WO2017010832A1 - 맥파 전달 시간을 이용한 수축기 혈압 산출 장치 및 그 방법 - Google Patents

맥파 전달 시간을 이용한 수축기 혈압 산출 장치 및 그 방법 Download PDF

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WO2017010832A1
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sbp
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systolic blood
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PCT/KR2016/007699
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김성훈
황규삼
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울산대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a device for calculating systolic blood pressure using a pulse wave delivery time, and more particularly, to calculate a unique characteristic variable of a patient by receiving a pulse wave delivery time of a subject once without measurement information of the patient.
  • the present invention relates to a systolic blood pressure calculating device and a method for calculating an absolute value and a change pattern of systolic blood pressure.
  • Pulse transit time which is a combination of a pulse oximter and an ECG signal, is known to be inversely proportional to systolic blood pressure (SBP).
  • PTT pulse wave propagation time
  • SBP systolic blood pressure
  • the absolute value of blood pressure is not known in the usual way and the subject's body measurement information, disease information, demographic characteristics It is known that the absolute value can be approximated to the absolute value when it is corrected by various subject-related variables such as, but it is not clear which related variables are selected and which weight should be corrected.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to receive the pulse wave transmission time of the subject once and receive the absolute value of systolic blood pressure in the state where there is no corrective information such as body measurement information, disease information, demographic characteristics, etc. It is to provide a systolic blood pressure calculating device and a method for calculating and calculating the absolute value and the change pattern of the systolic blood pressure.
  • the method for calculating the systolic blood pressure is a step of receiving data for the pulse transit time (PTT) and systolic blood pressure (SBP) of the patient group
  • PTT-SBP pulse transit time-systolic blood pressure
  • SBP systolic blood pressure
  • step of receiving data of the patient group data about pulse wave delivery time (PTT) and systolic blood pressure (SBP) of the patient group under general anesthesia induction may be input.
  • PTT pulse wave delivery time
  • SBP systolic blood pressure
  • the correlation may be expressed as the following equation.
  • Systolic blood pressure calculation apparatus is a pulse transit time (PTT) and systolic blood pressure (SBP) of the patient group and the measurement subject and the first pulse wave delivery time of the measurement subject PTT-SBP (Pulse Transit Time-Systolic Blood Pressure) by analyzing the data input unit for receiving data about (PTT) and systolic blood pressure (SBP), pulse wave transmission time (PTT) and systolic blood pressure (SBP) of the patient group )
  • PTT-SBP Pulse Transit Time-Systolic Blood Pressure
  • the systolic blood pressure (SBP) and the pulse wave propagation time (PTT) of the patient are measured only once without any prior information related to the measurement object, such as any body measurement information, disease information, or demographic characteristics, PTT-
  • SBP systolic blood pressure
  • PTT pulse wave propagation time
  • FIG. 1 is a block diagram of a systolic blood pressure calculation device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a flow chart showing a systolic blood pressure calculation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph of pulse wave delivery time and systolic blood pressure of a patient under induction of anesthesia according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a graph showing the pulse wave delivery time, systolic blood pressure and regression line of one patient according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a graph showing unique parameter values and regression lines for each patient according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph comparing systolic blood pressure measured according to an embodiment of the present invention and systolic blood pressure measured through arterial insertion.
  • FIG. 1 is a block diagram of a systolic blood pressure calculation device according to an embodiment of the present invention.
  • the systolic blood pressure calculation apparatus 100 includes a data input unit 110, a correlation extraction unit 120, and an intrinsic variable obtaining unit 130, and a PTT input unit 140 and a blood pressure calculation unit.
  • the unit 150 may further include.
  • the data input unit 110 inputs data on pulse transit time (PTT) and systolic blood pressure (SBP) of the patient group. Receive. In addition, the data input unit 110 receives data about the first pulse wave transmission time PTT and the systolic blood pressure SBP of the measurement target.
  • PTT pulse transit time
  • SBP systolic blood pressure
  • the patient group includes a population of patients undergoing general anesthesia induction.
  • the data input unit 110 may receive data measured through an external measuring device, or may receive data measured through a measuring device included in the systolic blood pressure calculating device 100.
  • the correlation extractor 120 extracts correlations between variables (a, y 0 ) of a PTT-SBP (Pulse Transit Time-Systolic Blood Pressure) relational expression.
  • PTT-SBP Pulse Transit Time-Systolic Blood Pressure
  • systolic blood pressure means systolic blood pressure
  • pulse transit time means pulse wave propagation time
  • a and y 0 mean variables of the PTT-SBP relationship.
  • the correlation extractor 120 receives pulse wave propagation time (PTT) and systolic blood pressure (SBP) of the patient group received from the data input unit 110. Data is analyzed to extract variable values of the PTT-SBP relation that correspond to the data of each patient. Thereafter, the correlation extracting unit 120 extracts the correlation of the PTT-SBP relation by analyzing the variable values of the PTT-SBP relation corresponding to the extracted data of each patient.
  • PTT pulse wave propagation time
  • SBP systolic blood pressure
  • the correlation extractor 120 analyzes the pulse wave delivery time (PTT) and systolic blood pressure (SBP) of the patient group, and analyzes the variable values (a, y 0 ) of the PTT-SBP relation corresponding to the data of each patient.
  • PTT pulse wave delivery time
  • SBP systolic blood pressure
  • a statistical analysis method can be used, and the statistical analysis method includes a regression analysis method.
  • the intrinsic variable obtaining unit 130 obtains intrinsic variable values (a, y 0 ) of the measurement target for the PTT-SBP relational expression.
  • the eigenvariable acquirer 130 may include correlations between variables of the PTT-SBP relational expression extracted by the correlation extractor 120, and data on the first pulse wave propagation time (PTT) and systolic blood pressure (SBP) of the subject. Is applied to the PTT-SBP relation to obtain unique variable values (a, y 0 ) of the subject.
  • the pulse wave propagation time PTT may be calculated using an electrocardiogram signal measured from an ECG sensor and a pulse wave signal measured from a pulse wave measurement sensor.
  • the pulse wave propagation time PTT may be calculated based on a difference between the time of the peak point of the ECG signal generated by the same heart beat and the time of the maximum upslope point obtained by differentiating the pulse wave.
  • the PTT input unit 140 receives the second pulse wave transfer time PTT of the measurement target.
  • the PTT input unit 140 may receive the second pulse wave transmission time (PTT) of the measurement target measured through the external measuring device, the measurement target measured by the measuring device included in the systolic blood pressure calculating device 100
  • the second pulse wave propagation time (PTT) may be input.
  • the blood pressure calculator 150 calculates an absolute value of the systolic blood pressure SBP corresponding to the second pulse wave transmission time PTT of the measurement target received from the PTT input unit 140.
