In this paper, we describe the method of non-invasive blood pressure measurement using pulse wave transit time(PWTT). PWTT is a new parameter involved with a vascular that can indicate the change of BP. PWTT is measured by continuous monitoring of ECG and pulse wave. No additional sensors or modules are required. In many cases, the change of PWTT correlates with the change of BP. We measure pulse wave using the photo plethysmograph(PPG) sensor in an earlobe and we measure ECG using the ECG monitoring device our made in the chest. The measurement device for detecting pulse wave consists of infrared LED for transmitted light illumination, pin photodiode as light detector, amplifier and filter. We composed 0.5Hz high pass, 60Hz notch and 10Hz low pass filter. ECG measurement device consists of multiplexer, amplifier, filter, micro-controller and RF module. After amplification and filtering, ECG signal and pulse wave is fed through micro-controller. We performed the initial work towards the development of ambulatory BP monitoring system using PWTT. An earlobe is suitable place to measure PPG signal without the restraint in daily work. From the results, we can know that the dependence of PWTT on BP is almost linear and it is possible to monitoring an individual BP continuously after the individual calibration.
This paper proposed an analyzable parameter and its analytic method to provide more accurate information than currently employed 4 channels system which uses pulse wave velocity (PWV) information of the volume pulse wave measured from 4 arterial channels for the characterization of arterial vessel. In order to verify the volume pulse waves on 4 sites were simultaneously acquired subjects aged from 12 to 81 years old. and the proposed parameters were extracted from time (UT) was then compared with blood pressure. Then, the regression analyses were done relationships among the proposed parameter and others, such as aging, pulse transit time pressure (BP). The followings are the results of linear regression analysis of the proposed parameter for total 50 normal subjects. We selected any two subjects (58 years and 27 years) and measured PPG (photoplethysmogram) and BP of before and after exercise. The coefficient of correlations between BP and UT observed was -0.928 for 50 years subject, and -0.922 for 20 years subject. For total 50 normal subjects, in case of correlation between the pulse transit time and BP, the result showed -0.170 on left side and -0.233 on right side, and the coefficient value of correlation between the pulse transit time and UT was -0.607 on left side and -0.510 on right side. UI is strongly correlated with the pulse transit time than BP. Hence, we believe that the proposed parameter is related with the index of arterial stiffness.
영구자석과 홀소자로 구비된 집게형 맥진기를 이용하여 목 부위의 경추동맥의 맥진파형과 손목 부위의 요골동맥 맥진파형을 각각 측정하였다. 두 개의 맥진파형을 비교하여 얻은 맥파전달시간과 맥파전달속도를 분석하였다. 맥파전달속도는 기존의 방식으로 측정한 값과 유사한 약 8.5 m/s으로 나타났다. 재현성과 신뢰성이 있는 한방의료기기인 집게형 맥진기로 얻은 맥파전달속도를 기준하여 동맥경화도를 예측할 수 있음을 제시하였다.
This paper presents a new method for obtaining the noninvasive and unrestrained blood pressure readings noninvasively and unrestrainedly using based on reflected wave arrival time(RAT) in the volume of pulse. Since this new method employs only volume pulse, is more rapider and simpler than the method using pulse transit time(PTT) because it only employs the volume of pulse. Blood pressure, PTT and RAT were acquired from 15 healthy subjects. Each subjects were performed forty trials of each measurement. As a result of those trials, the mean error between oscillometric and RAT measurements for systolic blood pressure was $4.55\pm5.64mmHg$. This result showed quite equal with the mean error between oscillometric and PPT measurf:ments, $4.22\pm5.30mmHg$, However, it was not obtained a satisfactory result in the relativity of oscillometric to both RAT and PPT measurements for diastolic blood pressure because of personal difference. To conclude, the method of systolic blood pressure estimation noninvasively and unrestrainedly using by RAT may be used as the method by PTT. Nevertheless, additional studies would be necessary for the RAT/PTT estimation of diastolic blood Pressure measurement.
