KR100877207B1

KR100877207B1 - Apparatus for noninvasive, continuous, and simultaneous measurement of blood pressure and arterial stiffness

Info

Publication number: KR100877207B1
Application number: KR1020060003871A
Authority: KR
Inventors: 임재중; 전영주; 김정환; 정남식; 이무용; 백상홍; 박정배; 김기식
Original assignee: (주)한별메디텍
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2009-01-07
Also published as: KR20070075515A

Abstract

신체 부위에 착용 및 분리가 편리하고 간편하게 요골 동맥 맥파를 측정하여 이로부터 상완/요골 및 중심 대동맥의 연속 혈압값 및 동맥 탄성도를 표시할 수 있는 비침습적 연속혈압, 동맥탄성도 측정 장치 및 그 방법이 개시된다. 이 장치는, 가압대(Cuff)를 사용하지 않고 신체의 요골 혹은 경동맥 부위에 장착하여 신체로부터 검출한 적어도 하나 이상의 맥파 신호, 적외선 흡수/반사 신호, 그리고 심전도 신호를 검출하는 센서부를 포함한 아날로그 신호 처리부, A/D 변환 및 디지털 신호처리부를 포함한 제어부, 디스플레이부 및 외부 기기와의 통신을 위한 인터페이스부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 장치 및 방법은 기존의 cuff 를 사용하여 측정하고 있는 손목이나 상완 혈압은 물론이고 임상적으로 가장 큰 의미를 지닌 대동맥 중심 혈압 값을 비침습적이며 연속적으로 간편하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 혈압 값만으로는 나타나지 않을 수 있는 동맥 탄성도의 정량적인 제공도 동시에 가능하다는 측면에서 기존의 혈압 측정 장치를 대체할 수 있는 산업적인 가치를 가지고 있고, 그 외에도 추정 혈관나이, 혈관 노화도, 심혈관계 관련 특정질환의 조기진단 및 향후 발병 가능성 추정 등에 대한 정량적인 값을 나타낼 수 있으므로 심혈관계 질환의 조기 진단에 적극적으로 활용될 수 있을 것이다.Non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device and method for measuring radial artery pulse wave conveniently and easily on body part and displaying continuous blood pressure value and arterial elasticity of humer / radius and central aorta This is disclosed. The apparatus includes an analog signal processing unit including a sensor unit which detects at least one pulse wave signal, infrared absorption / reflection signal, and electrocardiogram signal detected from the body by attaching it to the radial or carotid artery part of the body without using a pressure cuff. A control unit including an A / D conversion and digital signal processing unit, a display unit, and an interface unit for communication with an external device are provided. The device and method not only can be used to measure non-invasive and continuous measurement of the central aortic blood pressure, which is the most clinically significant, but also the wrist or brachial blood pressure measured using a conventional cuff. In addition, it is possible to quantitatively provide arterial elasticity, which may not appear, and has the industrial value to replace the existing blood pressure measuring device.In addition, premature vascular age, vascular aging, and cardiovascular disease Quantitative values can be used for diagnosis and presumption of future outbreaks, so they can be actively used for early diagnosis of cardiovascular disease.

비침습적 연속 혈압 측정, 전달함수(Transfer Function), 상완/요골 동맥 혈압, 대동맥 혈압, 동맥경화도, 증강지수(Augmentation Index), 심혈관계 질환진단 Non-invasive continuous blood pressure measurement, transfer function, brachial / radial arterial blood pressure, aortic blood pressure, arteriosclerosis, augmentation index, cardiovascular disease diagnosis

Description

비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정장치{Apparatus for noninvasive, continuous, and simultaneous measurement of blood pressure and arterial stiffness}Apparatus for noninvasive, continuous, and simultaneous measurement of blood pressure and arterial stiffness}

도 1 : 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치의 제1 실시예를 나타낸 사시도1 is a perspective view showing a first embodiment of a continuous blood pressure, arterial elasticity measuring apparatus according to the present invention

도 2 : 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치의 제2 실시예를 나타낸 사시도2 is a perspective view showing a second embodiment of the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring apparatus according to the present invention

도 3 : 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치의 제3 실시예를 나타낸 사시도3 is a perspective view showing a third embodiment of the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device according to the present invention

도 4 : 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치 센서부의 저면도 및 정면도와 피검자의 손목에 장착된 실시예를 나타낸 정면도4 is a bottom view and a front view of a continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device sensor according to the present invention and a front view showing an embodiment mounted on the wrist of the subject

도 5 : 도 1의 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치의 사시도 및 측면도5 is a perspective view and a side view of the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device of FIG.

도 6 : 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치의 블럭도6 is a block diagram of a continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device according to the present invention

도 7 : 배터리 역전류 방지회로를 포함한 정전압 전원 및 기준전압 회로도7: Constant voltage power supply and reference voltage circuit diagram including battery reverse current prevention circuit

도 8 : 압력센서, 적외선센서, 심전도 센서로부터의 아날로그 신호처리부를 나타낸 회로도8 is a circuit diagram showing an analog signal processing unit from a pressure sensor, an infrared sensor, and an ECG sensor

도 9 : 입력부, 상태표시부 및 디스플레이부를 포함하는 제어부를 나타낸 회 로도9 is a circuit diagram illustrating a control unit including an input unit, a status display unit, and a display unit.

도 10 : 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 방법을 나타낸 흐름도10 is a flowchart showing a method for measuring continuous blood pressure and arterial elasticity according to the present invention.

도 11 : 본 발명에 따른 상완/요골 연속 혈압 측정 방법을 나타낸 흐름도11 is a flow chart showing a method for measuring humerus / radial continuous blood pressure according to the present invention.

도 12 : 도 10의 전달함수 연산과정을 나타낸 흐름도12 is a flowchart illustrating a transfer function calculating process of FIG. 10.

도 13 : 도 10의 Augmentation point를 연산 과정을 나타낸 흐름도13 is a flowchart illustrating a process of calculating the Augmentation point of FIG. 10.

도 14 : 본 발명에 따른 요골동맥 및 대동맥 혈압 값의 임상 실험 결과 그래프14: Clinical experimental result graph of radial artery and aortic blood pressure values according to the present invention

도 15 : 본 발명에 따른 전달함수 처리된 대동맥 파형15: Aortic waveform treated with the transfer function according to the present invention

도 16 : 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치의 진단 결과 표시Figure 16: Display the diagnostic results of the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device according to the present invention

* 도면부호에 대한 간단한 설명** Brief description of the drawings

150 : 통신포트150: communication port

350 : 피검자 (사용자)350: subject (user)

350a : 피검자의 요골동맥(radial artery)부위350a: Radial artery of the subject

350b : 피검자의 요골뼈(radial bone)부위350b: Radial bone area of subject

350c : 피검자의 경동맥(carotid artery)부위350c: Carotid artery area of the subject

350w : 피검자의 손목(wrist)부위350w: wrist part of subject

400 : 센서부400: sensor

401 : 심전도센서401: ECG sensor

402 : 적외선센서402: infrared sensor

403 : 압력센서403: pressure sensor

500 : 비침습적 연속 혈압 및 동맥탄성도 측정장치500: non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device

본 발명은 인체의 특정 동맥부위에서 발생하는 맥파(pulse wave)의 이용에 관한 것으로 압력 센서, 적외선 센서, 그리고 전극을 이용하여 맥파 신호와 심전도 신호를 획득하고 분석한 결과를 디스플레이에 출력하는데, 특히 대동맥 및 상완 동맥의 연속 혈압 값, 추정 혈관나이, 혈관 노화도, 혈관 탄성도, 심혈관계 관련 특정질환의 조기진단 및 향후 발병 가능성 추정 등에 대한 정량적인 값을 제공하는 비침습적 연속 혈압 및 동맥탄성도 측정장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the use of pulse waves generated in specific artery parts of the human body. The results of obtaining and analyzing pulse wave signals and electrocardiogram signals using a pressure sensor, an infrared sensor, and electrodes are displayed on a display. Non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity measurements that provide quantitative values for continuous blood pressure values of the aortic and brachial arteries, estimated vascular age, vascular aging, vascular elasticity, early diagnosis of cardiovascular-specific diseases, and estimation of future onset. Relates to a device.

심혈관계 질환의 발생은 산업화 사회로 발전해 나가는 과정에서 일어나는 육체활동의 감소 및 식생활의 변화에 따라 증가하는 면도 있지만, 질환의 발생이 연령의 증가에 따라 급격히 증가하는 것 역시 사회의 발전에 수반되는 고령화에 따라 심혈관계 질환의 중요성이 증가하는 이유 중 하나이다. 1999년 World Health Report에 의하면 감염성 질환이 주된 사망 원인이던 사회에서 심혈관계 질환이 주요 사망원인으로 전환되는 시대에 들어섰을 뿐만 아니라 가속화 되고 있다고 발표했으며, 순환기계 질환은 서구 선진국의 경우 유병율, 치사율에 있어서 가장 중요한 성인병 중의 하나이고 성인에게 일어날 수 있는 급사의 주된 원인이 바로 협심증, 심근경색 등과 같은 관상동맥 질환이다. 최근 우리나라에도 사회 문화 환경 및 식생활 등의 서구화에 따른 순환계 질환이 크게 증가하여 사망률이 전체 인구 사망률의 30％ 이상을 차지하고 있는데 그 중에서도 특히 허혈성 심장병 등 관상동맥 질환으로 인한 사망률이 최근 10년 이내에 수십 배로 급증하고 있다.The development of cardiovascular diseases increases with the decrease of physical activity and dietary changes in the process of developing industrialized society, but the rapid increase of the disease with age increases the aging of society. This is one of the reasons why the importance of cardiovascular diseases increases. According to the 1999 World Health Report, not only has the era of cardiovascular disease becoming a major cause of death in a society where infectious disease is the leading cause of death, but it is also accelerating. Coronary artery disease such as angina pectoris and myocardial infarction is one of the most important adult diseases and the leading cause of sudden death in adults. In Korea, the circulatory diseases due to the westernization of social culture environment and diet have increased significantly, and mortality rate accounted for more than 30% of the total population mortality. Among them, the mortality rate from coronary artery disease such as ischemic heart disease has increased several times within the last 10 years. Soaring.

동맥혈압은 혈액의 양, 혈관의 탄력성, 수축 저항 등에 의해 결정되며 심혈관계의 이상이나 부적절함을 나타내는 생명징후의 하나로서 모든 조직의 관류에 영향을 미치며 특히 뇌혈류나 관상혈류를 조절하는 주요 인자가 되고 있다. 2003년 미국에서 발표된 고혈압 지침에 따르면 혈압이 120/80 mmHg 이상인 상태부터 합병증의 발생이 높아지므로 120∼139/80∼89 mmHg 상태를 전고혈압(prehypertension)으로 분류하여 예방적 차원의 접근을 권장하고 있다. 이는 최근의 메타 분석에서 115/75 mmHg부터 심혈관 질환의 위험이 상승하고 20/10 mmHg 상승할 때마다 2배가 된다는 사실을 인정하는 것이며, 이러한 기준을 토대로 하면 미국의 경우 전 국민의 22％에 해당하는 4,500만명 그리고 60세 이상 인구의 전체가 혈압 관리 및 치료의 대상이 된다는 점에서 중요성이 다시 강조되고 있다.Arterial blood pressure is determined by the amount of blood, elasticity of blood vessels, and resistance to contraction. It is one of the vital signs of abnormal or inadequate cardiovascular system and affects perfusion of all tissues. It is becoming. High blood pressure guidelines published in the U.S. in 2003 suggest that complications increase with blood pressure above 120/80 mmHg, so the precautionary approach is recommended by classifying 120-139 / 80-89 mmHg as prehypertension. Doing. This is a recent meta-analysis that acknowledges that from 115/75 mmHg, the risk of cardiovascular disease doubles with every 20/10 mmHg increase, based on 22% of the nation's population in the United States. The importance is reaffirmed in that 45 million people and the entire population aged 60 and over are targeted for blood pressure management and treatment.

이러한 고혈압은 동맥경화증을 유발하고 각종 심혈관 질환, 뇌혈관 질환 그리고 신장 질환을 유발한다. 고혈압의 원인으로는 말초혈관 저항의 증가와 체내 수분 저류가 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며 대부분의 고혈압은 말초혈관 저항의 항진, 즉 말초소동맥의 수축에 의해 초래된다. 그러나, 말초혈관 저항이 높아졌다 하더라도 좌심실의 박출량이 낮을 경우에는 높은 혈압 값을 나타내지 않는 경우도 있을 수 있다. 즉, 상완 혈압 값과 대동맥 혈압 값의 상시적인 모니터링이 중요하다는 것은 의심의 여지가 없으나 말초혈관 저항 값도 혈압 값과 함께 상시적 으로 모니터링 해야 할 중요한 지표임을 간과하여서는 안된다.This hypertension causes atherosclerosis and various cardiovascular, cerebrovascular and renal diseases. The cause of hypertension is known to play an important role in the increase of peripheral vascular resistance and the retention of water in the body, most of the hypertension is caused by the increase of peripheral vascular resistance, that is, the contraction of peripheral arteries. However, even if peripheral vascular resistance is increased, there may be cases in which a high blood pressure value is not exhibited when the left ventricle ejection volume is low. In other words, there is no doubt that the constant monitoring of the brachial blood pressure and the aortic blood pressure is important, but peripheral blood vessel resistance should not be overlooked as an important indicator to be constantly monitored.

현재 혈압을 측정하는 방법으로는 침습적(invasive)인 방법과 비침습적(noninvasive)인 방법이 있는데, 수술실이나 중환자실에서 고 위험도 환자를 관리하는 경우에는 지속적으로 동맥혈압을 감시할 수 있고 또한 동맥혈액 가스분석을 위해 수시로 동맥혈액을 채혈할 수 있는 침습적인 방법을 이용하고 있는 실정이다. 그러나 침습적인 방법은 준비와 시술이 매우 번거롭고 감염이나 혈관폐쇄에 의한 조직 손상 등의 합병증을 유발할 수도 있으며 그 적용대상이 대부분 중환자에게 국한되어 있고 관리에 많은 주의가 요구되고 있다. 따라서 일상적인 측정에서는 가압대(이하, 'cuff' 라 약칭함)를 이용한 비침습적 방법이 주류를 이루고 있으나 이 방법은 연속적으로 혈압을 감시할 수 없고, 측정자의 주관에 따라서 차이가 발생할 수 있으며 또한 혈압이 어느 정도 이하로 감소하면 측정이 어렵다는 단점이 있다. 특히 어린이나 중환자들에게는 적용이 힘들고 이완기 혈압이 70mmHg 이하인 환자에 대해서는 정확도가 현저히 떨어짐이 보고되고 있다. 또한 cuff를 사용할 때 cuff를 감는 부위의 둘레에 대한 고려가 되지 않으면 정확한 혈압 값을 제공할 수 없다는 단점이 있으나 현재로서는 사용자의 팔 둘레를 고려한 cuff를 적용한다는 것은 현실적으로 불가능한 상황이다. 더구나 cuff를 사용하게 되면 200mmHg 정도의 압력을 인가하는 과정이 필요하므로 혈관이나 조직에 손상을 입힐 가능성도 있다. 이러한 cuff를 사용하는데 따르는 단점들을 보완하기 위해서 cuff를 사용하지 않고 비침습적이고 연속적으로 혈압 값을 측정하기 위한 시도들이 이루어져왔으나, 현실적으로 신뢰성 있는 혈압 모니터링은 실현되지 못하고 있는 실정이다.Current methods of measuring blood pressure include invasive and noninvasive methods. When managing high-risk patients in the operating room or intensive care unit, arterial blood pressure can be monitored continuously. For gas analysis, arterial blood is frequently collected using invasive methods. Invasive methods, however, are very cumbersome to prepare and perform, and may cause complications such as tissue damage due to infection or vascular occlusion. Most of them are limited to critically ill patients and require careful care. Therefore, in routine measurement, non-invasive method using the pressure band (hereinafter abbreviated as 'cuff') is the mainstream, but this method cannot monitor blood pressure continuously, and the difference may occur depending on the subjectivity of the measurer. If the blood pressure decreases to a certain degree, it is difficult to measure. In particular, it is reported that the accuracy is not significantly reduced in patients with severe diastolic blood pressure is less than 70mmHg and difficult to apply to children or critically ill patients. In addition, when using the cuff, there is a disadvantage in that it is impossible to provide an accurate blood pressure value unless the circumference of the cuff is wound, but it is currently impossible to apply a cuff in consideration of the arm circumference of the user. In addition, the use of a cuff requires a process of applying a pressure of about 200 mmHg, which may damage blood vessels or tissues. In order to compensate for the drawbacks of using such a cuff, attempts have been made to measure blood pressure values in a non-invasive and continuous manner without using a cuff, but in reality, reliable blood pressure monitoring has not been realized.

