KR100949309B1 - 모바일 컴퓨터를 이용한 건강 모니터링 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모바일 컴퓨터(모바일 컴퓨터)를 이용한 건강관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자세측정용 센서를 포함하는 다수의 생체계측장치를 구비는 의자, 산소포화도(PPG)를 포함하는 다수의 생체신호를 연속적으로 모니터링하도록 이루어진 포터블 디바이스, 자체적으로도 생체신호를 검출할 뿐만 아니라 상기 의자 및 상기 포터블 디바이스에서 무선 수신된 생체신호들을 총체적으로 분석하는 모바일 컴퓨터로 이루어져 일상생활에서 자신의 건강 정보를 손쉽게 파악하고 이를 관리할 수 있도록 하는 건강관리 시스템 및 건강관리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 건강 모니터링 시스템은 의자의 팔걸이에 생체 신호를 측정하기 위한 생체신호 측정전극을 구비하며, 의자의 앉는 부분(엉덩이가 닿는 부분)에 접지 전극을 구비하는 의자부; 상기 의자부에서 측정된 생체신호를 무선수신하여 연산처리하는 모바일 컴퓨터부;를 적어도 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 의자부는 의자 등받이에 장착된 자세를 측정하는 자세측정용 센서를 더 구비한다.
상기 건강 모니터링 시스템은 클립형으로 손가락에 삽입하여 산소포화도 또는 맥파의 생체신호를 측정하는 핑거 프로브를 구비하는 포터블 장치부를 더 구비한다.
생체상태, 심전도, 피부온도, 피부전도도, 비만도

Description

모바일 컴퓨터를 이용한 건강 모니터링 시스템 및 그 방법 {HEALTH CARE MONITORING SYSTEM USING MOBILE COMPUTER}
본 발명은 모바일 컴퓨터(모바일 컴퓨터)를 이용한 건강관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자세측정용 센서를 포함하는 다수의 생체계측장치를 구비는 의자, 산소포화도(PPG)를 포함하는 다수의 생체신호를 연속적으로 모니터링하도록 이루어진 포터블 디바이스, 자체적으로도 생체신호를 검출할 뿐만 아니라 상기 의자 및 상기 포터블 디바이스에서 무선 수신된 생체신호들을 총체적으로 분석하는 모바일 컴퓨터로 이루어져 일상생활에서 자신의 건강 정보를 손쉽게 파악하고 이를 관리할 수 있도록 하는 건강관리 시스템 및 건강관리 방법에 관한 것이다.
현재 IT 기술이 비약적으로 발전하면서, 현대에는 컴퓨터 사용이 일상 생활화 되어 졌으며, 이에 따라 특히 이동의 편의성을 갖춘 다양한 기능의 모바일 컴퓨터이 널리 보급되고 있다.
이러한 모바일 컴퓨터의 성능은 데스크 탑 PC 와 견줄만한 수준에 이르렀고, 가격 또한 대중화에 걸맞는 가격으로 보급되고 있으며, 현재는 PC 로써의 역할만을 하고 있지만, 모바일 컴퓨터의 성능 및 이동 편의성을 이용하여 다양한 기능을 접목시켜 이용될 수 있는 가능성이 있다.
한편, 사람들의 건강에 대한 관심이 높아지면서, 정기적 또는 비정기적인 건강검진이 많이 행해지고 있다. 사람의 건강 상태는 심전도(ECG), 피부전도도(GSR), 피부온도(SKT), 비만도(Obesity) 등에 의해 간접적으로 파악될 수 있고, 병원에서는 사람들의 건강 상태를 측정하고 이를 관리하기 위해 여러가지 장비들을 동원하여 위의 인수들을 측정해낸다.
현재는 자신의 건강 상태를 검사해 볼 수 있도록 해주는 건강 상태 측정기가 널리 사용되고 있고, 이러한 건강 상태 측정기의 예로는 혈압 측정기, 맥박 측정기, 체온 측정기 등이 있으며, 휴대용으로도 개발되어 널리 사용되고 있다. 그러나, 심전도, 피부전도도, 비만도 등의 측정을 위한 휴대용 장비는 구현상의 제약에 의해 개발되지 않고 있는 실정이며, 이들은 여전히 병원에서 특수 장비를 이용하여야만 측정이 가능하다.
한편, 일반인들은 각종 건강 상태 측정기를 이용하여 자신의 건강 상태를 검사한다고 하여도 검사 결과가 어떤 의미를 가지는지에 대하여 자세히 알고 있지 못한 경우가 대부분이다. 즉, 현재 자신의 심전도, 피부전도도, 피부온도, 비만도 등을 소정의 장비를 이용하여 측정했다고 하더라도 이 수치를 보고 자신의 몸 상태가 어떠한지를 알 수가 없는 것이다.
물론, 각종 의학 서적, 인터넷을 통하여 보다 구체적인 사항을 알 수는 있겠지만 정확성을 기하기 어려우며 특히 건강에 관계된 것인 만큼 정확한 판단은 필수 적이지만 매일 병원에 들려 자신의 건강 상태를 문의할 수는 없는 것이다.
