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KR101366809B1 - 혈압측정장치 및 혈압측정방법 - Google Patents

혈압측정장치 및 혈압측정방법 Download PDF

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KR101366809B1
KR101366809B1 KR1020070090555A KR20070090555A KR101366809B1 KR 101366809 B1 KR101366809 B1 KR 101366809B1 KR 1020070090555 A KR1020070090555 A KR 1020070090555A KR 20070090555 A KR20070090555 A KR 20070090555A KR 101366809 B1 KR101366809 B1 KR 101366809B1
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optical sensor
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신건수
김종팔
김연호
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Abstract

본 발명은 혈압측정장치 및 혈압측정방법에 관하여 개시한다. 개시된 혈압측정장치는: 기판 상의 복수의 혈압측정부; 상기 기판 상에서 상기 각 단위센서에 대응되게 배치된 광센서; 및 상기 광센서 및 혈압측정부로부터의 신호를 분석하여 혈압을 측정하는 제어부;를 구비한다. 상기 각 혈압측정부는 복수의 혈압센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
혈압센서; 혈압측정방법

Description

혈압측정장치 및 혈압측정방법{Blood pressure measuring apparatus and method of measuring blood pressure}
본 발명은 혈압측정장치 및 혈압측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 tonometry 측정방법에 사용되는 혈압측정장치 및 혈압측정방법에 관한 것이다.
혈압은 동맥혈압, 모세관혈압, 정맥혈압 등으로 구별된다. 일반적으로 혈압은 동맥혈압을 뜻한다. 동맥혈압은 심장박동에 의하여 변동한다.
비침습적으로(non-invasively) 연속적으로 혈압을 측정하는 방법의 하나인 tonometry 측정방법은 압력 센서를 손목의 요골동맥에 위치시키고 압력 센서를 요골동맥 방향으로 압력을 가한 상태에서 혈압을 측정하는 방법이다. 이때, 압력 센서의 센싱부는 혈압에 의해서 변형을 하게 되며, 이 변형을 측정함으로써 혈압을 잴 수 있게 된다.
혈압측정용 압력센서는 측정 대상의 압력을 전기적 신호로 출력하며, 이 전기적 신호는 신호처리되어 혈압으로 읽힐 수 있다.
한편, 피검부위인 손목의 요골동맥으로부터 혈압을 측정시 하나의 압력센서를 이용하는 경우에는, 압력센서를 요골동맥의 정확한 위치에 맞게 배치하여 혈압 을 측정하여야 한다. 이를 위해서는 압력센서를 액츄에이터로 이동하면서 측정된 최대혈압을 재는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 액츄에이터를 필요로 하므로, 소형 혈압측정장치의 구현이 어렵다.
액츄에이터를 사용하지 않는 방법으로는, 압력센서를 복수로 배열하며, 여러 개의 센서 중 생체 신호가 가장 큰 부위의 센서 신호를 이용할 수 있다. 이 방법은 별도의 액츄에이터를 필요로 하지 않으므로, 소형/경량화에 훨씬 유리하다. 이론상으로는 무한히 작은 센서를 일렬로 배열하면, 적어도 하나 이상의 센서가 요골동맥의 정확한 위치에 배치된다.
그러나, 센서의 면적증가에 의한 센서의 수가 적으면, 요골동맥 위치를 찾는 감도가 떨어져서 정확한 혈압을 측정하기가 어렵다.
반대로, 센서의 면적 감소와 함께, 센서의 수가 많아지면, 각 센서 마다의 맥파의 진폭을 계산해서 요골동맥의 위치의 센서를 찾는 데 많은 시간이 걸릴 수 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 요골동맥 위치를 찾는 감도를 향상시키면서도, 요골동맥 위치를 짧은 시간에 찾을 수 있는 혈압측정장치 및 혈압측정방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압측정장치는:
기판 상의 복수의 혈압측정부;
상기 기판 상에서 상기 각 단위센서에 대응되게 배치된 광센서; 및
상기 광센서 및 혈압측정부로부터의 신호를 분석하여 혈압을 측정하는 제어부;를 구비하며,
상기 각 혈압측정부는 복수의 혈압센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 기판은: 상기 복수의 혈압센서와, 상기 광센서와 전기적으로 연결하는 배선들이 형성된 플렉서블한 인쇄회로기판일 수 있다.
또한, 상기 혈압센서는 피에조 리지스터일 수 있다.
상기 광센서는 발광부 및 수광부를 구비하며, 상기 발광부 및 수광부는 대응되는 혈압측정부의 양측에 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 혈압측정방법은:
기판 상에서 각각 복수의 복수의 혈압센서를 구비하는 복수의 혈압측정부; 상기 기판 상에서 상기 각 단위센서에 대응되게 배치된 광센서; 및 상기 광센서 및 혈압측정부로부터의 신호를 분석하여 혈압을 측정하는 제어부;를 구비하는 혈압측정장치의 혈압측정방법에 있어서,
상기 복수의 광센서로 발광 및 수광을 하여 각 광센서에 따른 맥파를 측정하는 제1 단계;
측정된 맥파 중 가장 큰 맥파에 속하는 광센서에 대응되는 상기 혈압측정부의 복수의 혈압센서로 혈압에 따른 맥파를 측정하는 제2 단계;
