KR100760594B1 - Clothes with embedded electrode - Google Patents

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이상룡
이춘영
오광석
박재용
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계명대학교 산학협력단
경북대학교 산학협력단
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Abstract

Clothes with an embedded electrode are provided to prevent the damage, like skin allergy, etc. according to a long-time usage and direct contact by winding a conductive fiber round the arms of an user and detecting an electric signal. Clothes with an embedded electrode comprises: a conductive fiber senor, attached thereto in a detachable manner, so as to measure a biological signal of an user as an electrocardiogram signal and an electromyogram signal; and a detector, formed in a Minicam shape so as to be carried in a pocket of a belt which surrounds his/her waist, and detecting the biological signal measured by the conductive fiber sensor.

Description

전극 내장형 의복{Clothes with embedded electrode}Clothing with electrode {Clothes with embedded electrode}

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 전극 내장형 의복의 사용상태도,1 to 4 is a state of use of the electrode built-in garment according to the invention,

도 5는 본 발명에 따른 전극 내장형 의복에서 전도성 섬유를 나타낸 도면,5 is a view showing a conductive fiber in the electrode built garment according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 전극 내장형 의복의 검출부의 블럭도,6 is a block diagram of a detection unit of the electrode built-in garment according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 전극 내장형 의복에서의 생체신호 검출결과를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the detection result of the bio-signal in the electrode built-in clothing according to the present invention.

본 발명은 의복에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신체에 전극의 직접적인 접촉 없이 생체신호를 측정할 수 있게 하여 피부 알레르기 등의 피해를 방지하고 사용자 편의를 도모할 수 있는 전극 내장형 의복에 관한 것이다.The present invention relates to a garment, and more particularly, to an electrode-embedded garment that can measure the bio-signal without direct contact of the electrode to the body to prevent damage such as skin allergies and to facilitate user convenience.

의식주 생활의 개선 및 의료 기술의 발달에 따라 인간의 수명은 과거보다 늘어나 바야흐로 전세계적으로 고령화 사회의 구조를 맞이하게 되었다.With the improvement of the life of conscious people and the development of medical technology, the life span of human beings has been extended more than in the past, and the structure of an aging society has been met all over the world.

이러한 고령화 사회는 운전자의 고령화 추세로 이어지고 있고, 고령 운전자는 만성질환을 가진 경우가 많아 사고발생의 위험성은 한층 증가되고 있다.This aging society is leading to the aging trend of drivers, and older drivers often have chronic diseases, so the risk of accidents is increasing.

특히, 운전자가 심장질환을 가진 경우가 문제될 수 있는데, 이를 위해 운전 자의 생체정보, 가령 심전도를 언제 어디서나 파악할 수 있도록 하는 심전도 측정장비가 필요하다. 여기서, 심전도(ECG: electrocardiogram)란 심장근육의 수축 확장에 따른 활동 전류를 측정하여 기록한 것으로, 심장근육이 수축 이완할 때 발생되는 활동전위는 심장으로부터 온 몸으로 퍼지는 전류를 일으키며, 이 전류는 몸의 위치에 따라 전위차를 발생시키는 데, 이 전위차는 인체의 피부에 부착된 표면전극(surface electode)을 통해 검출하여 기록할 수 있다. 이와 같은 심전도는 심장의 이상 유무 확인에 이용되며, 협심증, 심근경색, 부정맥 등 심장질환계의 질환을 측정하는데에는 기본적인 방법으로 이용되고 있어 매우 중요한 위치를 차지하고 있는 의료기기 중의 하나이다.In particular, there may be a problem when the driver has a heart disease, and for this purpose, an electrocardiogram measuring device is needed to identify the driver's biometric information, such as an electrocardiogram anytime and anywhere. Here, the electrocardiogram (ECG) is a measurement of the active current according to the contraction and expansion of the heart muscle, the action potential generated when the heart muscle contraction and relaxation causes a current spreading from the heart to the body, the current The potential difference is generated according to the position of the potential difference, which can be detected and recorded through a surface electode attached to the skin of the human body. The electrocardiogram is used to confirm the abnormality of the heart, and is used as a basic method for measuring diseases of the heart disease system such as angina pectoris, myocardial infarction, and arrhythmia.

