WO2021187729A1 - 혈압측정 시스템 및 이를 이용한 혈압 측정 방법 - Google Patents

혈압측정 시스템 및 이를 이용한 혈압 측정 방법 Download PDF

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    • A61B5/14552—Details of sensors specially adapted therefor

Definitions

  • the present invention relates to a blood pressure monitor and a blood pressure measuring method, and more particularly, to a blood pressure measuring system capable of quickly calculating a blood pressure value by detecting an arterial wave for a short time, and a blood pressure measuring method using the same.
  • blood pressure is a measure of the pressure that blood exerts on the walls of blood vessels, and the heart repeats contraction and relaxation about 60 to 80 times per minute.
  • the pressure exerted on the blood vessels when the heart contracts and pushes blood is called 'systolic pressure' and is called 'systolic blood pressure' because it is the highest.
  • the blood vessel pressure is called 'diastolic blood pressure', and it is called 'low blood pressure' because it is the lowest.
  • Normal blood pressure is 120 mmHg systolic and 80 mmHg diastolic. More than 1 in 4 Korean adults has high blood pressure, and after the age of 40, this ratio rapidly increases. Conversely, some patients are classified as hypotensive.
  • the high blood pressure is a problem because, if left uncontrolled without proper management of high blood pressure, it can cause other complications that can be life-threatening, such as eye disease, kidney disease, arterial disease, brain disease, and heart disease. In patients at risk for or with complications, continuous blood pressure measurement and management should be performed.
  • Blood pressure measurement methods include auscultation (Korotkoff sounds) method, oscillometric method, and tonometric method.
  • the auscultation method is a typical pressure measurement method, and in the process of applying sufficient pressure to a body part through which arterial blood passes to block the blood flow and then decompressing the pressure, the pressure at the moment when a pulse is first heard is measured as systolic pressure. It is a method of measuring the pressure at the moment the pulse sound disappears as the diastolic pressure.
  • the oscillometric method and the tonometric method are methods applied to a digitized blood pressure measuring apparatus.
  • the pulse wave generated in the process of decompressing the body part through which the arterial blood passes so as to block the blood flow of the artery sufficiently and then decompressing the body part at a constant rate, or in the process of pressurizing the body part to increase the pressure at a constant rate, like the auscultation method It measures systolic and diastolic blood pressure.
  • the pressure when the amplitude of the pulse wave is at a certain level compared to the moment when the amplitude is maximum may be measured as the systolic or diastolic blood pressure, and the pressure when the rate of change of the pulse wave amplitude is rapidly changed is measured as the systolic or diastolic blood pressure. You may.
  • the systolic blood pressure is measured before the moment when the amplitude of the pulse wave is maximum, and the diastolic blood pressure is measured later than the moment when the amplitude of the pulse wave is maximum.
  • the systolic blood pressure is measured later than the moment when the amplitude of the pulse wave is maximum, and the diastolic blood pressure is measured before the moment when the amplitude of the pulse wave is maximum.
  • the tonometric method is a method in which a predetermined pressure of a size that does not completely block arterial blood flow is applied to a body part, and the blood pressure can be continuously measured using the size and shape of the generated pulse wave.
  • a device for measuring blood pressure in various ways that is, a blood pressure monitor, is the most basic medical device for measuring blood pressure, which is the basis of a health index. It is widely used to measure blood pressure.
  • Most of the currently used blood pressure monitors are designed to measure blood pressure on the upper arm, which is similar to the height of the heart.
  • the above-described wrist blood pressure monitor or finger blood pressure monitor is smaller in size than the upper arm blood pressure monitor, so it is convenient to carry and easy to measure at any time.
  • an oscillometric blood pressure monitor detects multiple arterial pulses and measures blood pressure, it takes more than 40 seconds to measure blood pressure.
  • the present invention relates to a blood pressure monitor for measuring blood pressure, and an object of the present invention is to provide a blood pressure measuring system capable of quickly calculating a blood pressure value by detecting two types of arterial waves, and a blood pressure measuring method using the same.
  • One aspect of the present invention includes: a sensor unit for detecting a human arterial wave and a variable pressure arterial wave; and a blood pressure calculator configured to calculate a blood pressure value by using the human body arterial wave and the variable pressure arterial wave detected by the sensor unit, wherein the sensor unit is configured to detect the variable pressure arterial wave.
  • a blood pressure measurement system capable of detecting a pulse wave at a site where this is applied.
  • a sensor unit capable of detecting an arterial wave from one part of the human body and detecting a variable pressure arterial wave from another part to which the fluctuating pressure is applied;
  • a blood pressure measurement system including a blood pressure calculator configured to calculate a blood pressure value by using the human body arterial wave and the variable pressure arterial wave detected by the sensor unit.
  • the sensor unit may simultaneously measure the human body arterial wave and the variable pressure arterial wave at different positions.
  • the sensor unit includes a first sensor for detecting the arterial wave of the human body, and a second sensor for detecting the variable pressure arterial wave at a position different from that of the first sensor.
  • the second sensor may be configured as a pressure sensor. More specifically, an air pressure sensor may be applied as the second sensor. The second sensor may detect the variable pressure arterial wave at a position different from that of the first sensor.
  • the sensor unit may include a first sensor for detecting the human arterial wave below the diastolic blood pressure, and a second sensor for detecting the variable pressure arterial wave having a pulse wave equal to or greater than the diastolic blood pressure.
  • the blood pressure measurement system may further include a pulse wave processing unit configured to calculate a relative ratio value of the change amount of the variable pressure arterial wave to the change amount of the human body arterial wave measured by the sensor unit.
  • the blood pressure calculator may calculate the blood pressure value using the relative ratio value.
  • the highest value of the relative ratio value may be set as the highest fluctuating pressure value, and the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure may be determined based on the highest fluctuating pressure value.
  • the blood pressure measurement system may further include a pulse wave processor configured to calculate a mapped arterial wave by mapping the human arterial wave to the variable pressure arterial wave measured by the sensor unit.
  • the blood pressure calculator may calculate the blood pressure value using the mapped arterial wave.
  • the mapped arterial wave may be calculated by mapping the human arterial wave to a predetermined position based on the deformation time of the variable pressure arterial wave.
  • the blood pressure measurement system may further include a pressing device for applying the fluctuation pressure to the measurement site of the fluctuation pressure arterial wave.
  • the pressurizing device is capable of raising or lowering the pressure in order to generate the fluctuating pressure; the sensor unit;
  • the variable pressure arterial wave may be sensed, ie, measured, during pressure increase or decompression by the pressure device.
  • the pressurizing device may include one or more selected from the group consisting of a compression band, an air bag, a tightening device, a thermal expansion material, a shape-changing alloy, a hole, a solenoid valve, and an air pump.
  • the pressing device may be implemented by one or a suitable combination of two or more of a compression band, an air bag, a tightening device, a thermally expandable material, a shape-changing alloy, a hole, a solenoid valve, and an air pump.
  • the sensor unit may include a sensor selected from the group consisting of a pressure sensor, an optical sensor, and an impedance sensor for measuring the impedance of blood vessels.
  • the implementation of the sensor unit may be applied to at least one sensor such as a pressure sensor, an optical sensor, and an impedance sensor for measuring the impedance of blood vessels.
  • the pressure sensor may include a sensor selected from the group consisting of a pneumatic pressure sensor, a film type pressure sensor, a strain gauge, and the like.
  • the sensor unit includes a first sensor and a second sensor capable of detecting arterial waves at different sites, respectively, and any one of the first sensor and the second sensor detects the variable pressure arterial wave at a site under variable pressure. It can be applied as a measuring sensor.
  • the sensor unit for example, the first sensor may measure the human arterial wave at a site under isobaric pressure.
  • Another aspect of the present invention provides a blood pressure measurement method using a blood pressure measurement system having a sensor unit for detecting an arterial wave, wherein a processor for calculating blood pressure includes a human arterial wave and a variable pressure artery detected by the sensor unit.
  • a blood pressure measurement method including a blood pressure calculation step of calculating blood pressure using waves.
  • the blood pressure measuring method may further include a pulse wave detecting step of detecting the human arterial wave and the variable pressure arterial wave using the sensor unit.
  • the pulse wave detecting step the human arterial wave and the variable pressure arterial wave may be simultaneously detected, that is, in the same time period.
  • a pulse wave processing step of calculating a relative ratio value of the variation amount of the variable pressure arterial wave to the variation amount of the human body arterial wave measured by the sensor unit may be performed;
  • the blood pressure calculation step may include calculating the blood pressure value using the relative ratio value.
  • the step of calculating the blood pressure may include; and setting a maximum value of the relative ratio value as a maximum fluctuation pressure value, and determining a systolic blood pressure and a diastolic blood pressure based on the maximum fluctuation pressure value.
  • a pulse wave processing step of calculating the mapped arterial wave by mapping the human body arterial wave to the variable pressure arterial wave measured by the sensor unit may be performed;
  • the calculating of the blood pressure may include calculating the blood pressure value using the mapped arterial wave.
  • the processing of the pulse wave may include calculating the mapped arterial wave by mapping the other arterial wave to a predetermined position based on the time of deformation of the variable pressure arterial wave.
  • the blood pressure measurement method may further include a pressure change step for adjusting a pressing force on a portion where the variable pressure arterial wave is measured while the variable pressure arterial wave is measured by the sensor unit.
  • the present invention can calculate and output a blood pressure value from a human arterial wave detected from one part of the body and an arterial wave detected from another part of the body to which a variable pressure is applied (variable pressure arterial wave), so the conventional oscillometric method Compared to a blood pressure monitor that takes 40 seconds or more to measure the blood pressure, it is possible to calculate the blood pressure more quickly to calculate an accurate blood pressure value, thereby significantly reducing the time required for calculating the blood pressure.
  • the blood pressure value can be calculated through an easy and simple process using the relative ratio values or mapping arterial waves obtainable from two waveforms consisting of the human arterial wave and the variable pressure arterial wave, so a complex blood pressure calculation algorithm This is not required.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a blood pressure measurement system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view schematically showing an embodiment of a blood pressure measurement system according to the present invention
  • FIG. 3 is a view showing a blood pressure measurement method by the blood pressure measurement system shown in FIG. 2 ;
  • FIG. 4 is a view schematically showing another embodiment of the blood pressure measurement system according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a blood pressure measurement method by the blood pressure measurement system shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing another embodiment of a blood pressure measurement system according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a blood pressure measurement method by the blood pressure measurement system shown in FIG. 6;
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing another embodiment of a blood pressure measurement system according to the present invention.
  • FIG. 9 is a view schematically showing another embodiment of the blood pressure measurement system according to the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing another embodiment of a blood pressure measurement system according to the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart schematically illustrating an embodiment of a method for measuring blood pressure according to the present invention.
  • FIG. 12 is a graph for explaining an embodiment of a method for measuring blood pressure according to the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart schematically illustrating another embodiment of a method for measuring blood pressure according to the present invention.
  • FIG. 14 is a graph for explaining another embodiment of the method for measuring blood pressure according to the present invention.
  • a component when it is said that a component is "connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but a connection in which another component exists in the middle. It should be understood to include a relationship, that is, a relationship that is indirectly connected.
