KR100193878B1 - Wrist portable pulse device - Google Patents
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Abstract
사용자의 손목동맥을 흐르는 혈류의 양을 감지한 뒤에 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 광센서부(10)와, 상기한 광센서부로부터 입력되는 신호를 필터링하여 출력하는 필터부(20)와, 상기한 필터부로부터 입력되는 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부(30)와, 상기한 증폭부로부터 입력되는 신호를 디지틀 신호로 변환하여 출력하는 인터페이스부(40)와, 사용자가 명령을 입력시키기 위한 스위치부(50)와, 상기한 스위치로부터 명령이 입력되면, 상기한 인터페이스부로부터 입력되는 신호를 이용하여 사용자의 맥박수를 측정된 뒤에, 상기한 맥박수 및 맥박수 변환율이 적정할 경우에 맥박수를 표시하기 위한 신호를 출력하는 제어부(60)와, 상기한 제어부로부터 입력되는 신호에 따라 맥박수를 시작적으로 표시하는 표시부(70)로 이루어지며, 환자 또는 일반인이 어느때 어느 장소에 있더라도 밴드형태의 맥박기를 자신 또는 타인의 손목에 감기만 하면 필요에 따라 맥박수를 정확하게 측정할 수 있는 효과를 갖는 손목 휴대용 맥박기 및 그의 제어방법을 제공한다.The optical sensor unit 10 for detecting the amount of blood flow flowing through the carotid artery of the user and converts it into an electrical signal and outputs, and the filter unit 20 for filtering and outputting the signal input from the optical sensor unit; An amplifying unit 30 for amplifying and outputting the signal input from the filter unit, an interface unit 40 for converting the signal input from the amplifying unit into a digital signal and outputting the digital signal, and allowing a user to input a command; When a command is input from the switch unit 50 and the switch, the pulse rate of the user is measured using a signal input from the interface unit, and the pulse rate is displayed when the pulse rate and the pulse rate conversion rate are appropriate. The control unit 60 for outputting a signal for performing, and the display unit 70 for initially displaying the pulse rate in accordance with the signal input from the control unit, the patient or Provided is a wrist handheld pulse pacer having the effect of accurately measuring the pulse rate as needed by simply winding a band-type pulse rate on the wrist of a person or another person at any time and at any place.
Description
이 발명은 손목 휴대용 맥박기 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 사용자가 어느 때 어느 장소에 있더라도 밴드형태의 맥박기를 자신 또는 타인의 손목에 감기만 하면 피측정자가 운동을 하면서도 맥박수를 정확하게 측정할 수 있는 손목 휴대용 맥박기 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wrist handheld pulse device, and more specifically, a user can measure a pulse rate accurately while exercising while the user is exercising by simply winding a band-type pulse on his or another wrist at any time and at any place. The present invention relates to a wrist handheld pulse device.
사람의 건강상태를 판단하기 위한 기준으로서 맥박은 의학적으로 매우 중요한 요소중의 하나이다. 전통적으로는, 맥박을 측정하기 위하여 환자의 손목동맥을 흐르는 혈류의 진동을 의사가 촉감으로 진단하는 방법이 사용되어 왔다. 그러나, 이와 같은 방법은 정확하지 않기 때문에, 병원에서는 환자의 맥박을 검사하기 위하여 기계적인 측정장치인 맥박기를 사용하고 있는 실정이다.Pulse is one of the most important medical factors as a criterion for judging a person's health. Traditionally, methods have been used by doctors to tactilely diagnose vibrations of blood flow through a patient's carotid arteries to measure the pulse. However, since such a method is not accurate, a hospital uses a pulse measuring device as a mechanical measuring device to check a patient's pulse.
일반적으로 맥박기는 광센서 타입, 심전센서 타입, 공가압력 센서 타입의 3가지가 있는데, 세종류 모두 피측정자가 움직이지 않는 상태이거나 약간 움직이는 상태에서는 맥박을 정확하게 측정할 수가 있으나, 피측정자가 어느정도 움직이는 상태, 즉, 운동중에 맥박측정이 가능한 것은 심전센서 타입만이 가능하다. 상기한 심전센서 타입 맥박기는 피측정자의 가슴에 전극(심전센서)를 대고서 환자의 혈류의 진동을 전기적으로 측정하는 구조로 이루어진다.In general, there are three types of pulses: an optical sensor type, an electrocardiogram sensor type, and a cantilever pressure sensor type. In all three types, a pulse can be accurately measured when the subject is not moving or slightly moving. The state, ie, pulse rate measurement during exercise, is only possible with the ECG type. The electrocardiogram sensor type pulse machine is configured to electrically measure the vibration of the blood flow of the patient by placing an electrode (electrocardiograph sensor) on the chest of the subject.
