KR100745972B1 - 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법 - Google Patents

심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피검자로부터 심박간격을 측정하여 얻어지는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 심박간격변이도(RRV, R-R Interval Variability) 시계열에서 추출가능한 심박수(HR, Heart Rate), 표준편차(SDNN, Standard Deviation of Normal R-Normal R intervals), 저주파수영역의 절대전력(LF, Low Frequency), 고주파수영역의 절대전력(HF, High Frequency), 고주파수영역에 대한 저주파수영역의 절대전력비율(LF/HF), 확률분포가 퍼진 정도(HRV-Index, Heart Rate Variability-Index)의 임상적 대응의미인 신체각성도(HR), 스트레스 저항도(SDNN), 교감활성도(LF), 부교감활성도(HF), 자율신경 균형도(LF/HF), 심기능 활성도(HRV-Index)로 구분되는 각각의 분석지표(Pi)들을 추출하여 소정의 <수학식>으로 표준지표(Ti)를 구축하고, 상기 표준지표(Ti)를 활용하여 자율신경계통의 자동해석 및 종합적인 지수인 급, 만성 스트레스 정도와 자율신경의 노화수준을 정량적으로 표현하고, 전문적인 지식 없이도 누구나 자율신경 검사결과를 이해할 수 있게 한 것이 특징이다.
심박간격변이도, 자율신경, 스트레스, 맥파, 노화

Description

심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법{Autonomic Function Analyzer}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법의 순서도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 심박간격변이도를 이용하여 표준지표를 산출하여 그래프로 나타낸 도면이고,
도 3 내지 도 5는 표준그룹을 기준으로 한 세부 그룹간의 기울기를 나타낸 도면이다.
본 발명은 피검자로부터 심전도 또는 맥파 파형을 측정하여 이루어지는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법에 관한 것이다.
심박간격변이도 분석에 의한 자율신경 기능을 평가하는 종래기술은 1996년 유럽과 북미학회를 중심으로 심박간격변이도 분석지표 관련용어 통일, 서양인 기준의 정상범위 제시, 각 지표들에 대한 신경생리학적 의미와 임상활용 분야 등이 정 리된 논문들이 소개되면서 급속하게 발전 되어 왔다.
심박간격은 심전도 또는 맥파 파형의 피크간 간격을 의미하는 것으로, 측정한 시간동안의 심박간격의 변화그래프를 심박간격변이도(RRV, R-R Interval Variability)라고 부르며 문헌에 따라서는 주기길이변이도(CLV, Cycle Length Variability), 심박수변이도(HRV, Heart Rate Variability)등으로 불리기도 한다.
일반적으로 이러한 심박간격변이도 시계열에서 추출가능한 잘 알려진 분석지표들에는 심박수(HR, Heart Rate), 표준편차(SDNN, Standard Deviation of Normal R-Normal R intervals), 저주파수영역의 절대전력(LF, Low Frequency), 고주파수영역의 절대전력(HF, High Frequency), 고주파수영역에 대한 저주파수영역의 절대전력비율(LF/HF), 확률분포가 퍼진 정도(HRV-Index, Heart Rate Variability-Index) 등이 있다.
이러한 심박간격변이도 분석지표들은 성별에 따른 뚜렷한 차이는 없으나 자율신경기능의 노화로 인해 연령대별 차이는 큰 편이므로 세부 연령대별로 분류하여 값을 해석하는 것이 중요하다.
그러나 종래의 심박간격변이도 분석은 일부 제한된 분석지표들에 한해서만 정상범위가 제시되어 나머지 다수의 파라미터들에 대해서는 해석기준이 없어 임상적으로 자율신경 기능검사에 활용하기가 어려웠다. 일예로, 심박수(HR, Heart Rate), 표준편차(SDNN, Standard Deviation of Normal R-Normal R intervals)의 한해서만 정상범위가 제시되고 나머지 지표인 저주파수영역의 절대전력(LF, Low Frequency), 고주파수영역의 절대전력(HF, High Frequency), 고주파수영역에 대한 저주파수영역의 절대전력비율(LF/HF), 확률분포가 퍼진 정도(HRV-Index, Heart Rate Variability-Index)에 대해서는 정상범위 기준이 없었던 점을 들 수 있다.
