KR101219151B1

KR101219151B1 - 휴대용 생체 신호 측정 장치

Info

Publication number: KR101219151B1
Application number: KR1020110098544A
Authority: KR
Inventors: 김민준; 임성대; 류준오; 김영화
Original assignee: (주)에이치쓰리시스템
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2013-01-21

Abstract

본 발명은 휴대용 생체 신호 측정 장치를 제공한다. 이 휴대용 생체 신호 측정 장치는 인체에 직접 부착되어 생체 신호를 측정하는 전극을 포함하고 생체 신호를 아날로그 신호 처리하여 무선 전송하고 무선으로 전력을 전송받는 측정 모듈, 측정 모듈 및 전극을 고정하는 밴드, 및 측정 모듈에 무선으로 전력을 공급하고 무선 전송된 생체 신호를 무선으로 제공받아 처리하는 제어 모듈을 포함한다.

Description

휴대용 생체 신호 측정 장치{PORTABLE BIOSIGNAL MEASURING APPARATUS}

본 발명은 휴대용 생체 신호 측정 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 심박 또는 심전도 측정장치에 관한 것이다.

심전도는 심장근육의 수축 확장에 따른 활동 전류를 측정하여 기록하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 배터리가 없이 무선으로 전력을 전송받고 아날로그 생체 신호를 무선으로 제어 모듈에 전달하는 측정 모듈을 포함하는 생체 신호 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 생체 신호 측정 장치는 인체에 직접 부착되어 생체 신호를 측정하는 전극을 포함하고 상기 생체 신호를 아날로그 신호 처리하여 무선 전송하고 무선으로 전력을 전송받는 측정 모듈; 상기 측정 모듈 및 상기 전극을 고정하는 밴드; 및 상기 측정 모듈에 무선으로 전력을 공급하고 무선 전송된 상기 생체 신호를 무선으로 제공받아 처리하는 제어 모듈을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 허리띠에 장착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 측정 모듈은 상기 전극에서 생체 신호를 증폭하여 노이즈를 제거하는 측정부; 상기 측정부에서 처리된 상기 생체 신호를 처리하여 무선으로 방사하는 신호 송신부; 및 무선으로 전력을 수신하는 전력 수신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 측정부는 상기 전극; 상기 전극에 연결되어 생체 신호를 처리하는 증폭기; 및 상기 증폭기의 출력 신호에서 노이즈를 제거하는 필터부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 신호 송신부는 소정의 발진 주파수로 발진하는 발진기; 상기 측정부의 출력 신호 및 상기 발진기의 출력신호를 제공받아 변조하여 출력하는 믹서; 및 상기 믹서의 출력 신호를 방사하고 유연성을 가진 신호 송신 코일을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 수신부는 무선으로 전력을 수신하는 전력 수신 코일; 상기 전력 수신 코일에 유도된 전류를 정류하는 정류기; 및 상기 정류기의 전력을 저장하는 축전기를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 신호 송신부는 소정의 발진 주파수로 발진하는 발진기; 상기 측정부의 출력 신호가 임계값 이상인 경우 상기 발진기의 출력신호를 신호 송신 코일에 제공하는 비교부; 및 상기 비교부의 출력 신호를 방사하고 유연성을 가진 신호 송신 코일을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 신호 송신부로부터 신호를 수신하여 처리하는 신호 수신부; 상기 전력 송신부에 전력을 전송하는 전력 전송부; 및 상기 신호 수신부의 출력 신호를 처리하는 생체 정보를 추출하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 신호 수신부는 상기 신호 송신부로부터 신호를 수신하는 신호 수신 코일; 상기 신호 수신 코일의 출력 신호를 증폭하거나 필터링하는 예비 처리부; 및 상기 예비 처리부의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전력 전송부는 전력 수신부에 전력을 무선으로 제공하기 위하여 유도 전기장을 방사하는 전력 전송 코일; 및 상기 전력 전송 코일에 흐르는 전류를 소정의 변조 주파수로 변조하는 변조부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 처리한 생체 정보를 저장하는 저장부; 외부와 유선 또는 무선으로 데이터를 전송하는 통신부; 데이터를 표시하는 표시부; 사용자에게 경고 신호를 출력하는 경고부; 및 상기 제어 모듈을 구동시키는 전원부 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 생체 신호는 심전도 신호일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 허리띠는 버클과 유연성을 가진 띠를 포함하고, 상기 제어 모듈은 상기 버클에 장착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치는 측정 모듈과 제어모듈 사이에 유도 결합에 의하여 무선으로 전력을 제공받고, 유도 결합에 의하여 생체 신호를 전달한다. 따라서, 상기 생체 신호 측정 장치는 소형이고 경제적으로 제작될 수 있으며, 착용감을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 생체 신호 측정 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 생체 신호 측정 장치를 설명하는 평면도이다.
도 4는 도 1의 생체 신호 측정 장치를 설명하는 사시도이다.
도 5는 도 3의 생체 신호 측정 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 생체 신호 측정 장치를 설명하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 생체 신호 측정 장치를 설명하는 평면도이다.
도 8은 도 7의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 생체 신호 측정 장치를 설명하는 블록도이다.

