KR100869997B1 - No electrode measurement module for bio signal and No electrode measurement system for bio signal - Google Patents

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KR100869997B1
KR100869997B1 KR20070007727A KR20070007727A KR100869997B1 KR 100869997 B1 KR100869997 B1 KR 100869997B1 KR 20070007727 A KR20070007727 A KR 20070007727A KR 20070007727 A KR20070007727 A KR 20070007727A KR 100869997 B1 KR100869997 B1 KR 100869997B1
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김란숙
육종관
조송백
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(주)콤위버정보통신
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Abstract

본 발명은 원거리에서 생체신호를 측정할 수 있는 소형의 무전극 생체신호 측정 모듈 및 무전극 생체신호 측정 시스템을 개시한다. The present invention discloses a small-sized electrodeless bio-signal measuring module and electroless bio-signal measurement system to measure the bio-signal from a distance. 상기 무전극 생체신호 측정 모듈은, CW 신호를 생체에 방사하고, 상기 CW 신호가 생체로부터 반사되는 반사파를 수신하며, 커플드 라인 커플러, 브랜치 라인 커플러, 위상 조절기 및 결합기를 구비한다. The electroless bio-signal measuring module, the CW signal emitted on the living body, and receives the reflected wave the CW signal reflected from the living body, and a coupled-line couplers, branch-line couplers, couplers and phase adjuster. 상기 무전극 생체신호 측정 시스템은, CW 신호를 생체에 방사하고, 상기 CW 신호가 생체로부터 반사되는 반사파를 수신하며, 무전극 생체신호 측정 모듈, 저 잡음 증폭기 및 믹서를 구비한다. The electroless bio-signal measurement system, emitting a CW signal to a living body and receiving a reflected wave the CW signal reflected from the living body, and includes a bio-signal measuring module electrodeless, low noise amplifier and mixer.
무전극, 생체신호 측정, 커플드 라인 커플러, 브랜치 라인 커플러, Electrodeless, measured biological signal, the coupled-line couplers, branch-line couplers,

Description

무 전극 생체신호 측정 모듈 및 무전극 생체신호 측정 시스템{No electrode measurement module for bio signal and No electrode measurement system for bio signal} Electroless bio-signal measuring module and electroless bio-signal measurement system {No electrode measurement module for bio signal measurement system and No electrode for bio signal}

도 1은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 모듈의 배선도이다. 1 is a schematic diagram of an electrodeless bio-signal measuring module according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템을 나타낸다. Figure 2 shows a non-physiological signal measuring electrode system of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 모듈의 실제 모형이다. Figure 3 is a physical model of the electroless bio-signal measuring module according to the present invention.

도 4는 도 3의 실제 모듈 및 컴퓨터 모의실험을 이용하여 구한 격리도를 나타낸다. Figure 4 shows the isolation obtained by using a physical module and the computer simulation of FIG.

도 5는 저 잡음 증폭기의 일실시예를 나타낸다. Figure 5 illustrates one embodiment of a low noise amplifier.

도 6은 안테나의 일실시예를 나타낸다. Figure 6 illustrates one embodiment of an antenna.

도 7은 분당 25회 움직이는 메트로놈을 이용하여 측정한 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템의 전기적 특성을 나타낸다. Figure 7 shows the electrical properties of the electroless bio-signal measurement system according to the present invention measured by using a moving metronome 25 times per minute.

도 8은 분당 160회 움직이는 메트로놈을 이용하여 측정한 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템의 전기적 특성을 나타낸다. Figure 8 shows the electrical properties of the electroless bio-signal measurement system according to the present invention measured by using a metronome to move 160 times per minute.

도 9는 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템이 인체로부터 55Cm 떨어진 곳에서 측정한 상기 인체로부터 반사된 반사파를 나타낸다. Figure 9 shows the reflected wave reflected from a human body measured in 55Cm away from the human body electroless bio-signal measurement system according to the present invention.

도 10은 도 9에 도시된 측정된 반사파에 FFT를 적용시켜 얻은 변환된 신호를 나타낸다. 10 shows a converted signal obtained by applying the FFT to the measured reflected waves shown in Fig.

도 11은 도 10에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호이다. 11 is a signal for respiratory blood extracted from the converted signal illustrated in FIG.

도 12는 도 10에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 심장의 박동에 관한 신호이다. 12 is a signal relating to the heart rate derived from the transformed signal shown in Fig.

도 13은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템이 인체로부터 70Cm 떨어진 곳에서 측정한 상기 인체로부터 반사된 반사파를 나타낸다. Figure 13 shows a reflected wave reflected from a human body measured in 70Cm away from the human body electroless bio-signal measurement system according to the present invention.

도 14는 도 13에 도시된 측정된 반사파에 FFT를 적용시켜 얻은 변환된 신호를 나타낸다. 14 shows a converted signal obtained by applying the FFT to the measured reflected waves shown in Fig.

도 15는 도 14에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호이다. 15 is a signal for respiratory blood extracted from the converted signal illustrated in FIG.

도 16은 도 14에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 심장의 박동에 관한 신호이다. 16 is a signal relating to the heart rate derived from the transformed signal shown in Fig.

도 17은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템이 인체로부터 100Cm 떨어진 곳에서 측정한 상기 인체로부터 반사된 반사파를 나타낸다. Figure 17 shows a reflected wave reflected from a human body measured in the 100Cm away from the human body electroless bio-signal measurement system according to the present invention.

도 18은 도 17에 도시된 측정된 반사파에 FFT를 적용시켜 얻은 변환된 신호를 나타낸다. 18 shows a converted signal obtained by applying the FFT to the measured reflected waves shown in Fig.

도 19는 도 18에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호이다. 19 is a signal for respiratory blood extracted from the converted signal illustrated in FIG.

도 20은 도 18에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 심장의 박동에 관한 신호이다. 20 is a signal relating to the heart rate derived from the transformed signal shown in Fig.

도 21은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템을 하나의 기판 위에 마이크로 스트립 라인으로 구현한 것이다. Figure 21 is an implementation of the electrodeless biological signal measuring system according to the invention with a microstrip line on a single substrate.

도 22는 실제로 제작 된 무전극 생체신호 측정 시스템의 사진이다. 22 is a photograph of an actually produced electroless bio-signal measurement system.

도 23은 도 22에 도시된 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템을 인체로부터 30Cm 떨어진 곳에 두고 인체로부터 반사되는 반사파를 저역 통과 필터를 거쳐 출력시킨 신호이다. 23 is a signal obtained by the electroless biological signal measuring system according to the invention illustrated in Figure 22 with 30Cm away from the human body output a reflected wave which is reflected from the human body through the low-pass filter.

도 24는 도 23에 도시된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호를 나타낸다. 24 shows a signal for respiratory blood extracted from the signal shown in Fig.

도 25는 도 23에 도시된 신호로부터 추출한 심박에 관한 신호를 나타낸다. 25 shows the signals relating to heart rate derived from the signal shown in Fig.

도 26은 도 22에 도시된 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템을 인체로부터 50Cm 떨어진 곳에 두고 인체로부터 반사되는 반사파를 저역 통과 필터를 거쳐 출력시킨 신호이다. 26 is a signal obtained by the electroless biological signal measuring system according to the invention illustrated in Figure 22 with 50Cm away from the human body output a reflected wave which is reflected from the human body through the low-pass filter.

도 27은 도 26에 도시된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호를 나타낸다. 27 shows the signal for respiratory blood extracted from the signal shown in Fig.

도 28은 도 26에 도시된 신호로부터 추출한 심박에 관한 신호를 나타낸다. Figure 28 shows the signals relating to heart rate derived from the signal shown in Fig.

도 29는 도 22에 도시된 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템을 인체로부터 70Cm 떨어진 곳에 두고 인체로부터 반사되는 반사파를 저역 통과 필터를 거쳐 출력시킨 신호이다. 29 is a signal obtained by the electroless biological signal measuring system according to the invention illustrated in Figure 22 with 70Cm away from the human body output a reflected wave which is reflected from the human body through the low-pass filter.

