KR20230107459A - Eye Patch Type Biosignal Measuring Device, Hypnograph System And Hypnograph Method Using The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템 및 이에 의한 수면측정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가정에서도 이용가능한 안대형 생체신호 측정장치를 이용하여 수면장애를 쉽게 진단할 수 있는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템 및 상기 수면측정 시스템으로 수면장애 환자의 수면측정을 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 착용이 간편한 안대형 생체신호 측정장치를 이용하여 가정에서도 수면다원검사의 동등성을 가질 수 있는 사전검사를 실시할 수 있는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 안대형 생체신호 측정장치를 이용하여 수면검사가 완료되면 수면측정 결과를 서버에서 전송받아 분석하여 사용자의 모바일 디바이스에서 수면검사의 결과를 확인할 수 있는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. The present invention relates to a sleep measurement system using an eyepatch-type bio-signal measuring device and a sleep measurement method using the same, and more particularly, to an eye patch-type bio-signal measuring device that can be used at home to easily diagnose sleep disorders. It relates to a sleep measuring system using a large bio-signal measuring device and a method of measuring sleep of a sleep disorder patient with the sleep measuring system.
The purpose of the present invention is to provide a sleep measurement system using an eyepatch-type biosignal measuring device that can perform a pre-test that can have the equivalent of a polysomnography at home using an eyepatch-type biosignal measuring device that is easy to wear. to be
In addition, the present invention uses an eyepatch-type biosignal measuring device that can check the sleep test result on a user's mobile device by receiving and analyzing the sleep measurement result from the server when the sleep test is completed using the eyepatch type biosignal measuring device. Another purpose is to provide a sleep measurement system.
Description
본 발명은 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템 및 이에 의한 수면측정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가정에서도 이용가능한 안대형 생체신호 측정장치를 이용하여 수면장애를 쉽게 진단할 수 있는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템 및 상기 수면측정 시스템으로 수면장애 환자의 수면측정을 하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sleep measurement system using an eyepatch-type bio-signal measuring device and a sleep measurement method using the same, and more particularly, to an eye patch-type bio-signal measuring device that can be used at home to easily diagnose sleep disorders. It relates to a sleep measuring system using a large bio-signal measuring device and a method of measuring sleep of a sleep disorder patient with the sleep measuring system.
수면은 우리 모두가 경험하는 자연적인 현상이다. 적절한 수면시간은 사람들마다 다르다. 정상적인 경우 신생아 때는 하루 16시간, 1세 때는 12~13시간 잠을 자며, 성인은 밤에 8시간, 노년기에는 6시간 정도의 잠을 잔다. 수면은 크게 넌렘(Non-REM)수면과 렘(REM)수면으로 나뉜다. 넌렘수면은 전체 수면의 75-80%를 차지하면서, 우리 몸의 신체적인 회복에 필요하다. 넌렘수면은 다시 4단계로 나뉘어져서 1, 2단계는 옅은 잠이고, 3, 4단계는 깊은 잠이다. 렘수면은 꿈을 꾸는 잠으로 알려져 있는데, 수면의 20-25%를 차지하며, 마음과 정신의 피로를 회복하는데 필요한 잠이다.Sleep is a natural phenomenon that we all experience. The appropriate amount of sleep varies from person to person. In normal cases, newborns sleep 16 hours a day, 12 to 13 hours at 1 year old, adults sleep 8 hours at night, and older adults sleep about 6 hours. Sleep is divided into non-REM sleep and REM sleep. Non-REM sleep accounts for 75-80% of total sleep and is necessary for the physical recovery of our body. Non-REM sleep is further divided into four stages: stages 1 and 2 are light sleep, and stages 3 and 4 are deep sleep. REM sleep is known as dreaming sleep, and it accounts for 20-25% of sleep, and is necessary for restoring mental and mental fatigue.
따라서, 여러 가지 원인에 의하여 잠이 부족하거나 깊은 잠과 렘수면이 적어지면 일상생활에 많은 장애를 초래한다. 수면장애의 종류는 불면증, 수면무호흡증, 수면과다증, 수면중 이상행동(Parasomnia), 수면주기장애 등과 그 외에도 수십 가지가 있다. 또한, 각 수면장애의 원인은 매우 다양하기 때문에 진단을 정확하게 하는 것이 중요하다. 섣불리 약을 복용하는 것은 치료를 더욱 어렵게 하거나, 수면장애 자체를 악화시켜서 뇌졸중이나 심근경색증과 같은 심각한 중증을 야기할 수도 있다. 수면장애의 진단에 가장 도움이 되는 검사가 수면다원검사이다. 수면다원검사(Polysomnography)는 수면장애를 진단하기 위한 검사로서, 수면 중 뇌파, 안구운동, 근육의 움직임, 호흡, 심전도 등을 종합적으로 측정하고 동시에 수면 상태를 비디오로 녹화한 후, 측정 및 녹화된 기록을 분석하여 수면과 관련된 질환을 진단하고 치료방침을 정하는데 사용되고 있다.Therefore, lack of sleep or low levels of deep sleep and REM sleep due to various causes cause many obstacles in daily life. There are dozens of other types of sleep disorders, including insomnia, sleep apnea, hypersomnia, abnormal behavior during sleep (parasomnia), and sleep cycle disorder. In addition, since the causes of each sleep disorder are very diverse, it is important to make an accurate diagnosis. Taking medicines hastily can make treatment more difficult or aggravate the sleep disorder itself, which can lead to serious complications such as stroke or myocardial infarction. The most helpful test for diagnosing sleep disorders is polysomnography. Polysomnography is a test for diagnosing sleep disorders. It comprehensively measures brain waves, eye movements, muscle movements, breathing, electrocardiogram, etc. It is used to analyze records to diagnose sleep-related diseases and to determine treatment policies.
수면다원검사는 1) 수면의 각 단계별로 자는 시간을 분석하여 수면의 질을 평가하며, 2) 나쁜 수면 중에는 근육이 계속 긴장하고 있으므로 신체 회복이 안 되기 때문에 수면 중의 근육 긴장도를 검사하며, 3) 수면무호흡증이나 심한 코골이가 있으면, 심장박동수의 변화가 매우 심해지고, 심장부정맥이 발생하기 때문에 수면 중 지속적인 심전도의 측정으로 수면 중의 심장의 활동을 모니터링하며, 4) 수면 중 좁은 기도가 일시적으로 막혀서 숨을 쉬지 못하는 것을 수면무호흡증이라 하는데, 수면 중 호흡량을 지속적으로 측정하여 호흡장애를 정확하게 평가하며, 5) 수면 중의 저산소증을 평가하기 위해 수면 중 혈중 산소량의 측정하며, 6) 수면 중의 코골이 정도를 측정하며, 7) 수면 중의 다리 경련을 감시하기 위해 다리 움직임을 관찰하며, 8) 수면장애를 분석하기 위해 수면 중의 몸의 위치를 감시하는 것 등으로 구성된다.Polysomnography is 1) evaluating the quality of sleep by analyzing the time spent sleeping in each stage of sleep, 2) examining muscle tension during sleep because the body is unable to recover because muscles are constantly tense during bad sleep, and 3) If there is sleep apnea or severe snoring, the change in heart rate becomes very severe and cardiac arrhythmias occur. Therefore, the activity of the heart during sleep is monitored by continuous electrocardiogram measurement during sleep. The inability to breathe is called sleep apnea. The breathing volume is continuously measured during sleep to accurately evaluate breathing disorders. 5) The amount of oxygen in the blood is measured to evaluate hypoxia during sleep. 7) observing leg movements to monitor leg cramps during sleep, and 8) monitoring body positions during sleep to analyze sleep disorders.
정확한 수면의 평가를 위해서는 병원에서 수면다원검사를 시행하게 된다. 수면다원검사를 받기 위해서 따로 병원을 방문하여 전문가의 관찰 아래 장비를 착용하고 수면하는 등 많은 비용과 불편이 있었다. 따라서, 별도로 병원을 방문하지 않고도 가정에서 수면의 취하면서 수면장애를 진단할 수 있는 방법에 대해서 더 많은 연구가 필요한 실정이다.To accurately evaluate sleep quality, polysomnography is performed in hospitals. There was a lot of cost and inconvenience, such as visiting a hospital separately to receive a polysomnography, wearing equipment and sleeping under the observation of an expert. Therefore, there is a need for more research on a method for diagnosing sleep disorders while sleeping at home without visiting a hospital.