가장 큰 맥파를 보이는 혈압센서를 정하는 제3 단계; 및
상기 정해진 혈압센서로 혈압을 측정하는 제4 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 혈압측정방법은:
기판 상에서 일렬로 배치된 복수의 혈압센서를 n개의 그룹으로 나누는 제1 단계;
상기 각 그룹에 속하는 혈압센서 중 하나를 대표 혈압센서로 정하는 제2 단계;
상기 대표 혈압센서들로 측정된 맥파를 비교하여 최대 맥파를 검출한 그룹을 정하는 제3 단계;
상기 정해진 그룹에 속하는 혈압센서들로 측정된 맥파를 비교하여 최대 맥파를 검출한 혈압센서를 정하는 제4 단계; 및
상기 정해진 혈압센서로 혈압을 측정하는 제5 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 혈압측정장치에 따르면, 요골동맥을 찾는 감도를 향상시킬 수 있으며, 아울러, 요골동맥을 찾는 시간을 감소시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 혈압측정장치 및 혈압측정방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압측정장치(100)를 개략적으로 보여주 는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 혈압측정장치(100)는 복수의 혈압측정부(110)와, 각 혈압측정부(110)의 양측에 설치된 광센서(120)와, 상기 혈압측정부(110) 및 상기 광센서(120)에 연결되어서 상기 혈압측정부(110)로부터의 측정 데이터를 분석하여 혈압을 읽는 제어부(160)를 구비한다. 상기 혈압측정부(110), 광센서(120)는 소정의 배선들(미도시)이 인쇄된 플렉서블 인쇄회로기판(102)에 형성될 수 있다. 상기 제어부(160)는 상기 배선들의 터미널들과 연결된 커넥터(104)와, 제어부(160)의 커넥터(164)의 연결을 통해서 전기적으로 연결될 수 있다.
각 혈압측정부(110)는 복수의 혈압센서와 각 혈압센서와 연결되는 배선 및 전극패드를 구비한다. 전극패드는 플렉서블 인쇄회로기판에 미리 인쇄된 배선들과 전기적으로 연결된다. 도 1에는 편의상 혈압측정부(110)가 3개의 혈압센서로 이루어져 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명에 따른 혈압측정장치의 혈압측정부(110)의 일 예를 보여주는 평면도이며, 도 3은 도 2의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 기판(111)에는 다섯 개의 양단 지지보(112)가 서로 나란하게 어레이 형태로 형성되어 있으며, 각 양단 지지보(112)의 양단에 혈압센서인 피에조 리지스터(113)가 형성되어 있다. 기판(111)으로서 n형 단결정 실리콘 기판(111)이 사용될 수 있으며, 피에조 리지스터(piezoresistor)(113)는 보론 임플랜테이션에 의한 p형 영역이 될 수 있다. 피에조 리지스터(113)의 양측에는 배선(115), 예컨대 Au 배선(115) 및 전극패드(116)가 형성되어 있다. 양단 지지 보(112)와 기판(111) 사이의 갭(g)은 수 ㎛ 로 형성될 수 있다. 참조번호 114는 절연층을 가리킨다.
상기 광센서(120)는 발광부(122)와 수광부(124)를 구비한다. 발광부(122)로서는 발광다이오드가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 적외선 파장, 예컨대 940 nm 파장을 방출하는 적외선 발광다이오드일 수 있다. 상기 수광부(124)는 포토 디텍터일 수 있다. 상기 발광부(122) 및 수광부(124)는 각각 대응되는 혈압측정부(110)의 양측에 배치되며, 혈압의 변화를 검출시 요골동맥에 대해서 나란하게 배치된다. 발광부(122)는 적외선 파장 광을 방출하며, 이 광은 요골동맥이 있는 곳에서 광 반사량이 변화가 가장 심한 맥파를 보여준다.
도 4는 본 발명에 따른 혈압측정장치의 제어부(160)의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 제어부(160)는 멀티플렉서(MUX), 제1증폭기(AMP1), 저주파 통과 필터(low pass filter: LPF), 제2증폭기(AMP2), 어낼로그-디지털 컨버터(ADC), 메인 제어부(main control unit: MCU), 표시부(DSP)로 구성될 수 있다.
상기 멀티플렉서(MUX)는 혈압측정부(110)의 혈압센서들(113)과 광센서(120)에 연결되어서, 메인 제어부(MCU)로부터 선택된 센서(113, 120)로부터 전기적 신호를 수신한다. 메인 제어부(MCU)는 측정하고자 하는 혈압센서(113)과 광센서(120)를 선택할 수 있으며, 요골동맥의 혈압에 따른 가장 큰 신호를 출력하는 혈압센서(113) 및 광센서(120)를 정할 수 있다.
제1증폭기(AMP1)는 혈압센서(113) 및 광센서(120)로부터의 전기적 신호를 증 폭한다. 저주파 필터(LPF)는 고주파 노이즈를 제거한다. 이어서, 제2증폭기(AMP2)는 저주파 통과 필터를 통과한 신호를 다시 증폭한다. 어낼로그-디지털 컨버터(ADC)는 입력된 어낼로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 메인 제어부(MCU)에 출력하며, 메인 제어부(MCU)는 입력된 디지털 신호로부터 맥파의 크기를 측정할 수 있으며, 이 맥파로부터 혈압을 계산할 수도 있다. 메인 제어부(MCU)는 표시부(DSP)에 측정된 디지털 데이터를 출력하여 표시할 수 있다.
도 5는 본 발명의 혈압측정장치의 혈압측정방법을 도시한 플로우차트이다. 도 1 내지 도 5의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 혈압측정방법을 설명한다.