심전도(ectrocardiogram)는 심장질환의 진단에 매우 중요하다. 심전도 측정 전극은 신체에 직접 부착되어야 하며, 심전도 측정 전극은 적어도 2개 이상 사용되고, 심전도 측정 전극은 서로 이격되어 있어야 한다. 따라서, 심전도 측정 장치는 휴대하기 어렵다.

휴대용 심전도 측정 장치는 신체에 직접 부착되는 측정 모듈과 심전도 데이터를 처리하고 표시하는 제어 모듈로 구분될 수 있다. 상기 측정 모듈은 인체에 직접 착용되어 인체가 분비하는 땀 등에 쉽게 오염된다. 따라서, 상기 측정 모듈은 세탁될 수 있다. 따라서, 상기 측정 모듈이 복잡한 전자회로를 가지는 것은 바람직하지 않다. 또한, 상기 측정 모듈과 상기 처리 모듈이 유선으로 연결된 경우, 의복 내부에 상기 측정 모듈이 배치되어 착용자에게 불쾌감을 유발한다. 따라서, 상기 측정 모듈은 무선으로 제어 모듈과 연결되는 것이 바람직할 수 있다.

상기 측정 모듈이 상기 제어 모듈과 무선으로 연결된 경우, 상기 측정 모듈은 전원부를 가질 수 있다. 상기 측정 모듈은 밴드에 삽입되어 일체형으로 형성될 수 있다. 상기 밴드는 세탁될 수 있기 때문에, 상기 측정 모듈은 방수처리가 필요하다. 한편, 상기 측정 모듈의 전원부를 교체하는 경우, 상기 방수 처리는 쉽게 파괴될 수 있다. 상기 측정 모듈이 전원부를 포함하는 경우, 상기 측정 모듈의 부피는 커진다. 상기 측정 모듈에서 배터리가 제거되는 것이 요구된다.

상기 측정 모듈과 상기 제어 모듈 사이의 무선 통신의 경우, 통상적으로 블루투스 통신이 고려될 수 있다. 그러나 블루투스 통신을 위하여, 측정 신호는 디지털화되어야하며, 고가의 통신 모듈이 요구된다. 또한, 블루투스 통신을 위한 필요한 전자회로는 부피를 증가시킨다. 따라서, 블루투스 통신은 상기 처리 모듈에 적용되는 것은 바람직하지 않다.