그러나, 상기한 심전센서 타입 맥박기는, 가슴을 압박하는 심전센서를 착용한 채 맥박을 측정해야 하기 때문에 휴대하기가 매우 불편하기 때문에 실제로 피측정자가 운동중이나 일상생활을 하는 과정에서 이를 이용하여 맥박을 측정하기가 매우 어려운 문제점이 있다.However, the above-described electrocardiogram sensor type pulse is very inconvenient to carry because it is necessary to measure the pulse while wearing an electrocardiogram sensor that compresses the chest, so that the subject actually uses the pulse during exercise or daily life. There is a problem that is very difficult to measure.
한편, 광센서 타입 맥박기는 측정대상에 따라, 귓볼을 통해서 측정하는 장치, 손가락을 통해서 측정하는 장치, 손목을 통하여 측정하는 장치로 대별되는데, 이중에서 피측정자가 운동을 하고 있는 중에 맥박을 측정할 수 있도록 실용화시킨 장치는 아직까지 없는 실정이다.On the other hand, the optical sensor pulse is classified into a device for measuring through the earlobe, a device for measuring through the finger, and a device for measuring through the wrist, depending on the measurement object. There is no device that has been put to practical use so far.
이 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사용자가 어느때 어느 장소에 있더라도 밴드형태의 맥박기를 자신 또는 타인의 손목에 감기만 하면 피측정자가 운동을 하면서도 맥박수를 정확하게 측정할 수 있는 손목 휴대용 맥박기 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and the user can measure the pulse rate accurately while the user is exercising just by winding the band-type pulse on his or another wrist at any time at any place. To provide a wrist portable pulse device.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 손목 휴대용 맥박기의 구성 회로도이다.1 is a configuration circuit diagram of a wrist handheld pulse according to an embodiment of the present invention.
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 손목 휴대용 맥박기의 제어방법의 동작 흐름도이다.2 is an operation flowchart of a control method of a wrist pulse generator according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 광센서부 20 : 필터부10: light sensor unit 20: filter unit
30 : 증폭부 40 : 인터페이스부30: amplification unit 40: interface unit
50 : 스위치부 60 : 마이크로 컨트롤러50 switch 60: microcontroller
70 : 표시부70: display unit
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 제1구성은, 사용자의 손목동맥을 흐르는 혈류의 양을 감지한 뒤에 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 광센서부와, 상기한 광센서부로부터 입력되는 신호를 필터링하여 출력하는 필터부와, 상기한 필터부로부터 입력되는 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부와, 상기한 증폭부로부터 입력되는 신호를 디지틀 신호로 변환하여 출력하는 인터페이스부와, 사용자가 명령을 입력시키기 위한 스위치부와, 상기한 스위치로부터 명령이 입력되면, 상기한 인터페이스부로부터 입력되는 신호를 이용하여 사용자의 맥박수를 측정한 뒤에, 상기한 맥박수 및 맥박수 변환율이 적정할 경우에 맥박수를 표시하기 위한 신호를 출력하는 제어부와, 상기한 제어부로부터 입력되는 신호에 따라 맥박수를 시각적으로 표시하는 표시부로 이루어진다.As a means for achieving the above object, the first configuration of the present invention, the optical sensor for detecting the amount of blood flow flowing through the carotid artery of the user and converts it into an electrical signal and outputs from the optical sensor; A filter unit for filtering and outputting an input signal, an amplifier for amplifying and outputting a signal input from the filter unit, an interface unit for converting and outputting a signal input from the amplifying unit into a digital signal, and a user; Is a switch unit for inputting a command, and when a command is inputted from the switch, the pulse rate of the user is measured after measuring the pulse rate of the user using the signal input from the interface unit. A control unit for outputting a signal for displaying a, and the pulse rate visually in accordance with the signal input from the control unit It consists of a display part to display.