WO2010038994A2 - 뇌혈관 분석 장치 - Google Patents

뇌혈관 분석 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2010038994A2
WO2010038994A2 PCT/KR2009/005626 KR2009005626W WO2010038994A2 WO 2010038994 A2 WO2010038994 A2 WO 2010038994A2 KR 2009005626 W KR2009005626 W KR 2009005626W WO 2010038994 A2 WO2010038994 A2 WO 2010038994A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cerebral artery
cerebrovascular
artery
blood flow
sensor
Prior art date
Application number
PCT/KR2009/005626
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2010038994A3 (ko
WO2010038994A4 (ko
Inventor
김광태
Original Assignee
현석산
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 현석산 filed Critical 현석산
Priority to JP2011529998A priority Critical patent/JP5628180B2/ja
Priority to US13/121,806 priority patent/US9265480B2/en
Priority to AU2009300539A priority patent/AU2009300539B2/en
Priority to KR1020097026416A priority patent/KR101124641B1/ko
Priority to CA2738994A priority patent/CA2738994A1/en
Priority to EP09818004A priority patent/EP2347715A4/en
Priority to CN2009801387502A priority patent/CN102170832B/zh
Publication of WO2010038994A2 publication Critical patent/WO2010038994A2/ko
Publication of WO2010038994A3 publication Critical patent/WO2010038994A3/ko
Publication of WO2010038994A4 publication Critical patent/WO2010038994A4/ko
Priority to US14/980,170 priority patent/US20160106357A1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • 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
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4058—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the central nervous system
    • A61B5/4064—Evaluating the brain
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0808—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of the brain
    • A61B8/0816—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of the brain using echo-encephalography
    • 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
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B7/00—Instruments for auscultation
    • A61B7/02—Stethoscopes
    • A61B7/04—Electric stethoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/485—Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties

