혈압을 측정하는 방법에는 침습적(Invasive)인 방법과 비침습적(Non-invasive)인 방법이 있는데 침습적인 방법에 의한 혈압측정의 경우 정확한 값을 얻는 반면에 그 사용법이 복잡하고 환자에게 불편하므로 중환자의 경우를 제외한 경우 대부분 비침습적인 방법에 의해 혈압을 측정한다. 현재 전자 혈압계의 경우 대부분이 오실로메트릭(Oscillometric) 방법을 사용하여 기본적인 시스템을 구성하고 여기에 여러 가지 알고리즘을 부가적으로 적용하고 있다. 본 연구에서 이러한 혈압 측정 시스템을 개발하기 위해 커프(Cuff)의 압력을 제어, 측정하고 측정된 데이터를 필터링하여 혈압을 측정할 수 있도록 알고리즘을 구성하였다. 통신방식으로는 개발된 시스템의 모든 기능이 개인용 컴퓨터(Personal Computer)와의 통신을 통해 이루어지도록 구성되어져 있으며, 사용된 통신방식은 비동기 직렬 통신 방식(RS-232)인 패킷방식을 사용하였고 솔레노이드(Solenoid) 밸브를 이용한 자동 또는 급속 배기 방법을 이용하여 커프의 압력을 감압(Deflation)하였다. 혈압측정 알고리즘은 기본적인 오실로메트릭 방법과 최대 진폭 알고리즘(Maximum Amplitude Algorithm)을 사용하였다. 최대진폭 알고리즘에서는 측정된 오실레이션(Oscillation)중 최고의 진폭을 가지는 오실레이션 같은 오차의 원인이 되는 연령이나 체중, 팔의 두께에 따라 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 오실레이션의 간에 획일적인 비율을 적용하지 않고 여러 가지 요인들에 대한 가변적인 특정 비율(Characteristic Ratio)반영하여 보다 정확한 최고혈압(Systolic Blood Pressure), 최저혈압(Diastolic Blood Pressure), 평균혈압(Mean Blood Pressure)의 값을 구하는 연구를 하였다. 최고진폭 알고리즘에서 가변적인 특성비율의 적용은 혈압간의 오차를 줄일 수 있을것으로 기대된다.
There are two methods in blood pressure measurement ; Invasive methode and Non-invasive method. The Invasive methode can get the 띠cod pressure measurement but, patient feel uncomfortable. So Non-invasive methode used generally. The Oscillometric method is typical Non-Invasive method. This method is commonly used to measure BP in electric sphygmomanometer and has various algorithm. In this paper it is described about a algorithm, it controls, determinates the cuff pressure, and fillers the measured BP data. This system can interface with PC(personal computer) by RS-232 and save the measured data in PC. This system deflates the cuff pressure by Solenoid valve. The main algorithm are oscillometric and maximum amplitude algorithm(MAA). MAA has various measured oscillation, it depends on patient's age, height, weight and arm circumference size. In this paper proposed system can measure Systolic BP, Diastolic BP, and Mean BP using Interpolation, Auto Reinflation algorithm.
다음은 요뇌경색의 대표적인 치료법과 예방법중 하나는 대뇌혈류를 증가하는 방법이다. 대뇌 부위로 가는 혈류량을 우회적으로 증가시켜 최종대뇌 손상부위를 최소화 하는 것을 목표로 한다. 이와 같은 대뇌혈류를 증가시키는 방법은 약물에 의한 치료방법과, 수술에 의한 방법 등 칩습적으로 행해져왔다. 하지만 이러한 침습적인 방법은 환자에게 수술의 부담을 주며 합병증 등의 위험에 노출되어 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 침습적인 치료방법의 단점을 보완하고자 비침습적 대뇌혈류증가 장치를 제안한다. 기존의 대뇌 혈류 증가 장치의 단점을 보완하기 위해 가압식 측정법을 적용하여 환자의 사지 혈압을 정확하게 측정하고 사지압박을 실시하여 대뇌부위로 가는 혈류량을 우회적으로 증가시켜 혈류증강 치료를 실시한다. 이는 기존의 침습적 대뇌혈류증강 치료와 비교하여 합병증의 우려가 없고 환자에게 부담을 주지 않으며 대뇌혈류량을 의미 있게 증가시키기 때문에 환자에게 선택적으로 사용될 수 있다.
