JP7242099B2 - 指輪形状の生体信号感知装置 - Google Patents
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Description
本発明は、心電図、血圧などの生体信号を感知し、収集できるようにする生体信号感知装置に関する。
一般に、心電図感知装置は、心臓疾患の臨床診断に広く用いられる重要な道具であり、心筋梗塞、肺塞栓症などの症状を診断するのに用いることができる。
特に、心臓疾患を患っている、または心臓疾患が疑われる人は、突然の心臓の異常を感知したり早期に警告する必要がある。
心電図感知装置は、電極を身体に付着し、心臓が拍動する際に発生する微小な電気的信号を感知する。
そのような従来の公知の心電図感知装置は、電極などの装置が目立つ大きさで大きすぎたり、着用することが不便であった。
一方で、従来は、血圧などの生体信号を感知するためのウェアラブルが提案されているが、ほとんどのウェアラブルは、手首に着用する形態であり、このようなウェアラブルは、着用している身体部位を除いた他の身体部位に接触するようにする構成がないので、心電図データに対する信頼度が低いという限界がある。
他の一方で、心電図を測定する際、患者の体にジェルを塗布するが、このようなジェルは、患者が不快に感じることがある。
スマートフォンを用いたリアルタイム血圧測定システムの設計及び具現、ギル・ヨンジュン、イ・ジョンテ、ＩＳＳＮ ２３８３－６３１８（Ｐｒｉｎｔ）／ＩＳＳＮ ２３８３－６３２６（Ｏｎｌｉｎｅ），ＫＩＩＳＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｃｅｓ，Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．３，ｐｐ．１９２－２１４，２０１５． ３，ｈｔｔｐ：／／ｄｘ．ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．５６２６／ＫＴＣＰ．２０１５．２１．３．１９２
したがって、本発明が達成しようとする技術的課題は、心電図及び血圧を感知できるようにする指輪形状の生体信号感知装置を提供することに、その目的がある。
本発明の他の目的は、指に着用できるようにし、外形的なサイズを超小型で提供して着用の不便さを最小化できるようにする指輪形状の生体信号感知装置を提供することにある。
上記技術的課題を達成するための本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、リング状からなり、導体で構成され、ユーザの指に嵌められて指と接触する第１電極１０と、前記第１電極１０の外側に組み立てられ、導体で構成され、ユーザの身体に接触する第２電極２０と、前記第１電極１０を含み、前記第１電極１０と前記第２電極２０との間に絶縁を維持するために挿入される絶縁ユニット３０と、前記絶縁ユニット３０に配置され、生体センサが含まれ、前記第２電極２０がユーザの身体に接触したときに生体信号を収集する制御部４０と、を含む。
また、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、前記生体信号が、心電図信号、血圧信号、及び脈拍信号のいずれか１つであってもよい。
また、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、前記制御部４０が、通信端末機と接続して前記生体信号の資料を送信するようにする通信モジュールを含むことができる。
また、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置の前記制御部４０は、ユーザが前記第２電極２０を１回又は２回連続して接触及び接触解除を繰り返すと、ユーザの生体情報を感知するか、または収集された資料を送信することができる。
また、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、前記第１電極１０の外周にリム１２が形成され、前記リム１２に絶縁層が形成されて、前記絶縁層により前記第１電極１０と前記第２電極２０とが絶縁されてもよい。
また、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、前記絶縁ユニット３０が、可撓性材質からなり、一部が前記第１電極１０を貫通してユーザの指に密着することができる。
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
上記のようになされた本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、心電図及び血圧などの生体信号を感知することができる。
また、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、指に着用できる程度に外形的なサイズを超小型で提供することによって、着用の不便さを最小化することができる。
また、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、第１電極がユーザの指に密着することで、生体信号を確保する際に誤りを最小化し、収集された生体信号に対する信頼度を向上させることができる。