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 착용이 간편한 안대형 생체신호 측정장치를 이용하여 가정에서도 수면다원검사의 동등성을 가질 수 있는 사전검사를 실시할 수 있는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. In order to solve the above conventional problems, the present invention uses an eyepatch-type biosignal measurement device that is easy to wear and measures eyepatch-type biosignals that can perform a pre-test that can have the equivalent of polysomnography at home. Its purpose is to provide a sleep measurement system using a device.
또한, 본 발명은 안대형 생체신호 측정장치를 이용하여 수면검사가 완료되면 수면측정 결과를 시스템 서버에서 전송받아 분석하여 사용자의 모바일 디바이스에서 수면검사의 결과를 확인할 수 있는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention provides an eyepatch-type biosignal measuring device that can check the sleep test result on a user's mobile device by receiving and analyzing the sleep measurement result from the system server when the sleep test is completed using the eyepatch type biosignal measuring device. Another object is to provide a sleep measurement system using the present invention.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치는 환자의 안구동작 신호를 측정하는 진동 센서부; 환자의 산소포화도 및 심박 신호를 측정하는 생체신호 센서부; 환자의 호흡을 측정하는 소리 센서부; 환자의 체온을 측정하는 온도 센서부; 상기 진동 센서부, 생체신호 센서부, 소리 센서부 및 온도 센서부에서 측정한 생체신호 데이터를 상기 모바일 디바이스로 전송하는 통신부; 상기 진동 센서부, 생체신호 센서부, 소리 센서부, 온도 센서부 및 통신부에 전력을 공급하는 전원부;를 포함한다. In order to achieve the above object, an eyepatch-type bio-signal measuring device of the present invention includes a vibration sensor unit for measuring an eyeball motion signal of a patient; a bio-signal sensor unit for measuring oxygen saturation and heart rate signals of the patient; A sound sensor unit for measuring the patient's breathing; a temperature sensor unit for measuring a patient's body temperature; a communication unit that transmits biosignal data measured by the vibration sensor unit, the biosignal sensor unit, the sound sensor unit, and the temperature sensor unit to the mobile device; and a power supply unit supplying power to the vibration sensor unit, the biosignal sensor unit, the sound sensor unit, the temperature sensor unit, and the communication unit.
본 발명의 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템은 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템은 환자의 수면 중의 생체신호를 측정하는 안대형 생체신호 측정장치; 환자의 수면 중의 수면 자세를 측정하는 블랙박스장치; 상기 안대형 생체신호 측정장치로부터 환자의 수면측정 데이터를 전송받아 저장하는 모바일 디바이스; 및 상기 모바일 디바이스로부터 환자의 수면측정 데이터 및 상기 블랙박스장치로부터 환자의 수면영상 데이터를 전송받아 환자의 수면장애를 분석하는 시스템 서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The sleep measurement system using the eyepatch-type bio-signal measuring device of the present invention includes an eyepatch-type bio-signal measuring device for measuring a patient's bio-signal during sleep; Black box device for measuring the sleeping position of the patient during sleep; a mobile device receiving and storing the patient's sleep measurement data from the eye patch-type bio-signal measuring device; and a system server that receives the patient's sleep measurement data from the mobile device and the patient's sleep image data from the black box device and analyzes the patient's sleep disorder.
여기서, 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템에 사용되는 상기 안대형 생체신호 측정장치는, 환자의 안구동작 신호를 측정하는 진동 센서부; 환자의 산소포화도 및 심박 신호를 측정하는 생체신호 센서부; 환자의 호흡을 측정하는 소리 센서부; 환자의 체온을 측정하는 온도 센서부; 상기 진동 센서부, 생체신호 센서부, 소리 센서부 및 온도 센서부에서 측정한 생체신호 데이터를 상기 모바일 디바이스로 전송하는 통신부; 상기 진동 센서부, 생체신호 센서부, 소리 센서부, 온도 센서부 및 통신부에 전력을 공급하는 전원부;를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the eyepatch-type bio-signal measuring device used in the sleep measurement system using the eye-patch-type bio-signal measuring device includes a vibration sensor unit for measuring an eyeball motion signal of a patient; a bio-signal sensor unit for measuring oxygen saturation and heart rate signals of the patient; A sound sensor unit for measuring the patient's breathing; a temperature sensor unit for measuring a patient's body temperature; a communication unit that transmits biosignal data measured by the vibration sensor unit, the biosignal sensor unit, the sound sensor unit, and the temperature sensor unit to the mobile device; It is preferable to include; a power supply unit supplying power to the vibration sensor unit, biosignal sensor unit, sound sensor unit, temperature sensor unit, and communication unit.
여기서, 상기 블랙박스장치는, 환자의 수면 자세를 적외선으로 촬영하는 적외선 촬영부; 상기 적외선 촬영부에서 촬영된 수면영상 중에서 환자의 모습이 노출된 영상만 추출하고, 환자의 모습이 없는 영상은 제외하는 수면영상 라벨링부; 상기 수면영상 라벨링부에서 수집된 환자의 수면 영상을 저장하는 영상 저장부; 상기 영상 저장부에 저장된 수면 영상을 상기 시스템 서버로 전송하는 영상 통신부; 및 상기 적외선 촬영부, 수면영상 라벨링부, 영상 저장부 및 영상 통신부에 전력을 공급하는 영상 전원부;를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the black box device includes an infrared photographing unit for photographing the patient's sleeping posture with infrared light; a sleep image labeling unit for extracting only images in which the patient's image is exposed from among the sleep images captured by the infrared image capture unit and excluding images without the patient's image; an image storage unit for storing the patient's sleep image collected by the sleep image labeling unit; a video communication unit transmitting the sleep image stored in the image storage unit to the system server; and an image power supply unit supplying power to the infrared capture unit, the sleep image labeling unit, the image storage unit, and the image communication unit.
여기서, 상기 모바일 디바이스는, 상기 안대형 생체신호 측정장치의 생체신호 데이터를 전송받는 모바일 통신부; 환자의 사용자 정보가 로그인 후 저장되는 사용자 정보부; 상기 모바일 통신부에서 수신된 생체신호 데이터가 상기 사용자 정보부의 사용자 정보와 병합되어 저장되는 모바일 저장부; 및 상기 시스템 서버로부터 분석진단된 수면장애의 결과를 표시하는 디스플레이부;를 포함하는 것이 바람직하다. Here, the mobile device may include: a mobile communication unit receiving bio-signal data of the eye patch-type bio-signal measuring device; a user information unit in which patient user information is stored after logging in; a mobile storage unit for merging and storing bio-signal data received from the mobile communication unit with user information of the user information unit; and a display unit displaying a result of the sleep disorder analyzed and diagnosed by the system server.
여기서, 상기 시스템 서버는 상기 모바일 디바이스에서 전송된 생체신호 데이터 및 상기 블랙박스장치에서 전송된 수면영상을 분석하여 환자의 파키슨병 예측 및 수면장애를 파악하여 상기 모바일 디바이스로 전송하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the system server analyzes the bio-signal data transmitted from the mobile device and the sleep image transmitted from the black box device to determine the patient's Parkinson's disease prediction and sleep disorder, and transmits the data to the mobile device.
상기 시스템 서버는 환자의 신체위치 분석부, 환자의 신체방향 분석부, 안정화 여부 판단부, 생체신호 및 수면영상 연동부, 경고 발신부를 포함한다. The system server includes a patient's body position analysis unit, a patient's body direction analysis unit, a stabilization determination unit, a vital signal and sleep image linkage unit, and a warning transmission unit.
상기 환자의 신체위치 분석부는 상기 환자의 수면 영상으로부터 환자가 침대에 누운 상태에서 환자의 머리 부분, 환자의 몸통 부분, 환자의 팔 부분, 환자의 다리 부분의 위치를 파악한다. The patient's body position analysis unit detects the positions of the patient's head, torso, arm, and leg of the patient from the patient's sleep image while the patient is lying on the bed.