  • the blood pressure calculator 150 may calculate a trend of systolic blood pressure SBP.
  • the blood pressure calculator 150 is a pulse wave transmission time (PTT) and the unique variable acquisition unit of the measurement target received from the PTT input unit 140
  • PTT pulse wave transmission time
  • the unique variable values (a, y 0 ) of the measurement subject received from 130 are applied to the PTT-SBP relation.
  • the systolic blood pressure calculating device 100 may be implemented to include a data input unit 110, an intrinsic variable obtaining unit 130, a PTT input unit 140, and a blood pressure calculating unit 150. Correlation between the variables (a, y 0 ) of the PTT-SBP relational expression extracted by the correlation extractor 120 may be stored in the systolic blood pressure calculating apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the systolic blood pressure calculating apparatus 100 may be implemented to include a PTT input unit 140 and the blood pressure calculating unit 150, PTT extracted by the correlation extraction unit 120 Correlation between variables (a, y 0 ) of the SBP relation and the subject's first pulse wave propagation time (PTT) and systolic blood pressure (SBP) data of the subject obtained by applying the PTT-SBP relation
  • the variable values of (a, y 0 ) may be previously stored in the systolic blood pressure calculating apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 to 5 are flow charts showing a systolic blood pressure calculation method according to an embodiment of the present invention.
  • Systolic blood pressure calculation method may be divided into blood pressure calculation preparation step (S210 ⁇ S250) and blood pressure calculation step (S260, S270).
  • the preparation of the blood pressure is a process of extracting a unique variable value of the subject for the PTT-SBP relation, in order to calculate the absolute value and the change pattern of the systolic blood pressure of the subject. to be. That is, the systolic blood pressure calculation apparatus 100 extracts a unique parameter value of the measurement target for the PTT-SBP relation through steps S210 to S250.
  • the systolic blood pressure calculating apparatus 100 receives data on pulse wave delivery time and systolic blood pressure of the patient group (S210). At this time, the pulse wave delivery time and systolic blood pressure are measured at every heart rate of each patient and correspond to 1: 1. Therefore, the data are calculated and entered as corresponding pairs of measured values of about 70 to 90 times per minute, depending on the patient's heart rate.
  • FIG. 3 is a graph of pulse wave delivery time and systolic blood pressure of a patient under induction of anesthesia according to an embodiment of the present invention.
  • (A) shows pulse wave propagation time
  • (B) shows systolic blood pressure.
  • the pulse wave delivery time and the systolic blood pressure are similar in time. That is, as the systolic blood pressure decreases, the pulse wave delivery time decreases, and as the systolic blood pressure increases, the pulse wave delivery time increases. This change is prominent because the change in blood pressure during the induction of general anesthesia is very extreme in a short time.
  • systolic blood pressure is an invasive measurement through arterial cannulation, which is the most accurate gold standard at the state of the art.
  • the systolic blood pressure calculation apparatus 100 extracts a unique parameter value of each patient for the PTT-SBP relation by analyzing data on pulse wave delivery time and systolic blood pressure of the patient group (S220).
  • Figure 4 is a graph showing the pulse wave delivery time, systolic blood pressure and regression line of one patient according to an embodiment of the present invention.
  • the systolic blood pressure calculator 100 is a two-dimensional coordinate plane in which the pulse wave delivery time (PTT) and systolic blood pressure (SBP) of one of the patient groups are PTT as the X axis and SBP as the Y axis. Mark on. As can be seen in Figure 4, systolic blood pressure decreases and increases over a wide range with each pulse wave delivery time.
  • PTT pulse wave delivery time
  • SBP systolic blood pressure
  • the systolic blood pressure calculation apparatus 100 generates a line, ie, a regression line, most suitable for the points displayed on the two-dimensional coordinate plane with PTT as the X axis and SBP as the Y axis through regression analysis.
  • the line passing between the points shown in FIG. 4 is a regression line.
  • the systolic blood pressure calculation device 100 analyzes the regression line to extract the unique parameter value of each patient for the PTT-SBP relationship.
  • Table 1 is a chart showing the regression analysis results for FIG.
  • the variable (y 0 ) is -73.0075
  • the variable (a) is 48.3312
  • the correlation coefficient (R) is 0.8774, which is measured for about 10 minutes.
  • the correlation coefficient (R) is a numerical value indicating the relevance of the regression line, which means that the closer to 1, the higher the relevance of the regression line. In this case, the regression line shown in FIG.
  • the systolic blood pressure calculator 100 extracts correlations between variables of the PTT-SBP relational expression by analyzing the extracted unique parameter values of each patient (S230). At this time, the unique variable value of each patient may be analyzed by a regression analysis method.
  • FIG. 5 is a graph showing unique parameter values and regression lines for each patient according to an embodiment of the present invention.
  • the systolic blood pressure calculation apparatus 100 has two-dimensional values of a and y 0 as the X-axis and y 0 as the Y-axis, respectively, as shown in FIG. 5. Mark on the coordinate plane.
  • the systolic blood pressure calculating device 100 is a line that is most suitable for the points displayed on the two-dimensional coordinate plane of a unique value measured by each patient through the regression analysis as a X axis and y 0 Y axis, That is, to create a regression line.
  • the line passing between the scattered points shown in FIG. 5 is a regression line.
  • the systolic blood pressure calculating device 100 analyzes the regression line to extract the correlation between the variables of the PTT-SBP relationship.
  • Table 2 is a table showing the results generated by the systolic blood pressure calculation device 100 by regression analysis of the unique parameter values of the patient group according to an embodiment of the present invention.
  • the slope c has a value of -3.25
  • the intercept of the straight line d is 118.87
  • the correlation coefficient R is 0.9359.
  • the correlation coefficient (R) is close to 1, it can be seen that the goodness of fit of the regression line shown in FIG. This result is calculated from a total of 14,000 pairs or more and is a statistically significant result. Therefore, this correlation can be extended to the general group.
  • the systolic blood pressure calculating apparatus 100 After extracting the correlation between the variables (a, y 0 ) through the step S230, the systolic blood pressure calculating apparatus 100 receives data on the first pulse wave delivery time and systolic blood pressure of the measurement subject (S240). Using the correlation between (a, y 0 ), data on pulse wave delivery time and systolic blood pressure of the subject, a unique parameter value of the subject for the PTT-SBP relation is obtained (S250).
  • the systolic blood pressure calculation apparatus 100 is to determine the correlation between the variables (a, y 0 ) in the PTT-SBP relationship Equation 2 shown applies. Then, the systolic blood pressure calculating device 100 generates a result as shown in Equation (3).