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 제2구성은, 전원이 인가되면 동작이 시작되어, 모든 메모리 변수를 초기화시킨 뒤에 주변회로에 인가되는 전원을 차단하여 스톱모드를 유지함으로써 전력소모를 최소화시키는 명령어 수단과, 스위치부의 파워키로부터 입력되는 신호를 읽어들여서 파워키가 온되었는지를 판단하여, 파워키가 온된 경우에 동작모드로 전환하면서 사용자의 손목에 감겨 있는 광센서부로부터 입력되는 신호파형을 검출하는 명령어 수단과, 상기한 센서파형이 정상인지를 판단하여, 센서파형이 정상인 경우에 파형을 카운트하여, 상기한 파형 카운트 데이터로부터 맥박수를 계산하는 명령어 수단과, 상기한 맥박수가 일정한 범위내의 값을 갖는지를 판단하는 명령어 수단과, 상기한 맥박수가 일정한 범위내의 값을 갖는 경우에, 맥박수의 변화율을 계산하는 명령어 수단과, 상기한 맥박수의 변화율이 적정값인지를 판단하여, 맥박수의 변화율이 적정값인 경우에 맥박수를 화면에 표시한 뒤에 동작을 종료하는 명령어 수단으로 이루어진다.As a means for achieving the above object, the second configuration of the present invention starts operation when power is applied, and initializes all memory variables to cut off power applied to the peripheral circuit to maintain the stop mode. The command means for minimizing and reading the signal input from the power key of the switch unit determines whether the power key is turned on, and when the power key is turned on, the signal is input from the optical sensor unit wound around the user's wrist while switching to the operation mode. Command means for detecting a waveform, determining whether the sensor waveform is normal, counting the waveform when the sensor waveform is normal, calculating the pulse rate from the waveform count data, and the pulse rate in a constant range Command means for determining whether the value has a value within the pulse rate; In the case, the command means for calculating the rate of change of the pulse rate and the command means for determining whether the rate of change of the pulse rate is an appropriate value, and ending the operation after displaying the pulse rate on the screen when the rate of change of the pulse rate is an appropriate value. .
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 손목 휴대용 맥박기의 구성 회로도이다. 제1도에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 실시예에 따른 손목 휴대용 맥박기의 구성은, 광센서부(10)와, 상기한 광센서부(10)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 필터부(20)와, 상기한 필터부(20)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 증폭부(30)와, 상기한 증폭부(30)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 인터페이스부(40)와, 스위치부(50)와, 상기한 인터페이스부(40)와 스위치부(50)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 마이크로 컨트롤러(60)와, 상기한 마이크로 컨트롤러(60)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 표시부(70)로 이루어진다.1 is a configuration circuit diagram of a wrist handheld pulse according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the configuration of a wrist pulse generator according to an exemplary embodiment of the present invention includes an optical sensor unit 10 and a filter unit having an input terminal connected to an output terminal of the optical sensor unit 10. 20, an amplifier 30 having an input terminal connected to the output terminal of the filter unit 20, an interface unit 40 having an input terminal connected to the output terminal of the amplifier unit 30, and a switch; The display unit 50 is connected to the output terminal of the interface unit 40 and the switch unit 50, the microcontroller 60, and the input terminal is connected to the output terminal of the microcontroller 60. It consists of 70 pieces.
상기한 광센서부(10)와, 필터부(20)와, 증폭부(30)와. 인터페이스부(40)와, 스위치부(50)와, 마이크로 컨트롤러(60)와, 표시부(70)는 사용자의 손목에 감을 수 있는 밴드에 장착되어 휴대가 가능하도록 구성된다.The optical sensor unit 10, the filter unit 20, the amplifier 30 and the. The interface unit 40, the switch unit 50, the microcontroller 60, and the display unit 70 are mounted on a band wound around the user's wrist and configured to be portable.
상기한 마이크로 컨트롤러(60)는 내부에 메모리(memory)가 내장되어 있는 것을 사용한다.The microcontroller 60 uses a memory having a built-in memory.