또한, 일부 제한된 분석지표들에 한해서 정상범위가 제시되었다 하더라도 서양인을 기준으로 제시되어 있는 경우가 대부분으로 한국인과 같은 동양인은 이를 적용하기에 적합하지 않은 문제점이 있었다.
한편, 몇몇의 파라미터는 동양인을 기준으로 제시된 것이 있는데 이는 최대, 최소로만 구성된 정상범위 수준만 제시되어 정상범위에 속하는지의 여부만 판별 가능할 뿐, 해당 지표가 임상적인 측면에서 상위, 또는 하위 몇% 범위 내에 해당하는지를 정량적으로 파악하기는 어려웠던 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 모든 분석지표들에 대해 세부범위별 통일된 통계적 임상해석이 가능할 뿐 아니라 더 정밀한 세부연령대별 임상해석까지 가능하게 하는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기능노화도 수준과, 임상적 활용 가치가 높은 종합적인 스트레스 지수인 급성스트레스, 만성스트레스 지수를 산출할 수 있는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 다수의 피검자로부터 심박간격을 측정하여 심박간격변이도를 수집하고 이를 다수의 그룹으로 세분화하는 단계(S10)와; 상기 그룹별 심박간격변이도를 통하여 신체각성도(HR), 스트레스 저항도(SDNN), 교감활성도(LF), 부교감활성도(HF), 자율신경 균형도(LF/HF), 심기능 활성도(HRV-Index)로 구분되는 각각의 분석지표(Pi)들을 추출하는 단계(S20)와; 상기 분석지표(Pi)들의 각각의 그룹별 평균과 표준편차를 산출하고, 상기 그룹별 평균의 평균과 일치하는 그룹을 표준그룹으로 지정하여 상기 표준그룹의 평균과 표준편차를 각각의 분석지표(Pi)의 평균(mi)과 표준편차(sdi)로 지정하는 단계(S30)와; 상기 각각의 표준그룹의 평균(mi)과 표준편차(sdi)들이 동일한 평균과 동일한 표준편차의 통계분포로 해석되도록 임의의 평균(M)과 임의의 표준편차(SD)를 추가한 <수학식1>의 방법으로 신체각성도(HR), 스트레스 저항도(SDNN), 교감활성도(LF), 부교감활성도(HF), 자율신경 균형도(LF/HF), 심기능 활성도(HRV-Index)로 구분되는 각각의 표준지표(Ti)를 구축하는 단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요 소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
우선, (S10)단계는 다수의 피검자로부터 심박간격을 측정하여 심박간격변이도(RRV, R-R Interval Variability)를 수집하고 이를 다수의 그룹으로 세분화하는 것으로 이루어진다. 심박간격변이도는 측정한 시간동안 심박간격의 변화그래프를 나타낸 것으로 저널명: European Heart Journal에 논문제목: Heart rate variability: Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use; 국문제목: 심박변이율: 측정, 생리학적 해석, 임상적 사용에 대한 기준(논문발표년도, 호, 페이지: 1996, 17, 354-381)과, 저널명: 정맥마취에 논문제목: Heart Rate Variability, HRV; 국문제목: 심박변이도(논문발표년도, 호, 페이지: 2004, 8, 45-86)에 잘 나타나 있다.
심박간격은 심전도 또는 맥파 파형의 피크간 간격을 의미하며, 다수의 그룹이란 각 연령별 그룹인 것으로, 10대, 20대, 30대, 40대, …, 등을 의미한다. 또한, 다수의 피검자는 불특정 다수인 것으로, 바람직하게는 측정치가 각 연령대별로 고른 분포를 보여야 한다. 이를테면 10대에서 70대까지 7000명을 대상으로 심박간격을 측정한다고 하면, 10대, 20대, …, 60대, 70대에 대해 각각 1000명씩 측정하여야 한다.
(S20)단계를 설명하기에 앞서 신체각성도(HR), 스트레스 저항도(SDNN), 교감 활성도(LF), 부교감활성도(HF), 자율신경 균형도(LF/HF), 심기능 활성도(HRV-Index)는 각각 심박수(HR, Heart Rate), 표준편차(SDNN, Standard Deviation of Normal R-Normal R intervals), 저주파수영역의 절대전력(LF, Low Frequency), 고주파수영역의 절대전력(HF, High Frequency), 고주파수영역에 대한 저주파수영역의 절대전력비율(LF/HF), 확률분포가 퍼진 정도(HRV-Index, Heart Rate Variability-Index)의 임상적 대응의미임을 알아야 한다. 또한, 이를 보다 쉽게 이해하기 위하여 표1에 나타내었다.