Definitions

  • the present invention relates to a cerebrovascular analysis system for analyzing cerebrovascular disease by measuring the biomechanical and blood flow characteristics of the cerebrovascular vessel, and more specifically, the cerebrovascular system of the internal carotid artery branch, forearm cerebrovascular branch, middle cerebral vascular branch, It is divided into a system consisting of posterior cerebrovascular branch, vertebral artery branch and basal basal artery branch and analyzed to obtain elastic modulus of blood vessels showing the change of blood vessels in each vascular branch of cerebrovascular system.
  • the present invention relates to a cerebrovascular analysis device for early diagnosis of cerebrovascular disease and various cerebrovascular diseases by measuring blood vessel compliance, blood flow resistance, and blood flow that simultaneously show qualitative and functional changes.
  • ultrasound Doppler In clinical practice, ultrasound Doppler is used to diagnose cerebrovascular disease early.
  • the ultrasound Doppler system has certain limitations for early diagnosis of cerebrovascular disease because it does not measure blood vessel characteristics.
  • Cerebrovascular disease analyzers developed to date include angiography, MRA, FMRI, SPET, TCD, TEE, TTE, QFM, and CVD.
  • the angiography device has the advantage of intuitively observing the pathological changes of the blood vessels itself, but invasive manipulation for injecting the contrast agent is essential and complicated to operate.
  • MRA or FMRI is a system that overcomes the deficiencies of angiography, but has the disadvantage of being available only in certain wards due to the high manufacturing and diagnostic costs.
  • MRA, FMRI, and SPET are somewhat different from each other, but the test by these facilities can identify blood vessel distribution, blood flow characteristics, low blood flow region, etc., while the characteristics of blood vessels cannot be confirmed.
  • Ultrasonic quantitative flow measurement systems QFMs
  • cerebrovascular characteristics CVD
  • the evaluation of the organic and functional state of blood vessels that characterize the characteristics of blood vessels reflects the organic and functional state of the blood vessel itself rather than information about blood flow such as blood flow to blood vessels or blood pressure on the walls of blood vessels. It is necessary to recognize information such as elastic modulus of blood vessels, blood vessel compliance and blood flow resistance.
  • KF-3000 a device that calculates the blood flow of individual branches of cerebrovascular vessels.
  • KF-3000 has achieved innovative results in determining blood flow characteristics in the cerebrovascular system, but it has not been able to understand the characteristics of blood vessels, and it has not developed TCD to early diagnosis of cerebrovascular disease.
  • Ultrasonic quantitative flow measurement system developed for clinical applications and the patented 'apparatus and method for measuring parameters of cerebrovascular parameters' can be used at low cost and in the middle carotid artery.
  • QFM quantitative flow measurement system
  • the configuration of the ultrasonic blood flow meter (QFM) and the patent did not identify the two basic characteristics of blood vessel characteristics such as organic and functional changes of blood vessels by selecting the blood vessel compliance and blood flow index as a basic measurement index.
  • the ultrasonic blood flow meter (QFM-2000X) and the cerebrovascular characteristic meter (CVD-1000) exhibit various drawbacks in determining the compliance and resistance of cerebrovascular vessels.
  • QFM-2000X isolated the cerebrovascular system from side to side, and measured the blood flow to the internal carotid artery as the cerebral blood flow, and calculated compliance C and resistance R to evaluate the left and right cerebrovascular system.
  • the blood pressure waveform was given by the pressure pulse wave and the blood flow waveform by the ultrasonic doppler, and C and R were calculated by correcting until the two waveforms matched.
  • C and R were calculated by correcting until the two waveforms matched.
  • the configuration of the patented cerebrovascular parameter measuring apparatus and method did not find accurate clinical indicators by modeling and analyzing the cerebrovascular system, assuming that the blood flow to the brain is k times the cardiac output without calculating the blood flow to the brain. .
  • the configuration of the patented cerebrovascular parameter measuring apparatus and method has reduced accuracy in disease diagnosis by assuming that the compliance and resistance of the forearm cerebral vessel and the middle cerebral vessel are divided by a constant ratio.
  • the QFM-2000X and the patented cerebrovascular parameter measuring apparatus and method did not provide a method for obtaining the posterior cerebrovascular compliance and resistance.
  • the QFM-2000X and the patented cerebrovascular parameter measuring apparatus and method have not found elastic modulus but only compliance and resistance in order to evaluate cerebrovascular characteristics but have many defects in themselves.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, based on electrocardiogram, echocardiogram, pulse wave signal and ultrasonic Doppler signal to measure the biomechanical and blood flow characteristics of the cerebrovascular disease to diagnose cerebrovascular disease
  • the biomechanical analysis of the cerebrovascular system provides data on the blood vessels of the cerebrovascular system, allowing the early diagnosis of various cerebrovascular diseases, including cerebral blood clots, by measuring elastic modulus, blood vessel compliance, blood flow resistance, and blood flow. It is an object to provide a vascular analysis device.
  • the cerebrovascular analysis apparatus is connected to each of the biological signal measuring sensor unit including an electrocardiogram sensor, a sound sensor, a pulse wave sensor and an ultrasonic sensor, and each sensor of the biological signal measuring sensor unit and measured
  • a biosignal measuring system including a biosignal receiving and processing unit configured to receive the received biosignal and process the 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 cerebrovascular vessel, an input unit connected to the main processing unit to receive a user's control command; And an analysis indicator calculator configured to output an output unit connected to the main processor, wherein the main processor comprises a pressure curve of the cerebrovascular blood vessel obtained by the biosignal obtained from the biosignal measuring system, and the pressure curve.
  • the biomechanical index is calculated from basic information including the area of the systolic and diastolic phases and the blood flow of the cerebrovascular system.
  • 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 ECG sensor, the pulse wave sensor, and the ultrasonic sensor according to the 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.
  • 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 includes: a first step of receiving basic information through the input unit and receiving the biosignal through the biosignal measuring system; A second step of analyzing the waveform of the received biosignal and obtaining the pressure curve of the cerebrovascular vessel, the area of the systolic and diastolic to the pressure curve, and the blood flow of the cerebrovascular vessel based on the analyzed waveform data; And calculating a biomechanical index including the cerebral blood vessel compliance (C) and resistance (R) based on the obtained pressure curve, the area and blood flow of the pressure curve, and the received basic information, and showing a cerebrovascular analysis result.
  • a sixth feature is that the steps are programmed to include.
  • the cerebrovascular of the second stage includes the left and right posterior cerebral arteries, and the compliance of the left and right posterior cerebral arteries (C p1 , C p2 ) and the left and right posterior cerebral arteries in the third stage.
  • the seventh feature is that the resistances R pi and R p2 of the cerebral arteries are respectively calculated by a predetermined formula.
  • the cerebrovascular of the second stage includes left and right forearm cerebral arteries, and the compliance of the left and right forearm cerebral arteries (C a1 , C a2 ) and the left and right forearm of the biomechanical indicators in the third stage.
  • the eighth feature is that the resistances R a1 and R a2 of the cerebral arteries are respectively calculated by a predetermined formula.
  • the cerebrovascular of the second stage includes left and right middle cerebral arteries, and the compliance of left and right middle cerebral arteries (C a1 , C a2 ) and left and right major cerebral arteries among the biomechanical indicators in the third stage.
  • the resistance (R a1 , R a2 ) of the cerebral artery is a ninth feature that is calculated by a predetermined formula, respectively.
  • the main processor controls the compliance (C) and resistance (R) of the cerebrovascular vessel (calculated in the third step) to be displayed on the output as a point on a CR state chart (Chart). do.
  • the present invention analyzes the elastic modulus reflecting the organic changes of individual vascular branches of the cerebrovascular vessels, blood flow, vascular compliance, blood flow resistance that reflects the organic and functional changes of individual vascular branches of the cerebrovascular system By calculating this, the risk of developing cerebrovascular disease can be diagnosed early.
  • FIG. 1 is a block diagram of an entire system according to an embodiment of the cerebrovascular 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.
  • FIG. 4 is a Willis circle conceptually showing the connection state of cerebrovascular branch.
  • FIG. 5 is a modeling circuit diagram of the cerebrovascular system according to FIG.
  • FIG. 6 is a modeling circuit diagram of the cerebrovascular system according to FIG. 4 in which the internal carotid artery and the middle cerebral artery are modeled after being viewed as a single vessel branch.
  • FIG. 7 is an exemplary operation diagram of the main processor of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a C-R state diagram (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 forearm cerebral traffic artery
  • FIG. 1 is a block diagram of the entire system according to an embodiment of the cerebrovascular 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 is a one-sided view showing the configuration of the cuff pulse wave sensor of the pulse wave sensor of Figure 1
  • Figure 4 is a Willis circle (Willi's circle) conceptually showing the connection state of the cerebrovascular branch
  • Figure 5 Figure 4 is a circuit diagram of the modeling cerebral vessels in the carotid artery as a case of splitting the forearm coronary artery and the middle cerebral artery
  • FIG. 6 is a model of the cerebral blood vessel according to FIG. 7 is an exemplary operation diagram of the main processor of FIG. 1
  • FIG. 8 is an exemplary diagram showing a CR state chart as an example of an analysis result by the main processor of FIG. 1. .
  • An embodiment of the cerebrovascular analysis apparatus basically, as shown in FIG. 1, a biosignal measurement including an electrocardiogram sensor 122, a heart sound sensor 124, a pulse wave sensor 126, and an ultrasonic sensor 128.
  • a biosignal measuring system 100 including a sensor 120 and a biosignal receiving and processing unit 140 connected to each sensor of the biosignal measuring sensor 120 to receive and process a biosignal measured; And a main processor 210 that is connected to the biosignal receiving and processing unit 140 to communicate with each other and receives measurement data to calculate biomechanical indicators for analyzing cerebrovascular vessels, and is connected to the main processor 210 for a user.
  • the analysis indicator calculation system 200 is configured to include an input unit 220 for receiving a control command and an output unit 240 connected to the main processor 210 to display the calculated result.
  • 210 calculates a biomechanical index using basic information including the pressure curve of the cerebrovascular vessel obtained from the biosignal obtained from the biosignal measurement system 100, the area of the systolic and diastolic phases of the pressure curve, and the blood flow of the cerebrovascular vessel. It is characterized by.
  • the electrocardiogram sensor 122 is composed of at least three electrodes to obtain an electrocardiogram (ECG) waveform and features characteristic points of the cerebrovascular pressure curve along with the echocardiogram (shrink start point, systolic peak point, cut point, diastolic peak point). , The diastolic end point).
  • ECG electrocardiogram
  • the echocardiogram sensor 124 is composed of a microphone to detect the sound of the heart valve when the valve is opened and closed, thereby obtaining a Phonocardiogram (PCG) waveform to identify characteristic points of the cerebrovascular pressure 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 cerebrovascular, carotid artery sensor for obtaining the probability density spectrum information of the cerebrovascular by directly measuring the pulse wave of the left and right carotid artery, It refers to any one of the femoral artery sensors for directly measuring the pulse wave of the femoral artery and obtaining a pulse wave velocity (PWV).
  • 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.
  • Ultrasonic sensor 128 is to measure the blood flow rate and blood flow rate of the cerebrovascular by placing a probe in the skull position that can pass the ultrasound well and by analyzing the reflected wave by firing the ultrasonic wave, the skull penetrating Doppler (Trans- Also known as Carnial Doppler (TCD).
  • TCD Carnial Doppler
  • the electrocardiogram sensor 122, the echocardiogram sensor 124, the pulse wave sensor 126, and the ultrasonic sensor 128 are essential components of the biosignal measurement sensor 110 for sensing a separate biosignal. At least four connection terminals are provided in the apparatus in which the biosignal receiving and processing unit 140 connected to the biosignal measuring sensor unit 110 is built.
  • 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, the pulse wave sensor 126, and the ultrasonic sensor 128 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 multiple signal selector 141 is simultaneously inputted by simultaneously measuring the electrocardiogram sensor 122, the heart rate sensor 124, the pulse wave sensor 126, and the ultrasonic sensor 128, these measurement signals are sequentially
  • the noise canceling and signal amplifier 142 is provided to remove the various noises from the obtained biosignal to make a standard wave, and adjust the amplification degree according to the patient (the subject).
  • 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 obtained and processed by the biosignal measuring system 100 is transmitted to the analysis index calculator 200 to calculate the cerebrovascular pressure curve in the analysis index calculator 200, and the area of the cerebrovascular pressure curve. And biomechanical indicators using blood flow information.
  • 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 cerebrovascular vessels 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.
  • biomechanical indicators for analyzing cerebrovascular vessels refer to blood flow, compliance, blood flow resistance, arteriosclerosis, and blood flow rate of each cerebrovascular branch.
  • Blood flow refers to the volume of blood flowing along the branch of the cerebrovascular vessel.
  • the unit is ml, expressed as Q or Q (t) when expressed as a function of time, and expressed as S when expressed as the amount of blood flowing for a certain period of time (time integral of Q). do.
  • Blood flow is generally directly proportional to the two blood pressure differences (P-Pv) spaced longitudinally of the cerebrovascular branch 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 the cerebrovascular branch.
  • the unit is mmHg / L, and is briefly expressed as R.
