KR102541914B1 - In-ear type biological signal measuring instrument - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인이어 타입의 생체신호 측정기를 개시한다. 이러한 본 발명은 측정 대상자의 두 손이 자유롭고 이동에 제약이 없도록 귀속으로 장착되는 인이어(In-EAR) 타입으로 낙상 감지부를 포함하는 것이고, 이에 따라 측정 대상자의 생체신호인 체온, 심박수, 산소 포화도 등을 실시간으로 연속하여 자동 측정한 후 이를 전송 처리하면서, 일반 측정 대상자는 물론, 신체 움직임이 자유롭지 못하거나 소통이 어려운 특정 측정 대상자의 생체 변화 또는 낙상 유무를 실시간 모니터링하고, 모니터링 결과에 따른 측정 대상자의 생체 변화가 위험 요소로 판단시 신속한 후속조치가 이루어지도록 하는 등 측정 대상자의 생체 변화에 따른 예후 예측으로 즉각적인 대응 및 응급 상황 예방 효과를 기대하는 것이다.The present invention discloses an in-ear type bio-signal measurer. The present invention is an in-ear type that is mounted in the ear so that the two hands of the subject are free and there is no restriction on movement, and includes a fall detector, and accordingly, the body temperature, heart rate, and oxygen saturation, which are the biosignals of the subject, are measured. After continuously and automatically measuring the back in real time, it is transmitted and processed to monitor in real time the biological changes or the presence or absence of falls of not only general measurement subjects but also specific measurement subjects who are unable to move freely or have difficulty communicating. It is expected to respond immediately and prevent emergency situations by predicting the prognosis according to the biometric changes of the subject to be measured, such as prompt follow-up when the biological change of the subject is judged as a risk factor.
Description
본 발명은 생체신호를 측정하는 기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 귀속으로 장착되는 인이어(In-EAR) 타입의 측정기를 제공하고 이를 통해 측정 대상자의 생체신호(예; 체온, 심박수, 산소 포화도 등)을 실시간으로 자동 측정할 수 있도록 하는 인이어 타입의 생체신호 측정기에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring bio-signals, and more particularly, to provide an in-ear type measuring device mounted in the ear, through which the bio-signals of a subject to be measured (e.g., body temperature, heart rate, oxygen saturation) are provided. etc.) relates to an in-ear type bio-signal measuring device capable of automatically measuring in real time.
일반적으로, 생체신호 측정기는 신체의 체온(temperature), 심박도(pulse), 산소포화도(oximeter) 등과 같은 생체신호(bio-signal)를 측정하기 위한 것으로, 이러한 생체신호 측정기는 의료 현장에서 사용되거나 다양한 제품에 적용되면서 일상생활에서도 사용되기도 한다.In general, bio-signal measuring devices are for measuring bio-signals such as body temperature, pulse, and oximeter, and these bio-signal measuring devices are used in medical settings or It is applied to various products and is also used in daily life.
즉, 의료 현장에서 활용되는 생체신호 측정기는 전문적인 의료장비로서, 이는 보호자 및 의료진과의 의사 소통에 어려움을 겪는 뇌병변 장애, 청각 장애, 언어 장애, 호흡기 장애 등을 가지는 장애인이나 환자, 또는 일반 생활에서 의사소통 뿐 아니라 위급상황에서도 자신의 신체 상태를 제대로 인지하지 못하고 상태를 표현하지 못하는 측정 대상자들에게 사용되고 있다.In other words, the bio-signal measuring device used in the medical field is a professional medical device, which is used for patients with brain lesions, hearing disabilities, language disorders, respiratory disorders, etc. who have difficulty communicating with guardians and medical staff, or general It is used not only for communication in life, but also for measurement subjects who do not properly recognize their physical condition and cannot express their condition even in emergency situations.
그러나, 의료 현장에서 활용되는 생체신호 측정기는 병원 등에서 사용하는 경우 하루 2차례 반드시 측정해야 하나, 불안정한 환자의 경우 1∼2시간 간격으로 자주 측정하여 환자나 의료진 불편함 존재하고, 특히, 야간에 아이가 열이 나는 경우에는 부모의 입장에서 아이 곁에서 주기적으로 체온을 계속 체크해야 하기 때문에 부모가 잠을 못자고 상황 발생하며, 환자 또한 충분히 쉬지 못하고 계속 생체신호를 측정해야 하므로 수면을 방해 받는 상황으로 질병의 치료나 회복에도 좋지 않은 영향이 주었다.However, bio-signal monitors used in medical settings must be measured twice a day when used in hospitals, etc., but in the case of unstable patients, they are measured frequently at 1-2 hour intervals, causing inconvenience to patients and medical staff, especially children at night. In the case of fever, parents cannot sleep because they have to check the body temperature regularly by the side of the child, and the patient cannot rest enough and has to continuously measure the vital signs. It also had a negative effect on treatment and recovery.