  • the systolic blood pressure calculation apparatus 100 obtains the unique parameter value a of the subject by measuring the first pulse wave delivery time and the systolic blood pressure of the subject to be measured once.
  • the systolic blood pressure calculation apparatus 100 substitutes the acquired unique variable value (a) of the measurement target object into Equation 2 representing the correlation between the variables of the PTT-SBP relational expression and the unique variable value of the measurement target (y 0). ) Value.
  • the systolic blood pressure calculation apparatus 100 obtains 2.51 as a value by applying 0.270 [s] to PTT and 120 to SBP with respect to Equation 2.
  • the systolic blood pressure calculating apparatus 100 obtains 110.71 as a y 0 value by applying the obtained value a (2.51) to Equation (1).
  • the blood pressure calculation step receives the pulse wave transmission time of the measurement target after the blood pressure calculation preparation step (S210 ⁇ S250), and calculates at least one of the absolute value and the trend (trend) of systolic blood pressure of the measurement target corresponding thereto. It is a process.
  • the systolic blood pressure calculation apparatus 100 receives the second pulse wave delivery time of the measurement subject (S260). At least one of absolute values and trends of systolic blood pressure is calculated using the unique variable value of the measurement subject obtained in step S250, the pulse wave propagation time of the measurement subject measured in step S260, and the PTT-SBP relationship. (S270).
  • the systolic blood pressure calculation apparatus 100 receives data on a first pulse wave delivery time PTT and systolic blood pressure SBP of a measurement subject.
  • PTT pulse wave propagation time
  • SBP systolic blood pressure
  • the systolic blood pressure calculator 100 receives the second pulse wave delivery time PTT of the measurement target.
  • At least one of the absolute value and the trend of the systolic blood pressure (SBP) of the subject is determined by applying the second pulse wave propagation time (PTT) and the subject's unique variable value (a) to the PTT-SBP relation.
  • the systolic blood pressure calculating device 100 receives a second pulse wave transmission time PTT of a subject to be measured.
  • the second pulse wave propagation time (PTT) and the unique variable value (a) of the measurement subject are applied to the PTT-SBP relation to calculate at least one of an absolute value and a trend of change in systolic blood pressure (SBP) of the measurement subject. do.
  • the intrinsic variable value (a) of the measurement subject may be pre-stored in the systolic blood pressure calculating apparatus 100 of the present invention.
  • the systolic blood pressure calculation method may be implemented in the form of a computer-readable recording medium in which a program for executing the systolic blood pressure calculation method is recorded.
  • FIG. 6 is a graph comparing systolic blood pressure measured according to an embodiment of the present invention and systolic blood pressure measured through arterial insertion.
  • eSBP represents systolic blood pressure calculated according to an embodiment of the present invention
  • SBP represents systolic blood pressure measured through arterial insertion.
  • FIG. 6 (A) to (d) of Figure 6 is a comparison graph for different measurement subjects, as shown in Figure 6 (a) to (d) of the systolic blood pressure calculated according to an embodiment of the present invention It can be seen that the pattern and size vary similar to the pattern and size of invasive blood pressure measurements.
  • the Bland-Altman Plot is a graph showing the difference between the values obtained by the two measurement methods.
  • 7 is a graph showing the difference between the systolic blood pressure and the invasive blood pressure measurement calculated according to the embodiment of the present invention.
  • the horizontal axis represents the average value of the systolic blood pressure and the invasive blood pressure measurement calculated according to the embodiment of the present invention
  • the vertical axis represents the difference between the systolic blood pressure and the invasive blood pressure measurement calculated according to the embodiment of the present invention.
  • the blend-Altman chart of FIG. 7 uses data measured for kidney transplant patients with hypertension, and 3336 data sets paired with systolic and invasive blood pressure measurements calculated according to an embodiment of the present invention. set) was used.
  • the number of data sets whose error between the systolic blood pressure and the invasive blood pressure measurement calculated according to the embodiment of the present invention within ⁇ 20 mmHg was 3077, accounting for 92.3% of the total.
  • the number of data sets with an error within ⁇ 15 mmHg is 2676, which occupies a total of 80.3%, and the number of data sets with an error within ⁇ 10mmHg is 1958, which takes up 58.8%.
  • the numerical value of the systolic blood pressure calculated according to the embodiment of the present invention is accurately calculated within a small error range when compared with the invasive blood pressure measurement.
  • the systolic blood pressure (SBP) and the pulse wave propagation time (PTT) of the patient are measured only once in the absence of any prior information related to the measurement target such as all the body measurement information, disease information, and demographic characteristics.
  • the patient's unique variable values (a, y 0 ) for the PTT-SBP relationship can then be obtained with a very high level of accuracy. Therefore, only the pulse wave propagation time (PTT) measurement of the patient can calculate not only the trend of systolic blood pressure (SBP) but also the absolute value of the systolic blood pressure (SBP).
  • the present invention calculates the change pattern and the absolute value of the systolic blood pressure in a non-invasive manner, so that not only does not burden the patient's body, but also allows continuous measurement for a long time.

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Abstract

본 발명은 맥파 전달 시간을 이용한 수축기 혈압 산출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 수축기 혈압 산출 방법은, 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력받는 단계, 상기 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 PTT-SBP(Pulse Transit Time - Systolic Blood Pressure) 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 적용한 후, 그 결과를 분석하여 상기 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 단계, 측정 대상자의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력받는 단계, 그리고 상기 변수들 간 상관 관계와 상기 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 상기 PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 적용하여, 상기 측정 대상자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 획득하는 단계를 포함한다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 일체의 신체 계측 정보, 질병 정보, 인구학적 특징 등 측정 대상자와 관련한 사전 정보가 없는 상태에서 환자의 수축기 혈압(SBP) 및 맥파 전달 시간(PTT)을 한번만 측정하면 PTT-SBP 관계식에 대한 환자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 매우 높은 수준의 정확성을 갖고 획득할 수 있다. 따라서, 이후 환자의 맥파 전달 시간(PTT) 측정 만으로도 수축기 혈압(SBP)의 변화 양상(trend)뿐만 아니라 수축기 혈압(SBP)의 절대치도 산출이 가능하다.

Description

맥파 전달 시간을 이용한 수축기 혈압 산출 장치 및 그 방법
본 발명은 맥파 전달 시간을 이용한 수축기 혈압 산출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환자의 신체 계측 정보 없이 측정 대상자의 맥파 전달 시간을 1회 입력 받아 환자의 고유의 특성 변수를 산출하고 이를 통해 수축기 혈압의 절대치 및 변화 양상을 산출하는 수축기 혈압 산출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
산소 포화도 측정기(Pulse oximter)와 심전도 신호를 조합하여 측정한 맥파 전달 시간(Pulse transit time, PTT)은 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)과 반비례하는 것으로 잘 알려져 있다.
