KR101407049B1 - 소음신호가 중첩된 청진기의 검출신호로부터 생체신호를 추출하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자청진기 또는 원격청진기로 검출한 중첩신호로부터 생체신호를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 청진기에 의해 검출된 중첩신호는 신체 내부의 음원으로부터 발생하는 생체신호와 신체 외부의 음원으로부터 발생하는 소음신호로 구성되는 바, 본 발명은 상기 중첩신호로부터 직접 생체신호만을 추출하는 다양한 장치 및 방법은 물론 상기 중첩신호로부터 소음신호를 제거하여 생체신호만을 추출하는 다양한 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

소음신호가 중첩된 청진기의 검출신호로부터 생체신호를 추출하는 장치 및 방법 {AN APPARATUS AND METHOD OF EXTRACTING BODY SIGNALS FROM SIGNALS INCLUDING NOISE SIGNALS AND DETECTED BY A STETHOSCOPE}

본 발명은 소음신호가 중첩된 청진기의 검출신호로부터 생체신호를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 검출신호로부터 직접 생체신호만을 추출이 가능하고, 또한 검출신호로부터 소음신호를 제거하여 생체신호만을 추출할 수 있는 소음신호가 중첩된 청진기의 검출신호로부터 생체신호를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 모든 전자회로 중 특히 신호계 회로에 있어서는 잡음을 제거하거나 목적하는 신호 주파수 범위만을 여과하는 필터(filter)회로가 구비되어 있다. 예컨대 고역(高域) 필터는 어느 주파수 이상의 전류는 통과하나 그 주파수 이하의 전류에 대하여는 크게 감쇄하거나 통과가 억제하게 되어 있다. 또 저역(低域) 필터는 어느 일정한 주파수 이하의 전류는 용이하게 통과되나 그 이상의 주파수는 통과가 억제되거나 감쇄하게 되어있다. 또 대역 소거필터는 2개의 주파수 사이의 전류는 감쇄되거나 통과가 저지되고 2개의 주파수의 전류만 통과하게 되어 있다. 이들 회로는 콘덴서와 코일이 병렬로 연결된 일종의 동조회로이다. 따라서 여과할 주파수가 이미 결정되어 있고 결정된 주파수에 동조되게 코일과 콘덴서의 값을 조절하여 여과하게 되어있다.

최근에는 전자 체온계, 전자 혈압계, 전자 맥박계, 전자 청진기 등이 개발되어 있고 이들 전자회로에도 필터회로가 구비되어 있다.

한국공개특허 제10-2002-0095004호는 사용자의 특정 신체부위에서 측정된 현재상태 음파데이터와, 저장되어 있는 질병별 음파데이터 및 사용자의 정상상태 음파데이터를 비교함으로써 현재의 건강상태를 진단할 수 있는 자가진단 형 디지털 청진기 및 그 방법과 통신망을 이용한 원격 진단방법에 관한 것으로서, 사용자의 특정 신체부위의 청진음을 집음하기 위한 집음 수단; 상기 집음된 청진음에 따라 전기적 신호를 발생하는 전기적 신호 발생수단; 상기 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 신호처리 수단; 변환수단과 사용자에 대한 현재 상태 음파데이터, 정상상태 음파데이터 및 질병 별 음파데이터를 저장하기 위한 저장수단; 사용자의 요구에 따라 입/출력을 수행하는 입/출력수단; 및 디지털 청진기의 전반적인 제어기능을 수행하고, 상기 사용자의 현재 음파데이터와 저장된 질병별 음파데이터 및 정상상태 음파데이터를 비교분석하여 상기 사용자의 현재건강상태를 진단한 후, 상기 진단결과를 상기 출력 수단으로 전송하기 위한 중앙처리 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 개시된 기술에 따르면, 신체 각 부위의 현재 음파를 측정하여, 미리 저장되어 있는 질병별 음파데이터나 정상상태 음파데이터를 비교하여 자신의 건강상태를 검진하는 효과가 있다.

