KR101097778B1 - 착용형 모니터링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착용형 모니터링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 필요에 따라 다양한 기능을 갖는 모듈을 적층하여 구성할 수 있는 착용형 모니터링 장치에 관한 것이다.
본 발명의 착용형 모니터링 장치는 피검체에 접착식으로 고정되는 착용형 모니터링 장치에 관한 것으로서, 피검체에 접착이 가능한 접착부재, 접착부재 상에 고정되며, 데이터 또는 전력을 송수신하기 위한 통신부 및 접착부재 상에 고정되며, 통신부와 전기적으로 연결된 제1 소자부를 포함하고, 통신부는 기설정된 공진주파수를 갖는 무선통신부이고, 통신부는 저항, 인덕턴스, 및 가변커패시터가 연결된 RLC 브릿지와, 인덕턴스의 변화 여부를 실시간으로 감시하면서 가변커패시터의 값을 변화시켜 공진주파수를 기설정값으로 유지시키는 커패시턴스 보상부를 포함한다.

Description

착용형 모니터링 장치 {WEARABLE MONITORING DEVICE}
본 발명은 착용형 모니터링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 필요에 따라 다양한 기능을 갖는 모듈을 적층하여 구성할 수 있는 착용형 모니터링 장치에 관한 것이다.
고혈압이나 부정맥, 당뇨 등과 같은 질병은 병원을 방문하여 진료를 받는 것 외에 일상 생활에서 환자의 상태를 지속적으로 관찰하는 것이 필요하다. 이에 따라, 휴대 가능하도록 제작되어 환자의 상태를 상시적으로 관찰할 수 있는 모니터링 장치들이 개발되고 있으며, 특히 최근에는 단순한 휴대를 넘어서 환자에게 일상생활에서의 불편함을 초래하지 않으면서도 착용이 가능한 모니터링 장치가 개발되고 있다. 그러나 기존의 착용형 모니터링 장치는 일체화된 형태로 패키징이 되어 있어서 재활용이나 재구성이 원천적으로 불가능하였고, 관절 등과 같이 움직임이 많은 위치에 착용할 경우, 신체에 의해 가해지는 압력 등에 의해 모니터링 장치의 데이터에 왜곡이 발생되어 측정 데이터의 신뢰성이 하락되는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 본 발명은 사용자의 필요에 따라 다양한 기능을 갖는 모듈을 조합, 적층하여 착용할 수 있도록 함으로써 재구성 및 재활용이 가능한 착용형 모니터링 장치를 제공하는 것으로 목적으로 한다. 또한, 부착된 위치의 신체 부위의 운동 또는 변형으로 인한 데이터의 왜곡을 방지할 수 있는 착용형 모니터링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 착용형 모니터링 장치는, 피검체에 접착이 가능한 접착부재, 접착부재 상에 고정되며, 데이터 또는 전력을 송수신하기 위한 통신부 및 접착부재 상에 고정되며, 통신부와 전기적으로 연결된 제1 소자부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 통신부 및 제1 소자부가 고정된 복수의 접착부재를 적층하는 형태로 구성될 수도 있다. 통신부는 기설정된 공진주파수를 갖는 무선통신부이고, 통신부는 저항, 인덕턴스, 및 가변커패시터가 연결된 RLC 브릿지와, 인덕턴스의 변화 여부를 실시간으로 감시하면서 가변커패시터의 값을 변화시켜 공진주파수를 기설정값으로 유지시키는 커패시턴스 보상부를 포함한다.

상기 접착부재는 신축성을 갖는 탄성부재로 형성될 수 있으며, 상기 제1 소자부는 상기 피검체의 상태를 측정하는 센서, 상기 센서의 측정 결과를 저장하는 메모리부, 상기 측정 결과의 처리를 위한 프로세서, 전력을 공급하는 전원공급부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 데이터는 송수신되는 패킷의 동기화를 위한 동기화신호부, 상기 데이터가 송신 또는 수신되는 탄성부재를 식별하기 위한 식별번호부 및 데이터패킷부를 포함할 수 있다.
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상기와 같은 본 발명의 착용형 모니터링 장치는 다양한 기능을 갖는 모듈을 사용자의 필요에 따라 조합, 분리할 수 있으므로 재활용 및 재사용이 가능한 장점이 있으며, 데이터의 왜곡을 방지할 수 있게 되어 측정된 데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 착용형 모니터링 장치의 개념도
도 2는 적층 구조를 갖는 본 발명에 따른 착용형 모니터링 장치의 구성도
도 3은 커패시턴스 보상 기능을 갖는 통신부의 구성도
도 4는 데이터 통신에 사용되는 패킷의 구조도
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 착용형 모니터링 장치의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 착용형 모니터링 장치는 접착부재(1), 접착부재(1) 상에 고정되는 통신부(2) 및 제 1 소자부(3)를 포함한다. 이와 같이 구성된 접착부재(1), 통신부(2) 및 제 1 소자부(3)는 1개의 단위모듈(10)을 구성하게 되며, 제1 소자부(3)의 기능에 따라 단위모듈(10)의 기능이 달라지게 됨은 물론이다.