또한, 심전도, 피부전도도 등을 측정할 수 있는 휴대용 장치가 존재한다 하더라도 이러한 각종 휴대용 측정 기구를 모두 구입하는 데는 많은 비용이 요구되며 건강 상태를 측정하기 위하여 각종 휴대용 측정 기구를 항상 휴대하는 것은 번거로운 문제가 있다.
따라서, 현재 광범위하게 보급되고 있으며, 휴대가 간편한 모바일 컴퓨터 또는 휴대용 장치 등에 심전도, 피부전도도, 피부 온도, 비만도 등을 측정할 수 있는 디바이스를 내재시켜 언제 어디서나 자신의 건강상태를 간편하고 정확하게 측정함으로써 불시에 찾아올 수 있는 질환에 대한 대비를 가능케 함과 동시에, 상기 측정 결과에 대한 전문가로부터의 분석을 가능하게 하여 자신의 건강상태를 정확하게 파악할 수 있는 시스템이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 자세측정용 센서를 포함하는 다수의 생체계측장치를 구비는 의자, 산소포화도(PPG)를 포함하는 다수의 생체신호를 연속적으로 모니터링하도록 이루어진 포터블 디바이스, 자체적으로도 생체신호를 검출할 뿐만 아니라 상기 의자 및 상기 포터블 디바이스에서 무선 수신된 생체신호들을 총체적으로 분석하는 모바일 컴퓨터를 포함하여 이루어진 건강관리 시스템 및 건강관리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 휴대가 간편한 모바일 컴퓨터 또는 휴대용 장치에 각종 생체상태를 감지할 수 있는 센서를 내재시킴으로써 언제 어디서나 자신의 건강상태를 간편하고 정확하게 측정하여 불시에 찾아올 수 있는 질환에 대한 대비를 가능하게 하는 건강관리 시스템 및 건강관리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 생체상태의 등급 또는 수치를 바로 파악할 수 있음과 동시에 측정된 생체상태 또는 건강상태를 간편한 방법으로 의사에게 전송하여 건강상태에 대한 전문가의 진단을 받을 수 있도록 하는 건강관리 시스템 및 건강관리 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 본 발명의 건강 모니터링 시스템은 의자의 팔걸이에 생체 신호를 측정하기 위한 생체신호 측 정전극을 구비하며, 의자의 앉는 부분(엉덩이가 닿는 부분)에 접지 전극을 구비하는 의자부; 상기 의자부에서 측정된 생체신호를 무선수신하여 연산처리하는 모바일 컴퓨터부;를 적어도 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 의자부는 의자 등받이에 장착된 자세를 측정하는 자세측정용 센서를 더 구비한다.
상기 건강 모니터링 시스템은 클립형으로 손가락에 삽입하여 산소포화도 또는 맥파의 생체신호를 측정하는 핑거 프로브를 구비하는 포터블 장치부를 더 구비한다.
또한 본 발명의 건강 모니터링 시스템은 클립형 프로브로 이루어져 손가락이 삽입되어 산소포화도 또는 맥파의 생체신호를 측정하도록 이루어진 핑거프로브, 상기 핑거프로브로부터 수신된 신호를 디지탈 신호로 변환하여 전송하는 포터블장치 구동모듈로 이루어진 포터블 장치부; 상기 포터블장치 구동모듈로부터 상기 생체신호를 수신하여 연산처리하는 모바일 컴퓨터부;를 적어도 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 포터블장치 구동모듈은 그 외측에 피부전도도 센서 및 온도 센서가 장착되어 있으며, 상기 포터블장치 구동모듈을 손으로 쥐었을때 피부전도도 및 피부 온도를 측정하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 건강 모니터링 시스템은 의자의 팔걸이에 생체 신호를 측정하기 위한 전극을 구비하는 의자부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 모바일 컴퓨터를 이용한 건강 모니터링 시스템은, 키보드 패 드의 아래 양측에 손목이 닿는 부분에 구비되는 심전도 전극부, 비만도 측정 센서, 피부 전도도 측정 센서를 구비하여 생체신호를 검출하는 컴퓨터 생체신호 측정부; 상기 모바일 컴퓨터 뒷면에 위치된 접지부; 상기 컴퓨터 생체신호 측정부에서 측정된 신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 컴퓨터 신호 전처리부; 상기 신호 전처리부의 출력신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환부; 상기 A/D 변환부의 출력신호를 분석하기위해 연산처리하는 중앙 연산처리부; 상기 중앙 연산처리부에서 연산처리된 결과를 디스플레이하는 표시부; 를 적어도 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 컴퓨터 생체신호 측정부는 체온 변화를 측정하는 피부온도 측정센서를 더 구비한다.
상기 건강 모니터링 시스템은 의자의 팔걸이에 생체 신호를 측정하기 위한 전극을 구비하는 의자부를 더 구비하며, 또한 클립형으로 손가락에 삽입하여 산소포화도 또는 맥파의 생체신호를 측정하는 핑거프로브를 구비하는 포터블 장치부를 더 구비한다.