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 손목 휴대용 맥박기의 제어방법의 동작 흐름도이다. 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 실시예에 따른 손목 휴대용 맥박기의 제어방법의 구성은, 전원이 인가되면 동작이 시작되는 단계(S10)와, 모든 메모리 변수를 초기화시키는 단계(S20)와, 주변회로에 인가되는 전원을 차단하여 스톱모드를 유지함으로써 전력소모를 최소화시키는 단계(S30)와, 스위치부의 파워키로부터 입력되는 신호를 읽어들여 파워키가 온되었는지를 판단하는 단계(S40)와, 파워키가 온된 경우에 동작모드로 전환하면서 사용자의 손목에 감겨 있는 광센서부로부터 입력되는 신호파형을 검출하는 단계(S50)와, 상기한 센서파형이 정상인지를 판단하는 단계(S60)와, 상기한 센서파형이 정상인 경우에 파형을 카운트하는 단계(S70)와, 상기한 파형 카운트 데이터로부터 맥박수를 계산하는 단계(S80)와, 상기한 맥박수가 하한값보다 큰지를 판단하는 단계(S90)와, 상기한 맥박수가 하한값보다 큰 경우에 상기한 맥박수가 상한값보다 작은 지를 판단하는 단계(S100)와, 상기한 맥박수가 상한값보다 작은 경우에 맥박수의 변화율을 계산하는 단계(S110)와, 상기한 맥박수의 변화율이 적정값인지를 판단하는 단계(S120)와, 상기한 맥박수의 변화율이 적정값인 경우에 맥박수를 화면에 표시하는 단계(S130)와, 동작을 종료하는 단계(S140)로 이루어진다.2 is an operation flowchart of a control method of a wrist pulse generator according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the configuration of the method for controlling a wrist pulse generator according to an embodiment of the present invention includes the steps of starting operation when power is applied (S10) and initializing all memory variables (S20). ) And minimizing power consumption by maintaining the stop mode by cutting off the power applied to the peripheral circuit (S30), and determining whether the power key is on by reading a signal input from the power key of the switch unit (S40). And detecting the signal waveform input from the optical sensor unit wound around the user's wrist while switching to the operation mode when the power key is turned on (S50), and determining whether the sensor waveform is normal (S60). ), Counting the waveform when the sensor waveform is normal (S70), calculating the pulse rate from the waveform count data (S80), and the pulse rate greater than the lower limit value Determining (S90), determining whether the pulse rate is smaller than an upper limit when the pulse rate is greater than a lower limit value (S100), and calculating a rate of change of the pulse rate when the pulse rate is smaller than an upper limit value. (S110), determining whether the rate of change of the pulse rate is an appropriate value (S120), displaying the pulse rate on the screen when the rate of change of the pulse rate is an appropriate value (S130), and ending the operation. Step S140 is made.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 손목 휴대용 맥박기 장치의 작용은 다음과 같다.With the above configuration, the operation of the wrist portable pulse apparatus according to the embodiment of the present invention is as follows.
밴드형태로 되어 있는 이 발명에 따른 맥박기를 사용자가 손목에 찬 뒤에, 배터리를 통해서 전원이 인가되면, 마이크로 컨트롤러(60)의 내부 메모리에 프로그램화되어 저장되어 있는 제2도에 도시되어 있는 동작 수순이 마이크로 컨트롤러(60)에 의해 실행됨으로써 이 발명의 실시예에 따른 손목 휴대용 맥박기의 동작이 시작된다(S10).The operation procedure shown in FIG. 2 is programmed and stored in the internal memory of the microcontroller 60 when power is applied through the battery after the user wears the pulse according to the present invention in a band form. By being executed by the microcontroller 60, the operation of the wrist handheld pulse according to the embodiment of the present invention is started (S10).
동작이 시작되면, 마이크로 컨트롤러(60)는 모든 메모리 변수를 초기화시킨 뒤에(S20), 주변회로에 인가되는 전원을 차단함으로써 스톱모드(stop mode)를 유지하여 전력소모를 최소화시킨다(S30).When the operation is started, the microcontroller 60 initializes all the memory variables (S20), thereby minimizing power consumption by maintaining a stop mode by cutting off the power applied to the peripheral circuit (S30).
다음에, 마이크로 컨트롤러(60)는 스위치부(50)의 파워키(도시되지 않음)로부터 입력되는 신호를 읽어들여 파워키가 온되었는지를 판단한다(S40).Next, the microcontroller 60 reads a signal input from a power key (not shown) of the switch unit 50 to determine whether the power key is turned on (S40).
스위치부(50)의 파워키가 온된 경우에, 마이크로 컨트롤러(60)는 주변회로에 전원을 공급함으로써 동작모드로 전환하면서 사용자의 손목에 감겨 있는 광센서부(10)로부터 입력되는 신호파형을 검출한다(S50).When the power key of the switch unit 50 is turned on, the microcontroller 60 detects a signal waveform input from the optical sensor unit 10 wound around the user's wrist while switching to the operation mode by supplying power to the peripheral circuit. (S50).