대개 맥파 전달 시간(PTT)와 수축기 혈압(SBP)의 관계식은 SBP=a*PTT-1+y0로 표현할 수 있는데, 변수 값인 a와 y0의 값은 사람마다 고유한 차이가 있고 그 편차도 심하기 때문에 예측하기 어려운 것으로 알려졌다.
수학적으로는 미지수가 a, y0 두 개 이므로 실제 수축기 혈압(SBP)과 맥파 전달 시간(PTT)을 두 번 측정하면 해당 환자 고유의 a값과 y0값을 구할 수 있다. 하지만 여러번 연속으로 측정하여도 수축기 혈압(SBP)과 맥파 전달 시간(PTT)이 큰 폭에서 변하지 않는다면 매 측정값은 오차 범위 내에서 거의 일정한 값을 보이기 때문에 환자 고유의 변수 값인 a, y0값을 아는 것은 불가능하다. 그러므로 맥파 전달 시간의 변화 양상(trend)을 관찰하여 혈압의 변화는 어느 정도 추정이 가능하나 혈압의 절대치는 통상적인 방법으로는 알 수 없는 것으로 알려져 있고 대상자의 신체 계측 정보, 질병 정보, 인구학적 특징 등의 다양한 대상자 관련 변수들로 보정하였을 때 어느 정도 절대값에 근접할 수 있다고 알려져 있으나 어떤 관련 변수들을 선택하며 어느 정도의 가중치로 보정해야 하는가에 대해서는 명확히 밝혀져 있지 못한 실정이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 등록특허 제10-0638696호(2006.10.26.공고)에 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 측정 대상자에 대한 신체 계측 정보, 질병 정보, 인구학적 특징 등의 보정 할 만한 사전 정보가 전혀 없는 상태에서, 대상자의 맥파 전달 시간을 1회 입력 받아 수축기 혈압의 절대치를 산출하고 이를 통해 수축기 혈압의 절대치 및 변화 양상을 산출하는 수축기 혈압 산출 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 수축기 혈압 산출 방법은 환자군의 제1 맥파 전달 시간(Pulse transit time, PTT) 및 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)에 대한 데이터를 입력 받는 단계, 상기 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 분석하여 PTT-SBP(Pulse Transit Time - Systolic Blood Pressure) 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 대한 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 단계, 측정 대상자의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력 받는 단계, 그리고 상기 변수들(a, y0) 간 상관 관계와 상기 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 상기 PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 적용하여, 상기 측정 대상자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 획득하는 단계를 포함한다.
상기 환자군의 데이터를 입력 받는 단계는, 전신 마취 유도 중인 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력 받을 수 있다.
상기 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 단계는, 상기 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 회귀 분석하여 상기 PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 대한 각 환자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 추출하는 단계, 그리고 상기 추출된 각 환자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 회귀 분석하여 상기 PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)의 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 단계에서, 상기 상관 관계는 아래의 수학식과 같이 나타날 수 있다.
Figure PCTKR2016007699-appb-I000001
상기 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력 받는 단계, 그리고 상기 제2 맥파 전달 시간(PTT) 및 상기 측정 대상자의 고유 변수 값들(a, y0)을 상기 PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 적용하여 상기 측정 대상자의 수축기 혈압(SBP)의 절대치 및 변화 양상(trend)중 적어도 어느 하나를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 장치는 환자군과 측정 대상자의 맥파 전달 시간(Pulse transit time, PTT) 및 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)에 대한 데이터와 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력받는 데이터 입력부, 상기 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 분석하여 PTT-SBP(Pulse Transit Time - Systolic Blood Pressure) 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 대한 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 상관 관계 추출부, 그리고 상기 변수들(a, y0) 간 상관 관계와 상기 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 상기 PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 적용하여, 상기 측정 대상자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 획득하는 고유 변수 획득부를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 일체의 신체 계측 정보, 질병 정보, 인구학적 특징 등 측정 대상자와 관련한 사전 정보가 없는 상태에서 환자의 수축기 혈압(SBP) 및 맥파 전달 시간(PTT)을 한번만 측정하면 PTT-SBP 관계식에 대한 환자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 매우 높은 수준의 정확성을 갖고 획득할 수 있다. 따라서, 이후 환자의 맥파 전달 시간(PTT) 측정 만으로도 수축기 혈압(SBP)의 변화 양상(trend)뿐만 아니라 수축기 혈압(SBP)의 절대치도 산출이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마취 유도 중인 환자의 맥파 전달 시간 및 수축기 혈압에 대한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 환자 1명의 맥파 전달 시간과 수축기 혈압 및 회귀선을 표시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 각 환자들의 고유의 변수값 및 이에 대한 회귀선을 표시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압과 동맥관 삽입을 통해 측정한 수축기 혈압을 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압과 동맥관 삽입을 통해 측정한 수축기 혈압의 블랜드-알트만 도표이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
먼저, 도 1을 통해 본 발명의 실시에에 따른 수축기 혈압 산출 장치(100)에 대하여 살펴본다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 장치의 구성도이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 장치(100)는 데이터 입력부(110), 상관 관계 추출부(120) 및 고유 변수 획득부(130)를 포함하며, PTT 입력부(140) 및 혈압 산출부(150)를 더 포함할 수 있다.
수축기 혈압 산출 장치(100)의 각 구성에 대하여 구체적으로 살펴보면, 먼저 데이터 입력부(110)는 환자군의 맥파 전달 시간(Pulse transit time, PTT) 및 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)에 대한 데이터를 입력 받는다. 또한, 데이터 입력부(110)는 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력 받는다.
여기서, 환자군은 전신 마취 유도 중인 환자의 집단을 포함한다. 그리고, 데이터 입력부(110)는 외부 측정기기를 통하여 측정된 데이터를 입력 받을 수 있고, 수축기 혈압 산출 장치(100)에 포함된 측정기기를 통하여 측정된 데이터를 입력 받을 수도 있다.
다음으로, 상관 관계 추출부(120)는 PTT-SBP(Pulse Transit Time - Systolic Blood Pressure) 관계식의 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출한다. 이때, PTT-SBP 관계식은 아래와 같다.
Figure PCTKR2016007699-appb-M000001
여기서, SBP(Systolic blood pressure)는 수축기 혈압을 의미하고, PTT(Pulse transit time)는 맥파 전달 시간을 의미하며, a와 y0는 PTT-SBP 관계식의 변수들을 의미한다.
PTT-SBP 관계식의 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하기 위하여, 상관 관계 추출부(120)는 데이터 입력부(110)로부터 전달 받은 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 분석하여 각 환자의 데이터에 대응하는 PTT-SBP 관계식의 변수 값들을 추출한다. 그 후, 상관 관계 추출부(120)는 추출된 각 환자의 데이터에 대응하는 PTT-SBP 관계식의 변수 값들을 분석하여 PTT-SBP 관계식의 상관 관계를 추출한다.
