KR100745673B1

KR100745673B1 - 생체지수 측정장치 및 방법

Info

Publication number: KR100745673B1
Application number: KR1020050117740A
Authority: KR
Inventors: 유동완; 김영성; 정준영; 박윤경; 이전우
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2007-08-02
Also published as: KR20070058900A

Abstract

본 발명은 피측정자가 휴대하면서 자신의 신체에 착용하여 현재 자신의 생체지수를 즉시 확인함으로써 건강진단, 응급상황 등에 대한 서비스를 제공할 수 있는 생체지수 측정장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 생체지수 측정장치는, 피측정자로부터 설정된 생체신호를 획득하기 위해 상기 피측정자의 제1신체부위에 착용되도록 형성된 휴대용 착용수단, 상기 휴대용 착용수단에 부착되고 상기 제1신체부위 및 적어도 하나의 상기 피측정자의 제2신체부위가 접촉되어 상기 제1 및 제2 신체부위로부터 상기 설정된 적어도 한 종류의 생체지수를 센싱하는 감지부, 상기 센싱된 생체지수를 분석하여 이에 대응하는 생체지수를 산출하는 제어부, 및 상기 생체지수를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하여 구성된다.

생체신호, 생체지수, 신체, 혈류량, 심전도, 체온, 혈압

Description

생체지수 측정장치 및 방법{Apparatus and method of physiology signal measurement}

도 1은 본 발명에 의한 생체지수 측정장치의 개략적인 전체 구성도이다.

도 2는 본 발명에 의한 생체지수 측정장치의 상세 구성의 기능블럭도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예로서, 생체지수 측정 기능을 갖는 착용수단을 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 생체지수 디스플레이의 일 예시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 생체지수 디스플레이의 다른 예시도이다.

도 6은 본 발명의 생체지수 측정장치의 동작과정을 보이는 플로우챠트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 착용수단 210 : 감지부

211 : PPG 센서 212 : GSR 센서

213 : ECG 센서 214 : SKT 센서

220 : 제어부 230 : 디스플레이부

240 : 경보부 250 : 버튼부

260 : 전원부

본 발명은 생체지수 측정에 관한 것으로서, 특히 피측정자가 휴대하면서 자신의 신체에 착용하여 현재 자신의 생체지수를 즉시 확인함으로써 건강진단, 응급상황 등에 대한 서비스를 제공할 수 있는 생체지수 측정장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 건강에 대한 관심이 증가하면서 많은 사람들은 평소에도 자신의 생체지수(예컨대, 혈류량, 혈압, 혈당, 심박수 등)를 알고 싶어 하고 이를 꾸준히 관리하고자 한다. 뿐만 아니라 의사가 환자의 상태를 검사하기 위하여 기본적으로 생체지수를 측정해야 한다.

기존에는 주로 침습식과 같은 형태로 생체신호를 측정하였으며, 비침습식의 경우 측정할 수 있는 생체신호는 제한적이었다. 특히, 혈압은 침습식 또는 가압식 방식을 많이 사용하고 있으나 측정장비를 휴대하기가 어려우며 특정 장소에 설치된 측정장치에 직접 사용자가 찾아가서 측정해야 하므로 이동하면서 연속적인 혈압을 모니터링하는데는 어려움이 있다.

한편, 생체신호 측정기술로서 한국 등록특허공보 제0338436호(명칭:의학용 맥진 센서)에는 피진단자의 맥파를 감지하는 압력센서가 개시되어 있고, 한국 등록특허공보 제0455998호(명칭:생체지수 측정기능을 가진 이동통신단말기)에는 고감도 자기장 센서를 이용하여 생체지수를 측정할 수 있는 이동통신단말기가 개시되어 있다.

그러나, 상기한 기존의 선행특허의 경우 측정을 위한 장치의 조작이 번거롭다. 또한, 피측정자로부터 자연적으로 발생되는 생체지수를 검출하기 때문에 측정신호가 미약하여 정확도가 떨어지고 측정할 수 있는 생체신호가 한정적이며, 피측정자가 측정장치를 휴대하기가 어려웠다.