심박변이도 분석지표 수학적 정의(단위) 임상적 대응의미
HR 심박동수(bpm) 신체 각성도
SDNN 심박간격변이도의 표준편차(ms) 스트레스 저항도
LF 저주파수영역(0.04~0.15Hz)파워값의 자연로그스케일값(ms2) 교감 활성도
HF 고주파수영역(0.15~0.4Hz)파워값의 자연로그스케일값(ms2) 부교감 활성도
LF/HF HF값에 대한 LF값의 비율 자율신경 균형도
HRV-Index 확률분포의 전체면적을 최대높이로 나눈 백분율(%) 심기능 활성도
(S20)단계는 상기 그룹별 심박간격변이도(RRV, R-R Interval Variability)를 통하여 신체각성도(HR), 스트레스 저항도(SDNN), 교감활성도(LF), 부교감활성도(HF), 자율신경 균형도(LF/HF), 심기능 활성도(HRV-Index)로 구분되는 각각의 분석지표(Pi)들을 추출한다. 심박간격변이도는 앞서 개시한 바와 같고, 상기 분석지표(Pi)들의 추출방법과 의학적 근거는 서적명: Psychophysiology: Human Behavior and Physiological Response, 서적제목: Psychophysiology: Human Behavior and Physiological Response; 국문제목: 정신생리학: 인간행동과 생리학적 반응(페이지: 232-233, 240-241)과,
저널명: European Heart Journal, 논문제목: Heart rate variability: Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use; 국문제목: 심박변이율: 측정, 생리학적 해석, 임상적 사용에 대한 기준(논문발표년도, 호, 페이지: 1996, 17, 354-381)과,
저널명: Pacing Clin Electrophysiol, 논문제목: Changes in heart rate variability with age; 국문제목: 심박변이율에 있어서 나이 따른 변화(논문발표년도, 호, 페이지: 1996 Nov, 19(11 Pt 2), 1863-6)와,
저널명: 정맥마취, 논문제목: Heart Rate Variability, HRV; 국문제목: 심박변이도(논문발표년도, 호, 페이지: 2004, 8, 45-86)와,
논문제목: Prognostic value of heart rate variability in patients with end-stage renal disease on chronic haemodialysis, 국문제목: 만성 혈액투석 신장병말기환자들에 있어서 심박변이율의 예후 수치(논문발표년도, 호, 페이지: 2003, 18, 318-325)와,
저널명: Journal of the Neurological Sciences, 논문제목: Fingertip photoplethysmography and migraine; 국문제목: 손가락 PTG와 편두통(논문발표년도, 호, 페이지: 2003, 216, 17-21)에 잘 나타나 있으므로 분석지표(Pi)들의 추출방법과 임상적 의미에 대한 설명은 생략하기로 한다.
(S30)단계는 상기 분석지표(Pi)들의 각각의 그룹별 평균과 표준편차를 산출하고, 상기 그룹별 평균의 평균과 일치하는 그룹을 표준그룹으로 지정하여 상기 표준그룹의 평균과 표준편차를 각각의 분석지표(Pi)의 평균(mi)과 표준편차(sdi)로 지정한다.
그룹별 평균의 평균이란 그룹별 평균값들을 평균한 것이고, 표준편차 또한 그룹별 표준편차의 평균을 나타낸 값이다. 예컨대, 신체각성도(HR)의 그룹별 평균값이 70, 60, 55, 50, 45, 40, 30이면 그룹별 평균의 평균은 50이 되고, 그룹별 표준편차가 ±7, ±6, ±5.5, ±5, ±4.5, ±4, ±3이면 그룹별 표준편차의 평균은 ±5가 되는 것이다. 이와 같은 그룹별 평균의 평균과 그룹별 표준편차의 평균은 각각의 분석지표(Pi)들에 적용된다.