먼저, 복수의 광센서(120)의 발광부(122)로 광을 방출하고, 수광부(124)로 광을 검출한다(S10). 메인 제어부(MCU)는 입력된 광 데이터로부터 광센서(120)의 맥파를 측정한다(S11).
이어서, 가장 큰 맥파가 나타난 광센서(120)를 요골동맥의 위에 배치된 것으로 정한다(S12).
이어서, 결정된 광센서(120)에 대응되는 혈압측정부(110)의 혈압센서들(113)로 맥파를 측정한다(S13). 이를 위해서는 혈압센서(113)를 요골동맥 쪽으로 소정의 압력을 가한다.
제어부(160)의 메인 제어부(MCU)는 입력된 맥파 중 가장 큰 맥파가 측정된 혈압센서(113)를 결정한다(S14).
이어서, S50 단계에서 결정된 혈압센서(113)로 혈압을 연속적으로 측정할 수 있다(S15).
한편, 결정된 혈압센서(113)로 혈압을 측정하기 전에, 혈압 보정을 할 수 있다. 이를 위해서, 미리 알고 있는 압력으로 혈압센서(113)를 요골동맥으로 부여하고, 이때의 맥파에 따른 전압을 측정하여 혈압 및 전압 사이의 관계를 설정하여 보정단계를 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 혈압측정방법은 1차적으로 광센서(120)로 요골동맥의 위치를 검출하고, 2차적으로 선택된 광센서(120)에 대응되는 혈압측정부(110)에 속한 혈압센서로만 측정된 맥파를 분석하여 요골동맥 상에 배치된 혈압센서를 선택하므로 요골동맥 상에 배치된 혈압센서를 찾기 위한 맥파 분석 수가 현저히 감소될 수 있으므로, 요골동맥을 찾는 시간을 감소시킬 수 있으며, 또한, 많은 혈압센서를 사용할 수 있으므로, 요골동맥을 찾는 감도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 혈압측정장치(200)를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 6을 참조하면, 혈압측정장치(200)는 복수의 혈압측정부(210)와, 상기 혈압측정부(210)에 연결되어서 상기 혈압측정부(210)로부터의 측정 데이터를 분석하여 혈압을 읽는 제어부(260)를 구비한다. 상기 혈압측정부(210)는 소정의 배선들(미도시)이 인쇄된 플렉서블 인쇄회로기판(202)에 설치될 수 있다. 상기 혈압측정부(210) 및 상기 제어부(260)는 상기 혈압측정부(210)의 배선들의 터미널들과 연결된 커넥터(204)와, 제어부(260)의 커넥터(264)의 연결을 통해서 전기적으로 연결될 수 있다.
각 혈압측정부(210)는 복수의 혈압센서(213)와 각 혈압센서(213)와 연결되는 배선(미도시) 및 전극패드(미도시)를 구비한다. 전극패드는 플렉서블 인쇄회로기판에 미리 인쇄된 배선들과 전기적으로 연결된다. 도 6에는 편의상 혈압측정부(210)가 3개의 혈압센서로 이루어져 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6에서는 복수의 혈압센서가 각각 배치된 복수의 혈압측정부를 도시하였지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 혈압측정부는 일렬로 배치된 혈압센서들 중 n 개의 그룹으로 나눌 때 형성되는 복수의 혈압센서를 구비한 혈압측정부일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 혈압측정방법을 도시한 플로우차트이다.
도 6의 도면을 참조하여 본 밞여에 따른 혈압측정방법을 설명한다.
먼저, 기판(202) 상에 복수의 혈압센서(213)를 n 개의 그룹으로 나눈다(S20). 혈압센서들(213)은 일렬로 배치되어 있으며, 도 6에서 처럼 복수의 혈압센서들(213)로 구성된 혈압측정부들(210)이 각 그룹에 속할 수도 있으며, 또한, 상기 혈압측정부들(210)은 가상의 영역일 수도 있다.
이어서, 각 그룹에 속하는 혈압센서들(213) 중 하나를 대표 혈압센서로 정한다(S21). 대표 혈압센서는 각 그룹의 혈압센서들(213) 중 가운데 것으로 정할 수 있다.
이어서, 상기 대표 혈압센서들로 측정된 맥파를 비교하여 최대 맥파를 나타낸 대표 혈압센서를 정한다(S22).
S22 단계에서 정해진 대표 혈압센서가 속하는 그룹의 혈압센서들로부터의 맥 파를 측정하여 최대 맥파를 검출한 혈압센서(213)를 정한다(S23). 그리고, 이 혈압센서(213)가 요골동맥 상에 배치하는 것으로 판단한다.
S23 단계에서 정한 혈압센서로 혈압을 측정한다(S24).
본 발명에 따른 혈압측정방법은 요골동맥의 위치를 1차적으로 검출하고, 선택된 그룹에 속한 혈압센서로부터 요골동맥의 위치에 배치된 혈압센서를 정확하게 찾아낼 수 있게 된다. 따라서, 요골동맥 상에 배치된 혈압센서를 찾기 위한 맥파 분석 수가 현저히 감소될 수 있으므로, 요골동맥을 찾는 시간을 감소시킬 수 있으며, 또한, 많은 혈압센서를 사용할 수 있으므로, 요골동맥을 찾는 감도를 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 혈압측정장치 산업에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압측정장치(100)를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 혈압측정장치의 혈압측정부(110)의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 혈압측정장치의 제어부(160)의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈압측정방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 혈압측정장치(200)를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 혈압측정방법을 보여주는 플로우차트이다.