따라서, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명은 피측정자가 휴대하면서 자신의 신체에 착용하여 현재 다수의 생체지수를 즉시 확인할 수 있는 생체지수 측정장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 신체의 다른 부위에서 측정되는 혈류량 측정 데이터와 심전도 측정 데이터를 조합하여 혈압지수를 산출함으로써 비침습, 비가압식으로 측정할 수 있는 생체지수 측정장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

나아가, 본 발명은 피측정자가 자신의 생체지수를 간편하게 측정하고, 측정된 생체지수가 미리 설정된 생체지수 변화율을 벗어나는 경우에 이를 예방의학 차원에서 경보하는 생체지수 측정장치 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 생체지수 측정장치는, 피측정자로부터 설정된 생체신호를 획득하기 위해 상기 피측정자의 제1신체부위에 착용되도록 형성된 휴대용 착용수단, 상기 휴대용 착용수단에 부착되고 상기 제1신체부위 및 적어도 하나의 상기 피측정자의 제2신체부위가 접촉되어 상기 제1 및 제2 신체부위로부터 상기 설정된 적어도 한 종류의 생체지수를 센싱하는 감지부, 상기 센싱된 생체지수를 분석하여 이에 대응하는 생체지수를 산출하는 제어부, 및 상기 생체지수를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하여 구성된다.

삭제

상기 휴대용 착용수단은 바람직하게는 피측정자의 팔목, 발목 및 가슴 중 하나의 신체부위에 착용된다.

상기한 본 발명의 생체지수 측정장치는, 상기 피측정자에 의해 온/오프 조작되어 상기 감지부의 동작을 제어함으로써 상기 생체신호 센싱의 시작 및 종료를 제어하기 위한 버튼부; 상기 생체지수가 미리 설정된 변화율을 벗어나는 경우 경보신호를 발생하는 경보부; 및 상기 감지부, 제어부, 디스플레이부, 버튼부 및 경보부에 전원을 제공하는 전원부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 감지부는 제2신체부위로부터 혈류량을 센싱하는 혈류량 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 혈류량 센싱신호를 분석하여 혈류량 지수, 맥박수, 스트레스 지수 중 적어도 하나를 산출한다.

본 발명의 다른 실시 예에서, 상기 감지부는 두 개의 제2신체부위로부터 전기 전도도를 센싱하는 전도도 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전기 전도도 센싱신호를 분석하여 전기 전도도 지수, 흥분도 지수 중 적어도 하나를 산출한다. 이때, 상기 전도도 센서는 상기 두 손가락 중 하나의 손가락이 접촉되는 제1센서 및 다른 하나의 손가락이 접촉되는 제2센서를 포함하고, 상기 제1 및 제2 센서를 이용하여 상기 두 손가락 사이의 전기 전도도를 센싱한다.

본 발명의 다른 실시 예에서, 상기 감지부는 상기 제1신체부위 및 제2신체부위로부터 심전도를 센싱하는 심전도 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 심전도 센싱신호를 분석하여 맥박수, 스트레스 지수, 심전도 지수 중 적어도 하나를 산출한다. 이때, 상기 심전도 센서는 하나의 손가락이 접촉되는 제3센서 및 상기 밀착수단에 의해 제1신체부위에 접촉되는 제4센서를 포함하고, 상기 제3 및 제4센서를 이용하여 상기 피측정자의 심전도를 센싱한다.

본 발명의 다른 실시 예에서, 상기 감지부는 상기 제1신체부위로부터 피측정자의 체온을 센싱하는 체온센서를 포함한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 감지부는 상기 제2신체부위로부터 혈류량을 센싱하는 혈류량 센서, 상기 제1신체부위 및 제2신체부위로부터 심전도를 센싱하는 심전도 센서 및 상기 제1신체부위로부터 피측정자의 체온을 센싱하는 체온센서 중 적어도 하나의 센서를 포함하고, 이때의 상기 제어부는 상기 각 센싱신호를 분석하여 혈류량 지수, 맥박수, 스트레스 지수, 흥분도 지수, 혈압 지수, 심전도 지수, 체온지수 중 적어도 하나를 산출할 수 있다.

