KR20080104127A

KR20080104127A - 비침습적으로 맥박수 및 혈류 이상을 감지하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20080104127A
Application number: KR1020087020810A
Authority: KR
Inventors: 치 텍 푸아; 밍 후아 잉; 시 훈 캄; 분 총 구이
Original assignee: 난양 폴리테크닉
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2008-12-01
Also published as: US20090203988A1; KR101371668B1; EP1991117A1; AU2006338649B2; US8180427B2; AU2006338649A1; CN101378695A; JP2009528081A; WO2007097713A1; CA2641798C; HK1128398A1; CA2641798A1; MY149174A; CN101378695B; EP1991117A4; SG135077A1

Abstract

본 발명은 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장을 이용하여 비침습적으로 맥박수 및 혈류 이상을 감지하는 장치 및 방법을 제공한다. 상기 장치는 상기 자기장을 만들어내는 자기 소스, 혈류에 의해 유발된 상기 자기장의 변조(modulation)들을 검출하기 위한 자기 센서를 가진 신호 획득 모듈, 및 맥박수와 혈류 이상에 관한 데이터를 만들어내도록 획득 신호들을 프로세싱하는 신호 프로세싱 모듈을 포함한다. 상기 방법은 혈관에 근접하여 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장을 제공하는 단계; 상기 혈관 내의 박동성 혈액의 흐름에 의해 유발된 상기 자기장의 변화들을 검출하는 단계; 및 혈류를 모니터링하도록 상기 검출된 변화들의 신호들을 프로세싱하는 단계에 의해 맥박수 및 혈류 이상을 감지한다.

Description

비침습적으로 맥박수 및 혈류 이상을 감지하는 장치 및 방법{Apparatus and method for non-invasively sensing pulse rate and blood flow anomalies}

본 발명은 개괄적으로 혈류들을 모니터링(monitoring)하는 장치들 및 방법들에 관한 것이고, 더욱 특히 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장을 이용하여 비침습적으로(non-invasively) 맥박수 및 혈류 이상을 감지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

생체전자공학(bioelectronics)의 발달에 따라, 휴대용 건강 모니터링 장치들이 사용의 용이 및 편안함을 가지고 개인의 건강 상태를 지속적으로 모니터링하는 것을 제공할 수 있기 때문에 그 휴대용 건강 모니터링 장치들은 인기를 얻고 있다. 그 휴대용 건강 모니터링 장치들은 집, 앰뷸런스 및 병원과 같은 장소들에서, 그리고 군사 훈련 및 스포츠를 포함한 상황들에서, 더욱 더 사용되고 있다.

맥박수 및 혈류 특성들은 개인의 건강 상태를 평가하는데 있어서 중요하기 때문에 그 맥박수 및 혈류 특성들은 지속적인 모니터링을 필요로 하는 중요한 파라미터들이다. 병원들 및 노인복지센터들과 같은 건강관리소들(Healthcare institutes)은 이 정보를 사용하여 그들의 환자들의 건강 상태들을 원격으로 모니터링할 수 있다. 이는 특히 혈류 이상이 일찍 검출될 필요가 있는 쌍마 비(paraplegic) 환자들에 관하여 중요하다. 게다가, 위험한 수술들 이후 환자들에 대한 혈류 이상 모니터링은 환자의 순조로운 회복을 보증하는데 있어 중요하다.

더욱이, 제한된 물리적 활동과 함께 혼잡하고 비좁은 상태들을 겪는 개인들의 맥박수 및 혈류 정보는, 심부정맥혈전증(deep vein thrombosis)과 같은 혈류 이상이 검출될 때 즉각적인 주의를 위한 경보를 일으키도록 활용될 수도 있다. 병에 걸린 인원의 생존 상태가 구조 위험 관리를 위해 지속적으로 평가될 수 있는 재해 동안 이용될 수도 있다. 마지막으로, 바다 상태(다이버들(divers)), 고온(소방수들), 및 깊은 지하(석탄 광부)와 같은 위험한 환경들에서 일하는 인원의 맥박수 및 혈압을 모니터링을 위해 그것은 중요하다.

혈액 맥박수의 비침습적(non-invasive) 측정들을 위한 현재의 장치들은 감지를 위해 전기적, 기계적 및 광학적 수단을 이용한다. 그 장치들은 흉부 상의 줄들(stripes), 양말 부착물들, 손목시계들, 및 손가락 부착물들의 형태일 수 있다. 그러나, 혈압 맥박 측정을 위한 그 장치들의 각각은 자신들의 약점들을 가진다. 흉부 상의 줄들 및 양말 부착물들은 통상적으로 신체 전기 신호들을 측정하여 맥박수를 결정한다; 그것은 단순하기는 하지만, 움직임 인위적 결과들에 기인한 잡음(noise)을 감소시키기 위해 복잡한 알고리즘들(algorithms) 및/또는 참조 신호들(reference signals)의 사용을 요구한다. 기계적 수단에 의한 맥박수의 측정은 피부 상에서 박동의 검출을 이용하는데, 이것은 다른 움직임 인위적 결과들에 아주 민감하다. 맥박수 측정을 위한 광학적 수단은 통상적으로 손가락 부착 장치로서 되어 있다. 이러한 장치는 특별한 광원들 및 검출기들의 사용을 활용하는데, 이는 보 통은 더 높은 전력 소비로 이어진다. 상기에서 논의된 다양한 장치들에 관하여, 그 장치들 대부분은 혈류에 대한 정보를 획득할 수 없다는 것을 알아차리는 것이 중요하다.