그러나, 기존의 심전도 측정 장비는 운전자의 피부에 측정전극을 부착하므로, 장시간 측정시 피부와 문제를 일으켜 피부를 빨갛게 상기시키거나 따금거리는 통증을 유발시키는 문제점이 있다.However, the conventional electrocardiogram measuring device attaches the measuring electrode to the driver's skin, causing problems with the skin when measured for a long time, causing redness or tingling pain in the skin.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전도성 섬유로서 사용자의 팔에 감아서 전기신호를 인식하게 되므로 신체에 전극의 직접적인 접촉 없이 생체신호를 측정할 수 있게 함으로써, 장시간 사용 및 직접적인 접촉에 따른 피부 알레르기 등의 피해를 방지할 수 있는 전극 내장형 의복을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the problems described above, because it recognizes the electrical signal by winding the user's arm as a conductive fiber, so that it is possible to measure the bio-signal without direct contact of the electrode to the body, long-term use and An object of the present invention is to provide an electrode built-in clothing that can prevent damage such as skin allergy due to direct contact.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 의복에 있어서, 상기 의복에 부착되어 사용자의 생체신호를 측정하는 전도성 섬유 센서와, 상기 전도성 섬유 센서로부터 측정된 생체신호를 검출하는 검출부를 포함하는 전극 내장형 의복을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the garment, an electrode comprising a conductive fiber sensor attached to the garment to measure the user's bio-signal, and a detector for detecting the bio-signal measured from the conductive fiber sensor Provides built-in clothing

또한, 상기 센서의 상기 의복 부착은 붙였다 떼었다 할 수 있는 형태인 것을 특징으로 한다.In addition, the clothing attached to the sensor is characterized in that it can be attached and detached.

또한, 상기 생체신호는 심근도 및 근전도 신호인 것을 특징으로 한다.In addition, the bio-signal is characterized in that the myocardial and EMG signals.

또한, 상기 센서의 의복 부착시, 양측의 팔의 복수개의 상부측 센서 중 어느 하나에는 신호선이 연결되고, 일측의 팔의 하부측 센서에는 접지선이 연결되어 심전도를 측정하고, 상기 타측의 팔의 나머지 상부측 센서에는 신호선이 연결되고, 상기 타측의 하부측 센서에는 접지선이 연결되어 근전도를 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the clothing is attached to the sensor, a signal line is connected to any one of the plurality of upper sensors of the arms of both sides, a ground line is connected to the lower sensor of one arm to measure the electrocardiogram, and the rest of the other arm A signal line is connected to the upper sensor, and a ground line is connected to the lower sensor on the other side to measure EMG.

또한, 상기 신호선은 외부 신호의 영향을 받지 않는 실드선인 것을 특징으로 한다.In addition, the signal line is characterized in that the shield line is not affected by the external signal.

또한, 상기 검출부를 넣을 수 있는 포켓을 구비하고 상기 사용자의 허리부를 둘러싸는 벨트를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a belt that includes a pocket into which the detector may be placed and surrounds a waist of the user.

또한, 상기 센서를 외부로부터 커버하는 지퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it further comprises a zipper for covering the sensor from the outside.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 내장형 의복을 상세히 설명하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 동일 구성요소에 대하여 동일 부호를 부여하며 이에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the electrode built-in garment according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the drawings, the same reference numerals are assigned to the same components, and description thereof will be omitted.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 전극 내장형 의복의 사용상태도이고. 도5 는 본 발명에 따른 전극 내장형 의복에서 전도성 섬유를 나타낸 도면이다.1 to 4 is a state diagram using the electrode built-in clothing according to the present invention. 5 is a view showing a conductive fiber in the electrode built garment according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 내장형 의복은, 사용자의 팔과 접촉되도록 사용자의 상의에 부착되어 사용자의 심전도 및 근전도 등 생체신호를 측정하는 센서(110)와, 상기 센서(110)로부터 측정된 사용자의 심전도 및 근전도 등 생체신호를 검출하는 검출부(120)를 구비한다.As shown, the electrode-embedded garment according to the present invention, the sensor 110 is attached to the user's top to be in contact with the user's arm to measure the bio-signal, such as electrocardiogram and EMG of the user, and measured from the sensor 110 And a detector 120 for detecting a biosignal such as an electrocardiogram and an electrocardiogram of a user.