종래의 혈압측정 방법 중 비침습적 혈압측정 장치로서, 대한민국특허등록번호 10-0467056에 개시된 "자동혈압측정장치 및 방법" 및 특허등록번호 10-0430144에 개시된 "전자식 혈압측정장치" 를 포함한 많은 특허들이 있으나, 이들은 기본적으로 연속적인 혈압의 측정이 불가능하고, cuff 사용으로 인한 혈압 값 범위의 한계점 및 사용상의 불쾌감을 제공하고 있으며, 정확한 혈압 값을 계산하기 위해서 심전도나 귀볼, 손가락 부위에서의 산소포화도 등의 다른 생체신호를 사용하므로 인체에 부착 시 사용자의 생활을 불편하게 하는 문제점들을 갖는다.As a non-invasive blood pressure measuring apparatus among conventional blood pressure measuring methods, many patents including "automatic blood pressure measuring apparatus and method" disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0467056 and "electronic blood pressure measuring apparatus" disclosed in Patent Registration No. 10-0430144 However, they are basically unable to measure continuous blood pressure, provide limitations of the range of blood pressure values due to the use of cuffs, and discomfort in use, and in order to calculate accurate blood pressure values, electrocardiogram, ear ball, and oxygen saturation at the finger region. Because of the use of other bio-signals have problems that inconvenience the user's life when attached to the human body.

한편, 비침습적이며 cuff를 사용하지 않으며 연속적인 혈압측정이 가능한 장치로서, 미국특허등록번호, US 6,413,223에 개시된 "Cuffless Continuous Blood Pressure Monitor" , US 6,669,648에 개시된 "Continuous Non-invasive Sphygmo- manometer" 등이 있다. 그러나 측정부위가 손가락에 한정되거나 손목부위에 고정이 용이하지 않은 위치에서 측정을 하는 제약이 있으며, 연속적인 혈압값을 측정하기 위해서 광원구동을 위한 부가적인 장치들을 구비해야 하므로 이 또한 인체에 부착 시 사용자의 생활을 불편하게 하는 문제점들은 해소하지 못하고 있다.On the other hand, as a non-invasive, cuff-free continuous blood pressure measurement device, "Cuffless Continuous Blood Pressure Monitor" disclosed in US Patent No. 6,413,223, "Continuous Non-invasive Sphygmo-manometer" disclosed in US 6,669,648, etc. There is this. However, there is a limitation that the measurement area is limited to the finger or the wrist is not easy to fix, and additional devices for driving the light source must be provided to measure the continuous blood pressure value. Problems that make the user's life uncomfortable cannot be solved.

상기한 바와 같이 혈압의 측정이 중요한 진단 정보를 제공한다는 데는 의심의 여지가 없지만, 혈관의 탄성도 역시 혈압 값을 결정하는 중요한 인자이며 독립적인 중요한 의미를 가지고 있음도 이미 잘 알려져 있다. 대부분의 심혈관 질환은 고혈압(hypertension), 당뇨(diabetes), 비만, 흡연, 스트레스, 노화 등이 주요 원인일 뿐만 아니라 다양한 심혈관계 합병증으로 인한 사망률도 급증하고 있으므로 심혈관 질환에 따른 대동맥의 탄성도에 대한 조기 진단도 중요하다고 할 수 있다 [MF. O'Rourke].As mentioned above, there is no doubt that the measurement of blood pressure provides important diagnostic information, but it is also well known that blood vessel elasticity is also an important factor for determining blood pressure value and has an independent important meaning. Most cardiovascular diseases are caused by hypertension, diabetes, obesity, smoking, stress, and aging, and the mortality rate due to various cardiovascular complications is increasing. Early diagnosis is also important [MF. O'Rourke].

이러한 동맥 탄성도를 평가하는 방법들 중에서 근래에 주목을 받는 것이 PWV(pulse wave velocity)와 증강지수(augmentation index: 이하, "AIx"라 약칭함.)이다. PWV는 혈관을 따라 진행하는 맥파의 전달 속도를 의미하며, 두 지점에서의 맥파를 검출하여 맥파의 전달 속도를 계산한다. 혈관의 탄력성이 감소하면 맥파의 전달 속도는 빨라지게 되므로 PWV는 혈관의 탄력성을 반영하는 좋은 지표이다. AIx의 원리는 대동맥에서 진행 맥파가 발생된 후 말초혈관에서 반사되어 돌아오는 반사파가 진행파의 맥파 파형에 더해지는 시점의 크기와 수축기 최고혈압 크기의 차이를 비율로 나타낸 것으로, 동맥의 경직성이 증가할수록 반사파가 빠르게 돌아오므로 더해지는 시점이 변화되게 된다. 특히 심장 부근 대동맥의 탄력성을 나타내는 좋은 지표로 보고되고 있다[JP. Murgo]. AIx에 대한 연구는 1980년 Murgo[P. Murgo, N. Westerhof, JP. Giolma, SA. Altobelli] 등에 의해 최초로 시도 되었으며, 맥파 파형의 형태를 augmentation point의 위치와 AIx의 크기에 따라 A, B, C 형태로 분류하였다. AIx에 영향을 미치는 변수들로는 연령, 성별, 심박수, 혈압, 혈압강하제 등이 있으며 일반적으로 연령이 증가할수록 혈관의 탄력성이 감소하여 반사파가 수축기 맥파에 더해지는 시간이 빠르기 때문에 AIx는 증가하게 된다. 이러한 대동맥 혈관의 AIx를 구하기 위해서는 대동맥 혈관의 맥파를 측정했을 때 그 값을 정확하게 얻을 수 있지만 이러한 침습적인 방식은 실제 임상에 적용하기에는 측정의 어려움, 감염의 위험성, 비용 부담 등 한계가 있다. 이러한 문제를 보완하고 AIx를 임상에서 쉽게 적용할 수 있도록 하기 위해서 말초에서 비침습적으로 측정한 맥파를 전달함수를 통하여 대동맥 파형을 추정하고, 그 추정된 대동맥 파형에서 AIx를 구하는 연구들이 수행되었다[WW. Nichols, CH. Chen, B. Fetics].Among the methods for evaluating arterial elasticity, attention has recently been paid to PWV (pulse wave velocity) and augmentation index (hereinafter abbreviated as "AIx"). PWV refers to the rate of pulse wave propagation along the blood vessel and calculates the rate of pulse wave detection by detecting the pulse wave at two points. As the elasticity of blood vessels decreases, the pulse wave delivery speed increases, so PWV is a good indicator of the elasticity of blood vessels. The principle of AIx is the ratio of the difference between the magnitude of the point at which the echo reflected back from the peripheral vessel after the advancing pulse wave in the aorta is added to the pulse wave waveform of the advancing wave and the systolic peak blood pressure. Returns quickly, so the point of addition is changed. In particular, it has been reported as a good indicator of the elasticity of the aorta near the heart [JP. Murgo]. The study of AIx was published in Murgo [P. Murgo, N. Westerhof, JP. Giolma, SA. Altobelli et al., Et al., And classified the pulse wave waveform into A, B, and C shapes according to the location of the augmentation point and the size of AIx. Variables affecting AIx include age, sex, heart rate, blood pressure, and blood pressure lowering agents. In general, AIx increases because the elasticity of blood vessels decreases as the age increases, so that the reflected wave is added to the systolic pulse. In order to obtain AIx of the aortic vessels, the pulse wave of the aortic vessels can be accurately obtained, but such an invasive method has limitations such as difficulty in measurement, risk of infection, and cost burden for practical application. In order to compensate for this problem and to easily apply AIx in the clinic, studies have been performed to estimate the aortic waveform through the pulse wave transfer function measured at the peripheral non-invasive level and to obtain the AIx from the estimated aortic waveform [WW . Nichols, CH. Chen, B. Fetics.

US 6,659,958 "Augmentation-Index Measuring Apparatus" 에서는 cuff를 사용하여검출된 맥파로부터 AIx를 계산함을 개시하였고, US 6,793,628 "Blood Pressure Measuring Apparatus having augmentation Index Determining Function" 에서는 cuff를 사용하여 혈압 값과 AIx를 동시에 제공함을 개시하였는데, 이들은 cuff를 이용하기 때문에 연속적인 값을 제공하지 못할 뿐만 아니라 상기에서 설명한 cuff 사용시의 단점을 가지고 있다. 또한, cuff를 이용하여 검출되는 맥파 파형은 특정 동맥 지점의 맥파 파형이 아니라 cuff의 크기만큼 인가되는 전체적인 동맥 부위의 맥파 파형이므로 AIx 값이 정확한 정보를 제공한다고 볼 수 없다는 단점도 있다. 즉, 침습적인 동맥파 압력의 측정 방법을 비침습적으로 대체하기 위해서는 센서 및 효과적인 센싱 기술의 적용이 가장 중요한 부분이 된다.US 6,659,958 "Augmentation-Index Measuring Apparatus" discloses calculating AIx from pulse waves detected using cuff, and US 6,793,628 "Blood Pressure Measuring Apparatus having augmentation Index Determining Function" uses cuff to simultaneously measure blood pressure value and AIx. In the present disclosure, since they use cuff, they do not provide a continuous value and have disadvantages in using the cuff described above. In addition, since the pulse wave waveform detected using the cuff is not the pulse wave waveform of a specific artery point, but the pulse wave waveform of the entire artery part applied by the size of the cuff, AIx values cannot be considered to provide accurate information. In other words, in order to non-invasively replace the invasive arterial wave pressure measurement method, the application of the sensor and the effective sensing technology becomes the most important part.

정확하고 효과적인 센싱 방법으로 동맥 맥파 파형을 검출하였다는 가정하에, AIx 값을 계산하기 위한 중요한 요소들은 말초에서 얻은 파형으로부터 대동맥 중심압력 파형을 추정하는 전달함수를 수립하는 것과 추정된 대동맥 파형으로부터 진행파에 반사파가 더해지는 시점인 augmentation point를 검출하는 것이다. 전달함수로는 GTF(generalized transfer function)을 주로 사용하는데 이때 함수의 차수와 계수의 선택이 결과에 영향을 미치는데 다양한 연구들은 수행되고 있으나 아직까지 표준화된 방법은 알려져 있지 않다. US 5,265,011 "Method for Ascertaining the Pressure Pulse and Related Parameters in the Ascending Aorta from the Contour of the Pressure Pulse in the Peripheral Arteries" 에서도 AIx 값을 계산하기 위한 알고리즘을 개시하였지만, augmentation point의 자동 검출 방식은 추정된 대동맥 맥파 파형을 4차 미분한 파형으로부터 맥파의 시작점을 기준으로 최저 55ms부터 최고 161ms까지 다양한 시간 이후에 음의 기울기를 가지면서 기준선과 만나는 zero-crossing 지점을 계산함으로써 augmentation point를 검출한다. 이렇듯 현재는 다양한 방법에 기초하여 AIx를 계산하는데 이는 연령별, 인종별, 질환별 등의 여러 조건이 충분히 반영하고 있지 않으므로 그 결과 값의 신뢰성에 일관성이 없을 수 있다는 단점들을 안고 있다.Assuming that the arterial pulse wave waveform is detected by an accurate and effective sensing method, important factors for calculating AIx values include establishing a transfer function that estimates the aortic central pressure waveform from the peripheral waveforms and the propagation wave from the estimated aortic waveform. It is to detect the augmentation point which is the point when the reflected wave is added. The GTF (generalized transfer function) is mainly used as a transfer function. The order of the function and the choice of coefficient affect the results. Various studies have been conducted, but no standardized method is known. US 5,265,011 "Method for Ascertaining the Pressure Pulse and Related Parameters in the Ascending Aorta from the Contour of the Pressure Pulse in the Peripheral Arteries" has also described algorithms for calculating AIx values, but the automatic detection of augmentation points is estimated. The augmentation point is detected by calculating the zero-crossing point that meets the baseline with a negative slope after various times from the waveform of the fourth derivative to the pulse wave starting from 55ms to 161ms. As described above, AIx is calculated based on various methods, which have disadvantages in that the reliability of the result may be inconsistent because various conditions such as age, race, and disease are not sufficiently reflected.

이와 같이, 신체의 특정 동맥부위에서 발생하는 맥파를 이용하여 cuff를 사용하지 않고, 연속적인 혈압 값 및 정량적인 동맥의 탄성도를 동시에 간편하게 측정하기 위해서는 신체 부착면을 고려한 센서의 배치 문제, 맥파 파형을 이용하여 혈압 값을 계산하는 문제, AIx를 구하기 위한 전달함수를 구하고 augmentation point를 검출하는 문제, 그리고 착용 및 분리가 편리하며 휴대하기에 용이한 문제 등의 해결 하여할 요소를 안고 있다.As such, in order to easily measure continuous blood pressure values and quantitative arterial elasticity at the same time without using a cuff by using pulse waves generated in a specific artery part of the body, a problem of arrangement of the sensor considering the body attachment surface and pulse wave waveform It has a number of factors to solve such as the problem of calculating blood pressure value, obtaining a transfer function to find AIx, detecting augmentation point, and the problem of wearing and detaching and easy to carry.

본 발명이 이루고자 하는 제 1 기술적 과제는 압력센서, 적외선 센서, 그리고 전극을 이용하여 신체의 특정 동맥부위에서 발생하는 맥파 파형과 심전도 신호를 획득하여 표시하고, 검출된 맥파를 처리하는 알고리즘을 수립하여 비침습적 연속 혈압 값 및 정량적인 AIx 값을 동시에 제공하고 저장이 가능한 비침습적 연속 혈압 및 동맥탄성도 측정장치를 제공하는데 있다.The first technical problem to be achieved by the present invention is to obtain and display a pulse wave waveform and an electrocardiogram signal generated in a specific artery part of the body using a pressure sensor, an infrared sensor, and an electrode, and to establish an algorithm for processing the detected pulse wave. The present invention provides a non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device that can simultaneously provide and store a non-invasive continuous blood pressure value and a quantitative AIx value.

본 발명이 이루고자 하는 제 2 기술적 과제는 압력센서, 적외선 센서, 그리고 전극을 이용하여 신체의 특정 동맥부위에서 발생하는 맥파 파형과 심전도를 획득하여 표시하고, 검출된 맥파를 처리하는 알고리즘을 수립하여 비침습적 연속 혈압 값 및 정량적인 AIx 값을 동시에 제공하고 저장이 가능한 방법을 제공하는데 있다.The second technical problem of the present invention is to obtain and display a pulse wave waveform and an electrocardiogram generated in a specific artery part of the body using a pressure sensor, an infrared sensor, and an electrode, and to establish an algorithm for processing the detected pulse wave. The present invention provides a method for simultaneously providing and storing invasive continuous blood pressure values and quantitative AIx values.

본 발명이 이루고자 하는 제 3 기술적 과제는 간편하게 휴대하면서 신체의 특정 동맥부위에 적용하여 검출된 맥파 파형, 혈압 값, 그리고 AIx 값을 이용하여 대동맥 및 상완 동맥의 연속 혈압 값, 추정 혈관나이, 혈관 노화도, 혈관 탄성도, 심혈관계 관련 특정질환의 조기진단 및 향후 발병 가능성 추정 등에 대한 정량적인 값을 나타낼 수 있는 방법을 제공하는데 있다.The third technical problem to be achieved by the present invention is to carry the blood pressure waveform, blood pressure value, and AIx value of the continuous blood pressure, estimated blood vessel age, and blood vessel aging degree using the pulse wave waveform, blood pressure value, and AIx value detected by applying to a specific artery part of the body while being easily carried. In addition, the present invention provides a method for displaying quantitative values for vascular elasticity, early diagnosis of specific diseases related to cardiovascular system, and estimation of future occurrence.