상기 환자의 신체방향 분석부는 몸통방향 서브 분석부 및 얼굴방향 서브 분석부를 구비하고, 상기 몸통방향 서브 분석부는 상기 환자의 몸통 부분을 기준으로 바로 누운 상태를 정면상태, 환자의 몸통 부분을 기준으로 왼쪽으로 누운 상태를 왼쪽상태, 환자의 몸통 부분을 기준으로 오른쪽으로 누운 상태를 오른쪽상태, 환자의 몸통 부분을 기준으로 엎드려 누운 상태를 엎드린상태라고 하면, 상기 정면상태를 0°, 왼쪽상태를 90°, 엎드려누운상태를 180°, 오른쪽상태를 270°로 정의하면, 침대에 대하여 상기 환자의 몸통 부분의 시간에 따른 회전 각도를 데이터화하고, 또한, 상기 얼굴방향 서브 분석부는 얼굴과 몸통의 바라보는 방향을 기준으로 얼굴과 가슴이 같은 방향으로 바라보는 경우를 0°, 몸통에 대하여 얼굴이 오른쪽으로 바라보게 되는 회전 각도를 (+) 회전 각도, 몸통에 대하여 얼굴이 왼쪽으로 바라보게 되는 회전 각도를 (-) 회전 각도로 정의하면, 시간에 따른 상기 얼굴과 몸통의 바라보는 각도를 데이터화한다. The patient's body direction analysis unit includes a trunk direction sub-analysis unit and a face direction sub-analysis unit, and the body direction sub-analysis unit is in a frontal state in a lying state based on the patient's torso and left side based on the patient's torso. Assuming that the lying state is the left state, the right lying state is the right state based on the patient's torso, and the prone state is the prone state based on the patient's torso, the frontal state is 0 ° and the left state is 90 ° , If the supine state is defined as 180 ° and the right state as 270 °, the rotation angle of the patient's torso with respect to the bed over time is converted into data, and the face direction sub-analysis unit looks at the face and torso Based on , the case where the face and chest look in the same direction is 0°, the rotation angle that the face looks to the right with respect to the body is (+), and the rotation angle that the face looks to the left with respect to the body is ( -) If defined as a rotation angle, the viewing angle of the face and torso over time is converted into data.
상기 안정화 여부 판단부는 상기 진동 센서부, 생체신호 센서부, 소리 센서부, 온도 센서부에서 측정된 수면측정 데이터를 기준 데이터에 비교하여 수면의 정상 및 비정상 여부를 판단한다. The stabilization determination unit compares the sleep measurement data measured by the vibration sensor unit, the bio-signal sensor unit, the sound sensor unit, and the temperature sensor unit with reference data to determine whether the sleep is normal or abnormal.
상기 생체신호 및 수면영상 연동부는 상기 환자의 신체방향 분석부에서 분석된 데이터와 상기 안정화 여부 판단부에서 판단된 데이터를 연동하여 환자의 특정 신체방향에서 수면의 정상 및 비정상 여부를 매칭한다. The bio-signal and sleep image interlocking unit interlocks the data analyzed by the patient's body direction analysis unit and the data determined by the stabilization determination unit to match whether sleep is normal or abnormal in a specific body direction of the patient.
상기 경고 발신부는 상기 수면측정 데이터가 비정상인 경우 안대형 생체신호 측정장치에 구비된 스피커에 자세 변환에 대한 메세지를 전송한다. When the sleep measurement data is abnormal, the warning transmitter transmits a message about posture change to a speaker included in the eyepatch-type bio-signal measuring device.
또한, 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템에 의한 수면측정 방법은, 환자가 상기 모바일 디바이스에 로그인하고 사용자 정보를 입력하는 제1 단계; 환자에게 상기 안대형 생체신호 측정장치를 착용시키고 환자의 상부에 상기 블랙박스장치를 설치하는 제2 단계; 수면 중인 환자의 생체신호 데이터를 실시간으로 상기 모바일 디바이스로 전송하는 제3 단계; 상기 모바일 디바이스에서 환자의 사용자 정보 및 생체신호 데이터를 병합 저장하고 데이터를 상기 시스템 서버로 전송하고, 상기 블랙박스장치에서 환자의 수면영상 데이터를 상기 시스템 서버로 전송하는 제4 단계; 상기 시스템 서버에서 환자의 생체신호 데이터 및 수면영상 데이터를 분석하여 수면장애를 파악하여 상기 모바일 디바이스로 전송하는 제5 단계; 및 상기 모바일 디바이스에서 환자의 수면장애 진단결과를 확인하는 제6 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sleep measurement method by the sleep measurement system using the eyepatch-type bio-signal measurement device of the present invention includes a first step of a patient logging in to the mobile device and inputting user information; A second step of wearing the eyepatch-type bio-signal measuring device on the patient and installing the black box device on the patient; A third step of transmitting bio-signal data of a sleeping patient to the mobile device in real time; a fourth step of merging and storing the patient's user information and bio-signal data in the mobile device, transmitting the data to the system server, and transmitting the patient's sleep image data from the black box device to the system server; a fifth step of analyzing the patient's bio-signal data and sleep image data in the system server to determine sleep disorders and transmitting the data to the mobile device; and a sixth step of confirming a sleep disorder diagnosis result of the patient in the mobile device.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 별도로 병원을 방문하지 않고 가정에서도 수면다원검사를 받을 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention has an advantage in that polysomnography can be performed at home without visiting a hospital.
또한, 본 발명은 수면검사 후 수면장애에 대한 진단 결과를 모바일 디바이스를 통해 바로 확인할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of being able to immediately check the diagnosis result for sleep disorders through a mobile device after a sleep test.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 안대형 생체신호 측정장치의 개요도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 안대형 생체신호 측정장치의 주요 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 블랙박스장치의 개요도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 모바일 디바이스의 개요도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템에 의한 수면측정 방법의 순서도이다.1 is a schematic diagram of a sleep measurement system using an eyepatch-type bio-signal measuring device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of an eyepatch-type bio-signal measuring device according to an embodiment of the present invention.
3 is a main circuit diagram of an eyepatch-type bio-signal measuring device according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a black box device according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of a mobile device according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart of a sleep measuring method by a sleep measuring system using an eyepatch-type bio-signal measuring device according to an embodiment of the present invention.
하기에 나타난 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하에서, 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.In the drawings shown below, the same reference numerals denote the same components, and the size of each component in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. Meanwhile, the embodiments described below are merely illustrative, and various modifications are possible from these embodiments. In the following, terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as "... unit" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation.