  • R is determined by the ratio of blood pressure difference (P-Pv) and blood flow rate (Q) of two sites spaced longitudinally of the cerebrovascular branch.
  • 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 cerebrovascular branch, in cm / s, which is measured primarily by the ultrasonic sensor 128.
  • the pulse wave velocity (PWV) is measured by the pulse wave recording method in the carotid and femoral arteries and reflects the elasticity of the aorta. The harder the blood vessel wall is, the faster the blood flow rate or pulse wave transfer rate becomes.
  • a is forearm cerebral artery (41)
  • b is basal basal artery (46)
  • c is internal carotid artery (42)
  • d is diastolic heart
  • m is middle cerebral artery (43).
  • p is the posterior cerebral artery (45)
  • s is the systole of the heart
  • v is the vertebral artery (48)
  • ac is the anterior cerebral traffic artery (40)
  • pc is the posterior cerebral traffic artery (44)
  • 1 is left
  • 2 is right Point to each one.
  • 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 basically receives the basic information (blood pressure, height, weight, race, etc. of the examinee) through the input unit 220 and receives the biosignal through the biosignal measuring system 100.
  • the waveform of the received biosignal is analyzed and the pressure curve of the cerebrovascular vessel, the area of systolic and diastolic to the pressure curve, and the blood flow of the cerebrovascular vessel are obtained based on the analyzed waveform data.
  • biomechanical indicators including the compliance (C) and resistance (R) of the cerebrovascular system are calculated based on the obtained pressure curve, the area and blood flow of the pressure curve, and the received basic information.
  • the output unit 240 may be programmed to include a step (third step) of displaying a cerebrovascular analysis result.
  • the cerebrovascular refers to the cerebrovascular branch shown in FIG. 4, and according to the present embodiment, the left and right posterior cerebral arteries 45, the left and right forearm cerebral arteries 41, and the left and right according to a predetermined formula described below.
  • the biomechanical index of each cerebrovascular branch including the middle cerebral artery 43 is automatically calculated, and the result is shown in the output state 240 as shown in FIG.
  • the compliance of the left and right posterior cerebral artery (C p1 , C p2 ) and the resistance of the left and right posterior cerebral artery (R p1 , R p2 ) are respectively calculated by Equation 1-4.
  • P p1s is the systolic blood pressure of the left posterior cerebral artery
  • P p1d is the diastolic blood pressure of the left posterior cerebral artery
  • P p2s is the systolic blood pressure of the right posterior cerebral artery
  • P p2d is the diastolic blood pressure of the right posterior cerebral artery
  • a p1s is Systolic area of left posterior cerebral artery pressure curve
  • a p1d is diastolic area of left posterior cerebral artery pressure curve
  • a p2s is systolic area of right posterior cerebral artery pressure curve
  • a p2d is diastolic area of right posterior cerebral artery pressure curve
  • S p1 is left posterior Blood flow in the cerebral artery
  • S p2 is the blood flow in the right posterior cerebral artery.
  • Equations 5-8 the compliance of the left and right forearm cerebral arteries (C a1 , C a2 ) and the resistance of the left and right forearm cerebral arteries (R a1 , R a2 ) are calculated by Equations 5-8, respectively.
  • P a1s is the systolic blood pressure of the left forearm cerebral artery
  • P a1d is the diastolic blood pressure of the left forearm cerebral artery
  • P a2s is the systolic blood pressure of the right forearm cerebral artery
  • P a2d is the diastolic blood pressure of the right forearm cerebral artery
  • a a1s is The systolic area of the left forebral artery pressure curve
  • a a1d is the diastolic area of the left forebral artery pressure curve
  • a a2s is the systolic area of the right forearm artery pressure curve
  • a a2d is the diastolic area of the right forearm artery pressure curve
  • S a1 is the left forearm Blood flow in the cerebral artery
  • S a2 is the blood flow in the right forearm cerebral artery
  • K is the clinical coefficient.
  • P m1s is systolic blood pressure of the left middle cerebral artery
  • P m1d is diastolic blood pressure of the left middle cerebral artery
  • P m2s is systolic blood pressure of the right middle cerebral artery
  • P m2d is diastolic blood pressure of the right middle cerebral artery
  • a m1s is Systolic area of left middle cerebral artery pressure curve
  • a m1d is diastolic area of left middle cerebral artery pressure curve
  • a m2s is systolic area of right middle cerebral artery pressure curve
  • a m2d is diastolic area of right middle cerebral artery pressure curve
  • S m1 is left major Blood flow in the cerebral artery
  • S m2 is the blood flow in the right middle cerebral artery
  • K is the clinical coefficient.
  • the main processor 210 to display the compliance (C) and resistance (R) of the cerebrovascular branches calculated in the third step to the output unit 240 as a point on the CR state chart (Chart) Can be.
  • region section of the C-R state diagram 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 the area judged by severe cerebrovascular starting spasm
  • area 2 is the area where the transition of vascular stenosis begins
  • area 3 is the area where vascular stenosis is implemented
  • area 4 is the cerebral arteriosclerosis and narrowing area
  • area 5 Area is suspected of spasm of the basement
  • area 6 is normal or contraction transition area
  • area 7 is normal area
  • area 8 and area 10 can be diagnosed by cerebrovascular spasm according to normal or subjective symptoms
  • area 9 is a zone that is judged as a base contraction
  • zone 11 is a zone where cerebrovascular spasm or cerebrovascular taking state is suspected.
  • the main processing unit 210 performs a calculation so that the equations relating to a plurality of blood pressures and blood flows are solved by using the measured data.
  • the main processor 210 needs to simplify the cerebrovascular system because the cerebrovascular system is complicated to calculate the cerebrovascular condition.
  • the cerebrovascular system may be composed of the internal carotid artery, the vertebral artery, the middle cerebral artery, the anterior cerebral artery, the posterior cerebral artery as the basic system (as shown in Table 1, compliance is compared to other arteries) Ignore it as it is about 1/100-1/10000).
  • the elastic steel is connected to make a multi-elastic steel, it can be modeled in two ways in consideration of blood flow characteristics.
  • the elastic steel is connected to make a multi-elastic steel, as shown in Figure 5, the carotid artery and the middle cerebral artery in the internal carotid artery is divided into multiple elastic steel
  • the case may be divided into a case in which the internal carotid artery and the middle cerebral artery are viewed as one vascular branch, that is, the inner carotid artery + the middle cerebral artery are regarded as one elastic steel, and the case may be divided into a case of forming a polyelastic steel.
  • the cerebrovascular system of FIG. 4 can be considered by looking at the internal carotid artery (42), the vertebral artery (48), the middle cerebral artery (43), the anterior cerebral artery (41), and the posterior cerebral artery (45). have.
  • the anterior cerebral traffic artery and posterior cerebral traffic artery can be regarded as a dynamic fixed end.
  • the traffic artery can be ignored and the compliance and resistance of the artery branches can be obtained.
  • cerebrovascular system can be considered to be divided in the carotid artery.
  • the vertebral arteries merge into the basal artery and diverge from the posterior cerebral artery.
  • the experimental process is as follows.
  • the average arterial pressure was 118mmHg ⁇ 132mmHg
  • blood flow was 5.2 ⁇ 7.8ml / s at the entrance of the basal artery
  • the total cardiac cycle was 541.
  • the experimental results are shown in Table 2 below.
  • the sigma effect occurs at the site where the basal artery connects with the posterior cerebral artery, and the charge cerebellar vessel, posterior calcination artery, and superior cerebrovascular act like a 'suction point' that sucks blood from the basal artery.
  • the blood flow in the internal carotid artery supplements the blood flow of the posterior cerebral artery through the posterior cerebral traffic artery. The amount is up to 30-38% of the total blood flow to the posterior cerebrum.
  • the blood flowing into the brain is characterized by preserving the axisymmetric charging stem by the 'pull' of the hydrodynamic velocity boundary layer.
  • Equation 13 When the blood flow ratio of the left and right posterior cerebral arteries, Equation 13 is expressed as Equation 15 below.
  • the blood flow to the posterior cerebral artery can be obtained as shown in Equation 16 in consideration of the fact that 80-85% of the vertebral artery blood flow and 32% -29% of the internal carotid artery are replenished.
  • R v3 and R b are represented by the formula of Poisenille
  • ⁇ is the length of the artery
  • D is the diameter
  • ⁇ is the consistency of the blood.
  • the main processor 210 After obtaining Q and P, the main processor 210 obtains the compliance C ps , C pd and R p , R b of the blood vessel. Since the posterior cerebral artery divides from the basal artery to the left and right, it can be treated as monoelastic steel with the posterior cerebral traffic artery as a fixed end (see FIG. 5).
  • the compliance of the systolic blood vessels and that of the diastolic blood vessels is the same at 170 to 180 mmHg blood pressure.
  • the posterior cerebral artery internal pressure is usually about 34 ⁇ 110mmHg, so the compliance of the vessels in the posterior cerebral artery and the size of the conformation during expansion are the same.
  • Equations 19 and 20 are relationships between P, Q, C, and R.
  • the algorithm for calculating C and R finds C and R as a function relationship between the area of the blood pressure curve P and the blood flow volume S, instead of adjusting C and R until the blood pressure curve P and the blood flow curve Q coincide.
  • S v * is the blood flow in one stroke flowing to the posterior cerebral artery
  • P s is the systolic blood pressure
  • P d is the diastolic (dilator) blood pressure
  • a s is the area of the blood pressure curve P during the systole
  • a d is Area of blood pressure curve P during diastolic period.
  • Equation 21 the compliance (C p1 , C p2 ) and resistance (R p1 , R p2 ) of the left and right posterior cerebral arteries can be obtained from Equation 21 as follows.
  • P p1s is the systolic blood pressure of the left posterior cerebral artery
  • P p1d is the diastolic blood pressure of the left posterior cerebral artery
  • P p2s is the systolic blood pressure of the right posterior cerebral artery
  • P p2d is the diastolic blood pressure of the right posterior cerebral artery
  • a p1s is Systolic area of left posterior cerebral artery pressure curve
  • a p1d is diastolic area of left posterior cerebral artery pressure curve
  • a p2s is systolic area of right posterior cerebral artery pressure curve
  • a p2d is diastolic area of right posterior cerebral artery pressure curve
  • S p1 is left posterior Blood flow in the cerebral artery
  • S p2 is the blood flow in the right posterior cerebral artery.
  • the posterior cerebral artery is viewed as a simple passage through which blood flows to the elastic tube, thereby solving the problem of separating the temporal change and the functional change of the cerebrovascular problem by solving the elastomeric problem in the elastic passage through which the blood flows (see FIG. 5).
  • Equations 22 and 23 A is the cross-sectional area of the blood vessel, U is the blood flow rate, and P is the blood pressure.
  • Equation 24 Y is the vessel diameter, ⁇ is the viscosity, ⁇ w is the tangential stress.
  • Equation 25 F is the average blood flow rate, a is the elastic wave propagation rate.
  • Equations 27 and 28 P is the blood pressure curve, ⁇ is the viscosity, A is the blood vessel cross-sectional area, ⁇ is the blood density.
  • Equation 30 the effects of supplemental internal pressure due to blood pressure fluctuations in the cerebrovascular system, cerebrovascular seizures, cerebrovascular spasm, and drug action result in changes in cerebrovascular cross-sectional area.
  • the changes in compliance and resistance caused by blood pressure fluctuations, convulsion seizures, spasms, and drug action are due to changes in the cross-sectional area of the cerebrovascular system.
  • the elastic modulus E is expressed by the velocity of seismic wave propagation, and thus is independent of blood pressure fluctuations, convulsions, spasm, and drug action in the cerebrovascular vessel, and may represent a temporal change in the cerebrovascular vessel.
  • the cervical arterial blood flow obtained by the ultrasonic doppler is represented by the area indicated by the area of the internal carotid wave curve.
  • This method states that the horizontal plane error, a weakness of ultrasonic Doppler when measuring cerebral blood flow characteristics, does not interfere with C and R.
  • R, C, and Asc of Equations 31, 35, and 36 do not know blood flow and thus cannot be used for diagnosis.
  • the compliance of the left and right forearm cerebral arteries (C a1 , C a2 ) and the resistance of the left and right forearm cerebral arteries (R a1 , R a2 ) can be calculated according to Equations 5-8.
  • P a1s is the systolic blood pressure of the left forearm cerebral artery
  • P a1d is the diastolic blood pressure of the left forearm cerebral artery
  • P a2s is the systolic blood pressure of the right forearm cerebral artery
  • P a2d is the diastolic blood pressure of the right forearm cerebral artery
  • a a1s is The systolic area of the left forebral artery pressure curve
  • a a1d is the diastolic area of the left forebral artery pressure curve
  • a a2s is the systolic area of the right forearm artery pressure curve
  • a a2d is the diastolic area of the right forearm artery pressure curve
  • S a1 is the left forearm Blood flow in the cerebral artery
  • S a2 is the blood flow in the right forearm cerebral artery
  • K is the clinical coefficient.
  • the compliance of the left and right middle cerebral artery (C a1 , C a2 ) and the resistance of the left and right middle cerebral artery (R a1 , R a2 ) can be calculated by Equation 9-12, respectively.
  • P m1s is systolic blood pressure of the left middle cerebral artery
  • P m1d is diastolic blood pressure of the left middle cerebral artery
  • P m2s is systolic blood pressure of the right middle cerebral artery
  • P m2d is diastolic blood pressure of the right middle cerebral artery
  • a m1s is Systolic area of left middle cerebral artery pressure curve
  • a m1d is diastolic area of left middle cerebral artery pressure curve
  • a m2s is systolic area of right middle cerebral artery pressure curve
  • a m2d is diastolic area of right middle cerebral artery pressure curve
  • S m1 is left major Blood flow in the cerebral artery
  • S m2 is the blood flow in the right middle cerebral artery
  • K is the clinical coefficient.
  • blood flow in the carotid and vertebral arteries and mean blood pressure in the carotid artery Find the blood pressure and blood flow in each vascular branch of the cerebrovascular system under given conditions.
  • blood pressure is defined as the product of resistance and blood flow.
  • the unknowns are Q p11 , Q p12 , Q p21 , Q p22 , Q a11 , Q a12 , Q a21 , Q a22 , Q m1 , Q m2 , Q pc1 , Q pc2 , Q ac , P a1 , P a2 , P c1 , P c2 , P v1 , P v2 , P p1 , P p2 , P 3 , P 4 , R b ,
  • the elastic modulus reflecting the organic changes of individual blood vessel branches of the cerebrovascular vessels and the blood flow characteristics of the cerebrovascular system and reflecting the organic and functional changes of individual blood vessel branches of the cerebrovascular system By calculating blood flow, vascular compliance, and blood flow resistance, the risk of developing cerebrovascular disease can be diagnosed early, and the industrial applicability is very high.

