KR101037796B1 - 혈압 측정 장치의 정확성을 검사하는 방법 및 장치 - Google Patents

혈압 측정 장치의 정확성을 검사하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

혈압 측정 장치의 정확성을 검사하는 방법 및 장치에 따르면, 높이 차를 가지는 복수의 지점에서 측정한 혈압들간의 혈압 차와 상기 지점들간에서 혈액의 기대 유압 차를 비교하여 혈압 측정 장치의 정확성을 검사하고, 분석 결과에 기초하여 혈압 측정 장치의 교정 필요성을 사용자에게 보고한다.

Description

혈압 측정 장치의 정확성을 검사하는 방법 및 장치{Method and apparatus for testing accuracy of blood pressure monitor}
본 발명의 적어도 하나의 실시예는 혈압 측정 장치를 검사하는 방법 및 장치이다.
현대인의 건강에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있다. 2008년 미국 내 만성 질환자는 7,800만 명이며, 대표적인 만성 질환 항목으로는 당뇨, 고혈압, 심혈관 질환, 폐 질환 등이 있는데, 이와 같은 만성 질환을 갖고 있는 환자에 대해서는 꾸준한 모니터링이 요구된다. 혈압은 개인의 건강 상태를 파악하는 하나의 척도로 사용되고 있으며, 혈압을 측정할 수 있는 혈압 측정 장치는 의료기관 및 가정에서 흔히 사용된다. 미국 식품의약국(Food and Drug Administration, FDA)은 혈압 측정 장치의 승인 기준으로 미국 선진의료기구협회(Association for the Advancement of Medical Instrumentation, AAMI)에서 요구하는 규격 기준을 만족할 것을 요구한다. 미국 선진의료기구협회가 발행하는 ANSI/AAMI SP10은 혈압 측정 장치의 표시사항, 안전성 및 성능 요구조건의 기준을 제시하고 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 혈압 측정장치의 정확성을 검사하여 측정 혈압의 신뢰성을 높이고, 혈압 측정 장치의 교정 필요성을 사용자에게 보고하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 혈압 측정 장치의 정확성을 검사하는 방법은 사용자에 대해 서로 다른 복수의 지점들 각각에서 측정된 혈압들간의 혈압 차를 계산하는 단계; 상기 지점들간의 높이 차 및 혈액 밀도를 이용하여 상기 지점들간에서 혈액의 유압 차를 계산하는 단계; 및 상기 혈압 차와 상기 유압 차에 기초하여 상기 측정된 혈압들의 오차를 계산하는 단계를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기된 혈압 측정 장치의 정확성을 검사하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 혈압 측정 장치는 서로 다른 복수의 지점들 각각에서 사용자의 혈압을 측정하는 혈압 측정부; 상기 측정된 혈압들간의 혈압 차를 계산하는 혈압 차 계산부; 상기 지점들간에서 혈액의 유압 차를 계산하는 유압 차 계산부; 상기 혈압 차와 상기 유압 차를 이용하여 상기 측정된 혈압들의 오차를 계산하는 오차 계산부; 및 상기 오차를 사용자에게 보고하는 사용자 인터페이스부를 포함한다.
상기된 바에 따르면, 혈압 측정 장치의 정확성을 추가 장치 없이 간편하고 쉽게 검사할 수 있다. 또한, 혈압 측정 장치의 측정 결과에 대한 신뢰도를 높일 수 있고, 혈압 측정 장치의 교정 필요성을 판단하여 혈압 측정 장치의 교정이 필요한 경우에만 선별적으로 교정을 실시할 수 있기에 시간과 비용이 절약된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정확성을 검사하는 혈압 측정 장치(1)의 구성도이다. 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 정확성을 검사하는 혈압 측정 장치(1)는 혈압 측정부(11), 사용자 인터페이스부(12), 계산부(13), 비교부(14) 및 저장부(15)로 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치(blood pressure monitor)(1)는 혈압을 측정하기 위한 모든 기기, 장치인 혈압 측정기(blood pressure instrument, blood pressure meter), 혈압 측정 장치(blood pressure measurement) 및 혈압계(hemadynamometer)를 모두 포함한다. 또한, 혈압계의 종류로는 수은 혈압계(sphygmomanometer), 자동 혈압계(automatic blood pressure monitor) 등이 있다. 수은 혈압계는 탁상용(mercurial), 메타형(aneroid), 이동식(stand) 등의 형태 가 있고, 자동 혈압계는 혈압을 측정하는 부위에 따라 팔뚝형(upper arm), 손목형(wrist), 손가락형 등이 있다. 본 실시예에서의 혈압 측정 장치(1)는 상기에서 제시한 혈압을 측정하는 장치를 모두 포함하는 개념임을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
혈압 측정부(11)는 직접법/간접법, 침습적/비침습적(invasive/noninvasive), 구속적/무구속적(intrusive/non-intrusive) 방법 등을 사용하여 사용자의 혈압을 측정한다. 혈압(blood pressure)은 심장에서 보내진 혈액이 혈관 속을 흐르고 있을 때 혈관벽에 미치는 압력을 의미하고, 혈관의 이름에 따라 동맥혈압, 모세관 혈압, 정맥 혈압 등으로 구별된다. 동맥 혈압은 심장박동에 의하여 변동한다. 또한, 혈압은 심실이 수축하여 혈액이 동맥 속으로 밀려나갔을 때의 수축기 혈압 및 심실이 확장하여 혈액이 밀려나가지 않을 때에도 동맥벽에 탄력이 있어 혈액을 압박하고 있을 때의 이완기 혈압을 모두 포함한다. 혈압 측정부(11)는 사용자의 수축기 혈압 및 이완기 혈압 및 평균 혈압 중 적어도 어느 하나의 데이터를 측정한다.