이때, 상관 관계 추출부(120)는 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)의 분석, 그리고 각 환자의 데이터에 대응하는 PTT-SBP 관계식의 변수 값들(a, y0)의 분석을 위하여 통계 분석 방법을 이용할 수 있으며, 여기서 통계 분석 방법은 회귀 분석 방법을 포함한다.
그리고, 고유 변수 획득부(130)는 PTT-SBP 관계식에 대한 측정 대상자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 획득한다. 구체적으로, 고유 변수 획득부(130)는 상관 관계 추출부(120)가 추출한 PTT-SBP 관계식의 변수들간 상관 관계와 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 PTT-SBP 관계식에 적용하여 측정 대상자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 획득한다.
한편, 맥파 전달 시간(PTT)은 심전도 측정 센서로부터 측정된 심전도 신호와 맥파 측정 센서로부터 측정된 맥파 신호를 이용하여 연산될 수 있다. 구체적으로 맥파 전달 시간(PTT)은 동일한 심장 박동에 의해 발생한 심전도 신호의 피크지점의 시간과 맥파를 미분하여 획득된 최대 업슬로프(maximal upslope)지점의 시간의 차이값을 통해 연산될 수 있다.
다음으로, PTT 입력부(140)는 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력 받는다. 이때, PTT 입력부(140)는 외부 측정기기를 통하여 측정된 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력 받을 수 있고, 수축기 혈압 산출 장치(100)에 포함된 측정기기를 통하여 측정된 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력 받을 수도 있다.
다음으로, 혈압 산출부(150)는 PTT 입력부(140)로부터 전달받은 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)에 대응하는 수축기 혈압(SBP)의 절대치를 산출한다. 또한 혈압 산출부(150)는 수축기 혈압(SBP)의 변화 양상(trend)을 산출할 수 있다. 이때, 수축기 혈압(SBP)의 절대치 및 변화 양상 중 적어도 어느 하나를 산출하기 위하여, 혈압 산출부(150)는 PTT 입력부(140)로부터 전달 받은 측정 대상자의 맥파 전달 시간(PTT) 및 고유 변수 획득부(130)로부터 전달 받은 측정 대상자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 PTT-SBP 관계식에 적용한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 데이터 입력부(110), 고유 변수 획득부(130), PTT 입력부(140) 및 혈압 산출부(150)를 포함하여 구현될 수 있으며, 상관 관계 추출부(120)가 추출하는 PTT-SBP 관계식의 변수들(a, y0)간 상관 관계는 본 발명의 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 장치(100)에 기 저장되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 PTT 입력부(140) 및 혈압 산출부(150)를 포함하여 구현될 수 있으며, 상관 관계 추출부(120)가 추출하는 PTT-SBP 관계식의 변수들(a, y0)간 상관 관계와 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 PTT-SBP 관계식에 적용하여 획득한 측정 대상자의 고유의 변수 값들(a, y0)은 본 발명의 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 장치(100)에 기 저장되어 있을 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 통해 본 발명의 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 방법에 대하여 살펴본다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 방법은 혈압 산출 준비 단계(S210 ~ S250)와 혈압 산출 단계(S260, S270)로 구분될 수 있다. 먼저 혈압 산출 준비 단계에 대하여 구체적으로 살펴보면, 혈압 산출 준비 단계는 PTT-SBP 관계식에 대한 측정 대상자의 고유의 변수 값을 추출하는 과정으로서, 이는 측정 대상자의 수축기 혈압의 절대치 및 변화 양상을 산출하기 위함이다. 즉, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 S210 내지 S250 단계를 통해 PTT-SBP 관계식에 대한 측정 대상자의 고유의 변수 값을 추출한다.
우선, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 환자군의 맥파 전달 시간 및 수축기 혈압에 대한 데이터를 입력 받는다(S210). 이때, 맥파 전달 시간 및 수축기 혈압은 각 환자의 매 심장 박동마다 측정되며, 1:1로 대응된다. 그러므로 데이터는 환자의 심박수에 따라 분당 70회에서 90회 내외의 측정값의 대응 쌍으로 산출되어 입력된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마취 유도 중인 환자의 맥파 전달 시간 및 수축기 혈압에 대한 그래프이다. 도 3에서 나타난 파형 중, (A)는 맥파 전달 시간을 나타내고 (B)는 수축기 혈압을 나타낸다. 도 3에서 보는 바와 같이, 맥파 전달 시간과 수축기 혈압은 시간에 따른 변화 양상이 유사하게 나타난다. 즉, 수축기 혈압이 낮아질수록 맥파 전달 시간은 줄어들고, 수축기 혈압이 높아질수록 맥파 전달 시간은 늘어난다. 이러한 변화 양상은 전신마취 유도 중 혈압의 변화가 30% 내외로 단시간에 매우 극심하게 발생하기 때문에 두드러지게 나타난다. 특히 수축기 혈압은 동맥관 삽입을 통해 침습적으로 측정한 값이므로 현재까지 알려진 기술 수준에서는 가장 정확한 값(gold standard)이라고 할 수 있다.
다음으로, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 환자군의 맥파 전달 시간 및 수축기 혈압에 대한 데이터를 분석하여 PTT-SBP 관계식에 대한 각 환자의 고유의 변수 값을 추출한다(S220).
이하에서는, 도 4 및 도 5를 통해 PTT-SBP 관계식에 대한 각 환자의 고유의 변수 값을 추출하는 과정을 구체적으로 살펴본다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 환자 1명의 맥파 전달 시간과 수축기 혈압 및 회귀선을 표시한 그래프이다.
먼저, 도 4에서 보는 바와 같이, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 환자군 중 한 명의 맥파 전달 시간(PTT)과 수축기 혈압(SBP)을 PTT를 X축으로 하고 SBP를 Y축으로 하는 2차원 좌표 평면상에 표시한다. 도 4에서 알 수 있듯이, 수축기 혈압은 각 맥파 전달 시간마다 넓은 범위에서 감소 및 증가한다.
다음으로, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 회귀 분석을 통해 PTT를 X축으로 하고 SBP를 Y축으로 하는 2차원 좌표 평면상에 표시된 점들에 가장 적합한 선, 즉 회귀선을 생성한다. 도 4에 표시된 점들 사이를 지나는 선이 회귀선이다.
그러면, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 회귀선을 분석하여 PTT-SBP 관계식에 대한 각 환자의 고유의 변수 값을 추출한다.
표 1은 도 4에 대한 회귀 분석 결과를 나타낸 도표이다.