대뇌혈류를 증가 시키는 수술은 뇌경색의 치료방법중 하나이다. 그러나 수술과 같은 침습적인 방법은 환자에게 수술 후유증 또는 부작용을 부담하게 한다. 이러한 침습적인 방법을 보완하기 위해 사람의 혈압을 이용해, 사지에 압박을 가하여 대뇌 혈류를 증가 시키는 비 침습적인 장치도 등장하였다. 그러나 속도와 정확성이 떨어지는 문제점이 제기되었다. 본 논문에서는, 정확한 측정과 측정하는 데에 걸리는 시간을 기존의 장치보다 개선하기 위해, Blood Oxygen Level Sensor를 이용하여, 양팔에 압력을 주면서 각 팔의 Perfusion Index를 측정하여, Perfusion Index가 일정 값 이하로 떨어지는 순간의 75% 압력을 팔에 가하고, 다리에는 팔에서 구해진 압력 값을 이용해 계산하여 얻은 압력을 가한다. 기존의 혈압 측정식 대뇌혈류증가 장치와 같이, 혈류량을 20%이상 증가시킬 수 있고, 또한 측정 시간도 단축한 결과를 얻어 뇌경색 환자에게 선택적으로 사용할 수 있다.
뇌경색의 대표적인 치료법과 예방법중 하나는 대뇌혈류를 증가시키는 방법이다. 대뇌 부위로 가는 혈류량을 우회적으로 증가시켜 최종대뇌 손상부위를 최소화 하는 것을 목표로 한다. 이와 같은 대뇌 혈류를 증가시키는 방법은 약물에 의한 치료방법과, 수술에 의한 방법 등 칩습적으로 행해져왔다. 하지만 이러한 침습적인 방법은 환자에게 수술의 부담을 주며 합병증 등의 위험에 노출되어 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 침습적인 치료방법의 단점을 보완하고자 비침습적 대뇌 혈류 증가 장치를 제안한다. 기존의 대뇌 혈류 증가 장치의 단점을 보완하기 위해 가압식 측정법을 적용하여 환자의 사지 혈압을 정확하게 측정하고 사지압박을 실시하여 대뇌부위로 가는 혈류량을 우회적으로 증가시켜 혈류증강 치료를 실시한다. 이는 기존의 침습적 대뇌혈류증강 치료와 비교하여 합병증의 우려가 없고 환자에게 부담을 주지 않으며 대뇌혈류량을 의미 있게 증가시키기 때문에 환자에게 선택적으로 사용될 수 있다.
본 연구에서는 기존의 침습형 혈압 측정 방법의 위험성 및 불편성 등의 단점과 측정오차를 줄이고자 오실로메크릭법에 의한 혈압측정을 위하여 비관혈적인 방법으로 보다 정확하게 혈압을 추정할 수 있는 시스템을 구현하였다. 구현된 혈압 측정 시스템은 압력 제어부, 신호 측정부 그리고 혈압 신호처리부 등으로 구성하였다. 구현된 혈압측정 실험 시스템의 타당성을 검증하기 위하여 압력 측정부의 특성 평가 실험, 혈압 추정을 위한 특성비율 산출 실험, 오실로메트릭법에 의한 혈압 추정 및 평가 실험을 수행하였다. 본 연구에서 구현된 혈압 측정 실험 시스템으로 성인남성 5명을 실험 대상군으로 선정하여 데이터를 계측하고 혈압을 추정하는 실험을 한 결과 오실로메트릭에 의한 혈압 추정 및 평가 실험에서 청진법과의 평균동맥압, 수축기 혈압, 그리고 이완기 혈압에서 최대 절대편차 비율이 각각 1.38% 1.63 그리고 2.97% 이었고 최대 표준오차가 각각 5.00, 3.72, 그리고 4.34인 혈압 측정 시스템을 구현하였다.