  • embodiments of the present invention provide a sensor unit 100 for detecting a sanche arterial wave such as a human arterial wave and a variable pressure arterial wave, and a signal detected by the sensor unit 100, that is,
  • the present invention relates to a blood pressure measuring system including a blood pressure calculating unit 200 for calculating blood pressure from the above-described human arterial wave and variable pressure arterial wave, and a blood pressure measuring method using the same.
  • the sensor unit 100 for an embodiment of the blood pressure measurement system according to the present invention has a configuration capable of detecting a pulse wave at a site to which a fluctuating pressure is applied for detecting the variable pressure arterial wave, that is, a site under the fluctuating pressure. It is a component that can detect variable pressure arterial waves in
  • the sensor unit 100 of the blood pressure measurement system can detect an arterial wave from one part of the human body, and a variable pressure from another part to which the fluctuating pressure is applied. It is a biosignal detector that can detect arterial waves.
  • the blood pressure calculating unit 200 is a component that calculates a blood pressure value by using the signals (human arterial wave and variable pressure arterial wave) detected by the sensor unit 200 .
  • the sensor unit 100 may simultaneously measure the above-described human arterial wave and variable pressure arterial wave at different positions.
  • the sensor unit 100 may include a first sensor 110 for detecting the above-described human arterial wave and a second sensor 120 for detecting the variable pressure arterial wave,
  • the second sensor 120 measures a biosignal, that is, the above-described variable pressure arterial wave at a position different from that of the first sensor 110 .
  • the first sensor 110 and the second sensor 120 simultaneously measure the aforementioned arterial wave (human arterial wave) and variable pressure arterial wave at different positions of the body, respectively.
  • the first sensor 110 detects an arterial wave in a region under isobaric pressure, more specifically, in a region to which a constant pressure is applied.
  • the second sensor 120 detects the aforementioned variable pressure arterial wave at a location different from that of the first sensor 110 .
  • the second sensor 120 detects the above-described variable pressure arterial wave at a portion to which the variable pressure is applied, that is, a portion to which an external force is changed.
  • the sensor unit 100 measures one arterial wave at a site under isobaric pressure, and measures the other variable pressure arterial wave at a site under variable pressure, that is, a pressure change environment. That is, the sensor unit 100 is capable of detecting the above-described human arterial wave at a site under isobaric pressure (eg, at a site under constant pressure or on which external force is not applied), and can detect the above-described human arterial wave at a site under fluctuating pressure. It is possible to detect variable pressure arterial waves.
  • the arterial wave and the variable pressure arterial wave may be simultaneously detected by the first sensor 110 and the second sensor 120 described above, that is, at the same time period.
  • the human arterial wave and the variable pressure arterial wave may be sequentially measured at the same location.
  • the sensor unit 100 includes a first sensor 110 and a second sensor 120 capable of detecting arterial waves at different sites, respectively, and any one of the first sensor and the second sensor One may measure the variable pressure arterial wave at a site under variable pressure.
  • the variable pressure arterial wave detection sensor is applied as the second sensor 120 .
  • the arterial wave (human arterial wave) may be measured below diastolic blood pressure, and the variable pressure arterial wave may include a pulse wave equal to or greater than diastolic blood pressure.
  • the human arterial wave may be a pulse wave measured in a state where the external pressure applied to the artery is equal to or less than the diastolic blood pressure, for example, a pulse wave measured in a state in which the arterial wave is not deformed by the external pressure.
  • the variable pressure arterial wave may be a pulse wave measured in a state in which the external pressure applied to the artery is equal to or greater than the diastolic blood pressure, for example, a pulse wave measured in a state in which the arterial wave is deformed by the external pressure.
  • an optical sensor such as a pressure sensor and an optical blood flow meter (PPG sensor) and a sensor such as an impedance sensor for measuring the impedance of blood vessels may be applied.
  • the pressure sensor may include at least one of an air pressure sensor, a film pressure sensor, and a strain gauge. Since the above-described sensors themselves are known, an additional description thereof will be omitted.
  • the blood pressure calculation unit 200 calculates a blood pressure value using a relative ratio value or a mapped arterial wave, as will be described later.
  • the blood pressure measurement system includes a pulse wave processing unit 300 that calculates the above-described relative ratio value or mapped arterial wave from the arterial wave (human arterial wave) and the variable pressure arterial wave. do.
  • the pulse wave processing unit 300 may calculate a ratio value of the change amount of the variable pressure arterial wave to the change amount of the human arterial wave measured by the sensor unit 100 , that is, the above-described relative ratio value.
  • the blood pressure calculator 200 may calculate a blood pressure value using the above-described relative ratio value.
  • the blood pressure calculator 200 may set the maximum value of the relative ratio value as the maximum fluctuation pressure value, and determine the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure based on the maximum fluctuation pressure value.
  • the pulse wave processing unit 300 may calculate the above-described mapped arterial wave by mapping the human arterial wave to the variable pressure arterial wave measured by the sensor unit 100 .
  • the blood pressure calculator 200 may calculate the blood pressure value using the mapped arterial wave.
  • the pulse wave processing unit 300 may calculate the mapped arterial wave by mapping the human body arterial wave to the variable pressure arterial wave based on the time point at which the variable pressure arterial wave is deformed.
  • the blood pressure measurement system 10 is a pressurizing device for applying a variable pressure to the portion where the variable pressure arterial wave is measured, that is, the portion where the signal is detected by the second sensor 120 (the measurement location of the second sensor described above). (400) may be further included.
  • variable pressure may be implemented manually while the examinee pressurizes or presses the measurement site by the second sensor 120 by himself/herself, and the variable pressure is automatically implemented by the above-described pressurizing device 400 . This may be implemented.
  • the pressurization device 400 is capable of increasing the pressure (increasing the pressing force on the part to be inspected) or reducing the pressure (reducing the pressing force on the inspected part) in order to generate the above-described fluctuating pressure, and the sensor unit 100, especially the first
  • the second sensor 120 detects the above-described variable pressure arterial wave during pressure increase or decompression of the part to be inspected (measured position of the second sensor) by the pressure device 400 .
  • the pressing device 400 includes a compression band that presses the to-be-tested part, and a tightener (for example, Patent Publication Nos. 10-2018-0019325 and 10-2017-0042118) for clamping the part to be tested (a detection site of a variable pressure arterial wave).
  • a tightener for example, Patent Publication Nos. 10-2018-0019325 and 10-2017-0042118
  • clamping the part to be tested a detection site of a variable pressure arterial wave.
  • air bag 410, refer to the drawings of embodiments to be described later
  • air pump thermal expansion material
  • shape-changing alloy such as shape memory alloy, etc. It may include any one configuration or configurations by a combination thereof.
  • the pressurizing device 400 may be provided with a valve (not shown) for opening and closing a passage for guiding air to the air bag 410 and an exhaust port (exhaust hole) for discharging air of the air bag. have.
  • the second sensor 120 measures the variable pressure 2 arterial wave described above during the pressure increase or decompression process of the part to be tested by the pressure device 400 .
  • the second sensor 120 may measure the variable pressure arterial wave while the part to be tested is pressurized or depressurized at a constant rate by the pressurizing device 400 .
  • the air bag 410 that presses the part to be inspected (measured position of the second sensor) is gradually expanded by the air supply action of the air pump, or is gradually exhausted from the air bag 410 inflated by the air pump. During discharge), the variable pressure arterial wave is measured by the second sensor 120 .
  • the pulse wave processing unit 300 when the human arterial wave is detected by the first sensor 110 and the variable pressure arterial wave is detected by the second sensor 120 , the pulse wave processing unit 300 generates the human arterial wave and the variable pressure arterial wave. A relative ratio value or a mapped arterial wave is obtained using the wave, and the blood pressure calculating unit 200 calculates a blood pressure value from the above-described relative ratio value or the mapped arterial wave.
  • the blood pressure calculating unit 200 determines the maximum variable pressure value based on the maximum value of the relative ratio value. In addition, the blood pressure calculator 200 determines a systolic blood pressure and a diastolic blood pressure based on the maximum fluctuating pressure value.
  • the blood pressure calculator 200 calculates the arterial wave deformation time point (time points a and b in the graph shown at the top of FIG. 14 ) when the variable pressure arterial wave is measured.
  • the human body arterial wave is mapped as a reference to calculate the mapped arterial wave, and the blood pressure is calculated using the above-described mapped arterial wave. More specifically, the blood pressure calculator 200 determines the highest value of the mapped arterial wave as the systolic blood pressure, and determines the lowest value of the mapped arterial wave as the diastolic blood pressure.
  • the sensor unit 100 that is, the first sensor 110 and the second sensor 120 is controlled by a processor, that is, the control unit C, and the pressurizing device 400 is also controlled by the above-described control unit C.
  • a processor that is, the control unit C
  • the pressurizing device 400 is also controlled by the above-described control unit C.
  • filling and exhausting of the air bag to be described later may be performed.
  • the blood pressure values calculated in the above-described manner for example, the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure, are displayed on the blood pressure output unit 500 such as a digital monitor.
  • FIGS. 2 to 10 Specific embodiments of the blood pressure measurement system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 10 .
  • the first embodiment 10 of the blood pressure measurement system is a blood pressure monitor that detects arterial signals, ie, human arterial waves and variable pressure arterial waves, from a finger.
  • the first sensor Reference numeral 110 is an optical sensor, and the above-described second sensor 120 is an example of a film-type pressure sensor.
  • the first sensor 110 may be disposed on the finger pad 101 .
  • the examinee places the fingers F1 and F2 on the portion where the first sensor 110 (optical sensor) is disposed and the portion where the second sensor 120 (film-type pressure sensor) is disposed, respectively.
  • a single finger F1 is raised and brought into contact with a constant pressure, and the pressure is increased while gradually pressing the finger F2 placed on the portion where the second sensor 120 (film-type pressure sensor) is disposed.
  • the first sensor 110 detects a human arterial wave
  • the second sensor 120 detects a variable pressure arterial wave under a variable pressure.
  • the finger pad 101 may be provided in a band type that can be wound around a finger to be fixed, and the second sensor 120 may also be fixed to the finger in a band type.
  • the second embodiment 10A of the blood pressure measurement system is also a blood pressure monitor that detects a signal of an artery from a finger, wherein the first sensor 110 is an optical sensor.
  • the above-described second sensor 120 is an example of an air pressure sensor, and the second sensor 120 is provided in the air bag 410 .
  • the first sensor 110 and the second sensor 120 may be fixed by being wound around a finger in a band type as in the above-described embodiment.
  • the examinee puts one finger (F1) in contact with the area where the first sensor 110 (optical sensor) is disposed, and uses the other finger (F2) to place the second sensor 120 (air pressure sensor) in the air bag 410 . Press . Exhaust is made in the air hole (not shown) of the air bag 410 while the examinee presses the air bag 410 with a finger F2 to a predetermined pressure, for example, a pressure of 300 mmHg, such an exhaust process , the detection of the variable pressure arterial wave is performed by the second sensor 120 (air pressure sensor).
  • a linear valve for controlling the flow rate may be provided in the air hole, that is, the exhaust hole of the air bag.