이하에서는 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 안대형 생체신호 측정장치(100)를 이용한 수면측정 시스템의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치(100)를 이용한 수면측정 시스템은 안대형 생체신호 측정장치(100), 블랙박스장치(200), 모바일 디바이스(300) 및 시스템 서버(400)를 포함하여 구성될 수 있다.Hereinafter, the configuration of a sleep measurement system using the eyepatch-type bio-signal measuring device of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a schematic diagram of a sleep measurement system using an eyepatch-type
본 발명의 안대형 생체신호 측정장치(100)는 환자의 수면 중의 생체신호를 측정하는데, 면 소재로 수면안대의 형태일 수 있다. 수면다원검사를 받기 위해서는 병원을 방문하여 뇌파검사를 위해 센서를 두피에 부착해야 하고, 심전도 검사를 위해 센서를 가슴에 부착해야 하고, 수면 중 호흡 측정을 위해 호흡 센서를 코에 부착해야 하며, 부정맥 측정을 위해 다리에 센서를 부착해야 하는 등 번거로운 절차가 많았다. 그러나, 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치(100)를 이용하면 수면다원검사에 필요한 센서가 수면안대에 부착이 되어 안대를 착용하기만 하면 따로 센서를 몸에 부착하지 않아도 되는 장점이 있다.The eyepatch-type
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 안대형 생체신호 측정장치의 개요도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 안대형 생체신호 측정장치의 주요 회로도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치(100)는 진동 센서부(110), 생체신호 센서부(120), 소리 센서부(130), 온도 센서부(140), 통신부(150) 및 전원부(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 안대형 생체신호 측정장치(100)의 안경 형태의 한쌍의 둥근 프레임 및 상기 둥근 프레임을 지지하는 지지프레임으로 구성되며, 상기 지지 프레임에 연결된 밴드로 형성될 수 있다. 2 is a schematic diagram of an eyepatch-type bio-signal measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a main circuit diagram of the eyepatch-type bio-signal measuring device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , the eye patch-type bio-signal measuring
본 발명의 진동 센서부(110)는 수면 중인 환자의 안구동작 신호를 실시간으로 측정한다. 안구동작을 검사하는 것을 안전위도검사(EOG, Electrooculogram)라 하는데, 안구동작 기록으로 잠들기 전이나 입면 시 안구가 서서히 움직이는 현상을 관찰할 수 있고 렘수면에서 안구동작을 관찰하기 위해 필요하다. 본 발명의 일 실시예의 진동 센서부(110)는 진동을 감지하는 가속도 센서를 구비할 수 있고, 안대에 안쪽에 설치되어 안구에 접촉된 가속도 센서에서 미세한 진동을 감지하여 안구동작의 신호를 측정할 수 있다. 또한, 각막 근처에서는 양전위가 망막 근처에서는 음전위가 발생되는데, 눈 움직임에 따라 이 전위차가 변하는 것을 전극을 통해 관찰하게 된다. 본 발명의 다른 일 실시예에서는 한쌍의 둥근 프레임에서 제1 둥근 프레임에 제1 전극을 구비하고, 제2 둥근 프레임에 제2 전극을 구비할 수 있다. 예를 들어, 진동 센서부(110)의 제1 전극(미도시)을 오른쪽 눈의 바깥 쪽 눈가에서 0.5~1.5cm 위에 위치시키고, 제2 전극(미도시)을 왼쪽 눈 바깥 쪽 눈가에서 0.5~1.5cm 아래에 위치시켜 사방으로 변하는 눈 움직임을 측정할 수 있다. 즉, 전극 위치를 상하 방향으로 하는 이유는 수평 움직임과 함께 수직 움직임도 관찰할 수 있고 대칭적으로 기록되기 때문에 안구동작을 더 쉽게 확인할 수 있기 때문이다.The
본 발명의 생체신호 센서부(120)는 수면 중인 환자의 산소포화도 및 심박 신호를 실시간으로 측정한다. 산소포화도(SpO2)는 혈액 내 산소와 결합한 헤모글로빈의 양이 전체 헤모글로빈의 양에서 차지하는 비율을 백분율로 수치화한 지표를 말한다. 사람이 수면 중에 저산소증에 빠질 수가 있는데, 특히 수면무호흡증 환자에서 심하며, 뇌졸중이나 심근경색증과 같은 중증을 야기하거나 재발률을 높힐 수 있고, 아침 두통의 원인이 되기도 한다. 따라서, 수면 중 혈중 산소포화도의 측정은 매우 중요하다. 본 발명의 생체신호 센서부(120)는 적외선(600~750nm) 광원(미도시)과 자외선(850~1,000nm) 광원(미도시)을 구비하여, 적외선 광원과 자외선 광원에서 빛을 피부에 투사하여 반대편에 위치한 흡수광 다이오드(미도시)가 피부에서 흡수한 빛의 비율을 측정하여 산소포화도를 계산할 수 있다. 상기 적외선 광원, 자외선 광원 및 흡수광 다이오드는 피부 투과가 가능한 코 또는 귀 근처에 접촉되도록 안대에서 위치를 지정할 수 있다. 산소포화도가 95% 이상이면 정상이고, 90~94%이면 가벼운 저산소혈증, 75~89%이면 보통의 저산소혈증, 75% 이하이면 심한 저산소혈증으로 판정한다. The
또한, 심박 신호는 심전도(Electrocardiogram)로 측정해야 하는데, 심전도는 심장의 전기적 활동을 분석하여 파장 형태로 기록한 것을 말한다. 심전도의 측정은 심장 주위, 팔목, 발목 등에 전극을 부착하여 측정하지만, 본 발명에서는 안대 착용시 심박을 측정할 수 있는 위치인 관자놀이 또는 귀에 가까운 머리의 측면에 진동 센서를 위치시켜 측정할 수 있다. 사람의 심장은 낮에 활동을 많이 하고, 밤에는 천천히 뛰어야 한다. 그러나, 수면장애가 있으면 밤에도 심장에 무리가 가는데, 수면무호흡증이나 심한 코골이가 있으면, 심장박동수의 변화가 매우 심해지고, 심장부정맥이 발생하며, 만성적일 때는 고혈압, 심근비대증, 심부전 등이 초래된다. 따라서, 수면 중 지속적인 심전도의 측정과 분석은 수면장애 진단과 치료에 매우 중요하다.In addition, the heartbeat signal should be measured with an electrocardiogram, which means that the electrical activity of the heart is analyzed and recorded in the form of a wavelength. The electrocardiogram is measured by attaching electrodes around the heart, wrist, ankle, etc., but in the present invention, the vibration sensor can be measured by placing the vibration sensor on the temple or the side of the head close to the ear, where the heart rate can be measured when wearing an eye patch. The human heart is very active during the day and beats slowly at night. However, if there is a sleep disorder, the heart is burdened even at night. If there is sleep apnea or severe snoring, the change in heart rate becomes very severe, cardiac arrhythmias occur, and in chronic cases, high blood pressure, myocardial hypertrophy, and heart failure are caused. . Therefore, continuous electrocardiogram measurement and analysis during sleep is very important for diagnosis and treatment of sleep disorders.
본 발명의 소리 센서부(130)는 환자의 호흡을 실시간으로 측정한다. 소리 센서부(130)는 마이크로폰(미도시)과 증폭기(미도시)를 구비할 수 있고, 환자의 코 근처에 마이크로폰을 위치시켜 수면 시 발생하는 호흡 소리나 코골이 소음을 측정할 수 있고, 측정된 아날로그 신호는 증폭기를 사용하여 증폭할 수 있다. 심한 코골이는 수면의 질을 나쁘게 하고 심폐기능에 장애를 초래하기 때문에 수면장애의 분석에 있어서 아주 중요한 요소이다. The