Abstract

본 발명은 뇌혈관의 질환을 진단하기 위해 뇌혈관의 생물역학적 특성과 혈류 특성을 측정하도록 심전도, 심음도, 맥파 신호 및 초음파 도플러 신호를 기초 자료로 뇌혈관계를 생물역학적으로 분석함으로써, 뇌혈관계의 매 혈관가지들에서 탄성계수, 혈관의 순응성과 혈류 저항, 혈류량을 측정하여 뇌혈전을 비롯한 여러가지 뇌혈관 난치의 병을 조기 진단할 수 있는 뇌혈관 분석 장치에 관한 것이다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 26.10.2009]　뇌혈관 분석 장치
본 발명은 뇌혈관의 생물역학적 특성과 혈류 특성을 측정하여 뇌혈관 질환을 분석하는 뇌혈관 분석 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뇌혈관계를 내경동맥가지, 전대뇌혈관가지, 중대뇌혈관가지, 후대뇌혈관가지, 추골동맥가지 및 뇌기저동맥가지로 이루어진 계로 구분하고 이를 분석하여 뇌혈관계의 매 혈관가지들에서 혈관의 기질적 변화를 보여주는 혈관의 탄성계수를 구하고, 뇌혈관계의 혈류특성, 기질적 변화와 기능적 변화를 동시에 보여주는 혈관의 순응성와 혈류 저항, 혈류량을 측정하여 뇌혈전을 비롯한 여러가지 뇌혈관 난치의 병을 조기 진단하는 뇌혈관 분석 장치에 관한 것이다.
지금 임상에서는 뇌혈관 질환을 조기 진단하기 위하여 초음파 도플러계를 사용하고 있다. 그러나, 초음파 도플러계는 혈관 특성을 측정하지 못하기 때문에 뇌혈관 질환을 조기 진단하기에 일정한 제한을 가지고 있다.
지금까지 개발된 뇌혈관 질환 분석기로는 혈관 조영기, MRA, FMRI, SPET, TCD, TEE, TTE, QFM, CVD 등이 있다.
이중에서 혈관 조영기는 혈관 자체의 병적 변화를 직관적으로 관찰할 수 있다는 장점은 있으나, 조영제 주입을 위한 혈관 침습적인 조작이 필수적이고 조작이 복잡하다.
MRA나 FMRI는 혈관 조영기의 결함을 극복한 체계이지만, 제작 원가와 진단비용이 고가여서 특정한 병동에서만 이용할 수 있다는 결함이 있다.
특히, MRA, FMRI, SPET는 서로 다소간 차이가 있지만 이 설비들에 의한 검사는 혈관 분포, 혈류 특성, 저혈류 구역 등을 확인할 수 있는 반면, 혈관의 특성을 확인할 수 없다.
초음파 혈류 측정기(ultrasonic Quanti tative Flow Measurement System: QFM)와 뇌혈관 특성 측정기(CVD)는 적은 비용으로 경동맥의 혈류량과 중대뇌 혈관과 전대뇌 혈관의 순응성을 구할 수 있다.
그러나, 혈관의 특성을 특징화하는 혈관의 기질적 및 기능적 상태를 평가하자면 혈관으로 흐르는 혈류량이나 혈관벽에 작용하는 혈압과 같은 혈류 상태와 관련한 정보보다는 혈관 그 자체의 기질적 상태와 기능적 상태를 반영하는 혈관의 탄성계수, 혈관 순응성과 혈류 저항 등의 정보를 인지하는 것이 필요하다.
그러나, 혈관의 기질 상태를 반영하는 뇌혈관계의 매 혈관가지들에서 혈관의 탄성계수과 혈관의 순응성과 직경, 혈류저항, 혈류량을 측정하는 것은 매우 어려운 문제이다.
이것은 뇌혈관계의 구조가 복잡하고 뇌혈관계에서 혈관가지들은 서로 다른 역학적 거동을 하는데도 기인하지만, 살아 있는 사람의 몸에서 혈관의 기질적 변화를 보여주는 지표인 탄성계수를 측정하려면 생체내의 혈관을 채집하여 인장기로 당겨보는 것이 제일 정확한 방법이지만 그런 일은 불가능하기 때문이다.
2002년 미국 캘포니아 종합 대학 교수들인 Werner G, Marifan C, Tonny M, Jeffrey C 등 여러 학자들이 사람의 뇌혈관의 생물역학적 특성을 연구하고 'Mechanical and Failure Propertis of Human Cerebral Blood Vesseies'에 뇌혈관의 특성에 대한 논문을 발표한 바 있다.
그러나, 이러한 결과들은 사람의 혈관을 채집하여 실험한 결과로 진단을 행하는데 사용될 수 있는 지표로는 이용될 수 없다.
뇌혈관계의 혈류량과 순응성, 탄성계수, 혈류 저항 등을 간접적으로 구하기 위한 연구는 다양하게 진행된 바 있다.
1997년-2004년 미국 학자 Biedma, Haoliu, Cwako shi를 비롯한 많은 학자들이 뇌혈관의 순응성과 저항을 구하는 문제를 제안하였다.
그러나, 이상의 연구 결과들은 뇌혈관에서 혈압, 혈관의 순응성과 탄성계수. 혈류저항, 혈류량 분포에 대한 일반적 개시만을 담고 있을 뿐, 임상에 직접 적용될 수 있는 결과는 얻지 못하였다.
임상에 적용할 목적으로 2006년 정광홍 교수(상해 복단 대학부교장)는 뇌혈관의 개별적 가지들의 혈류량을 구하는 설비 KF－3000을 개발한 바 있다.
KF－3000은 뇌혈관계에서 혈류 특성을 구하는데 혁신적인 성과를 거두었으나 혈관의 특성까지는 파악할 수 없어서 TCD를 뇌혈관 질병을 조기 진단하는데까지 발전시키지 못하였다.
정광홍 박사의 연구와는 달리 일본 COLLIN은 뇌혈관 질병을 조기 진단하는데 결정적 의의를 가지는 뇌혈관계의 혈류 특성과 혈관 특성을 평가하는 뇌혈류량계 QFM-2000X를 제안하였으며, 유사한 장치로서, 특허 출원된 '뇌혈관의 파라메타 측정 장치 및 방법'(An apparatus measuring parameter of cerebrovascular and method thereof)에 기초한 CVD-1000도 제안된 바 있다.
임상에 적용할 목적으로 개발된 초음파 혈류 측정기(ultrasonic Quanti tative Flow Measurement System: QFM)와 상기 특허 출원된 '뇌혈관의 파라메타 측정 장치 및 방법'에 따른 구성은 적은 비용으로 내경동맥의 혈류량과 중대뇌 혈관과, 전대뇌 혈관의 순응성을 구함으로써 뇌혈관 질병을 조기 진단할 수 있는 가능성을 보여주었다.
그러나 초음파 혈류 측정기(QFM)와 상기 특허의 구성은 기본 측정 지표로 혈관의 순응성과 혈류 지표를 선정함으로써 혈관 특성의 두 가지 기본 특성인 혈관의 기질적 변화와 기능적 변화를 구분하여 규명하지는 못하였다.
특히, 초음파 혈류 측정기(QFM-2000X)와 뇌혈관 특성 측정기(CVD-1000)는 뇌혈관의 순응성과 저항을 구하기에는 여러가지 결점을 나타내고 있었다.
QFM-2000X는 뇌혈관계를 좌우로 분리하고 내경동맥으로 들어가는 혈류량을 뇌혈류량으로 보고,　좌측 뇌혈관계와 우측 뇌혈관계를 평가하는 순응성 C와 저항 R을 구하였다.
따라서 뇌의 개별적 혈관 가지를 평가할 수 없었다.
또한, 이들 구성은 뇌혈관의 순응성과 저항을 구하기 위하여, 혈압 파형을 압력 맥파로, 혈류 파형을 초음파 도플러로 주고, 두 파형이 일치할 때까지 교정하여 C, R을 구하였는데, C, R 풀이는 변동 진폭이 크고 또한 곡선 근사가 실제 현상과 크게 차이가 나는 결점이 있었다.
사실 초음파 도플러로 혈류 파형을 잴 때, 수평면 오차 때문에 측정 오차가 대단히 크다. 그런데, 그런 측정 오차를 가진 파형을 놓고 두 파형을 근사시키는 것은 사실과 맞지 않으며 재현성이 적다. 또한, 곡선대 곡선근사는 약간의 파형 변동에도 두 파형의 근사시 큰 오차를 야기한다.
그러므로, QFM-2000X에서 순응성 C나 저항 R은 측정하는 사람에 따라 거의 10~ 100 배까지의 차이를 가져오며 재현성이 없어서 임상 지표로 사용하기 곤란하다.
상기 특허 출원된 뇌혈관의 파라메타 측정 장치 및 방법의 구성은 뇌혈관계를 모형화하고 분석할 때 뇌로 들어가는 혈류량을 구하지 않고 뇌로 흐르는 혈류량이 심박출량의 k배가 되는 것으로 가정함으로써, 정확한 임상 지표를 찾지 못하였다.
상기 특허 출원된 뇌혈관의 파라메타 측정 장치 및 방법의 구성에서는 다음과 같이 개시하고 있다.
내경동맥의 단면적이 80~90% 줄어 들어도 내경동맥으로 흘러들어가는 혈류량에는 변화가 없으므로, 이에 근거하여 내경동맥으로 흘러들어가는 혈류량은
Qc=KcSv
으로 계산할 수 있다. 여기서 Sv는 심박출량, Kc는 비례 상수이다.
그러나, 상기와 같은 가정은 의료 진단기기로서 충분한 담보가 될 수 없다.
또한, 상기 특허 출원된 뇌혈관의 파라메타 측정 장치 및 방법의 구성은 전대뇌 혈관과 중대뇌 혈관의 순응성과 저항이 일정한 비율로 나눠진다고 가정함으로써 질병 진단에서 정확도를 떨어드렸다.
특히, QFM-2000X와 상기 특허 출원된 뇌혈관의 파라메타 측정 장치 및 방법은 후대뇌혈관의 순응성과 저항을 구하는 방법을 제시하지 못하였다.
이처럼, QFM-2000X와 상기 특허된 뇌혈관의 파라메타 측정 장치 및 방법은 뇌혈관의 특성을 평가하기 위하여 탄성계수는 구하지 못하고 순응성과 저항만 구하였으나 그 자체도 많은 결함을 가지고 있다.
따라서, 뇌혈관계의 탄성계수, 순응성, 저항, 혈류량을 정확히 구하는 새로운 해법에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 뇌혈관의 질환을 진단하기 위해 뇌혈관의 생물역학적 특성과 혈류 특성을 측정하도록 심전도, 심음도, 맥파 신호 및 초음파 도플러 신호를 기초 자료로 뇌혈관계를 생물역학적으로 분석함으로써, 뇌혈관계의 매 혈관가지들에서 탄성계수, 혈관의 순응성과 혈류 저항, 혈류량을 측정하여 뇌혈전을 비롯한 여러가지 뇌혈관 난치의 병을 조기 진단할 수 있는 뇌혈관 분석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달상하기 위하여, 본 발명에 의한 뇌혈관 분석 장치는 심전도 센서, 심음도 센서, 맥파 센서 및 초음파 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 뇌혈관을 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 얻은 뇌혈관의 압력곡선, 상기 압력곡선에 대한 수축기와 이완기의 면적 및 상기 뇌혈관의 혈류량을 포함한 기초 정보로 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, 맥파 센서 및 초음파 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 및 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 입력기로 기초 정보를 입력받고, 상기 생체신호 측정계를 통하여 상기 생체신호를 수신받는 제 1 단계; 상기 수신된 생체신호의 파형을 분석하고 상기 분석된 파형 자료를 기초로 뇌혈관의 압력곡선, 상기 압력곡선에 대한 수축기와 이완기의 면적 및 상기 뇌혈관의 혈류량을 얻는 제 2 단계; 및 상기 얻은 압력곡선, 압력곡선의 면적 및 혈류량과 상기 입력받은 기초 정보를 기초로 상기 뇌혈관의 순응성(C) 및 저항(R)을 포함한 생물역학적 지표를 산출하여 뇌혈관 분석 결과를 보여주는 제 3 단계가 포함하도록 프로그램된 것을 제 6의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 2 단계의 상기 뇌혈관은 좌, 우측 후대뇌동맥을 포함하고, 상기 제 3 단계에서의 상기 생물역학적 지표 중 좌, 우측 후대뇌동맥의 순응성(Cp1, Cp2) 및 좌, 우측 후대뇌동맥의 저항(Rp1, Rp2)은 소정의 수식에 의하여 각각 산출된 것을 제 7의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 2 단계의 상기 뇌혈관은 좌, 우측 전대뇌동맥을 포함하고, 상기 제 3 단계에서의 상기 생물역학적 지표 중 좌, 우측 전대뇌동맥의 순응성(Ca1, Ca2) 및 좌, 우측 전대뇌동맥의 저항(Ra1, Ra2)은 소정의 수식에 의하여 각각 산출된 것을 제 8의 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 2 단계의 상기 뇌혈관은 좌, 우측 중대뇌동맥을 포함하고,상기 제 3 단계에서의 상기 생물역학적 지표 중 좌, 우측 중대뇌동맥의 순응성(Ca1, Ca2) 및 좌, 우측 중대뇌동맥의 저항(Ra1, Ra2)은 소정의 수식에 의하여 각각 산출된 것을 제 9의 특징으로 한다.
그리고, 상기 주처리부는 상기 제 3 단계에서 산출된 상기 뇌혈관의 순응성(C) 및 저항(R)을 상기 출력부에 C-R 상태도(Chart) 상의 점으로 나타내도록 제어하는 것을 제 10의 특징으로 한다.
본 발명은 뇌혈관의 개별적 혈관가지의 기질적 변화를 반영하는 탄성계수를 분석하며 뇌혈관계의 혈류특성과 뇌혈관의 개별적 혈관가지의 기질적 변화와 기능적 변화를 반영하는 혈류량, 혈관 순응성, 혈류 저항을 산출함으로써, 뇌혈관 질환의 발생 위험성을 조기에 진단할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 뇌혈관 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 뇌혈관 혈관가지의 연결상태를 개념적으로 보여주는 윌리스 써클(Willi's circle)이다.
도 5는 내경동맥에서 전대뇌동맥과 중대뇌동맥이 갈라지는 경우로 보고 모형화시킨 도 4에 의한 뇌혈관의 모형화 회로도이다.
도 6은 내경동맥과 중대뇌동맥을 하나의 혈관가지로 보고 모형화시킨 도 4에 의한 뇌혈관의 모형화 회로도이다.
도 7은 도 1의 주처리부의 일 예시적 작업도이다.
도 8은 도 1의 주처리부에 의한 분석 결과의 일예로 C-R 상태도(Chart)를 보여준 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: 전대뇌교통동맥
41: 전대뇌동맥 42: 내경동맥
43: 중대뇌동맥 44: 후대뇌교통동맥
45: 후대뇌동맥 46: 뇌기저동맥
47: 전하소뇌동맥 48: 추골동맥
49: 후하소뇌동맥
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 뇌혈관 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 뇌혈관 혈관가지의 연결상태를 개념적으로 보여주는 윌리스 써클(Willi's circle)이고, 도 5는 내경동맥에서 전대뇌동맥과 중대뇌동맥이 갈라지는 경우로 보고 모형화시킨 도 4에 의한 뇌혈관의 모형화 회로도이고, 도 6은 내경동맥과 중대뇌동맥을 하나의 혈관가지로 보고 모형화시킨 도 4에 의한 뇌혈관의 모형화 회로도이고, 도 7은 도 1의 주처리부의 일 예시적 작업도이고, 도 8은 도 1의 주처리부에 의한 분석 결과의 일예로 C-R 상태도(Chart)를 보여준 일 예시도이다.
본 발명에 따른 뇌혈관 분석 장치의 일 실시예는 기본적으로, 도 1과 같이, 심전도 센서(122), 심음도 센서(124), 맥파 센서(126) 및 초음파 센서(128)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 뇌혈관을 분석하기 위한 생물역학적 지표를 산출하는 주처리부(210)와, 상기 주처리부(210)에 연결되어 사용자의 제어 명령을 입력받는 입력부(220)와, 상기 주처리부(210)에 연결되어 산출된 결과를 보여주는 출력부(240)로 구성된 분석 지표 산출계(200)를 포함하여 구성되되, 상기 주처리부(210)는 상기 생체신호 측정계(100)로부터 획득된 생체신호로 얻은 뇌혈관의 압력곡선, 상기 압력곡선에 대한 수축기와 이완기의 면적 및 상기 뇌혈관의 혈류량을 포함한 기초 정보로 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 뇌혈관 압력곡선의 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 뇌혈관 압력곡선의 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 뇌혈관의 빈도 스펙트럼 정보를 얻기 위한 커프(Cuff) 맥파 센서, 좌, 우측 경동맥의 맥파를 직접 측정하여 뇌혈관의 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.
초음파 센서(128)는 초음파를 잘 통과시킬 수 있는 두개골 위치에 탐촉자(probe)를 놓고 초음파를 발사시켜 반사파를 분석함으로써, 뇌혈관의 혈류속도 및 혈류량을 측정하기 위한 것으로, 두개골 관통 도플러(Trans-Carnial Doppler; TCD)라고도 한다.
이상과 같이, 심전도 센서(122), 심음도 센서(124), 맥파 센서(126) 및 초음파 센서(128)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 4개의 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), 맥파 센서(126) 및 초음파 센서(128)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), 맥파 센서(126) 및 초음파 센서(128)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 뇌혈관 압력곡선을 산출하고, 뇌혈관 압력곡선의 면적 및 혈류량 정보 등을 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 뇌혈관을 분석하기 위한 생물역학적 지표를 산출하는 핵심 장치로, 컴퓨터의 중앙처리장치에 해당한다.
여기서, 뇌혈관을 분석하기 위한 생물역학적 지표는 각 뇌혈관 가지의 혈류량, 순응성, 혈류저항, 동맥경화도 및 혈류속도를 말한다.
우선, 상기 각 생물역학적 지표가 본 명세서에서 사용되는 정의와 다른 지표간의 관계에 대하여 간단히 설명한다.