또한, 병원 등에서 사용하는 생체신호 측정기는 자동적인 측정이 아니라 의료진에 의해 직접 수동적인 측정이 되므로 매우 비효율적이고, 생체신호를 재는 시점에 따라 이상이 발견된 수도 있고 그냥 지나치는 경우도 많았다.In addition, bio-signal measuring devices used in hospitals are not automatic measurements, but are directly measured manually by medical staff, so they are very inefficient.
더불어, 의료 현장에서 사용되는 모든 생체신호 측정기들은 모두 장애인 및 환자의 손놀림을 제약하는 관계로, 독서나 스마트폰 등의 개인 일상생활을 방해하면서, 두 손이 자유롭지 못한 신체의 구속이 있으며, 이동하거나 화장실을 갈 때에도 탈부착을 반복해야 하는 등 불편함이 있었다.In addition, all bio-signal measurers used in the medical field restrict the hand movements of the disabled and patients, interfering with personal daily life such as reading or using smartphones, and there are physical restraints in which both hands are not free, Even when going to the bathroom, it was inconvenient to have to put on and take off repeatedly.
한편, 일상생활에서 활용되는 생체신호 측정기는 다양한 제품(예; 마우스, 신발, 머리띠, 목걸이, 손목시계, 의류, 헤드셋 등)에 적용되어 활용되는 것으로, 이는 착용에 대한 번거로움이 있고, 생체신호 측정시마다 신체 일부를 측정모듈에 접촉시켜야 하는 불편함이 있고, 특히 생체신호를 연속하여 자동 측정할 수는 없으므로 생체신호에 대한 실시간 모니터링이 이루어질 수 없게 되면서, 신체 움직임이 자유롭지 못하거나 소통이 어려운 특정 측정 대상자에 대한 건강 관리를 제대로 수행하지 못하는 어려움이 있었다.On the other hand, bio-signal measurers used in daily life are applied to and utilized in various products (e.g., mouse, shoes, headband, necklace, wristwatch, clothing, headset, etc.), which are cumbersome to wear and bio-signal It is inconvenient to have a part of the body in contact with the measurement module every time it is measured, and in particular, biosignals cannot be continuously and automatically measured, so real-time monitoring of biosignals cannot be performed. There was a difficulty in properly performing health care for the measurement target.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 측정 대상자의 두 손이 자유롭고 이동에 제약이 없도록 귀속으로 장착되는 인이어(In-EAR) 타입의 측정기를 구성함으로써, 측정 대상자의 생체신호인 체온, 심박수, 산소 포화도 등을 실시간으로 연속하여 자동 측정하여, 일반 측정 대상자는 물론, 신체 움직임이 자유롭지 못하거나 소통이 어려운 특정 측정 대상자의 생체 변화를 실시간 모니터링하고, 모니터링 결과에 따른 측정 대상자의 생체 변화가 위험 요소로 판단시 신속한 후속조치가 이루어질 수 있도록 하는 인이어 타입의 생체신호 측정기를 제공하려는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to configure an in-ear type measuring instrument mounted in the ears so that the two hands of the subject are free and there are no restrictions on movement, so that the subject's body temperature, heart rate, and oxygen are the biosignals of the subject. Saturation, etc. are continuously and automatically measured in real time, real-time monitoring of biological changes of general measurement subjects as well as specific measurement subjects with limited body movement or communication difficulties. It is intended to provide an in-ear type bio-signal measuring device that enables prompt follow-up upon judgment.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 인이어 타입의 생체신호 측정기에 낙상 감지부를 구성하면서, 신체 움직임이 자유롭지 못하거나 소통이 어려운 특정 측정 대상자의 낙상 유무를 실시간 감지할 수 있도록 하고, 이를 통해 측정 대상자에 대한 위험 요소 발생시 신속한 대응이 이루어질 수 있도록 하는 인이어 타입의 생체신호 측정기를 제공하려는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to configure a fall detection unit in an in-ear type bio-signal measurer so as to detect in real time the presence or absence of a fall of a specific measurement subject who is not free in body movement or has difficulty communicating, and through this, measurement An object of the present invention is to provide an in-ear type bio-signal measuring device that enables rapid response when a risk factor occurs for a subject.
