KR100708459B1 - 건강관리 기능을 갖는 욕조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 욕조 바닥 면으로부터 돌출되게 엉덩이가 닿는 부분에 설치한 한 쌍의 심전도 전극과 등이 닿는 부분의 후면 벽에 설치된 신호접지전극 및 이 후면 벽의 윗테두리 면의 하부에 설치된 센서 박스로부터 인출되도록 한 케이블에 연결된 귓불형 광전용적맥파센서로 이루어진 측정센서부와;

상기 후면 벽의 내부 공간에 생체신호 증폭기(Amp), A/D변환기(ADC), 메모리(Mem), 연산처리장치(MPU)로 이루어진 시스템부; 및

상기 욕조 전면 벽의 상부에 설치된 방수 모니터와 상기 욕조 후면 벽의 윗테두리 면의 하부에 내장되어 설치된 방수스피커로 이루어진 출력부;

로 구성되어 생체신호정보인 심전도, 광전용적맥파, 맥박수를 모니터링할 수 있는 것을 특징으로 하는 건강관리 기능을 갖는 욕조에 관한 것이다.

상기의 구성을 갖는 본 발명은 사람이 욕조 내에서 목욕을 하는 동안 심전도, 맥박수, 맥파전달시간 등과 같은 심혈관계 상태의 생체신호 정보를 모니터링하여 건강상태의 이상시에는 미리 응급상황을 인지하여 경보기를 동작시키는 시스템을 갖고 있으며, 환자의 건강상태의 모니터링 결과에 의해 반신욕 또는 전신욕과 같은 목욕의 효과를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 목욕을 하는 동안 메모리 내에 저장된 건강상식, 명상의 시간을 위한 다양한 정보들을 모니터를 통해 보거나 또는 스피커를 통해 들을 수 있어 무료하지 않게 목욕을 즐길 수 있도록 한 것이 장점이 다.

건강관리, 욕조, 심전도 전극, 신호접지 전극, 귓불형 광전용적맥파센서. 측정센서부, 생체신호 증폭기, A/D변환기, 메모리, 연산처리장치, 시스템부, 방수 모니터, 방수스피커, 출력부

Description

건강관리 기능을 갖는 욕조 {Bath for health care monitoring}

도 1은 측정된 심전도와 광전용적맥파 그래프로부터 맥파전달시간을 구하는 방법을 나타낸 도면.

도 2는 심전도 신호에서 R 정점 검출 알고리듬을 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 건강관리 기능을 갖는 욕조의 심전도 계측 시스템의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 건강관리 기능을 갖는 욕조의 광전용적맥파 계측 시스템의 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 건강관리 기능을 갖는 욕조의 모니터상에 나타난 생체신호 정보를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 건강관리 기능을 갖는 욕조의 평면도.

도 7은 본 발명에 따른 건강관리 기능을 갖는 욕조의 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 심전도 전극 2 : 신호접지 전극

3 : 귓불형 광전용적맥파센서 4 : 생체신호 증폭기

5 : A/D변환기 6 : 메모리

7 : 연산처리장치 8 : 방수 모니터

9 : 방수 스피커

본 발명은 건강관리 기능을 갖는 욕조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사람이 욕조 내에서 목욕을 하는 동안 심전도, 맥박수, 맥파전달시간 등과 같은 심혈관계의 생체신호정보를 모니터링할 수 있고, 모니터링 중 건강상태의 이상시에는 미리 응급상황을 인지하여 경보를 알려주는 시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 건강관리 기능을 갖는 욕조에 관한 것이다.

일반적으로 각 가정에서 사용하는 욕조는 대한민국 등록실용신안공보 제222281호(2001. 2. 20 등록)의 건강사우나 욕조, 등록실용신안공보 제353194호(2004. 6. 2 등록)의 원적외선을 방출하는 가정용 욕조, 등록실용신안공보 제381220호(2005. 3. 31 등록)의 반신욕용 욕조, 등록실용신안공보 제390888호(2005. 7. 18 등록)의 수중 분만 욕조 등과 같이 그 용도와 기능에 따라 다양하게 개발되어 출원되고 있으나 각 가정에서 뇌경색, 심근경색 등의 혈관계 만성질환을 지닌 환자들이나 혹은 거동이 불편한 노인들이 집안에서 목욕을 할 경우에 더운물에 의해 혈압이 오른다든가 혹은 혈관이 확장하든가하여 혈관에 쇼크를 주게 되고, 그리고 대개 최고 혈압이 20 내지 30 정도 갑자기 올라갔다가 서서히 떨어지게 되어 응급상황이 발생되었을 때 이를 적절히 조치할 수 없는 문제점이 있었다.