혈류량은 뇌혈관 가지를 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 뇌혈관 가지의 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 뇌혈관 가지를 따라 흐르는 혈액이 받는 저항을 말하는 것으로 단위는 mmHg/ℓ이고, 간략히 R로 표기된다. R은 근사적으로 뇌혈관 가지의 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 뇌혈관 가지를 따라 흐르는 혈액의 속도로 단위는 ㎝/s이고, 이는 주로 초음파 센서(128)로 측정된다. 한편, 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 빠르게 된다.
또한, 상기 각 생물역학적 지표를 나타내는 문자에서 첨자 a는 전대뇌동맥(41), b는 뇌기저동맥(46), c는 내경동맥(42), d는 심장의 이완기, m은 중대뇌동맥(43), p는 후대뇌동맥(45), s는 심장의 수축기, v는 추골동맥(48), ac는 전대뇌교통동맥(40), pc는 후대뇌교통동맥(44), 1은 좌측, 2는 우측을 각각 가리킨다.
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 기본적으로, 상기 입력기(220)로 기초 정보(피검자의 혈압, 키, 몸무게, 인종 등)를 입력받고, 상기 생체신호 측정계(100)를 통하여 상기 생체신호를 수신받은 다음(제 1 단계), 상기 수신된 생체신호의 파형을 분석하고 상기 분석된 파형 자료를 기초로 뇌혈관의 압력곡선, 상기 압력곡선에 대한 수축기와 이완기의 면적 및 상기 뇌혈관의 혈류량을 얻는 단계(제 2 단계)를 거쳐, 상기 얻은 압력곡선, 압력곡선의 면적 및 혈류량과 상기 입력받은 기초 정보를 기초로 상기 뇌혈관의 순응성(C) 및 저항(R)을 포함한 생물역학적 지표를 산출하여, 상기 출력부(240)으로 뇌혈관 분석 결과를 보여주는 단계(제 3 단계)가 포함하도록 프로그램된 것을 특징으로 하여 다양하게 실시될 수 있다.
상기 뇌혈관은 도 4에 보여진 뇌혈관 가지를 말하는 것으로, 본 실시예에 의하면, 후술하는 소정의 수식에 의하여, 좌, 우측 후대뇌동맥(45), 좌, 우측 전대뇌동맥(41) 및 좌, 우측 중대뇌동맥(43)를 포함한 각 뇌혈관 가지의 생물역학적 지표를 자동으로 계산하여, 출력부(240)에 도 8과 같은 C-R 상태도(Chart) 등으로 그 결과를 보여주게 된다.
후술하는 바와 같이, 상기 주처리부(210)에 의하여 획득된 측정 데이터들(Qc1, Qc2, Qv1, Qv2)로부터 복수개의 방정식들을 연립하여 풀도록 함으로써, 각 뇌혈관 가지의 압력곡선(Pa1, Pa2, Pc1, Pc2, Pp1, Pp2, Pv1, Pv2)을 얻어, 각 뇌혈관 가지의 생물역학적 지표를 계산해내게 된다.
그 예를 살펴보면, 좌, 우측 후대뇌동맥의 순응성(Cp1, Cp2) 및 좌, 우측 후대뇌동맥의 저항(Rp1, Rp2)은 하기 수식 1-4에 의하여 각각 산출된다.
좌측 후대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000001
(수식 1);
우측 후대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000002
(수식 2);
좌측 후대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000003
(수식 3); 및
우측 후대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000004
(수식 4)이고,
상기 수식 1 내지 4에서, Pp1s는 좌측 후대뇌동맥의 수축기 혈압, Pp1d는 좌측 후대뇌동맥의 이완기 혈압, Pp2s는 우측 후대뇌동맥의 수축기 혈압, Pp2d는 우측 후대뇌동맥의 이완기 혈압, Ap1s는 좌측 후대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Ap1d는 좌측 후대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Ap2s는 우측 후대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Ap2d는 우측 후대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Sp1은 좌측 후대뇌동맥의 혈류량, Sp2은 우측 후대뇌동맥의 혈류량이다.
또한, 좌, 우측 전대뇌동맥의 순응성(Ca1, Ca2) 및 좌, 우측 전대뇌동맥의 저항(Ra1, Ra2)은 하기 수식 5-8에 의하여 각각 산출된다.
좌측 전대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000005
(수식 5);
우측 전대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000006
(수식 6);
좌측 전대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000007
(수식 7); 및
우측 전대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000008
(수식 8)이고,
상기 수식 5 내지 8에서, Pa1s는 좌측 전대뇌동맥의 수축기 혈압, Pa1d는 좌측 전대뇌동맥의 이완기 혈압, Pa2s는 우측 전대뇌동맥의 수축기 혈압, Pa2d는 우측 전대뇌동맥의 이완기 혈압, Aa1s는 좌측 전대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Aa1d는 좌측 전대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Aa2s는 우측 전대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Aa2d는 우측 전대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Sa1은 좌측 전대뇌동맥의 혈류량, Sa2은 우측 전대뇌동맥의 혈류량, K는 임상계수이다.
그리고, 좌, 우측 중대뇌동맥의 순응성(Ca1, Ca2) 및 좌, 우측 중대뇌동맥의 저항(Ra1, Ra2)은 하기 수식 9-12에 의하여 각각 산출된다.
좌측 중대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000009
(수식 9);
우측 중대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000010
(수식 10);
좌측 중대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000011
(수식 11); 및
우측 중대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000012
(수식 12),
상기 수식 9 내지 12에서, Pm1s는 좌측 중대뇌동맥의 수축기 혈압, Pm1d는 좌측 중대뇌동맥의 이완기 혈압, Pm2s는 우측 중대뇌동맥의 수축기 혈압, Pm2d는 우측 중대뇌동맥의 이완기 혈압, Am1s는 좌측 중대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Am1d는 좌측 중대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Am2s는 우측 중대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Am2d는 우측 중대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Sm1은 좌측 중대뇌동맥의 혈류량, Sm2은 우측 중대뇌동맥의 혈류량, K는 임상계수이다.
한편, 상기 주처리부(210)는 상기 제 3 단계에서 산출된 상기 뇌혈관 각가지의 순응성(C) 및 저항(R)을 상기 출력부(240)에 C-R 상태도(Chart) 상의 점으로 나타내도록 할 수 있다.
도 8에서 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 중증도 뇌혈관 기시부 연축으로 판단되는 구역이고, 영역 ②는 혈관협착의 이행이 시작되는 구역이고, 영역 ③은 혈관협착이 이행되는 구역이고, 영역 ④는 뇌동맥경화 및 협착구역이고, 영역 ⑤는 기시부 연축이 의심되는 구역이고, 영역 ⑥은 정상 혹은 연축 이행 구역이고, 영역 ⑦은 정상구역이고, 영역 ⑧과 영역 ⑩은 정상 혹은 자각증상에 따라 뇌혈관 경련으로 진단할 수 있는 구역이고, 영역 ⑨은 기시부 연축으로 판단되는 구역이고, 영역 ⑪은 뇌혈관 경련 또는 뇌혈관 확장제 복용상태가 의심되는 구역이다.
이하에서는 상기 실시예를 뒷받침하는 관련 이론 및 임상자료를 보충적으로 제시한다.
본 발명에서는 주처리부(210)가 측정된 데이터를 이용하여 복수개의 혈압과 혈류량에 관한 방정식을 연립하여 풀도록 연산을 진행하게 된다.
주처리부(210)가 뇌혈관 상태를 평가하기 위한 연산을 하려면 뇌혈관계가 복잡하기 때문에 먼저 뇌혈관계를 간략화하여야 한다.
이제 뇌혈관계의 분석을 위하여 진행한 실험 자료를 소개하면 표 1과 같다.
표 1 뇌혈관계의 저항과 순응성 실험 결과
동맥이름 표시 길이[cm] 직경[cm] 저항 순응성
내경동맥(좌, 우) c 2.5 0.4-0.6 0.15 1.07
뇌기저동맥 b 3 0.4-0.6 0.02 0.018
추골동맥(좌, 우) v 20 0.3-0.5 0.25 0.7
후대뇌동맥1(좌, 우) p1 2 0.3 0.04 0.007
후대뇌동맥2(좌, 우) p2 7 0.3 0.14 0.0025
후대뇌교통동맥 pc 2 0.12 0.586 0.00012
전대뇌교통동맥 ac 0.5 0.15 0.061 0.0005
전대뇌동맥(1) a 2 0.25 0.0834 0.005
전대뇌동맥(2) a 5 0.25 0.21 0.0125
중대뇌동맥 m 7 0.35 0.076 0.0336
Figure PCTKR2009005626-appb-I000013
상기 표 1과 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 뇌혈관계는 내경동맥, 추골동맥, 중대뇌동맥, 전대뇌동맥, 후대뇌동맥을 기본계로 구성할 수 있다(표 1에서 보는 것처럼 순응성은 다른 동맥들에 비하여 1/100~1/10000 정도이므로 무시한다).
도 4와 표 1의 실험 결과로부터 뇌혈관계는 내경동맥 가지, 전대뇌동맥 가지, 중대뇌동맥 가지, 후대뇌동맥 가지, 추골동맥 가지 및 뇌저동맥 가지로 이루어져 있으므로, 매 동맥 가지에 윈케셀(Windkesell) 모형을 대응시키고 혈류 특성을 고려하여 탄성강들을 연결하여 다탄성강으로 만들고 매 탄성강을 하나의 혈류관로로 분석하면 도 4로 표시된 뇌혈관계를 완벽하계 분석한 것으로 된다.
먼저, 매 탄성강을 연결시켜 다탄성강으로 만드는 경우를 보면, 혈류 특성을 고려하여 두 가지로 모형화 할 수 있다.
매 동맥가지에 윈케셀 모형을 대응시키고 혈류 특성을 고려하여 탄성강들을 연결하여 다탄성강으로 만드는 방법은, 도 5와 같이, 내경동맥에서 전대뇌동맥과 중대뇌동맥이 갈라지는 경우로 보고 다탄성강을 구성하는 경우와, 내경동맥과 중대뇌동맥을 하나의 혈관 가지로 보고 즉 내경동맥 + 중대뇌동맥을 하나의 탄성강이라고 보고 다탄성강을 구성하는 경우로 나누어 볼 수 있다.
이 경우에 준하여 도 4의 뇌혈관계는 내경동맥(42), 추골동맥(48), 중대뇌동맥(43), 전대뇌동맥(41), 후대뇌동맥(45)을 각각 하나의 혈류관로로 보고 고찰할 수 있다.
도 5로 환산된 뇌혈관계의 혈관가지들에서 혈관의 순응성과 저항, 탄성계수를 구하자면 다음과 같은 문제를 해명하여야 한다.
먼저, 좌우 추골동맥(46)과 내경동맥(42) 입구에서 초음파로 묘사된 곡선과 맥파 곡선 8개를 주고 전대뇌, 중대뇌, 후대뇌 혈관 가지의 좌우측 순응성과 저항, 탄성계수 등 18개를 구할 수 없으므로 의학적으로 타당하면서도 생물역학으로 모순이 없는 가정을 주어 도 4를 간략화하여야 한다.
이 문제를 해명하기 위하여 표 1의 실험 자료를 살펴보면, 실험 자료로부터 후대뇌동맥의 순응성 Cp 와 후교통동맥의 순응성 Cpc의 비는 25:1, 전대뇌동맥의 순응성 Ca 와 전대뇌교통동맥의 순응성 Cac의 비는 40:1이다.
또한, 뇌혈관에 대한 실험 자료에서 얻어진 C, R과 P1=P3은 평균 혈압 103mmHg, P2=P4의 평균 혈압을 105mmHg로 주고 계산을 진행하면, Qpc, Qac의 혈류량은 Qa, Qp, Qm의 1/300 정도 밖에 안된다.
이상의 사실로부터 전대뇌교통동맥과 후대뇌교통동맥을 역학적인 고정단으로 볼 수 있다.
따라서, 교통동맥을 무시하고 동맥 가지들의 순응성과 저항을 구할 수 있다.
이와 같은 가정은 의학적으로도 타당하다．사실상　전대뇌교통동맥과 후대뇌 교통동맥에서는 뇌혈전은　잘 일어나지　않고　뇌출혈이　가끔 일어나므로 혈압과　혈류량만　구하고, 순응성과 저항을 구하지　않아도　진단에서는 불편이 없다.
이로부터 뇌혈관계는 교통동맥에서 분할된 것으로 고찰할 수 있다.
먼저, 후대뇌동맥을 분석하는 문제에 대하여 살펴본다.
이 문제는 뇌기저동맥에서 좌우 후대뇌동맥이 갈라지는 점에서 Pp1=Pp2와 좌우 Qp1, Qp2를 주고 후대뇌동맥을 각각 하나의 탄성강으로 보고 좌우 후대뇌동맥의 순응성과 저항을 구하는 문제와 후대뇌동맥을 단순관로로 보고 혈류를 고찰하는 문제에 귀착된다.
후대뇌동맥에서 순응성, 혈류저항, 혈류량을 구하는데 가장 난문제는 좌우 후대뇌동맥이 갈라지는 점에서 Pp1=Pp2일 때 좌우 후대뇌동맥으로 흐르는 혈류량 Qp1, Qp2를 구하는 문제이다. 추골동맥은 뇌기저동맥에 합쳐졌다가 후대뇌동맥에서 갈라진다.
뇌기저동맥에서 좌우 후대뇌동맥으로 흐르는 혈류량의 특성을 해명하기 위하여 실험한 결과, 좌우측 Kv*추골동맥+Kc*내경동맥의 혈류량비와 좌우측 후대뇌동맥 혈류량 비 사이에는 높은 상관 관계가 있다는 것을 보여주었다.
그 실험 과정은 다음과 같다.
뇌기저동맥에서 좌우 후대뇌동맥으로 흐르는 혈류량의 특성을 해명하기 위해 총 50명의 남자들을 표본으로 실험을 진행하였다.
평균 동맥압은 118mmHg~132mmHg, 뇌기저동맥의 입구에서 혈류량은 5.2~7.8㎖/s, 총 심동주기는 541개를 취하였다. 실험 결과는 하기 표 2와 같다.
표 2 50명의 환자에 대한 실험검사결과
No 뇌기저동맥 혈류량[㎖/s] ζ=SP1/SP2 η=SV1 */SV2 *
1 6.4 1.02 1.136
2 7.2 1.11 1.251
3 5.9 0.97 1.041
4 5.3 1.33 1.469
5 6.7 1.66 1.785
6 5.4 0.67 0.826
7 7.1 0.63 0.765
8 6.7 1.39 1.534
9 6.5 1.11 1.241
10 5.9 1.47 1.86
11 6.4 0.87 1.021
12 6.4 1.57 1.765
13 6.3 0.67 0.806
14 5.4 0.64 0.796
15 6.3 0.61 0.696
16 6.7 1.02 1.136
... ... ... ...
50 6.8 9.63 0.698
상기 실험 결과, 좌우측 추골동맥 + 내경동맥의 혈류량비(SV1 */SV2 *)와 좌우측 후대뇌동맥의 혈류량비(SP1/SP2)사이에는 하기 수식 13, 14와 같이 표현되는 높은 상관 관계가 있다는 것을 알게 되었다.
Figure PCTKR2009005626-appb-I000014
(수식 13)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000015
(수식 14)
상기 실험 결과를 이론적으로 고찰해 보면, 좌우 내경동맥 + 추골동맥의 혈류량이 좌우 후대뇌혈관의 혈류량과 상관이 있는 이유는 다음과 같이 설명할 수 있다.
뇌기저동맥이 후대뇌동맥과 연결되는 부위에서는 씨그마 효과가 생기며 전하소뇌혈관과 후하소동맥, 상소뇌혈관은 뇌기저동맥에서 혈액을 빨아들이는 '흡입점'처럼 거동한다. 또한, 내경동맥에서 흐르는 혈액 흐름은 후대뇌교통동맥을 통하여 후대뇌동맥의 혈액흐름을 보충한다. 그 양은 후대뇌로 흐르는 총 혈류량의 30-38%까지 된다. 한편, 뇌로 유입되는 혈액은 유체력학적 속도 경계층의 '당김'에 의하여 축대칭 대전줄기를 보존하려는 특징을 가지고 있다.
이런 현상을 고려하여 추골동맥에서 뇌기저동맥을 통해 흐르는 혈액 흐름량은 좌우 후대뇌동맥으로 꼭 같이 흐르지 않는다.
상기
Figure PCTKR2009005626-appb-I000016
를 좌,우측 Kv*추골 동맥 혈류량 + Kc*경동맥 혈류량의 비라 하고(여기서, Kv와 Kc는 각각 실험상수로서 Kv=0.131-0.152, Kc=0.73-0.82임), 상기
Figure PCTKR2009005626-appb-I000017
를 좌,우측 후대뇌동맥의 혈류량 비라고 하면, 상기 수식 13은 하기 수식 15와 같이 표현된다.
Figure PCTKR2009005626-appb-I000018
(수식 15)
따라서, 후대뇌동맥으로 흐르는 혈류량은 추골동맥 혈류량의 80-85%와 내경동맥에서 32%-29% 보충된다는 사정을 고려하여 하기 수식 16과 같이 구할 수 있다.
Figure PCTKR2009005626-appb-I000019
(수식 16)
Sp2=1,24(Qv1+Qv2)-Sp1 (수식 17)
다음, 좌우 후대뇌동맥이 갈라지는 점에서 Pp1=Pp2를 구한다.
Pp1=Pp2=P3-Rv3*Q3-Rb*Qb (수식 18)
상기 수식 18에서 Rv3, Rb는 Poisenille의 공식에 의하여,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000020
(수식 19)
와 같이 구한다.
위 식에서 λ는 동맥의 길이, D 는 직경, μ는 혈액의 점조도이다.
D는 유체역학에서 널리 알려진 플랭크 공식에 의하여 구한다.
Q, P를 구한 다음, 주처리부(210)는 혈관의 순응성 Cps, Cpd와 Rp, Rb를 구한다. 이제 후대뇌동맥은 뇌기저동맥으로부터 좌우로 갈라지므로 후대뇌교통동맥을 고정단으로 한 단탄성강으로 취급할 수 있다(도 5 참조).