본 발명의 과제 해결 수단인 인이어 타입의 생체신호 측정기는, 귀에 착용되는 인이어 타입의 측정몸체; 상기 측정몸체의 내부에 수용되며 구동전원을 공급하는 배터리; 상기 측정몸체의 내부에 수용되면서 상기 배터리와 전기적 접속이 이루어지며, 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호를 측정하는 측정모듈; 및, 상기 측정몸체의 내부에 수용되면서 상기 배터리 및 상기 측정모듈과 연결되고, 상기 측정모듈로부터 측정되는 착용자의 생체 신호를 전송하는 제 1 송수신부; 를 포함하는 것이다.The in-ear type bio-signal measuring device, which is a means for solving the problems of the present invention, includes an in-ear type measuring body worn on the ear; a battery accommodated inside the measuring body and supplying driving power; a measurement module that is accommodated inside the measurement body, is electrically connected to the battery, and measures a wearer's biosignal through an ear canal; and a first transmission/reception unit accommodated inside the measurement body, connected to the battery and the measurement module, and transmitting the wearer's biological signal measured by the measurement module. is to include
또한, 상기 측정몸체는, 상기 배터리와 상기 제 1 송수신부가 수용되는 몸체부와, 상기 측정모듈이 수용되는 프로브 팁을 포함하는 것이다.In addition, the measurement body includes a body portion accommodating the battery and the first transmission/reception unit, and a probe tip accommodating the measurement module.
또한, 상기 프로브 팁에는 상기 프로브 팁의 외주면을 감싸면서 상기 측정몸체의 이탈되는 것을 방지시키는 탄성재질의 엄브렐라 이어팁이 결합되는 것이다.In addition, an umbrella ear tip made of an elastic material is coupled to the probe tip to prevent separation of the measuring body while covering an outer circumferential surface of the probe tip.
또한, 상기 몸체부와 상기 프로브 팁에는 귀속에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 공기 유동홀이 관통 형성되는 것이다.In addition, an air flow hole through which heat generated in the ear is discharged to the outside is formed through the body portion and the probe tip.
또한, 상기 측정모듈은, 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호로서 체온을 측정하는 온도 측정센서; 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호로서 심박수를 측정하는 심박수 측정 센서; 및, 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호로서 산소 포화도를 측정하는 산소 포화도 측정센서; 를 포함하는 것이다.In addition, the measurement module may include a temperature measurement sensor for measuring body temperature as a wearer's biosignal through the ear canal; a heart rate measurement sensor that measures a heart rate as a physiological signal of the wearer through an ear canal; and an oxygen saturation measurement sensor that measures oxygen saturation as a vital signal of the wearer through the ear canal. is to include
또한, 상기 온도측정센서와 상기 심박수 측정센서는 체온 조절을 담당하는 시상하부와 동일한 혈관을 공유하는 고막으로부터 체온과 심박수를 각각 측정하는 심박체온 바이오 센서인 것이다.In addition, the temperature measurement sensor and the heart rate measurement sensor are heart rate body temperature biosensors that respectively measure body temperature and heart rate from an eardrum that shares the same blood vessel as the hypothalamus responsible for body temperature regulation.
또한, 상기 산소 포화도 측정센서는 외이도 표면을 통해 혈중 산소포화도를 측정하는 SpO2센서인 것이다.In addition, the oxygen saturation measurement sensor is an SpO 2 sensor that measures blood oxygen saturation through the surface of the ear canal.
또한, 상기 측정모듈에는 귀속 외이도를 통해 착용자의 움직임을 감지하는 움직임 감지센서; 를 더 포함하는 것이다.In addition, the measurement module includes a motion detection sensor for detecting the wearer's motion through the ear canal; It is to include more.
또한, 상기 움직임 감지센서는 3축 가속도 센서 또는 기울기 센서인 것이다.In addition, the motion detection sensor is a 3-axis acceleration sensor or a tilt sensor.
또한, 상기 측정모듈에는 외부 충격을 감지하는 충격감지센서; 를 더 포함하는 것이다.In addition, the measurement module includes an impact sensor for detecting an external impact; It is to include more.