한국공개특허 제10-2007-0025266호의 디지털 청진기는 청진마이크가 내장된 집음판에 의해 검출된 청진 데이터를 필터에 의해 잡음을 여과하고 증폭기에 의해 증폭한 다음 디지털 변환기에 의해 디지털 데이터로 변환하고 저장된 표준 청진음과 비교회로에 의해 비교한 다음 그 결과의 병명을 기록 저장하는 동시 음향과 도형으로 표시하게 된 것이다.

미국특허출원공개 US2004/0092846호의 심장질환의 진단장치 및 진단방법은 그래픽칼 유저(graphical user) 및 보이스 가이드 프로토콜(voice guide protocol)이 결합된 것으로 표준 진단 순서를 나타낸 도형의 지시된 신체부위에 청진기를 대고 청진 데이터를 검출하고 검출된 데이터를 여과 및 증폭하여 기록하는 동시에 예비된 표준 프로토콜과 대비하여 분석한 다음 그 결과가 도형으로 표시되어 표준 도형과 비교하면서 도형에 의해 진단결과를 파악할 수 있게 된 것이다.

한국등록특허 제10-0404595호의 전자청진기는 신체에서 발생되는 음향에 따라 진동되는 다이아프램(diaphragm)의 진동을 전기음향으로 변환하는 마이크로폰 및 전기 음향신호에 따라 음향을 출력하는 스피커를 구비하되 이어피스 내부에 구비하고 마이크로폰에 의한 전기적 신호는 제1증폭기에 의해 증폭되고 제1, 제2, 제3필터기구에 의해 주파수 대역에 따라 분리하고 분리된 음향신호의 주파수 대역에 따라 모드선택 스위치에 의해 선택한 다음 제2증폭기에 의해 증폭되고 스피커에 의해 음향 신호를 출력하거나 컴퓨터에 입력시키어 환자의 생체음(生體音) 데이터를 저장하고 원격 진료할 수 있게 된 것이다.

한국등록특허 제10-0669531호의 유에스비포트를 이용한 무선 디지털 청진기는 인체의 흉부에서 발생되는 소리를 집음하는 집음기와 상기 집음기를 거친 미약한 전기음향 신호를 증폭하는 증폭기와 상기 증폭기에서 증폭된 전기 음향 신호 중 저주파 대역의 신호를 통과시킴과 아울러 흉부의 심호흡음 신호를 고주파수로 변조하는 변조기 및 상기 변조기를 통해 변조된 신호를 발진기와 대역통과 필터 및 안테나를 통해 흉부음을 무선으로 송신하는 무선송신부 등을 구비한 송신부청진기 및 상기 송신부 청진기에서 전송된 흉부음을 수신하는 수신 안테나와 수신안테나에 의해 수신된 신호를 중간 주파수로 변환한 후 원래의 신호로 복조하는 UHF 수신부와 상기 수신부로부터 수신된 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 A/D 컨버터로부터 출력되는 흉부음과 관련된 디지털 신호를 외부 접속장치로 전달하는 USB포트를 구비한 수신장치를 포함하여 구성된 것으로 생체신호분석 프로그램에 의해 흉부음과 음의 파형을 눈으로 확인하고 소리로 들을 수 있게 된 것이다.

한국공개특허 제10-2011-00346667호의 청진신호의 환경잡음을 감소하고 청진기로 환자를 청진하면서 코멘트들을 기록하기 위한 어플리케이션 서버는 청진기에 구비된 마이크에 의해 청진음과 환경음을 수신하는 수단과 환자의 머리맡에 설치된 인터폰에 구비된 마이크에 의해 환경음을 수신하는 수단을 어플리케이션에 연결하여 청진기의 마이크에 의해 수신된 청진음에 믹싱된 환경음을 소거하여 청진음만을 청진기의 이어폰에 송신하여 들을 수 있게 하고 인터폰에 설치된 마이크를 통하여 수신된 환경음 중 특히 의사의 코멘트를 음성 인식회로에 의해 음성 주파수를 주출하여 데이터베이스에 의사의 코멘트 음성을 기록하여 의사가 청진하면서 코멘트사항을 기록지에 기록하는 불편을 제거하고 보다 편리하게 청진할 수 있게 제어하는 어플리케이션 서버이다.