본 발명의 온도 센서부(140)는 환자의 체온을 실시간으로 측정한다. 수면 중인 환자의 체온을 측정하는 것은 수면장애를 분석하는데 있어 아주 중요한 요소이다. 밤에는 체온이 낮아지는데, 그 원인의 하나가 낮과 달리 거의 몸을 활동시키지 않기 때문이지만, 그 외에도 수면 자체가 체온을 저하시키고 있다. 전혀 수면을 취하지 않고 있어도 밤에 체온이 조금은 내려가지만, 수면 중인 경우 한층 더 체온이 낮아진다. 수면 상태에는 체온의 기준치가 내려가며 대사가 저하하고 체내에서 만들어지는 열의 양도 적어져서 수면 자체가 체온을 내리고 있다. 램수면 등 특히 잠이 깊은 수면일 때는 체온의 저하가 커진다. 따라서, 생체신호 데이터와 함께 체온의 변화를 분석해야 환자가 어떤 수면의 상태에 있는지 분석할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 온도 센서부(140)는 접촉식 온도 센서 및 비접촉식 온도 센서를 구비할 수 있는데, 안대의 내부의 주위에 피부와 접촉할 수 있는 부위에 접촉식 온도 센서를 이용하며, 안경 형태의 한쌍의 둥근 프레임의 일측에 비접촉식 온도 센서를 이용하여 수면 중인 환자의 체온을 실시간으로 측정할 수 있다.The
본 발명의 통신부(150)는 진동 센서부(110), 생체신호 센서부(120), 소리 센서부(130) 및 온도 센서부(140)에서 측정한 생체신호 데이터를 모바일 디바이스(200)로 전송한다. 통신부(150)는 근거리 무선통신으로 상기 생체신호 데이터를 모바일 디바이스로 전송할 수 있는데, 본 발명의 근거리 무선통신은 2.4GHz의 주파수대를 사용하는 Bluetooth, 315MHz, 868MHz, 902MHz 등 특정 주파수를 사용하는 EnOcean, 2.4~5GHz의 주파수대를 사용하는 Wi-Fi, 920MHz의 주파수를 사용하는 Wi-SUN 등 다양한 근거리 무선통신 중에 하나를 사용할 수 있다.The
본 발명의 전원부(160)는 진동 센서부(110), 생체신호 센서부(120), 소리 센서부(130), 온도 센서부(140) 및 통신부(150)에 전력을 공급한다. 수면다원검사는 환자의 수면 중에 계속해서 생체신호 데이터를 측정해야 하기 때문에 충분한 용량을 가진 내장형 배터리를 사용하여 수면다원검사에 지장을 주지 않도록 하여야 한다. 또한, 별도의 USB 포트를 두어 내장형 배터리를 충전시킬 수 있다.The
본 발명의 블랙박스장치(200)는 수면 중인 환자의 수면 자세를 측정한다. 블랙박스장치(200)는 상기 안대형 생체신호 측정장치(100)와는 별개로 수면 중인 환자의 신체 상부 또는 침대 상부에 위치시킬 수 있다. 불면증의 약 15%에서 불수의적인 발이나 다리의 경련이 원인이며, 다른 수면장애와 동반되어서 발생하기도 한다. 따라서, 본 발명의 블랙박스장치(200)를 통해 면밀한 다리 움직임의 감시를 필요하다. 또한, 잠을 잘 때 자세가 수면장애와 관련이 있다. 여러 가지의 몸 위치별로 잠잔 시간을 산출하여 수면장애 분석에 사용할 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 블랙박스장치의 개요도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 블랙박스장치(200)는 적외선 촬영부(210), 수면영상 라벨링부(220), 영상 저장부(230), 영상 통신부(240) 및 영상 전원부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.The
본 발명의 적외선 촬영부(210)는 환자의 수면 자세를 적외선으로 촬영한다. 수면 중인 환자의 수면 자세를 일반적인 카메라로 촬영하게 되면 어두운 실내 환경으로 인해 환자의 수면 자세를 정확히 기록할 수 없기 때문에, 어두운 실내에서도 수면 중인 환자의 수면 자세를 정확히 포착할 수 있는 적외선 카메라를 사용해야 한다. 적외선 촬영부(210)는 적외선을 감지하는 적외선 카메라를 구비하는데, 적외선 카메라는 적외선 에너지를 받아들이고 적외선 에너지의 데이터를 사용하여 디지털 또는 아날로그 영상 출력 기능을 통해 이미지를 만들어 낸다. 본 발명이 적외선 촬영부(210)는 구체적으로는 렌즈(미도시), 열 센서(미도시), 전자처리장치(미도시), 기계 하우징(미도시)으로 구성될 수 있다. The
본 발명의 수면영상 라벨링부(220)는 적외선 촬영부(210)에서 촬영된 수면 영상 중에서 환자의 모습이 노출된 영상만 추출하고, 환자의 모습이 없는 영상은 제외한다. 적외선 촬영부(210)는 수면 중인 환자의 수면 자세를 촬영하기 위해 환자 신체의 상부 또는 침대의 상부에 위치하기 때문에, 환자가 이동하거나 적외선 촬영부에 촬영되지 않은 경우에는 그 수면영상이 불필요하기 때문에 수면영상 라벨링부(220)를 별도로 두어 환자의 모습이 촬영된 수면영상만을 추출하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 수면영상 라벨링부(220)는 적외선 촬영부(220)에서 촬영된 영상 중 열화상 물체가 감지되지 않는 경우 영상이 저장되지 않도록 센서 방식 또는 프로그램 방식으로 설정될 수 있다.The sleep
본 발명의 영상 저장부(230)는 수면영상 라벨링부(220)에서 수집된 환자의 수면 영상을 저장한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 영상 저장부(230)는 탈착이 가능한 메모리 카드이거나 내장형의 메모리 카드일 수 있다. The
본 발명의 영상 통신부(240)는 영상 저장부(230)에 저장된 수면 영상을 시스템 서버(300)로 전송하고, 영상 전원부(250)는 적외선 촬영부(210), 수면영상 라벨링부(220), 영상 저장부(230) 및 영상 통신부(240)에 전력을 공급한다. 영상 통신부(240)는 상기 통신부(150)와 동일하게 근거리 무선통신을 사용할 수 있고, 영상 전원부(250)는 상기 전원부(160)와 동일하게 내장형 배터리를 구비할 수 있고 충전을 위한 별도의 USB 포트를 구비할 수 있다.The
본 발명의 모바일 디바이스(300)는 안대형 생체신호 측정장치(100)로부터 환자의 수면측정 데이터를 전송받아 저장한다. 안대형 생체신호 측정장치(100)는 안대형으로 환자가 수면 중에 착용하기 때문에 비교적 안전한 근거리 무선통신으로 수면측정 데이터를 모바일 디바이스(300)로 전송할 수 있고, 모바일 디바이스(300)는 수면측정 데이터를 전송받아 저장할 수 있다. 또한 모바일 디바이스(300)는 사용자 정보 로그인 기능이 있어 사용자 정보를 입력할 수 있고, 시스템 서버(400)에 의해 수면장애 진단 결과가 모바일 디바이스(300)로 전송되면 그 결과를 확인할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 모바일 디바이스(300)는 스마트폰, 태블릿, 노트북 등 휴대가 가능한 컴퓨터 장치일 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 모바일 디바이스(300)의 개요도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 모바일 디바이스(300)는 모바일 통신부(310), 사용자 정보부(320), 모바일 저장부(330) 및 디스플레이부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.The
본 발명의 모바일 통신부(310)는 안대형 생체신호 측정장치(100)에서 측정한 생체신호 데이터를 전송받는다. 본 발명의 일 실시예에 의한 모바일 통신부(310)는 블루투스에 의해 안대형 생체신호 측정장치(100)의 통신부(150)로부터 생체신호 데이터를 전송받을 수 있다. 또한, 모바일 통신부는 모바일 저장부(330)에 저장된 생체신호 데이터를 WAN 또는 Wifi 같은 무선통신을 통해 시스템 서버(400)로 전송한다.The
본 발명의 사용자 정보부(320)는 환자의 사용자 정보가 로그인 후 저장된다. 사용자 정보부(320)는 수면다원검사를 받고자 하는 환자가 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템에 로그인할 수 있도록 회원 아이디와 비밀번호를 생성할 수 있고, 로그인한 사용자가 사용자 정보를 입력할 수 있다.In the
본 발명의 모바일 저장부(330)에서는 모바일 통신부(310)에서 수신된 생체신호 데이터가 사용자 정보부(320)의 사용자 정보와 병합되어 저장된다. 안대형 생체신호 측정장치(100)는 실시간으로 생체신호 데이터를 전송하고 내부에 별도의 저장장치를 구비하고 있지 않기 때문에, 안대형 생체신호 측정장치(100)에서 실시간으로 전송하는 생체신호 데이터는 모바일 저장부(330)에 사용자의 정보와 병합되어 저장된다. 생체신호 데이터가 사용자 정보와 병합되지 않으면 다른 환자의 생체신호 데이터와 구분되지 않기 때문에 생체신호 데이터와 사용자 정보와의 병합은 필수 과정이다. 본 발명의 일 실시예에 의한 모바일 저장부(330)는 스마트폰의 내부 메모리일 수 있고, 사용자 정보와 병합된 생체신호 데이터는 암호화되어 저장될 수 있다.In the
본 발명의 디스플레이부(340)는 시스템 서버(400)로부터 분석진단된 결과를 표시한다. 사용자 정보와 병합된 생체신호 데이터 및 블랙박스장치(200)로부터의 수면영상 데이터를 시스템 서버(400)에서 분석하고 환자의 수면장애가 진단이 되면 그 결과는 다시 모바일 디바이스(300)로 전송되고 그 결과는 디스플레이부(340)에서 표시되어 환자 및 보호자가 그 결과를 확인할 수 있다.The