이와 같이, 본 발명은 측정 대상자의 두 손이 자유롭고 이동에 제약이 없도록 귀속으로 장착되는 인이어(In-EAR) 타입으로 낙상 감지부를 포함하는 생체신호 측정기를 구성한 것이며, 이를 통해 측정 대상자의 생체신호인 체온, 심박수, 산소 포화도 등을 실시간으로 연속하여 자동 측정한 후 이를 전송 처리하면서, 일반 측정 대상자는 물론, 신체 움직임이 자유롭지 못하거나 소통이 어려운 특정 측정 대상자의 생체 변화 또는 낙상 유무를 실시간 모니터링할 수 있고, 모니터링 결과에 따른 측정 대상자의 생체 변화가 위험 요소로 판단시 신속한 후속조치가 이루어지도록 하는 등 측정 대상자의 생체 변화에 따른 예후 예측으로 즉각적인 대응 및 응급 상황 예방 효과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, the present invention constitutes an in-ear type bio-signal measuring device including a fall detection unit mounted on the ears so that both hands of the subject are free and there is no restriction in movement, and through this, the bio-signal of the subject is measured. Human body temperature, heart rate, oxygen saturation, etc. are continuously and automatically measured in real time and transmitted and processed, real-time monitoring of biological changes or falls of not only general measurement subjects but also specific measurement subjects who are unable to move freely or have difficulty communicating. It is possible to expect immediate response and emergency prevention effect by predicting the prognosis according to the change in the subject's body, such as prompt follow-up when the change in the subject's body according to the monitoring results is judged to be a risk factor.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 실시예로 인이어 타입의 생체신호 측정기 구조를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예로 인이어 타입의 생체신호 측정기 구조를 보인 단면 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예로 인이어 타입의 생체신호 측정기에 대한 개략적인 블럭 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예로 생체신호 모니터링 시스템에 대한 개략적인 블럭 구성도.1 is a perspective view showing the structure of an in-ear type bio-signal measurer according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an in-ear type bio-signal measurer according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic block diagram of an in-ear type bio-signal measurer according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic block diagram of a bio-signal monitoring system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, in the embodiments of the technical idea of the present invention, it is not limited to the embodiments disclosed below, and may be implemented in various different forms, but only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the technology to which the present invention belongs It is provided to completely inform those skilled in the art of the scope of the invention, and is only defined by the scope of the claims in the embodiments of the technical idea of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 필요한 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.In addition, the embodiments described in this specification will be described with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. Therefore, embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in necessary forms. For example, a region shown as a right angle may be rounded or have a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have schematic properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of the region of the device and are not intended to limit the scope of the invention.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.Like reference numbers designate like elements throughout the specification. Accordingly, the same reference numerals or similar reference numerals may be described with reference to other drawings, even if not mentioned or described in the drawings. Also, even if reference numerals are not indicated, description may be made with reference to other drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예로 인이어 타입의 생체신호 측정기 구조를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 인이어 타입의 생체신호 측정기 구조를 보인 단면 개략도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 인이어 타입의 생체신호 측정기에 대한 개략적인 블럭 구성도를 도시한 것이다.1 is a perspective view showing the structure of an in-ear type bio-signal measurer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an in-ear type bio-signal measurer according to an embodiment of the present invention, and FIG. It shows a schematic block diagram of an in-ear type bio-signal measurer as an embodiment of.
첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인이어 타입의 생체신호 측정기(100)는, 귀에 장착되는 인이어(In-EAR) 타입의 구조물로서, 착용자의 생체 신호를 실시간으로 연속 자동 측정하여 전송하는 것이며, 측정몸체(10), 배터리(20), 측정모듈(30), 제 1 송수신부(40)를 포함하는 것이다.1 to 3, the in-ear
상기 측정몸체(10)는 귀에 착용되는 인이어 타입으로, 상기 배터리(20)와 상기 제 1 송수신부(40)가 수용되는 몸체부(11)와, 상기 측정모듈(30)이 수용되는 프로브 팁(12), 그리고 상기 프로브 팁(12)에 결합되는 것으로 상기 프로브 팁(12)의 외주면을 감싸면서 상기 측정몸체(10)가 귀에서 이탈되는 것을 방지시키는 탄성재질의 엄브렐라 이어팁(13)을 포함할 수 있는 것이다.The
여기서, 상기 몸체부(11)와 상기 프로브 팁(12)에는 공기 유동홀(14)이 관통 형성되며, 이는 귀속에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위함인 것이다.Here, an
한편, 상기 측정몸체(10)는 표준 귓본(예; 성인용, 유아용)으로 표준 쉘을 완성하여 사이즈에 맞는 상기 엄브렐라 이어팁(13)을 활용하여 누구나 쉽게 착용할 수 있도록 한 것으로, 상기 배터리(20)를 통한 구동전원 공급은 도면에는 상기 몸체부(11)에 형성되는 버튼(15)의 조작을 통해 필요시에만 이루어지도록 하는 것이고, 상기 엠브렐라 이어팁(13)을 통해 귀막힘을 방지하면서 상기 측정몸체(10)를 착용시 발생하는 난청 등을 최소화할 수 있도록 한 것이다.On the other hand, the
상기 배터리(20)는 상기 측정몸체(10)에 포함되는 상기 몸체부(11)의 내부에 수용되면서, 상기 측정모듈(30)과 상기 제 1 송수신부(40)에 필요한 구동전원을 공급하는 것이다.The
일예로, 상기 배터리(20)는 리튬이온충전 배터리이거나, 일회용으로서 13A Zic(아연) 또는 312A Zic(아연)이고, 사용 시간은 하루 8시간 기준 약 3일 사용 가능한 것이다.For example, the
여기서, 상기 312A Zic(아연) 배터리는 무수은으로서 전압은 145V, 용량은 180mAh, 무게는 058g인 것이고, 상기 13A Zic(아연) 배터리는 무수은으로서 전압은 145V, 용량은 310mAh, 무게 083g인 것이다.Here, the 312A Zic (zinc) battery is mercury-free, the voltage is 145V, the capacity is 180mAh, and the weight is 058g, and the 13A Zic (zinc) battery is mercury-free, the voltage is 145V, the capacity is 310mAh, and the weight is 083g.