도 30은 도 29에 도시된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호를 나타낸다. 30 shows the signal for respiratory blood extracted from the signal shown in Fig.

도 31은 도 29에 도시된 신호로부터 추출한 심박에 관한 신호를 나타낸다. 31 shows the signals relating to heart rate derived from the signal shown in Fig.

본 발명은 생체신호 측정에 관한 것으로, 특히 생체신호를 측정하려고 하는 생체에 전극(Probe)을 부착하지 않은 상태로 대상 생체로부터 멀리 떨어진 곳에서, 생체에서 발생되는 미세한 생체신호를 측정하는 무전극 생체신호 측정 모듈 및 이를 구비하는 무전극 생체신호 측정 시스템에 관한 것이다. The present invention is an electrodeless biometric measuring the fine bio-signal in that, in particular, further away from the target living body in a state in the living body, which attempts to measure the bio-signal is not attached to the electrode (Probe) on the measured bio signal, generated in vivo signal measurement module and a process for electroless bio-signal measurement system including the same.

생체신호 측정 시스템은 도플러 효과(Doppler Effect)를 이용하여 생체로부터 발생되는 생체신호를 측정하는데, 하나의 송신용 안테나를 통해서 마이크로웨이브(Microwave)를 발사하고 다른 하나의 수신용 안테나를 이용하여 상기 마이크로웨이브가 생체로부터 반사되는 반사파를 측정한다. Bio-signal measurement system, the Doppler effect (Doppler Effect) for use by to measure the bio-signal generated from a living body, firing the microwave (Microwave) through a single transmission antenna, and using the other one of the receiving antenna, the micro- the wave measuring a reflected wave reflected from the living body. 상기 반사파에는 심장의 박동 및 호흡과 같은 미세한 생체신호가 포함되어 있다. The reflected wave contains the fine bio-signals such as heartbeat and breathing of a heart. 상기와 같이 송신용 및 수신용의 구별된 2개의 안테나를 이용하여 생체신호를 측정하는 경우, 생체신호 측정 시스템의 부피가 증가하게 된다는 단점이 있었다. When using the two antennas distinction of transmitting and receiving the bio-signals measured as described above, there was a disadvantage that increases the volume of the bio-signal measurement system.

최근에는 생체신호 측정 시스템의 부피를 감소시키기 위해 하나의 안테나를 사용하여 생체신호를 측정하는 방법이 제안되었다. It has recently been proposed a method of measuring a bio signal using a single antenna in order to reduce the volume of the bio-signal measurement system. 즉 하나의 공통 안테나로 송신 및 수신을 하는 것인데, 외부로 방사되어야 할 송신신호가 상기 공통 안테나를 매개하여 상기 생체신호 측정시스템에 유입된다는 단점이 있다. I.e., would be to transmit and receive a single common antenna, there is a disadvantage that a transmission signal to be emitted to the outside to the common antenna parameters that flows to the bio-signal measurement system. 상기 유입된 송신신호는 생체로부터 반사되는 반사파를 처리하는 기능블록으로 인가되는데, 실제로 수신하여 처리하고자 하는 반사파에 대하여 잡음으로 동작한다. It said inlet transmitted signal is applied to a function block for processing a reflected wave reflected from the living body, and operate as noise with respect to the reflected wave to be treated actually received. 일반적으로 생체신호 측정 시스템에서 생체로 송신되는 신호의 전력(Power)은 생체로부터 반사되는 반사파가 가지는 전력에 비해 상당히 크다. In general, the power (Power) of the signal to be transmitted to the living body in the bio-signal measurement system is significantly greater than the electric power having the reflected wave reflected from the living body. 따라서 원래의 전력에 비해 감쇄된다고는 하지만 여전히 큰 전력을 가지고 유입되는 송신신호는, 반사파를 처리하는데 사용되는 소자들에 큰 부하로 작용하기 때문에, 송신신호와 수신되는 반사파를 서로 격 리시키지 않는다면 시스템의 본래의 기능이 근본적으로 수행 불가능하게 된다. Thus is that attenuation than the original power, but still the transmission signal flowing with large power is, if a reflected wave due to serve as a large load on the device used for processing the reflected waves, is received and the transmission signal not interval Li another system the original function of is essentially impossible to perform.

송신신호 및 수신신호가 서로 격리된 정도를 송수신신호의 격리도(isolation degree)라고 하는데, 상기 격리도가 클수록 생체신호 측정 시스템의 전체 성능이 좋아진다. It is called isolation of the transmitted and received signal the extent to which the transmission signal and the reception signal separated from each other, Fig. (Isolation degree), the higher the isolation, the better the overall performance of the bio-signal measurement system. 서큘레이터(Circulator)를 사용하면 송신신호와 수신신호를 서로 격리시킬 수 있는데, 서큘레이터 자체의 부피가 크기 때문에, 2개의 안테나를 사용하는 경우에 비해서 부피 면에서는 개선되는 점이 없다. The circulator (Circulator) may be separated from each other, the transmission signal and the reception signal, since the volume of the circulator its size, can not have any improvement in volumetric compared with the case of using two antennas. 또한 서큘레이터를 사용하더라도 격리도가 약 20dB(decibel) 정도 밖에 되지 않는다는 단점을 가지고 있다. In addition, even with circulator isolation it has the disadvantage that is not only about 20dB (decibel).

안테나를 통하여 수신된 반사파는 상기 서큘레이터를 경유하여 저 잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)에 인가되는데, 20dB(decibel) 정도의 낮은 격리도의 특성을 가지는 서큘레이터를 사용할 경우, 생체측정 시스템이 생체로부터의 반사파를 측정할 수 있는 최대 거리는 약 30Cm(Centimeters)로 한정된다. The reflected wave received through the antenna, there is applied to a low noise amplifier (Low Noise Amplifier) ​​via the circulator, 20dB (decibel) When using a circulator having the properties of low isolation degree, biometric systems from the living body It is defined as a maximum distance of about 30Cm (Centimeters) capable of measuring the reflected wave.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 원거리에서 생체신호를 측정할 수 있는 소형의 무전극 생체신호 측정 모듈을 제공하는데 있다. The present invention is to provide a small-sized electrodeless bio-signal measuring module capable of measuring a bio-signal from a distance.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 원거리에서 생체신호를 측정할 수 있는 소형의 무전극 생체신호 측정 시스템을 제공하는데 있다. The present invention is to provide a small-sized electrodeless bio-signal measurement system to measure the bio-signal from a distance.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 모듈은, 커플드 라인 커플러, 브랜치 라인 커플러, 위상 조절기 및 결합기를 구비한다. Electroless bio-signal measuring module according to the present invention for achieving the above technical problem is provided with the coupled-line couplers, branch-line couplers, couplers and phase adjuster.

상기 커플드 라인 커플러는 상기 CW 신호를 바이패스(bypass) 시키고, 상기 CW 신호의 크기(Amplitude)를 조절하여 샘플신호(Sample Signal)를 생성시킨다. The coupled-line couplers to produce a signal sample (Sample Signal) to the bypass (bypass) to the CW signal, and, adjusting the size (Amplitude) of the CW signal. 상기 브랜치 라인 커플러는 상기 커플드 라인 커플러를 통해 전달된 상기 바이패스 된 CW 신호를 안테나 및 LO출력단자에 전달하고, 상기 바이패스 된 CW 신호의 크기를 조절하여 누설신호(Leakage Signal)를 생성하며, 상기 안테나를 통해 상기 반사파를 수신한다. Wherein the branch-line couplers to produce a leakage signal (Leakage Signal), passing the said by-pass the CW signal transmission over the coupled-line coupler antenna and the LO output terminal, and controlling the size of the by-pass the CW signal , it receives the reflected waves from the antenna. 상기 위상 조절기는 상기 브랜치 라인 커플러로부터 출력되는 상기 반사파 및 상기 누설신호의 위상(Phase)을 조절한다. The phase adjuster adjusts the reflected waves and phase (Phase) of the leak signal output from the branch-line coupler. 상기 결합기는 상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 누설신호는 상기 샘플신호를 이용하여 제거하며, 상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 반사파는 바이패스 시킨다. The combiner is the leak signal output from the phase adjuster and removed by using the sample signals, the reflected wave output from the phase adjuster is thereby bypassed.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템은, 무전극 생체신호 측정 모듈, 저 잡음 증폭기 및 믹서를 구비한다. The electroless bio-signal measurement system according to the present invention for achieving the technical problem is provided with the electroless bio-signal measurement module, a low noise amplifier and mixer.