본 발명의 건강관리 시스템에 따르면, 자세측정용 센서를 포함하는 다수의 생체계측장치를 구비는 의자, 산소포화도(PPG), 혈류, 용적맥파를 포함하는 다수의 생체신호를 연속적으로 모니터링하도록 이루어진 포터블 디바이스, 자체적으로도 생체신호를 검출할 뿐만 아니라 상기 의자 및 상기 포터블 디바이스에서 무선 수신된 생체신호들을 총체적으로 분석하는 모바일 컴퓨터를 포함하여 이루어진 건강관리 시스템을 제공하여, 일상생활에서 손쉽게 자세를 측정, 교정할 수 있으며, 간편 한 포터블 디바이스를 통해 손쉽게 산소포화도, 혈류, 용적맥파를 측정하여 건강상태를 체크 할 수 있을 뿐만 아니라, 컴퓨터 및 의자에 장착된 전극을 통해 다양한 생체신호를 측정하여 건강상태를 작업장 등에서도 손쉽게 검사할 수 있다.
또한, 본 발명의 건강관리 시스템에 따르면, 휴대가 간편한 모바일 컴퓨터 또는 휴대용 장치에 각종 생체상태를 감지할 수 있는 센서를 내재시킴으로써 언제 어디서나 자신의 건강상태를 간편하고 정확하게 측정하여 불시에 찾아올 수 있는 질환에 대한 대비를 가능하게 한다.
한편, 사용자는 표시부에 표시되는 생체상태의 등급 또는 수치로부터 자신의 건강 상태를 언제든지 파악할 수 있음과 동시에 자신의 생체상태 또는 건강 상태를 간편한 방법으로 의사에게 전송하여 자신의 건강 상태에 대한 문의를 할 수 있다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모바일 컴퓨터를 이용한 건강 모니터링 시스템의 개략적인 설명도로, 모바일 컴퓨터부(100), 의자부(200), 포터블 장치부(300)로 이루어진다.
모바일 컴퓨터부(100)는 심전도, 피부전도도, 피부온도, 비만도를 검출하기 위한 전극들을 구비하며, 상기 전극들에서 검출된 생체신호 뿐만 아니라, 의자부(200) 및 포터블 장치부(300)에서 무선 수신된 생체신호들을 총체적으로 분석한다.
의자부(200)는 자세측정용 센서를 포함하는 다수의 생체계측장치를 구비하며, 이렇게 계측된 생체신호를 모바일 컴퓨터부(100)로 전송한다.
포터블 장치부(300)는 산소포화도(PPG)를 포함하는 다수의 생체신호를 연속적으로 모니터링하도록 이루어지며 이렇게 모니터링된 생체신호를 모바일 컴퓨터부(100)로 전송하도록 이루어진다.
도 2a는 도 1의 모바일 컴퓨터의 상면부를 설명하기 위한 설명도이고, 도 2b는 도 1의 모바일 컴퓨터의 후면부를 설명하기 위한 설명도이다.
모바일 컴퓨터(100)는 키보드 패드의 하부에 구비되는 컴퓨터 생체신호 측정부(110) 및 모바일 컴퓨터(100)의 하면에 구비되는 접지부(120)를 포함한다. 모바일 컴퓨터(100)로서 휴대가 간편한 노트북 등이 적용될 수 있다. 또한 모바일 컴퓨터(100)는 수신된 생체신호들을 총체적으로 분석하여 출력하는 중앙 연산처리부(미도시)를 구비한다.
컴퓨터 생체신호 측정부(110)는 모바일 컴퓨터(100)를 사용하는 사용자의 손목이 접하는 부분에 위치하여, 사용자의 손목을 통해 심전도, 피부전도도, 피부온도, 비만도 등의 생체신호를 검출할 수 있다. 컴퓨터 생체신호 측정부(110)는 모바일 컴퓨터(100)의 자판의 양측에 위치되어 질 수 있다.
접지부(120)는 컴퓨터 생체신호 측정부(110)를 통해 심전도, 피부전도도, 피부온도, 비만도 등의 생체신호를 검출하기 위한 사용자와 모바일 컴퓨터(100)사이의 접지로서, 모바일 컴퓨터(100)의 후면에 위치시킬 수 있다. 예를들어 모바일 컴퓨터(100)의 사용자가 모바일 컴퓨터(100)을 무릎 위에 올려놓고 사용할 때 사용자 의 무릎과 접촉되어 접지를 이루게 할 수 있다. 접지부(120)에 의한 접지에 의해, 심전도, 피부전도도, 피부온도, 비만도 등의 안정적인 측정이 가능해지며, 특히 임피던스 체지방 측정법에 의한 비만도 측정시에는 접지부(120)가 필수적이다.
도 3은 도 1의 의자부의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
의자부(200)는 의자 생체신호 측정부(210) 및 자세측정부(230)를 구비하며, 의자 생체신호 측정부(210) 및 자세측정부(230)에서 측정된 신호를 연산처리하여 모바일 컴퓨터(100)의 중앙 연산처리부(미도시)로 전송하게 하는 의자부 구동모듈(미도시)를 구비한다다.
