[논문]영구자석과 홀소자가 구비된 맥진기를 이용한 경동맥과 요골동맥의 맥진파형과 맥파전달속도 분석

김동영; 이상석; 현석산; 이진규

doi:10.4283/jkms.2014.24.5.146

영구자석과 홀소자가 구비된 맥진기를 이용한 경동맥과 요골동맥의 맥진파형과 맥파전달속도 분석
Analysis of Pulse Waveform and Pulse Wave Velocity of Carotid Artery and Radial Artery by Using Clip-type Pulsimeter Equipped with Permanent and Hall Device 원문보기

韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society, v.24 no.5, 2014년, pp.146 - 151

김동영 (상지대학교 보건과학대학 한방의료공학과) , 이상석 (상지대학교 보건과학대학 한방의료공학과) , 현석산 ((주)이루메디) , 이진규 (한국기초과학지원연구원 서울서부센터 분석연구부)

초록
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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.

Abstract ▼ AI-Helper

The pulse waveforms of a carotid artery in the neck and a radial artery in the hand wrist were individually measured by using clip-type pulsimeter equipped with a permanent and Hall device. The pulse transit time and the pulse wave velocity obtained through comparison of two pulse waveforms were analyzed each other. A value of the pulse wave velocity was about 8.5 m/s similar to one measured by a conservative method. This result suggests that the clip-type pulsimeter as the reproducible and reliable one oriental diagnostic medical device can be predicted to any atherosclerosis state in the cardiac circulatory system.

주제어

AI 본문요약
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가설 설정

The typical waveforms for two pulses obtained from the cliptype pulsimeter. (a) One pulse waveform of right carotid artery and (b) one pulse waveform of left radial artery. Each notch point (t_N) differs from each other, but each period (t_T) nearly equals to each other.

제안 방법

(3)과 Eq. (4)에 나타난 맥파전달시간 PTT와 맥파전달속도 PWV 값을 얻는데 피측정자의 목과 손목 사이 길이를 필요한 두 파형의 피크값의 차이를 시간으로 환산하여 대입하였다.
2는 비침습적으로 맥파를 측정하는 방법을 이해할 수 있도록 보여준 심혈관계의 동맥 부위들인 압력파의 기록이 가능한 센서로 맥파의 기록이 용이한 경추동맥(arotid artery), 요골동맥(radial artery), 대퇴부동맥(femoral artery) 및 상완동맥(brachial artery)을 나타낸 것이다. PPT와 PWV를 얻기 위하여 경추동맥파형과 요골동맥파형을 각각 분리하여 측정하기 위해 Fig. 2처럼 우경추동맥 부근과 좌요골동맥 부근에 각각 영구자석과 홀소자가 구비된 집게형 맥진기를 사용하였다. Fig.
본 연구진에서 개발한 영구자석과 홀소자를 이용한 집게형 맥진기는 스프링 가압 방식의 홀센서로서 일정한 압력으로 종래의 센서로 측정할 수 없었던 맥의 시간적 특성 파악이 가능하며 맥진 부위 탐색에 걸리는 시간을 최소화시켰다[10]. 소형 영구자석이 목의 좌우 경추동맥 부근과 손목의 요골 돌출부에 고정되어 상층부에 자성센싱 반도체 홀소자가 장착된 집게형 맥진기를 이용하여 경동맥 파형과 요골동맥 파형을 측정하였다.
본 연구진에서 개발한 영구자석과 홀소자를 이용한 집게형 맥진기는 스프링 가압 방식의 홀센서로서 일정한 압력으로 종래의 센서로 측정할 수 없었던 맥의 시간적 특성 파악이 가능하며 맥진 부위 탐색에 걸리는 시간을 최소화시켰다[10]. 소형 영구자석이 목의 좌우 경추동맥 부근과 손목의 요골 돌출부에 고정되어 상층부에 자성센싱 반도체 홀소자가 장착된 집게형 맥진기를 이용하여 경동맥 파형과 요골동맥 파형을 측정하였다. 두 개의 맥진파형을 측정한 맥파전달시간과 속도의 값으로 분석한 한양방융합 생체의료 진단신호인 맥파전달속도(pulse wave velocity; PWV)는 곧바로 동맥경화도의 환산된 값으로 심혈관의 특성을 추정할 수 있다[10, 11].
실험방법은 편안하게 앉은 자세를 취하고 먼저 요골동맥의 맥진파형을 얻기 위하여 집게형 맥진기의 중심부인 실리콘 라테스 중앙에 있는 영구자석을 손목 요골동맥의 “관” 점에 닿게하여 맥파신호가 가장 크게 나타나게 맥진기를 착용하였다.
영구자석과 홀소자가 구비된 집게형 맥진기를 이용하여 우경추동맥 파형과 좌요골동맥 파형을 측정하여 동맥경화도를 예견할 수 있는 생체정보신호인 맥파전달속도를 분석하였다. 우경추동맥과 요골동맥 맥진파형에서 시작점을 같이 놓았을 때 두 개의 절흔점 사이의 시간차이가 맥파전달시간이 되며 맥파전달속도는 목과 손목까지의 거리에 맥파전달시간을 나눈 값으로 정의하였다.
20대 한명에 대한 경추동맥 파형과 요골동맥 파형으로부터 얻은 PPT와 PWV를 분석한 결과를 Table I에 나타내었다. 임상 참가 학생의 목과 손목간의 거리를 측정한 후 두 개의 맥파형만 비교하여 PPT와 PWV를 구하였으며 데이터의 최소 단위는 4/1000초 단위로 추출하여 오차를 최소화 하였다. Table I의 결과로 볼 때, 집게형 맥진기로 측정하여 얻은 맥파전달속도는 대략 8.
본 연구진에서 개발한 영구자석과 홀소자를 이용한 집게형 맥진기는 스프링 가압 방식의 홀센서로서 일정한 압력으로 종래의 센서로 측정할 수 없었던 맥의 시간적 특성 파악이 가능하며 맥진 부위 탐색에 걸리는 시간을 최소화시켰다[10]. 소형 영구자석이 목의 좌우 경추동맥 부근과 손목의 요골 돌출부에 고정되어 상층부에 자성센싱 반도체 홀소자가 장착된 집게형 맥진기를 이용하여 경동맥 파형과 요골동맥 파형을 측정하였다. 두 개의 맥진파형을 측정한 맥파전달시간과 속도의 값으로 분석한 한양방융합 생체의료 진단신호인 맥파전달속도(pulse wave velocity; PWV)는 곧바로 동맥경화도의 환산된 값으로 심혈관의 특성을 추정할 수 있다[10, 11].

