Financial Holdings Method And Apparatus For Displaying One Or More Waveforms
US9646395B2 (en) 2014-02-27 2017-05-09 Change Healthcare Llc Method and apparatus for comparing portions of a waveform
WO2016030744A1 (ko) * 2014-08-29 2016-03-03 강원대학교산학협력단 환자별 혈관 정보 결정 방법
KR102299361B1 (ko) 2014-09-03 2021-09-07 삼성전자주식회사 혈압을 모니터링하는 장치 및 방법, 혈압 모니터링 기능을 갖는 웨어러블 디바이스
KR101517071B1 (ko) * 2014-09-30 2015-05-04 이의호 심장 좌심실의 일회박출량 측정 방법 및 장치
WO2016081517A2 (en) * 2014-11-17 2016-05-26 Borkholder David A Pulse wave velocity, arterial compliance, and blood pressure
KR102411658B1 (ko) 2015-01-15 2022-06-21 삼성전자주식회사 생체 정보 검출 장치
KR102384225B1 (ko) * 2015-03-06 2022-04-07 삼성전자주식회사 혈압 측정 장치 및 방법
US10791943B2 (en) * 2015-04-03 2020-10-06 Pression Llc System and method for synchronizing external compression of a limb for increased blood
JP6582199B2 (ja) * 2015-05-25 2019-10-02 セイコーエプソン株式会社 血圧計測装置及び血圧計測方法
KR101652641B1 (ko) * 2015-06-05 2016-09-12 숭실대학교산학협력단 Ecg 신호를 이용한 영상 정합 장치 및 그 방법
KR102434701B1 (ko) 2015-09-01 2022-08-22 삼성전자주식회사 생체 정보 획득 장치 및 생체 정보 획득 방법과 생체 정보 검사 장치
CN107174197B (zh) * 2016-03-10 2020-11-24 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 监护设备及其波形显示方法、装置
WO2017199246A1 (en) 2016-05-16 2017-11-23 Cathworks Ltd. Vascular selection from images
EP3457930B1 (en) 2016-05-16 2023-11-15 Cathworks Ltd. System for vascular assessment
US20190175030A1 (en) * 2016-08-09 2019-06-13 Koninklijke Philips N.V. Device, system and method for monitoring of peripheral arterial perfusion of a subject
KR102655671B1 (ko) 2016-10-12 2024-04-05 삼성전자주식회사 생체정보 추정 장치 및 방법
TWI653029B (zh) * 2016-12-01 2019-03-11 深禾醫學科技股份有限公司 脈搏偵測模組及包含其的血壓隨測裝置
EP3363351B1 (en) * 2017-02-16 2023-08-16 Tata Consultancy Services Limited System for detection of coronary artery disease in a person using a fusion approach
US10959681B2 (en) * 2017-04-19 2021-03-30 Vital Connect, Inc. Noninvasive blood pressure measurement and monitoring
EP3644840A4 (en) * 2017-06-28 2021-04-21 Rutgers, The State University of New Jersey EVALUATION SYSTEM FOR CARDIOVASCULAR HEALTH EVALUATION AND INDIVIDUALIZED HEALTH AND FITNESS INTERVENTIONS
CN108420455B (zh) * 2018-02-26 2021-02-26 河南善仁医疗科技有限公司 基于多路心音的心音强度识别方法
CN108577883A (zh) * 2018-04-03 2018-09-28 上海交通大学 一种冠心病筛查装置、筛查系统以及信号特征提取方法
KR102239482B1 (ko) * 2018-07-02 2021-04-13 김윤정 맥 측정 방법
FI3820357T3 (fi) * 2019-01-11 2022-12-15 Sepelvaltimoiden hemodynaamisten parametrien potilasspesifinen mallintaminen
JP7532402B2 (ja) 2019-04-01 2024-08-13 キャスワークス リミテッド 血管造影画像選択のための方法および装置
CN110652318B (zh) * 2019-07-19 2022-09-13 飞依诺科技股份有限公司 基于超声设备获得动脉硬化指标的测量方法及系统
US12039685B2 (en) 2019-09-23 2024-07-16 Cathworks Ltd. Methods, apparatus, and system for synchronization between a three-dimensional vascular model and an imaging device
CN110731764A (zh) * 2019-10-28 2020-01-31 重庆大学 一种脉搏检测系统
CN111932497B (zh) * 2020-06-30 2021-02-09 数坤（北京）网络科技有限公司 一种冠状动脉识别方法及装置
CN113925472B (zh) * 2021-12-17 2022-04-12 北京麦邦光电仪器有限公司 动脉压力波传导速度的量化指标的获取方法及装置
WO2023205047A1 (en) * 2022-04-18 2023-10-26 The Regents Of The University Of California Phonocardiogram (pcg) signal processing systems and methods for determining cardiac tissue and valvular blood flow parameters
CN118383737A (zh) * 2024-06-26 2024-07-26 沈阳恒德医疗器械研发有限公司 一种同步测定cf-PWV的方法及设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995016391A1 (en) 1993-12-17 1995-06-22 Pulse Metric, Inc. Method and apparatus for treating cardiovascular pathologies