나아가, 본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 감지부는 상기 피측정자의 귀로부터 혈류량(PPG) 및 체온(SKT)을 센싱하는 혈류량/체온 센서 및 상기 피측정자의 가슴으로부터 심전도(ECG)를 센싱하는 가슴심전도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 센싱된 혈류량(PPG) 및 심전도(ECG)로부터 PTT 및 심박수(HR)를 산출하고, 상기 PTT, HR 및 체온(SKT)를 분석하여 혈압관련 지수를 산출한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 생체지수 측정방법은,

피측정자의 제1 신체부위로부터 혈류량(PPG)을 센싱하는 제1단계; 피측정자의 상기 제1 신체부위 및 다른 제2 신체부위로부터 심전도(ECG)를 센싱하는 제2단계; 피측정자의 제1 또는 제2 신체부위으로부터 체온(SKT)을 센싱하는 제3단계; 상기 센싱된 혈류량(PPG), 심전도(ECG) 및 체온(SKT)을 분석하여 혈압지수를 산출하는 제4단계; 및 상기 산출된 혈압지수를 디스플레이하는 제5단계를 포함한다.

상기 제4단계는 상기 혈류량 센싱신호(PPG) 및 심전도 생체신호(ECG)를 이용하여 PTT 및 심박수(HR)를 계산하고, 상기 PTT, HR 및 체온(SKT)신호를 이용하여 혈압관련 지수를 산출한다.

본 발명은 사용자가 이동시에 휴대하면서 자신의 생체지수를 간편하게 확인하기를 원한다는 점에 착안하여, 사용자의 신체 일부(예컨대, 손목, 팔목, 발목 등)에 착용하고, 특히 손가락을 접촉하여 생체지수를 측정함으로써 언제 어디서나 간단하게 자신의 생체지수를 확인할 수 있는 장치를 제공한다. 본 발명에 의한 생체신호 센서가 부착된 팔목/발목용 밴드를 착용하고 활동하면서 손가락을 센서에 접촉하게 되면 상기 센서가 손가락으로부터 생체신호를 센싱하고 이를 분석하여 다수의 생체지수를 산출함으로써 사용자가 쉽고 간편하게 자신의 생체지수를 확인할 수 있도록 한다. 특히, 본 발명은 팔목/발목에 착용된 생체지수 측정장치를 이용하여 피측정자의 손가락 및 신체의 일부로부터 혈류량 및 심전도를 센싱하고 이를 이용하여 상기 피측정자의 혈압지수를 산출하여 디스플레이함으로써 피측정자가 간편하게 자신의 혈압을 측정할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명되는 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 그에 대한 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 생체지수 측정장치는 크게 피측정자의 신체 중 제1신체부위에 착용되도록 형성된 휴대용 착용수단(100)과, 상기 휴대용 착용수단(100)에 부착되어 생체지수를 검출하기 위한 수단(200)으로 이루어진다. 이때, 바람직하게는 상기 휴대용 착용수단(100)은 신축성 및 통기성을 가지며, 더욱 바람직하게는 손목, 팔목 또는 발목 등에 착용할 수 있는 형태(예컨대, 팔찌, 시계, 발찌 등)으로 형성된다. 또한, 생체지수를 검출하기 위한 수단(200)은 상기 휴대용 착용수단(100)의 외부에 부착되는 수단(200a)과 내부에 부착되는 수단(200b)로 구분될 수 있다. 상기 휴대용 착용수단(100)이 피측정자의 신체에 착용됨으로써 상기 내부에 부착되는 수단(200b)은 상기 신체에 자연스럽게 접촉된다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 생체지수 측정장치의 상세한 구성을 보 인 기능 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체지수 측정장치는, 피측정자의 신체의 제1신체부위에 착용되도록 형성된 휴대용 착용수단(100), 상기 착용수단(100)에 부착되고 상기 제1신체부위 및 적어도 하나의 제2신체부위가 접촉되어 상기 제1 및 제2신체부위로부터 다수의 생체신호를 센싱하는 감지부(210), 상기 각 센싱신호를 분석하여 다수의 생체지수를 산출하는 제어부(220) 및 상기 생체지수를 디스플레이하는 디스플레이부(230)를 포함하여 구성된다. 더불어, 본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 상기한 본 발명의 생체지수 측정장치는 상기 피측정자에 의해 온/오프 조작되어 상기 감지부(210)의 동작을 제어함으로써 상기 생체신호 센싱의 시작 및 종료를 제어하기 위한 버튼부(250), 상기 생체지수가 미리 설정된 생체지수 변화율을 벗어나는 경우 경보신호를 발생하는 경보부(240) 및 상기 감지부(210), 제어부(220), 디스플레이부(230), 버튼부(250), 경보부(240)에 전원을 제공하는 전원부(260)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 제1신체부위는 손목, 발목, 팔목 등이 될 수 있고, 제2신체부위는 손가락 등이 될 수 있다. 또한, 상기 생체지수 변화율은 사용자에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 피측정자의 상태에 다른 프로파일로부터 통계적 데이터를 추출하거나 의사와 같은 전문가의 도움으로 설정될 수도 있다.