좀 더 상세히 설명하면, 혈압 측정 방법은 직접법/간접법, 침습적/비침습적(invasive/noninvasive), 구속적/무구속적(intrusive/non-intrusive) 방법 등이 존재한다. 직접법은 경동맥 등에 카테터(catheter)를 직접 삽입하고 압력계에 연결하여 혈압을 측정하고, 간접법은 상박에 압박대(cuff)를 감고 공기를 넣어 압박하여 상완 동맥의 혈류가 멎는 때의 압력을 측정한다. 침습적(invasive) 방법은 혈관에 직접 카테터(catheter)를 삽입한 상태에서 혈압을 측정하고, 비침습적(noninvasive) 방법은 혈관 외부에서 혈압을 측정한다. 구속적(intrusive) 방법 은 압박대(cuff)를 사용하는 방법이고, 무구속적(noninvasive) 방법은 압박대를 사용하지 않고(cuffless) 혈압을 측정한다.
침습적 방법은 혈관에 카테터(catheter)를 직접 삽입해야 하지만, 연속적으로 정확한 혈압을 측정할 수 있다. 비침습적 방법은 코르트코프 소리(korotkoff sound)를 이용하여 혈압을 측정하는 청진법(auscultatory method), 혈류의 흐름에 의해 발생하는 진동을 이용하여 혈압을 측정하는 오실로메트리 방법(oscillometry method), 토노미터(tonometer), 맥파전달시간(PTT, Pulse Transit Time)을 이용하여 측정하는 방법 등이 있다. 청진법과 오실로메트리 방법은 압박대(cuff)의 팽창과 수축이 필요하기 때문에 구속적이며, 연속적으로 혈압을 측정할 수 없다. 토노미터는 연속적으로 혈압을 측정할 수 있으나, 반응이 매우 민감하다. 맥파전달시간을 이용한 방법은 심전도(ECG, Electrocardiogram)와 R파의 광전용적맥파(PPG, Photoplethysmography)의 최대값(peak) 사이의 지연시간을 이용한 방법으로 비침습 무구속적 특징을 가지며 연속적으로 혈압을 측정할 수 있다. 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예에서 혈압 측정부(11)는 상기에서 제시한 혈압을 측정하기 위한 모든 방법에 적용이 가능함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명은 모든 혈압 측정 장치에 적용이 가능하며, 추가적인 부품의 추가 없이 혈압 측정 장치의 정확성을 검사할 수 있다.
혈압 측정부(11)는 서로 다른 복수의 지점들 각각에서 사용자의 혈압을 측정한다. 복수의 지점들은 최소한 두 지점 이상을 의미하며 사용자의 선택, 또는 혈압 측정 장치(1)의 특성에 의하여 결정된다. 다수의 지점에서 측정한 혈압을 사용할수 록 혈압 측정 장치(1)의 정확성 검사에 대한 신뢰도가 높아진다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 다수의 지점은 두 지점으로 한정하여 설명할 것이나, 두 지점 이상에서 측정한 결과를 가지고 혈압 측정 장치(1)의 정확성을 검사할 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 또한, 혈압을 측정하는 다수의 지점은 사용자의 선택에 의하여 결정되어지나, 혈압 측정 부(11)가 심장보다 높은곳에 위치하고 있을 때, 혈압 측정 장치(1)의 정확성 검사 결과의 신뢰도가 높아진다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예로서 혈압 측정부(11)가 손목형 자동혈압 측정 방법을 사용하는 경우 사용자의 혈압 측정 방법을 도시한 도면들이다. 도 2a는 사용자가 팔을 어깨 높이로 곧게 뻗은 상태에서 혈압을 측정하는 방법을 도시한 도면이다. 도 2b는 사용자가 팔을 곧게 뻗어 들어올린 상태에서 혈압을 측정하는 방법을 도시한 도면이다. 상기와 같은 방법에 의하면 중력방향 높이 차를 가지는 두 지점에서 사용자의 혈압을 측정할 수 있다. 이때의 높이 차는 사용자의 손목부터 어깨까지의 길이인 "LA" 이다.