상기 기술적 과제들은 기존의 cuff를 사용하지 않는 혈압 측정 장치의 부정확성을 현저하게 개선할 수 있는 맥파 센싱 시스템을 적용하고 있으며, 다양한 조건의 사용자를 고려한 정확한 혈압 값 및 동맥 탄성도 계산 알고리즘을 적용함으로써 신뢰성을 높일 수 있다는 신규성을 가지고 있다. 특히, 기존의 cuff를 사용하여 측정하고 있는 손목이나 상완 혈압값 뿐만 아니라 임상적으로 가장 큰 의미를 지닌 대동맥 중심 혈압 값을 비침습적이며 연속적으로 간편하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 혈압 값 만으로는 나타나지 않을 수 있는 동맥탄성도의 정량적인 제공도 동시에 가능하다는 측면에서 기존의 혈압 측정 장치의 개념을 완전히 뛰어넘는 진보성을 가지고 있고, 다양한 의료 환경 및 산업에 적용 가능한 산업적 가치 또한 포함하고 있다.The above technical problems are applied to the pulse wave sensing system that can significantly improve the inaccuracy of the conventional blood pressure measurement device without using the cuff, and reliability by applying an accurate blood pressure value and arterial elasticity calculation algorithm considering the user under various conditions It has a novelty that can increase. In particular, not only the wrist or brachial blood pressure values measured using conventional cuffs, but also the central aortic blood pressure value, which has the highest clinical significance, can be measured in a noninvasive and continuous manner, and may not appear only by the blood pressure value. In terms of providing quantitative elasticity of arterial elasticity at the same time, it has advanced beyond the concept of conventional blood pressure measuring devices, and includes industrial values applicable to various medical environments and industries.

상기 제 1과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 비침습적 연속혈압, 동맥탄성도 측정 장치는, 신체의 특정 동맥부위서 검출되는 적어도 하나 이상의 맥파 신호와 심전도 신호를 아날로그 신호 처리하여 출력하는 센서부를 포함한 신호 검출부 및 상기 신호 검출부에서 신호 처리된 상기 맥파 신호를 디지털 신호 처리하고, 신호 처리된 결과로부터 상기 대동맥 및 상완 동맥의 연속 혈압 값, 추정 혈관나이, 혈관 노화도, 혈관 탄성도, 심혈관계 관련 특정질환의 조기진단 및 향후 발병 가능성 추정 등에 대한 정량적인 값을 표현하는 맥파 신호 분석부 및 상기 분석된 맥파 신호의 표시부 및 외부 장치와 데이터 통신을 위한 신호 인터페이스 부, 상기 측정 장치 전원을 공급하는 전원부로 구성되는 것이 바람직하다.The non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device according to the present invention for achieving the first object, the signal including a sensor unit for analog signal processing and outputting at least one pulse wave signal and an electrocardiogram signal detected in a specific artery of the body The pulse wave signal processed by the detector and the signal detector are digitally processed, and from the signal processed result, continuous blood pressure values, estimated vascular age, vascular aging, vascular elasticity, and cardiovascular related diseases of the aorta and the brachial artery. Pulse wave signal analysis unit for expressing the quantitative value for early diagnosis and the likelihood of future occurrence, a display unit of the analyzed pulse wave signal, a signal interface unit for data communication with an external device, and a power supply unit for supplying power to the measuring device It is preferable.

상기 제 2과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 비침습적 연속혈압, 동맥탄성도 측정 방법은, 신체의 특정 동맥부위로 부터 적어도 하나 이상의 맥파 신호와 심전도 신호를 검출하여 아날로그 신호 처리하는 단계, 상기 아날로그 신호 처리된 맥파 신호를 디지털 신호 처리하는 단계, 상기 추출된 맥파 변수(들)를 이용하여 전달함수(Transfer function)를 구하는 단계 및 신호 처리된 결과로부터 상기 대동맥 및 상완 동맥의 연속 혈압 값, 추정 혈관나이, 혈관 노화도, 혈관 탄성도, 심혈관계 관련 특정질환의 조기진단 및 향후 발병 가능성 추정 등에 대한 정량적인 값을 표현하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 외부 장치와 데이터 통신을 하기 위한 신호 인터페이스부의 활용은 필요에 따라 활용될 수 있는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.Non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measuring method according to the present invention for achieving the second task, the step of detecting at least one pulse wave signal and electrocardiogram signal from a specific artery of the body analog signal processing, the analog signal Digital signal processing of the processed pulse wave signal, obtaining a transfer function using the extracted pulse wave variable (s), and continuous blood pressure values of the aorta and the brachial artery from the signal processed result, and estimated blood vessel age It is preferable to include quantitative values for vascular aging, vascular elasticity, early diagnosis of cardiovascular-related specific diseases, and estimation of future onset. In addition, the utilization of the signal interface unit for data communication with the external device is preferably made of a step that can be utilized as needed.

상기 제 3과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 비침습적 연속혈압, 동맥탄성도 측정 방법은, 빈도가 작은 시간, 빈도가 큰 시간, 혹은 시간이 짧은 시간, 긴 시간 동안 신체의 특정 동맥 부위로부터 검출된 적어도 하나 이상의 맥파 신호로부터 상기 동맥부위의 혈압을 표현할 수 있는 하나 이상의 맥파 신호와 심전도의 변수(들)를 추출하는 단계, 상기 맥파 변수(들)과 전달함수를 이용하여 상기 대동맥 및 상완 동맥의 연속 혈압 값, 추정 혈관나이, 혈관 노화도, 혈관 탄성도, 심혈관계 관련 특정질환의 조기진단 및 향후 발병 가능성 추정 등에 대한 정량적인 값을 표현하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.The non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity measuring method according to the present invention for achieving the third task is detected from a specific artery part of the body for a small frequency, a large frequency, or a short time, a long time Extracting one or more pulse wave signals and ECG variable (s) capable of expressing blood pressure of the artery site from at least one pulse wave signal, and sequencing of the aorta and brachial artery using the pulse wave variable (s) and transfer function It is preferable to include quantitative values for blood pressure value, estimated blood vessel age, blood vessel aging, blood vessel elasticity, early diagnosis of cardiovascular-related diseases, and estimation of future onset.

이하, 본 발명에 의한 비침습적 연속혈압 및 동맥탄성도 측정 장치의 구성과 동작 및 그 장치에서 수행하는 비침습적 연속혈압 및 동맥탄성도 측정 방법을 첨부할 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of a non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity measuring apparatus according to the present invention and a non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity measurement method performed in the device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치의 제1 실시예를 나타낸 사시도로 본 발명이 이루고자 하는 최종적인 형태이다. (100)1 is a perspective view showing a first embodiment of a continuous blood pressure, arterial elasticity measuring apparatus according to the present invention is a final form of the present invention. (100)

도면 부호 100은 본 발명에 따른 휴대가 용이한 연속 혈압 및 동맥 탄성도 측정 장치(500)의 구성을 나타내며,Reference numeral 100 denotes a configuration of an easy portable blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention,

피검자의 손목부위(350w)에 비침습적 연속혈압 및 동맥 탄성도 측정장치(500)를 장착하고, 전원버튼(101), 메뉴선택버튼(103), 메뉴탐색버튼(105)을 이용하여 장치(500)를 구동하며, 조작상태에 대한 정상 및 비정상 동작의 표시는 상태표시 LED(107)에 나타난다. 장치(500)을 이용하여 측정된 연속혈압 및 동맥 탄성도는 장치(500)의 디스플레이부(111)를 통해서 표시된다. 장치를 통해서 측정되는 신 호는 펠스웨이브, 적외선 신호의 입사 및 반사를 통한 광량의 측정, 심전도 신호이며, 심전도를 측정하기 위해 피검자는 오른손 손가락 하나를 심전도 측정부(109)에 배치한다. 또한 정상 맥파를 검출하기 위해 센서압력조절장치(113)와 손목형 밴드(115)를 이용하여 압력과 위치를 조절한다. 장치(500)를 통해 측정된 연속혈압 및 동맥 탄성도는 외부기기와의 통신을 위해 통신단자(150)와 결합이 가능하다.The non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 is mounted on the wrist portion 350w of the subject, and the apparatus 500 is operated by using the power button 101, the menu selection button 103, and the menu navigation button 105. ), An indication of normal and abnormal operation for the operation state is shown in the status display LED (107). Continuous blood pressure and arterial elasticity measured using the device 500 are displayed through the display 111 of the device 500. The signal measured through the device is a Fell wave, the measurement of the amount of light through the incidence and reflection of the infrared signal, the electrocardiogram signal, in order to measure the electrocardiogram, the examinee places one right finger on the electrocardiogram measuring unit 109. In addition, the pressure and position is adjusted using the sensor pressure adjusting device 113 and the wrist band 115 to detect the normal pulse wave. Continuous blood pressure and arterial elasticity measured by the device 500 can be combined with the communication terminal 150 for communication with the external device.

도면 부호 100에 나타난 휴대가 용이한 연속 혈압 및 동맥 탄성도 측정 장치(500)를 이용해 연속 혈압 및 동맥 탄성도를 측정하기 위해서는,In order to measure the continuous blood pressure and arterial elasticity using the portable continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 shown in 100,

1) 장치(500)의 우측 상단부에 위치한 전원 버튼(101)을 눌러, 장치(500)에 전원을 인가한다.1) Press the power button 101 located at the upper right of the device 500 to apply power to the device 500.

2) 우측 하단부의 메뉴 탐색 버튼(105)과 메뉴 선택 버튼(103)을 눌러, 장치(500)를 측정 모드로 전환한다.2) Press the menu navigation button 105 and the menu selection button 103 in the lower right corner to switch the device 500 to the measurement mode.

3) 센서부(도4의 400)를 피검자의 손목 부위(350w)의 피검자 radial artery부위(도 5b의 350a) 근처에 위치시키고,3) the sensor unit 400 of FIG. 4 is placed near the subject radial artery region (350a of FIG. 5B) of the subject's wrist portion 350w,

4) 장치(500)의 손목형 밴드(115)를 이용하여 피검자의 손목(350w)에 장치(500)를 고정시킨다.4) The device 500 is fixed to the wrist 350w of the subject by using the wrist band 115 of the device 500.

5) 고정된 장치(500)의 의 디스플레이부(111)를 통해서 안정된 맥파 신호가 나타나는지를 확인하고, 안정된 맥파 신호를 측정하기 위해 센서압력조절장치(113)를 이용해 센서부(도 4의 400)에 인가되는 압력을 조절하여 안정된 맥파를 측정한다.5) Check whether the stable pulse wave signal appears through the display unit 111 of the fixed device 500, and using the sensor pressure adjusting device 113 to measure the stable pulse wave signal (400 in Fig. 4) Adjust the pressure applied to measure the stable pulse wave.

6) 신호 크기가 일정 신호 레벨 이하일 경우 센서압력조절장치를 이용해 신 호 레벨을 조절한다.6) If the signal level is below a certain signal level, adjust the signal level using the sensor pressure controller.

7) 장치(500)에 고정되지 않은 반대편 손을 이용해 손가락 또는 손바닥을 장치(500)의 심전도 센서(109)에 접촉시켜 심전도 신호를 측정한다.7) The ECG signal is measured by contacting the ECG sensor 109 of the device 500 with a finger or palm using an opposite hand that is not fixed to the device 500.

8) 이렇게 측정된 맥파와 심전도 신호는 본 장치(500)의 제어부(도 6의 470)의 RAM(도 6의 475)에 저장된다. 저장된 데이터들은 도 10, 도 13의 일련의 과정을 통해 연산 처리된 후 연속 혈압 및 동맥 탄성도 등의 결과를 디스플레이부(111)에 표시하게 된다.8) The pulse wave and the electrocardiogram signal thus measured are stored in the RAM (475 in FIG. 6) of the controller (470 in FIG. 6) of the apparatus 500. The stored data are computed through a series of processes of FIGS. 10 and 13, and then the results of continuous blood pressure and arterial elasticity are displayed on the display 111.

도 2는 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치의 제2 실시예를 나타낸 사시도로 도 1과 동일한 기능을 가진 장치를 휴대용이 아닌 병원 침실이나 탁자 등에 거치 가능한 형태로 확장한 거치용의 형태의 실시예이다. 따라서 도 2의 장치(200)를 소형화 한 형태가 도 1에 도시된 바(100)와 같다.Figure 2 is a perspective view showing a second embodiment of the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device according to the present invention for the mounting of a device having the same function as in Figure 1 extended to a form that can be mounted on a hospital bedroom or table, not portable Embodiment of the form. Therefore, the form of miniaturization of the apparatus 200 of FIG. 2 is the same as the bar 100 of FIG. 1.

도면 부호 200은 본 발명에 따른 거치가 용이한 연속 혈압 및 동맥 탄성도 측정 장치(217)의 구성을 나타내며,Reference numeral 200 denotes a configuration of the easy blood pressure and arterial elasticity measuring device 217 according to the present invention,

하나 이상의 압력 센서, 적외선 센서를 포함하는 센서부(400), 센서부(400)의 지지 및 이동이 용이한 장치(201), 센서부(400)와 피검자의 손목(350w)과의 고정을 위한 밴드(205), 센서부(400)가 피검자의 손목(350w)에 닿을 시 그 압력의 조절이 용이한 압력조절장치(207), 장치(217)로 부터 센서부(400)에 전원을 공급하고, 센서부(400)에서 처리되어진 아날로그 신호를 장치(217) 내부의 아날로그 신호처리 입력부(도 6의 451, 453, 455)로 데이터 전송 할 수 있는 통신 케이블(209), 센서부(400)를 포함한 센서 이동 장치(201)와 거치대(219)를 연결하는 장치(211), 전원버튼(213), 상태표시부(215), 외부 전원공급부(221) 및 PC 또는 PDA등과 같은 외부 통신장치와의 통신을 위한 USB 연결단자(223)가 구성된다.At least one pressure sensor, the sensor unit 400 including an infrared sensor, the device 201 for easy support and movement of the sensor unit 400, for fixing the sensor unit 400 and the subject's wrist 350w When the band 205 and the sensor unit 400 come into contact with the subject's wrist 350w, the sensor unit 400 supplies power to the sensor unit 400 from the pressure adjusting device 207 and the device 217, which easily control the pressure. The communication cable 209 and the sensor unit 400 may transmit the analog signal processed by the sensor unit 400 to the analog signal processing input unit 451, 453, and 455 of FIG. 6. Communication with an external communication device such as a device 211, a power button 213, a status display unit 215, an external power supply unit 221, and a PC or a PDA to connect the sensor moving device 201 and the cradle 219, including USB connection terminal 223 is configured for.

도면 부호 200에 나타난 거치가 용이한 형태의 연속 혈압 및 동맥 탄성도 측정 장치(217)를 이용해 연속 혈압 및 동맥 탄성도를 측정하기 위해서는,In order to measure the continuous blood pressure and arterial elasticity by using the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 217 of the easy-to-mount form shown at 200,

1) 외부전원을 장치(217)의 전원공급부(221)에 연결하고,1) Connect external power to the power supply 221 of the device 217,

2) USB 연결 단자(223)를 이용해 외부 PC 또는 PDA등과 같은 외부 통신장치와 인터페이스 한다.2) Interfaces with an external communication device such as an external PC or PDA using the USB connection terminal 223.

3) 전원공급부(221)와 USB 연결단자(223)를 연결하고, 장치(217)의 전원버튼(213)을 통해 전원을 인가한 후,3) After connecting the power supply unit 221 and the USB connection terminal 223, after applying the power through the power button 213 of the device 217,

4) 피검자의 팔목(350w)을 거치대(219)에 위치시키고,4) place the subject's cuff (350w) in the holder (219),

5) 센서부(400)와 거치대(217)의 연결 장치(211)를 이용해 센서부(400)를 팔목(350w)에 위치시키고, 센서부(400)의 지지 및 이동이 용이한 장치(201)를 이용해 팔목(350w)의 동맥 위치에 센서부(400)를 위치시킨 다음, 밴드(205)를 이용해 고정하고, 압력조절장치(207)를 이용해서 센서부(400)에 인가되는 압력을 조절한다.5) The device 201 is positioned on the wrist 350w using the connection device 211 of the sensor unit 400 and the cradle 217, and the support and movement of the sensor unit 400 are easy. The sensor unit 400 is positioned at the artery position of the wrist 350w, and then fixed using the band 205, and the pressure applied to the sensor unit 400 is adjusted using the pressure adjusting device 207. .