상기 감지부(210)는 피측정자의 신체 부위 중 서로 다른 적어도 하나의 신체부위가 접촉되어 상기 접촉된 신체부위(들)로부터 다수의 생체신호를 센싱하는 적어도 하나의 센서를 포함하여 구성된 것으로서, 혈류량을 센싱하는 PPG 센서(211), 전기 전도도를 센싱하는 GSR 센서(212), 심전도를 센싱하는 ECG 센서(213), 체온을 센싱하는 체온센서(214) 중 적어도 하나의 센서를 포함한다. 이때, 바람직하게는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 PPG 센서(211) 및 체온 센서(214)는 하나의 센서로 구성되고, 상기 GSR 센서(212) 및 ECG 센서(213)는 두 개의 센서로 구성된다. 또한, 바람직하게는 상기 PPG 센서(211) 및 GSR 센서(212)는 상기 휴대용 착용수단(100)의 외부면에 부착되고, 상기 체온센서(214)는 상기 휴대용 착용수단(100)의 내부면에 부착되며, 상기 ECG 센서(213)는 상기 휴대용 착용수단(100)의 내,외부면에 각각 하나씩 부착된다.

여기서, 상기 센서들에 대하여 간단히 설명한다.

먼저, 상기 PPG(Photoplethysmography)센서(211)는 광혈류량 검사를 위한 센서로서, 적외선을 발생하고 이를 감지하는 감지자를 피부(대개는 손끝, 발끝)에 부착하고 적외선을 발생시킨 후 적혈구에 흡수되고 돌아오는 양을 측정하여 혈액이 잘 흐르고 있는지를 검사하는 센서이다. 동맥, 소동맥을 거쳐 모세혈관으로 들어오는 혈류량을 측정하여 말초신체부위의 혈류가 적당한지를 검사하는 것이다.

또한, 상기 GSR(Galvanic Skin Response)센서(212)는 피부의 전기 전도도를 검사하기 위한 센서로서, 불안이나 스트레스 등의 정신적 자극에 의한 피부의 전기 전도도의 변화를 측정하는 센서이다. 피부를 통해 측정되는 전기적 반응을 이용하여 신체의 두 신체부위 간의 전기 전도도를 측정함으로써 정서적인 각성상태를 나타내는 지수를 산출할 수 있다.

또한, ECG(electrocardiograph)센서(213)는 심전도를 검사하기 위한 센서로 서, 심장박동에 따라서 생기는 심근세포의 활동전위의 시간적 변동을 측정하는 센서이다. 이와 같이 얻어진 기록을 그래프로 나타낸 것이 심전도이다. 상기 ECG 센서(213)는 일반적으로 양쪽 팔(특히, 양쪽 손)에 두 개의 센서를 접촉하여 심장박동을 측정함으로써 심전도를 센싱한다.

특히, 본 발명에서는 상기 PPG 센서(211) 및 ECG 센서(213)에서의 혈류량 및 심전도 센싱신호를 이용하여 혈압 관련 정보를 얻을 수 있다. 즉, 상기 PPG 센싱신호의 피크와 ECG 센싱신호의 피크 사이의 시간인 PTT(Pulse Transmit Time)는 혈압에 밀접한 관련이 있으며, PTT를 변수로 하는 혈압 관련 함수 G(PTT)를 이용하여 혈압 관련 정보를 얻을 수 있다. 이러한 PTT는 맥동성 압력파가 대동맥 판막으로부터 말초 신체부위까지 전달되는 시간이며, 순환기계에 있어 혈관의 긴장도 또는 유순도를 측정하는 맥파전달속도(pulse wave velocity:PWV)측정법의 일부로서 순환기계 연구에 널리 사용되고 있다.