본 발명의 시스템 서버(400)는 모바일 디바이스(300)에서 전송된 생체신호 데이터 및 블랙박스장치(200)에서 전송된 수면영상을 분석하여 환자의 파키슨병 예측 및 수면장애를 파악하여 모바일 디바이스(300)로 전송한다. 시스템 서버(400)는 안대형 생체신호 측정장치(100)에서 측정된 환자의 생체신호 데이터와 블랙박스장치(200)에서 수집된 환자의 수면영상 데이터를 분석하고 수면장애를 진단할 수 있다. 수면장애는 잠과 관련한 질병을 말하는데, 수면장애는 비기질적 불면증, 악몽, 몽유병 등이 있는 비기질적 수면 장애와 기질적 불면증, 기면증, 수면 무호흡증이 속한 기질적 수면 장애로 나눌 수 있다. 거의 모든 질병이나 외상이 수면을 방해할 수 있는데, 예를 들면, 천식, 관절통, 치통, 위궤양으로 인한 위통, 근육통 등이 불면증의 원인이 되기도 하며 흥분이나 걱정거리, 지나친 스트레스가 있을 때도 마찬가지이다. 때로는 수면제 복용 자체가 불면증을 유발할 수 있으며 음주, 식사 등에 따라 수면에 영향을 미칠 수 있다. 노령화도 원인 중 하나가 될 수 있는데, 수면 무호흡증, 수면발작, 하지불안증후군, 야간성 근경련과 같은 것들도 수면 장애를 유발한다. 어떤 사람들은 잠이 들기 어렵거나 잠들었더라도 자주 깨는 어려움이 있는 반면 어떤 사람들은 낮에 깨어 있기 힘든 증상을 보이기도 한다. 또한, 수면과 관련되어 걸어다니거나, 수면 중 심하게 놀라거나, 이를 갈거나, 자면서 심하게 땀을 흘리는 등의 증세를 보이기도 한다. 이외에도 낮시간에 너무 졸려서 자지 않아야 될 상황에 주체할 수 없이 수면에 빠져버리거나, 상습적으로 수면제를 복용하거나 밤에 가슴의 통증을 느끼거나, 코를 심하게 골면서 숨을 불규칙적으로 멈추거나, 발에 불편한 이상감각을 느끼거나 다리가 저절로 움직여지거나 아침에 심한 두통을 경험하는 것이 있다. 수면장애는 피로, 기억력이나 집중력 저하, 우울, 불안과 같은 증상을 야기시키는데 수면장애가 지속될 경우 우울장애 등 정신장애 합병증이 발생할 위험이 높다. 시스템 서버(400)는 다양한 임상 데이터나 인공지능에 의해 학습된 데이터를 환자의 수면 데이터와 비교하여 환자의 수면장애를 분석할 수 있다. The
상기 시스템 서버는 환자의 신체위치 분석부, 환자의 신체방향 분석부, 안정화 여부 판단부, 생체신호 및 수면영상 연동부, 경고 발신부를 포함한다. The system server includes a patient's body position analysis unit, a patient's body direction analysis unit, a stabilization determination unit, a vital signal and sleep image linkage unit, and a warning transmission unit.
상기 환자의 신체위치 분석부는 상기 환자의 수면 영상으로부터 환자가 침대에 누운 상태에서 환자의 머리 부분, 환자의 몸통 부분, 환자의 팔 부분, 환자의 다리 부분의 위치를 좌표로 데이터화하고, 또한 수면 영상에서 환자의 머리 부분, 환자의 몸통 부분, 환자의 팔 부분, 환자의 다리 부분의 면적을 데이터화한다. The patient's body position analysis unit converts the position of the patient's head, the patient's torso, the patient's arm, and the patient's leg into coordinates in a state in which the patient is lying on the bed from the patient's sleep image, and converts the position of the patient's body into coordinates, and also converts the sleep image into coordinates. data of the patient's head, patient's torso, patient's arm, and patient's leg.
상기 환자의 신체방향 분석부는 몸통방향 서브 분석부 및 얼굴방향 서브 분석부를 구비하고, 상기 몸통방향 서브 분석부는 상기 환자의 몸통 부분을 기준으로 바로 누운 상태를 정면상태, 환자의 몸통 부분을 기준으로 왼쪽으로 누운 상태를 왼쪽상태, 환자의 몸통 부분을 기준으로 오른쪽으로 누운 상태를 오른쪽상태, 환자의 몸통 부분을 기준으로 엎드려 누운 상태를 엎드린상태라고 하면, 상기 정면상태를 0°, 왼쪽상태를 90°, 엎드린상태를 180°, 오른쪽상태를 270°로 정의하면, 시간에 따른 침대에 대하여 상기 환자의 몸통 부분의 회전 각도를 저장하고, 또한, 상기 얼굴방향 서브 분석부는 얼굴과 몸통의 바라보는 방향을 기준으로 얼굴과 가슴이 같은 방향으로 바라보는 경우를 0°, 몸통에 대하여 얼굴이 오른쪽으로 바라보게 되는 회전 각도를 (+) 회전 각도, 몸통에 대하여 얼굴이 왼쪽으로 바라보게 되는 회전 각도를 (-) 회전 각도로 정의하면, 시간에 따른 상기 몸통에 대하여 얼굴이 회전되는 각도를 저정한다. 상기 침대에 대하여 상기 환자의 몸통 부분의 시간에 따른 회전 각도를 실시간으로 저정하고, 상기 얼굴과 몸통의 바라보는 각도를 실시간으로 저정하여 데이터화 한다. The patient's body direction analysis unit includes a trunk direction sub-analysis unit and a face direction sub-analysis unit, and the body direction sub-analysis unit is in a frontal state in a lying state based on the patient's torso and left side based on the patient's torso. Assuming that the lying state is the left state, the right lying state is the right state based on the patient's torso, and the prone state is the prone state based on the patient's torso, the frontal state is 0 ° and the left state is 90 ° , If the prone state is defined as 180 ° and the right state as 270 °, the rotation angle of the patient's torso with respect to the bed over time is stored, and the face direction sub-analysis unit determines the facing direction of the face and torso As a standard, when the face and chest are looking in the same direction, 0°, the rotation angle at which the face looks to the right with respect to the torso is (+), and the rotation angle at which the face looks to the left with respect to the torso is (-) ) If defined as a rotation angle, the angle at which the face is rotated with respect to the torso over time is stored. With respect to the bed, the rotational angle of the patient's torso over time is stored in real time, and the viewing angles of the face and torso are stored in real time to form data.
상기 안정화 여부 판단부는 상기 진동 센서부, 생체신호 센서부, 소리 센서부, 온도 센서부에서 측정된 생체신호 데이터를 기준 데이터에 비교하여 환자의 수면의 정상 및 비정상 여부를 판단한다. The stabilization determination unit determines whether the patient's sleep is normal or abnormal by comparing the bio-signal data measured by the vibration sensor unit, the bio-signal sensor unit, the sound sensor unit, and the temperature sensor unit with reference data.
상기 생체신호 및 수면영상 연동부는 상기 환자의 신체위치 분석부에서 얻어진 데이터와 상기 환자의 신체방향 분석부에서 분석된 데이터를 상기 안정화 여부 판단부에서 판단된 데이터와 연동하여 환자의 수면의 정상 및 비정상 여부를 매칭한다. 예를 들어, 상기 생체신호 데이터가 정상인 경우에 대응되는 침대 위에서 정상의 신체 위치나 신체 방향을 특정할 수 있고, 상기 생체신호 데이터가 비정상인 경우에 대응되는 침대 위에서 비정상의 신체 위치나 신체 방향을 특정할 수 있다. The bio-signal and sleep image interlocking unit interlocks the data obtained from the patient's body position analysis unit and the data analyzed from the patient's body direction analysis unit with the data determined by the stabilization determination unit so that the patient's sleep is normal and abnormal. match whether For example, the normal body position or body direction on the bed corresponding to the case where the bio-signal data is normal can be specified, and the abnormal body position or body direction on the bed corresponding to the case where the bio-signal data is abnormal can be determined. can be specified.