상기 무전극 생체신호 측정 모듈은 CW 신호를 바이패스(bypass) 시키고, 상기 CW 신호의 크기(Amplitude)를 조절하여 샘플신호(Sample Signal)를 생성시키는 커플드 라인 커플러; Coupled-line coupler of the electrodeless bio-signal measuring module and the CW signal bypass (bypass), by adjusting the size (Amplitude) of the CW signal and generate a sample signal (Sample Signal); 상기 커플드 라인 커플러를 통해 전달된 상기 바이패스 된 CW 신호를 안테나(ANT) 및 LO출력단자(LO signal)에 전달하고, 상기 바이패스 된 CW 신호의 크기를 조절하여 누설신호(Leakage Signal)를 생성하며 상기 안테나(ANT)를 통해 상기 반사파를 수신하는 브랜치 라인 커플러; The coupled-line passing said by-pass the CW signal transmitted through the coupler to the antenna (ANT) and LO output terminal (LO signal), and to control the size of the by-pass the CW signal of the leakage signal (Leakage Signal) generation and branch-line coupler, for receiving the reflected wave through the antenna (ANT); 상기 브랜치 라인 커플러로부터 출력되는 상기 반사파 및 상기 누설신호의 위상(Phase)을 조절하는 위상 조절기; A phase adjuster for adjusting the reflected wave and the phase (Phase) of the leak signal output from the branch-line coupler; 및 상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 누설신호는 상기 샘플신호를 이용하여 제거하고, 상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 반사파는 바이패스 시키는 결합기를 구비한다. And the leak signal output from the phase adjuster is the reflected wave is removed using the sample signals, the output from the phase adjuster is provided with a coupler to bypass. 상기 안테나는 상기 무전극 생체신호 측정 모듈로부터 바이패스 되 는 상기 CW신호를 방사한다. The antenna being from the electrodeless bio-signal measuring module emits a by-pass the CW signal. 상기 저 잡음 증폭기는 상기 안테나 및 상기 무전극 생체신호 측정 모듈을 경유하는 반사파에 포함된 잡음을 제거하고 증폭시킨다. The low noise amplifiers thereby removing the noise included in the reflected wave via the antenna and the electroless bio-signal measuring module and amplification. 상기 믹서는 상기 저 잡음 증폭기의 출력 및 상기 무전극 생체신호 측정 모듈의 상기 LO출력단자(LO signal)로부터 출력되는 신호를 이용하여 생체로부터 반사된 신호만을 추출한다. The mixer extracts only the signal reflected from the living body by using the signal outputted from the output terminal LO (LO signal) and the output of the electrodeless bio-signal measuring module of the low noise amplifier.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the drawings the embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 모듈의 배선도이다. 1 is a schematic diagram of an electrodeless bio-signal measuring module according to the present invention.

도 1을 참조하면, 무전극 생체신호 측정 모듈(100)은, 커플드 라인 커플러(110), 브랜치 라인 커플러(120), 위상 조절기(130) 및 결합기(combiner, 140)를 구비한다. 1, the electrodeless bio-signal measuring module 100, and a coupled-line coupler 110, a branch-line coupler 120, phase adjuster 130 and the combiner (combiner, 140).

커플드 라인 커플러(110, Coupled Line Coupler)는 상기 CW(continuous Wave) 신호를 바이패스(bypass) 시키고, 상기 CW 신호의 크기(Amplitude)를 조절하여 샘플신호(Sample Signal)를 생성시킨다. Coupled-line coupler (110, Coupled Line Coupler) is to produce a signal sample (Sample Signal) to the CW (continuous Wave) bypass (bypass) the signal, and, adjusting the size (Amplitude) of the CW signal. 상기 커플드 라인 커플러(110)는, 상기 CW 신호를 바이패스 시키는 제1메인라인(111) 및 상기 제1메인라인(111)과 일정한 거리 떨어져 평행하게 진행하며, 상기 샘플신호를 생성하는 제1감쇄라인(112)을 구비한다. The coupled-line coupler 110, the first proceeds to the main line 111 and parallel to the first desired distance from the main line 111 off of the CW signal by-pass, the first for generating the sample signal It includes the attenuation line 112. 상기 CW 신호는 VCO(Voltage Controlled Oscillator)로부터 공급받을 수 있으며, 마이크로웨이브(Microwave)의 주파수 특성을 가지는 것이 바람직하다. The CW signal may be supplied from the (Voltage Controlled Oscillator) VCO, it is desirable to have the frequency characteristics of the microwave (Microwave).

브랜치 라인 커플러(120, Branch Line Coupler)는 상기 커플드 라인 커플러(110)를 통해 전달된 상기 바이패스 된 CW 신호를 안테나(ANT) 및 LO출력단자(LO signal)에 전달하고, 상기 바이패스 된 CW 신호의 크기를 조절하여 누설신호(Leakage Signal)를 생성하며, 상기 안테나(ANT)를 통해 상기 반사파를 수신한다. Transmitted to the branch-line coupler (120, Branch Line Coupler) has the coupled-line coupler 110, the said by-pass the CW signals the antenna (ANT) and LO output terminal (LO signal) passing through, and said by-pass control the size of the CW signal to generate a leak signal (signal leakage), it receives the reflected wave through the antenna (ANT). 상기 브랜치 라인 커플러(120)는, 상기 바이패스 된 CW 신호를 바이패스 시키는 제2메인라인(121), 상기 제2메인라인(121)과 일정한 거리 떨어져 평행하게 진행하며, 일 단자는 상기 누설신호를 출력하며 다른 일 단자는 상기 LO출력단자에 연결된 제2감쇄라인(122) 및 상기 제2메인라인(121) 및 상기 제2감쇄라인(122)을 전기적으로 연결하는 브랜치 라인(123)을 구비한다. The branch line coupler 120, and second progress to the main line 121, the second main line 121 and the parallel apart a certain distance to the by-pass the by-pass the CW signal, one terminal is the leakage signal output and the other terminal is provided with a branch line 123 for connecting the second attenuation lines 122 and the second main line 121 and the second attenuation line 122 coupled to the LO output terminal electrically do. 상기 브랜치 라인(123)은 폐루프(close loop)를 형성한다. The branch line 123 forms a closed loop (close loop).

위상 조절기(130)는 상기 브랜치 라인 커플러로(120)부터 출력되는 상기 반사파 및 상기 누설신호의 위상(Phase)을 조절한다. Phase adjuster 130 adjusts the reflected waves and phase (Phase) of the leakage signal which is output from unit 120 to the branch-line coupler. 위상 조절기(130)는, 상기 누설신호의 위상을 상기 샘플신호의 위상과 180도(degree) 차이가 나도록 조절하며, 마이크로 스트립 라인(Micro-strip line)으로 구현할 수 있다. Phase adjuster 130, a phase of the leakage signal and the phase 180 ° (degree), the difference between the sample signal nadorok control, and may be implemented as a microstrip line (Micro-strip line).

결합기(combiner, 140)는 위상 조절기(130)로부터 출력되는 상기 누설신호는 상기 샘플신호를 이용하여 제거하며, 상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 반사파는 바이패스 시킨다. A combiner (combiner, 140) is the leak signal output from the phase adjuster 130 and removed by using the sample signals, the reflected wave output from the phase adjuster is thereby bypassed.

이하에서는 도 1에 도시한 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 모듈(100)에 대하여 구체적으로 설명한다. It will be described in detail with respect to electroless bio-signal measuring module 100 according to the present invention shown in Figure 1 hereinafter.