맥박수 및 혈류를 측정하기 위한 또 하나의 유형의 장치들은 비침습적인 전자기적 방법을 이용한다. 예를 들면, 미국 특허번호 5,935,077호는 피부에 평행하고 혈관을 지나는 성분을 가진 변화하는 자기장을 제공하는 양극성 자기장 소스(source), 혈관에 인접한 피부 상의 단일 감지 전극, 기준 전극, 및 그 변화하는 자기장과 동기화된 감지 전극 신호를 샘플링하는 검출기(detector)를 이용하는 전자기적 혈류 센서를 개시한다. 그러나, 전극들을 사용하여 맥박수 및 혈류를 측정하는 그 비침습적인 전자기적 장치들은 그 시스템들 대부분이 전극들을 이용하기 때문에 나쁜 신호대잡음비들(signal-tonoise ratios)을 가진다; 그 장치들은 신체 전기적 잡음 및 움직임 인위적 결과들에 더 민감하다. 게다가, 이들 장치들의 대부분은 자기장 극성의 반전(reversal)을 이용하여 맥박수 및 혈류 정보의 신호 획득을 달성한다. 이 방법은 통상적으로 전자석(electromagnet)의 사용을 필요로 하는데, 이는 더 높은 전력 소비로 이어질 것이다. 그러한 것으로서, 맥박수 및 혈류 모니터링에 관한 현재의 전자기적 장치들은 휴대용이 아니고 이동하며 사용하는 것을 위해 의도된 것이 아니다.

그러므로, 본 발명의 하나의 실시예는 인간을 포함한 대상물(object)의 혈류의 비침습적인 모니터링을 위한 장치를 제공한다. 상기 실시예에서, 상기 장치는 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장을 만들어내는 자기 소스, 상기 혈류에 의해 유발된 상기 자기장의 변조(modulation)들을 검출하기 위해 상기 자기장 내에 배치된 자기 센서를 가진 신호 획득 모듈(signal acquisition module), 상기 신호 획득 모듈의 출력을 적절히 증폭하여 변환하는 신호 조절 모듈(signal conditioning module), 및 상기 신호 조절 모듈로부터의 출력 신호를 프로세싱하는 디지털 신호 프로세싱 모듈(digital signal processing module)을 포함하고, 상기 장치에 포함된 구성요소들에 의해 맥박수 및 혈류 이상이 모니터링될 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 상기 장치는 사용자에게 시각적인 또는 청각적인 통지를 제공하는 디스플레이(display)/사용자인터페이스(userinterface)/알람(alarm) 모듈을 더 포함한다.

상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 소스는 영구 자석이다. 상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 소스는 전자석이다. 상기 장치에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 전자석에 의해 만들어지는 상기 자기장의 강도는 전기적으로 제어된다.

상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 소스는 바람직하게는 1000 가우스(Gauss)±20% 허용오차(tolerance)의 자기장 강도를 만들어낼 수 있다; 여기에서 상기 자기 소스가 바람직하게 1000 가우스±20% 허용오차의 자기장 강도를 만들어낼 수 있을 때, 상기 자기 소스 및 자기 센서는 근사적으로 2.5 cm±20%의 거리만큼 격리되어 있다.

상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 센서는 상기 자기 소스로부터의 상기 자기장의 변조를 검출하는 적절한 감도(sensitivity)를 가진 임의의 자기 센서이다. 상기 장치에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 센서는 거대 자기 저항(Giant Magneto Resistance;GMR) 자기 센서이다. 상기 장치에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 센서는 스핀트로닉스(Spintronics) 기반 자기 센서이다. 상기 장치에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 센서는 이방성(anisotropic) 자기저항(magnetoresistive) 센서이다.

상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 소스 및 상기 자기 센서는 바람직하게는 혈관의 길이축(longitudinal axis)을 따라 배치된다. 상기 장치에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 소스 및 센서는 피부의 표면 근처의 임의의 주요 혈관들(major blood vessels)의 장축에 대하여 오프셋(offset) 위치 또는 각도로 배치된다.

상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 신호 조절 모듈은 상기 신호 획득 모듈로부터 수신된 신호들을 증폭하는 증폭기, 및 상기 수신된 신호들을 디지털화하는(digitizing) 신호 디지털화 회로를 포함한다. 상기 장치에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 신호 조절 모듈은 아날로그에서디지털로의 변환기(analogue-to-digital converter;ADC)를 사용하는 선택적인 포락선 검출기(envelope detector) 및/또는 필터를 더 포함한다.

상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 신호 프로세싱 모듈은 신호 분석을 수행하기 위한 프로그램, 마이크로콘트롤러(microcontroller), 마이크로프로세서(microprocessor), 디지털 신호 프로세서, 및 모든 상기 프로그램을 저장하고 상기 프로그램의 실행을 위한 장소들을 제공하는 메모리를 포함한다. 상기 장치에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 맥박수는 다음의 등식으로 계산될 수 있다:

맥박수 =

× (60) 맥박들/분

여기에서 n 은 시간 지속기간 T(초) 내에 검출되는 맥박들의 수이고, T는 n의 맥박들을 관찰하기 위한 총시간이다.

상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 소스는 상기 신호 획득 모듈 및 혈관의 방향(orientation)에 대하여 상기 자기 소스의 배치를 제어하는 배치 메커니즘(placement mechanism)을 더 포함하고, 상기 배치 메커니즘에 의해 상기 자기 소스의 배치가 제어될 수 있다. 상기 장치에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 신호 프로세싱 모듈은 상기 신호 조절 모듈에서 상기 센서의 감도에 관한 신호 및 상기 배치 메커니즘을 위한 신호를 제어하는 피드백 성능들(feedback capacities)을 더 구비하고, 차례로, 감도 제어는 상기 신호 획득 모듈로 피드백하고, 상기 배치 메커니즘은 자기 위치들(magnetic positions)을 변화시키기 위해 상기 자기 소스로 피드백한다.