미국특허출원등록 5,548,651호의 스트레오 청진기(Stereophonic Stethoscope)는 증폭기가 내장된 본체의 하단부에 2개의 신체 접촉판이 구비된 지지 관을 형성하고 지지관의 내단부에 각각 마이크를 장착하여 신체 기관의 운동음을 입체음으로 청진할 수 있는 동시 녹음장치에 녹음하게 된 것이다.

미국특허출원등록 5,599,261호의 스트레오 청진기(Stereophonic Stethoscope)는 좌우 양측 귀에 꽂는 이어피스(earpiece)가 연결된 접속구에 청진 센서가 각각 구비된 2개의 도관을 관접하여 각 센서에 의해 검출된 청진음을 좌 우 양측 귀로 각 각 들을 수 있게 하고 또 하나의 접속구에 이어 피스를 연결하여 2 사람이 청진음을 들을 수 있게 된 것이다.

한국공개특허 제10-2002-0095004호 한국공개특허 제10-2007-0025266호 미국특허출원공개 US2004/0092846호 한국등록특허 제10-0404595호 한국등록특허 제10-0669531호 한국공개특허 제10-2011-00346667호 미국특허출원등록 5,548,651호 미국특허출원등록 5,599,261호

전자 체온계, 전자 혈압계, 전자 맥박계 등의 센서는 신체의 혈압과 체온을 감지하는 것이므로 혈압 또는 체온을 측정하는 특정 신체 부위 주위에서 발생되는 외부 소음은 혈압 또는 체온 측정에 별다른 영향을 주지 않아 측정한 협압 또는 체온 관련 데이터의 처리가 용이하다.

한편 청진기의 경우에는 청진 마이크 등과 같은 검출기에 의해 신체의 각 기관의 운동 시에 발생되는 생체신호를 검출하게 되어 있으나 실제 검출기에 의해 신체 내부의 생체신호만 검출되는 것이 아니고 청진시의 다양한 각종 소음신호가 함께 중첩되어 검출되기 때문에, 이러한 중첩신호로부터 소음신호를 제거하고 신체 내부에서 발생되는 생체신호만을 추출하기가 쉽지 않다.

청진기로 검출할 수 있는 생체신호 중 순환기 계통 청진 모드에 따라 검출되는 주요한 생체신호는 심장의 수축기와 이완기에 따른 심장 박동음, 목, 경동맥 부위의 혈류음, 호흡기 계통 청진모드에 따라 검출되는 생체신호는 호흡음, 소화기 계통 청진 모드에 따라 검출되는 생체신호는 장 운동음과 청진음의 변형, 음질 등이다.

이와 같이 실제 청진기에 의해 검출되는 검출신호는 신체 내부의 다양한 생체신호 뿐 아니라 청진시의 주위의 각종 소음신호가 혼합하여 검출되는 중첩신호이다. 이러한 신체 내부의 생체신호와 신체 외부의 소음신호가 혼합되어 있는 중첩신호를 검출하더라도 의료진은 교육과 경험을 통하여 청각적으로 신체 내부의 생체신호와 신체 외부 또는 기타 소음에 의한 소음신호를 구분하여 인체의 건강상태를 진단할 수 있는 능력이 있다.