커플드 라인 커플러(110)로부터 생성되는 샘플신호(Sample Signal)는 상기 CW 신호의 크기(Amplitude)를 감소시켜 얻은 신호이며, 상기 브랜치 라인 커플러(120)로부터 생성되는 상기 누설신호(Leakage Signal)는 상기 바이패스 된 CW 신 호의 크기를 감소시켜 얻은 신호이다. Coupled-line coupler 110 samples signal (Sample Signal) produced from is a signal obtained by reducing the size (Amplitude) of the CW signal, the leakage signal (Leakage Signal) that is produced from the branch-line coupler 120 a signal obtained by reducing the size of the arc CW Shin the bypass. 하나의 공통 안테나(ANT)를 사용하기 때문에 외부로 전송하고자 하는 상기 CW 신호가 상기 브랜치 라인 커플러(120)를 통하여 유입된다. Due to the use of a common antenna (ANT) is the CW signal to be transmitted to the outside flows through the branch-line coupler 120. 유입되는 CW 신호 즉 누설신호의 크기는 상기 브랜치 라인 커플러(120)를 어떻게 설계하는가에 달려 있는데, 일단 설계가 끝나면 그 크기 및 위상은 예상할 수 있다. The size of the CW signal that is the leakage signal flowing there is depends on how the design of the branch line coupler 120, one end of the design that the magnitude and phase can be estimated. 본 발명의 핵심 아이디어는, 상기 누설신호와 크기가 같은 샘플신호를 생성시킨 후, 상기 누설신호의 위상을 상기 샘플신호와 반대가 되도록 조절하여 서로 상쇄시킨다는 것이다. The key idea of ​​the present invention is sikindaneun After generating the leakage signal and the sample signal is the same size, each offset by controlling a phase of the leakage signal so that the opposite of the sample signal.

도 2는 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템을 나타낸다. Figure 2 shows a non-physiological signal measuring electrode system of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 무전극 생체신호 측정 시스템(200)은, 도 1에 도시한 무전극 생체신호 측정 모듈(100), 신호발생기(210), 안테나(220), 저 잡음 증폭기(230) 및 믹서(240)를 구비한다. 2, the electroless bio-signal measurement system 200, the electroless bio-signal measuring module 100 shown in Figure 1, the signal generator 210, an antenna 220, a low noise amplifier (230) and a mixer (240).

무전극 생체신호 측정 모듈(100)은, 상기 CW 신호를 바이패스(bypass) 시키고, 상기 CW 신호의 크기(Amplitude)를 조절하여 샘플신호(Sample Signal)를 생성시키는 커플드 라인 커플러(110); Electroless bio-signal measuring module 100 includes a bypass (bypass), the CW signal and, coupled-line coupler 110 to produce a sample signal (Sample Signal) by adjusting the size (Amplitude) of the CW signal; 상기 커플드 라인 커플러를 통해 전달된 상기 바이패스 된 CW 신호를 안테나(ANT) 및 LO출력단자(LO signal)에 전달하고, 상기 바이패스 된 CW 신호의 크기를 조절하여 누설신호(Leakage Signal)를 생성하며 상기 안테나(ANT)를 통해 상기 반사파를 수신하는 브랜치 라인 커플러(120); The coupled-line passing said by-pass the CW signal transmitted through the coupler to the antenna (ANT) and LO output terminal (LO signal), and to control the size of the by-pass the CW signal of the leakage signal (Leakage Signal) generation and branch-line-coupler 120 for receiving the reflected wave through the antenna (ANT); 상기 브랜치 라인 커플러(120)로부터 출력되는 상기 반사파 및 상기 누설신호의 위상(Phase)을 조절하는 위상 조절기(130); Phase adjuster 130 for adjusting the reflected wave and the phase (Phase) of the leak signal output from the branch-line coupler 120; 및 상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 누설신호는 상기 샘플신호를 이용하여 제거하고, 상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 반사파는 바이패스 시키는 결합기(combiner, 140)를 구비한다. And the leak signal output from the phase adjuster is the reflected wave is removed using the sample signals, the output from the phase adjuster is provided with a by-pass coupler (combiner, 140) for.

신호발생기(210)는 상기 무전극 생체신호 측정 모듈(100)에 상기 CW 신호를 공급한다. A signal generator 210 supplies the CW signal to the electroless bio-signal measuring module 100. 안테나(220)는 상기 무전극 생체신호 측정 모듈(100)로부터 바이패스 되는 상기 CW신호를 방사한다. Antenna 220 emits the CW signal is bypassed from the electrodeless bio-signal measuring module 100. 저 잡음 증폭기(230)는 상기 안테나 및 상기 무전극 생체신호 측정 모듈을 경유하는 반사파에 포함된 잡음을 제거하고 증폭시킨다. A low noise amplifier 230 and removes the noise included in the reflected wave via the antenna and the electroless bio-signal measuring module and amplification. 믹서(240)는 상기 저 잡음 증폭기의 출력 및 상기 무전극 생체신호 측정 모듈의 상기 LO출력단자(LO signal)로부터 출력되는 신호를 이용하여 생체로부터 반사된 신호만을 추출한다. Mixer 240, and extracts only the signal reflected from the living body by using the signal outputted from the output terminal LO (LO signal) and the output of the electrodeless bio-signal measuring module of the low noise amplifier.

상기 CW 신호의 주파수 대역은, 마이크로웨이브인 것이 바람직하다. The frequency band of the CW signal is preferably a microwave. 상기 믹서(240)는, 상기 입력된 2개의 신호를 연산하여 중간 주파수(Intermediate Frequency) 대역의 신호로 다운 컨버젼(Down Conversion)한다. The mixer 240, the operation of the input two signals to an intermediate frequency (Intermediate Frequency) conversion (Down Conversion) down into the signal band.

믹서(240)로부터 출력되는 IF 신호는, 신호분석기(250)를 이용하여 수신된 반사파를 식별할 수 있다. IF signal output from mixer 240 may identify the received reflected wave by using a signal analyzer (250). 이 때 신호분석기(250)로부터 출력되는 신호를 표준 버스라인(GPIB)을 이용하여 컴퓨터(260)에서 분석할 수 있다. The signals output from the time signal analyzer 250 may be analyzed on a computer (260) using a standard bus line (GPIB).

도 1에 도시된 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 모듈(100)은 송신신호와 반사파의 격리 및 측정거리 확대를 위해 제안된 것으로, FFBLC(feed-forward branch-line coupler)의 형태를 가지며, 크기가 큰 송신신호가 수신단으로 누설되어 수신단을 구성하는 소자(component)의 전기적 특성을 포화(saturation)시키는 것을 차단하여 50Cm이상에서 정확한 측정이 가능하게 하였다. Has the form of an electrodeless bio-signal measuring module 100 in accordance with the present invention shown in Figure 1 to have been proposed for isolating and measuring the distance up of the transmit signal and the reflected wave, FFBLC (feed-forward branch-line coupler), It made it possible to block the accurate measurement in which the size is greater than 50Cm transmission signal is leaked to the receiver (saturation) to saturate the electrical properties of the device (component) constituting the receiving end.

생체신호 측정 모듈(100)의 소스전력(Source power)은 17dBm으로 피드 포워 드(feed-forward)형태의 커플러(coupler)를 통해 14dBm의 전력(power)을 갖는 신호로 감쇄되어 안테나(ANT) LO출력단자(LO signal)로 출력된다. Source power (Source power) of the bio-signal measuring module 100 is attenuated into a signal having a power (power) of 14dBm via feed powo de (feed-forward) in the form of a coupler (coupler) to 17dBm antenna (ANT) LO It is output to the output terminal (LO signal). 이렇게 안테나(ANT)를 통해 방사되는 송신신호와 동일한 신호를 LO출력단자(LO signal)로 출력하고, 믹서(240)에서는 LO출력단자(LO signal)로부터 출력되는 신호를 이용하여 VCO에서 발생하는 위상 잡음(Phase Noise)을 제거한다. This antenna (ANT), a transmission signal with the same signal, and outputs the LO output terminal (LO signal), a mixer (240) to be emitted through the use of the signals output from the LO output terminal (LO signal) phase occurring in the VCO removes noise (Phase noise).