본 발명의 일 실시예에 따른 측정 모듈은 배터리를 가지지 않고 무선으로 전력을 제공받는다. 따라서, 상기 측정 모듈은 전극 및 아날로그 처리부만을 가진다. 따라서, 상기 측정 모듈은 작은 부피를 가짐으로 착용감을 향상시킨다. 제어 모듈이 상기 측정 모듈에 무선으로 전력을 전달하기 위하여, 상기 제어 모듈은 상기 측정 모듈에 인접하게 배치되어야 한다. 통상적으로 이러한 구성은 매우 어려우나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어 모듈은 허리띠에 장착될 수 있다. 이에 따라, 상기 허리띠는 인체의 특정 부위에 고정되어 있어, 상기 제어 모듈은 항상 측정 모듈과 일정한 거리를 유지하면서 정렬될 수 있다. 따라서, 상기 제어 모듈은 상기 측정 모듈에 안정적으로 전력을 공급할 수 있고, 상기 제어 모듈은 생체 신호를 안정적으로 제공받을 수 있다.

상기 허리띠는 인덕티브 커플링에 의한 전력 전송에 필요한 충분한 공간을 제공할 수 있다. 한편, 허리띠는 유연성을 가지고 있어, 인덕티브 커플링 시에 코일은 유연성을 가질 필요가 있다. 따라서, 상기 코일들은 도전성 섬유, 도전성 수지, 도전성 폴리머 필름 등으로 형성될 수 있다. 상기 허리띠는 하복 착용시 필수 품목으로 착용자에게 불쾌감을 유발하지 않는다. 또한, 상기 허리띠는 의복을 사이에 두고 있어 인체와 접촉하여 땀 등으로부터 쉽게 오염되지 않는다. 또한, 상기 허리띠는 분실의 위험이 적다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치를 설명하는 도면이다.

도 2는 도 1의 생체 신호 측정 장치의 단면도이다.

도 3은 도 1의 생체 신호 측정 장치를 설명하는 평면도이다.

도 4는 도 1의 생체 신호 측정 장치를 설명하는 사시도이다.

도 5는 도 3의 생체 신호 측정 장치의 블록도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 휴대용 생체 신호 측정 장치(10)는 인체에 직접 부착되어 생체 신호를 측정하는 전극(122)을 포함하고 상기 생체 신호를 아날로그 신호 처리하여 무선 전송하고 무선으로 전력을 전송받는 측정 모듈(100), 상기 측정 모듈 및 상기 전극을 고정하는 밴드(110), 및 상기 측정 모듈(100)에 무선으로 전력을 공급하고 무선 전송된 상기 생체 신호를 무선으로 제공받아 처리하는 제어 모듈(200)을 포함한다. 상기 제어 모듈(200)은 허리띠(210)에 장착될 수 있다.

상기 측정 모듈(100)은 상기 전극(122)에서 생체 신호를 증폭하여 노이즈를 제거하는 측정부(120), 상기 측정부(120)에서 처리된 상기 생체 신호를 처리하여 무선으로 방사하는 신호 송신부(140), 및 무선으로 전력을 수신하는 전력 수신부(130)를 포함할 수 있다.

상기 측정부(120)는 상기 전극(122), 상기 전극(122)에 연결되어 생체 신호를 처리하는 증폭기(124), 및 상기 증폭기(124)의 출력 신호에서 노이즈를 제거하는 필터부(126)를 포함할 수 있다.

상기 신호 송신부(140)는 소정의 발진 주파수로 발진하는 발진기(142), 상기 측정부(120)의 출력 신호 및 상기 발진기(142)의 출력신호를 제공받아 변조하여 출력하는 믹서(144), 및 상기 믹서(144)의 출력 신호를 방사하고 유연성을 가진 신호 송신 코일(146)을 포함할 수 있다.

상기 전력 수신부(130)는 무선으로 전력을 수신하는 전력 수신 코일(136); 상기 전력 수신 코일에 유도된 전류를 정류하는 정류기(134), 및 상기 정류기(134)의 전력을 저장하는 축전기(132)를 포함할 수 있다.