6) 측정되는 신호는 장치에 내장된 제어부(도 6의 470)를 이용해 연산하며, 측정되는 신호 및 데이터 연산 결과는 USB 연결단자(223)를 통해 외부 PC 또는 PDA의 디스플레이장치를 통해 표시 된다.6) The measured signal is calculated using the controller 470 built in the device, and the measured signal and data calculation results are displayed through the display device of the external PC or PDA through the USB connection terminal 223.

7) 또한 측정되는 데이터 및 연산 결과는 외부 PC 또는 PDA의 저장 장치에 저장된다.7) The measured data and the calculation results are also stored in the storage device of the external PC or PDA.

도 3은 도 1 및 도 2와 같이 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치의 제3 실시예를 나타내는 사시도이다(300). 도 3에 도시된 장치는 피검자의 carotid artery 부위(350c)를 대상으로 하여 비침습적 연속 혈압 및 동맥 탄성도를 측정한다.3 is a perspective view 300 illustrating a third embodiment of a continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device according to the present invention as shown in FIGS. 1 and 2. The apparatus shown in FIG. 3 measures non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity of the carotid artery region 350c of the subject.

도면 부호 300은 본 발명에 따른 경동맥 부위에서 측정이 용이한 연속 혈압 및 동맥 탄성도 측정 장치(310)의 구성을 나타내며,Reference numeral 300 denotes a configuration of the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 310 that is easy to measure in the carotid artery region according to the present invention,

하나 이상의 압력 센서, 적외선 센서를 포함하는 센서부(400), 센서부(400)를 고정하는 센서 고정부(313), 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 닿을 시 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 미치는 압력의 조절이 용이한 압력조절장치(311), 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 닿을 시 센서부(400)가 피검자의 목과 이루는 각도 조절이 용이한 각도조절장치(317), 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 닿을 시 센서부(400)가 피검자의 목에 미치는 위치를 조절하기 위한 위치조절장치(319), 높이조절장치(321), 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 닿을 시 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 미치는 압력의 조절이 용이한 탄성을 가진 압력조절장치(323), 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 미치는 압력의 조절이 용이한 탄성을 가진 압력조절장치(323)와 높이조절장치(321) 을 고정하기 위한 센서 조절 힌지 고정 장치(325) 및 센서부(400)에서 처리되어진 아날로그 신호를 장치(310) 내부의 아날로그 신호처리 입력부(도 6의 451, 453, 455)로 데이터 전송 할 수 있는 통신 케이블(327)로 구성되고, 도 2와 같이 외부 PC 또는 PDA와 같은 장치와 연결이 가능한 인터페이스를 하나 이상의 구성을 포함하는 것이 바람직하다.At least one pressure sensor, a sensor unit 400 including an infrared sensor, a sensor fixing unit 313 for fixing the sensor unit 400, and the sensor unit 400 when the sensor unit 400 touches the neck 350c of the subject. The pressure control device 311, which is easy to adjust the pressure applied to the subject's neck 350c, when the sensor unit 400 touches the subject's neck 350c, adjusts the angle at which the sensor unit 400 forms the subject's neck. The easy angle adjusting device 317, the position adjusting device 319 for adjusting the position of the sensor unit 400 on the subject's neck when the sensor unit 400 is in contact with the subject's neck 350c, height adjustment When the device 321, the sensor unit 400 touches the subject's neck 350c, the pressure regulator 323 has an elasticity that makes it easy to adjust the pressure applied by the sensor unit 400 to the subject's neck 350c, Sensor for fixing the pressure adjusting device 323 and the height adjusting device 321 having an elasticity that is easy to adjust the pressure applied to the neck 350c of the examinee by the sensor unit 400 A communication cable 327 capable of transmitting data to the analog signal processing input unit 451, 453, and 455 of the apparatus 310 in the control hinge fixing device 325 and the sensor unit 400. 2, it is preferable to include at least one interface that can be connected to a device such as an external PC or PDA as shown in FIG. 2.

도면 부호 300에 나타난 경동맥 부위에서 측정이 용이한 연속 혈압 및 동맥 탄성도 측정 장치(310)를 이용해 연속 혈압 및 동맥 탄성도를 측정하기 위해서는,In order to measure the continuous blood pressure and arterial elasticity using the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 310 that is easy to measure in the carotid artery region indicated by 300,

센서부(400)와 아날로그 회로부 연결 통신 케이블(327)을 이용해 내부 아날로그 신호처리 입력부(도 6의 451, 453, 455)와 연결하고, 외부 PC 또는 PDA를 통해 장치(310)를 구동시킨다. 장치(317)에 전원이 인가된 상태에서 피검자(350)를 침대에 눕힌 후 피검자의 목(350c)을 장치(310) 위에 위치하게 한다. 그리고 피검자의 목(350c) 부위에서 경동맥 부분을 찾은 후,The sensor unit 400 and the analog circuit unit connection communication cable 327 is connected to the internal analog signal processing input unit (451, 453, 455 of Figure 6), and drives the device 310 through an external PC or PDA. With the power applied to the device 317, the subject 350 is laid on the bed and the subject's neck 350c is positioned above the device 310. After finding the carotid artery in the neck (350c) of the subject,

1) 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 닿을 시 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 미치는 압력의 조절이 용이한 탄성을 가진 압력조절장치(323)와 높이조절장치(321)를 이용해 피검자의 목(350c)의 동맥부위에 센서부(400)를 위치시킨다.1) When the sensor unit 400 touches the subject's neck 350c, the pressure controller 323 and the height adjusting device have elasticity that makes it easy to adjust the pressure applied by the sensor unit 400 to the subject's neck 350c. The sensor unit 400 is positioned at the arterial region of the neck 350c of the examinee using 321.

2) 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 미치는 압력의 조절이 용이한 탄성을 가진 압력조절장치(323)와 높이조절장치(321) 을 고정하기 위한 센서 조절 힌지 고정 장치(325)를 이용해 탄성을 가진 압력 조절장치(323)와 높이 조절 장치(321)를 고정한다.2) a sensor adjustment hinge fixing device 325 for fixing the pressure control device 323 and the height control device 321 having elasticity that is easy to adjust the pressure applied to the neck 350c of the subject by the sensor unit 400. Fix the elastic pressure regulator 323 and the height adjustment device 321 using.

3) 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 닿을 시 센서부(400)가 피검자의 목에 미치는 위치를 조절하기 위한 위치조절장치(319)를 이용해 정확한 동맥위치로 센서부(400)를 이동시킨다.3) When the sensor unit 400 touches the subject's neck 350c, the sensor unit 400 is moved to the correct artery position by using a position adjusting device 319 for adjusting the position of the sensor unit 400 on the subject's neck. Move it.

4) 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 닿을 시 센서부(400)가 피검자의 목과 이루는 각도 조절이 용이한 각도조절장치(317)를 이용해 센서부(400)와 피검자의 목(350c)이 이루는 각도를 직각이 되도록 조절한다.4) When the sensor unit 400 touches the subject's neck 350c, the sensor unit 400 and the subject's neck (using the angle adjusting device 317 that can easily adjust the angle formed by the sensor unit 400 with the subject's neck ( The angle formed by 350c) is adjusted to be perpendicular.

5) 센서부(400)가 피검자의 목(350c)에 닿을 시 센서부(400)가 피검자의 목 (350c)에 미치는 압력의 조절이 용이한 압력조절장치(311)를 이용해 센서부(400)가 피검자의 목을 누르는 압력을 조절하여 안정된 맥파 신호를 측정한다.5) When the sensor unit 400 touches the subject's neck 350c, the sensor unit 400 uses the pressure control device 311 to easily adjust the pressure applied to the neck 350c of the subject. The patient's neck pressure is adjusted to measure the stable pulse wave signal.

도 4는 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치의 센서부(400)가 피검자의 손목 부위에 닿는 경우 그 센서부(400)내의 심전도 센서(401), 하나 이상의 적외선 센서(402), 하나 이상의 압력 센서(403) 등 센서들의 배치를 보여주는 저면도(도 4a, 도 4b)와 그 정면도(도 4c) 및 피검자의 손목(350w)에 장착된 실시예를 보여주는 정면도(도 4d)이다.4 is an electrocardiogram sensor 401, one or more infrared sensors 402 in the sensor unit 400, when the sensor unit 400 of the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device contacts the wrist region of the subject according to the present invention. A bottom view (FIGS. 4A, 4B) and a front view (FIG. 4C) showing an arrangement of sensors, such as one or more pressure sensors 403, and a front view (FIG. 4D) showing an embodiment mounted on the subject's wrist 350w. to be.

도4a, 도4b는 본 발명에 따른 센서부(400)의 저면 구성도로서, 상기 심전도 센서(401), 하나 이상의 적외선센서(402), 하나 이상의 압력 센서(403), 센서들을 장착하고 있는 PCB(410) 및 적외선 센서(402)를 둘러싸는 겔(Gel)(도4c의 430) 성분의 에폭시 처리부(420)로 구성되며,4A and 4B are bottom views of the sensor unit 400 according to the present invention, in which the ECG sensor 401, one or more infrared sensors 402, one or more pressure sensors 403, and a PCB on which the sensors are mounted. 410 and an epoxy treatment portion 420 of a gel (430 in FIG. 4C) surrounding the infrared sensor 402,

도4c는 본 발명에 따른 센서부(400)의 정면에서의 단면 구성도로서, 심전도 센서(401), 하나 이상의 적외선센서(402), 하나 이상의 압력센서(403), 압력센서(403)가 고정되어 있는 PCB(410), 적외선 센서(402)를 둘러싸는 겔(Gel) 성분의 에폭시 처리부(420) 및 압력센서(403)에 의해 형성된 폐공간 내부를 충진한 겔(Gel)(430)로 구성된다.Figure 4c is a cross-sectional configuration of the front of the sensor unit 400 in accordance with the present invention, the ECG sensor 401, at least one infrared sensor 402, at least one pressure sensor 403, pressure sensor 403 is fixed It is composed of a gel (430) filled with the inside of the waste space formed by the epoxy 405 of the gel component surrounding the PCB 410, the infrared sensor 402, and the pressure sensor 403 do.

본 발명에서 구성 되어진 센서부(400)의 사용과 관련해서는, 심전도센서(401)는 심장의 수축, 이완에 따른 활동전위를 측정하여 심전도 신호가 아날로그 신호 처리부(도 6의 451)에 전달된다. 심전도 센서(401)의 두 부위에 위치한 것들과 본 발명에 의한 장치(500)의 외부에 위치한 전극(도1의 109)을 사용하게 되는데, 일반적으로 심전도 측정용 센서는 인체에 닿는 부분의 전기전도도가 좋은 재질을 이용하여 제작 되어진다. 몸에 접촉 되어야 측정이 가능하기 때문에 주변의 적 외선 센서와 같은 높이에 전극을 위치시켜야 측정에 바람직한 구성이라 할 수 있다.In relation to the use of the sensor unit 400 configured in the present invention, the ECG sensor 401 measures the action potential according to the contraction and relaxation of the heart, and the electrocardiogram signal is transmitted to the analog signal processor 451 of FIG. 6. The electrodes located at two parts of the ECG sensor 401 and the electrode (109 of FIG. 1) located outside the apparatus 500 according to the present invention are used. In general, the ECG sensor has an electrical conductivity of a part touching the human body. Is made using good materials. Since the measurement is possible only when the body is in contact with the body, the electrode should be placed at the same height as the surrounding infrared sensor.

상기 적외선 센서(402)는 포토다이오드(Photo Diode)부분과 포토 트랜지스터(Photo Transistor)로 구성되어 있으며, 광원을 기준으로 보았을 때 상기 포토다이오드는 송신기, 상기 포토트랜지스터는 수신기 역할을 한다. 상기 포토다이오드에서 발광된 광원은 피검자의 손목(350w)에 있는 피부층을 거치는 과정에서 체지방 성분에 따라 일부 흡수 및 반사되고, 요골동맥에 다다르는 과정에 의해서도 일부 반사가 된다. 이렇게 반사된 광원에 해당하는 신호들은 포토트랜지스트에서 수신되어 아날로그 출력신호를 이루게 된다. 본 발명에 의한 센서부(400)의 상기 적외선 센서(402)는 압력센서(403)군의 주변에 위치하며, 적외선센서(402) 각각의 출력 신호들은 제어부(도 6의 470)의 연산 프로그램에 의해 신호원들이 조합이 되고, 벡터 성분을 형성하게 된다.The infrared sensor 402 is composed of a photo diode and a photo transistor, and when viewed with respect to a light source, the photo diode serves as a transmitter and the photo transistor serves as a receiver. The light source emitted from the photodiode is partially absorbed and reflected by the body fat component in the process of passing through the skin layer on the wrist 350w of the subject, and is partially reflected by the process of reaching the radial artery. The signals corresponding to the reflected light source are received by the photo transistor to form an analog output signal. The infrared sensor 402 of the sensor unit 400 according to the present invention is located in the vicinity of the pressure sensor group 403, and the output signals of each of the infrared sensor 402 are in the calculation program of the controller 470 of FIG. The signal sources are combined to form a vector component.

상기 센서부(400) 신호원들의 조합에 의해 형성된 벡터 성분을 이용하여 압력센서(403)로부터 검출된 맥파에 대한 보정을 수행하게 된다. 따라서 적외선 센서(402)의 수가 많을수록 요골동맥의 자세한 맥파 위치 및 깊이 정보를 찾을 수 있게 되지만, 디지털 신호처리를 위해서는 센서부(400)를 구성하는 적외선 센서(402) 각각의 출력 신호 모두가 제어부(도 6의 470)를 통해 A/D 변환이 필요하므로, 선정되는 제어부(도 6의 470)의 A/D 변환부(도 6의 471)의 아날로그 입력 채널수를 고려하여 구성할 수 있다.The correction of the pulse wave detected from the pressure sensor 403 is performed by using a vector component formed by the combination of the signal sources of the sensor unit 400. Therefore, as the number of infrared sensors 402 increases, detailed pulse wave position and depth information of the radial artery can be found. However, for digital signal processing, all output signals of each of the infrared sensors 402 constituting the sensor unit 400 are controlled by the control unit ( Since A / D conversion is necessary through 470 of FIG. 6, the A / D conversion may be configured in consideration of the number of analog input channels of the A / D converter 471 of FIG. 6.

상기 압력센서(403)는 인가되는 압력 신호를 전기 신호로 변환하는 센서이다. 본 장치의 압력센서(403)는 동맥 위에 놓여서 혈관을 따라 흐르는 혈액이 혈관 에 미치는 압력을 측정한다. 하나 이상의 압력센서(403)들을 PCB(410)에 배열하고, 센서부(400) 용기 내의 압력센서(403)의 압력이 인가되는 부분은 Gel(430)로 채우고, 측정이 반복됨에 따라 Gel이 밖으로 새어 나와 센서부(400) 용기 내의 Gel(430)의 밀도가 달라지지 않게 하기 위해, 센서부(400)가 피검자의 손목(350w)이나 피검자의 목(350c)과 닿는 부분에는 Gel(430)성분을 에폭시 처리부(420)로 가공하게 된다. Gel(430) 은 맥파 신호를 전달하는 전달 물질로 이용되므로, 그 밀도 및 그 구성에 따라 압력센서(403)에 전달되는 맥파 신호가 달라지게 된다.The pressure sensor 403 is a sensor that converts an applied pressure signal into an electrical signal. The pressure sensor 403 of the device is placed on the artery to measure the pressure on the blood vessels flowing along the blood vessels. Arrange one or more pressure sensors 403 on the PCB 410, fill the gel-430 with the pressure-applied portion of the pressure sensor 403 in the container of the sensor unit 400, and move the gel out as the measurement is repeated. In order to prevent the density of the gel 430 in the container from leaking out of the sensor part 400, the part of the sensor part 400 is in contact with the subject's wrist 350w or the subject's neck 350c. To be processed into an epoxy treatment 420. Since the gel 430 is used as a transmission material for transmitting the pulse wave signal, the pulse wave signal transmitted to the pressure sensor 403 is changed according to its density and its configuration.