안테나(ANT)를 통해 송신된 CW신호는 인체의 가슴부분에서 반사되어 -30~-20dBm의 반사파로 공통 안테나(ANT)로 입력되게 된다. The CW signal is transmitted through an antenna (ANT) is reflected by the chest portion of a human body is inputted to a reflected wave of -30 ~ -20dBm to a common antenna (ANT). 이렇게 입력된 신호는 피드 포워드 형태의 커플러(feed-forward type coupler)를 통해 수신단으로 입력된 후, 11dB의 이득(Gain)을 갖는 LNA(230)를 통해 증폭된 후 믹서(240)를 통해 중간 주파수(Intermediate Frequence)신호로 바뀌게 된다. So the input signal after the input to the receiver via the coupler (feed-forward type coupler) of the feedforward type, the intermediate frequency by the mixer 240, after being amplified through the LNA (230) with a gain (Gain) of 11dB It is changed to (Intermediate Frequence) signal.

믹서(240)에 입력되어 출력되는 두 개의 IF 신호들은, 각각 FFT(Fast Fourier Transform), 윈도우잉(windowing), 그리고 IFFT(Inverse-FFT)의 신호처리를 통하여 호흡과 심박에 대한 신호를 나타낼 수 있다(250). Two IF signal is input to the mixer 240 outputs, respectively (Fast Fourier Transform), FFT, windowing (windowing), and the number through the signal processing in the IFFT (Inverse-FFT) represent the signal of the respiratory and heart rate there 250.

이론적으로 브랜치 라인 커플러(120)의 격리포트(isolation port)에는 CW 신호의 누설(leakage)성분이 없어야 하지만, 실제로는 그러하지 못하므로 이러한 -20dB정도의 크기를 갖는 누설신호(leakage signal)를 상쇄시켜 주어야 한다. In theory, free from leakage (leakage) component of the signal, the CW case report (isolation port) of the branch line coupler 120, but actually not geureohaji so to offset the leakage signal (leakage signal) having a size of such a degree -20dB should.

VCO로부터 5.8GHz의 CW 신호가 커플드 라인 커플러(110)에 입력되어 송수신 공용 안테나(ANT)로 전송되면, 브랜치 라인 커플러(120)에서 발생하는 CW 신호에 비해 -20dB의 크기를 갖는 누설전류(leakage signal)와 크기가 같은 CW 신호와 커플링 된 신호 샘플신호(sample signal)를 생성하도록 커플드 라인 커플러(110)를 설계하였다. When the CW signal of 5.8GHz from the VCO is input to a coupled-line coupler 110 is sent to the transmitting and receiving antenna (ANT), the leakage current having a magnitude of -20dB as compared to the CW signal generated in the branch line coupler 120 ( leakage signal) and designed a coupled-line coupler 110 in size so as to produce a coupled signal with the same CW signal sample signal (sample signal).

이렇게 생성된 샘플신호(sample signal)는 누설신호(leakage signal)와 결합기(140)에서 합쳐지는데, 이 때 위상 조절기(130)는 누설신호(Leakage Signal)의 위상은 샘플신호(Sample Signal)와 180도 차이가 나도록 조절한다. The resulting sample signal (sample signal) is the leak signal (leakage signal) and makin combined at coupler 140, where the phase adjuster 130, a phase of a leakage signal (Leakage Signal) is a sample signal (Sample Signal) and 180 also it regulates until it difference. 상기 샘플신호(Sample Signal) 및 위상이 조절된 누설신호(Leakage Signal)는 결합기(140)에서 합쳐져서 서로 상쇄된다. The sample signal (Sample Signal), and the phase is controlled leakage signal (Signal Leakage) cancel each other combined in combiner 140.

상술한 바와 같이, 위상 이동기(phase shifter)나 감쇄기(attenuator)와 같은 외부소자 없이 구성된 피드 포워드(feed-forward) 형태의 브랜치 라인 커플러(120)를 사용함으로써 55dB의 isolation 특성을 얻을 수 있었다. , By using the mobile terminal phase (phase shifter) and an attenuator (attenuator), a feed forward (feed-forward) in the form of a branch line coupler 120 it is configured without an external device, such as could be obtained isolation characteristic of 55dB, as described above. 제안된 피드 포워드(feed-forward) 형태의 브랜치 라인 커플러(120)는 애질런트(Agilent) 사의 에이디에스 모멘텀(ADS MOMENTOM)을 사용하여 모의실험을 하였고, h=0.78mm, The proposed feed-forward (feed-forward) the form of a branch-line coupler 120 was simulated using Agilent (Agilent)'s eyidi S. momentum (ADS MOMENTOM), h = 0.78mm,

Figure 112007007505581-pat00001
인 테프론(Teflon) 기판에 제작하였으며, 애질런트(Agilent) 사의 E5071B 네트워크 분석기(network analyzer)를 통해 측정하였다. Which was produced in the Teflon (Teflon) substrate was measured by an Agilent (Agilent)'s E5071B network analyzer (network analyzer). 측정의 내용에 대해서는 후술한다. It will be described later on the contents of the measurement.

도 3은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 모듈의 실제 모형이다. Figure 3 is a physical model of the electroless bio-signal measuring module according to the present invention.

도 4는 도 3의 실제 모듈 및 컴퓨터 모의실험을 이용하여 구한 격리도를 나타낸다. Figure 4 shows the isolation obtained by using a physical module and the computer simulation of FIG.

도 4를 참조하면, 컴퓨터 모의실험의 결과는 -60dB의 격리도를 얻을 수 있다고 예상하고 있으나, 실제로는 -55dB의 격리도를 얻었다. Referring to Figure 4, the results of the computer simulation, but is expected to get the isolation of -60dB, actually got the isolation of -55dB. 이는 5.8MHz의 주파수 신 호를 사용할 경우, 서큘레이터를 이용한 종래의 생체측정 시스템(20dB)에 비해 35dB의 격리도 특성이 좋다고 할 수 있다. This may be used if the frequency signal of 5.8MHz, isolation of 35dB compared to the system (20dB) of the living body measured using a conventional circulator also good characteristics.

도 5는 저 잡음 증폭기의 일실시예를 나타낸다. Figure 5 illustrates one embodiment of a low noise amplifier.

도 6은 안테나의 일실시예를 나타낸다. Figure 6 illustrates one embodiment of an antenna.

메트로놈(Metronome)의 분당 움직이는 회수를 조절하면서 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템의 전기적 특성을 검증하였다. While adjusting the number of times per minute to move the metronome (Metronome) was tested for electrical properties of the electroless bio-signal measurement system according to the present invention. 이하에서는 상기 실험에 대하여 설명한다. In the following, a description will be given on the experiment.

도 7은 분당 25회 움직이는 메트로놈을 이용하여 측정한 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템의 전기적 특성을 나타낸다. Figure 7 shows the electrical properties of the electroless bio-signal measurement system according to the present invention measured by using a moving metronome 25 times per minute.

도 8은 분당 160회 움직이는 메트로놈을 이용하여 측정한 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템의 전기적 특성을 나타낸다. Figure 8 shows the electrical properties of the electroless bio-signal measurement system according to the present invention measured by using a metronome to move 160 times per minute.

메트로놈의 움직임이 분당 25회일 경우를 주파수로 환산하면 0.4Hz가 되고, 분당 160회일 경우는 2.7Hz가 된다. When the movement of the metronome per minute in terms of the case 25 at a frequency, and the hoeil 0.4Hz, case 160 is the 2.7Hz hoeil per minute. 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템은 상기 신호를 정확하게 검출할 수 있다는 것을 보여준다. 7 and 8, electroless bio-signal measurement system according to the present invention shows that it is possible to accurately detect the signal.

