오실로메트릭 방법을 사용한 동맥혈압 측정시 가속도 센서를 이용한 동잡음 제거

Abstract

[한글]본 연구에서는 오실로메트릭 방법을 사용한 혈압측정시 부정확한 결과를 초래하는 가장 큰 원인인 피검자의 움직임으로 인한 동잡음을 가속도 센서를 이용하여 제거하는 알고리즘을 제시 하고자 한다. 오실로메트릭 방법을 사용한 혈압측정 시스템은 팔 동맥에서 커프를 통해 나타나는 압력을 측정함으로써 혈압값을 비침습적으로 모니터링하는 장치이다. 오실로메트릭 방법에서 커프는 피검자의 상태나 외부의 영향에 민감하므로 측정중 피검자의 움직임으로 인해 부정확한 결과를 초래할 수 있다.

본 논문에서는 피검자의 움직임으로 인한 동잡음을 검출하고 동잡음에 의해 왜곡된 구간의 혈압파형을 보상해 주기 위하여 3축 가속도 센서를 사용하였다. 피검자의 움직임을 검출하기 위하여 3축 가속도 센서를 커프위에 부착시키고 혈압계의 신호와 가속도 신호를 동시에 획득한다.

오실로메트릭 방법은 최대 진폭에 대해 해당하는 특성비에 의해서 혈압값이 계산된다. 진폭은 각각의 오실레이션에서 최대값과 최소값의 차이로 구성된다. 오실레이션 신호중에서 가속도 신호의 변화가 있는 구간의 값은 왜곡되었으므로 보정시켜야 한다. 정상적인 혈압파형의 특성에 근거해서 왜곡된 구간의 값은 왜곡되지 않은 전·후 값의 평균으로 보정할 수 있다. 이렇게 재 구성된 데이터는 혈압값을 결정하기 위해서 3차 커브피팅을 하였다. 제안한 혈압측정 시스템의 성능을 평가하기 위하여 앉은 상태에서 정상적으로 측정했을 경우와 앉은 상태에서 팔을 움직였을 경우 누워서 팔을 흔들면서 측정했을 경우 통계적으로 큰 차이가 없음을 확인할 수 있다.

[영문]In this paper, an algorithm which can remove motion artifacts in the arterial pressure measurement using accelerometer was proposed. Sometimes, exact blood pressure can not be measurement by moving artifacts in case of oscillometric method. The blood pressure measurement system using oscillometric method is a non-invasive blood pressure measurement device by measuring arterial pressure through a cuff. The oscillometric of cuff is sensitive to the influence of the condition of the patient during measurement. Especially, In case of oscillometric method, the movement of the patient results in inaccurate blood pressure. The accelerometer with three axises was used to detect motion artifacts from movement of patient and distorted waveform caused by motion artifacts was compensated. The accelerometer is attached on the cuff to detect movement using acceleration and oscillation signals simultaneously accquired when measuring the blood pressure. Blood pressure in an oscillometric method is computed by characteristic ratio(CR) to be represented as the ratio of predetermined value with respect to maximum amplitude in oscillation. The oscillation of the interval with the change of an acceleration signal has to be compensated because of its distortion. Based on the normal characteristics, the amplitude of interval showing change of acceleration signal can be compensated by this a method which averages before and after undistorted values in amplitude. The proposed method showed good performance in reducing moving artifacts.