접착부재(1)는 통신부(2) 및 제 1 소자부(3)가 고정되는 평판형의 베이스 부재로서, 하면은 접착제 등이 도포되어 피검체에 접착할 수 있도록 구성된다. 이 경우 상기 접착제는 탈착 및 재접착이 가능하도록 적절한 접착완화성을 갖도록 구성됨이 바람직하다. 이 경우 접착부재(1)는 사람의 피부에 직접 접착될 수도 있음은 물론이다.
접착부재(1)가 부착되는 위치는 다양한 형상과 굴곡을 갖는 것이 일반적이므로 접착부재(1)는 신축성과 탄력성을 갖는 탄성부재로 형성됨이 바람직하다. 이와 같이 탄성부재로 접착부재(1)를 형성할 경우 착용자의 이질감 및 일상 생활에서의 불편함이 더욱 감소되는 장점이 있다.
접착부재(1)의 상면에는 통신부(2) 및 제 1 소자부(3)가 고정된다. 이때, 통신부(2) 또는 제 1 소자부(3)는 탈착 및 재접착이 가능하도록 고정되는 것이 바람직하다.
제 1 소자부(3)는 모니터링 장치의 기능을 수행하기 위한 다양한 소자들로 구성될 수 있다. 즉, 제 1 소자부(3)는 피검체의 상태를 측정하는 센서, 상기 센서의 측정 결과를 저장하는 메모리부, 상기 측정 결과의 처리를 위한 프로세서, 전력을 공급하는 전원공급부 등으로 구성될 수 있다.
상기 센서는 피검체의 체온, 혈당 등 신체의 상태를 측정하기 위해 사용되는 다양한 센서들을 의미함은 물론이다.
제 1 소자부(3)는 어느 하나의 소자만으로 구성될 수 있지만, 동일한 기능 또는 서로 상이한 기능을 수행하는 복수개의 소자로 구성될 수도 있다.
즉, 전력을 공급하기 위한 배터리를 1개 사용하여 제 1 소자부(3)를 구성할 수도 있으나, 복수개의 배터리를 직렬 또는 병렬로 사용하는 형태로 구성할 수도 있음은 물론이다. 또한 제 1 소자부(3)는 피검체의 체온을 측정하기 위한 온도센서 및 측정된 데이터를 저장하기 위한 메모리부로 구성될 수도 있음은 물론이다.
제 1 소자부(3)는 통신부(2)와 전기적으로 연결된다. 통신부(3)는 측정된 데이터를 전달받기 위한 외부의 정보통신기기 또는 별개의 단위모듈(10)에 형성된 통신부(2)와 유선 또는 무선 통신을 하기 위한 인터페이스를 의미한다. 구체적으로, 통신부(3)는 커패시터 또는 인덕터를 사용하는 무선통신수단일 수도 있으며, 단추형 커넥터, 벨크로형 커넥터, 테이프형 커넥터 또는 일반 전선을 사용하는 유선 통신 형태로 구성될 수도 있다. 통신부(3)은 데이터 통신 뿐만 아니라 외부로 전력을 전달하기 위한 인터페이스로도 기능을 수행할 수 있음은 물론이다. 각 단위모듈(10)은 다중 접속을 위해 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 통신부(2)를 포함하도록 구성될 수도 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 착용형 모니터링 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 각 단위모듈(10)을 적층하여 구성될 수도 있다. 이처럼 적층형태로 구성될 경우 접착면적이 줄어들게 되어 사용자의 이질감 및 불편함을 더욱 감소시킬 수 있다.
적층형으로 착용형 모니터링 장치를 구성할 경우, 도 2와 같이 각 단위모듈(10)은 필요에 따라 다양한 기능을 수행하도록 조합될 수 있음은 물론이다. 다량의 데이터 저장이 요구될 경우에는 제 1 소자부(3)를 메모리부로 구성한 단위모듈(10)을 여러장 적층할 수도 있고, 전력 소비량이 많은 제 1 소자부(3)가 사용될 경우에는 전원공급부를 여러 단위모듈(10)에 배치할 수도 있으며, 적층하는 구조는 필요에 따라 다양하게 달라질 수 있음은 물론이다.