의자 생체신호 측정부(210)는 의자에 착석 사람의 손목이 접할 수 있도록 의자(210)의 팔걸이 부분에 배치될 수 있고, 이를 통해 심전도, 피부전도도, 피부온도, 비만도 등의 생체신호를 검출한다. 한편, 의자부(200)의 앉는 부분에는 심전도, 피부전도도, 피부온도, 비만도 등의 안정적인 측정을 위한 접지부(미도시)가 추가로 구비된다.
자세측정부(230)는 의자부(200)의 등받이에 장착된 자세측정 센서에 의해 자세에 대한 신호를 검출한다. 자세측정 센서는 압력센서로 이루어지며, 자세측정부(230)는 경우에 따라 복수개의 압력센서가 등받이에 분산 위치되어 형성되어질 수 있다. 자세측정부(230)에 의해 측정된 신호는 중앙 연산처리부에서 연산처리되어 자세교정에 대한 가이드를 제시하게 할 수 있다.
의자부 구동모듈은 의자 생체신호 측정부(210)와 자세측정부(230)의 출력신호를 연산처리한 후 중앙 연산처리부로 전송한다.
중앙 연산처리부는 의자 생체신호 측정부(210) 및 자세측정부(230)를 통해 검출된 생체 신호를 수신하여 분석한다. 의자 생체신호 측정부(210) 및 자세측정부(230)로부터 중앙 연산처리부로의 신호 전송은 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있으며, 무선으로 이루어지는 경우에는 블루투스 등을 통한 통신 수단이 이용될 수 있다.
도 4a는 도 1의 포터블 장치부의 동작을 설명하기 위한 설명도이고, 도 4b는 도 1의 포터블 장치부의 구성을 설명하기 위한 설명도이며, 도 4c는 도 1의 포터블 장치 구동모듈의 일예이다.
포터블 장치부(300)는 핑거 프로브(310)와 포터블장치 구동모듈(320)로 이루어진다.
핑거 프로브(310)는 클립형 프로브로 이루어져, 사용자의 손가락이 삽입되어, 산소포화도 측정 센서 또는 맥파 측정센서에 의해 산소포화도신호, 맥파신호, 혈류신호 등의 생체 신호를 검출하도록 이루어진다. 핑거 프로브(310)에서 산소포화도 측정 센서 또는 맥파 측정센서로서 광센서를 사용하며, 광센서는 적색광 및 근적외선광을 발생시키는 발광 다이오드(LED)및 투과되거나 반사되는 광을 검출하여 전기적 신호로 변환시키는 수광용 센서로 이루어질 수 있다.
포터블장치 구동모듈(320)은 그 자체에 포터블장치 생체신호 측정부(330)를 구비하며, 포터블장치 생체신호 측정부(330)로부터 측정된 생체신호 및 핑거 프로브(310)로부터 수신된 생체신호를 모바일 컴퓨터(100)의 중앙 연산처리부로 전송한다.
포터블장치 생체신호 측정부(330)는 피부전도도 센서(332) 및 온도 센서(333)를 구비하여 이루어진다. 피부전도도 센서(332) 및 온도 센서(333)는 포터블장치 구동모듈(320)의 외측에 구비되어, 사용자가 포터블장치 구동모듈(320)을 손에 쥐게 되면, 피부전도도 센서(332) 및 온도 센서(333)가 사용자의 피부에 닿게 되어 생체신호를 검출하도록 이루어 진다.
포터블장치 구동모듈(320)은 도 4c에서와 같이 그 내부에 마이크로프로세서(313) 및 전송부(315)가 포함될 수 있다.
마이크로프로세서(313)는 핑거 프로브(310)의 광센서, 피부전도도 센서(332) 및 온도 센서(333)에 의해 감지된 생체 신호를 연산처리한다.
전송부(315)는 마이크로프로세서(313)에 의해 연산처리된 생체 신호들을 중앙 연산처리부로 전송한다. 이때의 전송은 블루투스 등을 통해 무선으로 행해질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모바일 컴퓨터를 이용한 건강 모니터링 시스템의 구성을 개략적으로 설명하는 블럭도으로, 모바일 컴퓨터부(100), 의자부(200), 포터블 장치부(300)로 이루어진다.
모바일 컴퓨터부(100), 의자부(200), 포터블 장치부(300)에서 심전도 전극부, 피부전도도 측정센서, 피부온도 측정 센서, 비만도 센서는 중복 구비될 수 있으며, 이는 사람에 따라 상황에 따라 선택적으로 측정하게 할 수 있게 하기위해서 이다.
모바일 컴퓨터부(100)는 컴퓨터 생체신호 측정부(110), 컴퓨터 신호 전처리 부(140), A/D변환부(160),수신부(165), 중앙연산처리부(170), 메모리부(180), 표시부(190), 키입력부(195)를 구비한다.
컴퓨터 생체신호 측정부(110)는 사용자의 손목이 닿기 쉬운 키보드 패드의 아래 양측에 구비되며, 심전도 전극부(112), 피부전도도 측정센서(114), 피부온도 측정센서(116), 비만도 센서(118)를 구비한다.
심전도 전극부(112)는 두개의 심전도 측정 전극은 키보드 패드의 아래 양측에 구비되며, 접지전극은 모바일 컴퓨터부(100)의 후면의 접지부(120)에 위치될 수 있다.