상기한 광센서부(10)의 발광소자와 수광소자는 사용자의 손목동맥 부위와 접촉되는 밴드면에 나란하게 장착되고, 상기한 광센서부(10)의 발광소자로부터 방사된 빛이 사용자의 손목동맥을 흐르는 혈액에 의해 반사되면서 손목동맥을 흐르는 핼액의 양에 따라 반사광량이 변하게 되면 수광소자가 이를 감지하여 전기적인 신호로 변환하여 출력하게 된다.The light emitting device and the light receiving device of the optical sensor unit 10 are mounted side by side on the band surface in contact with the wrist artery of the user, the light emitted from the light emitting element of the optical sensor unit 10 is the user's wrist When the amount of reflected light changes according to the amount of heal fluid flowing through the carotid artery while being reflected by the blood flowing through the artery, the light receiving element detects it and converts it into an electrical signal and outputs it.
상기한 광센서부(10)로부터 출력되는 신호는, 필터부(20)를 거치면서 노이즈가 제거되고, 증폭부(30)를 거치면서 혈액의 흐름을 나타내는 빛의 반사에 따른 전기신호의 변화량이 가장 큰 부분과 가장 작은 부분의 입력신호의 차를 구하여 증폭함으로써 공통된 신체의 움직임에 의한 신호는 없애주고 혈액의 흐름에 따른 신호만을 얻은 뒤에 이와 같이 차등증폭된 신호가 인터페이스부(40)를 거치면서 디지틀 신호로 변환되어 마이크로 컨트롤러(60)로 출력된다.The signal output from the optical sensor unit 10, the noise is removed while passing through the filter unit 20, the amount of change in the electrical signal according to the reflection of light representing the flow of blood while passing through the amplifier unit 30 By obtaining and amplifying the difference between the input signal of the largest part and the smallest part, the signal caused by the movement of the common body is eliminated, and the signal that is differentially amplified is passed through the interface unit 40 after only the signal according to the blood flow is obtained. It is converted into a digital signal and output to the microcontroller 60.
마이크로 컨트롤러(60)는 상기한 인터페이스부(40)로부터 입력되는 신호를 읽어들임으로써 사용자의 손맥동맥을 흐르는 혈액량의 변화를 감지할 수가 있다.The microcontroller 60 may detect a change in the amount of blood flowing through the artery of the user by reading the signal input from the interface unit 40.
다음에, 마이크로 컨트롤러(60)는 상기한 인터페이스부(40)로부터 입력되는 데이터를 기초로 하여 센서파형이 정상인지를 판단한다(S60).Next, the microcontroller 60 determines whether the sensor waveform is normal based on the data input from the interface unit 40 (S60).
상기한 센서파형이 정상인 경우에, 마이크로 컨트롤러(60)는 파형을 카운트하여(S70), 상기한 파형 카운트 데이터로부터 맥박수를 계산한다(S80).When the sensor waveform is normal, the microcontroller 60 counts the waveform (S70), and calculates the pulse rate from the waveform count data (S80).
다음에, 마이크로 컨트롤러(60)는 상기한 맥박수가 하한값보다 크고 상한값보다는 작은 적정범위내에 존재하는지를 판단한다(S90, S100).Next, the microcontroller 60 determines whether the above pulse rate is within an appropriate range larger than the lower limit and smaller than the upper limit (S90 and S100).
맥박수가 적정 범위내에 존재하는 경우에, 마이크로 컨트롤러(60)는 맥박수의 변화율을 계산하여(S110), 상기한 맥박수의 변화율이 적정값인지를 판단한다(S120).When the pulse rate is within the appropriate range, the microcontroller 60 calculates the rate of change of the pulse rate (S110), and determines whether the rate of change of the pulse rate is an appropriate value (S120).
상기한 맥박수의 변화율이 적정값인 경우에 마이크로 컨트롤러(60)는 맥박수를 표시부(70)의 화면에 표시된 뒤에(S130), 동작을 종료한다(S140).When the rate of change of the pulse rate is an appropriate value, the microcontroller 60 displays the pulse rate on the screen of the display unit 70 (S130) and ends the operation (S140).
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 환자 또는 일반인이 어느때 어느 장소에 있더라도 밴드형태의 맥박기를 자신 또는 타인의 손목에 감기만 하면 피측정자가 운동을 하고 있더라도 맥박수를 정확하게 측정할 수 있는 효과를 갖는 손목 휴대용 맥박기 장치를 제공할 수가 있다. 이 발명의 이러한 효과는 의료기기 분야에서 이 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 변형되어 이용될 수가 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, even if the patient or the general person is in any place at any time, just by winding the band-type pulse on the wrist of oneself or another, the effect of accurately measuring the pulse rate even if the subject is exercising It is possible to provide a wrist portable pulse device having a wrist. These effects of the present invention can be modified and used by those skilled in the medical device field without departing from the technical scope of the present invention.
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|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20040129 Year of fee payment: 6 |
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