그러나 전자 청진기를 이용하여 검출한 검출신호는 신체 내부의 생체신호에 신체 외부의 각종 소음신호가 중첩되어 있는 중첩신호이며, 생체신호 및 소음신호 양자가 모두 저주파 신호이기 때문에 주파수, 위상 및 진폭에서 신체 내부의 생체신호와 신체 외부 또는 기타의 음원으로부터 발생하는 소음신호를 구분하고, 중첩신호로부터 신체 내부로부터 발생하는 생체신호만을 추출하는데 문제점이 있었다.

따라서 각종 전자 청진기는 물론 원격 청진기가 개발되었으나 실제적으로 상기 전자 청진기 및 원격 청진기에서 검출된 각종 소음신호 제거의 어려운 문제로 인하여 제대로 실용화 되지 못하고 있는 실정이다.

청진기에 의해 검출되는 신체 내부의 음원에 의한 생체신호에는 상기한 바와 같이 심장의 심장음을 비롯하여 폐, 목 경동맥, 위, 장 등 각 신체기관의 운동으로 발생되는 다양한 신호가 있다. 본 발명을 설명하기 위하여 신체 내부의 심장순환기 계통(심장의 심방과 심실 및 밸브, 대동맥, 목 경동맥 등 포함), 호흡기 계통(폐, 기도 등 포함), 소화기 계통(위, 소장, 대장 등) 등의 각 기관이나 상기 각 기관의 또는 상기 기관 주위의 혈관, 조직 등의 운동은 물론 이러한 기관, 혈관, 조직 등에 흐르는 혈류(blood flow), 기류(air flow), 음식물의 이동 등 신체 내부의 음원에 의해 발생되는 음성신호 및 진동신호를 구분 없이 "생체신호"라 하고, 신체 외부 환경 및 기타 청진 모드에 따라 신채 외부의 음원에 의하여 발생되고 본 발명의 청진기에 의해 생체신호에 중첩되어 또는 독립적으로 검출되는 각종 소음들을 "소음신호"라고 정의하여 본 발명의 다양한 실시예를 설명하기로 한다. 또한 본 발명의 "중첩신호"란 상기 생체신호에 상기 소음신호가 중첩된 신호를 지칭한다. 또한 본 발명의 "검출신호"란 특별한 언급이 없는 한 상기 중첩신호를 지칭하되, 특정 검출 구성 또는 방법에 따라 생체신호 또는 소음신호만을 검출하는 경우에는 각각 생체신호 또는 소음신호를 의미한다.

본 발명의 "검출기"란 본 발명의 다양한 실시예의 청진기에 장착되어 상기 중첩신호, 검출신호, 생체신호, 소음신호 등을 검출할 수 있는 공지의 기기를 통칭한다. 따라서 본 발명의 검출기에는 다양한 주파수 대역에서 다양한 방법으로 가청주파수의 음파, 초저음파 또는 초음파를 검출할 수 있는 공지의 마이크, 집음기 등의 센서는 물론 가청주파수의 음파, 초저음파 또는 초음파 대역의 기계적 진동을 검출할 수 있는 공지의 기기를 포함한다. 또한 상기 검출기는 상기 중첩신호, 검출신호, 생체신호, 소음신호 등을 전기적 신호, 광학적 신호, 자기적 신호 등의 형태로 제공할 수 있다.

따라서 본 발명의 검출신호, 중첩신호, 생체신호 및 소음신호는 사용자 또는 의료진이 청각을 이용하여 감지할 수 있는 약 16~20,000 Hz 정도의 가청주파수 영역의 음파, 초저음파 또는 초음파 및 상기 가청주파수 영역의 기계적 진동, 초저음파 영역의 기계적 진동 또는 초음파 영역의 기계적 진동을 상기 검출기가 검출하여 발생하는 다양한 상기 중첩신호, 검출신호, 생체신호, 소음신호 등을 지칭한다.

또한 본 발명의 "사용자"는 본 발명의 다양한 실시예의 청진기를 사용하는 사용자 또는 환자는 물론 경우에 따라 상기 "생체신호"를 이용하여 사용자 자신 또는 환자의 건강 상태나 질병을 확인하는 의료진을 통칭한다.