여기서, 사용자의 심전도 및 근전도를 측정하는 센서(110)는 전도성 섬유로서 사용자의 팔에 감아서 전기신호를 인식하게 되므로 신체에 전극의 직접적인 접촉 없이 생체신호를 측정할 수 있게 한다. 상기 전도성 섬유는, 도 5에 도시된 바와 같이, 폴리에스테르 필라멘트에 구리와 니켈 등 금속이 코팅된 것으로 전기가 도통하도록 구성될 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니며 전도성을 갖도록 다양한 재질과 형태로 구성될 수 있다.Here, the sensor 110 for measuring the electrocardiogram and electrocardiogram of the user is a conductive fiber wound around the user's arm to recognize the electrical signal, so that it is possible to measure the bio-signal without direct contact of the electrode to the body. The conductive fiber, as shown in Figure 5, is coated with a metal such as copper and nickel on the polyester filament may be configured to conduct electricity, but is not limited to this may be composed of various materials and forms to have conductivity. Can be.

이와 같이, 전도성 섬유 센서(110)는 상의의 일부에 부착되어 사용자의 양 팔에 접촉하게 되는데, 찍찍이 등을 이용하여 전도성 섬유를 상의에 부착할 수 있다. 이때, 상기 전도성 섬유는 피부와 직접적인 접촉이 없어 무자각적이며, 상기 전도성 섬유로 사용자의 신체에서 발생하는 미약한 심전도 및 근전도의 전기신호를 인식하게 된다.As such, the conductive fiber sensor 110 is attached to a part of the upper part to be in contact with both arms of the user. The conductive fiber sensor 110 may be attached to the upper part using a squeaker or the like. At this time, the conductive fiber is insensitive to direct contact with the skin, and the conductive fiber recognizes an electric signal of weak ECG and EMG generated in the user's body.

상기 센서(110)가 의복에 부착되는 위치는 다음과 같이 구성될 수 있다. 즉, 센서(110)는 사용자의 양팔에 접촉하고 있을 경우 정상적으로 심전도 및 근전도의 측정이 가능한데, 왼팔과 오른팔 위쪽의 센서(111)(112)에는 신호선(미도시)이 연결되고, 오른팔 밑의 센서(113)에는 접지선이 연결되어 심전도를 측정한다. 또한, 나머지 오른팔의 위쪽 두개의 센서(114)에는 신호선이 연결되고, 왼팔 밑의 센서(115)에는 접지선이 연결되어 근전도를 측정한다. 이와 같은 센서 및 센서 부착 위치를 통해 사용자가 운전 중에 무자각적으로 심전도 및 근전도 측정을 가능하게 한다. 상기 센서(110)가 의복에 부착되는 위치 및 구비되는 센서의 수는 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 적정한 수 및 위치에 구비될 수 있다.The position at which the sensor 110 is attached to the garment may be configured as follows. That is, when the sensor 110 is in contact with both arms of the user, the ECG and EMG can be measured normally. A signal line (not shown) is connected to the sensors 111 and 112 on the left and right arms, and the sensor under the right arm. The ground wire is connected to 113 to measure the electrocardiogram. In addition, a signal line is connected to the two upper sensors 114 of the right arm, and a ground line is connected to the sensor 115 under the left arm to measure EMG. These sensors and sensor attachment positions allow the user to inadvertently measure electrocardiograms and electrocardiograms while driving. The position at which the sensor 110 is attached to the garment and the number of sensors provided are not limited to the above-described embodiments and may be provided at appropriate numbers and positions as necessary.

상기 신호선은 외부 신호의 영향을 받지 않게 실드선의 형태이며, 상기 각각의 신호선들은 상기 검출부(120)의 포트와 연결되어 있어, 상기 상기 검출부(120)는 상기 센서(110)에서 측정된 심전도 및 근전도 등의 생체신호를 수신받을 수 있게 된다.The signal line is in the form of a shield line so as not to be influenced by an external signal, and each of the signal lines is connected to a port of the detection unit 120, so that the detection unit 120 measures the electrocardiogram and electromyogram measured by the sensor 110. It is possible to receive a biological signal such as.

생체신호를 검출하는 검출부(120)는, 미니컴의 형태로, 사용자의 허리부를 둘러싸는 벨트(130)의 포켓(pocket)에 휴대할 수 있어 사용자의 편의를 도모할 수 있다.The detection unit 120 that detects the biosignal may be carried in a pocket of the belt 130 surrounding the waist of the user in the form of a minicom to facilitate user convenience.