상기 경고 발신부는 상기 안대형 생체신호 측정장치에서 측정된 생체신호 데이터가 비정상인 경우 상기 모바일 디바이스의 디스플레이에 비정상 표시를 하거나, 또는 상기 안대형 생체신호 측정장치에서 측정된 생체신호 데이터가 정상이지만 상기 생체신호 및 수면영상 연동부에서 매칭된 비정상의 신체 위치나 신체 방향으로 판단되는 경우 상기 모바일 디바이스의 디스플레이에 비정상 표시가 될 수 있다. 나아가, 안대형 생체신호 측정장치의 왼쪽 프레임에 제1 진동부를 구비하고, 안대형 생체신호 측정장치의 오른쪽 프레임에 제2 진동부를 구비하여, 상기 생체신호 데이터가 비정상인 경우 또는 매칭된 비정상의 신체 위치나 신체 방향으로 판단되는 경우에 수면 위치를 바꾸기 위하여 제1 진동부 또는 제2 진동부에 진동 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 환자가 왼쪽으로 누운 상태에서 비정상된다고 판단되면 제1 진동부의 진동에 의하여 환자는 무의식적으로 특정 방향으로 수면 위치나 방향을 전환할 수 있다. If the bio-signal data measured by the eyepatch-type bio-signal measuring device is abnormal, the warning transmitter displays an abnormal display on the display of the mobile device, or if the bio-signal data measured by the eyepatch-type bio-signal measuring device is normal, If it is determined as an abnormal body position or body direction matched by the bio-signal and sleep image interlocking unit, an abnormal display may be displayed on the display of the mobile device. Furthermore, a first vibrating unit is provided in the left frame of the eye patch-type bio-signal measuring device, and a second vibrating unit is provided in the right frame of the eye-patch-type bio-signal measuring device, so that when the bio-signal data is abnormal or a matched abnormal body is provided. When the position or body direction is determined, a vibration signal may be transmitted to the first vibration unit or the second vibration unit to change the sleeping position. For example, if it is determined that the patient is lying on his left side and is abnormal, the patient may unconsciously change the sleep position or direction in a specific direction by the vibration of the first vibration unit.
또한, 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템은 환자의 수면장애를 분석하여 파킨스병의 진단 및 예측을 할 수 있다. 파킨슨병의 수면장애는 1817년 제임스 파킨슨(James Parkinson)에 의해서도 언급되었던 대표적인 비운동 증상으로 다양한 질환들이 알려져 있으며, 최근 들어 많은 연구가 이루어지고 있다. 그 중 대표적인 것으로 불면증(insomnia), 주간과다졸림(excessive daytime drowsiness), 수면 발작(sleep attack), 하지불안증후군(restless legs syndrome), 주기성 사지운동장애(periodic limb movement disorder), 그리고 렘수면행동장애(rapid eye movement sleep behavioral disorder) 등이 있다. 파킨슨병 환자에서 발생하는 수면장애의 원인은 명확하게 밝혀져 있지 않으나, 병 자체에 의한 중간뇌껍질변연계(mesocorticolimbic) 도파민 회로의 변화가 일어나 수면-각성 과정에 영향을 미치는 것과 그 외에 여러 가지 다양한 요소가 작용할 것으로 생각된다. 시스템 서버(400)에서는 환자의 생체신호 데이터 및 수면영상을 분석하여 환자의 파킨스병 여부를 진단하고 발병 가능성 여부를 예측할 수 있다.In addition, the sleep measurement system using the eyepatch-type bio-signal measuring device of the present invention can diagnose and predict Parkinson's disease by analyzing the patient's sleep disorder. Sleep disorder of Parkinson's disease is a representative non-motor symptom that was also mentioned by James Parkinson in 1817, and various diseases are known, and many studies have been conducted recently. Typical examples include insomnia, excessive daytime drowsiness, sleep attack, restless legs syndrome, periodic limb movement disorder, and REM sleep behavior disorder. rapid eye movement sleep behavioral disorder). The cause of sleep disorder in patients with Parkinson's disease is not clearly known, but the disease itself causes changes in the mesocorticolimbic dopamine circuit that affects the sleep-wake process and various other factors. think it will work The
이하에서는 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템에 의한 수면측정 방법에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템에 의한 수면측정 방법의 순서도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템에 의한 수면측정 방법은 다음의 단계로 구성될 수 있다.Hereinafter, a sleep measurement method by a sleep measurement system using an eyepatch-type bio-signal measurement device of the present invention will be described. 6 is a flow chart of a sleep measuring method by a sleep measuring system using an eyepatch-type bio-signal measuring device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6 , the sleep measurement method by the sleep measurement system using the eyepatch-type bio-signal measuring device of the present invention may include the following steps.
제1 단계(S10) : 환자가 모바일 디바이스(300)에 로그인하고 사용자 정보를 입력하는 단계Step 1 (S10): The patient logs in to the
제2 단계(S20) : 환자에게 안대형 생체신호 측정장치(100)를 착용시키고 환자의 상부 신체에 블랙박스장치(200)를 설치하는 단계Step 2 (S20): Wearing the patient an eyepatch-type bio-signal measuring
제3 단계(S30) : 수면 중인 환자의 생체신호 데이터를 실시간으로 모바일 디바이스(300)로 전송되는 단계Step 3 (S30): Transmitting bio-signal data of a sleeping patient to the
제4 단계(S40) : 모바일 디바이스(300)에서 환자의 사용자 정보 및 생체신호 데이터를 병합 저장하고 데이터를 시스템 서버(400)로 전송하고, 블랙박스장치(200)에서 환자의 수면영상 데이터를 상기 시스템 서버로 전송하는 단계Step 4 (S40): The
제5 단계(S50) : 시스템 서버(400)에서 환자의 생체신호 데이터 및 수면영상을 분석하여 수면장애를 파악하여 모바일 디바이스(300)로 전송하는 단계Fifth Step (S50): The
제6 단계(S60) : 모바일 디바이스(300)에서 환자의 수면장애 진단결과를 확인하는 단계Step 6 (S60): Checking the patient's sleep disorder diagnosis result on the
제1 단계(S10)에서는 수면다원검사를 받고자 하는 환자 또는 보호자가 모바일 디바이스(300)에 환자의 아이디와 비밀번호를 입력하고 환자의 사용자 정보를 입력한다.In a first step ( S10 ), a patient or guardian who wishes to undergo polysomnography inputs the patient's ID and password and the patient's user information into the
제2 단계(S20)에서는 환자가 안대형 생체신호 측정장치(100)를 착용하고, 환자가 수면을 취하는 위치의 상부에 블랙박스장치(200)를 설치한다. 수면 중인 환자이 자세를 관찰하기 용이한 지점을 정하여 블랙박스장치(200)를 설치해야 한다.In the second step (S20), the patient wears the eyepatch-type bio-signal measuring
제3 단계(S30)에서는 안대형 생체신호 측정장치(100)에서 실시간으로 측정되는 환자의 안구동작 신호, 심전도 신호, 호흡 및 코골이 소리 및 체온을 측정한 데이터가 모바일 디바이스(300)로 전송된다.In the third step (S30), data obtained by measuring the patient's eye movement signal, electrocardiogram signal, breathing and snoring sound, and body temperature measured in real time by the eye patch-type bio-signal measuring
제4 단계(S40)에서는 모바일 디바이스(300)에 입력된 환자의 사용자 정보와 안대형 생체신호 측정장치(100)에서 전송한 생체신호 데이터를 병합 저장하고 데이터를 시스템 서버(400)로 전송하고, 블랙박스장치(200)에서 수집한 수면 중인 환자의 수면영상 데이터가 시스템 서버로 전송된다.In the fourth step (S40), the patient's user information input into the
제5 단계(S50)에서는 시스템 서버(400)에서 환자의 생체신호 데이터 및 수면영상을 이미 입력된 임상 데이터나 인공지능에 의해 학습된 데이터와 비교하고 분석하여 수면장애를 파악하여 모바일 디바이스(300)로 전송한다.In the fifth step (S50), the
제6 단계(S60)에서는 시스템 서버(400)에서 전송된 환자의 수면장애 진단결과를 모바일 디바이스(300)에서 확인하는 단계이다. 본 발명의 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템을 이용하여 병원에 가지않고 가정에서도 수면을 취하면서 다원수면검사를 실시하여 수면장애 진단결과를 모바일 디바이스(300)에서 확인할 수 있다.In the sixth step (S60), the
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments, but can be manufactured in a variety of different forms, and those skilled in the art to which the present invention pertains may take other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be understood that it can be implemented as. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.