본 발명에서 "제어부"란 본 발명의 다양한 실시예의 청진기를 이용하여 추출한 생체신호를 기준 생체신호 데이터와 비교하는 프로그램, 상기 프로그램이 장착된 회로 또는 칩(chip) 및 이에 상응하는 기존의 소프트웨어 및 하드웨어 등을 통칭한다.

본 발명은 청진기에 의해 검출되는 중첩신호로부터 생체신호를 직접 추출하는 다양한 장치 및 방법은 물론 상기 중첩신호를 검출한 후 이에 포함된 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출하는 데 주안점이 있으므로, 본 발명에서는 청진시에 검출된 중첩신호로부터 직접 생체신호를 추출하는 장치 및 방법은 물론 중첩신호로부터 신체 외부의 음원에 의한 각종 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출하는 장치 및 방법에 대하여 주로 설명한다.

본 발명의 제1실시예는 청진기에 의해 검출된 중첩신호로부터 소음신호를 제거하기 위하여 2개 이상의 검출기(일예로 가청주파수 대역의 음파 또는 가청주파수의 범위를 벗어나는 초저음파 또는 초음파를 검출할 수 있는 마이크 또는 기존의 집음기 등)를 이용하여 하나의 청진 영역에서 2개 이상의 동일한 또는 유사한 소음신호를 동시에 검출한 후, 중첩신호로부터 소음신호를 제거 또는 분리함으로써 생체신호를 추출하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 즉 하나의 소음신호는 생체신호에 소음신호가 중첩된 또는 겹쳐진 상태의 중첩신호에 포함되어 검출되고 또 하나의 소음신호는 생체신호에 중첩되지 않은 또는 겹쳐지지(overlap) 않은 상태로 검출된다. 이들 2개의 소음신호는 검출시간의 동기성(同期性)과 검출위치(檢出位置)의 동일성(또는 유사성) 및 검출성능이 동일하여 동위상(同位相)(또는 유사위상) 소음신호(騷音信號)이다.

따라서 본 발명의 제1실시예의 청진기는 상기 2개의 동위상(또는 유사위상) 소음신호를 검출한 다음 제1실시예 또는 공지의 동위상(同位相)(또는 유사위상) 신호 소거(信號消去) 수단 또는 역위상(逆位相) 신호 소거(信號消去)수단 또는 비교기(comparator)에 의해 상기 소음신호들을 서로 상쇄하여 생체신호를 추출한다. 이를 위하여 본 발명의 제1실시예의 청진기는 동일한(또는 유사한) 소음신호를 검출하기 위하여 동일한(또는 유사한) 또는 상이한 기존의 검출기를 사용할 수 있다.

따라서 본 발명의 제1실시예의 청진기는 일단(일예로 두부 또는 측부)에 한 쌍의(또는 3개 이상의) 공지의 청진 마이크와 같은 검출기를 구비하여 하나의 청진 영역에서 생체신호와 소음신호가 중첩된 중첩신호 및 생체신호에 중첩되지 않은 소음신호를 동시에 검출하여 검출된 2개의 동위상(또는 유사위상) 소음신호를 서로 상쇄하여 생체신호를 추출한다. 또한 본 발명의 제1실시예의 청진기는 가청주파수 대역의 공지의 마이크 외에도 가청주파수 대역을 벗어나는 초저음파 또는 초음파는 물론 상기 주파수 대역의 진동파를 검출할 수 있는 기존의 검출기를 마이크 대용으로 사용할 수도 있다.

본 발명의 제1실시예의 다른 목적은 청진기에 구비된 한 쌍의(또는 3개 이상의) 청진 마이크에 의해 검출된 2개 이상의 동위상(또는 유사위상) 소음신호를 동위상(또는 유사위상) 신호 소거수단 또는 역위상 신호 소거수단 또는 비교회로에 의해 상쇄시키어 중첩신호로부터 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출하는 것이다.