상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 신호 획득 모듈은 사용자가 수동적으로 또는 자동적으로 상기 자기 센서의 위치 및 방향을 조정하는 배치 메커니즘을 더 포함한다. 상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 디스플레이/사용자인터페이스/알람 모듈은 2개의 측정가능한 파라미터들 - 혈류 이상 및 측정된 맥박수 - 을 디스플레이한다. 상기 장치에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 디스플레이/사용자인터페이스/알람 모듈은 디스플레이, 알람, 및 사용자 인터페이스를 포함한다.

또 하나의 실시예에서, 상기 장치는 원격 모니터링(remote monitoring)을 허용하는 무선 인터페이스 모듈; 및 상기 무선 인터페이스 모듈로부터 정보를 수신하는 기지국을 더 포함한다. 상기 장치에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 기지국은 데이터 코덱(Encoder and Decoder;CODEC)과 송수신기 모듈들, 디스플레이와 사용자 인터페이스 모듈, 및 RAM/ROM을 가진 마이크로프로세서 모듈들을 포함한다.

본 발명에 관한 또 하나의 실시예는 대상물의 혈류를 비침습적으로 모니터링하는 방법을 제공한다. 이 실시예에서, 상기 방법은 혈관의 근접하여 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장을 제공하는 동작, 상기 혈관 내 박동성 혈액의 흐름에 의해 유발된 상기 자기장의 변화들을 검출하는 동작, 및 상기 혈액의 흐름인 혈류를 모니터링하도록 상기 검출된 변화들의 신호들을 프로세싱하는 동작을 포함한다.

상기 방법에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장은 영구 자석 또는 전자석인 자기 소스에 의해 제공된다. 상기 방법에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 자기장의 변화들은 자기 센서를 가진 신호 획득 모듈에 의해 검출된다. 상기 방법에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 자기 센서는 스핀트로닉스 기반 자기 센서 또는 이방성 자기저항 센서이다. 상기 방법에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 프로세싱하는 동작은 신호 조절 모듈에 의해 상기 신호 획득 모듈의 출력을 적절히 증폭하여 변환하는 것; 그리고 디지털 신호 프로세싱 모듈에 의해 맥박수를 측정하고 혈류 이상을 검출하기 위해 상기 신호 조절 모듈로부터의 출력 신호를 프로세싱하는 것을 포함한다.

상기 방법에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 신호 프로세싱 모듈은 신호 분석을 수행하기 위한 프로그램, 마이크로콘트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 및 모든 상기 프로그램을 저장하고 상기 프로그램의 실행을 위한 장소들을 제공하는 메모리를 포함한다. 상기 방법에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 맥박수는 다음의 등식으로 계산될 수 있다:

맥박수 =

× (60) 맥박들/분

상기 방법에 관한 또 하나의 실시예에서, 상기 신호 프로세싱 모듈은 생리적 이상을 측정하고 디스플레이하도록 2개의 인접한 맥박들 사이의 시간 간격을 검출한다. 상기 방법에 관한 추가적인 또 하나의 실시예에서, 상기 생리적 이상은 심장 부정맥(cardiac arrhythmia) 및 심부전(heart failures)의 징후를 포함한다.

본 발명의 하나의 이점은 혈액에 관한 변조된 자기 신호(Modulated Magnetic Signature of Blood;MMSB)를 획득하기 위해 자기장 감지를 이용하는 것은 전기적 차단(electrical isolation)을 제공하고 그러므로 심장, 뇌 및 수의적이고 불수의적인 움직임 인위적 결과들로부터의 생체전기적 잡음과 같은 신체 생체전기적 잡음에 덜 민감하다는 것이다.

본 발명의 또 하나의 이점은 그것은 피부와 상기 자기적 소스 및/또는 신호 획득 모듈의 직접적인 물리적 접촉을 가질 필요가 없다는 것이다. 예를 들면, 그들 사이에 직물, 땀 및 기름 분비가 있을 수 있다. 이들은 획득되어지거나 또는 측정되어지는 신호의 품질에 어떤 식으로도 영향을 미치지 않는다. 본 발명의 또 하나의 이점은 지역적으로 제한된 일정한 단방향의 자기장의 사용이 영구 자석의 이용을 허용한다는 것이다. 이는 그것을 휴대용 장치로서 이용에 적합하게 하는 시스템의 전력 소비를 크게 감소시킬 것이다.

본 발명의 또 하나의 이점은 상기 장치는 심전도(electrocardiogram;ECG)와 같이 기준 포텐셜(reference potential) 또는 신호를 필요로 하지 않는다는 것이다. 본 발명의 또 하나의 이점은 센서의 감도 또는 자기장의 세기를 변화시킴으로써 상기 장치가 데이터 획득 프로세스를 자동적으로 또는 수동적으로 최적화하도록 설계되고 개발될 수 있다는 것이다.

본 발명의 목적들 및 이점들은 첨부한 도면들과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

이제 본 발명에 따른 바람직한 실시예들이 도면들을 참조하여 기술될 것이고, 여기에서 같은 참조 번호들은 같은 요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 대상물 내 맥박수 및 혈류를 감지하기 위한 비침습적인 자기적 장치의 기능 블록 다이어그램(block diagram)이다.

도 1a는 도 1에서 제시된 것과 같은 비침습적인 자기적 장치를 이용하여 맥박수 및 혈류를 감지하기 위한 비직접적 접촉 구성을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 도 1에서 제시된 것과 같은 신호 획득 모듈 및 신호 조절 모듈을 위한 대표적인 도식적 전기 회로들을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따라 맥박수 및 혈류를 감지하기 위한 비침습적인 자기적 장치의 기능 블록 다이어그램이다.

도 4는 가해지는 자기장에 대한 저항 변화의 그래프 예시이다.

도 5는 손목 상에서 정상적인 혈류에 대해 획득된 전형적인 디지털화 신호를 나타낸다.

도 6은 손목 상에서 제한된 혈류에 대해 획득된 전형적인 디지털화 신호를 나타낸다.