100 : 안대형 생체신호 측정장치
110 : 진동 센서부
120 : 생체신호 센서부
130 : 소리 센서부
140 : 온도 센서부
150 : 통신부
160 : 전원부
200 : 블랙박스장치
210 : 적외선 촬영부
220 : 수면영상 라벨링부
230 : 영상 저장부
240 : 영상 통신부
250 : 영상 전원부
300 : 모바일 디바이스
310 : 모바일 통신부
320 : 사용자 정보부
330 : 모바일 저장부
340 : 디스플레이부
400 : 시스템 서버100: eye patch type biosignal measuring device
110: vibration sensor unit
120: biosignal sensor unit
130: sound sensor unit
140: temperature sensor unit
150: Ministry of Communication
160: power supply
200: black box device
210: infrared imaging unit
220: sleep image labeling unit
230: image storage unit
240: video communication unit
250: video power unit
300: mobile device
310: mobile communication department
320: user information unit
330: mobile storage unit
340: display unit
400: system server
Claims (6)
환자의 산소포화도 및 심박 신호를 측정하는 생체신호 센서부;
환자의 호흡을 측정하는 소리 센서부;
환자의 체온을 측정하는 온도 센서부;
상기 진동 센서부, 생체신호 센서부, 소리 센서부 및 온도 센서부에서 측정한 생체신호 데이터를 상기 모바일 디바이스로 전송하는 통신부;
상기 진동 센서부, 생체신호 센서부, 소리 센서부, 온도 센서부 및 통신부에 전력을 공급하는 전원부;를 포함하는 안대형 생체신호 측정장치. a vibration sensor unit for measuring an eye movement signal of the patient;
a bio-signal sensor unit for measuring oxygen saturation and heart rate signals of the patient;
A sound sensor unit for measuring the patient's breathing;
a temperature sensor unit for measuring a patient's body temperature;
a communication unit that transmits biosignal data measured by the vibration sensor unit, the biosignal sensor unit, the sound sensor unit, and the temperature sensor unit to the mobile device;
An eyepatch-type bio-signal measuring device comprising: a power supply unit supplying power to the vibration sensor unit, the bio-signal sensor unit, the sound sensor unit, the temperature sensor unit, and the communication unit.
환자의 수면 중의 수면 자세를 측정하는 블랙박스장치;
상기 안대형 생체신호 측정장치로부터 환자의 수면측정 데이터를 전송받아 저장하는 모바일 디바이스; 및
상기 모바일 디바이스로부터 환자의 수면측정 데이터를 전송받고, 또한 상기 블랙박스장치로부터 환자의 수면영상 데이터를 전송받아 환자의 수면장애를 분석하는 시스템 서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템.An eye patch-type bio-signal measuring device for measuring a patient's bio-signal during sleep;
Black box device for measuring the sleeping position of the patient during sleep;
a mobile device receiving and storing the patient's sleep measurement data from the eye patch-type bio-signal measuring device; and
and a system server that receives the patient's sleep measurement data from the mobile device and receives the patient's sleep image data from the black box device to analyze the patient's sleep disorder. Sleep measurement system using
상기 블랙박스장치는,
환자의 수면 자세를 적외선으로 촬영하는 적외선 촬영부;
상기 적외선 촬영부에서 촬영된 수면영상 중에서 환자의 모습이 노출된 영상만 추출하고, 환자의 모습이 노출되지 않은 영상은 추출하지 않는 수면영상 라벨링부;
상기 수면영상 라벨링부에서 수집된 환자의 수면 영상을 저장하는 영상 저장부;
상기 영상 저장부에 저장된 수면 영상을 상기 시스템 서버로 전송하는 영상 통신부; 및
상기 적외선 촬영부, 수면영상 라벨링부, 영상 저장부 및 영상 통신부에 전력을 공급하는 영상 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템.The method of claim 2,
The black box device,
an infrared photographing unit for photographing the patient's sleeping posture in infrared light;
a sleep image labeling unit that extracts only an image in which the patient's image is exposed from among the sleep images captured by the infrared capture unit and does not extract an image in which the patient's image is not exposed;
an image storage unit for storing the patient's sleep image collected by the sleep image labeling unit;
a video communication unit transmitting the sleep image stored in the image storage unit to the system server; and
A sleep measurement system using an eyepatch-type bio-signal measuring device comprising: an image power supply unit supplying power to the infrared photographing unit, the sleep image labeling unit, the image storage unit, and the image communication unit.
상기 모바일 디바이스는,
상기 안대형 생체신호 측정장치의 생체신호 데이터를 전송받는 모바일 통신부;
환자의 사용자 정보가 로그인 후 저장되는 사용자 정보부;
상기 모바일 통신부에서 수신된 생체신호 데이터가 상기 사용자 정보부의 사용자 정보와 병합되어 저장되는 모바일 저장부; 및
상기 시스템 서버로부터 분석진단된 수면장애의 결과를 표시하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템.The method of claim 3,
The mobile device,
a mobile communication unit receiving bio-signal data of the eye patch-type bio-signal measuring device;
a user information unit in which patient user information is stored after logging in;
a mobile storage unit for merging and storing bio-signal data received from the mobile communication unit with user information of the user information unit; and
A sleep measurement system using an eyepatch-type bio-signal measuring device, characterized in that it includes a display unit displaying a result of the sleep disorder analyzed and diagnosed by the system server.
상기 시스템 서버는 상기 모바일 디바이스에서 전송된 생체신호 데이터 및 상기 블랙박스장치에서 전송된 환자의 수면영상 데이터를 분석하여 환자의 파키슨병 예측 및 수면장애를 파악하여 상기 모바일 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템.The method of claim 4,
The system server analyzes the bio-signal data transmitted from the mobile device and the patient's sleep image data transmitted from the black box device to determine the patient's Parkinson's disease prediction and sleep disorder, and transmits the data to the mobile device. A sleep measurement system using an eyepatch-type bio-signal measuring device.
환자에 의하여 상기 모바일 디바이스에 로그인되어 사용자 정보가 입력되는 제1 단계;
상기 안대형 생체신호 측정장치가 환자에게 착용되고 침대의 상부에 블랙박스장치가 설치되는 제2 단계;
측정된 생체신호 데이터가 실시간으로 모바일 디바이스로 전송되는 제3 단계;
상기 모바일 디바이스에서 환자의 사용자 정보 및 생체신호 데이터를 병합하여 저장하고, 상기 병합된 데이터가 시스템 서버로 전송되고, 상기 블랙박스장치에서 측정된 환자의 수면영상 데이터가 상기 시스템 서버로 전송되는 제4 단계;
상기 시스템 서버에서 환자의 생체신호 데이터 및 수면영상 데이터를 분석하고 수면장애를 파악하여 상기 모바일 디바이스로 전송하는 제5 단계; 및
상기 모바일 디바이스에서 환자의 수면장애 진단결과를 확인하는 제6 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안대형 생체신호 측정장치를 이용한 수면측정 시스템에 의한 수면측정 방법.In the method of measuring sleep by a sleep measuring system using an eye patch type biosignal measuring device,
A first step of logging in to the mobile device by the patient and inputting user information;
a second step of wearing the eyepatch-type bio-signal measuring device on the patient and installing a black box device on the upper part of the bed;
A third step of transmitting the measured bio-signal data to the mobile device in real time;
A fourth method in which the mobile device merges and stores the patient's user information and bio-signal data, transmits the merged data to a system server, and transmits the patient's sleep image data measured by the black box device to the system server. step;
a fifth step of analyzing the bio-signal data and sleep image data of the patient in the system server, identifying a sleep disorder, and transmitting the data to the mobile device; and
A sixth step of checking the patient's sleep disorder diagnosis result in the mobile device; sleep measurement method by a sleep measurement system using an eyepatch-type bio-signal measuring device, characterized in that it comprises.
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---|---|---|---|
KR1020220003048A KR20230107459A (en) | 2022-01-08 | 2022-01-08 | Eye Patch Type Biosignal Measuring Device, Hypnograph System And Hypnograph Method Using The Same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102645932B1 (en) * | 2023-12-28 | 2024-03-11 | 이신원 | Homecare system |
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-
2022
- 2022-01-08 KR KR1020220003048A patent/KR20230107459A/en not_active Application Discontinuation
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