  • the relative ratio value or the mapping arterial wave is performed by the pulse wave processing unit 300 described above. is obtained, and the blood pressure calculator 200 calculates the blood pressure using the above-described relative ratio value or the mapped arterial wave.
  • a third embodiment 10B of the blood pressure measurement system according to the present invention is a brachial cuff type blood pressure monitor.
  • a second sensor 120 for detection is included, wherein the first sensor 110 is made of an optical sensor, and the second sensor 120 is an example of a pneumatic sensor.
  • the first sensor 110 and the second sensor 120 are provided on a cuff belt 600 worn on the upper arm. More specifically, the cuff belt 600 is provided with an air bag 410 , and the air bag 410 may be filled by a manual or automatic pumping mechanism (air pump). And the second sensor 120 , that is, the air pressure sensor is provided in the air bag 410 , and the first sensor 110 is affected by the pressure of the outer area of the air bag 410 , that is, the air bag 410 . It is placed in an area that does not receive it.
  • the air is pressed so that the subject's upper arm is pressed.
  • the pocket 410 is filled with air, and the portion measured by the first sensor 110, for example, at the height of the heart, is not subjected to pressure from the cuff belt 600 or a constant pressure, for example, is weak without a change in the tightening force. It is in a state of simple contact with the cuff belt by force, and the portion measured by the second sensor 120 is in a state of being pressed by the air bag 410 .
  • the pressure of the target part is gradually reduced at a certain rate by the exhaust of the air bag 410, and in this exhaust process, the first sensor 110 detects a human arterial wave (optical arterial wave), and at the same time, the Detection of the variable pressure arterial wave by the second sensor 120 (air pressure sensor) is performed.
  • a human arterial wave optical arterial wave
  • a relative ratio value or a mapped arterial wave is obtained by the pulse wave processing unit 300 described above, and the blood pressure calculating unit 200 . ) calculates the blood pressure using the above-described relative ratio value or the mapped arterial wave.
  • a fourth embodiment of the blood pressure measurement system is a wrist blood pressure monitor 10C, which includes the first sensor 110 for detecting human arterial waves and the detection of variable pressure arterial waves. It includes a second sensor 120 for, the first sensor 110 is made of an optical sensor, the second sensor 120 is an example made of a pneumatic sensor.
  • the first sensor 110 and the second sensor 120 are provided on a wrist cuff 700 worn on the wrist, that is, a wrist strap. More specifically, the wrist cuff 700 is provided with an air bag 410, and the air bag 410 may be filled by a manual or automatic pumping mechanism (air pump). And the second sensor 120 , that is, the air pressure sensor is provided in the air bag 410 , and the first sensor 110 is affected by the pressure of the outer area of the air bag 410 , that is, the air bag 410 . It is provided at the lower side of the case 710 for a display device (blood pressure output unit) that outputs a blood pressure value, for example, a portion that is not received.
  • the wrist cuff 700 is connected by a strap detachable means 720 such as a clasp (velcro), a button, or a buckle.
  • the wrist blood pressure monitor 10C After the above-described wrist blood pressure monitor 10C is worn on the wrist of the subject, air is placed in the air bag 410 up to a predetermined pressure so that the wrist of the subject is locally compressed (for example, compression of the area through which the radial artery or the ulnar artery passes). is filled Thereafter, the pressure is gradually reduced at a certain rate by the exhaust of the air bag 410, and in this exhaust process, the first sensor 110 detects a human arterial wave (optical arterial wave), and at the same time, the second sensor ( 120; detection of the variable pressure arterial wave by the pneumatic sensor) is performed.
  • a human arterial wave optical arterial wave
  • a relative ratio value or a mapping arterial wave is obtained by the pulse wave processing unit 300 described above, and the blood pressure calculating unit 200 . ) calculates the blood pressure using the above-described relative ratio value or the mapped arterial wave.
  • a fifth embodiment 10D of the blood pressure measurement system is a blood pressure measurement system implemented as a patient monitoring device, connected to a monitoring monitor 800 and separated from each other by an oxygen saturation meter ( 900) and the upper arm cuff 600, and the upper arm cuff 600 is provided with an air bag 410 and an air pressure sensor 120, that is, a second sensor.
  • the oxygen saturation meter 900 measures the arterial wave of the human body using a sensor for measuring oxygen saturation, for example, an optical sensor (first sensor; 110), and the upper arm cuff 600 is a belt worn on the subject's upper arm.
  • a sensor for measuring oxygen saturation for example, an optical sensor (first sensor; 110)
  • the upper arm cuff 600 is a belt worn on the subject's upper arm.
  • the variable pressure arterial wave is measured in the same manner as in the third embodiment described above by the air bag and the air pressure sensor provided in the upper arm cuff 600 , that is, the cuff belt. That is, in the present embodiment, the air bag and the second sensor are provided in the upper arm cuff 600 , but there is no first sensor, and the oxygen saturation meter functions as the first sensor.
  • a relative ratio value or a mapped arterial wave is obtained by the pulse wave processing unit 300 described above, and the blood pressure calculating unit 200 . ) calculates the blood pressure using the above-described relative ratio value or the mapped arterial wave.
  • a sixth embodiment 10E of the blood pressure measurement system according to the present invention is a brachial cuff type blood pressure monitor.
  • a second sensor 120 for detection is included, and the first sensor 110 and the second sensor 120 are each an example of a pneumatic sensor.
  • the first sensor 110 and the second sensor 120 are provided on a cuff belt 600 worn on the upper arm. More specifically, the cuff belt 600 is provided with a first air bag 410, and the first air bag 410 may be filled by a manual or automatic pumping mechanism (air pump). And the second sensor 120 , that is, the air pressure sensor is provided in the first air bag 410 , and the first sensor 110 is an external area of the first air bag 410 , that is, the pressure of the air bag 410 . It is provided in an area not affected by
  • a separate air bag that is, a second air bag 420 is provided in the cuff belt 600 , and the first sensor 110 is provided in the second air bag 420 .
  • the upper arm cuff type blood pressure monitor is worn on the subject's upper arm using a belt fixing means such as a Velcro 610 called a squeak or a button provided in the cuff belt 600, the upper arm of the subject is pressed.
  • Air is filled in the first air bag 410 and the second air bag 420.
  • the second air bag 420 may have a sealed structure by being filled with a predetermined amount of air in advance.
  • the portion measured by the first sensor 110 is pressed by the second air bag 420 at a predetermined pressure, and the second sensor 120 .
  • the measurement site by is in a state of being pressed by the first air bag (410).
  • the pressure of the target part (the measurement site of the second sensor) is gradually reduced at a certain rate by the exhaust of the first air bag 410, and the pressure of the second air bag 420 is maintained as well.
  • the first sensor 110 detects a human arterial wave (optical arterial wave)
  • the second sensor 120 air pressure sensor
  • a relative ratio value or a mapping arterial wave is obtained by the above-described pulse wave processing unit 300 , and the blood pressure calculating unit 200 . ) calculates the blood pressure using the above-described relative ratio value or the mapped arterial wave.
  • an embodiment of a blood pressure measurement method by a blood pressure measurement system having a sensor unit for detecting an arterial wave includes a processor that calculates blood pressure, that is, a control unit C, in particular, the above-described blood pressure calculation.
  • the unit 200 includes a blood pressure calculation step of calculating a blood pressure value using the human body arterial wave and the variable pressure arterial wave detected by the sensor unit 100 described above.
  • the step of calculating the blood pressure in the present embodiment includes calculating the blood pressure value using the above-described relative ratio value.
  • a pulse wave detection step of detecting the above-described human arterial wave and variable pressure at different positions of the human body by the above-described sensor unit 100 is performed.
  • the above-described human arterial wave and the detection of the fluctuating pressure are simultaneously performed in the same time period.
  • variable pressure arterial wave In the detecting of the pulse wave, the variable pressure arterial wave may be measured during a pressure increase or decompression process of a region where the variable pressure arterial wave is measured. More specifically, in the detecting of the pulse wave, the variable pressure arterial wave may be detected by detecting a pressure signal during a pressure increase or decompression process at a constant rate of a pressure in a region where the variable pressure arterial wave is measured.
  • the first embodiment of the method for measuring blood pressure according to the present invention is a pulse wave processing that calculates the ratio of the change amount of the variable pressure arterial wave to the change amount of the human arterial wave detected by the sensor unit 100, that is, the above-described relative ratio value. includes steps.
  • the pulse wave processing step that is, the calculation of the relative ratio value is performed before the blood pressure calculation step, and the step of calculating the blood pressure value using the above-described relative ratio value is performed in the blood pressure calculation step.
  • the highest value of the relative ratio value is used to determine the highest variable pressure value. Then, the systolic blood pressure and the diastolic blood pressure are determined on the basis of the maximum fluctuating pressure value to calculate the blood pressure value.
  • a signal measured by the above-described second sensor 120 for example, a variable pressure is converted into a pressure-to-variable pressure arterial wave, and the first sensor 110 measures an arterial wave by an optical signal. do.
  • the uppermost graph in the graph shown in FIG. 12 is a graph showing an arterial wave detected by the first sensor, that is, a human arterial wave.
  • the second graph from the top of FIG. 12 shows a variable pressure arterial wave detected by the second sensor in a fluctuating pressure environment, for example, a decompression process
  • the third graph from the top shows the amount of change in the arterial wave (the amount of change in the arterial wave of the human body,
  • it is a waveform graph showing a 'first change amount'
  • the fourth graph from the top is a waveform graph showing a change amount of the variable pressure arterial wave (hereinafter referred to as a 'second change amount').
  • the graph shown at the bottom of FIG. 12 is a graph showing the relative ratio value of the second change amount compared to the first change amount, that is, a waveform graph of the relative ratio value (relative ratio wave), and the largest value (the highest value) among the relative ratio values value) is the maximum fluctuating pressure value, and the values at the left and right constant points based on this value become the systolic and diastolic blood pressure values.
  • a relative ratio value is calculated (calculated) based on the human arterial wave and the variable pressure arterial wave, and the blood pressure calculation is performed using the relative ratio value.
  • t denotes time and P denotes pressure.
  • FIGS. 13 and 14 another embodiment (the second embodiment) of a blood pressure measurement method by a blood pressure measurement system having a sensor unit for detecting an arterial signal is a processor for calculating blood pressure, that is, a control unit.
  • C includes a blood pressure calculation step of calculating a blood pressure value using the human arterial wave and the variable pressure arterial wave, and more specifically, mapping the human arterial wave to the signal measured under the fluctuating pressure, that is, the variable pressure arterial wave. An arterial wave is calculated, and a blood pressure value is calculated using the mapped arterial wave.
  • the step of calculating the blood pressure in this embodiment includes calculating the blood pressure value using the above-described mapped arterial wave.
  • a pulse wave detection step of detecting the above-described human arterial wave and variable pressure at different positions of the human body by the above-described sensor unit 100 is performed.
  • the above-described human arterial wave and the detection of the fluctuating pressure are simultaneously performed in the same time period.
  • variable pressure arterial wave In the detecting of the pulse wave, the variable pressure arterial wave may be measured during a pressure increase or decompression process of a region where the variable pressure arterial wave is measured. More specifically, in the detecting of the pulse wave, the variable pressure arterial wave may be detected by detecting a pressure signal during a pressure increase or decompression process at a constant rate of a pressure in a region where the variable pressure arterial wave is measured.