도 7은 발뒤꿈치 상에서 정상적인 혈류에 대해 획득된 전형적인 디지털화 신호를 더욱 정밀한 해상도로 나타낸다.

도 8은 발뒤꿈치 상에서 제한된 혈류에 대해 획득된 전형적인 디지털화 신호를 더욱 정밀한 해상도로 나타낸다.

도 9a는 어떤 외부 자기장도 없는 경우 스핀트로닉스 기반 자기 센서의 작동 원리를 예시한다.

도 9b는 외부 자기장이 있는 경우 스핀트로닉스 기반 자기 센서의 작동 원리 를 예시한다.

도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 맥박수 및 혈류 이상을 감지하는 방법의 흐름도이다.

도 11은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 비침습적인 자기적 장치를 지닌 손의 상부도를 나타낸다.

도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 비침습적인 자기적 장치를 지닌 손의 측면도를 나타낸다.

도 13은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 비침습적인 자기적 장치를 지닌 손의 단면도를 나타낸다.

본 발명은 본 발명의 특정 실시예들에 관한 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수도 있다.

이 출원의 도처에서, 여기에서 간행물들이 참조되고, 이에 의해 이들 간행물들의 개시내용들은, 이 발명이 속한 기술분야의 상태를 더욱 충분히 설명하기 위하여, 그들 전체들로, 이 출원 내로 참조에 의해 통합된다.

다음의 상세한 설명에서, 특정한 상세들이 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 기재된다. 그러나, 본 발명이 이들 특정한 상세들 없이도 행해질 수도 있다는 것이 관련 기술분야에서 숙련된 자들에 의해 이해될 것이다. 다른 경우들에서, 잘 알려진 방법들, 절차들, 구성요소들, 및 재료들이 본 발명을 흐리게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다.

본 발명은 인간을 포함한 대상물에서 맥박수 및 혈류를 비침습적으로 감지하는 장치 및 방법을 제공한다. 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장이 혈관에 가해질 때, 박동성 혈액의 흐름이 그 가해진 자기장을 변조시킬 수 있다는, 그리고 자기 센서가 그 자기장 내 적당한 위치에 배치된다면 그 자기장의 변조가 바로 감지될 수 있다는 발명자들의 발견으로부터 본 발명이 창작된다. 원리에 관하여, 그 장치는 그 자기장을 제공하는 자기 소스, 변조의 신호들을 획득하는 자기 센서, 및 프로세싱하고 프로세싱된 신호를 출력하는 신호 프로세싱/디스플레이 서브유닛(subunit)을 포함한다. 그 프로세싱된 신호들, 즉 혈액에 관한 변조된 자기 신호(MMSB)는 그 자기 소스의 강도, 그 센서의 감도, 그들 사이의 거리, 및 피부의 표면 근처에서의 주요 혈관에 대한 그들의 상대적 배치 및 방향의 함수이다. 다음의 기술에서는 특정한 구성들과 크기들과 모듈들을 사용하여 본 발명의 원리들을 예시할 것인데, 그것은 결코 본 발명의 실행을 그들의 명세로 한정하려는 것은 아니다.

이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따라 대상물 내 맥박수 및 혈류를 감지하기 위한 비침습적인 자기적 장치의 기능 블록 다이어그램이 제공된다. 그 비침습적인 자기적 장치(10)는 자기 소스(1), 신호 획득 모듈(2), 및 신호 조절 모듈(3), 신호 프로세싱 모듈(4), 및 디스플레이/사용자인터페이스/알람 모듈(5)을 포함하는 신호 프로세싱/디스플레이 서브유닛(6)을 포함한다. 간단히 말해서, 영구 자석이 동맥 및 신호 획득 모듈 근처의 자기장 분포를 예시하기 위해 도 1에 제시된다. 그 동맥 내 박동성 혈액의 흐름은 그 가해지는 자기장을 변조시 켜서 혈액 흐름에 관한 변조된 자기 신호(MMSB)를 생성한다. 그 MMSB는 그 신호 획득 모듈에 의해 전기 신호로 바꾸어지고, 그후에 이것은 신호 프로세싱을 위해 조정되고 디지털화된다. 그후에, 프로세싱된 신호 - 주로 맥박수 및 혈류 프로파일(profile) - 는 디스플레이/사용자인터페이스/알람 모듈로 보내질 것이다.

자기 소스(1)는 주요 혈관에 가까운, 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장을 제공한다. 상기에서 논의된 바와 같이, 박동성 혈액의 흐름은 그 가해지는 자기장을 변조시켜서 혈류에 관한 변조된 자기 신호(MMSB)를 만들어낸다. 자기 소스(1)는 일정한 자기장이 생성될 수 있기만 하면 영구 자석, 전자석(전선 코일(coil of wire), 강자성 재료 상의 전선 코일, 또는 자석 상의 전선 코일을 포함), 또는 그와 동종의 것을 포함할 수도 있다. 그 자기 소스는 그 장치 내에서 그 자기 소스의 위치를 제어하도록 슬라이더(slider) 및 제어 인터페이스를 선택적으로 더 포함할 수도 있다. 게다가, 자기 소스(1)는 다양한 기하학적 형상 및 크기들로 될 수도 있다. 이하에서 논의될 바와 같이, 자기 소스는 1000 가우스±20% 허용오차의 자기장 강도를 만들어낼 수도 있다; 이는 발명자들의 실험들을 위해 사용되었다. 그 자기 소스는 다른 자기장 강도로 될 수도 있고 여기서 관련된 파라미터들(예를 들면, 센서의 감도, 자기 소스 및 센서 사이의 거리, 및 혈관에 대한 자기 소스 및 센서의 상대적 배치 및 방향)이 실험 결과들의 적절한 뒷받침을 받아서 수정되어야 할 것임이 유념되어야 한다.