한편, 상기 몸체부(11)의 내부에 상기 배터리(20)를 수용시, 상기 몸체부(11)에는 탈부착이 가능한 덮개(11a)를 가질 수 있는 것이다.On the other hand, when the
상기 측정모듈(30)은 상기 측정몸체(10)에 포함되는 상기 프로브 팁(12) 내부에 수용되면서 상기 배터리(20)와 전기적 접속이 이루어진 것으로, 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호를 측정하며, 온도측정센서(31), 심박수 측정센서(32), 산소 포화도 측정센서(33)를 포함하고, 이에 더하여 움직임 감지센서(34)와 충격감지센서(35)를 더 포함할 수도 있는 것이다.The
상기 온도측정센서(31)는 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호로서 최소 침습적 방법으로 체온을 측정하는 것이고, 상기 심박수 측정센서(32)는 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호로서 심박수를 측정하는 것이다.The
여기서, 상기 온도측정센서(31)와 상기 심박수 측정센서(32)는 체온 조절을 담당하는 시상하부와 동일한 혈관을 공유하는 고막으로부터 체온과 심박수를 각각 측정하는 심박체온 바이오 센서인 것이다.Here, the
즉, 정상적인 고막 체온은 보통 구강 체온보다 03∼06℃ 높은 것으로 알려져 있는데, 이는 시상 하부를 지배하는 것과 동일한 혈관 동맥을 공유하기 때문인 것이다.That is, it is known that the normal tympanic temperature is 03 to 06° C. higher than the normal oral temperature, because it shares the same blood vessel artery that governs the hypothalamus.
상기 산소포화도 측정센서(33)는 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호로서 산소 포화도를 측정하는 것으로, 이는 외이도 표면을 통해 혈중 산소포화도를 측정하는 SpO2센서일 수 있는 것이다.The oxygen
상기 움직임 감지센서(34)는 귀속 외이도를 통해 착용자의 움직임을 감지하는 것으로, 이는 3축 가속도 센서 또는 기울기 센서일 수 있는 것이다.The
즉, 상기 움직임 감지센서(34)는 착용자가 생체신호 측정기(100)를 귀에 착용한 상태에서 착용자의 자세 변화를 감지하는 것이며, 상기 자세 변화가 기준 범위를 초과하여 급격하게 변화시 이를 낙상으로 판단할 근거를 제공하기 위함인 것이다.That is, the
상기 충격감지센서(35)는 귀에 장착된 상기 생체신호 측정기(100)가 이탈하면서 충격이 발생시 그 충격량을 감지하는 것이며, 상기 충격량이 기준 범위를 초과시 이를 분리 이탈로 판단할 근거를 제공하기 위함인 것이다.The
즉, 상기 충격감지센서(35)는 귀로부터 생체신호 측정기(100)가 분리 이탈되어 분실되는 것을 방지하기 위함인 것이다.That is, the
상기 제 1 송수신부(40)는 상기 측정몸체(10)에 포함되는 상기 몸체부(11)의 내부에 수용되면서 상기 배터리(20) 및 상기 측정모듈(30)과 연결되고, 상기 측정모듈(30)로부터 측정되는 착용자의 생체 신호를 첨부된 도 4에 도시된 중계 단말(200)에 전송하도록 구성될 수 있으며, 이는 MQTT 프로토콜 기반의 블루투스 또는 비콘 송수신장치일 수 있는 것이다.The
즉, 본 발명의 실시예에 따른 인이어 타입의 생체신호 측정기(100)는 첨부된 도 1 내지 도 4에서와 같이, 데이터 전 주기(수집-분석-가공-정제-추출)에 의한 모니터링 체계에서 환자의 위급한 상황 발생시 병원 관계자나 환자 가족의 단말(400)에 실시간으로 전송하는 응급 구조 모드, 그리고 빅데이터의 비식별화된 데이터셋을 활용한 추론(예측) 모델을 개발하여 환자 건강 상태 호전 또는 악화의 추이 분석 및 이를 통한 지능형 의료지원 가이드를 구축하는 건강 관리 모드를 구현하기 위한 것이다.That is, the in-ear
이에따라, 상기 중계 단말(200)은 게이트웨이(Gateway) 기능을 담당하는 것으로, 상기 생체신호 측정기(100)에 포함되는 상기 측정모듈(30)에서 실시간으로 연속하여 자동 측정되어 전송되는 생체 신호를 수집한 후 이를 상기 모니터링 서버(300)에 전송하는 것이며, 제 2 송수신부(210), 통신부(220), 보안키모듈(230)을 포함할 수 있음이다.Accordingly, the
상기 제 2 송수신부(210)는 상기 제 1 송수신부(40)와 통신하며, 상기 제 1 송수신부(40)를 통해 수신하는 착용자의 생체 신호 또는 움직임 감지신호를 수집하는 것으로, 이는 상기 제 1 송수신부(40)와 동일하게 MQTT 프로토콜 기반의 블루투스 또는 비콘 송수신장치인 것이다.The second transmission/
상기 통신부(220)는 상기 제 2 송수신부(210)와 통신 연결되며, 수집된 생체신호 또는 움직임 감지신호를 상기 모니터링 서버(300)로 전송하는 것이다.The
일예로, 상기 통신부(220)는 상위 서버인 상기 모니터링 서버(300)와의 통신을 위한 CDMA 또는 LTE 통신장비인 LAN, 그리고 현장 또는 단거리 디바이스 간의 통신을 위한 Wifi 프로토콜이 적용될 수 있으며, 이에 더하여 펌웨어(Firmware) 개발 및 디버깅 포트로 사용되는 USB, RS-232포트로서 서드 파티(Third party) 연결이 존재할 경우 사용하는 Eia232이 적용될 수도 있는 것이다.For example, the
상기 보안키모듈(230)은 수집된 생체 신호 또는 움직임 감지신호가 상기 통신부(220)를 통해 상기 모니터링 서버(300)에 전송될 때 그 전송되는 정보를 암호화시키도록 하는 것이다.The security