그리고 각 가정에서 일상적인 생활을 하는 동안 환자의 건강 상태를 체크하여 응급상황의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하기 위한 방안으로 대한민국 등록특허공보 제197580호(1999. 6. 15 공고)에 환자의 몸으로부터 측정된 심장에 관계된 질병 상태에 관한 생체신호 데이타의 이상 유무를 진단하여 이상이 확인될 때마다 이상을 나타내는 생체신호 데이타를 공중 무선 통신망을 통해 전송하여 처방하는 것을 특징으로 하는 무선 통신망을 이용한 실시간 생체신호모니터링시스템에 관한 것과 대한민국 등록실용신안공보 제173538호(2000. 3. 15 공고), 공개특허공보 특2002-28539호(2002,. 4. 17 공개), 공개특허공보 특2003-77248호(2003. 10. 1 공개) 및 일본공개특허공보 특개평6-242206호(1994. 9.2 공개), 특개평8-329374호(1996. 12. 13 공개), 특개평11-88546호(1999. 3. 30 공개), 특개2002-367061호(2002-12. 20)에 맥박 또는 인체의 심장박동에 의한 심전도 신호, 혈압 등을 감지를 통해서 신체에 이상이 발생했을 때 자동으로 구급센터에 통보해 줄 수 있는 맥박탐지장치 및 이를 이용한 자동구급통보시스템에 관한 것이 알려져 있으나 상기 특허 또는 실용신안들의 경우에는 혈관계 만성질환을 지닌 환자들이나 혹은 거동이 불편한 노인들의 건강상태를 체크하기 위해서는 항상 상기 환자들의 몸에 맥박 또는 인체의 심장박동에 의한 심전도 신호, 혈압 등을 측정하기 위한 측정센서를 몸에 항상 부착해야 해야 하는 문제점이 있었다.

특히 상기와 같이 혈관계 만성질환을 지닌 환자들이나 혹은 거동이 불편한 노인들이 집안에서 목욕을 할 경우에는 생체신호정보를 측정하는 측정센서를 환자 의 몸으로부터 탈착시킨 후 욕조에 들어가 목욕을 하야야 하기 때문에 상기 환자들이 더운물에 의해 혈관에 쇼크를 주게 되어 응급상황이 발생되기 쉬우나 이때 혈관계 만성질환을 지닌 환자들에 대한 건강상태를 모니터링 할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 환자가 욕조 내에서 목욕을 하는 동안 심전도, 맥박수, 맥파전달시간 등과 같은 심혈관계의 상태를 모니터링할 수 있는 시스템 기능을 제공함으로써 모니터를 통해 상기의 생체신호 정보를 모니터링하여 건강상태를 체크하고, 건강상태의 이상시에는 미리 응급상황을 인지하여 경보기를 동작시키는 시스템을 갖으며, 또한 건강상태의 모니터링 결과에 의해 반신욕 또는 전신욕과 같은 목욕의 효과를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 건강관리 기능을 갖는 욕조를 제공함에 그 목적이 있다.

또 다른 목적으로 본 발명은 상기 건강상태를 체크하는 모니터링 시스템의 메모리 내에 건강상식, 명상의 시간을 위한 다양한 정보들을 데이터베이스화시켜 목욕을 하는 동안 언제든지 원하는 정보를 모니터를 통해 보거나 또는 스피커를 통해 들을 수 있어 무료하지 않게 목욕을 즐길 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 건강관리 기능을 갖는 욕조를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 다음과 같다.