도 3a 및 도 3b는 사용자의 손목부터 팔꿈치 길이만큼의 높이 차를 가지는 두 지점에서 혈압을 측정하는 방법을 도시한 도면들이다. 도 3a는 사용자가 앉은 상태에서 팔을 어깨 높이로 둔 상태에서 혈압을 측정하는 방법을 도시한 도면이다. 도 3b는 사용자가 팔꿈치 부분을 구부려 손목을 중력방향으로 들어올린 상태에서 혈압을 측정하는 방법을 도시한 도면이다. 상기와 같은 방법에 의하면 중력방향 높 이 차를 가지는 두 지점에서 사용자의 혈압을 측정할 수 있다. 이때의 높이 차는 사용자의 손목부터 팔꿈치까지의 길이인 "LW" 이다. 도 2a 및 2b 내지 도 3a 내지 3b에 나타난 측정 방법은 하나의 일 실시예를 나타낸 것에 불과하며 다양한 방법이 존재 할 수 있다. 또한, 상기에서 설명한 바와 같이, 두 지점 이상의 다수의 지점에서 혈압을 측정하여 혈압 측정 장치(1)의 정확도를 검사하는 방법에 이용할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 사용자 인터페이스부(12)는 사용자로부터 혈액 밀도, 높이 차, 허용 기준, 신체 치수 등의 정보를 입력 받거나, 또는 사용자에게 측정 혈압 결과, 유압 차 계산 결과, 혈압 차 계산 결과, 오차 계산 결과, 교정 필요성 여부 등의 정보를 표시한다. 사용자 인터페이스부(12)는 키보드, 마우스, 터치 화면, 음성 인식 등의 모든 정보 입력 장치 및 방법을 사용하여 사용자로부터 정보를 획득한다. 혈압 측정 장치(1)는 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 사용자의 선택 또는 혈압 측정 장치(1)의 설정에 따라 혈압을 측정한 지점들간의 높이 차, 혈액 밀도, 정보 표시 방법 등의 정보를 획득한다. 또한, 사용자 인터페이스부(12)는 사용자에게 정보를 표시하기 위하여 시각 정보를 표시하기 위한 장치(예를 들어, 디스플레이, LCD 화면, LED, 눈금 표시 장치 등), 청각 정보를 표시하기 위한 장치(예를 들어, 스피커 등) 등을 모두 포함한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치(1)의 사용자 인터페이스부(12)를 도시한 도면이다.
좀 더 상세히 설명하면, 사용자는 혈압 측정 장치(1)를 착용하고 시 작(start) 버튼(46)을 눌러 혈압을 측정한다. 사용자 인터페이스부(12)는 혈압 측정 시간(41), 측정한 혈압 결과(42) 및 다수의 지점들에서 측정한 혈압이 각각 표시(43)된다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 두 지점에서 측정한 혈압으로 설명하지만, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다수의 지점에서 측정한 혈압을 사용하여 각 지점들의 혈압과 높이 차가 표시될 수도 있음을 이해할 수 있다. 입력 장치(45)를 통하여 사용자의 입력에 의한 높이 차 또는 혈액 밀도 또는 허용 기준 등을 획득할 수 있다. 사용자 인터페이스부(12)는 측정한 혈압 또는 혈압 측정 장치(1)의 정상 동작 여부 등을 표시(44)한다. 이때 정보의 표시 방법은 사용자에 의하여 선택 될 수 있다. 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 사용자 인터페이스부(12)는 상기에서 설명한 바와 같은 터치 화면, 음성 인식, 음성 정보를 통한 정보 전달 등의 다양한 방법이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 계산부(13)는 혈압 측정부(11)에서 측정한 혈압, 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 입력된 정보, 저장부(15)에 내장된 정보 등을 획득하여 유압 차, 혈압 차 및 오차를 계산한다. 도 5는 정확성을 검사하는 혈압 측정 장치(1)의 계산부(13)를 좀 더 상세히 도시한 도면이다.
계산부(13)는 혈압 측정부(11)에서 측정한 혈압, 사용자 인터페이스부(12)를통하여 입력된 정보, 높이 차 인식 센서를 통하여 획득한 높이차 및 저장부(15)에 내장된 정보 등을 이용하여 기대 유압 차, 혈압 차 및 오차를 계산한다. 계산부(13)는 유압 차 계산부(131), 혈압 차 계산부(132) 및 오차 계산부(133)로 구성 된다.
유압 차 계산부(131)는 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 입력된 정보 또는 저장부(15)에 저장된 정보 또는 높이 차 인식 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 혈압 측정부(11)에서 혈압을 측정한 지점들간의 혈액의 유체역학적 정압 차를 계산한다. 유체역학적 정압(hydrostatic pressure)이란 정지 유체에 작용하는 압력이다. 혈액의 유체역학적 정압(blood hydrostatic pressure)은 심장의 박동으로 인한 압력으로 혈액이 혈관벽에 대응하는 압력이다. 혈압은 정지 유체가 아니기에 압력 파형은 동적으로 변화 하지만, 본 발명의 일 실시예에서 혈액의 유체역학적 정압 차를 구할 때 수축기 및 이완기 혈압을 측정하는 시점에서의 정지 압력으로 간주할 수 있다. 또한, 구간 내에서의 평균 혈압(Mean Arterial Pressure, MAP)은 일정하게 유지됨으로 정지 압력이라 간주할 수 있다. 혈액의 유압 차는 혈액의 높낮이에 따른 압력의 차이를 뜻하며, 이는 혈액의 무게 및 높이 차로 인하여 발생한다. 본 실시예에서 유압 차란 혈압을 측정한 복수의 지점들 중 두 지점에서의 혈액의 유체역학적 정압 차를 의미한다. 따라서, 본 실시예에서의 유압 차는 계산에 의한 이론적인 값이며, 기대 유압 차(estimated hydrostatic pressure)라고 호칭할 수도 있다.