피검자의 radial artery부위(도 5의 350a)와 센서부(400)가 이루는 각도에 따라 압력 센서(403)에 전달되는 맥파 신호는 달라지게 되며, 하나 이상의 구성으로 이루어진 압력센서(403)로부터 출력되는 맥파 신호는 제어부(도6의 470)의 연산 프로그램에 의해 연산을 거치게 되고, 연산된 신호는 연속혈압, 동맥 탄성도 분석에 이용된다.The pulse wave signal transmitted to the pressure sensor 403 is changed according to the angle formed by the radial artery portion (350a of FIG. 5) and the sensor unit 400 of the examinee, and is output from the pressure sensor 403 having one or more configurations. The pulse wave signal is subjected to calculation by the calculation program of the controller (470 in FIG. 6), and the calculated signal is used for continuous blood pressure and arterial elasticity analysis.

따라서 정확한 동맥의 위치를 선정하고, 깨끗한 맥파 신호를 추출하기 위한 센서부(400)의 구성은 심전도센서(109, 401)를 포함하고, 적어도 하나 이상의 적외선센서(402)와 압력센서(403)로 구성하는 것이 바람직하며, 이를 통해 수집된 심전도 신호 및 맥파 신호를 활용하여 정확하고 재현성이 높은 연속 혈압 및 동맥 탄성도 분석에 응용이 가능하게 된다.Therefore, the configuration of the sensor unit 400 for accurately selecting the position of the artery and extracting a clean pulse wave signal includes electrocardiogram sensors 109 and 401, and includes at least one infrared sensor 402 and a pressure sensor 403. It is preferable to configure, and by using the collected ECG signal and pulse wave signal, it is possible to apply the accurate and reproducible continuous blood pressure and arterial elasticity analysis.

도 5는 본 발명에 의한 도 1의 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)의 사시도(도5a) 및 좌측면도(도5b)이다.5 is a perspective view (FIG. 5A) and a left side view (FIG. 5B) of the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring apparatus 500 of FIG. 1 according to the present invention.

도5a, 도5b는 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정장치의 구성을 나 타내며, 도 1에서 게시한 내용을 포함하며, 장치의 구성을 살펴보면,Figures 5a, 5b shows the configuration of the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device according to the present invention, including the contents posted in Figure 1, looking at the configuration of the device,

피검자의 손목부위(350w)에 비침습적 연속혈압 및 동맥 탄성도 측정장치(500)를 장착하고, 전원버튼(101), 메뉴선택버튼(103), 메뉴탐색버튼(105)를 이용하여 장치(500)의 구동하며, 조작상태에 대한 정상 및 비정상 동작의 표시는 상태표시 LED(107)에 나타난다. 장치(500)를 이용하여 측정된 연속혈압 및 동맥 탄성도는 장치(500)의 디스플레이부(111)를 통해서 표시된다. 장치를 통해서 측정되는 신호는 맥파 신호, 적외선 신호의 입사 및 반사를 통한 광량의 측정, 심전도의 신호이며, 심전도를 측정하기 위해 피검자는 오른손 손가락 하나를 심전도 측정부(109)에 배치한다.The non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 is mounted on the wrist portion 350w of the subject, and the apparatus 500 is operated by using the power button 101, the menu selection button 103, and the menu navigation button 105. ), An indication of normal and abnormal operation for the operation state is shown in the status display LED (107). Continuous blood pressure and arterial elasticity measured using the device 500 are displayed through the display 111 of the device 500. The signal measured by the device is a pulse wave signal, the measurement of the amount of light through the incidence and reflection of the infrared signal, the signal of the electrocardiogram, and the examinee places one right finger on the electrocardiogram measuring unit 109 to measure the electrocardiogram.

또한 정상 맥파 검출을 위해서는 센서압력조절장치(113), 손목형 밴드(115) 그리고, 벨크로(117)를 이용하여 센서부(400)가 피검자의 손목(350w)에 위치한 피검자의 요골뼈(350b) 근처의 피검자의 동맥부위(350a)에 가해지는 센서부(400)의 위치와 압력을 조절한다. 장치(500)를 통해 측정된 연속혈압 및 동맥 탄성도는 외부기기와의 통신을 위해 통신단자(150)와 결합이 가능하다.In addition, for detecting the normal pulse wave, the sensor unit 400 is located on the subject's wrist 350w using the sensor pressure adjusting device 113, the wrist band 115, and the Velcro 117. The position and pressure of the sensor unit 400 applied to the artery part 350a of the subject near is adjusted. Continuous blood pressure and arterial elasticity measured by the device 500 can be combined with the communication terminal 150 for communication with the external device.

도 6은 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)의 블럭도를 나타낸다.Figure 6 shows a block diagram of a continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention.

도 6에 나타난 블럭도의 구성을 살펴보면,Looking at the configuration of the block diagram shown in Figure 6,

Operand에 해당하는 피검자(350)로부터, 심전도 신호를 측정하는 심전도 센서(401), 피검자의 손목(350w)에서 정확한 맥파 신호 측정을 위해 적어도 하나 이상의 적외선 센서(402), 적어도 하나 이상의 압력센서(403)으로부터 맥파 신호를 측정한다. 심전도 센서(401)로부터 측정된 심전도 신호는 SC1(451)에 해당하는 아날로그 신호처리부에 의해 전원 노이즈를 비롯한 분석에 필요하지 않은 신호 성분들을 제거하고, 신호가 포화되지 않을 정도로 증폭한다. 이렇게 아날로그 신호처리 된 심전도 신호는 제어부(470)의 A/D 변환부(471)의 아날로그 입력 단자에 입력되어, 디지털 신호로 변환되고, RAM(475)에 저장된다.From the subject 350 corresponding to the operand, an electrocardiogram sensor 401 for measuring an electrocardiogram signal, at least one infrared sensor 402, at least one pressure sensor 403 for accurate pulse wave signal measurement at the subject's wrist 350w. Measure the pulse wave signal. The ECG signal measured from the ECG sensor 401 removes signal components not necessary for analysis, such as power supply noise, by the analog signal processor corresponding to the SC1 451 and amplifies the signal so that the signal is not saturated. The ECG signal processed as an analog signal is input to an analog input terminal of the A / D converter 471 of the controller 470, converted into a digital signal, and stored in the RAM 475.

그리고 하나 이상의 적외선 센서(402)로부터 측정된 적외선 센서 신호는 각각 SC2(453)에 해당하는 아날로그 신호 처리부에 의해 필터링 및 증폭을 하게 된다. 아날로그 신호처리 된 적외선 센서 신호는 제어부(470)의 A/D 변환부(471)의 아날로그 입력단자에 입력되어 디지털 신호로 변환되고, ROM(477)에 저장되어 있는 위치 및 깊이 분석 프로그램을 통해 디지털 신호처리(473)되어, 디스플레이부(111)에 디스플레이 된다.In addition, the infrared sensor signals measured from the one or more infrared sensors 402 are filtered and amplified by analog signal processing units corresponding to the SC2 453, respectively. The infrared sensor signal processed by the analog signal is input to the analog input terminal of the A / D converter 471 of the controller 470 and converted into a digital signal, and digitally obtained through a position and depth analysis program stored in the ROM 477. The signal is processed 473 and displayed on the display 111.

적외선 센서 신호에 의해 위치 및 깊이 정보를 확인 한 후, 다수의 압력 센서(403)를 이용해 측정된 맥파 신호는 SC3(455)에 해당하는 아날로그 신호처리부를 통해 증폭하고 필터링하여 A/D 변환부(471)의 아날로그 입력단자에 입력되고, 디스플레이부(111)에 디스플레이 되며, RAM(475)에 저장된다. RAM(475)에 저장되어 있는 심전도 신호와 맥파 신호는 ROM(477)에 저장되어 있는 연속 혈압, 동맥 탄성도 분석 프로그램에 의해 디지털 신호처리(473)를 거치게 되고, 그 분석 결과는 디스플레이부(111)에 디스플레이 되고, Flash Memory(479)에 저장된다. 저장된 연속 혈압, 동맥 탄성도 등의 결과값은 외부통신 단자와 같은 인터페이스 단자(150)를 이용해 PC 또는 PDA와 같은 외부기기(480)에 전송이 가능하다. 제어부(470)의 조작을 위해서는 외부입력(103, 105)을 사용한다,After confirming the position and depth information by the infrared sensor signal, the pulse wave signal measured using the plurality of pressure sensors 403 is amplified and filtered through an analog signal processing unit corresponding to the SC3 455 and the A / D conversion unit ( The input signal is input to the analog input terminal 471, displayed on the display 111, and stored in the RAM 475. The electrocardiogram signal and pulse wave signal stored in the RAM 475 are subjected to the digital signal processing 473 by the continuous blood pressure and arterial elasticity analysis program stored in the ROM 477, and the analysis result is displayed on the display unit 111. Is stored in the Flash Memory (479). The resultant values such as the stored continuous blood pressure and the arterial elasticity may be transmitted to an external device 480 such as a PC or a PDA by using an interface terminal 150 such as an external communication terminal. For the operation of the control unit 470, external inputs 103 and 105 are used.

도 7은 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)를 구동시키는 배터리 역전류 방지회로를 포함한 정전압 전원 및 기준전압 설정을 위한 회로도를 나타낸다.7 is a circuit diagram for setting a constant voltage power supply and a reference voltage including a battery reverse current prevention circuit for driving the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention.

도 7에 나타난 회로도의 구성을 살펴보면.Looking at the configuration of the circuit diagram shown in FIG.

본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)에 역전류가 유입될 때, 아날로그 신호처리부(도 6의 451, 453, 455)와 제어부(도 6의 470)를 구성하는 전자부품(들)이 손상되는 것을 방지하기 위한 배터리 역전류 방지 회로도(11), 안정된 전원을 장치에 공급하기 위한 정전압 변환회로(13) 및 단일전원으로 구동되어는 장치의 기준전압 설정을 위한 기준 전압 설정회로(15)로 구성된다.When the reverse current flows into the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention, the electronic component constituting the analog signal processing unit (451, 453, 455 of Figure 6) and the control unit (470 of Figure 6) ( Battery reverse current prevention circuit diagram 11 to prevent damage to the circuit board, constant voltage conversion circuit 13 for supplying stable power to the device, and reference voltage setting circuit for setting the reference voltage of the device to be driven by a single power supply. It consists of 15 pieces.

배터리 역전류 방지 회로(11)는 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치에 전원을 연결할 때, 배터리의 극성을 반대로 하여 장치에 연결하거나 시스템 오류로 인해 발생할 수 있는 역 전류가 아날로그 신호처리부(도 6의 451, 453, 455)와 제어부(도 6의 470) 에 인가될 경우 발생할 수 있는 전자부품(들)의 손상을 방지하기 위한 보호 회로이다. 역전류 방지 회로(11)는 트랜지스터를 이용해 장치(500)에 역전류가 유입될 경우 회로에 전원이 인가되는 것을 차단하여 아날로그 신호처리부(도 6의 451, 453, 455)와 제어부(도 6의 470)를 구성하는 전자부품(들)의 손상을 방지한다.When the battery reverse current prevention circuit 11 connects the power to the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device according to the present invention, the reverse current which may be connected to the device by reversing the polarity of the battery or caused by a system error may be reversed. 6 is a protection circuit for preventing damage to the electronic component (s) that may occur when applied to 451, 453, 455 of FIG. 6 and the control unit 470 of FIG. The reverse current prevention circuit 11 cuts off the power supply to the circuit when a reverse current flows into the device 500 by using a transistor, thereby preventing the analog signal processor (451, 453, 455 of FIG. 6) and the controller (FIG. 6). Damage to the electronic component (s) constituting the 470 is prevented.

정전압 변환 회로(13)는 배터리에서 공급되는 전원이 열 잡음이나 충격에 의해 안정적으로 동작하지 않는 경우에 대비하여 최소 전원 이상에서 항상 동일한 직 류 전원을 아날로그 신호처리부(도 6의 451, 453, 455)와 제어부(도 6의 470)등 회로에 공급할 수 있도록 설계하여야 한다. 본 발명에 의한 장치(500)는 정전압 변환 회로(13)에 의해 변환된 전원을 이용하여 아날로그 신호처리부(도 6의 451, 453, 455)와 제어부(도 6의 470)등의 전자부품(들)을 구동하므로, 내부에 사용된 전자부품(들)의 소비 전류 및 최소 구동 가능한 전원을 고려하여 전자부품(들)을 선정하고 회로를 구성해야 한다.The constant voltage conversion circuit 13 always supplies the same direct current power above the minimum power supply to the analog signal processor (451, 453, 455 in FIG. 6) in case the power supplied from the battery does not operate stably due to thermal noise or shock. ) And the controller (470 of FIG. 6) should be designed to be supplied to the circuit. The apparatus 500 according to the present invention uses the power source converted by the constant voltage conversion circuit 13 to provide electronic component (s) such as an analog signal processor (451, 453, 455 in FIG. 6) and a controller (470 in FIG. 6). ), It is necessary to select the electronic component (s) and configure a circuit in consideration of the current consumption of the electronic component (s) used therein and the minimum driving power.

기준 전압 설정회로(15)에 관해서는, MCU(도 9의 470)가 받아들일 수 있는 아날로그 입력 신호는 모두 단일전원 신호인데 반하여, 측정하는 심전도 신호, 적외선 센서 신호, 맥파 신호는 모두 양전원 성분을 나타내고 있어 전압레벨이 0V인 점을 기준으로 (-)성분의 신호는 제거될 우려가 있기 때문에, 측정된 신호의 기준을 일정 전압 레벨 이상으로 올려서, 제거되는 신호가 발생하지 않도록 한다. 측정 센서부(400)와 아날로그 신호처리부(도 6의 451, 453, 455)가 저전력 형태이므로 연산 증폭기를 이용하여 간단하게 회로의 기준 전압을 설정한다. 기준 전압 설정은 연산증폭기의 (+)입력부에 결합된 저항의 비(R1:R3)에 의해 설정된다.As for the reference voltage setting circuit 15, the analog input signals that can be accepted by the MCU (470 in Fig. 9) are all single power signals, whereas the ECG signals, infrared sensor signals, and pulse wave signals to be measured are both positive power components. Since the signal of the negative component may be removed based on the point where the voltage level is 0 V, the reference of the measured signal is raised above a certain voltage level so that the signal to be removed is not generated. Since the measurement sensor unit 400 and the analog signal processing unit 451, 453, and 455 of FIG. 6 are of low power type, a reference voltage of the circuit is simply set using an operational amplifier. The reference voltage setting is set by the ratio R1: R3 coupled to the positive input of the operational amplifier.

도 8은 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)에서 사용되는 압력센서, 적외선센서, 심전도 센서로부터 측정된 아날로그 신호들의 신호처리를 담당하는 회로도를 나타낸다.8 is a circuit diagram for signal processing of analog signals measured from a pressure sensor, an infrared sensor, and an electrocardiogram sensor used in the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring apparatus 500 according to the present invention.

도 8a는 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정장치(500)의 압력센서(403)로부터 측정된 맥파 신호의 아날로그 신호처리를 담당하는 회로도를 나타내며, 회로도의 구성을 살펴보면,Figure 8a shows a circuit diagram for analog signal processing of the pulse wave signal measured from the pressure sensor 403 of the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention, looking at the configuration of the circuit diagram,

압력 센서(도 6의 403)를 통해 측정된 피검자 손목(350w)의 맥파 신호는 두 개의 극성을 가진 신호가 아날로그 신호처리부(도 6의 455)의 입력부에 입력된다. 입력되는 두 신호(+신호, -신호)를 차동 증폭회로(21)의 입력으로 인가하면 동상에 해당하는 잡음성분은 제거되고, 두 신호의 차이만 증폭 되며, 차동 증폭기(21)의 증폭도는 입력 저항(R6=R9)과 피드백 저항(R4=R14)의 비로 조절된다. 초기 증폭된 신호는 0.1Hz 이하의 저대역 노이즈를 차단하기 위해 차단주파수가 0.1Hz인 고역통과 필터(23)와 10Hz 이상의 고대역 노이즈를 차단하기 위해 차단주파수가 10Hz인 4차 저역 통과 필터(25)를 사용하여 연속 혈압, 동맥 탄성도 분석에 불필요한 신호를 제거한다. 노이즈가 제거된 신호는 공급 전원 이상 포화되지 않을 정도로 반전 증폭회로(27)에 의해 2차 증폭을 한 후, 제어부(도 6의 470)의 A/D 변환부(도 6의 471)의 아날로그 입력 단자에 입력되어 디지털 신호로 변환된다.As for the pulse wave signal of the subject's wrist 350w measured through the pressure sensor 403 of FIG. 6, a signal having two polarities is input to an input of an analog signal processor 455 of FIG. 6. When two input signals (+ signal,-signal) are applied to the input of the differential amplifier circuit 21, the noise component corresponding to in phase is removed, and only the difference between the two signals is amplified, and the amplification degree of the differential amplifier 21 is input. It is adjusted by the ratio of the resistor R6 = R9 and the feedback resistor R4 = R14. The initial amplified signal is a high pass filter 23 having a cutoff frequency of 0.1 Hz to block low band noise below 0.1 Hz, and a fourth-order low pass filter having a cutoff frequency of 10 Hz to block high band noise above 10 Hz. ) To eliminate unnecessary signals for continuous blood pressure and arterial elasticity analysis. After the second signal is amplified by the inverted amplifier circuit 27 so that the signal from which the noise is removed is not saturated, the analog input of the A / D converter (471 in FIG. 6) of the controller (470 in FIG. 6) is obtained. It is input to the terminal and converted into a digital signal.