욕조 바닥 면으로부터 돌출되게 엉덩이가 닿는 부분에 설치한 한 쌍의 심전도 전극과 등이 닿는 부분의 후면 벽에 설치된 신호 접지전극 및 이 후면 벽의 윗테두리 면의 하부에 설치된 센서 박스로부터 인출되도록 한 케이블에 연결된 귓불형 광전용적맥파센서로 이루어진 측정센서부와;

상기 후면 벽의 내부 공간에 생체신호 증폭기(Amp), A/D변환기(ADC), 메모리(Mem), 연산처리장치(MPU)로 이루어진 시스템부; 및

상기 욕조 전면 벽의 상부에 설치된 방수 모니터와 상기 욕조 후면 벽의 윗테두리 면의 하부에 내장되어 설치된 방수스피커로 이루어진 출력부;

로 구성되어 생체신호정보인 심전도, 광전용적맥파, 맥박수를 모니터링할 수 있는 것을 특징으로 하는 건강관리 기능을 갖는 욕조에 관한 것이다.

사람의 심혈관계의 상태에 대한 정보를 모니터링을 할 수 있는 변수는 매우 다양하다. 이중에서 일반 가정에서 간편한 방법으로 모니터링할 수 있는 생체신호 정보는 심전도, 맥파, 혈압, 혈중산소포화도(SpO₂) 등이 있겠으나, 욕실 내의 욕조에서는 심전도와 광전용적맥파 등의 측정이 가능하다. 본 발명은 이러한 생체신호를 이용하여 심전도(ECG), 맥박수(BPM), 맥파전달시간(PTT)을 모니터링하는 시스템에 대해 다룬다.

본 발명에 따른 건강관리 기능을 갖는 욕조는 측정센서부, 시스템부 및 출력부로 구성되어지고, 그리고 상기 측정센서부는 한 쌍의 심전도 전극과 귓불형 광전용적맥파센서, 시스템부는 증폭기(Amp), A/D변환기(ADC), 메모리(Mem), 연산처리장치(MPU)로 이루어지며, 출력부는 방수 모니터와 방수 스피커로 이루어진다.

상기 측정센서부의 심전도 전극은 욕조 바닥 면에 2개(+, -)의 금속전극을 엉덩이가 닿는 부분에 돌출되게 설치되고, 등이 닿는 부분의 후면 벽에 다른 하나의 신호접지 전극을 설치하여 목욕을 하는 동안 심전도가 기록되도록 하였다. 본 발명에서 사용 가능한 심전도 전극의 소재는 물 속에서 산화가 잘 되지 않고 전도율이 높은 금속전극인 금(gold)을 사용한다. 그리고 욕조 내부에는 실딩(shielding)된 리드선을 설치하고 심전도 측정시 리드선이 움직이지 않게 하여 리드선을 통해 유입되는 잡음을 최소화할 수 있도록 하였다.

그리고 상기 심전도 전극 및 신호 접지전극은 욕조 내에서 환자가 건강상태를 측정시에 전기 누전으로 인한 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하기 위해 시스템의 전원부에서 AC/DC 변환기를 사용해 전압을 220V에서 12V로 낮추고, 다시 분리 전원(Isolation)을 사용하여 8V 정도의 전압이 공급되어 인체에 가해지기 때문에 상기 심전도 전극 및 신호 접지전극으로부터 인체에 전류가 흘러도 인체의 안전성에는 아무런 영향이 미치지 않는다. 그리고 마지막으로 입력단의 임피던스가 높고 안전을 위해 100kΩ 저항을 직렬로 연결하였기 때문에 첫 번째와 두 번째 전 압 회로상의 누전이나 입력단의 고장으로 인해 누전이 발생되더라도 입력단에는 최대 2.2mA 이상의 전류는 흐를 수 없으며 이는 인체의 안전성에 영향을 미치는 마이크로 쇼크(macro shock)의 범위인 100mA에 비하면 아주 낮은 값이므로 특별히 물속에서 심전도 전극으로부터 미세하게 인체에 전류가 통해도 안전성에는 아무런 문제가 없다.