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265011A (en) * 1989-04-03 1993-11-23 Eastern Medical Testing Services, Inc. Method for ascertaining the pressure pulse and related parameters in the ascending aorta from the contour of the pressure pulse in the peripheral arteries
US5289823A (en) * 1992-05-12 1994-03-01 Colin Electronics Co., Ltd. Non-invasive aortic blood flow sensor and method for non-invasively measuring aortic blood flow
JP3637916B2 (ja) * 1995-11-01 2005-04-13 セイコーエプソン株式会社 生体状態測定装置
AU742481B2 (en) * 1997-06-12 2002-01-03 Donald D. Hickey Noninvasive monitoring of cardiac performance
JP3577417B2 (ja) * 1998-08-18 2004-10-13 博志 松本 冠状動脈病変診断装置および診断方法
IT1315206B1 (it) * 1999-04-27 2003-02-03 Salvatore Romano Metodo e apparato per la misura della portata cardiaca.
US6647287B1 (en) * 2000-04-14 2003-11-11 Southwest Research Institute Dynamic cardiovascular monitor
JP3400417B2 (ja) * 2000-08-11 2003-04-28 日本コーリン株式会社 中枢動脈圧波形推定装置
JP3590613B2 (ja) * 2002-01-10 2004-11-17 コーリンメディカルテクノロジー株式会社 振幅増加指数算出装置および動脈硬化検査装置
JP3616061B2 (ja) * 2002-03-01 2005-02-02 コーリンメディカルテクノロジー株式会社 動脈硬化検査装置
GB0208945D0 (en) * 2002-04-19 2002-05-29 Univ Belfast Vascular impedance measurement apparatus
WO2003090617A1 (fr) * 2002-04-24 2003-11-06 Colin Corporation Procede d'analyse d'une onde d'impulsion, logiciel d'analyse d'une onde d'impulsion, etc.
FR2851449B1 (fr) * 2003-02-26 2005-12-02 Commissariat Energie Atomique Microcapteur de pression arterielle et appareil de mesure l'utilisant
JP2004313274A (ja) * 2003-04-11 2004-11-11 Colin Medical Technology Corp 動脈波形を用いた心疾患検査装置
PL1641389T3 (pl) * 2004-02-18 2009-06-30 Illyes Miklos Przyrząd i sposób do pomiaru parametrów hemodynamicznych
DE102004024334A1 (de) * 2004-05-17 2005-12-22 Pulsion Medical Systems Ag Vorrichtung zur Ermittlung eines hämodynamischen Parameters
JP2006034368A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Fukuda Denshi Co Ltd 生体情報の出力方法及び生体情報出力装置
US7174203B2 (en) * 2004-11-18 2007-02-06 Inovise Medical, Inc. Method and system relating to monitoring and characterizing heart condition
KR20060078207A (ko) 2004-12-30 2006-07-05 학교법인 인제학원 심혈관 진단 모니터링을 위한 시스템 및 방법
US20070055151A1 (en) * 2005-01-20 2007-03-08 Shertukde Hemchandra M Apparatus and methods for acoustic diagnosis
JP2006212155A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Motoharu Hasegawa 血管硬化度評価装置、血管硬化指数算出プログラム、及び血管硬化指数算出方法。
JP4813815B2 (ja) * 2005-04-04 2011-11-09 フクダ電子株式会社 血管硬化度算出装置および血管硬化度算出プログラム
KR20080030189A (ko) 2006-09-29 2008-04-04 학교법인 한림대학교 혈관의 건강 상태를 감시하는 방법 및 장치
JP3976279B1 (ja) * 2006-10-31 2007-09-12 株式会社クロスウェル 血管機能検査装置とプログラム
JP5236881B2 (ja) * 2007-01-15 2013-07-17 フクダ電子株式会社 血圧脈波検査装置および血圧脈波検査方法
US20080183232A1 (en) * 2007-01-30 2008-07-31 Voss Gregory I Method and system for determining cardiac function
KR100876764B1 (ko) 2007-06-18 2009-01-07 한국정보통신대학교 산학협력단 심혈관계 질환 진단 시스템 및 그 진단 서비스 방법
CN201088580Y (zh) * 2007-11-02 2008-07-23 北京鑫悦琦科贸有限责任公司 动脉硬化检测仪
CN101176659B (zh) * 2007-12-06 2010-06-16 山东大学 一种检测心血管系统功能状态的装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995016391A1 (en) 1993-12-17 1995-06-22 Pulse Metric, Inc. Method and apparatus for treating cardiovascular pathologies