표준그룹은 그룹별 평균의 평균과 일치하는 그룹인 것으로, 상기 예시된 바와 같이 그룹별 평균의 평균이 50이면, 이와 같은 평균값과 같은 50의 평균을 갖는 그룹이 표준그룹이 되는 것이다. 따라서, 이러한 표준그룹의 평균과 표준편차는 각각의 분석지표(Pi)의 평균(mi)과 표준편차(sdi)로 지정하는 것이 바람직하다.
(S40)단계는 상기 각각의 표준그룹의 평균(mi)과 표준편차(sdi)들이 동일한 평균과 동일한 표준편차의 통계분포로 해석되도록 임의의 평균(M)과 임의의 표준편차(SD)를 추가한 <수학식1>의 방법으로 신체각성도(HR), 스트레스 저항도(SDNN), 교감활성도(LF), 부교감활성도(HF), 자율신경 균형도(LF/HF), 심기능 활성도(HRV-Index)로 구분되는 각각의 표준지표(Ti)를 구축한다.
이와 같은 (S40)단계는 각각의 분석지표(Pi)의 표준그룹의 평균(mi)과 표준편차(sdi)들이 다르므로 이를 동일한 평균과 동일한 표준편차의 통계분포로 해석하기 위하여 임의의 평균(M)과 임의의 표준편차(SD) 값을 지정하여야 한다. 이러한 임의의 평균(M)과 임의의 표준편차(SD)에는 다양한 수가 적용될 수 있지만, 바람직하게는 (50, ±10), (0, ±1), (100, ±10) 중 선택되는 어느 하나이어야 하고, 더욱 바람직하게는 (50, ±10)을 적용하는 것이 좋다.
또한, 이러한 임의의 평균(M)과 임의의 표준편차(SD)를 <수학식1>에 적용하면 신체각성도(HR), 스트레스 저항도(SDNN), 교감활성도(LF), 부교감활성도(HF), 자율신경 균형도(LF/HF), 심기능 활성도(HRV-Index)로 구분되는 각각의 표준지표(Ti)를 구축할 수 있다.
Figure 112007032459824-pat00016
여기서,
Pi = 피검자의 심전도, 또는 맥파의 측정치로 얻어지는 분석지표,
mi = 표준그룹의 평균,
sdi = 표준그룹의 평균(mi)에 대한 표준편차,
Ti = 표준지표,
M = 각각의 평균(mi)의 기준이 되는 평균,
SD = 각각의 표준편차(sdi)의 기준이 되는 표준편차.
한편, 본 출원인((주)락싸)은 2002년 2월에서 2006년 6월까지 한국인 7,000명을 대상으로 심박간격변이도 데이터를 수집하고, 표준지표(Ti) 변환과정에 필요한 바람직한 분석지표(Pi)의 평균(mi)과 표준편차(sdi)를 도출하여 표 2와 같이 나타낼 수 있었다.
심박변이도 분석지표(Pi) 평균(mi) 표준편차(sdi)
HR(PHR) 69 ~ 78 6 ~ 12
SDNN(PSDNN) 31 ~ 43 8 ~ 16
LF(PLF) 5.15 ~ 5.85 0.4 ~ 0.9
HF(PHF) 4.65 ~ 5.55 0.6 ~ 1.2
LF/HF(PLF / HF) 0.98 ~ 1.22 0.17 ~ 0.33
HRV-Index(PHRV - Idx) 10 ~ 15 3 ~ 7
여기서, 상기 심박간격변이도는 연령별로 10대에서 70대까지 골고루 구성되어 있으며, 중간 연령대인 40대를 표준그룹으로 지정하였다.
또한, 이와 같은 분석지표(Pi)의 표준그룹의 평균(mi)과 표준편차(sdi)에 임상적 해석이 쉬운 50과 10을 각각 평균(M)과 표준편차(SD)에 적용하여 도 2와 같은 표준지표(Ti) 그래프를 나타낼 수 있었다.
이와 같은 과정을 통해 표준지표(Ti)는 세부적인 범위에 따른 정량적인 통계해석이 동일해 지므로 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.