상기 측정 모듈(100)은 무선으로 전력을 수신하고 유연성을 가진 전력 수신 코일(146), 상기 생체 신호를 방사하는 유연성을 가진 신호 송신 코일(136), 및 상기 전력 수신 코일에 연결되어 전력을 처리하고 상기 생체 신호를 아날로그 처리하여 상기 신호 송신 코일에 제공하는 필터(126)를 포함한다.

상기 믹서(144)의 출력 신호는 상기 신호 송신 코일(146)에 제공되고, 유연성을 가진 신호 송신 코일(146)은 유도 기전력을 방사할 수 있다.

상기 측정 모듈(100)은 방수 처리될 수 있다. 방수 처리를 위하여, 상기 측정 모듈(100)은 절연체로 패키징될 수 있다. 이에 따라, 상기 측정 모듈(100)은 배터리의 교환하기 위한 개폐 기능이 없다. 따라서, 상기 측정 모듈(100)은 전력을 무선으로 공급받는다. 상기 측정 모듈(100)은 상기 밴드(110)와 탈부착될 수 있다.

전극(122)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 전극(122)은 유연성을 가지도록 도전성 섬유 또는 도전성 폴리머로 형성될 수 있다. 전극(122)은 유연성을 가진 기판 상에 패터닝된 전극을 포함할 수 있다.

상기 전극(122)은 인체에 직접 부착되어 생체 전기 신호를 측정할 수 있다. 상기 전극(122)은 접지 전극, 제1 전극, 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 접지 전극은 접지되고, 제1 전극 및 제2 전극의 생체 신호는 차동 증폭될 수 있다.

밴드(110)는 전극(122)을 장착할 수 있다. 밴드(110)는 띠 형태이고, 고리 형상을 이룰 수 있다. 상기 밴드(110)는 가죽, 섬유 또는 고무 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 밴드(110)는 탄성부(170)를 포함하고 인체를 둘러서 압착할 수 있다. 상기 밴드(110)는 일정한 폭을 가질 수 있다. 인체와 접촉하도록 상기 밴드(110)의 일면에 상기 전극(122)이 노출될 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(130), 상기 신호 송신부(140), 및 상기 필터부(126)는 상기 밴드(110)의 타면에 배치되거나, 상기 밴드(110)의 내부에 삽입되어 배치될 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 밴드(110)의 양단은 인체에 부착되도록 결합 수단에 의하여 서로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 밴드(110)는 복대의 형태를 가질 수 있다. 본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 밴드(110)는 패치 형태를 가질 수 있다.

전력 수신 코일(136)은 유연성을 가지는 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 전력 수신 코일(136)은 박판 코일, 도전성 섬유, 또는 도전성 폴리머로 형성될 수 있다. 또는 상기 전력 수신 코일(136)은 유연성 기판에 도전성 물질로 형성된 패턴일 수 있다. 상기 전력 수신 코일(136)은 교류 전력을 수신할 수 있다. 상기 전력 수신 코일(136)은 스파이럴 구조의 평면 형상이 바람직하다. 상기 전력 수신 코일(136)은 일정한 높이를 가지는 구조를 가질 수 있다.

상기 정류기(134)는 상기 전력 수신 코일(136)에 전기적으로 연결되어 교류 전력을 정류하여 직류 전압을 제공할 수 있다.

축전기(132)는 상기 정류기(134)가 제공한 직류 전원을 저장하는 수단일 수 있다. 상기 축전기(132)는 상기 측정 모듈(100)에 전력을 공급한다.

증폭기(124)는 상기 전극(122)에 연결되어 생체 신호를 제공받아 생체 신호를 증폭할 수 있다.

필터부(126)는 상기 증폭기(124)의 출력 신호를 입력으로 제공받아, 필터링을 수행할 수 있다. 상기 필터부(126)는 측정하고자 하는 신호에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 상기 필터부(126)는 복수의 필터링 단계를 포함할 수 있다.