나아가, SKT(skin temperature)센서(214)는 체온을 검사하기 위한 센서로서, 피측정자의 신체의 특정 신체부위에 접촉되어 피측정자의 체온을 측정하는 센서이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 각종 센서(211~214)는 다양한 생체신호를 센싱하기 위한 것으로서 이러한 생체신호를 분석함으로써 피측정자에게 다수의 생체지수를 제공할 수 있게 된다.

도 2를 참조하면, 상기 휴대용 착용수단(100)은 바람직하게는 팔목 또는 발목에 착용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니라 가슴, 귀 등의 다른 신체부위에도 착용될 수 있다. 상기 감지부(210)는 상기 착용수단(100)이 착용된 신체의 제1신체부위와는 다른 적어도 하나의 제2신체부위가 접촉된다. 예를 들어, 착용수단(100)이 팔목(제1신체부위)에 착용된 경우, 제2신체부위는 다른쪽 팔의 손가락(예컨대, 도 3(c)의 도면부호 31과 같이)이 될 수 있다. 다른 예로서, 상기 착용수단(100)은 가슴(제1신체부위)에 착용될 수 있고 제2신체부위는 귀가 될 수 있다(미도시). 이 경우 제1신체부위(가슴)에 ECG 센서를 접촉하여 심전도를 센싱하고, 제2신체부위(귀)에서 PPG 센서 및 SKT 센서를 접촉하여 혈류량 및 체온을 센싱할 수 있다.

도 2의 예시도에서, 상기 감지부(210)에는 적어도 하나의 손가락(31)이 접촉되어 상기 손가락으로부터 다수의 생체신호를 센싱한다. 이때, 도면에서와 같이 PPG 센서(211)와 하나의 GSR 센서(212)가 인접하게 배치되어 하나의 손가락(31)이 접촉되고, 다른 하나의 GSR 센서(212)와 하나의 ECG 센서(213)가 인접하게 배치되어 다른 하나의 손가락(31)이 접촉될 수 있도록 한다. 또한, 다른 하나의 ECG 센서(213)와 SKT 센서(214)가 인접하게 배치되어 팔목(제1신체부위)에 접촉될 수 있도록 한다. 이로써, 본 발명의 착용수단을 한 팔목(제1신체부위)에 착용한 경우, 다른 팔의 하나 또는 두 개의 손가락(31)을 상기 감지부(210)의 각 센서들에 접촉하고, 상기 접촉된 팔목 및/또는 적어도 하나의 손가락(31)으로부터 생체신호를 센싱하게 된다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 피측정자가 휴대가 가능하며 쉽고 간편하게 사용할 수 있다.

상기 제어부(220)는 상기 감지부(210)의 각종 센서들로부터 생체신호에 대한 센싱신호를 수신하고, 상기 각 센싱신호를 분석하여 다수의 생체지수를 산출한다. 특히, 상기 제어부(220)는 각 센싱신호로부터 다수의 생체지수를 산출할 수 있는 프로그램을 구비한다. 예컨대, 혈류량 센싱신호로부터 혈류량 지수, 스트레스 지수, 맥박수 등을 산출하는 프로그램, 혈류량 센싱신호 및 심전도 센싱신호로부터 혈압 지수 등을 산출하는 프로그램 등을 구비한다. 이러한 생체지수 산출 프로그램은 일반적으로 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 상기 제어부(220)는 이러한 프로그램을 이용하여 상기 감지부(210)로부터 전달되는 각 센싱신호를 분석하여 다양한 생체지수를 산출하며, 이를 디스플레이부(230)로 전달하여 시각적인 수치나 그래프로 출력하도록 한다. 예컨대, 본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제어부(220)는 혈류량 센싱신호(PPG) 및 심전도 센싱신호(ECG)를 이용하여 PTT 및 심박수(HR)를 산출하고, 상기 PTT, HR 및 체온 센싱신호(SKT)를 이용하여 혈압관련 지수를 산출할 수 있다. 이러한 혈압관련 지수는 '혈압관련지수=G(PTT,HR,SKT)'로 나타낼 수 있다.