표준지표(Ti)가 40 ~ 60의 범위 내에 있으면, 이는 표준그룹(68%) 안에 속한다는 것을 의미하고,
표준지표(Ti)가 60 ~ 70의 범위 내에 있으면, 이는 상위(16%이상 3%미만)에 속한다는 것을 의미하고,
표준지표(Ti)가 30 ~ 40)의 범위 내에 있으면, 이는 하위(16%이상 3%미만)에 속한다는 것을 의미하고,
표준지표(Ti)가 70 이상이면, 이는 상위(3%이상)에 속한다는 것을 의미하고,
표준지표(Ti)가 30 이하이면, 이는 하위(3%이상)에 속한다는 것을 의미한다.
한편, 본 발명의 표준지표(Ti)들은 표준그룹을 기준으로 상기와 같은 전반적인 해석도 가능하지만, 다음 절차에 따른 더욱 정밀한 세부 그룹별 해석도 가능하다.
이는 동일한 평균(M=50)과 동일한 표준편차(SD)에 의해 세부 그룹별 평균은 표준그룹의 평균과 동일하거나, 또는 표준그룹을 기준으로 대칭적인 직선형태로 감소하는 것이 도 3 내지 도 5와 같이 관찰되었기 때문이다. 이를 하기에서 설명하면 다음과 같다.
각각의 표준지표(Ti)의 그룹별 평균으로 기울기 상수(a)를 산출하고, 상기 기울기 상수(a)와 표준지표(Ti)의 임의의 그룹의 평균(MG)값을 <수학식2>에 대입하여 y절편 상수(b)를 산출(S50)한다.
Figure 112007032459824-pat00017
여기서, MG = 임의의 그룹별 표준지표의 평균,
a = 기울기 상수,
b = y절편 상수,
G = 피검자의 나이.
상기와 같은 수식을 통하여 기울기 상수(a)와 y절편 상수(b)를 구하면, 나이(G)의 해당 연령그룹의 평균(MG)값을 구할 수 있고, 이를 토대로 피검자는 해당 연령그룹의 평균(MG)에 속하는지, 혹은 미달되는지, 혹은 초과되는지를 알 수 있게 된다.
한편, 본 출원인((주)락싸)은 이와 같은 <수학식2>에 적용하기 위한 바람직한 기울기 상수(a)와 y절편 상수(b)를 상기 표 2에 나타낸 분석지표(Pi)의 평균(mi)과 표준편차(sdi)를 기반으로 획득한 다음 표 3과 같이 도출할 수 있었다.
심박변이도 분석지표(Ti) 기울기 상수(a) y절편 상수(b)
HR(THR) -0.35 ~ -0.15 55 ~ 65
SDNN(TSDNN) -0.6 ~ -0.4 65 ~ 75
LF(TLF) -0.6 ~ -0.4 65 ~ 75
HF(THF) -0.6 ~ -0.4 65 ~ 75
LF/HF(TLF / HF) -0.1 ~ 0.1 45 ~ 55
HRV-Index(THRV - Idx) -0.6 ~ -0.4 65 ~ 75
한편, 본 발명은 (S60)단계를 통하여 Gi를 산출(S60) 할 수 있다.
이러한 (S60)단계는 상기 각각의 표준지표(Ti)의 그룹별 평균으로 기울기 상수(a)를 산출하고, 상기 기울기 상수(a)와 표준지표(Ti)의 임의의 그룹의 평균(MG)값을 <수학식2>에 대입하여 y절편 상수(b)를 산출한 다음 상기 기울기 상수(a)와 y절편 상수(b)와 임의의 그룹에 속하는 표준지표(Ti)값을 <수학식3>에 대입하여 이루어진다.
Figure 112007027088679-pat00003
여기서, Gi = 생물학적 기능나이,
Ti = 표준지표,
a = 기울기 상수,
b = y절편 상수.
또한, 본 발명은 표준지표(Ti)들 중 자율신경 균형도(LF/HF)와 신체각성도(HR)와 다음과 같은 <수학식4>를 이용하여 급성스트레스 지수를 산출(S41) 할 수 있다.
Figure 112007027088679-pat00004
여기서, TLF / HF = 자율신경 균형도(LF/HF)의 표준지표(Ti),
THR = 신체각성도(HR)의 표준지표(Ti).
또한, 본 발명은 상기 표준지표(Ti)들 중 스트레스 저항도(SDNN)와 심기능 활성도(HRV-Index)와 <수학식5>를 이용하여 만성스트레스 지수를 산출(S42)할 수 있다.