유압 차 계산부(131)는 사용자가 혈압을 측정한 지점들에서의 기대 유압 차(estimated Hydrostatic Pressure)를 계산한다. 기대 유압 차는 높이 차, 혈액 밀도 및 중력 가속도를 곱하여 계산한다. 유압 차 계산부(131)는 사용자의 혈압을 측정한 지점의 높이 차를 사용자 인터페이스부(12) 또는 저장부(15) 또는 높이 차 인식센서로부터 획득한다. 획득 방법은 사용자의 선택 또는 혈압 측정 장치(1)의 설정에 따라 결정된다. 유압 차는 혈압 측정부(11)에서 혈압을 측정한 복수의 지점들간의 유압 차를 계산한다. 복수의 지점들이 두 지점 이상의 다수인 경우에는, 다수의 지점 중 가장 적합한 임의의 두 지점을 선택하여 유압 차를 계산하고, 동일한 지점간의 혈압 차와 비교하여 오차를 계산할 수 있다. 또는 혈압이 측정된 모든 지점들간의 유압 차를 계산하여 저장부(15)에 저장하고, 각 지점 별로 계산된 유압 차와 혈압 차를 비교하여 오차를 계산하여 혈압 측정 장치(1)의 정확성을 검사하는 방법의 신뢰성을 높일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 높이 차를 가지는 두 지점에서 혈압을 측정한 경우에 한정하여 설명한다.
좀 더 상세히 설명하면, 높이 차의 획득은 사용자에 의한 입력, 높이 차 인식 센서로부터 획득, 사용자의 신체 치수로부터 예측한 높이 차의 획득 등의 방법이 있다. 사용자에 의하여 입력된 높이 차를 사용하는 경우 유압 차 계산부(131)는 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 입력된 높이 차를 획득한다. 즉, 높이 차를 가지는 두 지점에서 혈압을 측정한 후 사용자가 높이 차를 입력하고, 유압 차 계산부(131)는 입력된 높이 차를 획득한다. 예를 들면, 중력 방향으로 15cm의 높이 차를 가지는 두 지점에서 혈압을 측정한 경우, 사용자에 의하여 사용자 인터페이스부(12)에서 높이 차는 15cm라는 정보가 입력된다. 이때의 입력 방법은 상기 사용자 인터페이스부(12)에서 설명한 방법에 따라 키보드 등을 이용한 입력 또는 음성 인식 등의 방법이 사용된다.
유압 차 계산부(131)는 높이차 인식 센서로부터 높이 차를 획득할 수 있다. 혈압 측정 장치(1)에 부착된 높이 차 인식 센서가 혈압이 측정 된 지점의 높이 차를 인식하고, 인식한 높이 차 정보를 유압 차 계산부(131)가 획득한다. 사용자 인터페이스부(12)는 혈압 측정 시 사용자에게 높이 차 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, 높이 차를 가지는 지점에서 혈압을 측정할 때, 첫 번째 지점에서 혈압 측정 후 두 번째 지점에서 혈압 측정 시 사용자 인터페이스부(12)에서 시각적 방법(예들 들면, "현재 높이차는 20cm입니다"라는 문구의 표시) 또는 청각적 방법(예를 들면, "현재 높이차는 20cm입니다"라는 문구를 스피커를 통하여 방출)에 의하여 높이 차 정보를 제공하여 사용자에게 측정 편의를 제공할 수 있다.
도 6은 사용자의 신체 치수를 활용한 높이차 획득 방법을 도시한 도면이다. 사용자는 자신의 신체 치수를 혈압 측정 장치(1)의 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 미리 입력하고, 혈압 측정 장치(1)는 입력된 사용자의 신체 치수 정보를 활용하여 높이 차를 예측한다.