본 발명의 제1실시예의 청진기의 소음 제거장치는 청진기의 일단(일예로 두부 또는 측부)에 성능과 기능이 동일한(또는 유사한) 한 쌍(또는 3개 이상)의 검출기(일예로 청진 마이크 등)가 구비되어 있으며, 그 중 하나는 신체에 직접 접촉되는 접촉성 제1마이크인 반면 나머지는 신체에 접촉되지 않는 비접촉성 제2마이크이다. 즉 제1마이크는 청진기의 하부 측(즉 사용 시 신체에 더 가깝도록)에 위치되고 제2마이크는 제1마이크 상부에 적당한 높이(즉 사용 시 신체에서 더 멀어지도록, 일예로 제1마이크보다 0.1~3 cm, 또는 0.5~5 cm 정도) 차이를 두고 설치하며 상기 마이크들의 도선은 청진기 내부 또는 외부에 구비된 소음신호 제거회로의 입력단자에 각각 연결되어 있다.

본 발명의 제1실시예의 상기 구성에 의하면 청진기의 두부에 제1마이크와 제2마이크가 상하 높이 차이를 두고 구비되어 있기 때문에 신체의 청진 부위를 청진할 때 하부 측에 위치된 제1마이크만 신체의 청진 영역에 접촉되어 신체 내부의 생체신호와 신체 외부의 소음신호가 함께 중첩된 중첩신호를 검출한다. 또 상부 측에 위치된 제2마이크는 신체에 접촉하지 않으므로 신체 외부의 각종 소음신호만을 직접 검출하게 된다.

이와는 달리 본 발명의 제1실시예의 청진기는 제2마이크가 신체와 접촉하지만 소음신호와 생체신호가 중첩된 중첩신호를 검출하지 않고 직접 소음신호만을 검출하도록 상이하게 구성할 수도 있다. 즉 상기 구성의 제2마이크는 제1마이크의 측면에 설치하되 신체와 접촉하는 부분에 방음재 또는 검출하고자 하는 주파수 영역의 음파 또는 진동의 생체신호의 전달을 차단할 수 있는 물질을 장치함으로써 전체적으로 또는 부분적으로 신체와 물리적으로 접촉하지만 중첩신호를 검출하지 않고 소음신호만을 검출할 수도 있다. 따라서 이러한 구성의 제2마이크는 반드시 제1마이크의 상부에 위치할 필요가 없으므로, 제2마이크는 제1마이크의 측면에 위치하거나 오히려 제1마이크보다 신체에 가깝도록 위치할 수 있다. 즉 제2마이크가 중첩신호를 검출하지 않고 소음신호만 검출할 수 있도록 장착될 경우 제1마이크에 대한 제2마이크의 상대적 위치는 중요하지 않다.

따라서 본 발명의 제1실시예의 청진기는 하나의 청진 영역에서 동일한(또는 유사한) 기능과 성능을 가진 2개 이상의 검출기(일예로 위에서 설명한 제1마이크와 제2마이크)에 의해 청진시 2개 또는 그 이상의 소음신호를 검출하는 것을 특징으로 한다. 즉 청진기에 의해 검출된 상기 2개 또는 그 이상의 소음신호는 청진 영역의 동일성(또는 유사성)과 검출 시기의 동기성(또는 유사성) 및 검출 기능의 동일성(또는 유사성)으로 인하여 2개의 동위상(또는 유사위상) 소음신호(信號信號)를 검출한 후 중첩신호로부터 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출한다.