발진기(142)는 소정의 발진 주파수로 발진할 수 있다. 상기 발진기(142)는 발진 신호를 출력할 수 있다. 상기 발진 주파수는 수십 Khz 내지 수 Mhz일 수 있다.

상기 믹서(144)는 필터링된 생체 신호와 상기 발진 신호를 제공받아 변조할 수 있다. 상기 믹서(144)는 주파수 변수, 진폭 변조 등 다양한 변조 방법이 수행될 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 믹서(144)를 통한 변조없이, 필터링된 생체 신호 또는 증폭된 생체 신호가 직접 신호 송신 코일(146)에 제공될 수 있다.

상기 신호 송신 코일(146)은 인덕터이다. 따라서, 유도 결합에 의하여 신호를 근거리 전달할 수 있다. 상기 신호 송신 코일(146)은 평면 형상이 바람직하다. 그러나, 상기 신호 송신 코일(146)은 일정한 높이를 가지는 구조를 가질 수 있다. 상기 신호 송신 코일(146)은 유연성을 가지는 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 신호 송신 코일(146)은 박판 코일, 도전성 섬유, 또는 도전성 폴리머로 형성될 수 있다. 또는 상기 신호 송신 코일(146)은 유연성 기판에 도전성 물질로 형성된 패턴일 수 있다. 상기 신호 송신 코일(146)은 평면에 배치된 스파이럴 구조일 수 있다.

상기 허리띠(210)는 버클(212)과 띠(214)를 포함할 수 있다. 상기 제어 모듈(200)은 상기 허리띠(210)에 장착될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 제어 모듈(200)은 상기 띠(214)의 내부에 장착될 수 있다. 상기 띠(214)는 소정의 폭을 가지고 가죽 또는 섬유로 형성될 수 있다. 상기 버클(212)은 상기 띠에 형성된 구멍(213)과 결합하여, 상기 허리띠(210)는 인체에 장착될 수 있다.

상기 제어 모듈(200)은 상기 신호 송신부(140)로부터 신호를 수신하여 처리하는 신호 수신부(240), 상기 전력 송신부(130)에 전력을 전송하는 전력 전송부(230), 및 상기 신호 수신부(240)의 출력 신호를 처리하는 생체 정보를 추출하는 제어부(223)를 포함할 수 있다.

상기 신호 수신부(240)는 상기 신호 송신부(140)로부터 신호를 수신하는 신호 수신 코일(242), 상기 신호 수신 코일(242)의 출력 신호를 증폭하거나 필터링하는 예비 처리부(244), 및 상기 예비 처리부(244)의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(246)를 포함할 수 있다.

상기 전력 전송부(230)는 전력 수신부(130)에 전력을 무선으로 제공하기 위하여 유도 전기장을 방사하는 전력 전송 코일(232); 및 상기 전력 전송 코일(232)에 흐르는 전류를 소정의 변조 주파수로 변조하는 변조부(234)를 포함할 수 있다.

상기 제어 모듈(200)은 처리한 생체 정보를 저장하는 저장부(224), 외부와 유선 또는 무선으로 데이터를 전송하는 통신부(225), 및 데이터를 표시하는 표시부(226), 사용자에게 경고 신호를 출력하는 경고부(229), 및 상기 제어 모듈을 구동시키는 전원부(227) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 제어 모듈(200)은 무선으로 전력을 상기 측정 모듈(100)에 공급하고, 무선으로 생체 신호 또는 생체 신호를 처리한 신호를 제공받는다. 따라서, 상기 제어 모듈(200)은 상기 측정 모듈(100)과 블루투스 통신과 같은 통신 모듈을 사용하는 것이 아니라 유도 결합에 의하여 전력 및 신호를 교환한다. 상기 제어 모듈(200)과 상기 측정 모듈(100) 사이의 거리가 일정할 필요가 있다. 따라서, 상기 제어 모듈(200)은 허리띠 또는 복대에 장착될 수 있다. 상기 제어 모듈(200)은 허리띠에 장착되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 허리띠(210)는 쉽게 오염되지 않아, 방수 처리가 요구되지 않는다. 상기 허리띠(210)는 필수품으로 상기 제어 모듈(200)이 상기 허리띠(210)에 장착됨에 따라, 비용의 증가가 거의 없다. 또한, 상기 허리띠(210)는 신호 수신 코일(242) 및 전력 전송 코일(232)이 장착될 수 있는 충분한 공간을 확보하고 있다.