  • a second embodiment of the method for measuring blood pressure according to the present invention includes a pulse wave processing step of calculating the mapped arterial wave by mapping the human arterial wave to the variable pressure arterial wave detected by the sensor unit 100 .
  • the pulse wave processing step that is, the calculation of the mapped arterial wave is performed before the blood pressure calculation step, and the step of calculating the blood pressure value using the above-described mapped arterial wave is performed in the blood pressure calculation step.
  • the calculation of the mapping arterial wave is performed based on a deformation time point (deformation time) of the variable pressure arterial wave when the variable pressure arterial wave is measured.
  • the human arterial wave measured under isostatic pressure for example, an artery detected by an optical sensor
  • a blood pressure value is calculated using the above-described mapped arterial wave.
  • the highest value of the mapped arterial wave is determined as the systolic blood pressure, and the lowest value of the mapped arterial wave is determined as the diastolic blood pressure.
  • the signal measured by the above-described second sensor 120 for example, the arterial pressure of the site to be tested is converted into a pressure-varying arterial wave with respect to the pressure, and in the first sensor 110, the artery at a constant pressure.
  • the wave that is, the human arterial wave is measured.
  • the uppermost graph in the graph shown in FIG. 14 is the pressure measured by the second sensor, such as the above-described air pressure sensor, during the pressure increase process, for example, in the process of filling the air bag with air, the pressure of the air bag itself and It is a graph in which the pressure of blood vessels is reflected together, and points a and b are the time points at which the variable pressure arterial wave is deformed.
  • the second sensor such as the above-described air pressure sensor
  • the second graph from the top of FIG. 14 is a graph showing a signal measured by the first sensor, that is, a human arterial wave.
  • the graph shown at the bottom of FIG. 14 is a graph showing the above-described mapping arterial wave, and the human arterial wave is located at a and b at the time points a and b at which the variable pressure arterial wave of the uppermost graph (variable pressure arterial wave graph) is modified. It is a graph showing the human arterial wave graph superimposed on the variable pressure arterial wave graph so that it overlaps with the same time point (points c and d) of the graph of (the second graph from the top). In these mapped sinus waves, the highest value is determined as the systolic blood pressure, and the lowest value of the mapped arterial wave becomes the diastolic blood pressure. For reference, when mapping two arterial waves, the amplitude of the human arterial wave is adjusted so that the c and d points of the human arterial wave are accurately superimposed on the a and b points of the variable pressure arterial wave.
  • the blood pressure calculation can be performed using the mapping arterial wave and the relative ratio values obtained based on the above-described two biosignals, particularly the human arterial wave and the variable pressure arterial wave.
  • the deformation time point of the variable pressure arterial wave is used.
  • the present invention relates to a blood pressure measuring device and a blood pressure measuring method for measuring blood pressure in a human body, and is applicable to the medical device field, particularly the blood pressure monitor-related technical field.

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Abstract

본 발명은 혈압측정 시스템 및 이를 이용한 혈압 측정 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 혈압측정 시스템은: 인체 동맥파와 변동압 동맥파의 검출을 위한 센서부; 및 상기 센서부에 의해 검출되는 상기 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 이용해서, 혈압값을 산출하는 혈압 산출부를 포함하는 혈압측정 시스템으로서: 상기 센서부가, 상기 변동압 동맥파의 검출을 위해 변동 압력이 가해지는 부위에서 맥파를 감지한다. 본 발명은, 인체의 일 부위에서 검출되는 동맥파와 변동 압력이 가해지는 인체의 다른 부위에서 검출되는 변동압 동맥파로부터 혈압값을 계산해서 출력할 수 있으므로, 종래의 오실로메트릭 방식 혈압계가 혈압 측정에 40초 이상의 시간이 소요되는 데 비해 더 빠르게 혈압을 계산해서 정확한 혈압값을 산출할 수 있고, 그로 인해 혈압 계산에 소요되는 시간이 크게 감소될 수 있다. 그리고 본 발명에 따르면, 동맥파와 변동압 동맥파로 구성되는 2가지 파형으로부터 획득 가능한 상대 비율값이나 매핑 동맥파를 이용해서, 쉽고 단순한 처리과정을 통해 혈압값이 산출될 수 있으므로, 복잡한 혈압 계산 알고리즘이 요구되지 않는다.

Description

혈압측정 시스템 및 이를 이용한 혈압 측정 방법
본 발명은 혈압계 및 혈압 측정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 짧은 시간 동안의 동맥파를 검출해서 빠르게 혈압값을 산출할 수 있는 혈압측정 시스템 및 이를 이용한 혈압 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 혈액이 혈관의 벽에 미치는 압력을 잰 것을 혈압이라고 하며, 심장은 1분에 약 60 내지 80회 수축과 이완을 반복한다. 심장이 수축하여 피를 밀어낼 때 혈관에 미치는 압력을 '수축혈압'이라고 하며 가장 높기 때문에 '최고혈압'이라고 한다. 또한, 심장이 이완되면서 혈액을 받아들일 때 혈관 압력을 '이완혈압'이라고 하며 가장 낮기 때문에 '최저혈압'이라고 한다.
보통 정상인의 혈압은 수축혈압이 120mmHg이고, 이완혈압은 80mmHg을 나타낸다. 우리나라 성인의 4명 중 1명 이상이 고혈압에 해당되며, 40세 이후부터는 이 비율이 급격히 증가하는 추세를 보이고 있고, 반대로 저혈압으로 분류된 환자도 있다.
상기 고혈압이 문제가 되는 것은 고혈압을 적절히 관리하지 않고 방치할 경우 안질환, 신장질환, 동맥질환, 뇌질환, 심장질환과 같은 생명에 위협을 가할 수 있는 다른 합병증들의 원인이 될 수 있기 때문에, 합병증의 위험이 있거나 합병증을 가진 환자의 경우 지속적인 혈압의 측정과 관리가 이루어져야 한다.
상술한 고혈압 등 성인병 관련 질환과 건강에 대한 관심이 증가함에 따라 다양한 종류의 혈압 측정 장치가 개발되고 있다. 혈압 측정 방식에는 청진(Korotkoff sounds) 방식, 오실로메트릭(oscillometric) 방식, 및 토노메트릭(tonometric) 방식 등이 있다.
상기 청진 방식은 전형적인 압력 측정 방식으로, 동맥혈이 지나는 신체 부위에 충분한 압력을 가해 혈액의 흐름을 차단한 후 감압하는 과정에서, 처음으로 맥박 소리가 들리는 순간의 압력을 수축기 혈압(systolic pressure)으로 측정하고, 맥박 소리가 사라지는 순간의 압력을 이완기 혈압(diastolic pressure)으로 측정하는 방법이다.
그리고, 상기 오실로메트릭 방식과 토노메트릭 방식은 디지털화된 혈압 측정 장치에 적용되는 방식이다. 상기 오실로메트릭 방식은 청진 방식과 마찬가지로 동맥의 혈류가 차단되도록 동맥혈이 지나는 신체 부위를 충분히 가압한 후 일정 속도로 감압하는 과정, 또는 상기 신체 부위를 일정 속도로 증압되게 가압하는 과정에서 발생하는 맥파를 감지하여 수축기 혈압과 이완기 혈압을 측정한다.
여기서, 맥파의 진폭이 최대인 순간과 비교하여 일정 수준인 때의 압력을 수축기 혈압 또는 이완기 혈압으로 측정할 수도 있고, 상기 맥파 진폭의 변화율이 급격히 변화되는 때의 압력을 수축기 혈압 또는 이완기 혈압으로 측정할 수도 있다.
그리고, 가압 후 일정 속도로 감압하는 과정에서는 상기 맥파의 진폭이 최대인 순간보다 앞서서 수축기 혈압이 측정되고, 상기 맥파의 진폭이 최대인 순간보다 나중에 이완기 혈압이 측정된다. 이와 반대로, 일정 속도로 증압하는 과정에서는 상기 맥파의 진폭이 최대인 순간보다 나중에 수축기 혈압이 측정되고, 상기 맥파의 진폭이 최대인 순간보다 앞서서 이완기 혈압이 측정된다.
상기 토노메트릭 방식은 동맥의 혈류를 완전히 차단하지 않는 크기의 일정 압력을 신체 부위에 가하고, 이때 발생되는 맥파의 크기 및 형태를 이용하여 연속적으로 혈압을 측정할 수 있는 방식이다.
상술한 바와 같이 다양한 방식으로 혈압을 측정하는 장치 즉 혈압계는 건강지수의 기본이 되는 혈압을 측정하기 위한 가장 기본적인 의료기기로서, 일반 병의원에는 거의 필수적으로 구비되어 있을 뿐만 아니라 가정이나 스포츠센터 등에서도 개인의 혈압 측정을 위해 많이 사용되고 있다.
현재 사용되고 있는 대부분의 혈압계는 심장 높이와 비슷한 상완에서 측정하도록 되어 있으나, 휴대 및 측정의 편리함을 위해 손목이나 손가락 등과 같은 신체부위에서 혈압을 측정할 수 있는 제품도 개발되고 있다. 상술한 손목 혈압계 또는 손가락 혈압계는 상완 혈압계에 비해 크기가 작아 휴대가 편리하고 수시 측정에 용이한 장점을 가지고 있다.
한편, 동맥파를 이용해서 혈압을 측정하는 종래의 혈압계, 예를 들면 오실로메트릭 방식의 혈압계는 여러 개의 동맥펄스를 검출해서 혈압을 측정하기에 혈압 측정에 소요되는 시간이 40초이상 소요된다.
본 발명은 혈압을 측정하는 혈압계에 관한 것으로서, 2가지 타입의 동맥파를 검출해서 혈압값을 빠르게 산출할 수 있는 혈압측정 시스템 및 이를 이용한 혈압 측정 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 형태는: 인체 동맥파와 변동압 동맥파의 검출을 위한 센서부; 및 상기 센서부에 의해 검출되는 상기 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 이용해서, 혈압값을 산출하는 혈압 산출부를 포함하는 혈압측정 시스템으로서: 상기 센서부가, 상기 변동압 동맥파의 검출을 위해 변동 압력이 가해지는 부위에서 맥파를 감지할 수 있는 혈압측정 시스템을 제공한다.
보다 구체적으로는, 상술한 본 발명의 일 형태는; 인체의 일 부위로부터 동맥파의 검출이 가능하고, 변동 압력이 가해지는 다른 일 부위로부터 변동압 동맥파의 검출이 가능한 센서부와; 상기 센서부에 의해 검출되는 상기 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 이용해서, 혈압값을 산출하는 혈압 산출부를 포함하는 혈압측정 시스템을 제공한다.
상기 센서부는, 서로 다른 위치에서 동시에 상기 인체 동맥파와 변동압 동맥파의 측정이 가능하다. 상기 센서부는, 상기 인체 동맥파를 검출하기 위한 제1센서, 및 상기 제1센서와 다른 위치에서 상기 변동압 동맥파를 검출하기 위한 제2센서를 포함한다.