도 8b는 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정장치(500)의 적외선 센서(402)로부터 측정된 적외선 센서 신호의 아날로그 신호처리를 담당하는 회로도를 나타내며, 회로도의 구성을 살펴보면,8B is a circuit diagram for analog signal processing of the infrared sensor signal measured from the infrared sensor 402 of the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention.

적외선 센서(도 6의 402)를 통해 측정된 피검자 손목(350w)의 적외선 센서 신호는 Photo Transistor의 Emitter 출력 신호는 0.1Hz 이하의 저대역 노이즈를 차단하기 위해 차단주파수가 0.1Hz인 고역통과 필터(33)와 10Hz 이상의 고대역 노이즈를 차단하기 위해 차단주파수가 10Hz인 4차 저역 통과 필터(35)를 사용하여 동맥의 위치 정보 분석에 불필요한 신호를 제거한다. 노이즈가 제거된 신호는 공급 전원 이상 포화되지 않을 정도로 반전 증폭회로(37)에 의해 2차 증폭을 한 후, 제어 부(도 6의 470)의 A/D 변환부(도 6의 471)의 아날로그 입력 단자에 입력되어 디지털 신호로 변환된다.The infrared sensor signal of the subject's wrist 350w measured by the infrared sensor (402 of FIG. 6) is a high pass filter having a cutoff frequency of 0.1 Hz to block low band noise of 0.1 Hz or less. 33) and a fourth-order low pass filter 35 having a cutoff frequency of 10 Hz to block high band noise of 10 Hz or more, thereby removing unnecessary signals for analyzing the arterial position information. After the second signal is amplified by the inverted amplifier circuit 37 so that the noise-free signal is not saturated above the power supply, the analog of the A / D converter (471 in FIG. 6) of the control unit (470 in FIG. 6) is obtained. It is input to the input terminal and converted into a digital signal.

도 8c는 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정장치(500)의 심전도 센서(401)로부터 측정된 심전도 신호의 아날로그 신호처리를 담당하는 회로도를 나타내며, 회로도의 구성을 살펴보면,Figure 8c shows a circuit diagram for analog signal processing of the ECG signal measured from the ECG sensor 401 of the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring apparatus 500 according to the present invention, looking at the configuration of the circuit diagram,

심전도 신호는 세 개의 심전도 센서(도 6의 401) 전극을 통해 측정하는 심장 내부의 활동전위를 전압으로 변환하여 보여지는 신호이며, 세 개의 전극은 각각 (+)극성, (-)극성, 접지(Ground)를 의미한다. 접지(Ground)는 출력값에 대한 신호의 기준점을 제시하고 (+)전극과 (-)전극으로부터 측정된 심전도 신호는 인체를 통해서 유입되는 동상성분의 잡음을 제거하는 CMRR이 높은 차동 증폭기(41)를 이용해 동상에 해당하는 잡음은 제거하고, (+),(-)두 전극의 전위차만을 증폭한다. 초기 증폭된 신호는 1Hz 이하의 저대역 노이즈를 차단하기 위해 차단주파수가 1Hz인 고역통과 필터(43)와 30Hz 이상의 고대역 노이즈를 차단하기 위해 차단주파수가 30Hz인 4차 저역 통과 필터(45), 및 전극을 통해 유입되는 상용주파수(50/60Hz)에 의한 노이즈를 제거하기 위한 노치필터(47)를 사용하여 연속 혈압, 동맥 탄성도 분석에 불필요한 노이즈를 제거한다. 노이즈가 제거된 신호는 공급 전원 이상 포화되지 않을 정도로 반전 증폭회로(49)에 의해 2차 증폭을 한 후, 제어부(도 6의 470)의 A/D 변환부(도 6의 471)의 아날로그 입력 단자에 입력되어 디지털 신호로 변환된다.ECG signal is a signal that is shown by converting the action potential inside the heart measured by the three electrocardiogram sensor (401 in Figure 6) to voltage, each of the three electrodes (+) polarity, (-) polarity, ground ( Ground). Ground provides a reference point for the signal to the output value, and the ECG signal measured from the (+) and (-) electrodes provides a differential CM41 having a high CMRR to remove in-phase noise from the human body. By removing the noise corresponding to the in-phase, and amplifying only the potential difference between the (+), (-) electrodes. The initially amplified signal includes a high pass filter 43 having a cutoff frequency of 1 Hz to block low band noise of 1 Hz or less, and a fourth-order low pass filter 45 having a cutoff frequency of 30 Hz to block high band noise of 30 Hz or more, And a notch filter 47 for removing noise due to a commercial frequency (50/60 Hz) flowing through the electrode, thereby removing noise unnecessary for continuous blood pressure and arterial elasticity analysis. After the second signal is amplified by the inverted amplifier circuit 49 so that the noise-free signal is not saturated above the power supply, the analog input of the A / D converter (471 in FIG. 6) of the controller (470 in FIG. 6). It is input to the terminal and converted into a digital signal.

도 9는 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)의 입력부, 상태 표시부 및 디스플레이부를 포함하는 제어부(470)를 나타낸 회로도이다.9 is a circuit diagram illustrating a control unit 470 including an input unit, a status display unit, and a display unit of the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring apparatus 500 according to the present invention.

도 9에 나타난 회로도를 살펴보면,Looking at the circuit diagram shown in Figure 9,

본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)에서 제어부(470), 장치(500)의 디스플레이부(111), 장치(500)에 전원을 인가할 때 사용하는 전원 버튼(101), 장치(500)에서 제공하는 기능을 선택하기 위한 메뉴 선택 버튼(103), 장치(500)에서 제공하는 기능을 탐색하기 위한 메뉴 탐색 버튼(105), 장치(500)가 구동되는 상태를 표시하는 상태표시 LED, 및 PC 또는 PDA 등과 같은 외부 기기와 인터페이스 가능한 통신단자(150)로 구성된다.In the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention, the power button 101 used to apply power to the control unit 470, the display unit 111 of the device 500, the device 500, A menu selection button 103 for selecting a function provided by the device 500, a menu navigation button 105 for searching a function provided by the device 500, and a state in which the device 500 is driven. A display LED and a communication terminal 150 that can interface with an external device such as a PC or a PDA.

본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)는 전원을 인가할때 사용하는 전원 버튼(101)과, 화면 선택 또는 다양한 기능 선택을 위한 위, 아래 방향을 조절하는 메뉴 탐색 버튼(105), 메뉴 탐색 버튼에 의해 선택된 메뉴를 확인하기 위한 메뉴 선택 버튼(103)으로 본 장치(500)를 제어한다. 또한 전원 인가 상태, 전원 부족 상태, 측정 진행 상태, 데이터 전송 상태 등을 표시하는 상태 표시 LED(107)를 이용해 본 장치(500)의 상태를 나타낸다. 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)는 Micro Controller 칩 하나를 이용하여 데이터 및 프로그램을 저장하고, 신호처리를 하게 된다.Continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention is a power button 101 used to apply power and menu navigation buttons 105 to adjust the up and down direction for screen selection or various function selection ), The apparatus 500 is controlled by a menu selection button 103 for confirming a menu selected by the menu navigation button. In addition, the status of the apparatus 500 is indicated by using the status display LEDs 107 which display a power supply status, a power supply shortage status, a measurement progress status, and a data transmission status. The continuous blood pressure and arterial elasticity measuring apparatus 500 according to the present invention stores data and programs using a microcontroller chip and performs signal processing.

아날로그 신호처리 된 맥파 신호, 적외선 센서 신호, 심전도 신호를 A/D 변환부(도 6의 471)의 아날로그 입력 단자의 입력으로 받아 디지털 신호로 변환한다, 디지털 신호로 변환된 신호는 간단한 신호처리를 거친 후 디스플레이부(111)를 통해 맥파 신호를 디스플레이하며, 제어부(470) 내의 RAM(도 6의 475)에 저장된다. 저장된 디지털 변환 신호는 제어부(470) 내의 ROM(도 6의 477)에 저장된 연속 혈 압, 동맥 탄성도 분석 프로그램을 이용해, 연속 혈압 및 동맥 탄성도 등의 다양한 결과값을 디스플레이부(111)를 통해 표시된다.The analog signal processed pulse wave signal, infrared sensor signal, and electrocardiogram signal are input to the analog input terminal of the A / D converter (471 in FIG. 6) and converted into a digital signal. After coarse, the pulse wave signal is displayed through the display 111 and is stored in the RAM 475 of FIG. 6. The stored digital conversion signal is obtained by using the continuous blood pressure and arterial elasticity analysis program stored in the ROM 477 of FIG. 6 through the display 111. Is displayed.

연산된 결과 데이터들은 제어부의 flash memory(도 6의 479)부에 저장되고, 이 데이터는 통신 단자(150)를 이용해 PC나 PDA등과 같은 외부 기기에 전송이 가능하다.The calculated result data is stored in the flash memory (479 of FIG. 6) of the controller, and the data can be transmitted to an external device such as a PC or a PDA using the communication terminal 150.

상기에 사용된 제어부(470)는 8bit로 데이터를 연산하고, 16채널의 아날로그 입력단자를 가지고 있으며, 내장된 A/D변환부(도 6의 471)는 10bit의 해상도를 가지고 있다. 상기의 제어부(470)는 외부 통신 단자(150)를 내장하고 있어, 별도의 통신 인터페이스를 제작하지 않고도 PC 또는 PDA등과 같은 외부기기와 인터페이스가 가능하다. 그리고 제어부(470)는 내장된 ROM(도 6의 477)을 이용해 연산 프로그램을 저장할 수 있다. 상기 제어부(470)는 ROM(도 6의 477)에 저장된 연산 프로그램을 이용하여 하나 이상의 적외선 센서 신호를 조합하여 벡터성분을 형성하고, 형성된 벡터성분을 이용하여 정확한 동맥의 위치 및 깊이 정보를 찾고, 이를 통해 측정된 맥파 신호를 심전도 신호와 비교 분석하여 연속 혈압, 동맥 탄성도 등의 분석 결과를 나타낼 수 있다.The control unit 470 used above calculates data in 8 bits, has an analog input terminal of 16 channels, and the built-in A / D converter (471 in FIG. 6) has a resolution of 10 bits. The control unit 470 has an external communication terminal 150 built-in, it is possible to interface with an external device such as a PC or PDA without producing a separate communication interface. In addition, the controller 470 may store the operation program using the built-in ROM 477 of FIG. 6. The controller 470 combines one or more infrared sensor signals using a calculation program stored in a ROM (477 of FIG. 6) to form a vector component, and uses the formed vector component to find accurate arterial position and depth information. The pulse wave signal measured through the analysis can be compared with the electrocardiogram signal to indicate an analysis result such as continuous blood pressure and arterial elasticity.

도 10은 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)의 측정 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 10에 나타난 흐름도를 살펴보면,10 is a flowchart illustrating a measuring method of the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention. Looking at the flow chart shown in Figure 10,

본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)를 이용해 피검자의 손목(350w)에서의 맥파 신호 측정을 시작(F1)하게 되면, 전원버튼(도 1의 101), 메뉴 선택 버튼(도 1의 103), 메뉴 탐색 버튼(도 1의 105)에 의해 조작된 값들이 제 어부(도 6의 470)의 외부 입력(도 6의 103, 105)으로 인가되고(F3), 하나 이상의 적외선 센서(도 6의 402)를 이용해 동맥의 위치 및 깊이 정보를 획득하고, 압력센서(도 6의 403)를 이용해 맥파 신호를 측정하고, 또한 심전도 센서(도 6의 401)를 이용해 심전도 신호를 측정하여(F5) 심전도 신호, 적외선 센서 신호, 맥파 신호의 아날로그 신호처리 과정(F7))을 수행한다. 아날로그 신호 처리된 심전도 신호, 적외선 센서 신호, 맥파 신호는 제어부(도 6의 470)의 A/D 변환부(도 6의 471)의 아날로그 입력 단자에 입력되어 디지털 신호로 변환된다(F9).When using the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention to start the pulse wave signal measurement (F1) in the subject's wrist (350w), the power button (101 in Fig. 1), the menu selection button (Fig. 103 of 1), the values manipulated by the menu navigation button (105 of FIG. 1) are applied to the external inputs (103, 105 of FIG. 6) of the control unit (470 of FIG. 6) (F3), and one or more infrared sensors 6 (402 of FIG. 6) to obtain the position and depth information of the arteries, to measure the pulse wave signal using a pressure sensor (403 of Figure 6), and to measure the ECG signal using an ECG sensor (401 of Figure 6) (F5) an analog signal processing process (F7) of the ECG signal, the infrared sensor signal, and the pulse wave signal is performed. The ECG signal, the infrared sensor signal, and the pulse wave signal processed by the analog signal are input to the analog input terminal of the A / D converter (471 in FIG. 6) of the controller (470 in FIG. 6) and converted into digital signals (F9).

디지털 신호로 변환된 요골맥파 신호에 디지털 저역통과 필터를 적용하고, 트렌드를 제거(F11)한 후 요골맥파 신호를 디스플레이(F12)한다. 신호 처리 된 요골맥파 신호를 적외선 센서 신호의 위치 및 깊이 정보와 심전도 신호의 R-peak시점을 활용하여 왜곡되지 않은 요골동맥 압력 값을 산출함으로써 상완/요골동맥 혈압 값으로 보정(F13)하고, 보정된 요골맥파 신호를 전달함수를 이용하여 대동맥 맥파 신호로 변환(F15)하며, 추정된 대동맥 맥파 신호를 접선-교점 방법을 이용하여 시작점 검출(F17)한다.The digital lowpass filter is applied to the radial pulse wave signal converted into the digital signal, and the trend is removed (F11), and then the radial pulse wave signal is displayed (F12). Using the positional and depth information of the infrared sensor signal and the R-peak time point of the ECG signal, the unprocessed radial arterial pressure value is calculated by using the positional and depth information of the infrared sensor signal and corrected to the brachial / radial arterial blood pressure value (F13). The converted radial pulse wave signal is converted into an aortic pulse wave signal using a transfer function (F15), and the estimated aortic pulse wave signal is detected using a tangent-crossing method (F17).

맥파의 시작점 검출을 통해 분당 맥박수를 계산(F18)하고 계산된 맥박수를 디스플레이(F19)한다. 시작점을 이용하여 구분된 각각의 맥파 신호를 평균하여 평균 맥파로 변환(F21)하고, 평균 맥파 신호로부터 수축기 혈압과 이완기 혈압을 검출(F23)하고 검출된 대동맥 혈압 값을 디스플레이(F24)한다.The pulse rate per minute is calculated through the detection of the starting point of the pulse wave (F18) and the calculated pulse rate is displayed (F19). Each pulse wave signal separated using the starting point is averaged and converted into an average pulse wave (F21), the systolic blood pressure and diastolic blood pressure are detected (F23) from the average pulse wave signal, and the detected aortic blood pressure values are displayed (F24).

또한 augmentation point를 검출하여 augmentation pressure와 pulse pressure를 구하고 AIx를 계산(F25)하며, 계산된 AIx를 디스플레이(F26)한다.In addition, augmentation point is detected to obtain augmentation pressure and pulse pressure, the AIx is calculated (F25), and the calculated AIx is displayed (F26).