피부전도도 측정센서(114)는 피부저항을 검출하는 센서로서 피부표면의 체액(전해질)분비 정도에 따라 변화하는 피부저항의 크기를 미세 전류를 통해 측정하도록 함으로써 구현될 수 있다. 피부전도도 측정센서(114)는 키보드 패드의 아래 양측에 구비되는 심전도 전극 중 하나 또는 둘다를 이용하여 측정할 수 있다.
피부온도 측정센서(116)는 체온 변화를 측정하는 센서로, 온도 센서를 키보드 패드의 아래 일측 또는 양측에 구비된다. 상기 온도센서로는 응답이 빠르면서 온도 변화에 민감한 센서가 적합하며, 반도체 온도센서 또는 서미스터(thermistor) 등의 소형 온도센서를 사용하는 것이 바람직하다.
비만도 센서(118)는 체지방 측정센서로서 키보드 패드의 아래 양측에 구비되며, 접지전극은 모바일 컴퓨터부(100)의 후면의 접지부(120)에 위치될 수 있다. 심전도 전극부(112)의 심전도 전극을 그대로 이용하여 측정할 수 있다. 비만도 센서(118)는 인체의 체성분을 분석할 수 있는 센서로서 인체에 미세한 전류를 흘러 임피던스를 계산하는 방법으로 구현될 수 있다.
따라서 모바일 컴퓨터부(100)는 복수개의 전극을 구비하여 심전도, 비만도, 피부 전도도를 측정하며, 또한 온도 센서를 구비하여 피부온도를 측정한다. 상기 전극의 재질은 정확한 생체 신호의 감지를 위해 생체 친화성을 갖는 주석, 은, 염화은 또는 순금이 함유된 물질로 하는 것이 바람직하다.
컴퓨터 신호 전처리부(140)는 심전도 신호 전처리부(142), 피부전도도 신호 전처리부(144), 피부온도 신호 전처리부(146), 비만도 신호 전처리부(148)를 구비한다.
심전도 신호 전처리부(142)는 심전도 전극부(112)로 부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.
피부전도도 신호 전처리부(144)는 피부전도도 측정센서(114)로 부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.
피부온도 신호 전처리부(146)는 피부온도 측정센서(116)로 부터 검출된 신호로부터 증폭, 잡음 제거 등을 행한다.
비만도 신호 전처리부(148)는 비만도 센서(118)로 부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.
A/D변환부(160)는 심전도 신호 전처리부(142), 피부전도도 신호 전처리부(144), 피부온도 신호 전처리부(146), 비만도 신호 전처리부(148)로부터 수신된 신호를 디지탈 신호로 변환한다.
수신부(165)는 의자부(200)의 의자 송신부(265), 포터블 장치부(300)의 포터 블장치 송신부(365)에서 전송된 신호를 수신한다.
중앙연산처리부(170)는 모바일 컴퓨터부(100)의 A/D변환부(160)로부터 수신된 신호, 의자부(200) 및 포터블 장치부(300)로부터 수신부(165)를 통해 수신된 신호를 연산처리하여 분석한다.
중앙연산처리부(170)는 수신된 심전도 신호로부터 평균 심박수를 계산하며, 부정맥 등을 검출한다.
중앙연산처리부(170)는 수신된 피부의 전기전도도 신호로부터 그 평균값 또는 피부 전기전도도 응답(Skin Conductance Response; SCR)이라는 특징적 파형의 크기, 지속시간, 및 발생빈도 등을 구해낸다. 피부의 전기전도도는 교감신경계의 지배를 받는 땀샘의 활동을 반영하며 긴장도 등을 판단하는 지표가 된다.
중앙연산처리부(170)는 수신된 피부온도 신호에서 소정 구간 내 평균값, 최대값 및 최소값 등을 구한다.
중앙연산처리부(170)는 수신된 비만도 신호로서의 피부의 임피던스 값으로부터 평균값, 최대값 및 최소값 등을 구한다.
메모리부(180)는 모바일 컴퓨터부(100)의 A/D변환부(160)로부터 수신된 신호, 의자부(200) 및 포터블 장치부(300)로부터 수신부(165)를 통해 수신된 신호를 저장하며, 중앙연산처리부(170)에서 연산처리하여 분석된 결과도 저장한다.
표시부(190)는 디스플레이부, 프린터 등으로 이루어지며, 중앙연산처리부(170)에서 연산처리하여 분석된 결과 등을 출력한다.
키입력부(195)는 측정장치 설정부(미도시), 모드 설정부(미도시), 신호측정 온/오프(ON/OFF)키(미도시) 등을 구비한다.
측정장치 설정부(미도시)는 모바일 컴퓨터부(100), 의자부(200), 포터블 장치부(300) 중 어느 것을 이용하여 어떤 생체 신호를 측정할 것인가를 설정하게 한다.
모드 설정부(미도시)는 어떤 생체 신호를 어떻게 측정할 것인가를 설정하게 한다.
신호측정 온/오프(ON/OFF)키(미도시)는 생체신호 측정을 시작하고 종료함을 선택하게 한다.