좀 더 상세히 설명하면, 사용자의 신장, 팔 길이, 손목부터 팔꿈치까지의 길이 등의 정보를 혈압 측정 장치(1)의 저장부(15)에 저장한다. 사용자에 의하여 사용자 인터페이스부(12)에서 측정방법 1(61) 또는 측정방법 2(62)를 선택한다. 혈압 측정 장치(1)는 선택된 방법에 따라, 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 높이 차를 가지는 두 지점에서 혈압을 측정하기 위한 안내정보를 표시한다. 상기에서 설명한 바와 같이, 사용자 인터페이스부(12)는 시각적인 방법으로 안내 정보를 표시할 수 있고, 청각적인 방법으로 안내 정보를 음성화할 수 있다. 예를 들어 사용자가 측정 방법 2를 선택하면, 미리 입력한 신체 치수에 의하여 사용자의 손목부터 팔꿈치까 지의 길이가 예측되고, 유압 차 계산부(131)는 손목부터 팔꿈치까지의 길이를 높이 차로 획득한다. 사용자 인터페이스부(131)는 "혈압 측정 장치(1)를 손목에 착용해 주세요", "팔을 어깨 높이로 곧게 뻗어 주세요.", "첫 번째 혈압을 측정합니다", "팔꿈치 부분을 구부려 손목을 중력 방향으로 들어 올려주세요" 및 "두 번째 혈압을 측정합니다" 등과 같은 음성 정보 또는 시각 정보를 제공할 수 있다.
또한, 사용자는 자신의 신장 등의 신체 치수를 혈압 측정 장치(1)의 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 미리 입력하고, 혈압 측정 장치(1)는 입력된 사용자의 신체 치수 정보를 활용하여 높이 차를 예측한다. 예를 들면, 사용자가 자신의 신장 및 성별 등을 입력하면, 혈압 측정 장치(1)는 해당 신장에 해당하는 사람들의 일반적 팔 길이 또는 손목부터 팔꿈치까지의 길이에 대한 내장된 정보를 사용하여 해당 정보를 높이 차로 이용하여 유압 차를 계산한다.
다시 도 5를 참조하면, 유압 차 계산부(131)는 저장부(15)에 저장되어 있거나, 또는 사용자에 의하여 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 입력된 혈액 밀도를 획득한다. 일반적으로 사람의 혈액 밀도는 1.06g/cm3이고, 이 값은 사용자의 선택에 의하여 수정이 가능하다. 좀 더 상세히 설명하면, 유압 차 계산부(131)는 기본 설정으로 1.06g/cm3을 혈액 밀도 값으로 획득한다. 사용자의 선택에 의하여, 다른 혈액 밀도 값을 사용하길 원하는 경우에는 상기 설명한 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 사용자가 입력한 혈액 밀도 값을 획득할 수 있다.
도 7은 기대 유압 차를 계산하기 위한 본 발명의 일 실시예를 도시한 도면이 다. 혈류 내의 혈액은 위치에너지, 압력에너지 및 운동에너지를 가지고 있으며, 밀도가 일정한 유체의 위치에너지, 압력에너지 및 운동에너지의 합은 항상 일정하다. 이러한 에너지 보존 법칙의 원리에 근거하여 유체가 흐르는 속도와 압력의 관계를 수량적으로 나타낸 베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)로 정의하면 수학식 (1)으로 표현할 수 있다.
Figure 112008079139001-pat00001
이때, 어깨와 수평한 지점을 A, A 지점에서 혈액의 기대 유압을 PA, 지면으로부터 A 지점까지의 중력방향 높이를 hA라 하고, 팔을 곧게 뻗어 중력방향으로 들어올려 측정한 지점을 B, B 지점에서 혈액의 기대 유압을 PB, 지면으로부터 B 지점까지의 중력방향 높이를 hB라 한다. 혈액의 밀도는 A, B 지점 모두 ρ, 혈류의 속도는 ν, 중력가속도는 g로 동일하다.
수학식 (1)을 A, B 두 지점의 기대 유압 차를 구하기 위하여 정리하면 수학식 (2)로 표현된다.
Figure 112008079139001-pat00002
따라서, A, B 두 지점의 기대 유압 차는 수학식 (3)으로 정의된다.
Figure 112008079139001-pat00003
즉, 기대 유압 차는 혈액의 밀도, 중력가속도 및 두 지점의 중력방향 높이차의 곱으로 계산된다.
따라서, 유압 차 계산부(131)는 혈압을 측정한 지점들간의 높이 차, 혈액 밀도 및 저장부(15)에 내장된 중력가속도 값을 이용하여 기대 유압 차를 계산한다.
다시 도 5를 참조하면, 혈압 차 계산부(132)는 높이 차를 가지는 다수의 지점에서 측정한 혈압들을 혈압 측정부(11)로부터 획득한다. 획득하는 혈압은 이완기 혈압(diastolic Radial Blood Pressure) 및 수축기 혈압(systolic Radial Blood Pressure) 및 평균 혈압(mean Radial Blood Pressure) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 본 실시예에서 혈압은 모든 측정법에 의하여 측정된 사용자의 혈액이 혈관 내를 흐를 때 혈관벽에 미치는 압력과 관련된 정보를 모두 포함함을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
혈압 차 계산부(132)는 혈압 측정부(11)에서 획득한 높이 차가 있는 두 지점에서 측정한 혈압을 이용하여 혈압 차를 계산한다. A, B 두 지점에서 혈압을 측정하였으면, B 지점에서 측정한 혈압 값에서 A 지점에서 측정한 혈압 값을 감한다(subtract). 이때의 혈압은 각 지점에서 측정한 이완기 혈압 및 수축기 혈압 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 사용자의 선택에 의하여 이완기 혈압 또는 수축기 혈압을 이용하여 혈압 차를 계산한다. 좀 더 상세히 설명하면, 이완기 혈압을 사용 하고자 하는 경우, 두 번째 지점(B)에서 측정한 혈압 중 이완기 혈압과 첫 번째 지점(A)에서 측정한 혈압 중 이완기 혈압을 감한다(subtract). 본 발명의 실시예에 있어서 이완기 혈압 또는 수축기 혈압 모두 적용이 가능하나, 이완기 혈압을 사용하는 경우 신뢰도가 더 높다.