상기 신호 수신 코일(242)은 상기 신호 송신 코일(146)과 인접하게 배치된다. 상기 신호 수신 코일(242)은 평면에 배치된 스파이럴 구조일 수 있다. 상기 신호 수신 코일(242)은 상기 신호 송신 코일(146)과 정렬될 수 있다. 상기 신호 수신 코일(242)은 유연성을 가질 수 있다. 상기 신호 수신 코일(242)은 상기 신호 송신 코일(146)과 유도 결합할 수 있다.

상기 신호 수신 코일(242)의 출력 신호는 상기 예비 처리부(244)에 제공될 수 있다. 상기 예비 처리부(244)는 증폭기 및/또는 필터를 포함할 수 있다. 상기 예비 처리부(244)는 변조된 생체 신호에서 원래의 생체 신호를 추출하도록 역변조부를 더 포함할 수 있다.

아날로그-디지털 변환기(246)는 상기 예비 처리부(244)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 상기 아날로그-디지털 변환기(246)의 출력 신호는 제어부(223)에 제공될 수 있다.

상기 제어부(223)는 디지털 변환된 생체 신호를 제공받아, 신호 처리할 수 있다. 이에 따라, 디지털 변환된 생체 신호로부터, 심박수, 심전도 파형 등을 얻을 수 있다. 또한, 상기 제어부(223)는 처리된 심박수를 표시부(226)에 표시할 수 있다. 또한, 심전도 파형, 심박 수 등은 저장부(224)에 저장할 수 있다. 또한, 심박수가 문턱값 이상 또는 이하인 경우, 상기 제어부(223)는 경고 신호를 경고부(229)에 제공할 수 있다. 상기 경고부(229)는 경고등 또는 알람을 포함할 수 있다. 상기 제어부(223)는 데이터를 통신부(225)를 통하여 외부 장치에 전달할 수 있다. 상기 통신부(225)는 유선 통신 및/또는 무선 통신일 수 있다. 상기 유선 통신의 경우, USB 통신, 전화선 또는 인터넷을 통하여 통신할 수 있다. 한편, 무선 통신의 경우, 블루투스 통신할 수 있다.

전원부(227)는 배터리를 포함할 수 있다. 상기 전원부(227)는 상기 제어 모듈(200)에 전력을 공급할 수 있다.

상기 변조부(234)는 상기 전원부(227)로부터 전력을 공급받아 변조 주파수를 가진 교류 전류를 형성할 수 있다. 상기 변조부(234)의 출력 신호는 상기 전력 전송 코일(232)에 전달될 수 있다. 상기 전력 전송 코일(232)은 유도 결합 형식으로 전력을 전달할 수 있다.

상기 전력 전송 코일(232)은 유연성을 가질 수 있다. 상기 전력 전송 코일(232)은 스파이럴 구조의 평면 코일일 수 있다. 상기 전력 전송 코일(232)의 주위에 전력 전달의 효율을 증가시키기 위하여 자성체가 더 배치될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 생체 신호 측정 장치를 설명하는 단면도이다.