도 9는 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템이 인체로부터 55Cm 떨어진 곳에서 측정한 상기 인체로부터 반사된 반사파를 나타낸다. Figure 9 shows the reflected wave reflected from a human body measured in 55Cm away from the human body electroless bio-signal measurement system according to the present invention.

도 10은 도 9에 도시된 측정된 반사파에 FFT를 적용시켜 얻은 변환된 신호를 나타낸다. 10 shows a converted signal obtained by applying the FFT to the measured reflected waves shown in Fig.

도 11은 도 10에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호이다. 11 is a signal for respiratory blood extracted from the converted signal illustrated in FIG.

도 12는 도 10에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 심장의 박동에 관한 신호이다. 12 is a signal relating to the heart rate derived from the transformed signal shown in Fig.

도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템을 측정하고자 하는 인체로부터 55Cm 떨어진 곳에 두고, 상기 인체에 방사시킨 신호가 반사되는 신호를 검출하고 상기 검출된 신호에 포함된 호흡 및 심장 박동에 대한 정보를 추출한 것을 도시한 것이다. 9 to 12 are the respiratory and heart contained in the electroless place from a human body to measure the bio-signal measurement system away 55Cm, detecting a signal that that signal radiation in the body reflection and the detection signal according to the invention shows that the extracted information on the rate.

도 13은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템이 인체로부터 70Cm 떨어진 곳에서 측정한 상기 인체로부터 반사된 반사파를 나타낸다. Figure 13 shows a reflected wave reflected from a human body measured in 70Cm away from the human body electroless bio-signal measurement system according to the present invention.

도 14는 도 13에 도시된 측정된 반사파에 FFT를 적용시켜 얻은 변환된 신호를 나타낸다. 14 shows a converted signal obtained by applying the FFT to the measured reflected waves shown in Fig.

도 15는 도 14에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호이다. 15 is a signal for respiratory blood extracted from the converted signal illustrated in FIG.

도 16은 도 14에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 심장의 박동에 관한 신호이다. 16 is a signal relating to the heart rate derived from the transformed signal shown in Fig.

도 13 내지 도 16은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템을 측정하고자 하는 인체로부터 70Cm 떨어진 곳에 두고, 상기 인체에 방사시킨 신호가 반사되는 신호를 검출하고 상기 검출된 신호에 포함된 호흡 및 심장 박동에 대한 정보를 추출한 것을 도시한 것이다. 13 to 16 are put away 70Cm from a person's body to measure the electroless bio-signal measurement system according to the present invention, the breathing and heart contained in the detected signal which is that signal radiation in the body reflection and the detection signal shows that the extracted information on the rate.

도 17은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템이 인체로부터 100Cm 떨어진 곳에서 측정한 상기 인체로부터 반사된 반사파를 나타낸다. Figure 17 shows a reflected wave reflected from a human body measured in the 100Cm away from the human body electroless bio-signal measurement system according to the present invention.

도 18은 도 17에 도시된 측정된 반사파에 FFT를 적용시켜 얻은 변환된 신호 를 나타낸다. 18 shows a converted signal obtained by applying the FFT to the measured reflected waves shown in Fig.

도 19는 도 18에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호이다. 19 is a signal for respiratory blood extracted from the converted signal illustrated in FIG.

도 20은 도 18에 도시된 변환된 신호로부터 추출한 심장의 박동에 관한 신호이다. 20 is a signal relating to the heart rate derived from the transformed signal shown in Fig.

도 17 내지 도 20은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템을 측정하고자 하는 인체로부터 100Cm 떨어진 곳에 두고, 상기 인체에 방사시킨 신호가 반사되는 신호를 검출하고 상기 검출된 신호에 포함된 호흡 및 심장 박동에 대한 정보를 추출한 것을 도시한 것이다. 17 to 20 are put away 100Cm from a person's body to measure the electroless bio-signal measurement system according to the present invention, the breathing and heart contained in the detected signal which is that signal radiation in the body reflection and the detection signal shows that the extracted information on the rate.

도 9 내지 도 20을 참조하면, 심장의 경우 거리가 멀어짐에 따라 약간의 잡음이 포함되는 것으로 나타났고, 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템이 인체로부터 70Cm 이상 떨어진 곳에서 측정할 경우에는 측정값의 정밀도가 떨어지지만, 55Cm 떨어진 곳에서는 그 기능을 분명하게 수행할 수 있음을 알 수 있다. When 9 to refer to FIG. 20, appeared to be included is some noise in some cases of heart distance is farther away, in the measurement if the electroless biological signal measuring system according to the invention be measured in more than 70Cm away from the body the precision values, only to fall, in 55Cm away can see clearly that it is possible to perform the function.

도 21은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템을 하나의 기판 위에 마이크로 스트립 라인으로 구현한 것이다. Figure 21 is an implementation of the electrodeless biological signal measuring system according to the invention with a microstrip line on a single substrate.

도 21을 참조하면, 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템(2100)은 전압제어발진기(VC0), 무전극 생체신호 측정 모듈(2110), 안테나(ANT), 저 잡음 증폭기(21200) 및 믹서(21300)를 하나의 기판에 구현하였다. Referring to Figure 21, an electrodeless bio-signal measurement system (2100) according to the present invention is a voltage controlled oscillator (VC0), electroless bio-signal measuring module 2110, an antenna (ANT), a low noise amplifier (21200) and the mixer a (21300) is implemented on a single substrate. 무전극 생체신호 측정 모듈(2110)은 커플드 라인 커플러(2111), 브랜치 라인 커플러(2112), 위상 조절기(2113) 및 결합기(2114)를 구비한다. Electroless bio-electrical signal measurement module 2110 is provided with a coupled-line coupler 2111, the branch line couplers 2112 and phase adjuster 2113, and coupler 2114.

도 2에 도시한 무전극 생체신호 측정 모듈(100)이 유전율이 2.45인 테프 론(Tefron)으로 구현된 반면에, 도 21에 도시한 무전극 생체신호 측정시스템은 유전율이 9.5인 듀로이드 기판에 구현되었다. In the electroless bio-signal measuring module 100, the electroless bio-signal measurement system is a dew Lloyd substrate dielectric constant is 9.5, as shown in the other hand, the implementation of the tapes Ron (Tefron) of a dielectric constant of 2.45, 21 shown in Figure 2 It was implemented. 기판의 유전율이 높아질수록 선로의 길이를 짧게 할 수 있으며, 따라서 회로의 크기를 작게 할 수 있는 장점이 있다. The higher the dielectric constant of the substrate can be shortened to the length of the track, and thus can advantageously decrease the size of the circuit. VCO에서 출력되는 CW 신호의 주파수를 일정하게 고정시키려면 PLL(Phase Locked Loop)을 사용하는 것이 바람직하다. In order to uniformly fix the frequency of the CW signal output from the VCO, it is preferable to use a PLL (Phase Locked Loop).

각각의 구성요소들(components)을 단일 기판 위에 제작하였기 때문에, 무전극 생체신호 측정 시스템의 소형화를 이룰 수 있었다. Because production of the (components) each of the components on a single substrate, there can be achieved the miniaturization of the electroless bio-signal measurement system. 도 21을 참조하면, 브랜치 라인 커플드(2112)의 LO출력단자(LO Signal)로부터 출력되는 신호가 마이크로 스트립 라인을 통해 믹서(2130)에 직접 연결됨으로써, 안테나(ANT), 저 잡음 증폭기(2130)를 거쳐 믹서(2130)에 들어오는 RF 신호와 상쇄 되도록 하였다. By Referring to Figure 21, the signal output from the LO output terminal (LO Signal) of the branch line coupled-2112 through the microstrip line directly to the mixer 2130, an antenna (ANT), a low noise amplifier (2130 ) after the offset was to the RF signal input to the mixer (2130).

도 22는 실제로 제작 된 무전극 생체신호 측정 시스템의 사진이다. 22 is a photograph of an actually produced electroless bio-signal measurement system.