신호 획득 모듈(2)은 자기적 변화들을 그 자기 신호의 변화들에 비례하는 전압들로 바꿀 수 있는 자기 센서를 포함한다. 본 발명에 적합한 자기 센서들은, 스 핀트로닉스 기반 센서들(예를 들면, 거대 자기저항(giant magnetoresistive;GMR) 센서 및 터널링 자기저항(tunneling magnetoresistive;TMR) 센서), 이방성 자기저항(AMR) 센서들 및 임의의 자기 기반 센서들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 대표적인 자기 센서는 스핀트로닉스 기반 자기 센서(예를 들면, NVE 주식회사에 의해 제조된 AAH002-02)이다. 서로 다른 감도들을 가진 다른 자기기반 센서들이 또한 혈류에 관한 변조된 자기 신호(MMSB)를 검출하기 위해 사용될 수도 있고, 그러나 관련된 파라미터들(예를 들면, 자기 소스의 강도, 자기 소스 및 센서 사이의 거리, 및 혈관에 대한 자기 소스 및 센서의 상대적 배치 및 방향)이 실험 결과들의 적절한 뒷받침을 받아서 수정되어야 할 것임이 유념되어야 한다.

자기 센서들은 해당 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 그들의 작동 원리들은 여기에서 단지 간단하게 기술될 것이다. 이러한 센서들은 가해지는 자기장에 기초하여 그들의 저항들을 변화시킨다. 도 9a 및 도 9b는 GMR 자기 센서들 이면에서의 작동 원리의 그래픽 예시를 보여준다. 도 9a에 제시된 바와 같이, 전도성의, 비자기적인 중간층(A)이 2개의 합금(alloy) 층들(B)에 의해 끼워져 있다; 어떠한 외부의 자기장도 가해지지 않을 때, 그 합금 층들에서의 자기 모멘트들(magnetic moments)은 반대 방향들을 향하고(화살표들에 의해 표시된다), 전류(C)에 대한 저항은 높다. 도 9b에 제시된 바와 같이, 외부의 자기장(D)이 가해질 때, 가해진 외부의 자기장은 반강자성 커플링(anti-ferromagnetic coupling)을 극복하고, 합금 층들에서 자기 모멘트들을 정렬시켜서(aligning), 그 전기 저항은 극적으로 떨어진다; 10%에서 15%까지가 전형적이다. 자기 신호 변화는 그 GMR 센서 장치에서 대응 하는 저항 변화로 바꾸어진다. 가해지는 자기장으로 인한 저항의 이 변화가 도 4에 제시된 바와 같이 예시될 수 있다. 해당 기술분야에서 숙련된 자들에게, 그 곡선은 자기장에서의 미세한 변동들에 상관될 수 있는 저항의 변화를 보여준다.

이제 도 2를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따라 신호 획득 모듈(2)을 위한 대표적인 도식적 전기 회로가 제공된다. 신호 획득 모듈(2)의 회로는 배터리(battery)와 같은 직류(DC) 전원 공급이 그 GMR 센서에 연결된 휘트스톤브리지(Wheatstone-Bridge)에 걸친 포텐셜(potential)을 생성하도록 구성된다. 휘트스톤브리지의 사용과 결부되어, 자기장에서의 미세한 변동들에 기인한 저항의 변화가 측정가능한 포텐셜로 바꾸어질 수 있다. 해당 기술분야에서 숙련된 자들에 대하여, V+ 및 V-에 걸쳐 가해지는 포텐셜은 OUT+ 및 OUT-에 걸친 측정 출력을 발생시킬 것이다. 그때 그 가해지는 자기장에 기인한 저항의 변화들은 OUT+ 및 OUT-에 걸친 차분 포텐셜 변화로 선형적으로 바꾸어질 것이다. 이 차분 포텐셜을 획득하고 측정하는 것은 맥박수를 측정하고 혈류 이상을 검출하기 위해 MMSB에 기인한 자기장 변화들이 정량되고 프로세싱되는 것을 허용할 것이다.

지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기 소스의 적용에 관하여, 스핀트로닉스 기반 자기 센서의 측정가능한 범위는 도 4에 제시된 바와 같이 쉬프트(shift)된다. 해당 기술분야에서 숙련된 자들에 대하여, 이는 그 센서가 혈액에 관한 변조된 자기 신호(MMSB)로부터 생성된 자기장의 사소한 변화들을 검출하기 위해 더 좋은 선형성(linearity)을 제공할 것이다.

그 장치에 의한 최적화된 맥박수의 측정 및 혈류 이상의 검출을 위해, 자기 소스의 강도 및 자기 센서의 감도와 다른 인자들이 고려될 필요가 있다. 첫 번째는 혈관에 대한 자기 소스의 배치 및 방향이다. 바람직하게는 자기 소스(1)는 자기 센서에 의해 검출될 수 있는 신호를 발생시킬 적절한 근접에 있는 혈관의 길이축을 따라 배치될 수도 있다. 게다가, 그 자기 소스는 또한 피부의 표면 근처의 임의의 주요 혈관들의 장축에 대하여 오프셋 위치 또는 각도로 배치될 수도 있다. 만일 그렇다면, 그때는 자기 소스의 강도, 자기 센서의 감도, 및 그 자기 소스 및 센서 사이의 거리를 포함한 다른 파라미터들이 실험 결과들의 적절한 뒷받침을 받아 수정되어야 할 것이다. 두 번째는 자기 소스 및 센서 사이의 거리이다. 그 거리는 자기 소스의 강도를 포함한 다수의 인자들에 의해 영향을 받는다. 예를 들면, 그 자기 소스가 약 1000 가우스일 때, 그 자기 소스 및 센서 사이의 거리는 약 2.5 cm±20 %이다. 그 자기 소스가 다른 강도들을 가진 자기장을 만들어낼 때, 해당 기술분야에서 숙련된 자들이 과도한 실험 없이도 그 자기 센서가 배치될 수 있는 적당한 범위를 결정하는 것은 쉽다.