また、心電図を測定する際、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、従来のように患者の体にジェルなどを塗布しなくて済むので、患者の利便性を向上させることができる。
本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すると明らかになるであろう。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例について詳細に説明する。以下で説明される実施例は、本発明の理解を助けるために例示的に示したものであり、本発明は、ここで説明される実施例と異なって多様に変形して実施できることを理解しなければならない。但し、本発明を説明するに当たって、関連する公知機能あるいは構成要素についての詳細な説明が、本発明の要旨を不必要に曖昧にする可能性があると判断される場合、その詳細な説明及び具体的な図示を省略する。また、添付の図面は、発明の理解を助けるために実際の縮尺通りに示したものではなく、一部の構成要素の大きさが誇張されて図示される。
一方、「第１」、「第２」などの用語は、様々な構成要素を説明するために使用できるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されてはならない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しない限り、第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に、第２構成要素も第１構成要素と命名することができる。
他の一方、後述される用語は、本発明での機能を考慮して設定された用語であって、これは、生産者の意図又は慣例によって変わるので、その定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて行われるべきである。
明細書全体にわたって同一の参照符号は同一の構成要素を指す。
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置に関して説明する。図１は、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置を説明するための図である。図２は、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置の主要構成を説明するための分解図である。図３は、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置の内部構成を説明するための断面図である。
本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、第１電極１０、第２電極２０、絶縁ユニット３０及び制御部４０を含んで構成することができる。
前記第１電極１０は、リング（ｒｉｎｇ）状の導体からなり、ユーザの指に嵌められて指と接触することができる。
前記第２電極２０は、前記第１電極１０の外側に組み立てられ、導体で構成することができ、ユーザの身体に接触することができる。
前記絶縁ユニット３０は、前記第１電極１０と前記第２電極２０との間に配置され、前記第１電極１０と前記第２電極２０との間に絶縁を維持することができる。また、前記絶縁ユニット３０の一方側には生体センサを含むことができる。
前記生体センサは、心電図（ＥＣＧ：Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）、光電容積脈波（ＰＰＧ：Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ）のような生体信号を測定するようにする。
このような生体信号を用いてリアルタイムで血圧を監視して管理することができ、これによって、高血圧を予防するのに寄与することができる。
前記制御部４０は、前記第１電極１０と前記第２電極２０との間に配置することができ、前記第２電極２０が前記指を除いたユーザの身体に接触したときに生体信号を収集することができる。
一方、前記第２電極２０は弧状に構成することができ、第２電極２０の一方側にトップカバー５０を備えることができる。
前記第２電極２０は、前記第１電極１０又は前記絶縁ユニット３０の側面から接近して組み立てることができ、反対側には前記トップカバー５０を組み立てることができる。
また、前記第２電極２０の内部には印刷回路基板６０及びバッテリー７０を備えることができる。
前記印刷回路基板６０は、撓みが自由な材質であり、前記制御部４０が搭載される。
一方で、前記印刷回路基板６０は、外部電子機器との通信のための通信モジュールが搭載される。
前記バッテリー７０は、前記第１電極１０及び第２電極２０に電流が流れるように電源を提供することができ、前記制御部４０を始めとする前記印刷回路基板６０に電源を提供することができる。
前記のように構成された本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、ユーザの指に着用することができる。
ユーザは、指に本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置を着用した状態で、身体のある一箇所に当てる行動で生体信号を感知することができる。