그리고 상기 측정센서부의 귓불형 광전용적맥파센서는 귓불을 집을 수 있도록 한 집게형태인 것이 특징이다. 일반적으로 광전용적맥파를 측정할 경우에는 손가락, 발가락 등 말초동맥에 측정센서를 부착하여 반사광이나 투과광을 이용하여 심박출에 의해 발생하는 혈액의 용적 변화를 측정하여야 하나 욕조에서 목욕을 할 경우에는 손과 발이 자유로워야 하며, 측정을 위해 센서를 손 또는 발에 부착하면 움직임에 있어 불편함을 초래하기 때문에 귓불에 센서를 부착하는 것이 가장 적합하다. 따라서 광전용전맥파를 측정할 경우에는 욕조 후면 벽의 윗테두리 면의 하부에 설치된 센서 박스에 보관된 집게형태로 된 귓볼형 광전용적맥파센서를 꺼내어 귀에 부착시킴으로써 광전용적맥파의 측정이 수행 가능하게 된다.

본 발명에 따른 측정센서부는 심전도 및 광전용적맥파 이외에도 맥박수(BPM) 및 맥파전달시간을 측정할 수 있다.

여기서 맥박수는 분당 심박동 횟수를 의미하는 것으로써, 심전도 혹은 광전 용적맥파에서 각 심박동 주기 내에서 정점을 검출한 후 분당 검출된 정점의 개수를 출력값으로 돌려주면 된다. 그러나 상기의 방법은 맥박수를 계산하기 위해서 현실적으로 1분 이상의 지연시간이 발생하기 때문에 적합하지는 않다. 따라서 본 발명에서는 검출된 정점들 사이의 시간차이 정보를 분으로 환산하여 적용하였다.

예) n 번 째 심박동에서 R 정점 위치 : 2.2 초

n+1 번 째 심박동에서 R 정점 위치 : 3 초

정점들 사이의 시간차이 : 3 초 - 2.2 초 = 0.8 초

맥박수 : 1분(60초) / 0.8 초 = 75 회

그리고 맥박수는 피검자에 따라 상이할 수도 있지만 정상성인의 맥박수는 일반적으로 60~100회 정도이다. 거동이 불편한 노인이나 뇌경색, 심근경색 등 혈관계 질환자들은 목욕을 오래 하다보면 혈관이 확장되고 혈압이 상승하여 오히려 좋지 않은 결과를 초래할 수도 있다. 맥박수를 모니터링하다가 정상 수치를 넘어서면 응급상황을 자동으로 인지하여 경보기를 동작시키도록 구성하였다.

그리고 맥파전달시간은 심전도의 R 정점(QRS peak)과 광전용적맥파의 특징점(foot)까지의 시간차이로 정의된다. 혈압이 상승하면 맥파전달시간이 짧아지고, 혈압이 하강하면 맥파전달시간이 길어진다. 나이가 들면 혈관이 경화되어 맥파전달시간이 짧아진다. 이러한 다양한 현상들을 이용하여 혈관의 탄성도를 평가하고 혈 관의 건강상태를 평가하고 있다.

도 1은 측정된 심전도 및 광전용적맥파 그래프로부터 맥파전달시간을 구하는 방법을 나타낸 도면에 관한 것으로, 도 1a는 심전도 신호(ECG signal)를 나타낸 그래프이고, 도 1b는 광전용적맥파 신호(PPG signal)를 나타낸 그래프로서, 동일한 심주기 내에서 심전도 신호의 R 정점이 위치하는 시간 정보와 광전용적맥파 신호의 맥파 특징점 즉, 맥파의 2차미분최대점이 위치하는 시간 정보를 검출한 후 검출된 두 특징점 사이의 시간 차이로써 맥파전달시간(도 1b에서 PTT_PPG)을 구할 수 있다. 맥파의 특징점은 1차미분최대점, 2차미분최대점, 최대점, 최소점, 최대점과 최소점의 평균점, 수축기 맥파의 2차미분최대점의 접선과 이전 심주기의 이완기 맥파의 1차미분최대점의 접선의 교점, 수축기 맥파의 2차미분최대점의 접선과 최소점의 접선의 교점 등을 고려할 수 있으나, 상대적으로 산출 오차가 적고 맥파의 시작위치(foot)에 가까운 2차미분최대점, 수축기 맥파의 2차미분최대점의 접선과 이전 심주기의 이완기 맥파의 1차미분최대점의 접선의 교점, 수축기 맥파의 2차미분최대점의 접선과 최소점의 접선의 교점 등이 맥파전달시간을 계산하기 위한 맥파 특징점으로 적합하다. 심전도의 R 정점과 광전용적맥파의 2차미분최대점을 검출하는 과정은 도 2의 설명과 같다.