상기 제2센서는, 압력 센서로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 에어 압력 센서가 상기 제2센서로 적용될 수 있다. 그리고 상기 제2센서는, 상기 제1센서와 서로 다른 위치에서 상기 변동압 동맥파를 검출할 수 있다.
상기 센서부는, 최저 혈압 이하에서 상기 인체 동맥파를 감지하는 제1센서와, 최저 혈압 이상의 맥파를 갖는 상기 변동압 동맥파를 감지하는 제2센서를 포함할 수 있다.
상기 혈압측정 시스템은; 상기 센서부에 의해 측정되는 인체 동맥파의 변화량 대비 상기 변동압 동맥파의 변화량의 상대 비율값을 산출하는 맥파 처리부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 혈압 산출부는, 상기 상대 비율값을 이용해서 상기 혈압값을 산출할 수 있다. 예를 들면, 상기 혈압 산출부는; 상기 상대 비율값의 최고값을 최고 변동 압력값으로 설정하고, 상기 최고 변동 압력값을 기준으로 최고 혈압과 최저 혈압을 결정할 수 있다.
상기 혈압측정 시스템은; 상기 센서부에 의해 측정되는 상기 변동압 동맥파에 상기 인체 동맥파를 매핑해서 매핑 동맥파를 산출하는 맥파 처리부를 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 혈압 산출부는, 상기 매핑 동맥파를 이용해서 상기 혈압값을 산출할 수 있다. 예를 들면, 상기 맥파 처리부는; 상기 변동압 동맥파의 변형시점을 기준으로 일정위치에 상기 인체 동맥파를 매핑해서 상기 매핑 동맥파를 산출할 수 있다.
상기 혈압측정 시스템은; 상기 변동압 동맥파의 측정 부위에 상기 변동 압력을 가하기 위한 가압장치를 더 포함할 수도 있다.
상기 가압장치는, 상기 변동 압력의 발생을 위하여 승압 또는 감압 가능하며; 상기 센서부는; 상기 가압장치에 의한 승압 또는 감압 중에 상기 변동압 동맥파를 감지 즉 측정할 수 있다.
상기 가압장치는; 압박대와 공기 주머니와 조임장치와 열팽창 소재와 형상변형 합금과 홀과 솔레노이드 밸브와 에어 펌프로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 압박대와 공기 주머니와 조임장치와 열팽창 소재와 형상변형 합금과 홀과 솔레노이드 밸브와 에어 펌프 중 하나 또는 2 이상의 적절한 조합에 의해 상기 가압장치가 구현될 수 있다.
그리고, 상기 센서부는, 압력 센서와 광센서와 혈관의 임피던스를 측정하는 임피던스 센서로 이루어진 그룹에서 선택되는 센서를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 압력 센서와 광센서와 혈관의 임피던스를 측정하는 임피던스 센서 등과 같은 적어도 하나의 센서가 상기 센서부의 구현이 적용될 수 있다.
상기 압력 센서는, 공기압 센서와 필름형 압력 센서와 스트레인 게이지(Strain Gauge) 등으로 이루어진 그룹에서 선택되는 센서를 포함할 수 있다.
상기 센서부는, 서로 다른 부위에서 각각 동맥파의 검출이 가능한 제1센서와 제2센서를 포함하며, 상기 제1센서와 제2센서 중 어느 하나는 변동 압력하에 있는 부위에서 상기 변동압 동맥파를 측정하는 센서로 적용될 수 있다. 상기 센서부, 예를 들면 상기 제1센서는 등압 하에 있는 부위에서 상기 인체 동맥파를 측정할 수 있다.
본 발명의 다른 일 형태는, 동맥파의 검출을 위한 센서부를 갖는 혈압측정 시스템을 이용한 혈압 측정 방법으로서: 혈압을 산출하는 프로세서(Processor)가, 상기 센서부에 의해 검출되는 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 이용해서 혈압을 계산하는 혈압 산출 단계를 포함하는 혈압 측정 방법를 제공한다.
상기 혈압 측정 방법은, 상기 센서부를 이용해서 상기 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 검출하는 맥파 검출 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 맥파 검출 단계는, 상기 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 동시에 즉 동일 시간대에서 검출할 수 있다.
상기 혈압 산출 단계 이전에, 상기 센서부에 의해 측정되는 인체 동맥파의 변화량 대비 상기 변동압 동맥파의 변화량의 상대 비율값을 산출하는 맥파 처리 단계가 진행될 수 있으며; 상기 혈압 산출 단계는, 상기 상대 비율값을 이용해서 상기 혈압값을 산출할 수 있다. 예를 들면, 상기 혈압 산출 단계는; 상기 상대 비율값의 최고값을 최고 변동 압력값으로 설정하고, 상기 최고 변동 압력값을 기준으로 최고 혈압과 최저 혈압을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 혈압 산출 단계 이전에, 상기 센서부에 의해 측정되는 상기 변동압 동맥파에 상기 인체 동맥파를 매핑해서 매핑 동맥파를 산출하는 맥파 처리 단계가 진행될 수도 있으며; 상기 혈압 산출 단계는, 상기 매핑 동맥파를 이용해서 상기 혈압값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 맥파 처리 단계는, 상기 변동압 동맥파의 변형시점을 기준으로 일정위치에 상기 다른 동맥파를 매핑해서 상기 매핑 동맥파를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 혈압 측정 방법은; 상기 센서부에 의해 상기 변동압 동맥파의 측정이 이루어지는 중에 상기 변동압 동맥파의 측정 부위에 대한 가압력을 조절하기 위한 압력 변동 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 인체의 일 부위에서 검출되는 인체 동맥파와 변동 압력이 가해지는 인체의 다른 부위에서 검출되는 동맥파(변동압 동맥파)로부터 혈압값을 계산해서 출력할 수 있으므로, 종래의 오실로메트릭 방식 혈압계가 혈압 측정에 40초 이상의 시간이 소요되는 데 비해 더 빠르게 혈압을 계산해서 정확한 혈압값을 산출할 수 있고, 그로 인해 혈압 계산에 소요되는 시간이 크게 감소될 수 있다. 그리고 본 발명에 따르면, 인체 동맥파와 변동압 동맥파로 구성되는 2가지 파형으로부터 획득 가능한 상대 비율값이나 매핑 동맥파를 이용해서, 쉽고 단순한 처리과정을 통해 혈압값이 산출될 수 있으므로, 복잡한 혈압 계산 알고리즘이 요구되지 않는다.
본 발명의 특징 및 장점들은 후술되는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명과 함께 다음에 설명되는 도면들을 참고하여 더 잘 이해될 수 있으며, 상기 도면들 중:
도 1은 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 구성을 나타낸 블럭도;
도 2는 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 일 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 도 2에 도시된 혈압측정 시스템에 의한 혈압 측정 방식을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면;
도 5는 도 4에 도시된 혈압측정 시스템에 의한 혈압 측정 방식을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 또 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면;
도 7은 도 6에 도시된 혈압측정 시스템에 의한 혈압 측정 방식을 나타낸 도면;
도 8은 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 또 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면;
도 9는 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 또 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면;
도 10은 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 또 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 도면;
도 11은 본 발명에 따른 혈압 측정 방법의 일 실시 예를 개략적으로 나타낸 플로우 차트;
도 12는 본 발명에 따른 혈압 측정 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 그래프;
도 13은 본 발명에 따른 혈압 측정 방법의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 플로우 차트; 그리고
도 14는 본 발명에 따른 혈압 측정 방법의 다른 실시 예를 설명하기 위한 그래프;이다.
이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들면, "제1"과 "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 동일 명칭의 구성요소들을 설명할 때 이들을 상호 구분하는데 사용될 수 있지만 구성요소의 수를 정의하거나 한정하는 것은 아니다.
그리고 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재하는 연결 관계 즉 간접적으로 연결되는 관계도 포함한다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 즉 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예들은, 인체 동맥파와 같은 샌체의 동맥파와 변동압 동맥파를 검출하기 위한 센서부(100)와, 상기 센서부(100)에서 검출되는 신호 즉 상술한 인체 동맥파와 변동압 동맥파로부터 혈압을 산출하는 혈압 산출부(200)를 포함하는 혈압측정 시스템 및 이를 이용한 혈압 측정 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 일 실시 예를 위한 센서부(100)는, 상술한 변동압 동맥파의 검출을 위해 변동 압력이 가해지는 부위에서 맥파의 감지가 가능한 구성, 즉 변동 압력하에 있는 부위에서 변동압 동맥파를 검출할 수 있는 구성요소이다.
보다 구체적으로는, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈압측정 시스템의 센서부(100)는, 인체의 일 부위로부터 동맥파의 검출이 가능하고, 변동 압력이 가해지는 다른 일 부위로부터 변동압 동맥파의 검출이 가능한 생체신호 감지부이다. 그리고 상기 혈압 산출부(200)는, 상기 센서부(200)에 의해 검출되는 신호(인체 동맥파와 변동압 동맥파)를 이용해서, 혈압값을 산출하는 구성요소이다.
상기 센서부(100)는 상술한 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 서로 다른 위치에서 동시에 측정할 수 있다. 이를 위하여, 상기 센서부(100)는, 상술한 인체 동맥파를 검출하기 위한 제1센서(110)와, 상기 변동압 동맥파를 검출하기 위한 제2센서(120)를 포함할 수 있으며, 상기 제2센서(120)는 상기 제1센서(110)와 다른 위치에서 생체 신호 즉 상술한 변동압 동맥파를 측정한다.
다시 말해서, 상기 제1센서(110)와 제2센서(120)는, 신체의 서로 다른 위치에서 동시에 상술한 동맥파(인체 동맥파)와 변동압 동맥파를 각각 측정한다. 예를 들면, 상기 제1센서(110)는 등압하에 있는 부위, 보다 구체적으로는 일정한 압력이 가해지는 부위에서 동맥파를 검출한다. 그리고 상기 제2센서(120)는 제1센서(110)의 측정 위치와 다른 부위에서 상술한 변동압 동맥파를 검출한다. 이때 상기 제2센서(120)는, 변동 압력이 가해지는 부위 즉 외부에서 가해지는 힘이 변화되는 부위에서 상술한 변동압 동맥파를 검출한다.
본 발명의 실시 예들에서, 상기 센서부(100)는, 1개의 동맥파를 등압하의 부위에서 측정하고, 다른 1개의 변동압 동맥파를 변동압 즉 압력 변동 환경하에 있는 부위에서 측정한다. 즉, 상기 센서부(100)는 등압하에 있는 부위(예를 들면 일정한 압력으로 가압되거나 외력이 가해지지 않는 부위)에서 상술한 인체 동맥파의 검출이 가능하고, 변동 압력하에 있는 부위에서 상술한 변동압 동맥파의 검출이 가능하다. 그리고 상술한 제1센서(110)와 제2센서(120)에 의해 상기 동맥파와 변동압 동맥파가 동시 즉 동일 시간대에 검출될 수 있다. 물론, 동일 위치에서 순차적으로 인체 동맥파와 변동압 동맥파가 측정될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 상기 센서부(100)는 서로 다른 부위에서 각각 동맥파의 검출이 가능한 제1센서(110)와 제2센서(120)를 포함하고, 상기 제1센서와 제2센서 중 어느 하나는 변동 압력하에 있는 부위에서 상기 변동압 동맥파를 측정할 수 있으며, 본 실시 예에서는 변동압 동맥파의 검출 센서가 제2센서(120)로 적용된 예이다.