상기 모니터링 서버(300)는 상기 중계 단말(200)로부터 수집되어 전송되는 생체 신호에 따라 착용자의 생체 변화를 실시간 모니터링하고, 착용자의 생체 변화에 따른 예후를 분석하는 인공지능 플랫폼 기반으로 구축된 것이며, 데이터 베이스(310), 정보 분석부(320), 정보 알림부(330)를 포함하고, 이에 더하여 모델링 처리부(340), 학습정보 처리부(350)를 더 포함할 수 있는 것이다.The
상기 데이터 베이스(310)는 상기 중계 단말(200)에 의해 수집되어 전송되는 생체 신호 또는 움직임 감지신호를 저장하는 것으로, 상기 데이터 베이스(310)에는 상기 생체신호 측정기(100)에 대한 등록정보가 저장되며, 상기 등록정보는 생체신호 측정기(100)에 대한 고유코드 및 착용자 정보(예; 신상정보, 병명 등)를 포함할 수 있는 것이다.The
상기 정보 분석부(320)는 상기 데이터 베이스(310)에 저장되는 생체 신호 또는 움직임 감지 신호의 상관 관계를 실시간 모니터링을 통해 분석하여 생체 신호의 이상 유무 또는 낙상 유무를 판단하는 인공지능 기반의 분석알고리즘이 탑재된 것이다.The
즉, 상기 정보 분석부(320)에 탑재된 상기 인공지능 기반의 분석알고리즘은 적응형 주성분 분석법(Adaptive Principal Component Analysis, APCA)을 이용하여 실시간으로 측정되는 적어도 하나 이상의 생체 신호에 대한 상관성을 추출하여 착용자의 생체 변화 이상 유무를 판단할 수 있음은 물론, 시간 이력 곡선을 이용하여 실시간으로 측정되는 적어도 하나 이상의 착용자 움직임에 따른 자세 변화 상관성을 추출하여 착용자의 낙상 유무를 판단할 수 있는 것이다.That is, the artificial intelligence-based analysis algorithm loaded in the
상기 정보 알림부(330)는 상기 정보 분석부(320)에 의해 분석되는 생체 신호의 이상 유무 또는 낙상 유무의 정보를 기등록된 단말(400)에 통지할 수 있도록 하는 것이다.The
즉, 상기 정보 알림부(330)는 상기 정보 분석부(320)를 통해 분석되는 생체신호가 기 설정된 수치보다 높은 경우에는 생체신호의 이상신호를 기등록된 상기 단말(300)에 전송하게 되면서, 보호자 또는 의료진은 착용자의 건강상태를 모니터링할 수 있는 것이다.That is, the
여기서, 상기 단말(400)은 보호자 또는 의료진의 휴대용 통신단말 또는 컴퓨터 단말일 수 있으며, 이에 상기 단말(400)에는 상기 모니터링 서버(300)로부터 통지하는 정보를 수신하도록 상기 모니터링 서버(300)에서 제공하는 어플리케이션(410)이 설치될 수 있는 것이다.Here, the terminal 400 may be a portable communication terminal or a computer terminal of a guardian or medical staff, and thus the terminal 400 is provided by the
상기 모델링 처리부(340)는 상기 정보 분석부(320)에 의해 이루어지는 상관 관계의 분석 모델을 생성한 후 상기 데이터 베이스(310)에 저장하는 것이고, 상기 학습정보 처리부(350)는 상기 정보 분석부(320)에 의해 분석되는 상관 관계의 정보를 기준으로 판단되는 생체 변화 이상 유무 또는 낙상 유무의 결과를 학습하고 그 학습 결과를 상기 데이터 베이스(310)에 저장하는 것이다.The
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인이어 타입의 생체신호 측정기(100)는 첨부된 도 1 내지 도 4에서와 같이, 귀속에 장착하여둔 상태에서 버튼(15)을 통해 상기 생체신호 측정기(100)를 활성화시킨다.As described above, the in-ear
그러면, 상기 생체신호 측정기(100)에 포함되는 측정모듈(30)에서 착용자의 체온과 심박수 및 산소포화도를 자동으로 연속하여 실시간 측정할 수 있고, 실시간 측정된 생체신호는 중계단말(200)에 의해 수집된 후 모니터링 서버(300)로 전송 처리되면서, 상기 모니터링 서버(300)는 착용자의 생체신호를 분석하여 생체 변화에 대한 이상 유무 또는 움직임의 자세 변화에 따른 낙상 유무는 물론, 상기 생체신호 측정기(100)가 귀속으로부터 분리 이탈되었는지를 실시간 모니터링할 수 있게 되는 것이다.Then, the
따라서, 상기와 같은 실시간 모니터링을 통해 "입원환자의 경과 진행 상황 감지에 활용" 또는 "외래진료와 원격진료에 활용"이 가능하게 되는 것이다.Therefore, through the real-time monitoring as described above, it is possible to "use for detecting the progress of an inpatient" or "use for outpatient and remote medical treatment".
즉, 입원환자의 경과 진행 상황 감지에 활용하는 경우, 입원환자의 생체신호인 체온(temperature), 심박도(pulse), 산소포화도(oximeter) 등을 자동으로 연속하여 측정 및 수집하고 저장하면, 의료진의 업무와 보호자 또는 간병인의 부담이 경감되는 효과를 기대할 수 있음은 물론, 착용자의 생체신호 실시간 분석을 통해 환자의 상태를 자동으로 파악하고 경과 및 예후를 예측하여 즉각적인 대응 및 응급상황 예방에 기여할 수 있는 한편, 낙상, 질환 악화, 합병증 발생 등 생체신호의 실시간 분석을 통해 의료진의 업무시간 외에도 환자의 상태를 파악하고 적은 인력으로도 최대한의 의료 서비스를 제공하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.In other words, when it is used to detect the progress of an inpatient, the