도 22를 참조하면, 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 시스템(2200)의 크기는 4.5 Cmⅹ8 Cm로 소형화 하였다. Referring to Figure 22, the size of the electrodeless bio-signal measurement system 2200 in accordance with the present invention were miniaturized to 4.5 Cmⅹ8 Cm.

도 22에 도시된 실제로 제작된 무전극 생체신호 측정 시스템을 인체로부터 일정한 거리를 두고 그 성능을 테스트 하였다. The fact the electrodeless bio-signal measurement system manufactured illustrated in Figure 22 with a certain distance from the human body were tested for their performance.

도 23은 도 22에 도시된 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템을 인체로부터 30Cm 떨어진 곳에 두고 인체로부터 반사되는 반사파를 저역 통과 필터를 거쳐 출력시킨 신호이다. 23 is a signal obtained by the electroless biological signal measuring system according to the invention illustrated in Figure 22 with 30Cm away from the human body output a reflected wave which is reflected from the human body through the low-pass filter.

도 24는 도 23에 도시된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호를 나타낸다. 24 shows a signal for respiratory blood extracted from the signal shown in Fig.

도 25는 도 23에 도시된 신호로부터 추출한 심박에 관한 신호를 나타낸다. 25 shows the signals relating to heart rate derived from the signal shown in Fig.

도 26은 도 22에 도시된 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템을 인체로부터 50Cm 떨어진 곳에 두고 인체로부터 반사되는 반사파를 저역 통과 필터를 거쳐 출력시킨 신호이다. 26 is a signal obtained by the electroless biological signal measuring system according to the invention illustrated in Figure 22 with 50Cm away from the human body output a reflected wave which is reflected from the human body through the low-pass filter.

도 27은 도 26에 도시된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호를 나타낸다. 27 shows the signal for respiratory blood extracted from the signal shown in Fig.

도 28은 도 26에 도시된 신호로부터 추출한 심박에 관한 신호를 나타낸다. Figure 28 shows the signals relating to heart rate derived from the signal shown in Fig.

도 29는 도 22에 도시된 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템을 인체로부터 70Cm 떨어진 곳에 두고 인체로부터 반사되는 반사파를 저역 통과 필터를 거쳐 출력시킨 신호이다. 29 is a signal obtained by the electroless biological signal measuring system according to the invention illustrated in Figure 22 with 70Cm away from the human body output a reflected wave which is reflected from the human body through the low-pass filter.

도 30은 도 29에 도시된 신호로부터 추출한 호흡에 관한 신호를 나타낸다. 30 shows the signal for respiratory blood extracted from the signal shown in Fig.

도 31은 도 29에 도시된 신호로부터 추출한 심박에 관한 신호를 나타낸다. 31 shows the signals relating to heart rate derived from the signal shown in Fig.

도 23 내지 도 31을 참조하면, 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템이 생체신호를 측정하고자 하는 인체로부터 멀리 떨어질수록 검출 파형의 신뢰성이 떨어진다는 것을 알 수 있다. Even when 23 to refer to FIG. 31, as the drop distance from the human body to be the electroless bio-signal measurement system according to the present invention measuring a physiological signal can be seen that the reliability of the detected waveform falls. 그러나 적어도 50Cm 미만의 거리에서 검출된 신호의 파형은 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정시스템이 반사파를 정상적으로 검출할 수 있음을 알 수 있다. However, the waveform of the signal detected at a distance of less than at least 50Cm it can be seen that the electroless bio-signal measurement system according to the present invention can detect a reflected wave properly.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. In the foregoing description with the accompanying drawings, the technical idea of ​​the present invention and geotyiji described preferred embodiments of the invention by way of example and does not limit the present invention. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다. In addition, various modifications and imitation in the present invention if of ordinary skill in the art belonging to the range not departing from the scope of all the technical concept in the present invention is obvious.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무전극 생체신호 측정 모듈 및 상기 모듈을 구비하는 무전극 생체신호 측정시스템은, 적어도 50Cm의 원거리에서 생체신호를 측정할 수 있으며, 소형으로 구현할 수 있다는 장점이 있다. , Electroless bio-signal measurement system including an electrodeless bio-signal measuring module and the module according to the present invention as described above, it is possible to measure a biological signal from a distance of at least 50Cm, ​​has an advantage of implementing a small .

Claims (15)