모바일 컴퓨터부(100)는 데이터 송신부(미도시)를 더 구비할 수 있다.
데이터 송신부(미도시)는 중앙연산처리부(170)에서 연산처리된 결과들을 의사 등의 전문가 또는 의학 전문 사이트로 전송한다. 이는 인터넷 통신망 등을 통해 이루어질 수 있고, 의사 또는 의학 전문 사이트는 사용자의 건강 상태와 관련된 데이터를 분석하여 질병의 유무, 건강 상태의 위험 정도 등을 파악하고, 이를 사용자에게 알려줄 수 있다.
다음은 의자부에 대해 설명한다.
의자부(200)는 의자 생체신호 측정부(210), 자세 측정부(230), 의자 신호 전처리부(240), A/D변환부(260), 의자 송신부(265)를 구비한다.
의자 생체신호 측정부(210)는 의자에 앉는 사람의 손목이 닿기 쉬운 양쪽 팔걸이 부분에 부착되며, 심전도 전극부(212), 피부전도도 측정센서(214), 피부온도 측정센서(216), 비만도 센서(218)를 구비한다.
심전도 전극부(212)는 두개의 심전도 측정 전극은 양측 팔걸이 위에 구비되며, 접지전극은 의자부의 앉는 부분(엉덩이가 닿는 부분)에 구비된다.
피부전도도 측정센서(214)는 양측 팔걸이 위에 구비되는 심전도 전극 중 하나 또는 둘다를 이용하여 측정할 수 있다.
피부온도 측정센서(216)는 체온 변화를 측정하는 온도 센서를 상기 일측 또는 양측 팔걸이 위에 장착된다. 상기 온도센서로는 응답이 빠르면서 온도 변화에 민감한 센서가 적합하며, 반도체 온도센서 또는 서미스터(thermistor) 등의 소형 온도센서를 사용하는 것이 바람직하다.
비만도 센서(218)는 양측 팔걸이 위에 구비되며, 접지전극은 의자부의 앉는 부분(엉덩이가 닿는 부분)에 구비된다. 심전도 전극부(212)의 심전도 전극을 그대로 이용하여 측정할 수 있다.
따라서 의자부(200)는 복수개의 전극을 구비하여 심전도, 비만도, 피부 전도도를 측정하며, 또한 온도 센서를 구비하여 피부온도를 측정한다. 상기 전극의 재질은 정확한 생체 신호의 감지를 위해 생체 친화성을 갖는 주석, 은, 염화은 또는 순금이 함유된 물질로 하는 것이 바람직하다.
자세 측정부(230)는 의자부(200)의 등받이에 분산 장착된 복수개의 자세측정 센서(232)에 의해 자세에 대한 신호를 검출한다.
자세측정 센서(232)는 압력센서로 이루어지며, 복수개의 압력센서가 등받이에 분산 위치되어 형성되어 진다. 따라서 사용자의 등이 등받이에 접촉됨에 따라 자세측정 센서(232)가 눌리어지며, 이에 따라 사용자의 현재 자세를 검출하게 된 다.
의자 신호 전처리부(240)는 심전도 신호 전처리부(242), 피부전도도 신호 전처리부(244), 피부온도 신호 전처리부(246), 비만도 신호 전처리부(248), 자세측정 신호 전처리부(250)를 구비한다.
심전도 신호 전처리부(242)는 심전도 전극부(212)로 부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.
피부전도도 신호 전처리부(244)는 피부전도도 측정센서(214)로 부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.
피부온도 신호 전처리부(246)는 피부온도 측정센서(116)로 부터 검출된 신호로부터 증폭, 잡음 제거 등을 행한다.
비만도 신호 전처리부(248)는 비만도 센서(218)로 부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.
자세측정 신호 전처리부(250)는 자세측정 센서(232)로부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.
A/D변환부(260)는 심전도 신호 전처리부(242), 피부전도도 신호 전처리부(244), 피부온도 신호 전처리부(246), 비만도 신호 전처리부(248), 자세측정 신호 전처리부(250)로부터 수신된 신호를 디지탈 신호로 변환한다.
의자 송신부(265)는 A/D변환부(260)의 출력신호를 모바일 컴퓨터부(100)의 수신부(165)를 통해 중앙연산처리부(170)로 전송한다. 이는 무선 전송으로 이루어질 수 있으며, 이 전송은 블루투스 등을 이용하여 이루어질 수 있다.
다음은 포터블 장치부(300)에 대해서 설명한다.
포터블 장치부(300)는 핑거 프로브(310), 포터블장치 생체신호 측정부(330), 포터블장치 전처리부(340), A/D변환부(360), 포터블장치 송신부(365)를 구비한다.
핑거 프로브(310)는 산소포화도 측정센서(312), 맥파 측정센서(314)를 구비한다. 핑거 프로브(310)는 클립형 프로브로 이루어져, 사용자의 손가락이 삽입되어, 산소포화도 측정 센서 또는 맥파 측정센서에 의해 산소포화도신호, 맥파신호, 혈류신호 등의 생체 신호를 검출하도록 이루어진다.