그리고 본 발명에서 심전도의 R 정점(QRS peak)의 검출 과정은 도 2에 나타 내었다. 즉, 심전도 전극으로부터 검출된 도 2a의 그래프로부터 미분법을 이용하여 도 2b의 과정에 의해 검출되어진다. 도 2a는 심전도 신호와 R 정점을, 도 2b는 1차 미분된 심전도 신호와 미분된 심전도 신호에서의 각 심주기별 정점을 구하기 위해 사용한 비교 파형을 함께 나타내었다. 심전도 신호에서 R 정점을 구하는 과정은 심전도 신호를 1차 미분한 후 미분된 심전도 신호의 심주기별 정점을 검출하는 과정과 미분된 심전도 신호의 정점 이후의 영교차점(zero crossing)을 검출하는 과정으로 구분하였다. 먼저, 미분된 심전도 신호에서 심주기별 정점을 구하는 과정은 미분된 심전도 신호에서 매 심주기마다 정점의 크기가 변화하기 때문에 단순히 문턱치를 적용하지 않고 비교 파형을 구성하여 수행하였다. 비교 파형은 미분된 심전도 파형의 값이 비교 파형의 값보다 큰 구간에서는 미분된 심전도 파형을 따라서 증가하도록 하고, 반대로 미분된 심전도 파형의 값이 비교 파형의 값보다 작은 구간에서는 지수적으로 감소하도록 구성하였다. 이 때, 비교 파형이 증가하는 구간 중 끝나는 시점에서 미분된 심전도 파형의 정점이 검출되며, 이러한 과정은 매 심주기마다 반복적으로 수행되었다. 다음으로 미분된 심전도 신호의 정점을 검출한 후 이어지는 영교차점을 검출하였으며, 이러한 영교차점이 심전도 신호의 정점이 된다.

본 발명에서 맥파 특징점인 2차미분최대점을 검출하는 방법은 맥파를 2차미분한 후 상기의 심전도 R 검출 방법과 동일하게 적용된다.

본 발명에 따른 심전도를 계측할 수 있는 심전도 시스템은, 도 3에 도시된 바와 같이, 심전도 전극(11), 계측용 증폭기(12), 60Hz 노치필터(13), 0.3Hz 고역통과필터(14), 2000배 증폭기(15), 35Hz 저역통과필터(16)를 거쳐 심전도가 계측되어진다.

상기 계측용 증폭기(12)는 10^15Ω의 입력임피던스를 지니며, 심전도 전극(11)에서 인체 표면에서 계측한 미약한 입력 전기 신호(a)를 증폭시키는 역할을 하며, 상기 60Hz 노치필터(13)는 전원 잡음을 제거하는 역할을 하며, 0.3Hz 고역통과필터(14)는 기저선의 변동을 감소시키는 역할을 하며, 2000배 증폭기(15)는 0.3Hz 고역통과필터(14)의 출력을 증폭시키는 역할을 하며, 35Hz 저역통과필터(16)는 심전도 신호 이외의 고주파수 대역의 잡음 신호를 제거하고 ±5V 범위(Voltage swing)의 전기 신호(b)를 출력한다. 이때 출력임피던스는 1㏀이다.

본 발명에 따른 광전용적맥파를 검출할 수 있는 광전용적맥파 시스템은, 도 4에 도시된 바와 같이, 귓불형 광전용적맥파 센서(21), 전류/전압 변환기(22), 60Hz 노치필터(23), 0.1Hz 고역통과필터(24), 10Hz 저역통과필터(25), 가변증폭기(26)를 거쳐 광전용적맥파가 검출되어진다.