적층형으로 구성된 착용형 모니터링 장치에서는, 각 단위모듈(10)에 포함된 제 1 소자(3)는 통신부(2)를 통해 다른 단위모듈의 제 1 소자부와 유무선으로 통신을 하게 된다.
즉, 소정의 단위모듈(10)의 제1 소자부(3)에 포함된 센서에서 측정된 데이터는 다른 단위모듈(2)의 제 1 소자부(3)에 포함된 메모리부에 저장될 수도 있으며, 하나의 단위모듈(10)에 배치된 전원공급부는 통신부(2)를 통해 다른 단위모듈(10)들에 배치된 복수의 제 1 소자부(10)들에게 전력을 공급할 수도 있다.
본 발명에 따른 착용형 모니터링 장치에서는　이와 같이 다양한 기능을 갖는 단위모듈(10)을 필요에 따라 조합하여 적층을 하고, 필요에 따라 일부 단위모듈(10)을 탈착하여 교체하거나 재활용을 할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 착용형 모니터링 장치의 구성 방식을 위주로 설명을 하였는데, 이하에서는 데이터의 왜곡 방지를 위한 구성을 위주로 설명을 하도록 한다.
착용형 모니터링 장치에 포함된 통신부(2)는 커패시터 또는 인덕터를 포함하여 구성됨이 일반적이다. 따라서, 모니터링 장치를 착용한 사용자의 움직임에 의해 압력이 가해지거나 통신부(2) 또는 제 1 소자부(3)가 고정된 접착부재(1)에 굴곡이 발생되어 변경이 가해질 경우에는 통신부(2)에 포함된 인턱터에서의 인덕턴스가 달라지게 된다. 인덕턴스의 값은 전력 전달 및 데이터 통신에서 사용되는 신호의 크기를 결정하는 주요한 요인인바, 인덕턴스에 변화가 발생된 경우 전력 전달 및 데이터 통신의 효율이 감소되는 문제점이 발생되고, 결국 이는 데이터의 신뢰성 하락 혹은 전력 전송의 지연으로 이어진다. 그런데, 착용형 모니터링 장치에서는 이와 같은 인덕턴스의 변화는 피할 수 없는 현상이므로 이를 보상할 수 있는 수단이 필요하다.
본 발명에서는 LC 공진주파수의 변화를 관찰하여 인덕턴스(L)의 변화 여부를 관찰하고, 인덕턴스이 변화될 경우에는 커패시턴스(C)를 조절함으로써 공진주파수가 일정하게 유지되도록 한다. 도 3은 본 발명에 사용된 커패시턴스 보상부(5)(Real-time Capacitor Compensation, RCC)를 포함하는 통신부의 구성도이다. 도 3은 인덕터를 사용하는 무선통신부를 예시한 것이지만, 통신부로는 다양한 종류의 유무선 통신수단이 사용될 수 있음은 물론이다.
인덕턴스의 변화여부는 도 3에 포함된 RLC 브릿지(4)에 의해 파악된다. 즉, 커패시턴스 보상부(5)는 RLC 브릿지(4)의 출력의 위상을 파악하여 인덕턴스(L)의 변화을 알아낸다. L 값에 변화가 발생될 경우, 커패시턴스 보상부(5)는 RLC 브릿지(4)에 포함된 가변커패시터(6)의 값을 변화시킴으로써 RLC 브릿지(4)의 토탈 L*C 값이 일정하게 유지될 수 있도록 커패시턴스(C)를 조절한다. 구체적으로, 인덕턴스(L)가 증가되면 RLC 브릿지(4)의 출력은 Lead-phase를 갖게 되므로, 이 경우에는 RLC 브릿지(4)에 포함된 가변커패시터(6)의 커패시턴스(C)를 감소시켜 L*C값이 일정하게 유지되도록 한다. 이와 같은 커패시턴스 보상부(5)를 이용한 L*C값의 보상은 인덕턴스(L)의 변화 여부를 상시적으로 감시하면서 실시간으로 이루어지는 것이 바람직하다.　 따라서, 본 발명에 따른 착용형 모니터링 장치에서는 착용과정에서 발생되는 인덕턴스(L)의 변화를 보상하게 되므로 데이터의 왜곡을 방지할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 착용형 모니터링 장치에 사용되는 패킷의 구조도이다. 패킷은 데이터 통신을 과정에서의 패킷의 동기화를 위한 동기화신호부(7), 상기 데이터가 송신 또는 수신되는 탄성부재를 식별하기 위한 식별번호부(8) 및 데이터패킷부(9)를 포함한다. 식별번호부(8)는 패킷이 송신되는 단위모듈(10)과 수신되는 단위모듈(10)을 식별할 수 있는 소정 개수의 비트열로 구성됨이 일반적이다. 데이터패킷부(9)는 센서에서 출력된 결과, 프로세서에서 처리된 결과 데이터에 대응되는 소정 개수의 비트열을 의미한다. 따라서, 본 발명에서는 다양한 기능을 갖는 단위모듈(10)을 적층하여 사용하면서, 패킷에 포함된 식별번호부(8)를 이용하여 데이터가 송수신되는 경로를 설정하게 되므로 단위모듈(10)의 교체 및 재활용이 가능하게 된다.