산소포화도 측정센서(312)는 적색 발광다이오드, 근적외선 발광다이오드로 발광하고 수광센서로 포토다이오를 사용하여 투과되거나 반사되는 광을 검출하여 전기적 신호로 변환시킨다.
맥파 측정센서(314)는 적외선 발광다이오드 및 수광센서를 사용하여 혈류에서 투과되거나 반사되는 광(용적맥파)을 검출하여 전기적 신호로 변환시킨다. 경우에 따라서는 맥파 측정센서(314)로서 산소포화도 측정센서(312)를 그대로 이용하여 구할 수도 있다.
포터블장치 생체신호 측정부(330)는 포터블장치 구동모듈(320)의 외측에 장착되어 사용자의 피부에 닿게 되어 생체신호를 검출하도록 이루어 진다. 포터블장치 생체신호 측정부(330)는 피부전도도 센서(332), 피부온도 측정센서(334)를 구비한다.
피부전도도 센서(332)는 금속전극으로 포터블장치 구동모듈(320)의 외측에 장착되어 있다.
피부온도 측정센서(334)는 온도센서로 포터블장치 구동모듈(320)의 외측에 장착되어 있다. 온도센서오 반도체 온도센서 또는 서미스터를 사용할 수 있다.
포터블장치 신호 전처리부(340)는 산소포화도 신호 전처리부(342), 맥파 신호 전처리부(344), 피부전도도 신호 전처리부(246), 피부온도 신호 전처리부(248)를 구비한다.
산소포화도 신호 전처리부(342)는 산소포화도 측정센서(312)로부터 수신된 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.
맥파 신호 전처리부(344)는 맥파 측정센서(314)로부터 수신된 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.
피부전도도 신호 전처리부(346)는 피부전도도 측정센서(214)로 부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다.
피부온도 신호 전처리부(348)는 피부온도 측정센서(116)로 부터 검출된 신호로부터 증폭, 잡음 제거 등을 행한다.
A/D변환부(360)는 산소포화도 신호 전처리부(342), 맥파 신호 전처리부(344), 피부전도도 신호 전처리부(244), 피부온도 신호 전처리부(246)로부터 수신된 신호를 디지탈 신호로 변환한다.
포터블장치 송신부(365)는 A/D변환부(360)의 출력신호를 모바일 컴퓨터부(100)의 수신부(165)를 통해 중앙연산처리부(170)로 전송한다. 이는 무선 전송으로 이루어질 수 있으며, 이 전송은 블루투스 등을 이용하여 이루어질 수 있다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 범위에 속한다.
또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모바일 컴퓨터를 이용한 건강 모니터링 시스템의 개략적인 설명도이다.
도 2a는 도 1의 모바일 컴퓨터의 상면부를 설명하기 위한 설명도이다.
도 2b는 도 1의 모바일 컴퓨터의 후면부를 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 도 1의 의자부의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4a는 도 1의 포터블 장치부를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모바일 컴퓨터를 이용한 건강 모니터링 시스템의 구성을 개략적으로 설명하는 블럭도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 모바일 컴퓨터부 110: 컴퓨터 생체신호 측정부
112: 심전도 전극부 114: 피부전도도 측정센서
116: 피부온도 측정센서 118: 비만도 센서
120: 접지부 140: 컴퓨터 신호 전처리부
142: 심전도 신호 전처리부 144: 피부전도도 전처리부
146: 피부온도신호 전처리부 148: 비만도 신호 전처리부
160: A/D변환부 165: 수신부
170: 중앙연산처리부 180: 메모리부
190: 표시부 195: 키입력부
200: 의자부 210: 의자 생체신호 측정부
212: 심전도 전극부 214: 피부전도도 측정센서
216: 피부온도 측정센서 218: 비만도 센서
230: 자세 측정부 232: 자세측정 센서
240: 의자 신호 전처리부 242: 심전도신호 전처리부
244: 피부전도도 전처리부 246: 피부온도신호 전처리부
248: 비만도 신호 전처리부 250: 자세측정 신호 전처리부
260: A/D변환부 265: 의자 송신부
300: 포터블 장치부 310: 핑거 프로브
313: 마이크로프로세서 314: 맥파 측정센서
315: 전송부 320: 포터블장치 구동모듈
332: 피부전도도 센서 333: 온도 센서
334: 피부온도 측정센서 340: 포터블장치 신호 전처리부
342: 산소포화도 신호 전처리부 344: 맥파 신호 전처리부
346: 피부전도도 신호 전처리부 348: 피부온도 신호 전처리부
360: A/D변환부 365: 포터블장치 송신부

Claims (22)

  1. 의자의 팔걸이에 생체 신호를 측정하기 위한 생체신호 측정전극을 구비하며, 의자의 앉는 부분(엉덩이가 닿는 부분)에 접지 전극을 구비하는 의자부;
    상기 의자부에서 측정된 생체신호를 무선수신하여 연산처리하는 모바일 컴퓨터부;
    를 적어도 구비하는 건강 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 의자부는 의자 등받이에 장착된 자세를 측정하는 자세측정용 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자세측정용 센서는 압력센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 건강 모니터링 시스템은
    클립형으로 손가락에 삽입하여 산소포화도 또는 맥파의 생체신호를 측정하는 핑거 프로브를 구비하는 포터블 장치부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  4. 클립형 프로브로 이루어져 손가락이 삽입되어 산소포화도 또는 맥파의 생체신호를 측정하도록 이루어진 핑거프로브, 상기 핑거프로브로부터 수신된 신호를 디지탈 신호로 변환하여 전송하는 포터블장치 구동모듈로 이루어진 포터블 장치부;
    상기 포터블장치 구동모듈로부터 상기 생체신호를 수신하여 연산처리하는 모바일 컴퓨터부;