R Rsqr Adj Rsqr Standard Error of Estimate
0.8774 0.7698 0.7695 6.7513
Coefficient Std. Error T P VIF
y0 -73.0075 3.4384 -21.2327 < 0.000120 7.5090 <
a 48.3312 0.9357 51.6544 < 0.000120 7.5090 <
표 1에서 나타난 바와 같이, 해당 환자의 회귀 분석 결과로서, 변수(y0)는 -73.0075, 변수(a)는 48.3312, 상관계수(R)는 0.8774의 값을 가지며, 이러한 측정치는 약 10분간 측정되었다고 가정할 때 넓은 범위에서 변화하는 약 700에서 900 개의 맥파 전달 시간 및 수축기 혈압에 대한 데이터에 의해 산출된 값이다. 이때, 상관계수(R)는 회귀선의 적합도를 나타내는 수치로서, 1에 가까울수록 회귀선의 적합도가 높음을 의미하는바, 본 환자의 경우 도 4에 표시된 회귀선의 적합도가 높은 것을 알 수 있다.
다음으로, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 상기 추출된 각 환자의 고유의 변수 값을 분석하여 PTT-SBP 관계식의 변수들간 상관 관계를 추출한다(S230). 이때, 각 환자의 고유 변수 값은 회귀 분석 방법에 의해 분석될 수 있다.
이하에서는, 도 5를 통해 본 발명의 실시예에 따른 PTT-SBP 관계식의 변수들간 상관 관계를 추출하는 과정에 대하여 살펴본다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 각 환자들의 고유의 변수값 및 이에 대한 회귀선을 표시한 그래프이다.
먼저, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 S220 단계에서 결정된 각 환자의 고유한 변수값들(a, y0)을 도 5에서와 같이, a를 X축으로 하고 y0를 Y축으로 하는 2차원 좌표 평면 상에 표시한다.
다음으로, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 회귀 분석을 통해 각 환자에서 측정한 고유한 변수값 중 a를 X축으로 하고 y0를 Y축으로 하는 이차원 좌표 평면상에 표시된 점들에 가장 적합한 선, 즉 회귀선을 생성한다. 도 5에서 표시된 흩어진 점들 사이를 지나는 선이 회귀선이다.
그러면, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 회귀선을 분석하여 PTT-SBP 관계식의 변수들간 상관 관계를 추출한다.
표 2는 본 발명의 실시예에 따른, 수축기 혈압 산출 장치(100)가 환자군의 고유 변수 값을 회귀 분석하여 생성한 결과값을 나타낸 표이다.
R Rsqr Adj Rsqr Standard Error of Estimate
0.9359 0.8759 0.8676 23.0940
Coefficient Std. Error T P VIF
d 118.8774 20.4870 5.8026 < 0.0001 13.3784 <
c -3.2505 0.3160 -10.2879 < 0.0001 13.3784 <
표 2에서 나타난 바와 같이, 환자군의 고유 변수 값들을 회귀 분석한 결과로서, 기울기(c)는 -3.25, 직선의 절편(d)은 118.87, 상관계수(R)는 0.9359의 값을 가진다. 이때, 상관계수(R)는 1에 가까운바 도 5에 표시된 회귀선의 적합도가 높은 것을 알 수 있다. 이는 총 14,000쌍 이상의 실측값에서 산출된 결과로서 통계적으로도 매우 유의한 결과이므로 이러한 상관관계를 일반 집단으로 확대하여 적용하여도 무리가 없다.
위 결과값을 이용하여 변수들간의 상관 관계를 나타내면, 수학식 2와 같은 변수들(a, y0)간 상관 관계가 추출된다.
Figure PCTKR2016007699-appb-M000002
S230 단계를 통해 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출한 다음, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간 및 수축기 혈압에 대한 데이터를 입력 받고(S240), 변수들(a, y0)간 상관 관계와 측정 대상자의 맥파 전달 시간 및 수축기 혈압에 대한 데이터를 이용하여, PTT-SBP 관계식에 대한 측정 대상자의 고유의 변수 값을 획득한다(S250).
본 발명의 실시예를 통해 측정 대상자의 고유 변수 값을 획득하는 과정에 대하여 구체적으로 살펴보면, 먼저, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 PTT-SBP 관계식에 변수들(a, y0)간의 상관 관계를 나타낸 수학식 2를 적용한다. 그러면, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 수학식 3과 같은 결과를 생성한다.
Figure PCTKR2016007699-appb-M000003
다음으로, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 1회 측정한 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간과 수축기 혈압을 수학식 3에 적용하여 측정 대상자의 고유의 변수 값(a)을 획득한다.
그리고, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 획득한 측정 대상자의 고유의 변수 값(a)을 PTT-SBP 관계식의 변수들간 상관 관계를 나타낸 수학식 2에 대입하여 측정 대상자의 고유의 변수값(y0)값을 획득한다.
예를 들어, 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간이 0.270[s]이고, 수축기 혈압이 120[mmHg]이라고 가정한다. 그러면 수축기 혈압 산출 장치(100)는 수학식 2에 대하여 PTT에 0.270[s]를 적용하고, SBP에 120을 적용하여 a값으로 2.51을 획득한다. 그리고, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 획득한 a값(2.51)을 수학식 1에 적용하여 y0값으로 110.71을 획득한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 혈압 산출 단계에 대하여 구체적으로 살펴본다. 먼저, 혈압 산출 단계는 혈압 산출 준비 단계(S210 ~ S250) 이후, 측정 대상자의 맥파 전달 시간을 입력 받아, 이에 대응하는 측정 대상자의 수축기 혈압의 절대치 및 변화 양상(trend) 중 적어도 어느 하나를 산출하는 과정이다.
도 2의 S250 단계를 통해 측정 대상자의 고유의 변수 값들을 획득한 후, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간을 입력 받는다(S260). 그리고, S250단계에서 획득한 측정 대상자의 고유 변수 값, S260단계에서 측정된 측정 대상자의 맥파 전달 시간 및 PTT-SBP 관계식을 이용하여 수축기 혈압의 절대치 및 변화 양상(trend) 중 적어도 어느 하나를 산출한다(S270).
예를 들어, S260 단계에서 측정된 측정 대상자의 맥파 전달 시간이 0.270[s]이고, S250 단계에서 추출된 측정 대상자의 고유 변수 값이 a는 2.51, y0는 110.71이라고 가정한다. 그러면, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 PTT-SBP 관계식에 고유 변수 값들을 적용하여 측정 대상자 고유의 PTT-SBP 관계식(SBP=1.50PTT-1+117.12)을 도출한 후, 측정 대상자 고유의 PTT-SBP 관계식(SBP=1.50PTT-1+117.12)에 S250단계에서 측정된 측정 대상자의 맥파 전달 시간인 0.270[s]을 적용하여 수축기 혈압의 절대치로 120.00[mmHg]의 값을 산출하게 된다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 방법에 대하여 살펴본다.