오차 계산부(133)는 유압 차 계산부(131)의 기대 유압 차와 혈압 차 계산부(132)의 측정 혈압 차를 비교하여 오차를 계산한다. 즉, 기대 유압 차(Estimated Radial Blood Pressure, PE)와 측정 혈압 차(Measured Radial Blood Pressure, PM)중 더 큰 값에서 작은 값을 감하여(subtract) 오차(Error)를 계산한다. 오차 계산부(133)에서 수행하는 연산은 수학식 (4)와 같다.
Figure 112008079139001-pat00004
이때, PE는 유압 차 계산부(131)의 결과인 기대 유압 차, PM은 혈압 차 계산부(132)의 결과인 측정 혈압 차, 오차(Error)는 기대 유압 차와 측정 혈압 차의 차를 의미한다. 오차는 사용자 인터페이스부(12)에 표시될 수 있다.
비교부(14)는 오차 계산부(133)의 계산 결과인 오차를 허용 기준과 비교하여교정 필요성 여부를 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 사용자에게 보고한다. 미국 식품의약국(U.S. Food and Drug Administration)의 혈압 측정 장치 승인기준은 AAMI(Association for the Advancement of Medical Instrumentation, 선진의료기구협회) SP-10: 2002에서 제시하는 기준인 상완 커프를 이용한 청진기법으로 측정한 혈압 값과 혈압 측정 장치로 측정한 혈압 값이 평균 오차 5mmHg 내 이어야 한다. 따라서 비교부(14)에서는 위 기준을 참조하여 오차가 5mmHg 이내이면 혈압 측정 장치(1)의 교정이 불필요하다고 결정하고, 혈압 측정 장치(1)가 정상적으로 동작하고 있음을 사용자 인터페이스부(12)에 표시한다. 오차 계산부(133)의 오차 계산 결과, 오차가 5mmHg 보다 크면 혈압 측정 장치(1)의 교정이 필요하다고 결정하고, 사용자 인터페이스부(12)에 교정이 필요하다는 정보를 표시한다. 이때의 표시방법은 상기에서 설명한 바와 같은 시각적 방법에 의한 표시 및 청각적 방법에 의한 표시를 모두 포함한다.
저장부(15)는 교정 필요성을 판단하기 위한 정보들을 저장한다. 혈압 측정부(11)에서 측정한 혈압, 혈액 밀도, 사용자의 신체 정보 등의 정보를 내장한다. 또한, 상기에서 설명한 바와 같은 기능을 하기 위하여 혈압 측정 장치(1)를 제어하기 위한 알고리즘을 내장한다.
교정부(16)는 오차 계산부(133)의 오차를 이용하여 측정 혈압들을 교정하고교정 결과를 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 사용자에게 표시한다. 측정 혈압 차와 기대 유압 차의 차인 오차 값을 이용하여, 측정 혈압들을 교정하고, 나아가 혈압 측정 장치(1)의 교정식을 교정한다. 즉, 오차만큼을 측정 혈압 값에 더하거나 빼는 과정을 거쳐서 정확한 값을 가지도록 측정 혈압 값을 교정한다. 또는 혈압 측정 장치(1)의 교정식 자체를 교정한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치의 정확성을 검사하는 방법의 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 혈압 측정 장치의 정확성을 검사하는 방법은 도 5에 도시된 혈압 측정 장치(1)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 5에 도시된 혈압 측정 장치(1)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 혈압 측정 장치의 정확성을 검사하는 방법에도 적용된다.
801 단계는 높이 차가 있는 두 지점에서 사용자의 혈압을 측정한다. 이때의 혈압은 각 지점에서의 이완기 혈압 및 수축기 혈압 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
802 단계는 유압 차 계산부(131)에서 높이 차, 혈액 밀도 및 중력 가속도를이용하여 기대 유압 차를 계산한다. 높이 차는 높이차 인식 센서로부터의 획득, 사용자의 입력에 의한 획득 또는 사용자의 신체 치수로 예측 한 높이 차를 획득한다. 혈액 밀도는 내장된 정보를 사용하지만, 사용자의 선택에 의하여 혈액 밀도를 수정할 수 있다.