본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 접착부재　　　　　　　　　　2 : 통신부
3 : 제1 소자부　　　　　　　　　4 :　RLC 브릿지
5 : 커패시턴스 보상부　　　　　6 : 가변커패시터
7 : 동기화신호부　　　　　　　 8 : 식별번호부
9 : 데이터 패킷부　　　　　　　10 : 단위모듈

Claims (14)

  1. 피검체에 접착식으로 고정되는 착용형 모니터링 장치에 관한 것으로서,
    피검체에 접착이 가능한 접착부재;　
    상기 접착부재 상에 고정되며, 데이터 또는 전력을 송수신 하기 위한 통신부; 및
    상기 접착부재 상에 고정되며, 상기 통신부와 전기적으로 연결된 제1 소자부를 포함하고,
    상기 통신부는 기설정된 공진주파수를 갖는 무선통신부이고,
    상기 통신부는 저항, 인덕턴스, 및 가변커패시터가 연결된 RLC 브릿지와, 상기 인덕턴스의 변화 여부를 실시간으로 감시하면서 상기 가변커패시터의 값을 변화시켜 상기 공진주파수를 기설정값으로 유지시키는 커패시턴스 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용형 모니터링 장치.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 접착부재는 신축성을 갖는 탄성부재로 형성된 것을 특징으로 하는 착용형 모니터링 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 소자부는 상기 피검체의 상태를 측정하는 센서, 상기 센서의 측정 결과를 저장하는 메모리부, 상기 측정 결과의 처리를 위한 프로세서, 전력을 공급하는 전원공급부 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용형 모니터링 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 통신부는 단추형, 벨크로형, 테이프형 또는 일반 전선 중에 하나를 사용하는 유선통신부인 것을 특징으로 하는 착용형 모니터링 장치.
  7. 피검체에 접착식으로 고정되는 착용형 모니터링 장치에 관한 것으로서,
    적어도 어느 한면이 접착기능을 가지는 복수의 접착부재를 포함하되,
    상기 각 접착부재 상에는 데이터 또는 전력을 송수신 하기 위한 통신부 및 상기 통신부와 전기적으로 연결된 제 1 소자부가 고정되며,
    상기 각 접착부재 상에 고정된 제 1 소자부는 상기 통신부를 통해 상기 데이터 또는 전력을 송수신하고,
    상기 통신부와 상기 제1 소자부가 고정된 각 접착부재는 복수 개가 적층되어 있고, 상기 각 접착부재의 제1 소자부는 다른 접착부재의 제1 소자부와 통신하고,
    상기 통신부는 기설정된 공진주파수를 갖는 무선통신부이고,
    상기 통신부는 저항, 인덕턴스, 및 가변커패시터가 연결된 RLC 브릿지와, 상기 인덕턴스의 변화 여부를 실시간으로 감시하면서 상기 가변커패시터의 값을 변화시켜 상기 공진주파수를 기설정값으로 유지시키는 커패시턴스 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용형 모니터링 장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7 항에 있어서,
    상기 각 접착부재는 신축성을 갖는 탄성부재로 형성된 것을 특징으로 하는 착용형 모니터링 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 소자부는 상기 피검체의 상태를 측정하는 센서, 상기 센서의 측정 결과를 저장하는 메모리부, 상기 측정 결과의 처리를 위한 프로세서, 전력을 공급하는 전원공급부 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용형 모니터링 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 데이터는 송수신되는 패킷의 동기화를 위한 동기화신호부, 상기 데이터가 송신 또는 수신되는 탄성부재를 식별하기 위한 식별번호부 및 데이터패킷부를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용형 모니터링 장치.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 7 항에 있어서,
    상기 통신부는 단추형, 벨크로형, 테이프형 또는 일반 전선 중에서 하나를 사용하는 유선통신부인 것을 특징으로 하는 착용형 모니터링 장치.
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