대상 데이터

3 V로 V_CC에 대입하여 계산하면 155 Oe까지의 센싱이 가능하다. 그러므로 자석과 센서사이거리는 영구자석의 자기장 세기가 155 Oe 이하 값을 갖는 거리인 3 mm로 선정하였다[10].
맥파전달속도 측정에 대한 임상시험의 대상자는 상지대학교 한방의료공학과 학부학생과 대학원생 이었으며 나이는 20대 전후 반으로 분포되게 하였다. 실험방법은 편안하게 앉은 자세를 취하고 먼저 요골동맥의 맥진파형을 얻기 위하여 집게형 맥진기의 중심부인 실리콘 라테스 중앙에 있는 영구자석을 손목 요골동맥의 “관” 점에 닿게하여 맥파신호가 가장 크게 나타나게 맥진기를 착용하였다.
자기장을 센싱하는 홀소자는 자기장의 세기에 선형적인 특성을 갖고 있으면서 감도가 우수한 Allegro사의 A1395 Linear Type을 사용하였다. 자기장의 세기에 선형적으로 비례한 신호는 10 mV/Oe의 감도를 갖는다.

후속연구

이는 좌심실 비대, 혈관 손상 등의 합병증을 일으켜 이로 인한 사망에 중요한 역할을 할 것으로 여겨지며 전형적으로 심혈관병 발생을 예측 하는데 중요한 인자가 될 수 있을 것이다[20, 21]. 맥파전달 속도 측정에서 가장 중요한 것은 사용하는 재현성과 신뢰성 있는 맥파를 획득하는 맥진기의 특성과 그 작동 원리를 잘 이해하여야 정확한 측정이 가능하므로 본 연구에 사용된 영구자석과 홀소자가 구비된 집게형 맥진기의 활용성이 높이 평가될 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	사람의 심혈관계의 상태와 심장의 운동이 어떠한지 알 수있는 비관혈적인 방법은?	사람의 심혈관계의 상태와 심장의 운동이 어떠한지 알 수있는 비관혈적인 방법으로는 사람의 손목이나 팔뚝과 허벅지에 가압 커프형 혈량계(plethysmograph)를 착용하여 혈류량이나 맥파의 변화를 분석하여 얻은 맥파전달속도로 동맥경화도를 판단하는 방법이 있다[1-3]. 가압 없이 비가압형(cuffless type)으로 일정 압력을 유지하여 혈압과 맥박수를 측정하는 것이 어렵고, 비록 측정한 값이 있더라도 정확도가 낮다.
	맥진이란?	한의학은 한국에서 고대로부터 발달해 온 의학으로서 수천년 임상의 결과물이라 할 수 있다. 한의학의 중요한 진단 방법의 하나인 맥진은 요골동맥의 촌, 관, 척을 짚어 환자의 내부 장기의 상태를 판단한다. 맥진은 의사마다 주관적인 판단으로 이루어지고 있어서 맥진이 보다 과학적인 접근을 통한 정확한 판단이 필요한 이유이다.
	간편하게 심혈관 상태를 모니터링 할 수 있는 진단기기의 개발이 유비쿼터스 헬스케어 산업을 위한 필수 전제조건인 이유는?	사람의 심혈관계의 상태와 심장의 운동이 어떠한지 알 수있는 비관혈적인 방법으로는 사람의 손목이나 팔뚝과 허벅지에 가압 커프형 혈량계(plethysmograph)를 착용하여 혈류량이나 맥파의 변화를 분석하여 얻은 맥파전달속도로 동맥경화도를 판단하는 방법이 있다[1-3]. 가압 없이 비가압형(cuffless type)으로 일정 압력을 유지하여 혈압과 맥박수를 측정하는 것이 어렵고, 비록 측정한 값이 있더라도 정확도가 낮다. 재현성 있는 생명 정보의 정확도가 낮은 경우에는 의료기기를 통한 진단에 필요한 정보로 사용할 수 없다. 따라서 간편하게 심혈관 상태를 모니터링 할 수 있는 진단기기의 개발은 곧 다가올 유비쿼터스 헬스케어 산업을 위한 필수 전제조건이다[4, 5].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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