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2347705A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105476603A (zh) * 2015-12-03 2016-04-13 北京大学人民医院 一种辅助判断全人群系统血管阻力的试剂盒

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014195707A (ja) 2014-10-16
EP2347705A4 (en) 2013-11-27
KR20100062974A (ko) 2010-06-10
CN102170821B (zh) 2013-08-07
CN102170821A (zh) 2011-08-31
KR101019239B1 (ko) 2011-03-04
CA2738976A1 (en) 2010-04-08
AU2009300538A2 (en) 2011-06-02
US20110172505A1 (en) 2011-07-14
JP2012504454A (ja) 2012-02-23
AU2009300538A1 (en) 2010-04-08
WO2010038993A3 (ko) 2010-07-29
AU2009300538B2 (en) 2015-12-10
US8771195B2 (en) 2014-07-08
JP5722489B2 (ja) 2015-05-20
EP2347705A2 (en) 2011-07-27
EP3058868A1 (en) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010038993A2 (ko) 심혈관 분석 장치
WO2010038994A2 (ko) 뇌혈관 분석 장치
WO2016190517A1 (en) Medical image display apparatus and method of providing user interface
WO2017030276A1 (ko) 의료영상 표시장치 및 의료영상 처리방법
WO2016195208A1 (en) Ultrasound apparatus and method of displaying ultrasound images
WO2020004721A1 (ko) 초광대역 임펄스 레이더 신호를 이용한 바이탈 정보 측정 방법
Nabeel et al. Arterial blood pressure estimation from local pulse wave velocity using dual-element photoplethysmograph probe
WO2017065562A1 (ko) 프로브 장치, 그를 포함하는 의료기기 및 프로브 장치의 제어방법
WO2016028056A1 (en) Wearable biometric information measurement device
WO2013141419A1 (ko) 양손을 이용한 혈관 및 심폐기능 평가를 위한 생체 계측 시스템
RU2338458C2 (ru) Устройство и способ для измерения гемодинамических параметров
WO2015002409A1 (en) Method of sharing information in ultrasound imaging
US5791347A (en) Motion insensitive pulse detector
WO2020230952A1 (ko) 통증 모니터링 장치 및 방법
WO2015108306A1 (en) Medical image providing apparatus and medical image processing method of the same
WO2016186279A1 (en) Method and apparatus for synthesizing medical images
WO2017192010A1 (en) Apparatus and method for extracting cardiovascular characteristic
WO2012011665A2 (ko) 생체 정보를 활용한 가상 세계 조작 장치 및 방법
WO2015122687A1 (en) Tomography apparatus and method of displaying a tomography image by the tomography apparatus
EP3288447A1 (en) Apparatus and method for extracting cardiovascular characteristic
WO2015060656A1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and method
EP3104782A1 (en) Tomography apparatus and method of displaying a tomography image by the tomography apparatus
WO2021132933A1 (ko) 심전도를 이용한 바이오피드백 장치 및 그의 제어 방법
McCombie et al. Motion based adaptive calibration of pulse transit time measurements to arterial blood pressure for an autonomous, wearable blood pressure monitor
WO2017142180A1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980138756.X

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20097026411

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09818003

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011529997

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13121692

Country of ref document: US

Ref document number: 2738976

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009818003

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009300538

Country of ref document: AU

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2009300538

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20090930

Kind code of ref document: A