자기 소스 및 자기 센서는 비직접적 접촉 구성으로 맥박수 및 혈류를 감지할 수 있다. 도 1a에 제시된 바와 같이, 하나의 공간 갭(gap, 7)이 그 자기 소스/센서 및 피부 사이에 존재할 수도 있다. 예를 들면, 그 공간 갭은 직물, 땀 및 그들 사이의 기름 분비일 수 있다. 그 공간 갭의 두께는 자기 소스의 강도, 자기 센서의 감도, 및 그 공간 갭에서 사용된 재료를 고려하여 용이하게 결정될 수 있다.

이제 도 1을 다시 참조하면, 신호 조절 모듈(3)은 신호 획득 모듈(2)의 차분단 출력을 적절한 증폭을 이용하여 단일단 신호로 변환한다. 하나의 실시예에서, 신호 조절 모듈(3)은 그 신호 획득 모듈로부터 수신된 신호들을 증폭하는 증폭기, 및 그 수신된 신호들을 디지털화하는 신호 디지털화 회로를 포함한다. 도 2는 그 신호 조절 모듈(3)의 대표적인 도식적 회로를 보여준다. 그 적합한 회로들은 해당 기술분야에서 잘 알려져 있다. 도 2에 제시된 바와 같이, 선택적인 포락선 검출기 및/또는 필터는 아날로그에서디지털로의 변환기(ADC)를 사용하여 그 신호를 디지털화하기 전에 제안된다. 해당 기술분야에서 숙련된 자들에 대하여, 이는 그들이 디지털화 전에 아날로그 신호 선택을 이행하는 것을 허용할 것이다.

이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 디지털 신호 프로세싱 모듈(4)은 맥박수를 측정하고 혈류 이상을 검출하기 위해 신호 조절 모듈(3)로부터의 디지털 신호들을 프로세싱한다. 하나의 실시예에서, 신호 프로세싱 모듈(4)은 신호 분석을 수행하기 위한 프로그램, 마이크로콘트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 및 모든 그 프로그램을 저장하고 그 프로그램의 실행을 위한 장소들을 제공하는 메모리를 포함한다. 결과 출력/디스플레이 모듈(5)은 불연속적인 형태(LED) 또는 연속적인 형태(LCD) 중 하나로 디지털 신호 프로세싱 모듈(4)로부터 얻어진 2개의 측정가능한 파라미터들 - 혈류 이상 및 측정된 맥박수 - 을 디스플레이한다. 하나의 실시예에서, 결과 출력/디스플레이 모듈(5)은 디스플레이, 알람, 및 사용자 인터페이스를 포함한다.

그 출력들은 다른 형태들을 취할 수도 있다. 예를 들면, 그 출력들은 어떠한 이상이 감지되는 경우 알람 통지일 수도 있다. 맥박수는 분당 맥박들로서 표현될 수도 있다. 또한 그 출력들은 컴퓨팅(computing)된 맥박수들을 가진 디지털 데이터 일 수도 있다. 전형적인 디지털 데이터가 각각 정상적 및 비정상적 혈류 상태에 대해 도 5 및 도 6에서 제시되어 있다. 전형적인 디지털 데이터가 각각 정상적 및 비정상적 혈류 상태에 대해 (더욱 정밀한 해상도로) 도 7 및 도 8에서 제시되어 있다. 그 디지털 데이터로부터의 맥박수의 계산은 이하에서 논의될 것이다.

이제 도 3을 참조하면, 최적의 신호 레벨(level)을 얻도록 신호 획득을 자동화할 수 있는 비침습적인 자기적 장치의 기능 블록 다이어그램이 제공된다. 도 3에서 제시된 바와 같이, 신호 프로세싱 모듈(4)은 현재 신호 조절 모듈에서의 슬라이더와 같이 센서의 감도 및 배치 메커니즘을 제어하는 피드백 성능들을 가진다. 그 배치 메커니즘은 사용자로 하여금 자기 소스의 위치 및 방향을 수동적으로 또는 자동적으로 조정하는 것을 가능하게 한다. 차례로, 감도 제어는 그 신호 획득 모듈로 피드백하고, 슬라이더 제어는 자기 위치들을 변화시키기 위해 그 자기 소스로 피드백한다. 도 3에서 나타나 있지 않지만, 그 신호 획득 모듈은 사용자로 하여금 그 자기 센서의 위치 및 방향을 수동적으로 또는 자동적으로 조정하는 것을 가능하게 하는 배치 메커니즘을 더 포함할 수도 있다. 게다가, 도 3에서 나타나 있지 않지만, 전자석이 그 자기 소스로서 사용될 때 그 자기 소스는 강도 조정 메커니즘을 더 포함할 수도 있다. 그 자기 소스 및 센서의 위치 및 방향을 제어하기 위한 그리고 그 자기 소스의 강도를 제어하기 위한 장치들은 해당 기술분야에 있는 자들에게 잘 알려져 있다; 어떠한 적합한 장치들이라도 본 발명에서 사용될 수도 있다.

도 3을 더 참조하면, 그 장치는 원격 모니터링을 허용하는 무선 인터페이스 모듈(8)을 더 포함한다. 기지국(9)은 그 장치 내로 통합되거나 또는 그 장치로부터 정보를 수신하기 위해 분리된 위치에서 이용될 수도 있다. 그 기지국은 데이터 코덱과 송수신기 모듈들, 디스플레이와 사용자 인터페이스 모듈, 및 RAM/ROM을 가진 마이크로프로세서 모듈들을 포함한다. 무선 전송은 해당 기술분야에서 잘 알려져 있으므로, 따라서 여기에서는 어떠한 상세들도 제공되지 않을 것이다.

이제 도 10을 참조하면, 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장을 이용하여 맥박수 및 혈류 이상을 감지하는 방법의 흐름도가 제공된다.