또한, 상기 제어부(220)는 상기 산출된 각종 생체지수가 미리 설정된 생체지수 변화율을 벗어나는 경우 경보부(240)를 통해 경보신호를 발생시켜 피측정자에게 청각적으로 알리도록 한다. 이때, 경보를 위한 생체지수 변화율은 피측정자의 상태에 따라 변동가능한 값으로서 상기 제어부(220)가 피측정자의 생체 프로파일을 분석하여 각 상태에 따른 통계적 데이터를 추출하고 이를 이용하여 적절한 설정값을 산출하도록 한다. 또는 의사와 같은 전문가에 의해 설정될 수도 있다.

상기 버튼부(250)는 피측정자가 온/오프하여 생체신호 센싱을 시작하는 시점 및 종료하는 시점을 선택할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 피측정자가 버튼부(250)를 온(on)하면, 상기 감지부(210)가 전원부(260)로부터 동작 전원을 제공받아 센싱을 시작하고 그 센싱신호를 제어부(220)로 전송한다. 또한, 피측정자가 버튼부(250)를 오프(off)하면 상기 감지부(210)는 전원부(260)로부터 동작 전원을 제공받지 못해 센싱을 종료한다. 이로서, 피측정자는 자신이 필요할 때 선택적으로 조작할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 생체지수 측정장치의 구현 예이다.

도 3의 예시도를 참조하면, 본 발명의 생체지수 측정장치는 팔목/발목에 착용되는 휴대용 착용수단을 예시하고 있다. 일반적으로 착용수단은 예를 들어 보호대, 시계, 팔찌 등이 될 수 있고, 이러한 착용수단은 손목, 팔목, 무릎, 발목 등에 착용될 수 있다. 경우에 따라서는 일정한 압박으로 손목, 팔목 등을 감싸서 보호할 수도 있다. 도 3(a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 착용수단의 외부면을 도시하고, 도 3(b)는 그 착용수단의 내부면을 도시하고 있다.

도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 본 발명에 의한 휴대용 착용수단(100)은 내부에 상술한 감지부(210)를 내장시킴으로써 휴대 및 활동의 편리성과, 생체신호 센싱의 극대화를 도모할 수 있다. 상기 착용수단(100)의 내부에 감지부(210)를 내장하는데 있어서, 감지부(210)에서 하나 또는 두 개의 손가락(31)이 접촉되는 각 센서와, 디스플레이부(230)에서의 표시창과, 상기 버튼부(230)에서 손가락과 접촉되는 소정의 버튼과, 경보부(240)에서의 신호송출기 등과 같이 피측정자가 시각 또는 청각적으로 확인(감지)할 수 있는 부분과 피측정자의 신체에 직접 접촉되어야 하는 부분은 노출되고, 나머지 구성요소들은 착용수단(100) 내부에 삽입되는 형태로 내 장하는 것이 바람직하다. 다른 실시 예로서, 상기 감지부(210), 디스플레이부(230), 경보부(240), 버튼부(250)에서 일부 필요한 부품들은 사용자에게 불편을 주지 않는 정도의 크기로 구성될 수 있고, 특히 상기 착용수단(100)에 탈,부착이 가능한 보드 형태로 구성되어 일반적인 착용수단(100)에 탈착 또는 부착되는 형태로 구현될 수도 있다. 나아가, 상기 착용수단(100)도 신체에 탁,부착이 가능한 형태로 구현될 수 있다. 이와 같이 형성된 착용수단(100)은 특히 혈류량 및 심전도 센싱신호로부터 혈압지수를 산출함으로써 피측정자가 휴대용으로 간편하게 혈압 관련 정보를 확인할 수 있도록 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 다른 생체지수 디스플레이의 일 예시도이다.