도 11은 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)로부터 측정된 상완/요골 연속 혈압 측정 방법을 나타낸 흐름도로서, 측정된 요골동맥 맥파 신호(D1)로부터 최소값과 최대값을 검출한 후, 원 신호에서 그 최소값을 빼준 후 다시 최대값을 나누어 줌으로써 원 신호를 최대값 1, 최소값 1로 변환(D3)하여 normalize한다. 적외선 신호들로부터 구해진 동맥의 위치 및 깊이 신호를 기준으로 normalized된 맥파 신호를 보정(D4)하고, 심전도 신호의 R-peak를 기준으로 맥파의 시작점을 검출(D5)하여, 전기적인 맥파 신호의 크기를 압력값으로 환산한다. 환산된 압력 값으로부터 맥압(pulse pressure)을 구한 후, normalizing된 신호에서 맥압을 곱하여 상완동맥 맥압과 같은 값으로 변환(D6)하고, 상완동맥 맥압으로 보정된 요골동맥 맥파 신호에 상완동맥 이완기 혈압 값을 더해줌으로써 상완동맥 이완기 혈압과 같은 값으로 변환(D7)한다.FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of measuring continuous brachial / radial blood pressure measured by the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring apparatus 500 according to the present invention, and detecting the minimum and maximum values from the measured radial artery pulse wave signal D1. After subtracting the minimum value from the original signal and dividing the maximum value again, the original signal is converted to the maximum value 1 and the minimum value 1 (D3) and normalized. Correcting the normalized pulse wave signal based on the arterial position and depth signal obtained from the infrared signals (D4), detecting the starting point of the pulse wave based on the R-peak of the ECG signal (D5), the magnitude of the electrical pulse wave signal Is converted into a pressure value. After calculating the pulse pressure from the converted pressure value, multiply the pulse pressure in the normalized signal and convert it to the same value as the brachial artery pressure (D6), and the brachial artery diastolic blood pressure value to the radial artery pulse wave signal corrected by the brachial artery pressure. Convert to the same value as the brachial diastolic blood pressure by adding (D7).

도 12는 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)로부터 측정되고 도 11에 의하여 압력값으로 보정된 요골동맥 맥파 신호를 이용하여 도 10의 전달함수를 구하는 과정(도 12a)과 계산된 전달함수를 이용하여 대동맥 맥파 신호를 추정하는 과정(도 12b)을 나타낸 것이다.12 is a process of obtaining the transfer function of FIG. 10 using the radial arterial pulse wave signal measured from the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring apparatus 500 according to the present invention and corrected by the pressure value according to FIG. 11 (FIG. 12A); It shows the process of estimating the aortic pulse wave signal using the calculated transfer function (Fig. 12b).

압력센서를 이용하여 측정하고 혈압값으로 보정된 요골동맥 맥파와 설정된 상행 대동맥의 대동맥 맥파 신호(T1)에 디지털 저역통과 필터를 적용하고, 각 포인트에서 신호의 평균을 제거하는 방법으로 트렌드를 제거(T3)한다.The digital lowpass filter is applied to the radial artery pulse wave measured by the pressure sensor and corrected by the blood pressure value and the aortic pulse wave signal (T1) of the ascending aorta, and the trend is removed by removing the average of the signal at each point ( T3).

전처리 과정을 마친 데이터들을 ARX 모델에 요골동맥 맥파는 입력으로 대동맥 맥파는 출력으로 인가시켜 최소제곱법을 이용하여 ARX 모델의 계수를 계산(T5) 한다. ARX 모델과 전달함수(Transfer function)에 대한 수식은 [수식1]∼[수식14]에 나타나 있다.After the preprocessing data, the radial arterial pulse wave is input to the ARX model and the aortic pulse wave is output to calculate the coefficient of the ARX model using the least square method (T5). Equations for the ARX model and the transfer function are shown in [Equations 1] to [Equation 14].

ARX Model :ARX Model:

[수학식 1][Equation 1]

[수학식 2][Equation 2]

[수학식 3][Equation 3]

[수학식 4][Equation 4]

ARX 모델에서 전달함수 식은 [수학식2]와 [수학식3]을 이용하여 다음 식과 같이 표현할 수 있다.In the ARX model, the transfer function expression can be expressed as the following equation using [Equation 2] and [Equation 3].

[수학식 5][Equation 5]

다음은 [수학식5]의 각 계수들을 구하는 과정을 설명한 것이다.The following describes the process of obtaining the coefficients in [Equation 5].

[수학식1]에 [수학식2]와 [수학식3]을 대입하여 정리하면 다음과 같다.[Equation 1] into [Equation 2] and [Equation 3] to summarize as follows.

[수학식 6][Equation 6]

[수학식 7][Equation 7]

위 식에서 계수들과 입출력 신호들을 벡터로 표현하면 다음과 같다.In the above equation, coefficients and input / output signals are expressed as vectors as follows.

[수학식 8][Equation 8]

[수학식 9][Equation 9]

[수학식 7]을 θ와

(t)를 이용해서 다시 나타내면 [수학식10]으로 표현할 수 있다.Equation (7) with θ

If it is represented again using (t), it can be expressed as [Equation 10].

[수학식 10][Equation 10]

[수학식 10]의 y(t) 는 계수들의 벡터인 θ에 의해 추정된 출력이므로 [수학식 11]과 같이 표현한다.Since y (t) in [Equation 10] is an output estimated by θ , which is a vector of coefficients, it is expressed as [Equation 11].

[수학식 11][Equation 11]

ARX 모델에서는 최소 제곱법을 이용하여 전달함수 계수들을 구하게 되는데, 최소 제곱법이란 실제 출력과 계산된 출력간의 차를 제곱해서 최소가 되는 계수들을 구하는 것이고 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.In the ARX model, the transfer function coefficients are obtained by using the least square method. The least square method calculates the minimum coefficients by squaring the difference between the actual output and the calculated output.

[수학식 12][Equation 12]

[수학식 12]을 θ에 대해서 미분하고 0이 되도록 하는θ 를

이라 하면, 최종적으로 구하고자 하는 전달함수의 계수

을 다음 식과 같이 정의 할 수 있다.Equation 12 is differentiated with respect to θ , and θ

In this case, the coefficient of the transfer function

Can be defined as

[수학식 13][Equation 13]

전달함수(Transfer function)는 정상인과 환자, 나이(30세 미만, 30세 ∼ 45 세, 45세 ∼ 65세, 65세 이상)로 구분하여 총 8개의 전달함수를 계산(T7)한다. 압력센서를 이용하여 측정한 요골동맥 맥파 신호(E1)에서 상완동맥 혈압으로 보정하고 평균맥파를 구하는 과정에서 계산되는 quality index가 85％ 이상 되는 데이터 중에서 환자 여부 및 나이에 의해 적용시킬 전달함수를 선택(E3)한다. 선택된 전달함수를 선형 미분 방정식에 적용하여 대동맥 맥파를 추정(E5)하고, 추정된 대동맥 맥파를 평균하여 평균 맥파를 구하고 대동맥 혈압 및 AIx를 계산(E7)한다.The transfer function is calculated by classifying 8 transfer functions (T7) by dividing them into normal persons, patients, and ages (less than 30 years old, 30 to 45 years old, 45 to 65 years old and 65 years old or older). From the radial arterial pulse wave signal (E1) measured by the pressure sensor, we select the transfer function to be applied according to the patient's age and age from the data whose quality index is calculated by calculating the brachial blood pressure and calculating the average pulse wave. (E3). The selected transfer function is applied to the linear differential equation to estimate the aortic pulse wave (E5), average the estimated aortic pulse wave to obtain the average pulse wave, and calculate the aortic blood pressure and AIx (E7).

대동맥 펄스의 추정은 [수학식13]의 과정을 통해 계산한 계수들과 입력 신호인 요골동맥 펄스를 다음의 [수학식14]에 인가하여 계산한다.Estimation of the aortic pulse is calculated by applying the coefficients calculated through the process of Equation 13 and the radial artery pulse, which is an input signal, to Equation 14 below.

[수학식 14][Equation 14]

도 13은 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)로부터 측정된 맥파를 평균한 신호로부터 AIx 계산을 위한 augmentation point 검출 과정을 나타낸 알고리즘에 해당하는 순서도의 예시이다. 본 장치(500)의 전원구동을 통한 시작(601)으로부터 수축기 피크 이전에서 augmentation point를 검출하기 위해 구간을 설정하며, 구간 설정은 평균 맥파 파형의 1차 미분 피크 지점에서 수축기 피크 지점까지를 범위로 정하는 것이 바람직하다(603).FIG. 13 is an example of a flowchart corresponding to an algorithm showing an augmentation point detection process for AIx calculation from a signal obtained by averaging pulse waves measured from the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring apparatus 500 according to the present invention. The interval is set to detect the augmentation point before the systolic peak from the start 601 through the power drive of the apparatus 500, and the interval setting ranges from the first derivative peak point of the average pulse wave waveform to the systolic peak point. It is desirable to determine (603).

평균 맥파 파형에 1차 미분을 시행(605)한 후 양의 기울기를 갖는 영점교차 개수를 확인(607)하고, 양의 기울기를 갖는 영점교차가 1개만 존재한다면, 이 영점교차 지점을 augmentation point로 정한다. 양의 기울기를 갖는 영점교차가 2개 이 상 존재한다면 영점교차 이전에 나타나는 밸리(Valley)들 중 가장 큰 밸리(Valley) 이후의 영점교차 지점을 augmentation point로 정한다(609). 양의 기울기를 갖는 영점교차가 존재하지 않는다면 2차 미분을 시행(611)한 후 양의 기울기를 갖는 영점교차 개수를 확인(613) 한다.After the first derivative is applied to the average pulse wave waveform (605), the number of zero crossings with positive slope is confirmed (607), and if there is only one zero crossing with positive slope, this zero crossing point is referred to as the augmentation point. Decide If there are two or more zero crossings with a positive slope, the augmentation point is defined as the zero crossing point after the largest valley among the valleys appearing before the zero crossing (609). If there is no zero crossing with a positive slope, the second derivative is performed (611) and then the number of zero crossings with a positive slope is checked (613).

양의 기울기를 갖는 영점교차가 1개만 존재한다면 그 영점교차 지점을 augmentation point로 정하고, 양의 기울기를 갖는 영점교차가 2개 이상 존재한다면 영점교차 이후에 나타나는 피크들 중 가장 큰 피크와 그 다음 큰 피크의 크기를 비교(615)한 후 가장 큰 피크와 그 다음 큰 피크의 차가 가장 큰 피크의 20％(617)보다 큰 경우는 가장 큰 피크를 갖는 영점교차 지점을 augmentation point로 정하며(621), 가장 큰 피크와 그 다음 큰 피크의 차가 가장 큰 피크의 20％(617)보다 작은 경우에는 평균 맥파 신호에 디지털 저역통과 필터의 차단주파수를 20Hz에서 15Hz으로 낮추어 적용시킨 후 2차 미분을 다시 시행한다(619). 양의 기울기를 갖는 영점교차가 존재하지 않는다면 3차 미분을 시행(623)하여 음의 기울기를 갖는 영점교차 개수를 확인(625)한다.If there is only one zero crossing with positive slope, set the zero crossing point as the augmentation point.If there are two or more zero crossings with positive slope, the largest peak and the next largest peak after zero crossing After comparing the magnitudes of the peaks (615), if the difference between the largest peak and the next largest peak is greater than 20% (617) of the largest peak, the zero crossing point having the largest peak is defined as the augmentation point (621). If the difference between the largest peak and the next largest peak is less than 20% (617) of the largest peak, apply the digital lowpass filter's cutoff frequency from 20 Hz to 15 Hz and apply the second derivative again to the average pulse wave signal. (619). If there is no zero crossing with a positive slope, the third derivative is performed (623) to determine the number of zero crossings with a negative slope (625).

음의 기울기를 갖는 영점교차 개수가 1개인 경우 그 영점교차 지점을 augmentation point로 정하고, 음의 기울기를 갖는 영점교차 개수가 2개 이상인 경우에는 영점교차 이후의 밸리(Valley)들 중 가장 큰 밸리(Valley)를 갖는 영점교차 지점을 augmentation point로 정의한다(627).If the number of zero crossings with negative slope is one, set the zero crossing point as the augmentation point.If the number of zero crossings with negative slope is more than two, the largest valley among the valleys after zero crossing ( A zero crossing point with a valley is defined as an augmentation point (627).

음의 기울기를 갖는 영점교차가 없는 경우는 수축기 피크 이전에 augmentation point가 존재하지 않는 것으로 간주하여 수축기 피크 이후에서 augmentation point를 검출한다.If there is no zero crossing with negative slope, it is assumed that no augmentation point exists before the systolic peak and the augmentation point is detected after the systolic peak.

수축기 피크 이후에서 augmentation point 검출을 위한 구간 설정을 위해 절흔점을 검출하며, 절흔점 검출을 위해 1차 미분된 평균 맥파 신호에서 수축기 피크 이후에 나타나는 최대 밸리(Valley)부터 전체 맥파의 2/3 지점까지를 범위로 설정(A1)한다. 1차 미분을 시행(A3)한 후 양의 기울기를 갖는 영점교차 개수를 확인(A5)하여, 양의 기울기를 갖는 영점교차가 존재한다면 그 영점교차 지점을 절흔점으로 정의하고, 양의 기울기를 갖는 영점교차가 존재하지 않는다면 2차 미분을 시행(A7)한 후 음의 기울기를 갖는 영점교차 개수를 확인(A9)한다.After the systolic peak, the point is detected to set the interval for detecting the augmentation point, and 2/3 of the total pulse wave from the maximum valley appearing after the systolic peak in the first-differentiated mean pulse wave signal for detecting the point. Up to the range (A1). After performing the first derivative (A3), check the number of zero crossings with positive slope (A5), and if there is a zero crossing with positive slope, define the zero crossing point as the interstitial point, and positive slope If there is no zero crossing, perform the second derivative (A7) and check the number of zero crossings with negative slope (A9).

음의 기울기를 갖는 영점교차가 존재하는 경우는 첫 번째 영점교차 지점을 절흔점으로 정의(A11)하고, 음의 기울기를 갖는 영점교차가 존재하지 않는 경우는 3차 미분을 시행(A13) 후 양의 기울기를 갖는 영점교차 지점을 검출하고, 요골동맥 맥파 신호에서 검출한 절흔점과 가장 인접한 영점교차 지점을 검출하여(A15) 이 지점을 절흔점으로 정의(A17)한다.If there is a zero crossing with a negative slope, define the first zero crossing point as a nodal point (A11) .If there is no zero crossing with a negative slope, perform the third derivative (A13). A zero crossing point having a slope of? Is detected, and a zero crossing point closest to that of the cut point detected in the radial artery pulse wave signal is detected (A15), and this point is defined as a cut point (A17).

수축기 피크 이후에서 발생하는 augmentation point 검출을 위해 수축기 피크에서부터 절흔점 까지를 구간으로 설정(629)하여, 1차 미분을 시행(631)한 후 양의 기울기를 갖는 영점교차 개수를 확인(635)한다. 양의 기울기를 갖는 영점교차가 존재한다면 그 영점교차 지점을 augmentation point로 정의하고, 양의 기울기를 갖는 영점교차가 존재하지 않는 경우 2차 미분을 시행(637)한 후 음의 기울기를 갖는 영점교차 개수를 확인(639)한다.In order to detect the augmentation point that occurs after the systolic peak, the systolic peak is set to the interstitial point (629), the first derivative is performed (631), and the number of zero crossings having a positive slope is checked (635). . If there is a zero crossing with a positive slope, define the zero crossing point as an augmentation point.If there is no zero crossing with a positive slope, perform a second derivative (637) and then zero cross with a negative slope. Check the number (639).

음의 기울기를 갖는 영점교차 개수가 1개만 존재하는 경우 그 영점교차 지점 을 augmentation point로 정의하고, 음의 기울기를 갖는 영점교차 개수가 2개 이상 존재하는 경우는 영점교차 이후의 밸리(Valley)들 크기 중 가장 큰 밸리(Valley)를 갖는 영점교차 지점을 augmentation point로 정의(641)한다.If there is only one zero crossing with negative slope, define the zero crossing point as an augmentation point, and if there are more than two zero crossings with negative slope, valleys after zero crossing The zero crossing point having the largest valley of the size is defined as an augmentation point (641).