먼저, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력받는다.
그러면, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 상기 입력받은 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 적용하여, 측정 대상자의 고유의 변수 값(a)을 획득한다. 이때, 변수들간 상관관계는 y0=118.87-3.25a이므로 변수 값(a)은 수학식 3(
Figure PCTKR2016007699-appb-I000002
)에 의해 획득된다.
그리고, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 상기 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력받는다.
그러면, 제2 맥파 전달 시간(PTT) 및 측정 대상자의 고유 변수 값(a)을 PTT-SBP 관계식에 적용하여 상기 측정 대상자의 수축기 혈압(SBP)의 절대치 및 변화 양상(trend)중 적어도 어느 하나를 산출한다.
본 발명의 다른 실시예로, 수축기 혈압 산출 장치(100)는 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력받는다.
그리고, 제2 맥파 전달 시간(PTT) 및 측정 대상자의 고유 변수 값(a)을 PTT-SBP 관계식에 적용하여 측정 대상자의 수축기 혈압(SBP)의 절대치 및 변화 양상(trend)중 적어도 어느 하나를 산출한다.
이때, 측정 대상자의 고유 변수 값(a)는 본 발명의 수축기 혈압 산출 장치(100)에 기 저장되어 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 수축기 혈압 산출 방법은 수축기 혈압 산출 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터 판독가능한 기록매체의 형태로 실시될 수도 있다.
이하에서는 도 6 및 도 7을 통해 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압의 정확도에 대해 살펴보도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압과 동맥관 삽입을 통해 측정한 수축기 혈압을 비교한 그래프이다. 도 6에서 eSBP는 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압을 나타내고, SBP는 동맥관 삽입을 통해 측정된 수축기 혈압을 나타낸다. 일반적으로, 대상자의 동맥에 카테터 등을 삽입하여 측정된 침습적 혈압 측정치가 비침습적 방법에 의해 측정된 수치에 비해 정확하므로, 도 6에서는 침습적 혈압 측정치를 기준으로 비교하였다.
도 6의 (a) 내지 (d)는 서로 다른 측정 대상자들에 대한 비교 그래프로서, 도 6의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압의 패턴 및 크기가 침습적 혈압 측정치의 패턴 및 크기와 유사하게 변함을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압과 동맥관 삽입을 통해 측정한 수축기 혈압의 블랜드-알트만 도표이다.
블랜드-알트만 도표(Bland-Altman Plot)란, 두 가지 측정 방법으로 구해진 값의 차이를 나타내는 그래프이다. 도 7에서는 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압과 침습적 혈압 측정치의 차이를 그래프로 나타낸다.
도 7에서, 가로축은 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압과 침습적 혈압 측정치의 평균값을 나타내고, 세로축은 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압과 침습적 혈압 측정치의 차이값을 나타낸다.
도 7의 블랜드-알트만 도표는 고혈압을 동반한 신장 이식 환자를 대상으로 측정한 데이터를 이용하였으며, 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압와 침습적 혈압 측정치가 페어(pair)된 3336개의 데이터 세트(set)를 이용하였다.
아래의 표 3은 도 7에 도시된 그래프의 결과를 나타낸다.
오차 오차범위내의 데이터 세트 개수 정확도
±20mmHg 이내 3077개 92.3%
±15mmHg 이내 2676개 80.3%
±10mmHg 이내 1959개 58.8%
표 3에 나타난 바와 같이, 전체 3336개 데이터 세트 중 본 발명의 실시예에 따라 산출된 수축기 혈압와 침습적 혈압 측정치 사이의 오차가 ±20mmHg 이내인 데이터 세트의 개수는 3077개로 전체 92.3%를 차지한다. 그리고, 오차가 ±15mmHg 이내인 데이터 세트의 개수는 2676개로 전체 80.3%를 차지하며, 오차가 ±10mmHg 이내인 데이터 세트의 개수는 1959개로 전체 58.8%를 차지한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예 따라 산출된 수축기 혈압의 수치는 침습적 혈압 측정치와 비교하여 볼 때, 적은 오차 범위 내에서 정확히 산출되고 있음을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 일체의 신체 계측 정보, 질병 정보, 인구학적 특징 등 측정 대상자와 관련한 사전 정보가 없는 상태에서 환자의 수축기 혈압(SBP) 및 맥파 전달 시간(PTT)을 한번만 측정하면 PTT-SBP 관계식에 대한 환자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 매우 높은 수준의 정확성을 갖고 획득할 수 있다. 따라서, 이후 환자의 맥파 전달 시간(PTT) 측정 만으로도 수축기 혈압(SBP)의 변화 양상(trend)뿐만 아니라 수축기 혈압(SBP)의 절대치도 산출이 가능하다. 이렇게 신체 계측 정보 없이 1회의 측정으로 환자 고유의 특성 계수를 산출하고 이를 기반으로 수축기 혈압의 절대치를 특정하는 것은 종래에 알려진 기술로는 도저히 구현이 불가하다. 왜냐하면 기존의 방법들은 첫째로 환자의 고유 특성 계수를 산출하기 위해 키, 몸무게, 나이, 팔둘레 등의 계측 정보 및 혈관의 탄성도, 혈액의 점도 등 동반 질병 상태를 알아야만 산출해 낼 수 있기 때문이고, 둘째로 일회의 측정으로 수축기 혈압의 절대값을 산출한다 하더라도 이후에 혈압이 변화하는 정도에 따라 사전에 산출해낸 환자의 특성값이 이후의 혈압 변화량을 정확하게 잘 반영하는지에 대해서는 전혀 알려진 바가 없기 때문에 실제 적용은 매우 어렵기 때문이다.
또한, 본 발명은 비침습적 방법으로 수축기 혈압의 변화 양상 및 절대치를 산출하므로 환자의 신체에 부담이 주지 않을 뿐 아니라, 장시간 연속적인 측정이 가능하다.