biosignal of the inpatient, such as body temperature, heart rate, pulse, oximeter, etc., is automatically and continuously measured, collected, and stored. Not only can the effect of reducing the burden of work and guardians or caregivers can be expected, but also contributes to immediate response and emergency prevention by automatically identifying the patient's condition and predicting the progress and prognosis through real-time analysis of the wearer's biosignal. On the other hand, through real-time analysis of bio-signals such as falls, aggravation of diseases, and occurrence of complications, the effect of providing the maximum medical service with a small number of personnel can be expected by identifying the patient's condition outside of the medical staff's working hours.
더불어, 외래진료와 원격진료에 활용하는 경우에는, 환자의 외래 내원시 병원내 의료정보시스템과 연계하여 진료 예약 과정을 단축시킬 수 있음은 물론, 병원에 재내원하는 생체신호 측정기(100) 부착 환자의 생체신호 분석을 통해 발열 등 전염병 감염 가능성을 병원에 들어오기 전 인지하고 분류하고, 퇴원 환자의 인이어 생체신호 측정기(100)를 통한 생체신호 데이터 수집 및 모니터링이 가능할 수 있는 것이다.In addition, in the case of using it for outpatient treatment and remote medical treatment, it is possible to shorten the treatment reservation process by linking with the medical information system in the hospital when the patient visits the hospital, Via bio-signal analysis, it is possible to recognize and classify the possibility of infectious disease infection such as fever before entering the hospital, and to collect and monitor bio-signal data through the in-ear bio-signal measuring
이에따라, 본 발명의 실시예에 따른 생체신호 모니터링 시스템은, 일반 병원, 요양 병원에 입원 중인 환자가 1일 2회 간호사가 체온, 심박수를 측정하는 종래의 측정 방법에 대하여 환자의 상태에 따라 수시로 측정하는 경우 이를 대체할 수 있는 효율적 운영방법을 제공할 수 있음은 물론, 외래 진료 처방 후 다음 내원 시까지 경과를 지켜봐야 하는 환자. 특히 노인, 유아 등 자가 진단 또는 자기 의사 표현이 부족하여 보호자의 상시 관리가 필요로 하는 환자의 상태를 관리 가능하고, 특히 코로나와 같은 감염 질환자의 중환자실은 코호트 격리 상태이어서 의료 간호진이 환자의 생체신호 측정을 위해 방호복으로 무장한 상태에서 여러 출입절차를 거쳐야 하는 준비 및 절차적 업무 비중이 상대적으로 경감시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.Accordingly, the bio-signal monitoring system according to an embodiment of the present invention measures the body temperature and heart rate of a patient admitted to a general hospital or nursing hospital at any time according to the patient's condition, in contrast to the conventional measurement method in which a nurse measures the body temperature and heart rate twice a day. In addition to providing an efficient operation method that can replace this, patients who need to observe the progress until the next visit after outpatient treatment prescription. In particular, it is possible to manage the condition of patients who need constant care by guardians due to lack of self-diagnosis or self-expression, such as the elderly and infants. The effect of relatively reducing the proportion of preparation and procedural work that requires going through various entry and exit procedures while armed with protective clothing for measurement can be expected.