대뇌혈류증가 치료는 뇌경색에 가장 중요한 치료방법중 하나이다. 기존의 대뇌혈류증가 치료가 침습적으로 행해져옴에 따라 다수의 합병증을 유발할 수 있다는 문제점이 제기되고 있다. 따라서 이러한 문제점을 보완하기 위해 최근에는 비침습적 대뇌혈류증가 장치가 등장하였다. 하지만 현재 구현된 비침습적 대뇌혈류증가 장치는 속도와 정확성이 떨어지는 문제점이 제기되고 있다. 본 논문에서는 기존의 구현된 비침습적 대뇌혈류증가 장치의 단점을 보완하고자 다른 방식으로 시스템을 구현하여 대뇌 부위로 가는 혈류량을 우회적으로 증가시켜 최종대뇌 손상부위를 최소화 하는 것으로 목표로 한다. 본 논문에서 구현한 시스템은 사지압박을 진행함과 동시에 사지의 혈류지수를 측정하여 혈류지수가 일정 수치 이하로 떨어지는 압력을 찾아 사지압박을 통해 대뇌부위로 가는 혈류량을 우회적으로 증가시켜 혈류증강 치료를 실시한다. 이는 기존의 침습적 대뇌혈류증가 치료와 비교하여 합병증의 우려가 없고, 최종실험 결과 혈류량을 20% 이상 증가시키기에 환자에게 선택적으로 사용될 수 있다.
In the automatic non-invasive blood pressure measurement device, the oscillometric method iswidely used. In the oscillometric method, the step-wise deflation has the advantage of the robustness for the motion artifacts than the linear deflation method. But it has the disadvantage of its longer measurement time because we need to detect two or more pulses in a certain cuff pressure step. In this study, we suggest the modified step-wise deflation method to overcome this limitation while maintaining the general concept of step-wise deflation. Using one valid pulse in each step and the deflating valve control during the diastolic period, the measurement time could be reduced. In order to verify the accuracy of the proposed algorithm, we compared the blood pressure values from the suggested method and the blood pressure values from the conventional auscultation method. The mean and standard deviation were -0.50${\pm}$5.3mmHg and 2.08${\pm}$4.75mmHg, for systolic and diastolic blood pressure respectively. The measurement time can be reduced up to the half of conventional step-wise deflation method.
대뇌혈류를 증가 시키는 수술은 뇌경색의 치료방법중 하나이다. 이러한 침습적인 방법을 보완하기 위해 사람의 혈압을 이용해, 사지에 압박을 가하여 대뇌 혈류를 증가 시키는 비 침습적인 장치도 등장하였다. 그러나 속도와 정확성이 떨어지는 문제점이 제기되었다. 본 논문에서는, 정확한 측정과 측정하는 데에 걸리는 시간을 기존의 장치보다 개선하기 위해, Blood Oxygen Level Sensor를 이용하여, 양팔에 압력을 주면서 각 팔의 Perfusion Index를 측정하여, Perfusion Index가 일정 값 이하로 떨어지는 순간의 75% 압력을 팔에 가하고, 다리에는 팔에서 구해진 압력 값을 이용해 계산하여 얻은 압력을 가한다. 기존의 혈압 측정식 대뇌혈류증가 장치와 같이, 혈류량을 20%이상 증가 시킬 수 있고, 또한 측정 시간도 단축한 결과를 얻어 뇌경색 환자에게 선택적으로 사용할 수 있다.
Blood pressure is one of the important vital signs for monitoring the medical condition of a patient. Automated NIBP(non-invasive blood pressure) monitoring devices calculate systolic and diastolic blood pressures from the oscillation in cuff pressure caused by a pulsation of an artery. To validate the NIBP devices, we developed a simulator to supply the oscillometric waveforms obtained from human subjects. The simulator provided pressure pulses to device-under-test and device readings were compared to the auscultatory references. Fully automated simulation system including OCR(optical character recognition) were developed and used for NIBP monitoring devices. The validation results using the simulator agreed well with previous clinical validation. More validation studies using the standardized oscillometric waveforms would be required for the replacement of clinical trials to validate a new automated NIBP monitoring device.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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