상기 귓불형 광전용적맥파 센서(21)는 집게형태로 되어 사람의 귓불에 부착시켜 계측하고 전원(c)에 의해 구동한다. 광전용적맥파 센서(21)는 투과형 센서로서 구동원리는 다음과 같다. 광센서에 전압을 인가하여 적외선발광다이오드에 대략 10mA의 전류가 흐르면 930 nm의 적외선 광이 발생하여 조직에 주사된다. 주사된 광은 조직 내의 말초혈관의 용적변화에 의한 광 경로의 변화와 적혈구에 의한 광 흡수 현상에 의해 수광부인 광 트랜지스터에서 검출되는 광량이 변화하게 된다. 광 트랜지스터에서 검출되는 광량은 전류이기 때문에 이를 전압으로 변환하는 전류/전압 변환기(V/I)(22)에서 8~170 V/㎂의 변환율로 광전용적맥파 신호를 계측(d)할 수 있다. 상기 60Hz 노치필터(23)는 전원 잡음을 제거하는 역할을 하며, 상기 0.1Hz 고역통과필터(24) 기저선의 변동을 감소시키는 역할을 하며, 10Hz 저역통과필터(25)는 10Hz 이상 주파수 대역의 잡음 신호를 제거하며, 상기 가변증폭기(26)는 10Hz 저역통과필터의 출력을 증폭시켜 ±5V 범위(voltage swing)의 전기 신호(e)를 출력한다. 이때 출력임피던스는 1㏀이다.

본 발명에 따른 시스템부는 생체신호 증폭기(Amp), A/D변환기(ADC), 메모리(Mem), 연산처리장치(MPU)로 이루어진다.

상기 생체신호 증폭기(Amp)는 상당히 높은 입력임피던스(약 10^15Ω)와 높은 동상제거비(CMRR)를 갖기 때문에 양질의 심전도를 획득할 수 있도록 하는 역할을 한다. 상기 생체신호 증폭기는 도 7에 도시된 바와 같이 광전용적맥파 증폭기(4a, PPG Amp)와 심전도 증폭기(4b, ECG Amp)로 구성된다.

상기 A/D변환기(ADC)는 심전도와 광전용적맥파의 연속신호들을 디지털 신호로 변환하는 역할을 하는데, 상기 연속신호들(도 3의 2:심전도 신호, 도 4의 5:광전용적맥파신호)을 1000Hz로 샘플링하고 12 bit로 양자화시키며, 양자화된 데이터를 메모리에 전송(저장)하거나 모니터에 전송하는 역할을 한다.

그리고 상기 메모리(Mem) 내에는 건강상식, 목욕상 주의점, 명상의 시간 컨텐츠 등과 같은 다양한 정보들을 데이터베이스화시켜 사람이 목욕을 하는 동안 언제든지 원하는 정보를 모니터를 통해 보거나 또는 스피커를 통해 들을 수 있도록 하는 역할을 한다. 그리고 메모리 내에 저장된 심전도, 광전용적맥파, 맥박수, 맥파전달시간 등과 같은 생체신호정보는 백업(backup)하여 필요할 경우 출력하여 병원에 내원하여 내과의사에게 데이터를 보여주며 문진을 할 수 있도록 하였다.

상기 연산처리장치(MPU)는 응급상황인지 알고리듬이 내장되고, 경보 판단을 위한 역할을 하는 연산처리장치로서, 맥박수가 정상인들의 정상범위에서 벗어나게 되면 이를 감지하여 스피커를 통해 비프 음을 반복해서 울린다.

그리고 본 발명에 따른 출력부는 욕조의 물에 의해 그 기능을 상실하지 않도록 통상의 방수 모니터와 방수 스피커로 이루어진다.

상기 방수 모니터에서는 심전도, 광전용적맥파, 맥박수, 맥파전달시간 등과 같은 각종 생체신호 정보(도 5 참조)와 건강 상식, 명상의 시간 등과 같은 각종 정보가 제공되며, 상기 방수 스피커는 욕조 사용법, 건강 상식, 명상의 시간 등 각종 정보를 모니터와 동기하여 음성(나레이션)으로 각종 정보의 제공과 함께 응급상황 인지시에는 비프 음을 반복 발생시켜 응급상황 상태를 알리는 역할을 한다.