이상에서 본 발명의 인이어 타입의 생체신호 측정기에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.In the above, the technical concept of the in-ear type bio-signal measurer of the present invention has been described together with the accompanying drawings, but this is an exemplary description of the best embodiment of the present invention, but does not limit the present invention.
따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.Therefore, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and various modifications can be made by anyone having ordinary knowledge in the art to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course it is possible, and such variations are within the scope of the claims.
10; 측정몸체 11; 몸체부
12; 프로브 팁 13; 엄블렐라 이어팁
14; 공기 유동홀 20; 배터리
30; 측정모듈 31; 온도측정센서
32; 심박수 측정센서 32; 산소 포화도 측정센서
34; 움직임 감지센서 35; 충격감지센서
40; 제 1 송수신부 100; 생체신호 측정기
200; 중계단말 210; 제 2 송수신부
220; 통신부 230; 보안키모듈
300; 모니터링 서버 310; 데이터 베이스
320; 정보 분석부 330; 정보 알림부
340; 모델링 처리부 350; 학습정보 처리부
400; 단말 410; 어플리케이션10; measuring
12;
14;
30;
32;
34;
40; a
200;
220;
300; monitoring
320;
340;
400;
Claims (10)
상기 측정모듈은, 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호 중 하나인 체온을 측정하는 온도 측정센서; 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호 중 하나인 심박수를 측정하는 심박수 측정 센서; 귀속 외이도를 통해 착용자의 생체 신호 중 하나인 산소 포화도를 측정하는 산소 포화도 측정센서; 및, 상기 프로브 팁이 귀로부터 이탈시 발생되는 충격을 감지하는 충격감지센서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인이어 타입의 생체신호 측정기.As an in-ear type worn on the ear, a measuring body composed of a probe tip and a body through which air flow holes are formed to dissipate heat generated in the ear to the outside; a battery accommodated inside the body and supplying driving power; a measurement module accommodated inside the probe tip, electrically connected to the battery, and measuring a wearer's biosignal through an ear canal; and a first transmission/reception unit that is accommodated inside the body and is connected to the battery and the measurement module and transmits the wearer's biological signal measured from the measurement module. including,
The measurement module may include: a temperature measurement sensor for measuring body temperature, which is one of the wearer's bio-signals, through the ear canal; a heart rate measurement sensor that measures heart rate, which is one of the wearer's vital signs, through the ear canal; an oxygen saturation measurement sensor that measures oxygen saturation, which is one of the wearer's vital signs, through the ear canal; and an impact sensor for detecting an impact generated when the probe tip is separated from the ear. In-ear type bio-signal measuring device comprising a.
상기 프로브 팁에는 상기 프로브 팁의 외주면을 감싸면서 상기 측정몸체의 이탈되는 것을 방지시키는 탄성재질의 엄브렐라 이어팁이 결합되는 것을 특징으로 하는 인이어 타입의 생체신호 측정기.According to claim 1,
The in-ear type biosignal measurer, characterized in that the probe tip is coupled with an umbrella ear tip made of an elastic material that covers an outer circumferential surface of the probe tip and prevents the measurement body from being separated.
상기 온도측정센서와 상기 심박수 측정센서는 체온 조절을 담당하는 시상하부와 동일한 혈관을 공유하는 고막으로부터 체온과 심박수를 각각 측정하는 심박체온 바이오 센서인 것을 특징으로 하는 인이어 타입의 생체신호 측정기.According to claim 1,
The temperature measuring sensor and the heart rate measuring sensor are in-ear type bio-signal measuring devices, characterized in that the heart rate body temperature biosensors respectively measure body temperature and heart rate from an eardrum that shares the same blood vessel as the hypothalamus in charge of body temperature control.
상기 산소 포화도 측정센서는 외이도 표면을 통해 혈중 산소포화도를 측정하는 SpO2센서인 것을 특징으로 하는 인이어 타입의 생체신호 측정기.According to claim 1,
The oxygen saturation measurement sensor is an in-ear type biosignal measuring device, characterized in that the SpO2 sensor for measuring blood oxygen saturation through the surface of the external auditory meatus.
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