방법(100)은 그 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장을 이용하여 맥박수 및 혈류를 비침습적으로 감지하는 장치를 피부의 근접에 또는 직접 배치함으로써(110) 시작된다. 바람직하게는 그 장치의 자기 소스 및 센서는 손목, 다리, 또는 발뒤꿈치 상에서 발견되는 것들과 같은 - 그러나 이에 제한되는 것은 아니다 - 주요 혈관의 장축을 따라 배치된다.

그리고 나서, 그때 그 센서는 그 GMR 센서에 연결된 휘트스톤브리지에 걸친 포텐셜을 생성하는 배터리와 같은 직류(DC) 전원 공급원에 연결된다(120). 예를 들면, 사용된 센서가 NVE AAH002-02일 때, 가해지는 포텐셜은 9V의 DC 전압 공급이다. 그리고 나서, 그 신호 획득 모듈은 차분 출력들, OUT+ 및 OUT- 를 출력한다(130).

그리고 나서, 임의의 아날로그 신호 조절(선택적임) 전에 그 신호 조절 모듈에 의해 그 신호 획득 모듈로부터의 출력 신호들이 증폭된다(140). 해당 기술분야에서 숙련된 자들에 대하여, 이러한 구성은 신호 무결성(signal integrity)을 보증할 것이다. 그리고 나서 그 아날로그 신호는 아날로그에서디지털로의 변환기(ADC) 에 의해 디지털화될 것이다.

그리고 나서, 그 신호 조절 모듈로부터의 조절된 출력 신호들은 맥박수를 측정하고 혈류 이상을 검출하기 위해 그 신호 프로세싱 모듈에 의해 프로세싱된다. 이제 도 5를 참조하면, 손목 상에서 정상적인 혈류에 대해 획득된 전형적인 디지털 데이터가 제공된다. 맥박수는 다음의 등식

맥박수 =

× (60) 맥박들/분

으로 계산될 수 있고, n은 시간 지속기간 T(초) 내에 검출되는 맥박들의 수이고, a는 도 5에서 보여지는 바와 같은 두 인접한 맥박들 사이의 시간 간격이고, 그리고 T는 n의 맥박들을 관찰하기 위한 총시간(초)이다. 그 측정가능한 파라미터 a는 심장 마비 또는 심장 부정맥의 징후를 나타낼 수 있는 무질서한 패턴(chaotic pattern)의 존재와 같은 심장 박동 이상의 관찰을 위해 사용될 수 있다.

그리고 나서, 그 신호 프로세싱 모듈로부터의 출력들은 맥박수 및 혈류 이상을 포함한다. 그 출력들은 결과 출력/디스플레이 모듈 상에 디스플레이될 것이다(160).

본 발명의 장치 및 방법은 많은 상황들에 적용가능하다. 예를 들면, 병원들은 환자들을 모니터링하기 위해 그 장치를 사용할 수 있다; 운동선수들은 그들의 혈류를 모니터링하기 위해 그 장치를 사용할 수 있다; 노인들은 그 무선 장치를 이용하여 원격으로 모니터링될 수 있다; 장거리 비행, 구조들, 및 위험한 상황들과 같은 여러 가지 상황들에서 혈류 이상은 검출될 수 있다.

도 11 내지 도 13은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 비침습적인 자기적 장치의 배치 및 구성을 보여준다. 자기 소스(1) 및 자기 신호 획득 모듈(2)은 손목 상에서 혈관의 장축을 따라 배치된다. 이 설계에서, 그 장치는 어떠한 손목 착용 장치들 또는 장식들로 통합될 수 있다. 물론, 그 장치는 신체의 다른 부분들에서 사용될 수 있고 다른 장치들로 통합될 수 있다.

본 발명이 특정한 실시예들에 관하여 기술되었지만, 그 실시예들은 예시적이라는 것 그리고 그 발명의 범위가 그렇게 한정되지는 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 발명의 대안적 실시예들은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식과 기술을 가진 자들에게 명백할 것이다. 이러한 대안적 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함된 것으로 여겨진다. 따라서, 본 발명의 범위는 덧붙여진 청구항들에 의해 기술되고 전술한 설명에 의해 뒷받침된다.

Claims

대상물의 혈류를 비침습적으로 모니터링(monitoring)하는 장치에 있어서,

지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장을 만들어내는 자기 소스;

상기 혈류에 의해 유발된 상기 자기장의 변조(modulation)들을 검출하기 위해 상기 자기장 내에 배치된 자기 센서를 가진 신호 획득 모듈(signal acquisition module);

상기 신호 획득 모듈의 출력을 증폭하여 변환하는 신호 조절 모듈(signal conditioning module); 및

상기 신호 조절 모듈로부터의 출력 신호를 프로세싱하는 디지털 신호 프로세싱 모듈(digital signal processing module)을 포함하고,

상기 장치에 포함된 구성요소들에 의해 맥박수 및 혈류 이상이 모니터링될 수 있는 장치.
제1항에 있어서,

사용자에게 시각적인 또는 청각적인 통지를 제공하는 디스플레이(display)/사용자인터페이스(userinterface)/알람(alarm) 모듈을 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 자기 소스는 영구 자석임을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 자기 소스는 전자석임을 특징으로 하는 장치.
제4항에 있어서,

상기 전자석에 의해 만들어지는 상기 자기장의 강도는 전기적으로 제어됨을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 자기 소스는 1000 가우스(Gauss)±20% 허용오차(tolerance)의 자기장 강도를 만들어낼 수 있음을 특징으로 하는 장치.
제6항에 있어서,

상기 자기 소스가 1000 가우스±20% 허용오차의 자기장 강도를 만들어낼 수 있을 때, 상기 자기 소스 및 자기 센서는 근사적으로 2.5 cm±20%의 거리만큼 격리되어 있음을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 자기 센서는 상기 자기 소스로부터의 상기 자기장의 변조를 검출하는 적절한 감도(sensitivity)를 가진 임의의 자기 센서임을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,