본 발명의 구성을 첨부된 도면을 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 건강관리 기능을 갖는 욕조의 평면도 및 측면도에 관한 것으로, 본 발명에 따른 건강관리 기능을 갖는 욕조는 샤워기와 풀(pool)의 기능을 갖는 욕조로서, 편안한 자세로 목욕할 수 있도록 인체공학적으로 설계된다. 그리고 목욕하는 사람의 심전도를 측정하기 위하여 욕조 바닥 면에 돌출되게 2개(+, -)의 심전도 전극(1)을 엉덩이가 닿는 부분에 설치하고, 등이 닿는 부분의 후면 벽에 다른 하나의 신호 접지전극(2)을 부착하여 목욕을 하는 동안 심전도가 기록되도록 하였다. 본 발명에서 사용 가능한 심전도 전극의 소재는 물 속에서 산화가 잘 되지 않고 전도성이 높은 금속전극인 금(gold)을 사용한다. 그리고 광전용적맥파를 측정하기 위하여 후면 벽의 윗테두리 면의 하부에 설치된 센서 박스로부터 인출된 케이블에 연결된 귓불형 광전용적맥파센서(3)가 설치되어 있다.

상기 귓불형 광전용적맥파센서(3)는 욕조 면 벽의 윗테두리 면의 하부에 설 치된 센서 박스에 비치되어 있고, 이를 사용 시에는 버튼을 눌러 센서함을 열고 스프링으로 감싼 케이블을 길게 당겨 귀에 집게 형태로 고정하여 사용하면 된다.

그리고 후면 벽 빈공간의 내부에는 광전용적맥파 증폭기(4a, PPG Amp)와 심전도 증폭기(4b, ECG Amp)로 구성된 생체신호 증폭기(4), A/D변환기(5), 메모리(6), 연산처리장치(7)로 이루어진 시스템부가 구성되어 있고, 상기 욕조 전면 벽의 상부에는 방수 모니터(8)와 상기 욕조 후면 벽의 윗테두리 면의 하부에는 방수스피커(9)가 설치되어 있고, 목욕을 하는 동안 생체신호를 계측하고, 응급상황이 발생시에는 이를 인지하여 모니터와 스피커를 통해 경보하는 기능을 갖는 것이 특징이다.

상기의 구성을 갖는 본 발명은 사람이 욕조 내에서 목욕을 하는 동안 심전도, 맥박수, 맥파전달시간 등과 같은 심혈관계 상태의 생체신호 정보를 모니터링하여 건강상태의 이상시에는 미리 응급상황을 인지하여 경보기를 동작시키는 시스템을 갖고 있으며, 환자의 건강상태의 모니터링 결과에 의해 반신욕 또는 전신욕과 같은 목욕의 효과를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 목욕을 하는 동안 메모리 내에 저장된 건강상식, 명상의 시간을 위한 다양한 정보들을 모니터를 통해 보거나 또는 스피커를 통해 들을 수 있어 무료하지 않게 목욕을 즐길 수 있도록 한 것이 장점이다.

Claims (6)

1. 욕조 바닥 면으로부터 돌출되게 엉덩이가 닿는 부분에 설치한 한 쌍의 심전도 전극과 등이 닿는 부분의 후면 벽에 설치된 신호 접지전극 및 이 후면 벽의 윗테두리 면의 하부에 설치된 센서 박스로부터 인출되도록 한 케이블에 연결된 귓불형 광전용적맥파센서로 이루어진 측정센서부와;

   상기 후면 벽의 내부 공간에 생체신호 증폭기(Amp), A/D변환기(ADC), 메모리(Mem), 연산처리장치(MPU)로 이루어진 시스템부; 및

   상기 욕조 전면 벽의 상부에 설치된 방수 모니터와 상기 욕조 후면 벽의 윗테두리 면의 하부에 내장되어 설치된 방수스피커로 이루어진 출력부;

   로 구성되어 생체신호정보인 심전도, 광전용적맥파, 맥박수를 모니터링할 수 있도록 하되;

   상기 심전도를 계측할 수 있도록 하는 심전도 시스템은 심전도 전극(11), 계측용증폭기(12), 60Hz 노치필터(13), 0.3Hz 고역통과필터(14), 2000배 증폭기(15), 35Hz 저역통과필터(16)를 거쳐 계측되어지도록 구성되고,

   상기 광전용적맥파를 검출할 수 있도록 하는 광전용적맥파 시스템은 귓불형 광전용적맥파 센서(21), 전류/전압 변환기(22), 60Hz 노치필터(23), 0.1Hz 고역통과필터(24), 10Hz 저역통과필터(25), 가변증폭기(26)를 거쳐 계측되어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건강관리 기능을 갖는 욕조.
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