도 6을 참조하면, 허리띠(210)는 버클(212)과 띠(214)를 포함할 수 있다. 제어 모듈(200)은 상기 버클(212)에 장착될 수 있다. 상기 버클(212)의 일면에는 제어부(223)가 장착되고, 상기 버클(210)의 타면에는 신호 수신 코일(242) 및 전력 전송 코일(232)이 배치될 수 있다. 상기 버클(212)의 타면에는 힌지에 의하여 띠(214)를 고정하는 회전부(212b)가 배치될 수 있다. 상기 버클(212)의 타면에는 띠의 구멍에 삽입되는 돌출부(212a)가 배치될 수 있다.

밴드(110)의 일면에는 증포기(124), 신호 전송부(140), 및 전력 수신부(130)이 배치될 수 있다. 상기 밴드(110)의 타면에는 전극(122)이 배치될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 생체 신호 측정 장치를 설명하는 평면도이다.

도 8은 도 7의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 밴드(110) 상에 접착부(171)가 배치된다. 상기 접착부(171)는 상기 밴드(110)의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다. 이에 따라, 상기 접착부(171)는 상기 밴드(110)를 인체에 고정할 수 있다. 상기 접착부(171)는 직물 또는 유연성 있는 고무 재질일 수 있다. 상기 접착부(171)는 일회용일 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 생체 신호 측정 장치를 설명하는 블록도이다. 도 5와 중복되는 설명은 생략한다.

도 9를 참조하면, 휴대용 생체 신호 측정 장치(10a)는 인체에 직접 부착되어 생체 신호를 측정하는 전극(122)을 포함하고 상기 생체 신호를 아날로그 신호 처리하여 무선 전송하고 무선으로 전력을 전송받는 측정 모듈(100a), 상기 측정 모듈 및 상기 전극을 고정하는 밴드(110), 및 상기 측정 모듈(100)에 무선으로 전력을 공급하고 무선 전송된 상기 생체 신호를 무선으로 제공받아 처리하는 제어 모듈(200a)을 포함한다. 상기 제어 모듈(200a)은 허리띠(210)에 장착될 수 있다.

상기 측정 모듈(100a)은 상기 전극(122)에서 생체 신호를 증폭하여 노이즈를 제거하는 측정부(120), 상기 측정부(120)에서 처리된 상기 생체 신호를 처리하여 무선으로 방사하는 신호 송신부(140a); 및 무선으로 전력을 수신하는 전력 수신부(130)를 포함할 수 있다.

상기 신호 송신부(140a)는 소정의 발진 주파수로 발진하는 발진기(142), 상기 측정부(120)의 출력 신호가 임계값 이상인 경우 발진기의 출력신호를 신호 송신 코일(146)에 제공하는 비교부(148), 및 상기 비교부(148)의 출력 신호를 방사하고 유연성을 가진 신호 송신 코일(146)을 포함할 수 있다. 상기 비교부(148)는 심전도 신호를 이용하여 일정한 임계값이 이상인 경우, 심박을 나타내는 발진기의 출력 주파수를 가지는 펄스 신호를 상기 신호 송신 코일(146)에 제공할 수 있다.

상기 전력 수신부(130)는 무선으로 전력을 수신하는 전력 수신 코일(136), 상기 전력 수신 코일(136)에 유도된 전류를 정류하는 정류기(134), 및 상기 정류기의 전력을 저장하는 축전기(132)를 포함할 수 있다.

상기 제어 모듈(200a)은 상기 신호 송신부(140a)로부터 신호를 수신하여 처리하는 신호 수신부(240), 상기 전력 송신부(130)에 전력을 전송하는 전력 전송부(230), 및 상기 신호 수신부(240)의 출력 신호를 처리하는 생체 정보를 추출하는 제어부(223)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(200a)는 상기 신호 수신 코일(242)의 출력 신호를 증폭하가나 필터링하는 예비 처리부(244), 및 상기 예비 처리부(244)의 출력 신호가 소정의 발진 주파수를 가진 펄스 형태인 것을 판단하는 판단부(228)를 포함한다. 상기 판단부(228)는 소정의 발진 주파수를 가진 펄스 형태를 판단하여 심박 신호인 경우, 상기 제어부(223)에 심박 카운트 신호를 제공할 수 있다. 상기 제어부(223)는 상기 심박 카운트 신호를 제공받아, 분당 심박수를 계산할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