본 연구는 동맥의 압력에 따라 변하는 맥파전달시간(pulse transit time, PTT)을 이용하여 호흡노력을 검출하기 위하여 호흡에 따른 PTT 변화를 관찰하였다. PTT는 심전도의 R파 피크로부터 말초에서 나타나는 광전용적맥(photoplethysmograph, PPG)의 최대기울기점까지 시간이다. 생체 신호를 아날로그-디지탈 변환하여 PC에서 매번 심장주기마다 PTT를 측정하였으며 이산적인 결과를 스플라인 보간법을 사용하여 그래프로 제시하였다. 소프트웨어는 $C^{++}$을 사용하여 windows 환경에서 운용하였다. 안정상태 호흡 시에는 호흡의 주기와 일치하는 주기적인 PTT의 변화가 있었다. 호흡 심도를 증가시킴에 따라 PTT의 진폭이 증가하였으며, 기도저항을 증가시킨 경우에도 PTT의 진폭이 증가하는 양상을 보였다. 이러한 결과는 PTT가 호흡노력에 따라 반응하는 것을 시사한다. 아울러 PTT를 이용한 호흡노력 모니터링은 비침습적 방법으로써 호흡장애를 감시하는데 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제16권4호
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pp.1209-1223
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2022
Blood pressure is one of the key physiological parameters for determining human health, and can prove whether human cardiovascular function is healthy or not. In general, what we call blood pressure refers to arterial blood pressure. Blood pressure fluctuates greatly and, due to the influence of various factors, even varies with each heartbeat. Therefore, achievement of continuous blood pressure measurement is particularly important for more accurate diagnosis. It is difficult to achieve long-term continuous blood pressure monitoring with traditional measurement methods due to the continuous wear of measuring instruments. On the other hand, radar technology is not easily affected by environmental factors and is capable of strong penetration. In this study, by using machine learning, tried to develop a linear blood pressure prediction model using data from a public database. The radar sensor evaluates the measured object, obtains the pulse waveform data, calculates the pulse transmission time, and obtains the blood pressure data through linear model regression analysis. Confirm its availability to facilitate follow-up research, such as integrating other sensors, collecting temperature, heartbeat, respiratory pulse and other data, and seeking medical treatment in time in case of abnormalities.
In this paper, Finger-Toe Index (FTI) is proposed as an analytic parameter for the characterization of arterial vessel. Different from the currently being employed pulse wave velocity (PWV) information of the volume pulse wave measured from 4 arterial channels, the proposed FTI uses the ratio of the shorter of the two up-stroke time of PPG from fingers ($UT_{finger}$) and that of PPG (Photoplethysmography) from toes ($UT_{toe}$). To verify the usefulness of the proposed method, Finger-Toe Indexes were derived from the volume pulse waves acquired from 50 people under examination aged from 12 to 81 years old, and they were then compared with blood pressure ankle-brachial index (ABI). It was successfully demonstrated that the arterial stiffness can be estimated with respect to age and FTI is more strongly correlated with the pulse transit time than ABI. From the regression analysis, we also found that FTI has significant correlation PWV for a quantitative index of arterial stiffness and provides more accurate information than ABI for the characterization of arterial vessel.
Hemorrhage shock occupies high rate in trauma patient's mortality and blood pressure is the variance that judges early diagnosis and the effect of remedy. Systolic blood pressure is related to pulse transit time(PTT). PTT means the time that is required to flow from the heart to peripheral artery. PTT is influenced from the length, cross section and stiffness of the blood vessels. It is hard to evaluate the correlation between systolic blood pressure and PTT because they are variable in human body. In this paper, we evaluated the correlation between the systolic blood pressure and PTT in normal and hemorrhage states using standardized rat. PTT is defined as the time differences between the R peak and the peak of pulse wave. The analyzed time differences of ECG and blood pressure are analyzed every 5minutes for 30 seconds when there is before and after bleeding. Before bleeding, systolic blood pressure and PTT are steadily preserved but when the bleeding comes started, systolic blood pressure is declined. However PTT was increased and decreased. Under the circumstance that the standardized rat is controlled by age, the length of the blood vessels, and any disease, it shows that PTT measurement using systolic blood pressure of bleeding is impossible.
Objectives: The pulse diagnosis to identify the symptoms has been considered important in Korean medicine. The position and character of disease would be confirmed by pulse diagnosis of left and right radial artery. This paper is to analyze the characteristics and differences of left and right blood vessels. Methods: In this study, left and right radial artery and dorsalis pedis artery was measured and analyzed by using condenser typed pulse analyzer. Commercially available pulse analyzer was used to measure the radial artery. The pulse wave was measured in 20 laboratory healthy men and women. The blood vessel aging degree and index of augmentation of blood vessel was obtained from the measured pulse wave graph and the characteristics and differences of the left and right blood vessel was analyzed. Results: The significant difference of pulse transit time between the right handed and non-right handed was not found. The correlation of radial artery and dorsalis pedis artery had no significant difference. By obtaining the blood vessel aging index (AGI) and augmentation index (AI) of blood vessel at the left and right radial artery, the significant difference between right handed and non-right handed was not found. Conclusions: The result of this study would help to explain the characteristic of blood vessel with respect to the left and right handed. We suggest that research of pulse wave of the left and right blood vessel using pulse analyzer should be needed in further study.
심전도와 맥파를 측정함으로써 구해질 수 있는 맥파전달시간은 심혈관계의 상태를 진단하기 위한 의미 있는 지표가 된다. 그러나 맥파를 측정하는 동안 움직이거나, 측정 시에 가해지는 압력이 부정확할 경우, 잘못된 측정 결과를 얻을 수 있다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 심전도, 압력맥파 및 광전용적맥파를 동시에 측정할 수 있는 일체형 센서 시스템과 심전도를 지속적으로 측정할 수 있는 금속 전극을 개발하였으며, 실험을 통해 일체형 센서시스템 및 금속 전극의 유용성을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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