상기 동맥파(인체 동맥파)는 최저혈압 이하에서 측정되고, 상기 변동압 동맥파는 최저혈압 이상의 맥파를 포함할 수 있다. 상기 인체 동맥파는, 동맥에 가해지는 외부압력이 최저혈압이하인 상태에서 측정되는 맥파, 예를 들면 외부압력에 의해서 동맥파가 변형되지 않은 상태에서 측정되는 맥파가 될 수 있다. 그리고 변동압 동맥파는, 동맥에 가해지는 외부압력이 최저혈압이상인 상태에서 측정되는 맥파, 예를 들면 외부압력에 의해서 동맥파가 변형된 상태에서 측정되는 맥파가 될 수 있다.
상기 제1센서(110)와 제2센서(120)로는, 압력 센서와 광혈류 측정기(PPG 센서) 등과 같은 광센서와 혈관의 임피던스(Impedance)를 측정하는 임피던스 센서 등의 센서가 적용될 수 있다. 그리고 상기 압력 센서로는, 공기압 센서와 필름형 압력 센서와 스트레인 게이지(Strain Guage) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상술한 센서들 자체는 공지된 것이므로 그에 대한 부가적인 설명은 생략된다.
그리고 상기 혈압 산출부(200)는, 후술되는 바와 같이 상대비율값이나 매핑 동맥파를 이용해서 혈압값을 산출한다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 실시 예에 따른 혈압측정 시스템에는, 상기 동맥파(인체 동맥파)와 변동압 동맥파로부터, 상술한 상대 비율값이나 매핑 동맥파를 산출하는 맥파 처리부(300)가 구비된다.
즉, 상기 맥파 처리부(300)는, 상기 센서부(100)에 의해 측정되는 인체 동맥파의 변화량 대비 상기 변동압 동맥파의 변화량의 비율값 즉 상술한 상대 비율값을 산출할 수 있다.
그리고, 상기 혈압 산출부(200)는, 상술한 상대 비율값을 이용해서 혈압값을 산출할 수 있다. 예를 들면, 상기 혈압 산출부(200)는, 상기 상대 비율값의 최고값을 최고 변동 압력값으로 설정하고, 상기 최고 변동 압력값을 기준으로 최고 혈압과 최저 혈압을 결정할 수 있다.
다른 예로서, 상기 맥파 처리부(300)는, 상기 센서부(100)에 의해 측정되는 상기 변동압 동맥파에 상기 인체 동맥파를 매핑해서 상술한 매핑 동맥파를 산출할 수도 있다. 이때, 상기 혈압 산출부(200)는, 상기 매핑 동맥파를 이용해서 상기 혈압값을 산출할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 맥파 처리부(300)는, 상기 변동압 동맥파의 변형시점을 기준으로, 상기 변동압 동맥파에 상기 인체 동맥파를 매핑해서 상기 매핑 동맥파를 산출할 수 있다.
상기 혈압측정 시스템(10)은, 상기 변동압 동맥파의 측정 부위 즉 상기 제2센서(120)에 의한 신호 검출이 이루어지는 부위(상술한 제2센서의 측정 위치)에 변동 압력을 가하기 위한 가압장치(400)를 더 포함할 수 있다.
후술되는 제1실시 예처럼, 피검자가 스스로 제2센서(120)에 의한 측정 부위를 서서히 가압하거나 누르는 감압하면서 수작업으로 변동 압력을 구현할 수도 있고, 상술한 가압장치(400)에 의해 자동으로 변동 압력이 구현될 수도 있다.
상기 가압장치(400)는 상술한 변동 압력의 발생을 위하여 승압(피검부에 대한 가압력을 증가시킴) 또는 감압(피검부에 대한 가압력을 감소시킴) 가능하며, 상기 센서부(100) 특히 상기 제2센서(120)는, 상기 가압장치(400)에 의한 피검부(제2센서의 측정 위치)의 승압 또는 감압 도중에 상술한 변동압 동맥파를 감지한다.
상기 가압장치(400)는, 피검부를 누르는 압박대, 피검부(변동압 동맥파의 검출 부위)를 죄기 위한 조임기(예를 들면 공개특허 제10-2018-0019325호 및 제10-2017-0042118호에 개시된 조임장치), 공기주머니(410, 후술되는 실시 예들의 도면 참조), 에어 펌프, 열팽창 소재, 형상기억 합금 등과 같은 형상변형 합금, 급기나 배기용 홀(Hole), 솔레노이드 밸브와 같은 구성들 중 어느 하나의 구성 또는 이들의 조합에 의한 구성들을 포함할 수 있다.
상기 가압장치(400)에는, 상기 공기주머니(410)에 공기를 안내하는 통로와 상기 공기주머니의 공기를 배출하는 배기구(배기용 홀) 등을 개폐하기 위한 밸브(도시되지 않음)가 구비될 수 있다.
상기 제2센서(120)는, 상기 가압장치(400)에 의한 피검부의 승압 또는 감압 과정에 상술한 변동압 2동맥파를 측정한다. 예를 들면, 상기 제2센서(120)는, 피검부가 상기 가압장치(400)에 의해 일정한 비율로 승압 또는 감압되는 과정에서 상기 변동압 동맥파를 측정할 수 있다. 보다 구체적인 예로는, 피검부(제2센서의 측정 위치)를 누르는 공기주머니(410)가 에어 펌프의 급기 작용에 의해 서서히 팽창되거나, 에어 펌프에 의해 팽창된 공기주머니(410)에서 서서히 배기(Air Discharge)가 이루어지는 도중에 상기 제2센서(120)에 의한 변동압 동맥파의 측정이 이루어진다.
상술한 바와 같이, 제1센서(110)에 의한 인체 동맥파의 검출과 제2센서(120)에 의한 변동압 동맥파의 검출이 이루어지면, 상기 맥파 처리부(300)는 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 이용해서 상대 비율값이나 매핑 동맥파를 획득하고, 상기 혈압 산출부(200)는 상술한 상대 비율값이나 매핑 동맥파로부터 혈압값을 산출한다.
상술한 상대 비율값을 이용하는 경우, 상기 혈압 산출부(200)는, 상기 상대비율값의 최고값을 최고 변동압력값을 결정한다. 그리고, 상기 혈압 산출부(200)는, 상기 최고 변동압력값을 기준으로 최고 혈압과 최저 혈압을 결정한다.
그리고 상술한 매핑 동맥파를 이용하는 경우, 상기 혈압 산출부(200)는, 상기 변동압 동맥파의 측정시 동맥파의 변형 시간 지점(도 14의 제일 위에 도시된 그래프에서 a와 b 시간 지점)을 기준으로 상기 인체 동맥파를 매핑해서 상기 매핑 동맥파를 산출하고, 상술한 매핑 동맥파를 이용해서 혈압을 산출한다. 보다 구체적으로, 상기 혈압 산출부(200)는, 상기 매핑 동맥파의 최고값을 최고 혈압으로 결정하고, 상기 매핑 동맥파의 최저값을 최저 혈압으로 결정한다.
상기 센서부(100) 즉 제1센서(110)와 제2센서(120)는 프로세서(Processor) 즉 제어부(C)에 의해 제어되며, 상기 가압장치(400) 역시 상술한 제어부(C)에 의해 제어됨으로써 후술되는 공기주머니의 충공 및 배기가 수행될 수도 있다. 그리고 상술한 방식으로 산출된 혈압값, 예를 들면 최고 혈압과 최저 혈압은 디지털 모니터 등과 같은 혈압 출력부(500)에 표시된다.
이하 도 2 내지 도 10을 참조해서 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 구체적인 실시 예들이 설명된다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 제1실시 예(10)는 손가락에서 동맥 신호 즉 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 검출하는 혈압계로서, 상술한 제1센서(110)가 광센서로 이루어지고, 상술한 제2센서(120)가 필름형 압력 센서로 이루어진 예이다. 상기 제1센서(110)는 손가락 패드(101)에 배치될 수 있다.
피검자는, 제1센서(110; 광센서)가 배치된 부위와 제2센서(120; 필름형 압력 센서)가 배치된 부위에 손가락(F1, F2)을 각각 올려 놓은 후. 하나의 손가락(F1)을 올려서 일정한 압력으로 접촉시키고, 제2센서(120; 필름형 압력 센서)가 배치된 부위에 올려진 손가락(F2)을 서서히 누르면서 압력을 높인다. 이러한 과정 중에, 상기 제1센서(110)는 인체 동맥파를 검출하고, 상기 제2센서(120)는 변동압하에서 변동압 동맥파를 검출한다.
상기 손가락 패드(101)는 손가락의 둘레에 감겨서 고정 가능한 밴드 타입으로 제공될 수도 있으며, 상기 제2센서(120) 역시 밴드 타입으로 손가락에 고정될 수 있다.
다음으로 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 제2실시 예(10A) 역시 손가락에서 동맥의 신호를 검출하는 혈압계로서, 상술한 제1센서(110)가 광센서로 이루어지고, 상술한 제2센서(120)가 공기압 센서로 이루어진 예이며, 상기 제2센서(120)가 공기주머니(410)에 구비된다. 상기 제1센서(110)와 제2센서(120)는 전술한 실시 예처럼 손가락에 밴드 타입으로 감겨서 고정될 수 있다.
피검자는 제1센서(110; 광센서)가 배치된 부위에 하나의 손가락(F1)을 올려서 접촉시키고, 다른 손가락(F2)으로 제2센서(120; 공기압 센서)가 배치된 공기주머니(410)를 누른다. 피검자는 손가락(F2)으로 상기 공기주머니(410)를 소정 압력 예를 들면 300mmHg의 압력이 되도록 누른 상태에서 상기 공기주머니(410)의 에어홀(도시되지 않음)에서 배기가 이루어지며, 이러한 배기 과정에서 상기 제2센서(120; 공기압 센서)에 의한 변동압 동맥파의 검출이 수행된다. 상기 공기주머니의 에어홀 즉 배기홀에는 유량 조절을 위한 리니어 밸브가 구비될 수 있다.
그리고 상술한 방식으로 제1실시 예(10)와 제2실시 예(10A)에 의해 동맥파와 변동압 동맥파의 측정이 이루어지면, 상술한 맥파 처리부(300)에 의해 상대 비율값이나 매핑 동맥파가 획득되고, 상기 혈압 산출부(200)가 상술한 상대 비율값이나 매핑 동맥파를 이용해서 혈압을 산출한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 제3실시 예(10B)는 상완 커프형 혈압계로서, 인체 동맥파의 검출을 위한 제1센서(110)와 변동압 동맥파의 검출을 위한 제2센서(120)를 포함하며, 상기 제1센서(110)는 광센서로 이루어지고, 제2센서(120)는 공기압 센서로 이루어진 예이다.