상기 자기 센서는 거대 자기 저항(Giant Magneto Resistance;GMR) 자기 센서임을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,

상기 자기 센서는 스핀트로닉스(Spintronics) 기반 자기 센서임을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,

상기 자기 센서는 이방성(anisotropic) 자기저항(magnetoresistive) 센서임을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 자기 소스 및 상기 자기 센서는 혈관의 길이축(longitudinal axis)을 따라 배치됨을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 자기 소스 및 센서는 피부의 표면 근처의 임의의 주요 혈관들(major blood vessels)의 장축에 대하여 오프셋(offset) 위치 또는 각도로 배치됨을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 신호 조절 모듈은 상기 신호 획득 모듈로부터 수신된 신호들을 증폭하는 증폭기, 및 상기 수신된 신호들을 디지털화하는(digitizing) 신호 디지털화 회로를 포함함을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서,

상기 신호 조절 모듈은 아날로그에서디지털로의 변환기(analogue-to-digital converter;ADC)를 사용하는 선택적인 포락선 검출기(envelope detector) 및/또는 필터를 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 신호 프로세싱 모듈은 신호 분석을 수행하기 위한 프로그램, 마이크로콘트롤러(microcontroller), 마이크로프로세서(microprocessor), 디지털 신호 프로세서, 및 모든 상기 프로그램을 저장하고 상기 프로그램의 실행을 위한 장소들을 제공하는 메모리를 포함함을 특징으로 하는 장치.
제16항에 있어서,

상기 맥박수는 다음의 등식

맥박수 =
× (60) 맥박들/분

으로 계산될 수 있고,

n은 시간 지속기간 T(초) 내에 검출되는 맥박들의 수이고, T는 n의 맥박들을 관찰하기 위한 총시간임을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 자기 소스는 상기 신호 획득 모듈 및 혈관의 방향(orientation)에 대하여 상기 자기 소스의 배치를 제어하는 배치 메커니즘(placement mechanism)을 더 포함하고, 상기 배치 메커니즘에 의해 상기 자기 소스의 배치가 제어될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 신호 프로세싱 모듈은 상기 신호 조절 모듈에서 상기 센서의 감도에 관한 신호 및 상기 배치 메커니즘을 위한 신호를 제어하는 피드백 성능들(feedback capacities)을 더 구비하고,

감도 제어는 상기 신호 획득 모듈로 피드백하고, 상기 배치 메커니즘은 자기 위치들(magnetic positions)을 변화시키기 위해 상기 자기 소스로 피드백함을 특징 으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 신호 획득 모듈은 사용자가 수동적으로 또는 자동적으로 상기 자기 센서의 위치 및 방향을 조정하는 배치 메커니즘을 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 디스플레이/사용자인터페이스/알람 모듈은 2개의 측정가능한 파라미터들 - 혈류 이상 및 측정된 맥박수 - 을 디스플레이함을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

상기 디스플레이/사용자인터페이스/알람 모듈은 디스플레이, 알람, 및 사용자 인터페이스를 포함함을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

원격 모니터링(remote monitoring)을 허용하는 무선 인터페이스 모듈; 및

상기 무선 인터페이스 모듈로부터 정보를 수신하는 기지국을 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
제23항에 있어서,

상기 기지국은 데이터 코덱(Encoder and Decoder;CODEC)과 송수신기 모듈들, 디스플레이와 사용자 인터페이스 모듈, 및 RAM/ROM을 가진 마이크로프로세서 모듈들을 포함함을 특징으로 하는 장치.
대상물의 혈류를 비침습적으로 모니터링하는 방법에 있어서,

혈관의 근접하여 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장을 제공하는 동작;

상기 혈관 내 박동성 혈액의 흐름에 의해 유발된 상기 자기장의 변화들을 검출하는 동작; 및

상기 혈액의 흐름인 혈류를 모니터링하도록 상기 검출된 변화들의 신호들을 프로세싱하는 동작을 포함하는 방법.
제25항에 있어서,

상기 지역적으로 제한된, 단방향의, 그리고 일정한 자기장은 영구 자석 또는 전자석인 자기 소스에 의해 제공됨을 특징으로 하는 방법.
제25항에 있어서,

상기 자기장의 변화들은 자기 센서를 가진 신호 획득 모듈에 의해 검출됨을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서,

상기 자기 센서는 스핀트로닉스 기반 자기 센서 또는 이방성 자기저항 센서임을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서, 상기 프로세싱하는 동작은

신호 조절 모듈에 의해 상기 신호 획득 모듈의 출력을 증폭하여 변환하는 것; 그리고

디지털 신호 프로세싱 모듈에 의해 맥박수를 측정하고 혈류 이상을 검출하기 위해 상기 신호 조절 모듈로부터의 출력 신호를 프로세싱하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제29항에 있어서,

상기 신호 프로세싱 모듈은 신호 분석을 수행하기 위한 프로그램, 마이크로콘트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 및 모든 상기 프로그램을 저장하고 상기 프로그램의 실행을 위한 장소들을 제공하는 메모리를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제29항에 있어서,

상기 맥박수는 다음의 등식

맥박수 =
× (60) 맥박들/분

으로 계산될 수 있고,

n은 시간 지속기간 T(초) 내에 검출되는 맥박들의 수이고, T는 n의 맥박들을 관찰하기 위한 총시간임을 특징으로 하는 방법.
제29항에 있어서,

상기 신호 프로세싱 모듈은 생리적 이상을 측정하고 디스플레이하도록 2개의 인접한 맥박들 사이의 시간 간격을 검출함을 특징으로 하는 방법.
제32항에 있어서,

상기 생리적 이상은 심장 부정맥(cardiac arrhythmia) 및 심부전(heart failures)의 징후를 포함함을 특징으로 하는 방법.