  1. 연속파(Continuous Wave, CW) 신호를 생체에 방사하고, 상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호가 생체로부터 반사되는 반사파를 수신하는 무전극 생체신호 측정 모듈(100)에 있어서, In the continuous wave (Continuous Wave, CW) emitting a signal to the living body, and electroless bio-signal measuring module 100 in which the CW (Continuous Wave, CW) signal receives the reflected wave reflected from the living body,
    상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호를 바이패스(bypass) 시키고, 상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호의 크기(Amplitude)를 조절하여 샘플신호(Sample Signal)를 생성시키는 커플드 라인 커플러(110); The CW (Continuous Wave, CW) a and the bypass (bypass) signal, the CW (Continuous Wave, CW) controls the magnitude of the signal (Amplitude) to couple to produce a sample signal (Sample Signal) de-line coupler (110) .;
    상기 커플드 라인 커플러를 통해 전달된 상기 바이패스 된 연속파(Continuous Wave, CW) 신호를 안테나(ANT) 및 LO출력단자(LO signal)에 전달하고, 상기 바이패스 된 연속파(Continuous Wave, CW) 신호의 크기를 조절하여 누설신호(Leakage Signal)를 생성하며, 상기 안테나(ANT)를 통해 상기 반사파를 수신하는 브랜치 라인 커플러(120); The coupled-line of the by-pass of the continuous wave is passed through the coupler (Continuous Wave, CW) signal to the antenna (ANT) and LO output terminal (LO signal) to pass, said by-pass the CW (Continuous Wave, CW) signal subject to the scaling to generate a leak signal (signal leakage), branch line coupler 120 for receiving the reflected wave through the antenna (ANT);
    상기 브랜치 라인 커플러로(120)부터 출력되는 상기 반사파 및 상기 누설신호의 위상(Phase)을 조절하는 위상 조절기(130); Phase adjuster 130 for adjusting the reflected wave and the phase (Phase) of the leakage signal which is output from unit 120 to the branch-line coupler; And
    상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 누설신호는 상기 샘플신호를 이용하여 제거하며, 상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 반사파는 바이패스 시키는 결합기(combiner, 140)를 구비하는 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 모듈. The leak signal output from the phase adjuster is electroless bio-signal measuring module, characterized in that the reflected wave to be output, and removed by using the sample signal from the phase adjuster is provided with a by-pass coupler (combiner, 140) to .
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 커플드 라인 커플러(110)는 상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호의 크기(Amplitude)를 감소시켜 상기 샘플신호를 생성하고, The coupled-line coupler 110 to reduce the size (Amplitude) of the CW (Continuous Wave, CW) signal, and generating the sample signal,
    상기 브랜치 라인 커플러는 상기 바이패스 된 연속파(Continuous Wave, CW) 신호의 크기를 감소시켜 상기 누설신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 모듈. Wherein the branch-line couplers electroless bio-signal measuring module, characterized in that the generating of the leakage signal by reducing the magnitude of the by-pass the CW (Continuous Wave, CW) signal.
  3. 제2항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 샘플신호 및 상기 누설신호의 크기는 동일 한 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 모듈. The sample signal and electroless bio-signal measuring module, characterized in that the same is the magnitude of the leakage signal.
  4. 제3항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 샘플신호 및 상기 누설신호는 상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호에 비해 -20dB(minus 20 decibel)의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 모듈. The sample signal and the leakage signal is electroless bio-signal measuring module, it characterized in that a size of -20dB (minus 20 decibel) than the CW (Continuous Wave, CW) signal.
  5. 제1항에 있어서, 상기 위상 조절기(130)는, The method of claim 1, wherein the phase adjuster 130,
    상기 누설신호의 위상을 상기 샘플신호의 위상과 180도(degree) 차이가 나도록 조절하는 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 모듈. Electroless bio-signal measuring module for a phase of the leakage signal characterized in that the phase and 180 ° (degree) the difference between the sample signal nadorok control.
  6. 제5항에 있어서, 상기 위상조절기(130)는, The method of claim 5, wherein the phase adjuster 130,
    마이크로 스트립 라인(Micro-strip line)으로 구현되는 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 모듈. Electroless bio-signal measuring module, characterized in that is implemented as a microstrip line (Micro-strip line).
  7. 제1항에 있어서, 상기 커플드 라인 커플러(110)는, The method of claim 1 wherein the coupled-line coupler 110,
    상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호를 바이패스 시키는 제1메인라인(111); The first main line 111 to the CW (Continuous Wave, CW) signal by-pass; And
    상기 제1메인라인(111)과 일정한 거리 떨어져 평행하게 진행하며, 상기 샘플신호를 생성하는 제1감쇄라인(112)을 구비하는 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 모듈. The first main line 111 and proceeds to a certain distance apart in parallel, an electrodeless bio-signal measuring module comprising: a first attenuation line 112 for generating the sample signal.
  8. 제1항에 있어서, 상기 브랜치 라인 커플러(120)는, The method of claim 1, wherein the branch-line coupler 120,
    상기 바이패스 된 연속파(Continuous Wave, CW) 신호를 바이패스 시키는 제2메인라인(121); A second main line for the by-pass the CW (Continuous Wave, CW) signal by-pass (121);
    상기 제2메인라인(121)과 일정한 거리 떨어져 평행하게 진행하며, 일 단자는 상기 누설신호를 출력하며 다른 일 단자는 상기 LO출력단자에 연결된 제2감쇄라인(122); The second proceeds to the main line 121 and a certain distance apart in parallel, a terminal connected to the other terminal, and outputs the leakage signal has a second attenuation line 122 coupled to the LO output terminal; And
    상기 제2메인라인(121) 및 상기 제2감쇄라인(122)을 연결하는 브랜치 라인(123)을 구비하는 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 모듈. The second main line 121 and the electroless bio-signal measuring module comprising: a branch line 123 for connecting the second attenuation line 122.
  9. 제8항에 있어서, 상기 브랜치 라인(123)은, The method of claim 8, wherein the branch line 123,
    폐루프(close loop)를 형성하는 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 모듈. Electroless bio-signal measuring module so as to form a closed loop (close loop).
  10. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호의 주파수 대역은 마이크로웨이브(Microwave)인 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 모듈. The CW (Continuous Wave, CW) frequency of the signal band electroless bio-signal measuring module, characterized in that the microwave (Microwave).
  11. 연속파(Continuous Wave, CW) 신호를 생체에 방사하고, 상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호가 생체로부터 반사되는 반사파를 수신하는 무전극 생체신호 측정 시스템(200)에 있어서, In the continuous wave (Continuous Wave, CW) emitting a signal to the living body, and electroless bio-signal measurement system 200 in which the CW (Continuous Wave, CW) signal receives the reflected wave reflected from the living body,
    상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호를 바이패스(bypass) 시키고, 상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호의 크기(Amplitude)를 조절하여 샘플신호(Sample Signal)를 생성시키는 커플드 라인 커플러(110); The CW (Continuous Wave, CW) a and the bypass (bypass) signal, the CW (Continuous Wave, CW) controls the magnitude of the signal (Amplitude) to couple to produce a sample signal (Sample Signal) de-line coupler (110) .; 상기 커플드 라인 커플러를 통해 전달된 상기 바이패스 된 연속파(Continuous Wave, CW) 신호를 안테나(ANT) 및 LO출력단자(LO signal)에 전달하고, 상기 바이패스 된 연속파(Continuous Wave, CW) 신호의 크기를 조절하여 누설신호(Leakage Signal)를 생성하며 상기 안테나(ANT)를 통해 상기 반사파를 수신하는 브랜치 라인 커플러(120); The coupled-line of the by-pass of the continuous wave is passed through the coupler (Continuous Wave, CW) signal to the antenna (ANT) and LO output terminal (LO signal) to pass, said by-pass the CW (Continuous Wave, CW) signal subject to the scaling to generate a leak signal (signal leakage) branch-line-coupler 120 for receiving the reflected wave through the antenna (ANT); 상기 브랜치 라인 커플러(120)로부터 출력되는 상기 반사파 및 상기 누설신호의 위상(Phase)을 조절하는 위상 조절기(130); Phase adjuster 130 for adjusting the reflected wave and the phase (Phase) of the leak signal output from the branch-line coupler 120; 및 상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 누설신호는 상기 샘플신호를 이용하여 제거하고, 상기 위상 조절기로부터 출력되는 상기 반사파는 바이패스 시키는 결합기(combiner, 140)를 구비하는 무전극 생체신호 측정 모듈(100); And electroless bio-signal measuring module 100 comprising the leakage signal combiner (combiner, 140) of said reflected wave by-pass to be removed by using the sample signals, the output from the phase adjuster output from the phase adjuster .;
    상기 안테나 및 상기 무전극 생체신호 측정 모듈을 경유하는 반사파에 포함된 잡음을 제거하고 증폭시키는 저 잡음 증폭기(230); The antenna and the low noise amplifier 230 and amplified to remove the noise included in the reflected wave via the electroless bio-signal measuring module;
    상기 저 잡음 증폭기의 출력 및 상기 무전극 생체신호 측정 모듈의 상기 LO출력단자(LO signal)로부터 출력되는 신호를 이용하여 생체로부터 반사된 신호만을 추출하는 믹서(240)를 구비하는 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 시스템. Non comprising the mixer (240) for extracting only the signal reflected from the living body by using the output and a signal output from the LO output terminal (LO signal) on the electroless bio-signal measuring module of the low noise amplifier bio-signal measuring electrode system.
  12. 제11항에 있어서, 상기 연속파(Continuous Wave, CW) 신호의 주파수 대역은, The method of claim 11, wherein the frequency band of the CW (Continuous Wave, CW) signal,
    마이크로웨이브인 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 시스템. Electroless bio-signal measurement system, characterized in that the microwave.
  13. 제11항에 있어서, 상기 믹서(240)는, 12. The method of claim 11, wherein the mixer (240),
    상기 입력된 2개의 신호를 연산하여 중간 주파수(Intermediate Frequency) 대역의 신호로 다운 컨버젼(Down Conversion)하는 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 시스템. The operation by the input two signals, an intermediate frequency (Intermediate Frequency) conversion down to a signal of a band (Down Conversion) electroless bio-signal measurement system, characterized in that.
  14. 제11항에 있어서, 12. The method of claim 11,
    상기 무전극 생체신호 측정 모듈, 상기 저 잡음 증폭기 및 상기 믹서가 하나의 기판에 구현된 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 시스템. The electroless vital signals measurement modules, the low noise amplifier and electroless bio-signal measurement system, characterized in that said mixer is implemented on a single substrate.
  15. 제14항에 있어서, 상기 기판의 재질은, The method of claim 14 wherein the material of said substrate,
    유전율이 2.45인 테플론(Teflon) 또는 유전율이 9.5인 듀로이드(Duroid) 인 것을 특징으로 하는 무전극 생체신호 측정 시스템. The dielectric constant is 2.45 the Teflon (Teflon) or a dielectric constant of 9.5 dew Lloyd (Duroid) of electroless bio-signal measurement system, characterized in that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3934577A (en) 1972-12-08 1976-01-27 Hoffmann-La Roche Inc. Fetal heart rate monitoring apparatus
US5394882A (en) 1993-07-21 1995-03-07 Respironics, Inc. Physiological monitoring system
US20050143667A1 (en) 2003-12-26 2005-06-30 Park Jung-Min Wireless heart rate sensing system and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3934577A (en) 1972-12-08 1976-01-27 Hoffmann-La Roche Inc. Fetal heart rate monitoring apparatus
US5394882A (en) 1993-07-21 1995-03-07 Respironics, Inc. Physiological monitoring system
US20050143667A1 (en) 2003-12-26 2005-06-30 Park Jung-Min Wireless heart rate sensing system and method

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