상기 제1센서(110)와 제2센서(120)는 상완에 착용되는 커프 벨트(600)에 구비된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 커프 벨트(600)에는 공기주머니(410)가 구비되며, 상기 공기주머니(410)는 수동 또는 자동 펌핑 기구(에어 펌프)에 의해 충공될 수 있다. 그리고 상기 제2센서(120) 즉 공기압 센서는 상기 공기주머니(410)에 구비되며, 상기 제1센서(110)는 공기주머니(410)의 외부 영역 즉 공기주머니(410)의 압력에 의해 영향을 받지 않는 부위에 구비된다.
상기 커프 벨트(600)에 구비되는 소위 찍찍이라고 불리는 벨크로(610)나 단추 기타의 벨트 고정 수단을 이용해서 상술한 상완 커프형 혈압계가 피검자의 상완에 착용된 후에, 피검자의 상완이 압박되도록 상기 공기주머니(410)에 공기가 채워지며, 상기 제1센서(110)에 의한 측정 부위 예를 들면 심장 높이의 부위는 커프 벨트(600)로부터 압력이 가해지지 않거나 일정한 압력 예를 들면 조임력의 변동없이 약한 힘으로 커프 벨트에 단순 접촉된 상태이고, 제2센서(120)에 의한 측정 부위는 공기주머니(410)에 의해 압박된 상태가 된다.
그 후 상기 공기주머니(410)의 배기에 의해 일정 비율로 서서히 피검부에 대한 감압이 이루어지며, 이러한 배기 과정에서 제1센서(110)는 인체 동맥파(광 동맥파)를 검출하고, 동시에 상기 제2센서(120; 공기압 센서)에 의한 변동압 동맥파의 검출이 수행된다.
그리고 상술한 방식으로 제3실시 예에 의해 인체 동맥파와 변동압 동맥파의 측정이 이루어지면, 상술한 맥파 처리부(300)에 의해 상대 비율값이나 매핑 동맥파가 획득되고, 상기 혈압 산출부(200)가 상술한 상대 비율값이나 매핑 동맥파를 이용해서 혈압을 계산한다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 제4실시 예는 손목 혈압계(10C)로서, 인체 동맥파의 검출을 위한 제1센서(110)와 변동압 동맥파의 검출을 위한 제2센서(120)를 포함하며, 상기 제1센서(110)는 광센서로 이루어지고, 제2센서(120)는 공기압 센서로 이루어진 예이다.
상기 제1센서(110)와 제2센서(120)는 손목에 착용되는 손목 커프(700) 즉 손목 스트랩에 구비된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 손목 커프(700)에는 공기주머니(410)가 구비되며, 상기 공기주머니(410)는 수동 또는 자동 펌핑 기구(에어 펌프)에 의해 충공될 수 있다. 그리고 상기 제2센서(120) 즉 공기압 센서는 상기 공기주머니(410)에 구비되며, 상기 제1센서(110)는 공기주머니(410)의 외부 영역 즉 공기주머니(410)의 압력에 의해 영향을 받지 않는 부위, 예를 들면 혈압값을 출력하는 디스플레이 장치(혈압 출력부)용 케이스(710)의 하측에 구비된다. 상기 손목 커프(700)는 찍찍이(벨크로)나 단추나 버클 등의 스트랩 착탈 수단(720)에 의해 연결된다.
상술한 손목 혈압계(10C)가 피검자의 손목에 착용된 후에, 피검자의 손목이 국부적으로 압박(예를 들면 요골동맥이나 척골동맥이 지나는 부위의 압박)되도록 상기 공기주머니(410)에 소정 압력까지 공기가 채워진다. 그 후 상기 공기주머니(410)의 배기에 의해 일정 비율로 서서히 감압이 이루어지며, 이러한 배기 과정에서 제1센서(110)는 인체 동맥파(광 동맥파)를 검출하고, 동시에 상기 제2센서(120; 공기압 센서)에 의한 변동압 동맥파의 검출이 수행된다.
그리고 상술한 방식으로 제4실시 예에 의해 인체 동맥파와 변동압 동맥파의 측정이 이루어지면, 상술한 맥파 처리부(300)에 의해 상대 비율값이나 매핑 동맥파가 획득되고, 상기 혈압 산출부(200)가 상술한 상대 비율값이나 매핑 동맥파를 이용해서 혈압을 계산한다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 제5실시 예(10D)는 환자 감시장치 방식으로 구현된 혈압측정 시스템으로서, 감시 모니터(800)에 연결되며 상호 별도로 분리된 산소포화도 측정기(900)와 상완 커프(600)를 포함하며, 상기 상완 커프(600)에는 공기주머니(410)와 공기압 센서(120) 즉 제2센서가 구비된다.
상기 산소포화도 측정기(900)는 산소포화도 측정을 위한 센서 예를 들면 광센서(제1센서; 110)를 이용해서 인체 동맥파를 측정하고, 상기 상완 커프(600)는 피검자의 상완에 착용되는 벨트(Belt)로서, 상완 커프(600) 즉 커프 벨트에 구비되는 공기주머니와 공기압 센서에 의해 상술한 제3실시 예와 동일한 방식으로 변동압 동맥파가 측정된다. 즉, 본 실시 예에서는 상기 상완 커프(600)에 공기주머니와 제2센서가 구비되나 제1센서는 없으며, 산소포화도 측정기가 제1센서의 기능을 한다.
그리고 상술한 방식으로 제5실시 예에 의해 인체 동맥파와 변동압 동맥파의 측정이 이루어지면, 상술한 맥파 처리부(300)에 의해 상대 비율값이나 매핑 동맥파가 획득되고, 상기 혈압 산출부(200)가 상술한 상대 비율값이나 매핑 동맥파를 이용해서 혈압을 계산한다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 혈압측정 시스템의 제6실시 예(10E)는 상완 커프형 혈압계로서, 인체 동맥파의 검출을 위한 제1센서(110)와 변동압 동맥파의 검출을 위한 제2센서(120)를 포함하며, 상기 제1센서(110)와 제2센서(120)가 각각 공기압 센서로 이루어진 예이다.
상기 제1센서(110)와 제2센서(120)는 상완에 착용되는 커프 벨트(600)에 구비된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 커프 벨트(600)에는 제1공기주머니(410)가 구비되며, 상기 제1공기주머니(410)는 수동 또는 자동 펌핑 기구(에어 펌프)에 의해 충공될 수 있다. 그리고 상기 제2센서(120) 즉 공기압 센서는 상기 제1공기주머니(410)에 구비되며, 상기 제1센서(110)는 제1공기주머니(410)의 외부 영역 즉 공기주머니(410)의 압력에 의해 영향을 받지 않는 부위에 구비된다.
본 실시 예에서는 상기 커프 벨트(600)에 별도의 공기주머니 즉 제2공기주머니(420)가 구비되며, 상기 제1센서(110)는 상기 제2공기주머니(420)에 구비된다.
상기 커프 벨트(600)에 구비되는 소위 찍찍이라고 불리는 벨크로(610)나 단추 기타의 벨트 고정 수단을 이용해서 상술한 상완 커프형 혈압계가 피검자의 상완에 착용된 후에, 피검자의 상완이 압박되도록 상기 제1공기주머니(410)와 제2공기주머니(420(에 공기가 채워진다. 물론, 상기 제2공기주머니(420)는 미리 일정량의 공기가 채워지서 밀봉된 구조가 될 수도 있다.
본 실시 예에 따르면, 상기 제1센서(110)에 의한 측정 부위 예를 들면 심장 높이의 부위는 상기 제2공기주머니(420)에 의해 일정 압력으로 압박된 상태가 되고, 제2센서(120)에 의한 측정 부위는 제1공기주머니(410)에 의해 압박된 상태가 된다.
그 후, 상기 제1공기주머니(410)의 배기에 의해 일정 비율로 서서히 피검부(제2센서의 측정 부위)에 대한 감압이 이루어지고, 제2공기주머니(420)의 압력은 그대도 유지되며, 이러한 배기 과정에서 제1센서(110)는 인체 동맥파(광 동맥파)를 검출하고, 동시에 상기 제2센서(120; 공기압 센서)에 의한 변동압 동맥파의 검출이 수행된다.
그리고 상술한 방식으로 제6실시 예에 의해 인체 동맥파와 변동압 동맥파의 측정이 이루어지면, 상술한 맥파 처리부(300)에 의해 상대 비율값이나 매핑 동맥파가 획득되고, 상기 혈압 산출부(200)가 상술한 상대 비율값이나 매핑 동맥파를 이용해서 혈압을 계산한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 동맥파를 검출하는 센서부를 갖는 혈압측정 시스템에 의한 혈압 측정 방법의 일 실시 예는, 혈압을 산출하는 프로세서(Processor) 즉 제어부(C), 특히 상술한 혈압 산출부(200)가, 상술한 센서부(100)에 의해 검출되는 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 이용해서 혈압값을 계산하는 혈압 산출 단계를 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 실시 예에서의 혈압 산출 단계는, 상술한 상대비율값을 이용해서 혈압값을 계산하는 단계를 포함한다.
물론, 상술한 혈압값의 산출을 위해, 상술한 센서부(100)에 의해 인체의 서로 다른 위치에서 상술한 인체 동맥파와 변동압를 검출하는 맥파 검출 단계가 수행된다. 예를 들면, 상술한 인체 동맥파와 변동압의 검출은 동일 시간대에서 동시에 수행된다.
상기 맥파 검출 단계는, 변동압 동맥파가 측정되는 부위의 압력이 승압 또는 감압 과정 중에 상기 변동압 동맥파를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 맥파 검출 단계는, 변동압 동맥파가 측정되는 부위의 압력이 일정한 비율로 승압 또는 감압 과정에 압력 신호를 감지해서 상기 변동압 동맥파를 검출할 수 있다.
본 발명에 따른 혈압 측정 방법의 제1 실시 예는, 상술한 센서부(100)에 의해 검출되는 인체 동맥파의 변화량 대비 변동압 동맥파의 변화량의 비율 즉 상술한 상대비율값을 산출하는 맥파 처리 단계를 포함한다. 상기 맥파 처리 단계 즉 상대 비율값의 산출은 혈압 산출 단계의 이전에 진행되며, 상기 혈압 산출 단계에서는 상술한 상대 비율값을 이용해서 상기 혈압값을 산출하는 단계가 진행된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 혈압 산출 단계는, 상기 상대 비율값의 최고값을 최고 변동 압력값을 결정한다. 그리고, 상기 최고 변동 압력값을 기준으로 최고 혈압과 최저 혈압이 결정됨으로써 혈압값의 산출이 이루어진다.
도 12를 참조하면, 상술한 제2센서(120)에 의해 측정되는 신호 예를 들면 변동 압력이 압력에 대한 변동압 동맥파로 변환되고, 제1센서(110)에서는 광신호에 의한 동맥파가 측정된다.
도 12에 도시된 그래프에서 제일 상측의 그래프는, 제1센서에 의해 검출되는 동맥파, 즉 인체 동맥파를 나타낸 그래프이다.
그리고 도 12의 위에서 2번째 그래프는, 변동 압력 환경 예를 들면 감압 과정에서 제2센서에 의해 검출되는 변동압 동맥파를 나타낸 것이고, 위에서 3번째 그래프는 동맥파의 변화량(인체 동맥파의 변화량, 이하 '제1변화량'이라 칭함)을 나타낸 파형 그래프이며, 위에서 4번째 그래프는 변동압 동맥파의 변화량(이하 '제2변화량'이라 칭함)를 나타낸 파형 그래프이다.