한편, 뇌혈관은 연축작용과 경련이 심하므로 후대뇌동맥 모형화 방정식은 혈관이 수축할 때와 혈관이 확장될 때를 나누어 고찰한다.
Figure PCTKR2009005626-appb-I000021
(수식 19)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000022
(수식 20)
상기 실험 자료에 의하면, 170~180mmHg 혈압에서 수축기 혈관의 순응성과 확장기 혈관의 순응성은 같다. 그런데, 후대뇌동맥 내압은 보통 34~110mmHg 정도이므로 후대뇌동맥에서 혈관의 수축시 순응성과 확장시 순응성의 크기는 같다.
따라서,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000023
이다.
상기 수식 19와 20은 P, Q, C, R 사이의 관계이다. C, R을 구하는 산법은 혈압곡선 P와 혈류량 곡선 Q가 일치할 때까지 C, R을 조정하는 대신 혈압곡선 P의 면적과 혈류량 S 사이 함수 관계로써 C, R를 구한다.
면적 대 면적 사이 함수 관계를 얻으면 재현성있는 C, R을 얻을 수 있다.
이런 목적으로부터 상기 수식 19와 20을 각각 적분하여, 더하고 빼서 정리하면, 하기 수식 21과 같이 된다.
Figure PCTKR2009005626-appb-I000024
(수식 21)
여기서, Sv * 은 후대뇌동맥으로 흐르는 1회 박출시 혈류량이고, Ps는 수축기 혈압이고, Pd는 이완기(확장기) 혈압이고, As는 수축기 동안의 혈압곡선 P의 면적이고, Ad는 이완기 동안의 혈압곡선 P의 면적이다.
따라서, 상기 수식 21로부터 좌, 우측 후대뇌동맥의 순응성(Cp1, Cp2) 및 저항(Rp1, Rp2)을 구하면 하기와 같다.
좌측 후대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000025
(수식 1);
우측 후대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000026
(수식 2);
좌측 후대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000027
(수식 3); 및
우측 후대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000028
(수식 4),
상기 수식 1 내지 4에서, Pp1s는 좌측 후대뇌동맥의 수축기 혈압, Pp1d는 좌측 후대뇌동맥의 이완기 혈압, Pp2s는 우측 후대뇌동맥의 수축기 혈압, Pp2d는 우측 후대뇌동맥의 이완기 혈압, Ap1s는 좌측 후대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Ap1d는 좌측 후대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Ap2s는 우측 후대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Ap2d는 우측 후대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Sp1은 좌측 후대뇌동맥의 혈류량, Sp2은 우측 후대뇌동맥의 혈류량이다.
다음, 후대뇌동맥을 탄성관으로 혈액이 흐르는 단순관로로 보고 혈액이 흐르는 탄성관로에서 유탄성체 문제를 풀어 뇌혈관의 기질적 변화와 기능적 변화를 구분하는 문제를 해결한다(도 5 참조).
한 개의 혈관의 탄성관에서 유탄성체의 연속 방정식과 운동 방정식을 고찰하면,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000029
(수식 22)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000030
(수식 23)
이고, 식 22, 23에서 A는 혈관의 단면적, U는 혈류속도, P는 혈압이다.
Figure PCTKR2009005626-appb-I000031
(수식 24)
상기 수식 24에서 Y는 혈관방경, μ는 점도, τw는 접선 응력이다.
Figure PCTKR2009005626-appb-I000032
(수식 25)
상기 수식 25에서 F는 평균 혈류 속도, a는 탄성파 전파 속도이다.
Figure PCTKR2009005626-appb-I000033
(수식 26)
상기 수식 22 내지 26을 고려하여 정리하면,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000034
(수식 27)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000035
(수식 28)
상기 수식 27, 28에서 P는 혈압 곡선, μ는 점도, A는 혈관 단면적, ρ는 혈액 밀도이다.
이제 상기 수식 28에서
Figure PCTKR2009005626-appb-I000036
을 무시하고 X에 따라 적분하면,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000037
(수식 29)
이로부터 단탄성관에서
Figure PCTKR2009005626-appb-I000038
(수식 30)
이 성립한다.
수식 30에서 볼 수 있는 것처럼 뇌혈관계에서 일어나는 혈압 변동, 뇌혈관 경련 발작, 뇌혈관 연축, 약물 작용 등에 의한 보충적 내압의 작용은 뇌혈관 단면적의 변화를 가져온다. 혈관의 순응성과 저항에서 볼 수 있는 것처럼 순응성과 저항이 혈압 변동, 경련 발작, 연축, 약물 작용 등에 의하여 심한 변동을 가져오는 것은 뇌혈관계의 단면적의 변화 때문이다.
그런데, 탄성계수 E는 탄성파 전파 속도로 표시되므로 뇌혈관에서 혈압 변동, 경련 발작, 연축, 약물 작용 등에 무관하며, 뇌혈관의 기질적 변화를 대표할 수 있다.
한편, Moensu Korteweg에 의하면,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000039
이므로, 탄성계수 E=ρ(d/h)PWV2이다.
그러므로, C, R에서 A를 소거하고 μ와 PWV의 상관식으로부터 뇌혈관의 동맥경화도 Asc를 얻는다.
Figure PCTKR2009005626-appb-I000040
(수식 31)
상기 수식 31에서, S=f(PWV), K3 은 임상에서 얻어진 계수이다.
다음은, 위에서 제기한 뇌혈관 특성과 혈류 특성을 반영하는 지표를 임상에 적용하려면 내경동맥 및 추골동맥으로 흐르는 혈류량을 구하는 문제를 해명하여야 한다.
본 발명에서는 내경동맥파 곡선과 초음파 도플러로 구한 혈류량 곡선이 일치할 때까지 C, R을 교정하여 C, R을 구하는 대신, 초음파 도플러로써 얻은 경추동맥 혈류량을 내경동맥파 곡선의 면적으로 표시된 C, R 공식에 대입하는 방식으로 C, R를 구한다.
이 방법은 뇌혈류 특성을 측정할 때 겪게 되는 초음파 도플러의 약점인 수평면 오차가 C, R를 구하는데 아무런 지장도 주지 않는다는 것을 말한다.
달리 말하면, 현재 초음파 측정 기술로 측정한 혈류량이 임상에서 무난하게 사용되고 있으므로, 초음파 측정 기술로써 측정한 혈류량만 구하면, C, R, Asc도 임상에 무난하게 사용될 수 있다는 것을 보여준다.
다음, 교통동맥을 무시한 내경동맥을 분석하는 문제에 대하여 살펴본다.
이 경우도 앞의 경우처럼 전대뇌동맥과 중대뇌동맥이 갈라지는 점에서 혈압 Pa=Pm=P, 이 점에서 혈류량을 각각 Qa, Qm 라 하고, 전대뇌동맥과 중대뇌동맥을 각각 하나의 탄성강으로 보고, 다음과 같은 탄성강 방정식을 세울 수 있다.
혈관 수축시와 혈관 확장시 순응성은 같으므로,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000041
(수식 32)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000042
(수식 33)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000043
(수식 34)
와 같다.
상기 우측 혈관 저항 R2는
Figure PCTKR2009005626-appb-I000044
정도이고, 좌측 혈관 저항 R1은
Figure PCTKR2009005626-appb-I000045
이므로, R1/R2=0 이다.
따라서,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000046
(수식 35)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000047
(수식 36)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000048
(수식 31)
상기 수식 31, 35, 36의 R, C, Asc는 혈류량을 모르므로 진단에 쓸 수 없다.
따라서, 진단에 쓸 수 있는 R, C, Asc를 구하기 위하여 Pm=Pa인 조건에서 Qm과 Qa를 구해야 한다.
이 문제를 풀기 위하여 내경동맥이 중대뇌동맥과 하나로 연결되어 있고 경동맥 + 중대뇌동맥 가지에서 전대뇌동맥이 갈라진 것으로 가정하고 경동맥계를 다시 모형화한다(도 6 참조).
이제 중대뇌동맥의 혈관 순응성을 Cm, 전대뇌의 혈관 순응성을 Ca, 중대뇌동맥에서 혈류 저항을 Rm, 전대뇌동맥의 윌리쓰환 부문에서 혈류 저항을 Ra, 전대뇌 동맥의 나머지 부문에서 혈류 저항을 Rt, 중대뇌에서 혈압을 Pm, 전대뇌에서 혈압을 Pa, 중대뇌동맥에서의 혈류량을 Qm, 전대뇌동맥에서의 혈류량을 Qa, 내경동맥에서 윌리쓰환 연결점에서　혈압을 P, 정맥압은 Pv라고 하자.
그리고, 전대뇌동맥과 중대뇌동맥의 총 순응성을 C라고 하면,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000049
(수식 37)
이다.
이제 도 6으로부터 내경동맥 PWV를 1차 근사로 중대뇌동맥의 PWV라고 하면 내경동맥 + 중대뇌동맥의 순응성 Ccm을 구할 수 있다.
따라서,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000050
(수식 38)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000051
(수식 39)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000052
(수식 40)
이상의 결과를 종합하면, 좌, 우측 전대뇌동맥의 순응성(Ca1, Ca2) 및 좌, 우측 전대뇌동맥의 저항(Ra1, Ra2)은 하기 수식 5-8에 의하여 각각 산출할 수 있게 된다.
좌측 전대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000053
(수식 5);
우측 전대뇌동맥의 순응성 (수식 6);
좌측 전대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000055
(수식 7); 및
우측 전대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000056
(수식 8),
상기 수식 5 내지 8에서, Pa1s는 좌측 전대뇌동맥의 수축기 혈압, Pa1d는 좌측 전대뇌동맥의 이완기 혈압, Pa2s는 우측 전대뇌동맥의 수축기 혈압, Pa2d는 우측 전대뇌동맥의 이완기 혈압, Aa1s는 좌측 전대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Aa1d는 좌측 전대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Aa2s는 우측 전대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Aa2d는 우측 전대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Sa1은 좌측 전대뇌동맥의 혈류량, Sa2은 우측 전대뇌동맥의 혈류량, K는 임상계수이다.
또한, 좌, 우측 중대뇌동맥의 순응성(Ca1, Ca2) 및 좌, 우측 중대뇌동맥의 저항(Ra1, Ra2)은 하기 수식 9-12에 의하여 각각 산출할 수 있게 된다.
좌측 중대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000057
(수식 9);
우측 중대뇌동맥의 순응성
Figure PCTKR2009005626-appb-I000058
(수식 10);
좌측 중대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000059
(수식 11); 및
우측 중대뇌동맥의 저항
Figure PCTKR2009005626-appb-I000060
(수식 12),
상기 수식 9 내지 12에서, Pm1s는 좌측 중대뇌동맥의 수축기 혈압, Pm1d는 좌측 중대뇌동맥의 이완기 혈압, Pm2s는 우측 중대뇌동맥의 수축기 혈압, Pm2d는 우측 중대뇌동맥의 이완기 혈압, Am1s는 좌측 중대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Am1d는 좌측 중대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Am2s는 우측 중대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Am2d는 우측 중대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Sm1은 좌측 중대뇌동맥의 혈류량, Sm2은 우측 중대뇌동맥의 혈류량, K는 임상계수이다.
다음은 경동맥과 추골동맥에서 혈류량과 경동맥에서 평균혈압
Figure PCTKR2009005626-appb-I000061
가 주어진 조건에서 뇌혈관계의 매 혈관가지들에서 혈압과 혈류량을 구한다.
이때 매 혈관의 저항 R는 앞에서 얻은 값을 준다.
임상에서 혈압은 저항과 혈류량의 곱으로 정의한다.
따라서, 상기 내용을 기초로 본 발명에 의한 처리부(210)에서 혈압과 혈류량을 구하기 위한 연립 방정식을 작성하면,
Figure PCTKR2009005626-appb-I000062
(수식 41)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000063
(수식 42)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000064
(수식 43)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000065
(수식 44)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000066
(수식 45)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000067
(수식 46)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000068
(수식 47)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000069
(수식 48)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000070
(수식 49)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000071
(수식 50)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000072
(수식 51)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000073
(수식 52)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000074
(수식 53)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000075
(수식 54)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000076
(수식 55)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000077
(수식 56)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000078
(수식 57)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000079
(수식 58)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000080
(수식 59)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000081
(수식 60)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000082
(수식 61)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000083
(수식 62)
Figure PCTKR2009005626-appb-I000084
(수식 63)
이다.
이상의 방정식에서 미지수는 Qp11, Qp12, Qp21, Qp22, Qa11, Qa12, Qa21, Qa22, Qm1, Qm2, Qpc1, Qpc2, Qac, Pa1, Pa2, Pc1, Pc2, Pv1, Pv2, Pp1, Pp2, P3, P4, Rb 이고,
P1, P2, Qv1, Qv2, Qc1, Qc2 을 아는 것으로 하면, 상기 연립 방정식은 닫기게 되어 미지수를 구할 수 있게 된다.
본 발명의 뇌혈관 분석 장치에 의하면, 뇌혈관의 개별적 혈관가지의 기질적 변화를 반영하는 탄성계수를 분석하며 뇌혈관계의 혈류특성과 뇌혈관의 개별적 혈관가지의 기질적 변화와 기능적 변화를 반영하는 혈류량, 혈관 순응성, 혈류 저항을 산출함으로써, 뇌혈관 질환의 발생 위험성을 조기에 진단할 수 있는 것이어서, 산업상 이용가능성이 매우 높다.