도 4는 본 발명의 제어부(220)에 의해 산출된 생체지수를 수치로 표시한 예를 도시하고, 도 5는 그래프로 도식화한 예를 도시하고 있다. 특히 도 5에서는 혈압 관련 정보를 그래프로 도식화한 것으로, 도면에서 F(T)는 T시각에서의 혈압 관련값(F₁(T))이나 심박수(F₂(t)), 체온(F₃(t)) 등을 나타내는 함수이다. 또한, G(PTT)는 PTT를 변수로 가지는 혈압 관련 함수이다. 상기한 함수들은 당업자가 용이하게 구현할 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 건강 예방을 위하여 피측정자가 생체신호의 이상여부를 확인할 수 있도록 제시하는 그래프이다. 피측정자의 생체지수, 즉 심박수, 혈압지수, 체온 등과 같은 생체지수에서 이상신호 또는 위험신호를 알아내기 위하여, X축은 신호의 T시 각의 값이며, Y축은 T+1시각의 값으로서 데이터를 그래프화 하여, 안정, 주의 및 위험 경계선이 그려지고, 산출된 생체신호의 변화율이 그 경계선을 벗어나면 이상 또는 위험으로 간주하여 경보신호를 발생시킨다. 상기 각 경계는 사용자에 따라 다르게 설정될 수 있으며 피측정자의 상태에 따른 프로파일로부터 통계적 데이터를 추출하거나 의사와 같은 전문가의 도움으로 설정될 수도 있다.

도 6은 본 발명에 의한 생체지수 측정장치의 동작을 보이는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 피측정자가 도 3에 도시한 바와 같이 휴대용 착용수단(100)을 신체 부위 중 제1신체부위(예컨대, 팔목)에 착용한 상태에서, 버튼부(250)를 온시키면, 전원부(260)로부터 동작 전원이 감지부(210)의 적어도 하나의 센서(211~214)로 전달되어 센싱을 대기한다(S60,S62).

이어, 피측정자의 적어도 하나의 제2신체부위(예컨대, 도 3(c)에서와 같이 하나 또는 두 개의 손가락(31))가 상기 감지부(210)에 접촉되면(S64), 상기 각 센서(211~214)가 상기 접촉된 손가락으로부터 생체신호 센싱을 시작한다(S66).

상기 단계(S66)에서의 센싱신호는 제어부(220)로 전송되고, 상기 제어부(220)는 미리 구비된 소정의 프로그램을 이용하여 상기 센싱신호로부터 다수의 생체지수를 산출하고 디스플레이부(230)에서 시각적인 형태로 디스플레이한다(S68,S70).

또한, 상기 산출된 생체지수가 설정된 범위를 벗어나는지를 판단하고(S72), 상기 판단결과 생체지수가 설정 범위를 벗어나는 경우 경보부(240)에서 경보신호를 발생함으로써 피측정자가 이를 확인할 수 있도록 한다(S74).

상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 피측정자가 팔찌 형태로 착용하고 다니면서 생체지수를 측정함으로써 자가진단이 가능하고, 건강진단 및 위험 상황 등에 쉽고 간편하게 확인할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 신체의 다른 신체부위로부터 측정되는 PPG 측정 데이터와 ECG 측정 데이터를 조합하여 심박수 뿐만 아니라 비침습식, 비가압식으로 혈압 관련 정보를 측정할 수 있다.

Claims

피측정자로부터 설정된 생체신호를 획득하기 위해 상기 피측정자의 제1신체부위에 착용되도록 형성된 휴대용 착용수단;

상기 휴대용 착용수단에 부착되고 상기 제1신체부위 및 적어도 하나의 상기 피측정자의 제2신체부위가 접촉되어 상기 제1 및 제2 신체부위로부터 상기 설정된 적어도 한 종류의 생체지수를 센싱하는 감지부;

상기 센싱된 생체지수를 분석하여 이에 대응하는 생체지수를 산출하는 제어부; 및

상기 생체지수를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 피측정자에 의해 온/오프 조작되어 상기 감지부의 동작을 제어함으로써 상기 생체신호 센싱의 시작 및 종료를 제어하기 위한 버튼부;

상기 생체지수가 미리 설정된 변화율을 벗어나면 경보신호를 발생하는 경보부;및

상기 감지부, 제어부, 디스플레이부, 버튼부 및 경보부에 전원을 제공하는 전원부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 휴대용 착용수단은,