음의 기울기를 갖는 영점교차 개수가 존재하지 않는 경우에는 3차 미분을 시행(643)한 후 음의 기울기를 갖는 영점교차 개수를 확인(645)한다. 음의 기울기를 갖는 영점교차가 1개만 존재하는 경우는 그 영점교차 지점을 augmentation point로 정의하고, 음의 기울기를 갖는 영점교차가 2개 이상 존재하는 경우는 영점교차 이후의 밸리(Valley)들 중 가장 큰 밸리(Valley)를 갖는 영점교차 지점을 검출하여(647) 이 지점을 augmentation point로 정의(649)한다.If the number of zero crossings having a negative slope does not exist, the third derivative is performed (643), and then the number of zero crossings having a negative slope is checked (645). If there is only one zero crossing with negative slope, define the zero crossing point as an augmentation point.If there are two or more zero crossings with negative slope, among the valleys after zero crossing A zero crossing point having the largest valley is detected (647) and this point is defined as an augmentation point (649).

이를 통해 최종적으로 augmentation point를 찾게 되면 본 알고리즘에 의한 일련의 연산과정은 종료(651)가 된다.When the augmentation point is finally found through this, a series of calculation processes by the present algorithm is terminated (651).

도 14는 본 발명에 따른 요골동맥 및 대동맥 혈압 값의 임상 실험 결과그래프를 나타내며, 도 14a는 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정장치(500)의 맥파 신호, 적외선 신호, 심전도 신호를 이용하여 혈압 값으로 보정된 요골동맥 맥파 신호를 평균하고, 계산한 수축기 혈압과 이완기 혈압(G1), 그리고 실제 임상검증을 위하여 Millar 카테터를 통하여 상행대동맥(Ascending Aorta)에서 검출한 대동맥 맥파 신호를 평균하고, 계산한 수축기 혈압과 이완기 혈압(G3) 및 요골동맥 맥파 신호를 전달함수를 통하여 추정한 대동맥 맥파 신호에서 검출한 수축기 혈압과 이완기 혈압(G5) 검출 결과의 한 예를 나타낸 것이다.14 is a graph showing the results of clinical trials of radial and aortic blood pressure values according to the present invention, and FIG. 14A is a pulse wave signal, an infrared signal, and an electrocardiogram signal of a continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention. Average the radial arterial pulse wave signal corrected by the blood pressure value, average the systolic and diastolic blood pressure (G1), and the aortic pulse wave signal detected by the ascending aorta through the Millar catheter for actual clinical verification. The results of the detection of systolic and diastolic blood pressure (G5) detected from the aortic pulse wave signal estimated by the calculated systolic and diastolic blood pressure (G3) and radial arterial pulse wave signals are calculated.

[표 1]은 수축기 혈압(Systolic Pressure) 과 맥압(Pulse pressure) 변수에 대한 측정한 대동맥 맥파(MA: Measured Aortic)와 추정한 대동맥 맥파(EA: Estimated Aortic)의 각 값과 두 맥파 간의 편차(Δ(EA-MA)) 및 Pearson 계수(r)의 값을 나타낸 것이다. (** p ＜ 0.01)Table 1 shows the measured values of the measured aortic pulses (MA) and estimated aortic pulses (EA: Estimated Aortic) for the systolic pressure and pulse pressure parameters, and the deviation between the two pulse waves ( Δ (EA-MA)) and Pearson coefficient (r). (** p <0.01)

[표 1]TABLE 1

도 14b는 임상검증을 위하여 Millar 카테터를 통하여 상행대동맥(Ascending Aorta)에서 검출한 대동맥 맥파 신호와 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)의 압력 센서(도 4의 403)를 통하여 측정한 요골동맥 맥파 신호로부터 추정한 대동맥 맥파 신호를 축의 값으로 갖는 그래프에서 수축기 혈압에 대한 산점도 그래프와 회귀방정식 및 상관계수를 나타낸 것이며(G7), Millar 카테터를 통하 여 상행대동맥(Ascending Aorta)에서 검출한 대동맥 맥파 신호와 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정장치(500)의 압력 센서(도 4의 403)를 통하여 측정한 요골동맥 맥파신호로 부터 추정한 대동맥 맥파 신호를 축의 값으로 갖는 그래프에서 맥압에 대한 산점도 그래프, 회귀방정식 및 상관계수를 나타낸 것이다(G9).FIG. 14B illustrates aortic pulse wave signal detected in an ascending aorta through a Millar catheter and a pressure sensor of the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention. Scatter plots for systolic blood pressure, regression equations, and correlation coefficients are shown in the graph of the aortic pulse wave signals estimated from the measured radial arterial pulse wave signals (G7), and in the ascending aorta through the Millar catheter. An aortic pulse wave signal estimated from the detected aortic pulse wave signal and the radial arterial pulse wave signal measured by the pressure sensor (403 of FIG. 4) of the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention has an axis value. Scatter plot of pulse pressure, regression equation, and correlation coefficient in graph (G9).

도 14c는 임상검증을 위하여 Millar 카테터를 통하여 상행대동맥(Ascending Aorta)에서 검출한 대동맥 맥파 신호와 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)의 압력센서를 통하여 측정한 요골동맥 맥파신호로 부터 추정한 대동맥 맥파 신호 두 신호 사이의 실제 파형간의 비교 그림이며(G11),14c shows aortic pulse wave signal detected in the ascending aorta through a Millar catheter and a radial arterial pulse wave signal measured by a pressure sensor of a continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention. A graph of the comparison between the actual waveforms between the two signals (G11)

측정한 대동맥 맥파와 추정한 대동맥 맥파의 일치도 평가 그림(G13)을 나타낸 것이고,Fig. 13 shows the degree of agreement between the measured aortic pulse wave and the estimated aortic pulse wave (G13).

[표 2]는 구출시간(ejection time)과 RWTT(Reflected Wave Transit Time) 변수에 대한 Millar 카테터를 통하여 상행대동맥(Ascending Aorta)에서 검출한 대동맥 맥파와 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)의 압력센서를 통하여 측정한 요골동맥 맥파신호로 부터 추정한 대동맥 맥파의 각 값과 두 맥파간의 편차(Δ(EA-MA)) 및 Pearson 계수(r)의 값을 나타낸 것이다. (** p ＜ 0.01)Table 2 shows the aortic pulse wave detected in the ascending aorta through the Millar catheter for the ejection time and reflected wave transit time (RWT) parameters, and the continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device according to the present invention. The values of the aortic pulse wave and the deviation between the two pulse waves (Δ (EA-MA)) and Pearson coefficient (r) estimated from the radial arterial pulse wave signal measured by the pressure sensor (500) are shown. (** p <0.01)

[표 2]TABLE 2

도 15는 Millar 카테터를 통하여 상행 대동맥(Ascending Aorta)에서 검출한 대동맥 맥파 신호에서 맥압과 augmentation pressure를 이용한 AIx 계산 방법을 나타내는 그래프(G15)이며, 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정장치(500)를 통하여 측정한 요골동맥 맥파 신호로부터 추정한 대동맥 맥파 신호에서 맥압과 augmentation pressure를 이용하여 AIx 계산 방법을 나타내는 그래프(G17) 이다.15 is a graph (G15) showing a method for calculating AIx using pulse pressure and augmentation pressure in an aortic pulse wave signal detected by an ascending aorta through a Millar catheter, and a continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device according to the present invention ( (G17) is a graph showing the AIx calculation method using the pulse pressure and augmentation pressure in the aortic pulse wave signal estimated from the radial arterial pulse wave signal measured through (500).

[표 3]은 AIx에 대한 Millar 카테터를 통하여 상행대동맥(Ascending Aorta)에서 검출한 대동맥 맥파와 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정장치(500)를 통하여 측정한 요골동맥 맥파 신호로부터 추정한 대동맥 맥파의 각 값과 두 맥파간의 편차(Δ(EA-MA)) 및 Pearson 계수(r)의 값을 나타낸 것이다. (** p ＜ 0.01)[Table 3] is estimated from the aortic pulse wave detected in the ascending aorta through the Millar catheter for AIx and the radial arterial pulse wave signal measured by the continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention. Each value of the aortic pulse wave and the deviation between the two pulse waves (Δ (EA-MA)) and the value of the Pearson coefficient (r) are shown. (** p <0.01)

[표 3]TABLE 3

도 16은 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)를 통하여 측정하고 혈압값으로 보정된 요골동맥 맥파 신호를 나타내고(G17), 본 발명에 따른 연속 혈압, 동맥 탄성도 측정 장치(500)를 통하여 측정한 요골동맥 맥파 신호로부터 추정한 대동맥 맥파 신호를 나타낸 그래프(G19)의 실시예를 나타낸다.16 shows a radial arterial pulse wave signal measured through a continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device 500 according to the present invention and corrected by a blood pressure value (G17), and a continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device according to the present invention ( An example of a graph (G19) showing the aortic pulse wave signal estimated from the radial arterial pulse wave signal measured through 500) is shown.

* SBP : Systolic Blood Pressure* SBP: Systolic Blood Pressure

* DBP : Diastolic Blood PressureDBP: Diastolic Blood Pressure

* MBP : Mean Blood Pressure → MBP(mmHg) = DBP + (SBP-DBP)/3* MBP: Mean Blood Pressure → MBP (mmHg) = DBP + (SBP-DBP) / 3

* AIx (Augmentation Index) - radial → AIx (％) = P2 / P1 x 100AIx (Augmentation Index)-radial → AIx (%) = P2 / P1 x 100

* SIx ( Stiffness Index) → SIx (m/sec) = h /ΔT (h : height)* SIx (Stiffness Index) → SIx (m / sec) = h / ΔT (h: height)

* AIx (Augmentation Index) - central → AIx (％) = AG / PP x 100* AIx (Augmentation Index)-central → AIx (%) = AG / PP x 100

* SEP (Systolic Ejection Period) → SEP(sec) = time (Pup ∼ Pdicrotic notch)* SEP (Systolic Ejection Period) → SEP (sec) = time (Pup ~ Pdicrotic notch)

이로부터 추정혈관나이(Estimated Vascular Age), 동맥의 나이도(Arterial Aging, (％)), 전체 동맥의 경직도(Overall Arterial Stiffness, (％)), 심혈관 질환 발생에 대한 위험도(Risk Factors for Cardiovascular Disease, (％))를 나타낸다. (G21)Estimated Vascular Age, Arterial Aging (%), Overall Arterial Stiffness (%), Risk Factors for Cardiovascular Disease , (%)). (G21)

본 발명에 의한 신체 부위에 착용 및 분리가 편리하며 휴대가 용이한 비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정 장치 및 그 방법은 기존의 cuff를 사용하지 않는 혈압 측정 장치의 부정확성을 현저하게 개선할 수 있는 시스템 개발에 적용 가능하고, 다양한 조건의 사용자를 고려한 정확한 혈압값 및 동맥 탄성도 계산 알고리즘을 적용할 뿐만 아니라 추정 혈관나이, 혈관 노화도, 혈관 탄성도, 심혈관계 관련 특정질환의 조기진단 및 향후 발병 가능성 추정 등에 대한 정량적인 값을 나타낼 수 있으므로 심혈관계 질환의 조기 진단에 적극적으로 활용될 수 있을 것이다.The non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device and method that is convenient to wear and detach on the body part and easy to carry according to the present invention can significantly improve the inaccuracy of the conventional blood pressure measuring device without using a cuff. Applicable to the development of the system, it is possible to apply accurate blood pressure value and arterial elasticity calculation algorithm considering the user of various conditions, as well as early diagnosis and future onset of estimated vascular age, vascular age, vascular elasticity, and specific cardiovascular diseases Because it can represent a quantitative value for the estimation, it can be actively used for early diagnosis of cardiovascular disease.

특히, 기존의 cuff를 사용하여 측정하고 있는 손목이나 상완 혈압과 임상적으로 가장 큰 의미를 지닌 대동맥 중심 혈압 값을 비침습적이며 연속적으로 간편하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 혈압 값 만으로는 나타나지 않을 수 있는 동맥 탄성도의 정량적인 제공도 동시에 가능하다는 측면에서 기존의 혈압 측정장치를 대체할 수 있는 산업적인 가치를 가지고 있다. 혈압 및 대동맥 탄성도를 일상 생활 중에 정기적으로 저장된 데이터는 병원을 방문할 때 의사에게 제시하여 진단 및 처방에 도움을 받을 수도 있고, 하루 일과 중의 혈압 및 대동맥 탄성도의 변화 추이를 바탕으로 계획적인 건강 관리 지침을 제시하여 지나친 약물 남용을 줄일 수도 있는 웰빙 사회에서의 필수적인 건강관리 기기로 확대될 수 있을 것이다.In particular, the non-invasive and continuous measurement of wrist or brachial blood pressure and clinically significant aortic central blood pressure values using conventional cuffs, as well as arteries that may not appear by blood pressure values alone In addition, it is possible to provide quantitative elasticity at the same time, so it has industrial value to replace the existing blood pressure measuring device. Blood pressure and aortic elasticity, which are regularly stored during daily life, can be presented to doctors during the visit to the hospital for diagnosis and prescription, and planned health based on trends in blood pressure and aortic elasticity during the day Providing management guidelines could be extended to essential healthcare devices in well-being societies that may reduce excessive drug abuse.

Claims

가압대(Cuff)를 사용하지 않고 비침습적이며 연속적으로 상완/요골, 대동맥 혈압값 및 동맥탄성도를 측정하는 혈압측정장치에 있어서,In the blood pressure measuring device for measuring the brachial / radial, aortic blood pressure value and arterial elasticity in a non-invasive and continuous without using a pressure cup (Cuff),

심전도를 측정하는 심전도 센서(401);An electrocardiogram sensor 401 for measuring an electrocardiogram;

적어도 하나 이상의 적외선센서(402);At least one infrared sensor 402;

적어도 하나 이상의 압력 센서(403);At least one pressure sensor 403;

상기 각 센서들을 장착하고 있는 인쇄회로기판(410);A printed circuit board 410 equipped with the sensors;

상기 적외선 센서(402)를 둘러싸는 겔(Gel)(430) 성분의 에폭시 처리부(420);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정장치.Non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measurement device comprising a; epoxy treatment unit 420 of the gel (430) surrounding the infrared sensor (402).

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 심전도 센서(401), 상기 적외선센서(402), 상기 압력센서(403), 상기 인쇄회로기판(410) 및 상기 에폭시 처리부(420)에 의해 형성된 폐공간 내부를 Gel(430)로 충진하는 것을 특징으로 하는 비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정장치.Filling the inside of the waste space formed by the ECG sensor 401, the infrared sensor 402, the pressure sensor 403, the printed circuit board 410, and the epoxy processing unit 420 with Gel 430. Non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device characterized in that.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2,

상기 비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정장치는 상완/요골동맥 혈압값, 대동맥 혈압값 및 동맥 탄성도를 측정하는 것을 특징으로 하는 비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정장치.The non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device is a non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device characterized in that for measuring the brachial / radial arterial blood pressure value, aortic blood pressure value and arterial elasticity.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정장치는 상기 가압대를 사용하지 않고 비침습적 연속혈압 및 동맥탄성도의 측정을 위해 압력센서(403)를 이용하여 맥파를 검출하고, 적외선센서(402)를 이용하여 압력의 기준값을 설정하고, 심전도를 이용하여 시간의 기준값으로 활용하는 것을 특징으로 하는 비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정장치.The non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device detects the pulse wave by using the pressure sensor 403 to measure the non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity without using the pressure band, and the infrared sensor 402 A non-invasive continuous blood pressure and arterial elasticity measuring device, characterized in that the reference value of the pressure is set using, and utilized as a reference value of time using an electrocardiogram.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 비 비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정장치는 정량적인 상완 혈압값, 대동맥 혈압값, 대동맥 탄성도를 동시에 제공하는 것을 특징으로 하는 비침습적 연속 혈압, 동맥탄성도 측정장치.The non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device is a non-invasive continuous blood pressure, arterial elasticity measuring device, characterized in that at the same time provide a quantitative brachial blood pressure value, aortic blood pressure value, aortic elasticity.

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