803 단계는 혈압 차 계산부(132)에서 측정 혈압 차를 계산한다. 혈압은 801 단계에서 측정한 사용자의 혈압이다. 사용자의 선택, 또는 혈압 측정 장치(1)의 구성에 의하여 이완기 혈압 또는 수축기 혈압을 획득한다. 즉, 두 번째 지점에서 측정한 혈압에서 첫 번째 지점에서 측정한 혈압을 뺀 값에 절대값을 취한 값이다. 이때의 혈압은 이완기 혈압 및 수축기 혈압 및 평균 혈압 중 적어도 어느 하나에 해당한다. 다만, 측정 혈압 차 계산시 첫 번째 지점과 두 번째 지점에서 사용하는 혈압의 종류는 동일하다. 예를 들면, 첫 번째 지점의 이완기 혈압을 사용하면, 두 번째 지점에서도 이완기 혈압을 사용한다.
804 단계는 오차 계산부(133)에서 오차를 계산한다. 오차 계산부는 802 단계에서 계산한 기대 유압 차에서 803 단계에서 계산한 측정 혈압 차를 뺀 값에 절대값을 취한 값이다.
805 단계는 오차를 허용 기준과 비교하여 교정 필요성을 사용자에게 보고한다. 804 단계에서 계산한 오차가 혈압 측정 장치 승인의 허용 기준인 5mmHg 이하이면 교정이 불필요하다고 판단하고, 5mmHg 초과이면 교정이 필요하다고 판단하고, 판단 결과를 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 사용자에게 보고한다.
도 9는 혈압 측정 장치(1)의 정확성을 검사하는 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
901 단계에서 혈압 측정 장치(1)의 혈압 측정부(11)는 첫 번째 지점의 혈압을 측정한다. 즉, 혈압 측정부(11)에서 첫 번째 지점의 혈압을 측정하고 첫 번째 지점에서 측정한 이완기 혈압을 제 1 혈압 값으로 저장부(15)에 저장한다. 이때 첫 번째 지점은 상기에서 설명한 바와 같이 팔을 곧게 뻗어 어깨 높이로 든 지점 등에 해당한다. 예를 들어, 첫 번째 지점에서 측정한 이완기 혈압이 78mmHg이면 제 1 혈압은 78mmHg이다.
902 단계에서 혈압 측정 장치(1)의 혈압 측정부(11)는 두 번째 지점의 혈압을 측정한다. 즉, 혈압 측정부(11)는 두 번째 지점에서 혈압을 측정하고, 두 번째 지점의 이완기 혈압을 제 2 혈압 값으로 저장부(15)에 저장한다. 이때 두 번째 지점은 상기에서 설명한 바와 같이 팔을 곧게 뻗어 들어 올린 지점 등에 해당한다. 예를 들어, 두 번째 지점에서 측정한 이완기 혈압이 108mmHg이면 제 2 혈압은 108mmHg이다.
903 단계에서 혈압 측정 장치(1)의 유압 차 계산부(131)는 높이 차를 획득한다. 높이 차 획득 방법은 상기에서 설명한 바와 같이 높이 차 인식 센서로부터의 획득, 사용자로부터의 입력, 사용자 신체 치수를 통한 예측 등이 있다. 예를 들어, 높이 차 인식 센서로부터 획득하는 경우, 첫 번째 지점 과두 번째 지점의 높이 차가 40cm라고 하면 유압 차 계산부(131)는 0.4m를 높이 차로 획득한다.
904 단계에서 혈압 측정 장치(1)의 유압 차 계산부(131)는 저장부(15)로부터 또는 사용자의 입력에 의하여 혈액 밀도를 획득한다. 예를 들어, 저장부(15)에 내장된 값을 사용하면, 유압 차 계산부(131)는 혈액 밀도 값으로 1060kg/m3을 획득한다.
905 단계에서 유압 차 계산부(131)는 혈액 밀도, 중력 가속도 및 높이차를 이용하여 기대 유압 차를 계산한다. 상기에서 설명한 바와 같이, 기대 유압 차는 혈액 밀도, 중력 가속도 및 높이 차의 곱으로 이루어진다. 예를 들면, 기대 유압 차는 수학식 (5)로 계산된다.
Figure 112008079139001-pat00005
906 단계에서 혈압 차 계산부(132)는 혈압 측정부(11)에서 측정하여 저장부(15)에 저장된 혈압 정보를 이용하여 혈압 차를 계산한다. 예를 들어, 상기에서 측정한 제 1 혈압 및 제 2 혈압의 차는 30mmHg이다. 따라서, 측정 혈압 차는 30mmHg이다.
907 단계에서 오차 계산부(133)는 유압 차 계산부(131)와 혈압 차 계산부(132)의 계산 결과인 기대 유압 차와 측정 혈압 차의 차를 계산한다. 예를 들면, 상기 예에서, 기대 유압 차는 31.16mmHg, 측정 혈압 차는 30mmHg이고, 오차는 1.16mmHg이다.
908 단계에서 상기에서 계산한 오차와 허용 기준을 비교한다. 허용 기준은 일반적으로 오차가 5mmHg 이하인 경우이고, 이때의 5mmHg 값은 사용자의 선택에 의하여 수정할 수 있다. 예를 들면, 상기 예에서 오차는 1.16mmHg 이므로 허용 기준 범위 내이다.