마지막으로, 도 12의 제일 아래에 도시된 그래프는 제1변화량 대비 제2변화량의 상대 비율값을 나타낸 그래프 즉 상대 비율값의 파형 그래프(상대 비율파)로서, 상대비율값 중에서 가장 큰 값(최고값)이 최고 변동 압력값이고, 이 값을 기준으로 좌우 일정 지점의 값이 최고 혈압값과 최저 혈압값이 된다.
다시 말해서 본 발명의 실시 예에서는, 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 기반으로 상대비율값이 계산(산출)되고, 이러한 상대비율값을 이용해서 혈압 계산이 수행된다. 도 12에서 t는 시간을 나타내고 P는 압력을 나타낸다.
다음으로, 도 13 및 도 14를 참조하면, 동맥 신호를 검출하는 센서부를 갖는 혈압측정 시스템에 의한 혈압 측정 방법의 다른 실시 예(제2 실시 예)는, 혈압을 산출하는 프로세서(Processor) 즉 제어부(C)가 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 이용해서 혈압값을 산출하는 혈압 산출 단계를 포함하며, 보다 구체적으로는, 변동압하에서 측정되는 신호 즉 변동압 동맥파에 인체 동맥파를 매핑하여 매핑 동맥파를 산출하고, 상기 매핑 동맥파를 이용해서 혈압값을 계산한다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 실시 예에서의 혈압 산출 단계는, 상술한 매핑 동맥파를 이용해서 혈압값을 계산하는 단계를 포함한다.
물론, 상술한 혈압값의 산출을 위해, 상술한 센서부(100)에 의해 인체의 서로 다른 위치에서 상술한 인체 동맥파와 변동압를 검출하는 맥파 검출 단계가 수행된다. 예를 들면, 상술한 인체 동맥파와 변동압의 검출은 동일 시간대에서 동시에 수행된다.
상기 맥파 검출 단계는, 변동압 동맥파가 측정되는 부위의 압력이 승압 또는 감압 과정 중에 상기 변동압 동맥파를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 맥파 검출 단계는, 변동압 동맥파가 측정되는 부위의 압력이 일정한 비율로 승압 또는 감압 과정에 압력 신호를 감지해서 상기 변동압 동맥파를 검출할 수 있다.
본 발명에 따른 혈압 측정 방법의 제2 실시 예는, 상술한 센서부(100)에 의해 검출되는 변동압 동맥파에 인체 동맥파를 매핑하여 매핑 동맥파를 산출하는 맥파 처리 단계를 포함한다. 상기 맥파 처리 단계 즉 매핑 동맥파의 산출은 혈압 산출 단계의 이전에 진행되며, 상기 혈압 산출 단계에서는 상술한 매핑 동맥파를 이용해서 상기 혈압값을 산출하는 단계가 진행된다.
상기 매핑 동맥파의 산출은 상기 변동압 동맥파의 측정시 변동압 동맥파의 변형 시간 지점(변형시점)을 기준으로 수행된다. 다시 말해서, 본 실시 예는, 상기 변동압 동맥파의 측정시 변동압 동맥파의 변형 시간 지점을 기준으로 일정 위치에, 등압하에서 측정되는 인체 동맥파(예를 들면 광센서에 의해 검출되는 동맥파)를 매핑해서 상기 매핑 동맥파를 산출하고, 상술한 매핑 동맥파를 이용해서 혈압값을 계산한다.
그리고 상기 혈압 산출 단계는, 상술한 매핑 동맥파의 최고값을 최고 혈압으로 결정하고, 매핑 동맥파의 최저값을 최저 혈압으로 결정한다.
도 14을 참조하면, 상술한 제2센서(120)에 의해 측정되는 신호 예를 들면 피검부위의 동맥 압력이 압력에 대한 변동압 동맥파로 변환되고, 제1센서(110)에서는 일정한 압력에서의 동맥파 즉 인체 동맥파가 측정된다.
도 14에 도시된 그래프에서 제일 상측의 그래프는, 승압 과정 예를 들면 상술한 공기주머니에 공기가 충진되는 과정에 상술한 공기압 센서 등과 같은 제2센서에서 측정되는 압력으로서, 공기주머니 자체의 압력과 혈관의 압력이 함께 반영된 그래프이며, a와 b 지점은 변동압 동맥파가 변형되는 시간 지점이다.
그리고 도 14의 위에서 2번째 그래프는 제1센서에 의해 측정되는 신호 즉 인체 동맥파를 나타낸 그래프이다.
다음으로, 도 14의 제일 아래에 도시된 그래프는 상술한 매핑 동맥파를 나타낸 그래프로서, 제일 상측 그래프(변동압 동맥파 그래프)의 변동압 동맥파의 변형 시간 지점인 a와 b에 인체 동맥파의 그래프(위에서 2번째 그래프)의 동일 시간 지점(c와 d 지점)에 겹쳐지도록, 변동압 동맥파의 그래프에 인체 동맥파 그래프를 중첩하여 나타낸 그래프이다. 이러한 매핑 동액파에서 최고값이 최고 혈압으로 결정되고 매핑 동맥파의 최저값이 최저 혈압이 된다. 참고로, 2개 동맥파의 매핑시에 변동압 동맥파의 a 및 b 지점에 인체 동맥파의 c와 d 지점이 정확하게 겹쳐지기 위해 인체 동맥파의 진폭이 조정된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예들은, 상술한 2가지 생체 신호 특히 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 기반으로 획득되는 상대 비율값과 매핑 동맥파를 이용해서 혈압 계산을 수행할 수 있으며, 매핑의 기준으로는 변동압 동맥파의 변형 시간 지점이 사용된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시 예들을 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예들 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술한 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
본 발명은 인체의 혈압 측정을 위한 혈압측정장치 및 혈압측정방법에 관한 것으로서, 의료기기 분야 특히 혈압계 관련 기술분야에 이용 가능한 발명이며, 본 발명에 의하면 동맥파를 기반으로 빠르고 정확하게 혈압값 산출이 이루어질 수 있다.

Claims (28)

  1. 인체 동맥파와 변동압 동맥파의 검출을 위한 센서부; 및
    상기 센서부에 의해 검출되는 상기 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 이용해서, 혈압값을 산출하는 혈압 산출부를 포함하는 혈압측정 시스템으로서:
    상기 센서부는, 상기 변동압 동맥파의 검출을 위해 변동 압력이 가해지는 부위에서 맥파의 감지가 가능한 혈압측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는, 서로 다른 위치에서 동시에 상기 인체 동맥파와 변동압 동맥파의 측정이 가능한 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 인체 동맥파를 검출하기 위한 제1센서, 및
    상기 변동압 동맥파를 검출하기 위한 제2센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2센서는, 압력 센서인 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2센서는, 에어 압력 센서인 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    최저 혈압 이하에서 상기 인체 동맥파를 감지하고,
    최저 혈압 이상의 맥파를 갖는 상기 변동압 동맥파를 감지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부에 의해 측정되는 인체 동맥파의 변화량 대비 상기 변동압 동맥파의 변화량의 상대 비율값을 산출하는 맥파 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 혈압 산출부는, 상기 상대 비율값을 이용해서 상기 혈압값을 산출하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 혈압 산출부는;
    상기 상대 비율값의 최고값을 최고 변동 압력값으로 설정하고, 상기 최고 변동 압력값을 기준으로 최고 혈압과 최저 혈압을 결정하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부에 의해 측정되는 상기 변동압 동맥파에 상기 인체 동맥파를 매핑해서 매핑 동맥파를 산출하는 맥파 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 혈압 산출부는, 상기 매핑 동맥파를 이용해서 상기 혈압값을 산출하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 맥파 처리부는; 상기 변동압 동맥파의 변형 시간 지점 기준으로 상기 인체 동맥파를 매핑해서 상기 매핑 동맥파를 산출하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변동압 동맥파의 측정 부위에 상기 변동 압력을 가하기 위한 가압장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가압장치는, 상기 변동 압력의 발생을 위하여 승압 또는 감압 가능하며; 상기 센서부는; 상기 가압장치에 의한 승압 또는 감압 중에 상기 변동압 동맥파를 감지하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 가압장치는;
    압박대와 공기 주머니와 조임장치와 열팽창 소재와 형상변형 합금과 홀과 솔레노이드 밸브와 에어 펌프로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는, 압력 센서와 광센서와 혈관의 임피던스를 측정하는 임피던스 센서로 이루어진 그룹에서 선택되는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 압력 센서는, 공기압 센서와 필름형 압력 센서와 스트레인 게이지(Strain Gauge)로 이루어진 그룹에서 선택되는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는, 서로 다른 부위에서 각각 동맥파의 검출이 가능한 제1센서와 제2센서를 포함하며; 상기 제1센서와 제2센서 중 어느 하나는 변동 압력하에 있는 부위에서 상기 변동압 동맥파를 측정하는 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는, 등압 하에 있는 부위에서 상기 인체 동맥파의 측정이 가능한 것을 특징으로 하는 혈압측정 시스템.
  20. 2가지 동맥파의 검출이 가능한 센서부를 갖는 혈압측정 시스템을 이용한 혈압 측정 방법으로서:
    혈압을 산출하는 프로세서(Processor)가,
    상기 센서부에 의해 검출되는 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 이용해서 혈압을 계산하는 혈압 산출 단계를 포함하는 혈압 측정 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 센서부를 이용해서 상기 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 검출하는 맥파 검출 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 맥파 검출 단계는, 상기 인체 동맥파와 변동압 동맥파를 동시에 검출하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 센서부는,
    최저 혈압 이하에서 상기 인체 동맥파를 감지하고,
    최저 혈압 이상의 맥파를 갖는 상기 변동압 동맥파를 감지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  24. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혈압 산출 단계 이전에, 상기 센서부에 의해 측정되는 인체 동맥파의 변화량 대비 상기 변동압 동맥파의 변화량의 상대 비율값을 산출하는 맥파 처리 단계가 진행되며;
    상기 혈압 산출 단계는, 상기 상대 비율값을 이용해서 상기 혈압값을 산출하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 혈압 산출 단계는;
    상기 상대 비율값의 최고값을 최고 변동 압력값으로 설정하고, 상기 최고 변동 압력값을 기준으로 최고 혈압과 최저 혈압을 결정하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  26. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혈압 산출 단계 이전에, 상기 센서부에 의해 측정되는 상기 변동압 동맥파에 상기 인체 동맥파를 매핑해서 매핑 동맥파를 산출하는 맥파 처리 단계가 진행되며;
    상기 혈압 산출 단계는, 상기 매핑 동맥파를 이용해서 상기 혈압값을 산출하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 맥파 처리 단계는;
    상기 변동압 동맥파의 변형 시간 지점을 기준으로 상기 인체 동맥파를 매핑해서 상기 매핑 동맥파를 산출하는 것을 특징으로 하는 혈압 측정 방법.
  28. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서부에 의해 상기 변동압 동맥파의 측정이 이루어지는 중에 상기 변동압 동맥파의 측정 부위에 대한 가압력을 조절하기 위한 압력 변동 단계를 더 포함하는 혈압 측정 방법.
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