Claims (10)

  1. 심전도 센서, 심음도 센서, 맥파 센서 및 초음파 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 뇌혈관을 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 얻은 뇌혈관의 압력곡선, 상기 압력곡선에 대한 수축기와 이완기의 면적 및 상기 뇌혈관의 혈류량을 포함한 기초 정보로 생물역학적 지표를 산출하는 것을 특징으로 하는 뇌혈관 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, 맥파 센서 및 초음파 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 뇌혈관 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 및 APG 파형을 동시에 얻는 것을 특징으로 하는 뇌혈관 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 뇌혈관 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 뇌혈관 분석 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주처리부는,
    상기 입력기로 기초 정보를 입력받고, 상기 생체신호 측정계를 통하여 상기 생체신호를 수신받는 제 1 단계;
    상기 수신된 생체신호의 파형을 분석하고 상기 분석된 파형 자료를 기초로 뇌혈관의 압력곡선, 상기 압력곡선에 대한 수축기와 이완기의 면적 및 상기 뇌혈관의 혈류량을 얻는 제 2 단계; 및
    상기 얻은 압력곡선, 압력곡선의 면적 및 혈류량과 상기 입력받은 기초 정보를 기초로 상기 뇌혈관의 순응성(C) 및 저항(R)을 포함한 생물역학적 지표를 산출하여 뇌혈관 분석 결과를 보여주는 제 3 단계가 포함하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 뇌혈관 분석 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 상기 뇌혈관은 좌, 우측 후대뇌동맥을 포함하고,
    상기 제 3 단계에서의 상기 생물역학적 지표 중 좌, 우측 후대뇌동맥의 순응성(Cp1, Cp2) 및 좌, 우측 후대뇌동맥의 저항(Rp1, Rp2)은 하기 수식에 의하여 각각 산출된 것을 특징으로 하는 뇌혈관 분석 장치.
    좌측 후대뇌동맥의 순응성
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000085
    (수식 1);
    우측 후대뇌동맥의 순응성
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000086
    (수식 2);
    좌측 후대뇌동맥의 저항
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000087
    (수식 3); 및
    우측 후대뇌동맥의 저항
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000088
    (수식 4),
    상기 수식 1 내지 4에서, Pp1s는 좌측 후대뇌동맥의 수축기 혈압, Pp1d는 좌측 후대뇌동맥의 이완기 혈압, Pp2s는 우측 후대뇌동맥의 수축기 혈압, Pp2d는 우측 후대뇌동맥의 이완기 혈압, Ap1s는 좌측 후대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Ap1d는 좌측 후대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Ap2s는 우측 후대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Ap2d는 우측 후대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Sp1은 좌측 후대뇌동맥의 혈류량, Sp2은 우측 후대뇌동맥의 혈류량이다.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 상기 뇌혈관은 좌, 우측 전대뇌동맥을 포함하고,
    상기 제 3 단계에서의 상기 생물역학적 지표 중 좌, 우측 전대뇌동맥의 순응성(Ca1, Ca2) 및 좌, 우측 전대뇌동맥의 저항(Ra1, Ra2)은 하기 수식에 의하여 각각 산출된 것을 특징으로 하는 뇌혈관 분석 장치.
    좌측 전대뇌동맥의 순응성
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000089
    (수식 5);
    우측 전대뇌동맥의 순응성
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000090
    (수식 6);
    좌측 전대뇌동맥의 저항
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000091
    (수식 7); 및
    우측 전대뇌동맥의 저항
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000092
    (수식 8),
    상기 수식 5 내지 8에서, Pa1s는 좌측 전대뇌동맥의 수축기 혈압, Pa1d는 좌측 전대뇌동맥의 이완기 혈압, Pa2s는 우측 전대뇌동맥의 수축기 혈압, Pa2d는 우측 전대뇌동맥의 이완기 혈압, Aa1s는 좌측 전대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Aa1d는 좌측 전대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Aa2s는 우측 전대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Aa2d는 우측 전대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Sa1은 좌측 전대뇌동맥의 혈류량, Sa2은 우측 전대뇌동맥의 혈류량, K는 임상계수이다.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 상기 뇌혈관은 좌, 우측 중대뇌동맥을 포함하고,
    상기 제 3 단계에서의 상기 생물역학적 지표 중 좌, 우측 중대뇌동맥의 순응성(Ca1, Ca2) 및 좌, 우측 중대뇌동맥의 저항(Ra1, Ra2)은 하기 수식에 의하여 각각 산출된 것을 특징으로 하는 뇌혈관 분석 장치.
    좌측 중대뇌동맥의 순응성
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000093
    (수식 9);
    우측 중대뇌동맥의 순응성
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000094
    (수식 10);
    좌측 중대뇌동맥의 저항
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000095
    (수식 11); 및
    우측 중대뇌동맥의 저항
    Figure PCTKR2009005626-appb-I000096
    (수식 12),
    상기 수식 9 내지 12에서, Pm1s는 좌측 중대뇌동맥의 수축기 혈압, Pm1d는 좌측 중대뇌동맥의 이완기 혈압, Pm2s는 우측 중대뇌동맥의 수축기 혈압, Pm2d는 우측 중대뇌동맥의 이완기 혈압, Am1s는 좌측 중대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Am1d는 좌측 중대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Am2s는 우측 중대뇌동맥 압력곡선의 수축기 면적, Am2d는 우측 중대뇌동맥 압력곡선의 이완기 면적, Sm1은 좌측 중대뇌동맥의 혈류량, Sm2은 우측 중대뇌동맥의 혈류량, K는 임상계수이다.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주처리부는 상기 제 3 단계에서 산출된 상기 뇌혈관의 순응성(C) 및 저항(R)을 상기 출력부에 C-R 상태도(Chart) 상의 점으로 나타내도록 제어하는 것을 특징으로 하는 뇌혈관 분석 장치.
PCT/KR2009/005626 2008-10-02 2009-10-01 뇌혈관 분석 장치 WO2010038994A2 (ko)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011529998A JP5628180B2 (ja) 2008-10-02 2009-10-01 脳血管分析装置
US13/121,806 US9265480B2 (en) 2008-10-02 2009-10-01 Cerebrovascular analyzer
AU2009300539A AU2009300539B2 (en) 2008-10-02 2009-10-01 Cerebrovascular analyzer
KR1020097026416A KR101124641B1 (ko) 2008-10-02 2009-10-01 뇌혈관 분석 장치
CA2738994A CA2738994A1 (en) 2008-10-02 2009-10-01 Cerebrovascular analyzer
EP09818004A EP2347715A4 (en) 2008-10-02 2009-10-01 CEREBROVASCULAR ANALYSIS SYSTEM
CN2009801387502A CN102170832B (zh) 2008-10-02 2009-10-01 脑血管分析装置
US14/980,170 US20160106357A1 (en) 2008-10-02 2015-12-28 Cerebrovascular analyzer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080096949 2008-10-02
KR10-2008-0096949 2008-10-02