909 단계에서 교정의 필요성을 결정하여 교정의 필요성 및 혈압 측정 장치(1)의 정상 동작 여부를 사용자에게 보고한다. 즉, 허용기준의 범위 내이면 교정이 불필요하다고 결정하고, 허용기준의 범위 외라면 교정이 필요하다고 결정하여 결과를 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 사용자에게 보고한다. 예를 들면, 상기 예에서 오차가 허용기준의 범위 내이기에 교정이 불필요하다고 결정하고, 이와 같은 결정을 사용자 인터페이스부(12)를 통하여 표시한다.
상기와 같은 실시예들에 따르면, 추가적인 장치 없이 혈압 측정 장치의 교정 필요성을 판단할 수 있다. 편리하지만 정확도가 적은 비침습 무구속 연속 혈압 측정 방법을 사용하는 경우, 최소 두 번의 간단한 혈압 측정 만으로 혈압 측정 장치의 교정 필요성을 판단하여 측정한 혈압 값의 신뢰도를 높일 수 있다. 또한, 혈압 측정 장치(1)의 경우 통상 2-3년에 한번씩 제조사로 보내 재 교정하는 것과 달리, 교정의 필요성을 정확히 판단하여 교정이 필요한 경우에만 교정을 실시하여 시간과 비용을 절약 할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 마그네틱 저장 매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장 매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정확성을 검사하는 혈압 측정 장치(1)의 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예로서 혈압 측정부(11)가 손목형 자동혈압 측정 방법을 사용하는 경우 사용자의 혈압 측정 방법을 도시한 도면들이다.
도 3a 및 도 3b는 사용자의 손목부터 팔꿈치 길이만큼의 높이 차를 가지는 두 지점에서 혈압을 측정하는 방법을 도시한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치(1)의 사용자 인터페이스부(12)를 도시한 도면이다.
도 5는 정확성을 검사하는 혈압 측정 장치(1)의 계산부(13)를 좀 더 상세히 도시한 도면이다.
도 6은 사용자의 신체 치수를 활용한 높이 차 획득 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 기대 유압 차를 계산하기 위한 본 발명의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압 측정 장치의 정확성을 검사하는 방법의 흐름도이다.
도 9는 혈압 측정 장치(1)의 정확성을 검사하는 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.

Claims (13)

  1. 혈압 측정 장치에서 측정되는 혈압의 정확성을 검사하는 방법에 있어서,
    사용자에 대해 서로 다른 복수의 지점들 각각에서 측정된 혈압들간의 혈압 차를 계산하는 단계;
    상기 지점들간의 높이 차 및 혈액 밀도를 이용하여 상기 지점들간에서 혈액의 유압 차를 계산하는 단계; 및
    상기 혈압 차와 상기 유압 차에 기초하여 상기 측정된 혈압들의 오차를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오차를 허용 기준과 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따라 상기 혈압 측정 장치의 교정 필요성 및 정상 동작 여부 중 적어도 어느 하나를 사용자에게 보고하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 혈압 차를 계산하는 단계는 높이 차를 가지는 두 지점에서 측정된 혈압들간의 혈압 차를 계산하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는 상기 오차와 사용자로부터 입력된 허용 기준을 비교하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유압 차를 계산하는 단계는 상기 사용자의 신체 치수로 예측한 높이 차를 이용하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유압 차를 계산하는 단계는 사용자로부터 입력된 높이 차 및 혈액 밀도중 적어도 어느 하나를 이용하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 오차를 이용하여 상기 측정 혈압들을 교정하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  9. 서로 다른 복수의 지점들 각각에서 사용자의 혈압을 측정하는 혈압 측정부;
    상기 측정된 혈압들간의 혈압 차를 계산하는 혈압 차 계산부;
    상기 지점들간에서 혈액의 유압 차를 계산하는 유압 차 계산부;
    상기 혈압 차와 상기 유압 차를 이용하여 상기 측정된 혈압들의 오차를 계산하는 오차 계산부; 및
    상기 오차를 사용자에게 보고하는 사용자 인터페이스부를 포함하는 혈압 측정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 오차와 허용 기준을 비교하는 비교부를 더 포함하고,
    상기 사용자 인터페이스부는 상기 비교 결과에 따라 상기 혈압 측정 장치의 교정 필요성 및 정상 동작 여부 중 적어도 어느 하나를 사용자에게 보고하는 혈압 측정 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스부는 사용자로부터 높이 차 및 혈액 밀도 중 적어도 어느 하나를 획득하고,
    상기 유압 차 계산부는 상기 획득한 값을 이용하여 유압 차를 계산하는 혈압 측정 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스부는 사용자로부터 상기 허용 기준을 획득하고,
    상기 비교부는 상기 오차와 상기 획득한 허용 기준을 비교하는 혈압 측정 장 치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 오차를 이용하여 상기 측정 혈압들을 교정하는 교정부를 더 포함하는 혈압 측정 장치.
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