10: 생체 신호 측정 장치
122: 전극
100: 측정 모듈
110: 밴드
200: 제어 모듈
210: 허리띠

Claims

인체에 직접 부착되어 생체 신호를 측정하는 전극을 포함하고 상기 생체 신호를 아날로그 신호 처리하여 무선 전송하고 무선으로 전력을 전송받는 측정 모듈;
상기 측정 모듈 및 상기 전극을 고정하는 밴드; 및
상기 측정 모듈에 무선으로 전력을 공급하고 무선 전송된 상기 생체 신호를 무선으로 제공받아 처리하는 제어 모듈을 포함하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제어 모듈은 허리띠에 장착되는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제1 항에 있어서,
상기 측정 모듈은:
상기 전극에서 생체 신호를 증폭하여 노이즈를 제거하는 측정부;
상기 측정부에서 처리된 상기 생체 신호를 처리하여 무선으로 방사하는 신호 송신부; 및
무선으로 전력을 수신하는 전력 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제3 항에 있어서,
상기 측정부는:
상기 전극;
상기 전극에 연결되어 생체 신호를 처리하는 증폭기; 및
상기 증폭기의 출력 신호에서 노이즈를 제거하는 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제3 항에 있어서,
상기 신호 송신부는:
소정의 발진 주파수로 발진하는 발진기;
상기 측정부의 출력 신호 및 상기 발진기의 출력신호를 제공받아 변조하여 출력하는 믹서; 및
상기 믹서의 출력 신호를 방사하고 유연성을 가진 신호 송신 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제3 항에 있어서,
상기 전력 수신부는:
무선으로 전력을 수신하는 전력 수신 코일;
상기 전력 수신 코일에 유도된 전류를 정류하는 정류기; 및
상기 정류기의 전력을 저장하는 축전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제3 항에 있어서,
상기 신호 송신부는:
소정의 발진 주파수로 발진하는 발진기;
상기 측정부의 출력 신호가 임계값 이상인 경우 상기 발진기의 출력신호를 신호 송신 코일에 제공하는 비교부; 및
상기 비교부의 출력 신호를 방사하고 유연성을 가진 신호 송신 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제3 항에 있어서,
상기 제어 모듈은:
상기 신호 송신부로부터 신호를 수신하여 처리하는 신호 수신부;
상기 전력 송신부에 전력을 전송하는 전력 전송부; 및
상기 신호 수신부의 출력 신호를 처리하는 생체 정보를 추출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제8 항에 있어서,
상기 신호 수신부는:
상기 신호 송신부로부터 신호를 수신하는 신호 수신 코일;
상기 신호 수신 코일의 출력 신호를 증폭하거나 필터링하는 예비 처리부; 및
상기 예비 처리부의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제8 항에 있어서,
상기 전력 전송부는:
전력 수신부에 전력을 무선으로 제공하기 위하여 유도 전기장을 방사하는 전력 전송 코일; 및
상기 전력 전송 코일에 흐르는 전류를 소정의 변조 주파수로 변조하는 변조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제8 항에 있어서,
상기 제어 모듈은:
처리한 생체 정보를 저장하는 저장부;
외부와 유선 또는 무선으로 데이터를 전송하는 통신부;
데이터를 표시하는 표시부;
사용자에게 경고 신호를 출력하는 경고부; 및
상기 제어 모듈을 구동시키는 전원부 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제1 항에 있어서,
상기 생체 신호는 심전도 신호인 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.
제2 항에 있어서,
상기 허리띠는 버클과 유연성을 가진 띠를 포함하고,
상기 제어 모듈은 상기 버클에 장착되는 것을 특징으로 하는 휴대용 생체 신호 측정 장치.