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/121,806 A-371-Of-International US9265480B2 (en) 2008-10-02 2009-10-01 Cerebrovascular analyzer
US14/980,170 Continuation-In-Part US20160106357A1 (en) 2008-10-02 2015-12-28 Cerebrovascular analyzer

Publications (3)

Publication Number Publication Date
WO2010038994A2 true WO2010038994A2 (ko) 2010-04-08
WO2010038994A3 WO2010038994A3 (ko) 2010-07-29
WO2010038994A4 WO2010038994A4 (ko) 2010-09-23

Family

ID=42074021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2009/005626 WO2010038994A2 (ko) 2008-10-02 2009-10-01 뇌혈관 분석 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9265480B2 (ko)
EP (1) EP2347715A4 (ko)
JP (1) JP5628180B2 (ko)
KR (1) KR101124641B1 (ko)
CN (1) CN102170832B (ko)
AU (1) AU2009300539B2 (ko)
CA (1) CA2738994A1 (ko)
WO (1) WO2010038994A2 (ko)

Cited By (2)

* 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
CN115953381A (zh) * 2023-01-04 2023-04-11 上海市第六人民医院 一种脑卒中分析系统、分析方法和计算机可读存储介质

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160106357A1 (en) * 2008-10-02 2016-04-21 Seog San Hyeon Cerebrovascular analyzer
AT511990B1 (de) * 2011-09-27 2013-06-15 Fachhochschule Technikum Wien Stellglied zur ansteuerung von lichtemittierenden dioden
KR101646439B1 (ko) * 2015-01-26 2016-08-08 울산대학교 산학협력단 혈액순환장애 측정 장치 및 그 방법
CN107440738A (zh) * 2017-07-19 2017-12-08 王俊玲 一种多功能医用儿科听诊装置
US10507009B2 (en) * 2017-10-05 2019-12-17 EchoNous, Inc. System and method for fusing ultrasound with additional signals
CN108670297B (zh) * 2018-04-19 2021-10-12 上海大学 基于多模态经颅超声的帕金森病辅助分析系统及方法
US11647977B2 (en) 2018-10-08 2023-05-16 EchoNous, Inc. Device including ultrasound, auscultation, and ambient noise sensors
KR102224060B1 (ko) 2019-07-10 2021-03-05 한림대학교 산학협력단 동물 중추신경계 혈관의 시각화 방법
TWI729808B (zh) * 2020-05-14 2021-06-01 廣達電腦股份有限公司 聽診裝置及應用聽診裝置的聽診方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4703758A (en) * 1982-09-30 1987-11-03 Yoshiaki Omura Non-invasive monitoring of blood flow and cerebral blood pressure using ultra miniature reflection type photoelectric plethysmographic sensors or ultrasonic doppler flow meter
US5086776A (en) * 1990-03-06 1992-02-11 Precision Diagnostics, Inc. Apparatus and method for sensing cardiac performance
EP0498281B1 (en) * 1991-01-31 1996-03-06 Sankyo Company Limited Measurement of transmission velocity of pulse wave
JP2002503984A (ja) * 1997-06-10 2002-02-05 オークランド ユニサーヴィスィズ リミテッド 脳傷害救助装置および救助方法
US6662030B2 (en) 1998-05-18 2003-12-09 Abbott Laboratories Non-invasive sensor having controllable temperature feature
JP2004501712A (ja) 2000-07-05 2004-01-22 アストロン　クリニカ　リミテッド 表皮診断支援装置
US6819950B2 (en) * 2000-10-06 2004-11-16 Alexander K. Mills Method for noninvasive continuous determination of physiologic characteristics
JP3683257B2 (ja) * 2003-02-28 2005-08-17 コーリンメディカルテクノロジー株式会社 血流量推定装置
DK1641389T3 (da) * 2004-02-18 2009-05-04 Miklos Illyes Apparat og metode til at måle hæmodynamiske parametre
CN1559345A (zh) * 2004-02-20 2005-01-05 无锡贝尔森影像技术有限公司 脑血管血液动力学检测方法和仪器
JP3961500B2 (ja) * 2004-03-11 2007-08-22 株式会社中日電子 大動脈血流データ処理方法
CA2564059C (en) * 2004-04-21 2016-06-14 Mear Holding B.V. System for measuring pulsatile vascular resistance
US7572217B1 (en) * 2004-06-15 2009-08-11 University Of Louisville Research Foundation, Inc. System and method for providing cardiac support and promoting myocardial recovery
CN1593333A (zh) * 2004-07-05 2005-03-16 上海德安生物医学工程有限公司 脑血流动力学分析方法和仪器
KR100579936B1 (ko) 2004-11-30 2006-05-15 주식회사 에스피메디텍 뇌혈관의 파라메타 측정 장치 및 방법
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
MX2007011798A (es) * 2005-03-23 2008-03-19 New Health Sciences Inc Sistemas y metodos para utilizar evaluacion vascular dinamica con el fin de distinguir entre los estados vasculares y para investigar la presion intracraneal.
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
JP4880972B2 (ja) * 2005-10-20 2012-02-22 セイコーインスツル株式会社 血液循環状態測定装置
US20070124867A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-07 Woods Anthony T Duct assembly tool
CN101172042B (zh) * 2006-11-01 2011-04-06 上海匡复医疗设备发展有限公司 一种脑血管循环动力学分析方法及仪器
JP5255771B2 (ja) * 2007-01-15 2013-08-07 フクダ電子株式会社 生体情報処理装置および生体情報処理方法
US20100317945A1 (en) * 2007-07-20 2010-12-16 Olaf Schraa cuff for determining a physiological parameter
US20100204589A1 (en) * 2007-08-02 2010-08-12 Neurodx Development Llc Non-invasive intracranial pressure sensor
US20090124867A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-14 Hirsh Robert A Method and device to administer anesthetic and or vosactive agents according to non-invasively monitored cardiac and or neurological parameters
KR100877212B1 (ko) 2008-04-30 2009-01-07 (주)한별메디텍 비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정장치
WO2010030612A1 (en) * 2008-09-10 2010-03-18 Massachusetts Institute Of Technology Systems, devices and methods for noninvasive or minimally-invasive estimation of intracranial pressure and cerebrovascular autoregulation
US8315812B2 (en) * 2010-08-12 2012-11-20 Heartflow, Inc. Method and system for patient-specific modeling of blood flow

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None
See also references of EP2347715A4

Cited By (3)

* 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
CN115953381A (zh) * 2023-01-04 2023-04-11 上海市第六人民医院 一种脑卒中分析系统、分析方法和计算机可读存储介质
CN115953381B (zh) * 2023-01-04 2023-10-27 上海市第六人民医院 一种脑卒中分析系统、分析方法和计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20110275909A1 (en) 2011-11-10
US9265480B2 (en) 2016-02-23
EP2347715A4 (en) 2012-10-10
JP5628180B2 (ja) 2014-11-19
WO2010038994A3 (ko) 2010-07-29
WO2010038994A4 (ko) 2010-09-23
CN102170832B (zh) 2013-07-10
AU2009300539B2 (en) 2015-11-12
AU2009300539A1 (en) 2010-04-08
KR20100061619A (ko) 2010-06-08
JP2012504455A (ja) 2012-02-23
CN102170832A (zh) 2011-08-31
KR101124641B1 (ko) 2012-03-22
AU2009300539A2 (en) 2011-06-02
EP2347715A2 (en) 2011-07-27
CA2738994A1 (en) 2010-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010038994A2 (ko) 뇌혈관 분석 장치
WO2010038993A2 (ko) 심혈관 분석 장치
Nabeel et al. Arterial blood pressure estimation from local pulse wave velocity using dual-element photoplethysmograph probe
McLaughlin et al. Piezoelectric sensor determination of arterial pulse wave velocity
EP0498281B1 (en) Measurement of transmission velocity of pulse wave
WO2012128407A1 (ko) 다중 생체 신호 측정을 이용하여 손목혈압의 정확도를 향상시키는 방법 및 장치
WO2016140432A2 (ko) 생체나이를 이용한 잔여 수명 예측방법
WO2011039580A2 (en) Apparatus for measuring a propagation velocity of a blood pressure wave
WO2020230952A1 (ko) 통증 모니터링 장치 및 방법
WO2016199987A1 (ko) 임피던스 측정장치
WO2021132933A1 (ko) 심전도를 이용한 바이오피드백 장치 및 그의 제어 방법
WO2022231132A1 (ko) 인공지능형 스마트 리모컨 장치 및 이를 이용한 자가 검사 방법
US11596320B2 (en) Blood pulse measurement based on capacitive sensing
WO2017075841A1 (zh) 无创血压检测方法、装置及设备
WO2017142281A1 (en) Image processing apparatus, image processing method and recording medium thereof
McCombie et al. Motion based adaptive calibration of pulse transit time measurements to arterial blood pressure for an autonomous, wearable blood pressure monitor
Nabeel et al. Experimental validation of dual PPG local pulse wave velocity probe
WO2018030665A1 (ko) 혈압 측정 방법 및 이에 따른 장치
WO2021194047A1 (ko) 체온 측정이 가능한 심전계 및 그의 제어 방법
WO2022177255A2 (ko) 원격 상담 서비스 제공 방법 및 시스템
Khandai et al. Comparison of sensors performance for the development of wrist pulse acquisition system
Arathy et al. An accelerometer probe for local pulse wave velocity measurement
WO2017204384A1 (ko) 혈압측정장치 및 이를 이용한 혈압측정방법
US20040039290A1 (en) Cuff pulse wave detecting apparatus and pulse-wave-propagation-velocity-related information obtaining device
WO2017052287A1 (ko) 근거리 통신 및 프로그레시브 센싱 기반의 수면 중 무자각 발기 현상 진단 장치 및 방법

Legal Events

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

Ref document number: 200980138750.2

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20097026416

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: 09818004

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011529998

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2738994

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13121806

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2009818004

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009818004

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009300539

Country of ref document: AU

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2009300539

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20091001

Kind code of ref document: A