또한, 상의의 양팔 안쪽 부분에 전극으로 사용되는 전도성 섬유를 외부로부터 커버하는 지퍼(150)를 구비할 수 있다. 이를 통해 상기 전도성 섬유를 우천, 눈 등의 기후, 공기, 습도 등의 외부환경으로부터 보호할 수 있고, 의복에서 쉽게 탈 부착시킬 수 있어 세탁 등의 경우에도 사용자의 편의를 도모할 수 있다.In addition, a zipper 150 for covering the conductive fiber used as an electrode from the outside may be provided on the inner side of both arms of the top. Through this, the conductive fiber can be protected from the external environment such as weather, air, humidity, etc. in rainy weather, snow, and can be easily detached from clothing, thereby facilitating user's convenience even in the case of washing.

도 6은 본 발명에 따른 전극 내장형 의복의 검출부의 블럭도이다.6 is a block diagram of a detection unit of the electrode built-in garment according to the present invention.

상기 검출부(120)는, 센서(110)로부터 측정된 심전도 및 근전도 등의 생체신호의 증폭, 처리, 저장 및 전송 등을 수행한다. 이를 위해, 상기 센서(110)로부터 수신된 미약한 생체신호를 증폭하는 증폭기(121)와, 상기 증폭된 생체신호를 디지털 신호로 변환하고 상기 생체신호의 노이즈를 제거하는 필터링을 행하는 생체신호 처리부(122)와, 정상적인 심전도 데이터 등의 생체신호 정보를 데이터베이스화하여 저장하는 메모리(123)와, 병원 등의 외부 의료시스템 또는 PDA 등 외부 단말 장치로부터와 신호를 송수신하는 송수신부(124)를 구비한다.The detector 120 amplifies, processes, stores, and transmits a biosignal such as an electrocardiogram and an electrocardiogram measured by the sensor 110. To this end, the amplifier 121 for amplifying the weak bio-signal received from the sensor 110, and the bio-signal processing unit for performing the filtering to convert the amplified bio-signal into a digital signal and remove the noise of the bio-signal ( 122, and a memory 123 for storing and storing biosignal information such as normal electrocardiogram data in a database, and a transceiver 124 for transmitting and receiving signals from an external medical system such as a hospital or an external terminal device such as a PDA. .

또한, 상기 증폭기(121), 생체신호 처리부(122), 메모리(123), 송수신부(124)와 연결되어 이를 제어하며, 상기 생체신호 처리부(122)로부터 수신된 생체신호 정보와 상기 메모리(123)에 기저장된 생체신호 정보를 비교하여 심전도 등의 이상 유무를 체크하고, 이상이 체크되면 상기 송수신부를 통해 병원의 의료시스템에 이를 알리거나, 상기 외부 의료 시스템 등으로부터 처방에 관련된 의료 메시지 등을 수신하는 제어부(125)를 구비한다.In addition, the amplifier 121, the biosignal processor 122, the memory 123, and the transceiver 124 are connected to and control the biosignal information received from the biosignal processor 122 and the memory 123. Compares the pre-stored bio-signal information and checks for abnormalities such as electrocardiogram, and if abnormalities are checked, informs the medical system of the hospital through the transceiver, or receives medical messages related to prescription from the external medical system. The control part 125 is provided.

또한, 심전도 등의 생체 신호 데이터, 상기 의료 메시지 등을 표시하는 디스플레이부(126)와, 경고음 등의 음성신호를 송출하는 스피커(127)와, 신호선을 통해 상기 센서(110)에 전원을 공급하는 전원 공급부(128)가 더 구비될 수 있다. 상기 전원공급부(128)는 충전이 가능한 리튬 폴리머 배터리 등의 2차 전지 형태로, 무게가 가볍고 복수회 충전이 가능하고 긴 충전시간을 가질 수 있게 한다. In addition, the display unit 126 for displaying bio-signal data such as an electrocardiogram, the medical message, etc., a speaker 127 for transmitting a voice signal such as a warning sound, and supplying power to the sensor 110 through a signal line The power supply unit 128 may be further provided. The power supply unit 128 is in the form of a rechargeable secondary battery, such as a lithium polymer battery, it is possible to have a light weight, multiple charges and a long charging time.

또한, 상기 센서(110)와 검출부(120)의 연결, 또는 상기 검출부(120)와 외부 장치의 연결은, 시리얼(serial) 통신을 사용하거나 실시간으로 블루투스(Bluetooth), CDAM 이동통신 등의 무선 통신을 이용할 수 있다.In addition, the connection between the sensor 110 and the detection unit 120, or the connection between the detection unit 120 and an external device may use serial communication or real time wireless communication such as Bluetooth, CDAM mobile communication, or the like. Can be used.