より詳しくは、心臓が拍動する間に微小な電流が生成され、時間の経過に伴って微小な電流の強度が変わるが、そのような電流の強度などは、第１電極１０又は第２電極２０を介して制御部４０に伝達され、制御部４０は、入力された電流の変化を収集し、格納することができる。
前記収集された電流の変化は、時間の経過に対する心電図グラフで表現することができ、心電図グラフの特性を分析して、心臓の健康状態などを分析することができる。前記心電図グラフは、Ｐ波（Ｐ ｗａｖｅ）、ＱＲＳ波（ＱＲＳ群、ＱＲＳ ｃｏｍｐｌｅｘ）、Ｔ波（Ｔ ｗａｖｅ）、及びＵ波（Ｕ ｗａｖｅ）などがある。また、前記血圧センサは、指の血管に沿って伝達される血圧及び脈拍などの生体信号を確保することができる。
すなわち、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、心電図、血圧、脈拍などの生体信号を感知することができる。
また、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、指に着用できる程度に外形的なサイズを超小型で提供することによって、着用の不便さを最小化することができる。
一方、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置の前記制御部４０は、通信端末機と接続して前記生体信号の資料を送信するようにする通信モジュールを含むことができる。
前記通信端末機は、スマートフォン、タブレットＰＣ、ラップトップ、デスクトップ、ネットワークに接続された電子機器などであってもよい。
また、通信モジュールは、有線通信又は無線通信を接続するための通信部品であってもよい。
これによって、ユーザは、平常時に生体信号を収集して格納しておき、収集された資料を通信端末機に伝送するか、または指定された医療サービスに接続して伝送することができる。
医療機関では、通信端末機又は医療サービスに受信されたユーザの生体信号の資料を調べ、ユーザの身体の健康状態を診断することができる。
すなわち、ユーザは、日常生活をしながら、続けて生体信号を収集・格納できるので便利であり、医師は、さらに多くの資料に基づいて診断できるので、診断の正確度を著しく高めることができる。
一方、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置の前記制御部４０は、ユーザが前記第２電極２０を１回又は２回連続して接触と接触解除を繰り返すと、ユーザの生体情報を感知するか、または収集された資料を送信することができる。
すなわち、ユーザが第２電極２０に刺激を与えないと、制御部４０の作動が止まり、ユーザが第２電極２０に刺激を与えると、刺激の信号に応じて作動することができる。
前記刺激について、例えば、第２電極２０に軽く触れるなどの行為を２回連続すると、心電図信号と脈波信号を収集するものと理解することができる。
また、設定された時間の間に外部の刺激がないと、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、節電状態に切り替わってバッテリー電源が消耗することを防止することができる。
一方で、本発明の実施例に係る心電図センサリングは、内径のサイズを異ならせて多様に提供することができ、例えば、サイズ別に７種を提供することができる。
他の一方で、前記絶縁ユニット３０は、可撓性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）材質からなり、一部が前記第１電極１０を貫通してユーザの指に密着することができる。
前記可撓性材質は、シリコン又はゴム材質であってもよく、これによって、第１電極１０に指を嵌めたとき、前記絶縁ユニット３０の一部が内側に突出して指に密着することができ、これによって、前記第１電極１０は、さらに強くかつ確実に指の皮膚と接触することができる。
すなわち、本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、第１電極１０がユーザの指に確実に密着することで、生体信号を確保する際に誤りを最小化し、収集された生体信号に対する信頼度を向上させることができる。
以下、図４乃至図６を参照して、本発明の他の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置を説明する。図４は、本発明の他の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置を説明するための図である。図５は、本発明の他の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置の主要構成を説明するための分解図である。図６は、本発明の他の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置の内部構成を説明するための断面図である。
本発明の他の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、上述した本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置において第１電極１０に第２電極２０が設置される例である。
図５に示したように、前記第１電極１０は、外周にリム１２が形成され、前記リム１２に絶縁層が形成される。
すなわち、前記第１電極１０の外側に前記第２電極２０が組み立てられたとき、前記絶縁層により前記第１電極１０と前記第２電極２０が絶縁される。