    를 적어도 구비하는 건강 모니터링 시스템에 있어서,
    의자의 팔걸이에 생체 신호를 측정하기 위한 전극을 구비하며, 의자 등받이에 자세를 측정하는 자세측정용 센서를 장착하고 있는 의자부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자세측정용 센서는 압력센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 포터블장치 구동모듈은 그 외측에 피부전도도 센서 및 온도 센서가 장착되어 있으며,
    상기 포터블장치 구동모듈을 손으로 쥐었을때 피부전도도 및 피부 온도를 측정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모바일 컴퓨터는
    생체신호를 측정하기 위한 전극이 키보드 패드의 아래 양측에 손목이 닿는 부분에 구비되는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  8. 의자의 팔걸이에 생체 신호를 측정하기 위한 전극을 구비하는 의자부와, 모바일 컴퓨터를 이용한 건강 모니터링 시스템에 있어서,
    키보드 패드의 아래 양측에 손목이 닿는 부분에 구비되는 심전도 전극부, 비만도 측정 센서, 피부 전도도 측정 센서를 구비하여 생체신호를 검출하는 컴퓨터 생체신호 측정부;
    상기 모바일 컴퓨터 뒷면에 위치된 접지부;
    상기 컴퓨터 생체신호 측정부에서 측정된 신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 컴퓨터 신호 전처리부;
    상기 신호 전처리부의 출력신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D 변환부;
    상기 A/D 변환부의 출력신호를 분석하기위해 연산처리하는 중앙 연산처리부;
    상기 중앙 연산처리부에서 연산처리된 결과를 디스플레이하는 표시부;
    를 적어도 구비하며,
    상기 의자부는 의자 등받이에 자세를 측정하는 자세측정용 센서를 장착하고 있는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 자세측정용 센서는 압력센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  10. 제9항에 있어서
    상기 컴퓨터 생체신호 측정부는 체온 변화를 측정하는 피부온도 측정센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 건강 모니터링 시스템은
    클립형으로 손가락에 삽입하여 산소포화도 또는 맥파의 생체신호를 측정하는 핑거프로브를 구비하는 포터블 장치부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제3항, 제4항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핑거 프로브는 적색광 발광다이오드 및 근적외선광 발광 다이오드 그 리고 수광용 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  15. 제3항, 제4항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핑거 프로브는 적외선 발광 다이오드와 수광용 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  16. 제10항에 있어서,
    컴퓨터 신호 전처리부는
    상기 심전도 전극부로 부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 심전도 신호 전처리부;
    상기 피부전도도 측정센서로 부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 피부전도도 신호 전처리부;
    피부온도 측정센서로 부터 검출된 신호로부터 증폭하고 잡음을 제거하는 피부온도 신호 전처리부;
    비만도 센서로 부터 검출된 신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 비만도 신호 전처리부;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 의자부 및 상기 포터블 장치는 검출된 생체신호를 무선 송신하기 위한 송신부를 각각 구비하며,
    상기 모바일 컴퓨터는 상기 송신부들에서 전송된 신호를 무선 수신하기 위한 수신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 무선 송신 및 무선 수신은 불르투스에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 키보드 패드의 아래 양측에 양 손목이 닿는 부분에 위치한 전극이 심전도 전극 또는 비만도 측정 센서 또는 피부 전도도 측정 센서로 사용되는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 중앙 연산처리부는
    수신된 심전도 신호로부터 평균 심박수를 계산하며,
    수신된 피부 전기전도도 신호로부터 그 평균값 또는 피부 전기전도도 응답(Skin Conductance Response; SCR)의 파형의 크기, 지속시간, 및 발생빈도를 구하며,
    수신된 피부온도 신호에서 평균값, 최대값 및 최소값을 하며,
    수신된 비만도 신호로서의 피부의 임피던스 값으로부터 평균값, 최대값 및 최소값을 구하는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 건강 모니터링 시스템은
    모바일 컴퓨터부의 A/D변환부로부터 수신된 신호, 의자부 및 포터블 장치부로부터 수신된 신호를 저장하며, 중앙연산처리부에서 연산처리하여 분석된 결과를 저장하는 메모리부;
    상기 중앙연산처리부에서 연산처리한 결과를 표시하는 표시부;
    상기 중앙연산처리부에서 연산처리한 결과를 전문가 시스템으로 전송하기위한 데이터 송신부;
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
  22. 제3항에 있어서,
    상기 생체신호 측정전극은 심전도 전극 또는 비만도 측정 센서 또는 피부 전도도 측정 센서로 사용되는 것을 특징으로 하는 건강 모니터링 시스템.
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