Claims (6)

  1. 기판 상의 복수의 혈압측정부;
    상기 기판 상에서 상기 각 혈압측정부에 대응되게 배치된 복수의 광센서; 및
    상기 광센서 및 혈압측정부로부터의 신호를 분석하여 혈압을 측정하는 제어부;를 구비하며,
    상기 각 혈압측정부는 복수의 혈압센서를 구비하며,
    상기 각 광센서는 상기 각 혈압측정부와 대응되게 형성된 것을 특징으로 하는 혈압측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은:
    상기 복수의 혈압센서와, 상기 복수의 광센서와 전기적으로 연결하는 배선들이 형성된 플렉서블한 인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 혈압측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 혈압센서는 피에조 리지스터인 것을 특징으로 하는 혈압측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 광센서는 발광부 및 수광부를 구비하며, 상기 발광부 및 수광부는 대응되는 혈압측정부의 양측에 각각 배치된 것을 특징으로 하는 혈압측정장치.
  5. 기판 상에서 각각 복수의 혈압센서를 구비하는 복수의 혈압측정부; 상기 기판 상에서 상기 복수의 혈압측정부에 대응되게 배치된 복수의 광센서; 및 상기 광센서 및 혈압측정부로부터의 신호를 분석하여 혈압을 측정하는 제어부;를 구비하며, 상기 각 혈압측정부는 복수의 혈압센서를 구비하며, 상기 각 광센서는 상기 각 혈압측정부와 대응되게 형성된 혈압측정장치의 혈압측정방법에 있어서,
    상기 복수의 광센서로 발광 및 수광을 하여 각 광센서에 따른 맥파를 측정하는 제1 단계;
    측정된 맥파 중 가장 큰 맥파에 속하는 광센서에 대응되는 상기 혈압측정부의 복수의 혈압센서로 혈압에 따른 맥파를 측정하는 제2 단계;
    가장 큰 맥파를 보이는 혈압센서를 정하는 제3 단계;
    상기 정해진 혈압센서로 혈압을 측정하는 제4 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 혈압측정방법.
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