피측정자의 팔목, 발목 및 가슴 중 적어도 하나의 신체부위에 착용됨을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 감지부는 제2신체부위로부터 혈류량(PPG)을 센싱하는 혈류량 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 혈류량 센싱신호를 분석하여 혈류량 지수, 맥박수, 스트레스 지수 중 적어도 하나를 산출함을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 감지부는 두 개의 제2신체부위로부터 전기 전도도(GSR)를 센싱하는 전도도 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전기 전도도 센싱신호를 분석하여 전기 전도도 지수, 흥분도 지수 중 적어도 하나를 산출함을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제5항에 있어서, 상기 전도도 센서는,

상기 두 손가락 중 하나의 손가락이 접촉되는 제1센서; 및

다른 하나의 손가락이 접촉되는 제2센서; 를 포함하고,

상기 제1 및 제2 센서를 이용하여 상기 두 손가락 사이의 전기 전도도를 센싱함을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 감지부는,

상기 제1신체부위 및 제2신체부위로부터 심전도(ECG)를 센싱하는 심전도 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 심장박동 센싱신호를 분석하여 맥박수, 스트레스 지수, 심전도 지수 중 적어도 하나를 산출함을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제7항에 있어서, 상기 심전도 센서는,

하나의 손가락이 접촉되는 제3센서; 및

상기 밀착수단에 의해 제1신체부위에 접촉되는 제4센서를 포함하고,

상기 제3 및 제4센서를 이용하여 상기 피측정자의 심전도를 센싱함을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 감지부는,

상기 제1신체부위로부터 피측정자의 체온(SKT)을 센싱하는 체온센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 감지부는,

상기 제2신체부위로부터 혈류량(PPG)을 센싱하는 혈류량 센서 및 상기 제1신체부위 및 제2신체부위로부터 심전도(ECG)를 센싱하는 심전도 센서 및 상기 제1신체부위로부터 피측정자의 체온(SKT)을 센싱하는 체온센서 중 적어도 하나의 센서를 포함하고,

상기 제어부는 상기 각 센싱신호를 분석하여 혈류량 지수, 맥박수, 스트레스 지수, 흥분도 지수, 혈압 지수, 심전도 지수, 체온지수 중 적어도 하나를 산출함을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제10항에 있어서,

상기 제어부는 상기 혈류량 센싱신호(PPG) 및 심전도 생체신호(ECG)를 이용하여 PTT 및 심박수(HR)를 계산하고, 상기 PTT, HR, 체온(SKT)신호를 이용하여 혈압관련 지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제11항에 있어서,

상기 PTT는 상기 PPG 신호의 피크와 ECG 신호의 피크사이의 시간인 것을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 감지부는,

상기 피측정자의 귀로부터 혈류량(PPG) 및 체온(SKT)을 센싱하는 혈류량/체온 센서 및 상기 피측정자의 가슴으로부터 심전도(ECG)를 센싱하는 가슴심전도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 센싱된 혈류량(PPG) 및 심전도(ECG)로부터 PTT 및 심박수(HR)를 산출하고, 상기 PTT, HR 및 체온(SKT)를 분석하여 혈압관련 지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 생체지수 측정장치.
피측정자의 제1 신체부위로부터 혈류량(PPG)을 센싱하는 제1단계;

피측정자의 상기 제1 신체부위 및 다른 제2 신체부위로부터 심전도(ECG)를 센싱하는 제2단계;

피측정자의 제1 또는 제2 신체부위으로부터 체온(SKT)을 센싱하는 제3단계;

상기 센싱된 혈류량(PPG), 심전도(ECG) 및 체온(SKT)을 분석하여 혈압지수를 산출하는 제4단계; 및

상기 산출된 혈압지수를 디스플레이하는 제5단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체신호 측정방법.
제14항에 있어서, 상기 제4단계는,

상기 혈류량 센싱신호(PPG) 및 심전도 생체신호(ECG)를 이용하여 PTT 및 심박수(HR)를 계산하고, 상기 PTT, HR 및 체온(SKT)신호를 이용하여 혈압관련 지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 생체신호 측정방법.