도 7은 본 발명에 따른 전극 내장형 의복에서의 생체신호 검출결과를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the detection result of the bio-signal in the electrode built-in clothing according to the present invention.

도 7을 참조하면, X축은 시간을 나타내고, Y축은 신호의 크기를 나타내는데, 검출부의 디스플레이부를 통해 좌측의 심전도(ECG), 우측의 근전도(EMG) 등을 볼 수 있고, 이를 통해 사용자의 심전도 및 근전도 상태를 파악할 수 있다.Referring to FIG. 7, the X-axis represents time and the Y-axis represents the magnitude of a signal. The ECG on the left side, the EMG on the right side, and the like may be viewed through the display of the detector. EMG status can be identified.

이상에서 본 발명에 따른 전극 내장형 의복의 바람직한 실시예를 살펴보았지만, 이에 한정되는 것은 아니며 센서를 통해 생체신호를 측정할 수 있는 다양한 시스템에 적용가능할 것이다.Although a preferred embodiment of the electrode-embedded garment according to the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto and may be applicable to various systems capable of measuring biosignals through sensors.

따라서, 본 발명은 상기의 실시예에 국한되는 것은 아니며 당해 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 설계 변경이나 회피설계를 한다 하여도 본 발명의 범위 안에 있다 할 것이다.Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and a person having ordinary skill in the art may change the design or avoid the design without departing from the scope of the technical idea of the present invention. Will be in range.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 내장형 의복은 전도성 섬유로서 사용자의 팔에 감아서 전기신호를 인식하게 되므로 신체에 전극의 직접적인 접촉 없이 생체신호를 측정할 수 있게 함으로써, 장시간 사용 및 직접적인 접촉에 따른 피부 알레르기 등의 피해를 방지할 수 있다.As described above, the electrode-embedded garment according to the present invention is a conductive fiber wound around the user's arm to recognize the electrical signal, so that it is possible to measure the bio-signal without direct contact of the electrode to the body, prolonged use and direct contact It can prevent the damage such as allergic skin.

또한, 의복에 센서 등을 부착하므로 간편하게 사용할 수 있고, 쉽게 제작할 수 있어 사용자 편의를 도모할 수 있게 한다.In addition, by attaching a sensor or the like to the garment, it can be used conveniently and can be easily manufactured to facilitate user convenience.

Claims (8)

의복에 있어서,In clothing, 상기 의복에 부착되어 사용자의 생체신호를 측정하는 전도성 섬유 센서와,A conductive fiber sensor attached to the garment and measuring a biological signal of a user; 상기 전도성 섬유 센서로부터 측정된 생체신호를 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 내장형 의복.And a detection unit for detecting the bio-signals measured by the conductive fiber sensor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센서의 상기 의복 부착은 붙였다 떼었다 할 수 있는 형태인 것을 특징으로 하는 전극 내장형 의복.The garment with built-in electrode of the said sensor is a form which can be attached and detached. 제1항에 있``어서,In claim 1, 상기 생체신호는 심근도 및 근전도 신호인 것을 특징으로 하는 전극 내장형 의복.Wherein the bio-signal is built-in electrode clothing, characterized in that the myocardial and EMG signal. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 센서의 의복 부착시, 양측의 팔의 복수개의 상부측 센서 중 어느 하나에는 신호선이 연결되고, 일측의 팔의 하부측 센서에는 접지선이 연결되어 심전도를 측정하고, 상기 타측의 팔의 나머지 상부측 센서에는 신호선이 연결되고, 상기 타측의 하부측 센서에는 접지선이 연결되어 근전도를 측정하는 것을 특징으로 하는 전극 내장형 의복. When the clothing is attached to the sensor, a signal line is connected to any one of the plurality of upper sensors of both arms, and a ground line is connected to the lower sensor of one arm to measure an electrocardiogram, and the remaining upper side of the other arm. A signal line is connected to the sensor, and a ground wire is connected to the lower sensor on the other side to measure electromyography. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 신호선은 외부 신호의 영향을 받지 않는 실드선인 것을 특징으로 하는 전극 내장형 의복.And the signal line is a shield line which is not influenced by an external signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 검출부를 넣을 수 있는 포켓을 구비하고 상기 사용자의 허리부를 둘러싸는 벨트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 내장형 의복.And a belt for enclosing the detector and further comprising a belt surrounding the waist of the user. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센서를 외부로부터 커버하는 지퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 내장형 의복.Clothing comprising the electrode further comprising a zipper for covering the sensor from the outside. 삭제delete
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