그리고, 웨어러블 디바이스와 같이 이동성 및 휴대성이 담보되는 기기에 적용이 가능하므로 병원의 입원 환자뿐만 아니라, 야외에서 활동하는 사람들도 실시간으로 혈압을 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 환자군의 맥파 전달 시간(Pulse transit time, PTT) 및 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)에 대한 데이터를 입력 받는 단계,
    상기 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 분석하여 PTT-SBP(Pulse Transit Time - Systolic Blood Pressure) 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 대한 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 단계,
    측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력받는 단계, 그리고
    상기 변수들(a, y0) 간 상관 관계와 상기 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 상기 PTT-SBP 관계식에 적용하여, 상기 측정 대상자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 획득하는 단계를 포함하는 수축기 혈압 산출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환자군의 데이터를 입력받는 단계는,
    전신 마취 유도 중인 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력받는 수축기 혈압 산출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 단계는,
    상기 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 회귀 분석하여 상기 PTT-SBP 관계식에 대한 각 환자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 추출하는 단계, 그리고
    상기 추출된 각 환자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 회귀 분석하여 상기 PTT-SBP 관계식의 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 단계를 포함하는 수축기 혈압 산출 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 단계에서,
    상기 상관 관계는 아래의 수학식과 같이 나타나는 수축기 혈압 산출 방법.
    Figure PCTKR2016007699-appb-I000003
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력받는 단계, 그리고
    상기 제2 맥파 전달 시간(PTT) 및 상기 측정 대상자의 고유 변수 값들(a, y0)을 상기 PTT-SBP 관계식에 적용하여 상기 측정 대상자의 수축기 혈압(SBP)의 절대치 및 변화 양상(trend)중 적어도 어느 하나를 산출하는 단계를 더 포함하는 수축기 혈압 산출 방법.
  6. 환자군의 맥파 전달 시간(Pulse transit time, PTT) 및 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)에 대한 데이터와 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력받는 데이터 입력부,
    상기 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 분석하여 PTT-SBP(Pulse Transit Time - Systolic Blood Pressure) 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 대한 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 상관 관계 추출부, 그리고
    상기 변수들(a, y0) 간 상관 관계와 상기 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 상기 PTT-SBP 관계식에 적용하여, 상기 측정 대상자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 획득하는 고유 변수 획득부를 포함하는 수축기 혈압 산출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 데이터 입력부는,
    전신 마취 유도 중인 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력받는 수축기 혈압 산출 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 상관 관계 추출부는,
    상기 환자군의 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 회귀 분석하여 상기 PTT-SBP 관계식에 대한 각 환자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 추출하고, 상기 추출된 각 환자의 고유의 변수 값들(a, y0)을 회귀 분석하여 상기 PTT-SBP 관계식의 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하는 수축기 혈압 산출 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 상관 관계 추출부에서,
    상기 상관 관계는 아래의 수학식과 같이 나타나는 수축기 혈압 산출 장치.
    Figure PCTKR2016007699-appb-I000004
  10. 제6항에 있어서,
    상기 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력받는 PTT 입력부, 그리고
    상기 제2 맥파 전달 시간(PTT) 및 상기 측정 대상자의 고유 변수 값들(a, y0)을 상기 PTT-SBP 관계식에 적용하여 상기 측정 대상자의 수축기 혈압(SBP)의 절대치 및 변화 양상(trend)중 적어도 어느 하나를 산출하는 혈압 산출부를 더 포함하는 수축기 혈압 산출 장치.
  11. 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력받는 단계,
    PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 상기 입력받은 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터와 상기 PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 대한 변수들(a, y0)간 상관 관계를 적용하여, 상기 측정 대상자의 고유의 변수 값(a)을 획득하는 단계,
    상기 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력받는 단계, 그리고
    상기 제2 맥파 전달 시간(PTT) 및 상기 측정 대상자의 고유 변수 값(a)을 상기 PTT-SBP 관계식에 적용하여 상기 측정 대상자의 수축기 혈압(SBP)의 절대치 및 변화 양상(trend)중 적어도 어느 하나를 산출하는 단계를 포함하며,
    상기 변수들(a, y0)간 상관 관계는,
    환자군의 맥파 전달 시간(Pulse transit time, PTT) 및 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)에 대한 데이터를 분석하여 추출되는 수축기 혈압 산출 방법.
  12. 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 입력받는 데이터 입력부,
    PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 상기 입력받은 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터와 상기 PTT-SBP 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 대한 변수들(a, y0)간 상관 관계를 적용하여, 상기 측정 대상자의 고유의 변수 값(a)을 획득하는 고유 변수 획득부,
    상기 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력받는 PTT 입력부, 그리고
    상기 제2 맥파 전달 시간(PTT) 및 상기 측정 대상자의 고유 변수 값(a)을 상기 PTT-SBP 관계식에 적용하여 상기 측정 대상자의 수축기 혈압(SBP)의 절대치 및 변화 양상(trend)중 적어도 어느 하나를 산출하는 혈압 산출부를 포함하며,
    상기 변수들(a, y0)간 상관 관계는,
    환자군의 맥파 전달 시간(Pulse transit time, PTT) 및 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)에 대한 데이터를 분석하여 추출되는 수축기 혈압 산출 장치.
  13. 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력받는 단계, 그리고
    상기 제2 맥파 전달 시간(PTT) 및 측정 대상자의 고유 변수 값들(a, y0)을 PTT-SBP 관계식에 적용하여 상기 측정 대상자의 수축기 혈압(SBP)의 절대치 및 변화 양상(trend)중 적어도 어느 하나를 산출하는 단계를 포함하며,
    상기 측정 대상자의 고유 변수 값들(a, y0)은,
    환자군의 맥파 전달 시간(Pulse transit time, PTT) 및 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)에 대한 데이터를 분석하여 PTT-SBP(Pulse Transit Time - Systolic Blood Pressure) 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 대한 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하고, 상기 변수들(a, y0) 간 상관 관계와 상기 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 상기 PTT-SBP 관계식에 적용하여 획득되는 수축기 혈압 산출 방법.
  14. 측정 대상자의 제2 맥파 전달 시간(PTT)을 입력받는 PTT 입력부, 그리고
    상기 제2 맥파 전달 시간(PTT) 및 측정 대상자의 고유 변수 값들(a, y0)을 PTT-SBP 관계식에 적용하여 상기 측정 대상자의 수축기 혈압(SBP)의 절대치 및 변화 양상(trend)중 적어도 어느 하나를 산출하는 혈압 산출부를 포함하며,
    상기 측정 대상자의 고유 변수 값들(a, y0)은,
    환자군의 맥파 전달 시간(Pulse transit time, PTT) 및 수축기 혈압(systolic blood pressure, SBP)에 대한 데이터를 분석하여 PTT-SBP(Pulse Transit Time - Systolic Blood Pressure) 관계식(SBP=a*PTT-1+y0)에 대한 변수들(a, y0)간 상관 관계를 추출하고, 상기 변수들(a, y0) 간 상관 관계와 상기 측정 대상자의 제1 맥파 전달 시간(PTT) 및 수축기 혈압(SBP)에 대한 데이터를 상기 PTT-SBP 관계식에 적용하여 획득되는 수축기 혈압 산출 장치.
  15. 제1항 내지 제5항, 제11항 또는 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
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