前記絶縁層は、錫を蒸着し、ＵＶコーティング層を形成することができ、コーティング層は０．１ｍｍであってもよい。
前記のように、第１電極１０と第２電極２０を直接当接するように組み立てることによって、指輪形状の構造物の厚さ及び外形サイズを最小化することができる。
前記第１電極１０及び第２電極２０は、ステンレススチール又は導電性ナノ粒子で構成されてもよく、金、銀などがコーティングされたものであってもよい。これによって、ユーザは、金の指輪又は銀の指輪を着用するものと感じられるため、異質感を最小化することができ、身体に良好に電気を通すことができる。
一方、前記第１電極１０には、内側に向かって突出する絶縁ユニット３０の突起の角部が第１電極１０に形成された貫通孔の角部と一致するように、第１電極１０に形成された貫通孔に絶縁ユニット３０が嵌め込まれ、絶縁ユニット３０の内部には制御部４０を配置することができる。
また、図６に示したように、前記第２電極２０の内部には印刷回路基板６０及びバッテリー７０を備えることができる。
以上、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明の属する技術分野における当業者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施できるということを理解できるはずである
したがって、以上で記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならず、本発明の範囲は、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導かれるすべての変更又は変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。
本発明の実施例に係る指輪形状の生体信号感知装置は、ユーザの指に着用し、ユーザの身体に接触するようにして心電図、脈拍、血圧などを測定するのに用いることができる。
１０ 第１電極
２０ 第２電極
３０ 絶縁ユニット
４０ トップカバー
５０ 制御部
６０ 印刷回路基板
７０ バッテリー
２０ 第２電極
３０ 絶縁ユニット
４０ トップカバー
５０ 制御部
６０ 印刷回路基板
７０ バッテリー
Claims (9)
- リング状からなり、導体で構成され、ユーザの指に嵌められて指と接触する第１電極（１０）と、
前記第１電極（１０）の外側に組み立てられ、導体で構成され、ユーザの身体に接触する第２電極（２０）と、
前記第１電極（１０）を含んで、前記第１電極（１０）と前記第２電極（２０）との間に絶縁を維持するように挿入される絶縁ユニット（３０）と、
前記絶縁ユニット（３０）に配置され、生体センサを含み、前記第２電極（２０）がユーザの身体に接触したときに生体信号を収集する制御部（４０）とを含み、
前記絶縁ユニット（３０）は、可撓性材質からなり、その一部が、前記第１電極（１０）に形成された２か所の貫通孔に、２方向から内周側に向かって突出した状態で嵌め込まれていることで、
ユーザの指が、前記第１電極１０に嵌め込まれたときに、当該絶縁ユニット（３０）の前記一部が、２方向からユーザの指に密着し、前記第１電極１０を、強くかつ確実にユーザの指の皮膚に接触させる結果、
前記第１電極１０が生体信号を確保する際に誤りを最小化し、収集された生体信号に対する信頼度を向上させることができる
ことを特徴とする指輪形状の生体信号感知装置。 - 前記生体信号は、心電図信号、血圧信号または脈拍信号のいずれか１つ以上である、
ことを特徴とする請求項１に記載の指輪形状の生体信号感知装置。
- 前記制御部（４０）は、通信端末機と接続して、収集した前記生体信号を送信する通信モジュールを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の指輪形状の生体信号感知装置。
- 前記第１電極（１０）の外周にリム（１２）が形成され、前記リム（１２）に絶縁層が形成されて、前記絶縁層により前記第１電極（１０）と前記第２電極（２０）とが絶縁される、
ことを特徴とする請求項１に記載の指輪形状の生体信号感知装置。
- 前記絶縁ユニット（３０）は、可撓性材質からなり、一部が前記第１電極（１０）を貫通してユーザの指に密着する、
ことを特徴とする請求項１に記載の指輪形状の生体信号感知装置。
- 前記制御部（４０）は、前記第２電極（２０）が前記ユーザの指を除いたユーザの身体に１回又は２回連続して接触及び接触解除すると、前記ユーザの生体信号を収集する、
ことを特徴とする請求項１または３に記載の指輪形状の生体信号感知装置。
- 前記第１電極（１０）は、貫通孔が形成され、
前記絶縁ユニット（３０）は、可撓性材質からなり、突起が内側方向に突出して形成され、
前記突起が前記貫通孔に挿入された後、前記突起の角部が前記貫通孔の角部と一致する、
ことを特徴とする請求項１、４または５に記載の指輪形状の生体信号感知装置。
- 前記突起の表面は平坦な面状に形成され、
前記突起の平坦面がユーザの指に密着する、
ことを特徴とする請求項７に記載の指輪形状の生体信号感知装置。
- 前記貫通孔及び前記突起は、それぞれ２つである、
ことを特徴とする請求項７または８に記載の指輪形状の生体信号感知装置。
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