Figure 112007027088679-pat00005
여기서, 2M의 M = 각각의 평균(mi)의 기준이 되는 평균,
TSDNN = 스트레스 저항도(SDNN)의 표준지표(Ti),
THRV - Idx = 심기능 활성도(HRV-Index)의 표준지표(Ti).
삭제
이상에서 설명한 바와 같이, 본 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법은 세부연령별 통계분포를 토대로 임의 연령에 대해서도 통계적인 자동해석이 가능할 뿐 아니라, 종합적인 지수인 급, 만성 스트레스 정도와 자율신경 노화수준을 정량적으로 표시할 수 있어 일반인들도 쉽게 자율신경 검사결과를 이해할 수 있다는 장점이 있고, 특히 비침습적으로 편안하게 측정할 수 있어, 일반 가정에서도 스트레스등에 기인한 자율신경의 기능이상을 조기에 발견하고 대처할 수 있어, 심각한 관련질환으로의 발전을 미연에 방지할 수 있다는 삶의 질 향상효과가 기대된다.
또한, 맥파나 심전도 신호의 심박간격변이도 분석에 의한 자율신경기능을 검사하는 장치는 외국에 비해 국내에서 더욱 활성화되어 있으며, 현재 약 5가지 유사제품들이 시중에 유통되고 있다.
그러나 아직 심박변이도 분석지표의 절대수치만을 제공하거나, 정상범위의 최하, 최상값만 제시하는 수준이어서 세부적인 임상해석엔 어려움이 있어, 주로 병원에서만 활용되어왔다.
따라서, 본 발명은 대량 임상데이타를 기반으로 통계학적 표준지표 변환법을 도입하여 각 분석지표별 통계학적 자동해석 지침을 제시함으로써 전문가가 아닌 일반인들도 이 장치를 쉽게 활용할 수 있는 계기를 마련했다고 볼 수 있고, 자율신 경기능 검사장치의 시장을 기존의 제한된 병원시장에서 폭넓은 대중시장으로 확대할 수 있는 산업적 가치가 높은 중요한 기술을 제공하는 효과가 있다.
이상 본 발명이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 다수의 피검자로부터 심박간격을 측정하여 심박간격변이도를 수집하고 이를 다수의 그룹으로 세분화하는 단계(S10)와;
    상기 그룹별 심박간격변이도를 통하여 신체각성도(HR), 스트레스 저항도(SDNN), 교감활성도(LF), 부교감활성도(HF), 자율신경 균형도(LF/HF), 심기능 활성도(HRV-Index)로 구분되는 각각의 분석지표(Pi)들을 추출하는 단계(S20)와;
    상기 분석지표(Pi)들의 각각의 그룹별 평균과 표준편차를 산출하고, 상기 그룹별 평균의 평균과 일치하는 그룹을 표준그룹으로 지정하여 상기 표준그룹의 평균과 표준편차를 각각의 분석지표(Pi)의 평균(mi)과 표준편차(sdi)로 지정하는 단계(S30)와;
    상기 각각의 표준그룹의 평균(mi)과 표준편차(sdi)들이 동일한 평균과 동일한 표준편차의 통계분포로 해석되도록 임의의 평균(M)과 임의의 표준편차(SD)를 추가한 <수학식1>의 방법으로 신체각성도(HR), 스트레스 저항도(SDNN), 교감활성도(LF), 부교감활성도(HF), 자율신경 균형도(LF/HF), 심기능 활성도(HRV-Index)로 구분되는 각각의 표준지표(Ti)를 구축하는 단계(S40);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법.
    <수학식1>
    Figure 112007032459824-pat00018
    여기서,
    Pi = 피검자의 심전도, 또는 맥파의 측정치로 얻어지는 분석지표,
    mi = 표준그룹의 평균,
    sdi = 표준그룹의 평균(mi)에 대한 표준편차,
    Ti = 표준지표,
    M = 각각의 평균(mi)의 기준이 되는 평균,
    SD = 각각의 표준편차(sdi)의 기준이 되는 표준편차.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 임의의 평균(M)과 표준편차(SD)는 각각 (50, ±10), (0, ±1), (100, ±10) 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 신체각성도(HR)의 평균(mi)은 69 ~ 78, 표준편차(sdi)는 6 ~ 12;
    상기 스트레스 저항도(SDNN)의 평균(mi)은 31 ~ 43, 표준편차(sdi)는 8 ~ 16;
    상기 교감활성도(LF)의 평균(mi)은 5.15 ~ 5.85, 표준편차(sdi)는 0.4 ~ 0.9;
    상기 부교감활성도(HF)의 평균(mi)은 4.65 ~ 5.55, 표준편차(sdi)는 0.6 ~ 1.2;
    상기 자율신경 균형도(LF/HF)의 평균(mi)은 0.98 ~ 1.22, 표준편차(sdi)는 0.17 ~ 0.33;
    상기 심기능 활성도(HRV-Index)의 평균(mi)은 10 ~ 15, 표준편차(sdi)는 3 ~ 7인 것을 특징으로 하는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 각각의 표준지표(Ti)의 그룹별 평균으로 기울기 상수(a)를 산출하고, 상기 기울기 상수(a)와 표준지표(Ti)의 임의의 그룹의 평균(MG)값을 <수학식2>에 대입하여 y절편 상수(b)를 산출하는 단계(S50)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법.
    <수학식2>
    Figure 112007032459824-pat00019
    여기서, MG = 임의의 그룹의 표준지표(Ti)의 평균,
    a = 기울기 상수,
    b = y절편 상수,
    G = 피검자의 나이.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 표준그룹을 기준으로 표준지표(Ti)의 신체각성도(HR)의 기울기 상수(a)는 -0.35 ~ -0.15, y절편 상수(b)는 55 ~ 65;
    스트레스 저항도(SDNN)의 기울기 상수(a)는 -0.6 ~ -0.4, y절편 상수(b)는 65 ~ 75;
    교감활성도(LF)의 기울기 상수(a)는 -0.6 ~ -0.4, y절편 상수(b)는 65 ~ 75;
    부교감활성도(HF)의 기울기 상수(a)는 -0.6 ~ -0.4, y절편 상수(b)는 65 ~ 75;
    자율신경 균형도(LF/HF)의 기울기 상수(a)는 -0.1 ~ 0.1, y절편 상수(b)는 45 ~ 55;
    심기능 활성도(HRV-Index)의 기울기 상수(a)는 -0.6 ~ -0.4, y절편 상수(b) 는 65 ~ 75;인 것을 특징으로 하는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 각각의 표준지표(Ti)의 그룹별 평균으로 기울기 상수(a)를 산출하고, 상기 기울기 상수(a)와 표준지표(Ti)의 임의의 그룹의 평균(MG)값을 <수학식2>에 대입하여 y절편 상수(b)를 산출한 다음 상기 기울기 상수(a)와 y절편 상수(b)와 임의의 그룹에 속하는 표준지표(Ti)값을 <수학식3>에 대입하여 Gi를 산출하는 단계(S60)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법.
    <수학식3>
    Figure 112007027088679-pat00008
    여기서, Gi = 생물학적 기능나이,
    Ti = 표준지표,
    a = 기울기 상수,
    b = y절편 상수.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 표준지표(Ti)들 중 자율신경 균형도(LF/HF)와 신체각성도(HR)와 <수학식4>를 이용하여 급성스트레스 지수를 산출하는 단계(S41)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법.
    <수학식4>
    Figure 112007027088679-pat00009
    여기서, TLF / HF = 자율신경 균형도(LF/HF)의 표준지표(Ti),
    THR = 신체각성도(HR)의 표준지표(Ti).
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 표준지표(Ti)들 중 스트레스 저항도(SDNN)와 심기능 활성도(HRV-Index)와 <수학식5>를 이용하여 만성스트레스 지수를 산출하는 단계(S42)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심박간격변이도를 이용한 표준지표 산출 방법.
    <수학식5>
    Figure 112007027088679-pat00010
    여기서, 2M의 M = 각각의 평균(mi)의 기준이 되는 평균,
    TSDNN = 스트레스 저항도(SDNN)의 표준지표(Ti),
    THRV - Idx = 심기능 활성도(HRV-Index)의 표준지표(Ti).
  9. 삭제
  10. 삭제
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