본 발명의 제1실시예의 청진기는 기존의 청진기에 비하여 여러 가지 장점을 지닌다. 특히 기존의 청진기의 경우 1개 또는 2개의 청진 마이크에 의해 검출된 신체 내부의 생체신호와 소음신호의 중첩신호를 필터회로에 공급하더라도 생체신호를 추출하기가 쉽지 않았으나, 본 발명의 제1실시예에서는 2개(또는 3개 이상)의 청진 마이크에 의해 2개(또는 3개 이상)의 소음신호를 동시적으로 검출하게 되므로 소음신호 제거회로에 의해 상기 동위상(또는 유사위상) 소음 신호는 서로 상쇄 처리가 가능하여 검출된 중첩신호로부터 소음신호를 보다 확실하게 제거할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 제1실시예의 청진기에 사용할 수 있는 동위상(또는 유사위상) 신호 소거회로의 예는 다양하며 일예로 공지의 차동증폭회로(差動增幅 回路)를 채택할 수 있다. 상기 차동증폭회로는 일반적으로 컬렉터 연결의 2개의 트랜지스터 베이스의 입력단에 각각 가해진 두 신호의 전압차가 증폭되어 컬렉터 측으로 출력이 나타나고 베이스에 입력되는 동위상 신호 전압은 상쇄되는 특성이 있는 일종의 직류 증폭회로이다. 따라서 하나의 청진영역에서 청진기에 구비된 한 쌍의 청진 마이크에 의해 2개의 동위상 소음신호를 검출하는 동시 창동 증폭회로의 입력부에 각각 입력하면 동위상 소음신호는 소거(消去)되고 동위상 소음신호의 전압 차만 증폭되어 결국 제1마이크에 의해 검출된 동위상 소음신호에 포함된 청진음 신호만 출력된다. 물론 본 발명의 제1실시예의 청진기에 하나의 집적회로로 구성된 공지의 차동증폭회로를 채택할 수도 있다.

일반적으로 1단의 차동증폭회로는 3배의 증폭률을 가지나 2단 증폭회로의 경우에는 10배의 증폭률을 나타낸다. 그러나 본 발명의 제1실시예에서는 검출된 외부 소음신호의 증폭에 목적이 있는 것이 아니고 청진기에 의해 검출된 중첩신호로부터 소음신호를 제거하는 것이 목적이므로 1단 증폭회로를 사용해도 무방하다.

대체로 호흡음의 주파수는 50~6000c/s 정도이고 심음의 주파수는 약 2000c/s정도인데 반하여 외부의 각종 소음신호의 주파수는 특정할 수 없으나 청진음 신호에 비하여 주파수 범위가 매우 넓다. 하지만 본 발명의 제1실시예에 의하면 청진 환경에서 발생되는 환자 목소리, 전화 벨소리, 간호사 목소리, 문 닫는 소리, 시계소리, 차량운행소음, 공사장의 공사소음, 행상들의 마이크 소음, 아이들이 떠드는 소리, 아파트 이웃의 피아노 소리 등 예측할 수 없는 다양한 각종 주파수의 소음신호가 청진기에 검출되어도 외부 소음신호가 용이하게 제거되므로 병명을 진단하기 위한 생체신호의 추출 및 처리가 용이하다는 장점이 있다.

따라서 본 발명의 제1실시예 등은 각종 전자 청진기 및 원격 청진기 등에 적용이 가능하다. 또 본 발명의 제1실시예의 장치 및 방법을 각종 전자 청진기 및 원격 청진기에 적용하면 검출된 2개의 동위상(또는 유사위상) 소음신호의 상쇄방법에 의해 청진기에서 검출된 외부의 소음신호가 용이하게 제거되므로 종래의 전자 청진기 및 원격 청진기의 문제점들을 용이하게 극복할 수 있고 각종 외부 소음신호의 제거에 의해 생체신호의 데이터 연산처리가 보다 용이하게 실시할 수 있고 각종 외부 소음신호의 제거에 의해 추출된 생체신호의 분석이 보다 용이하고 보다 정확한 병명의 진단이 가능하다.

본 발명의 제2실시예의 전자 청진기 또는 원격 청진기는 다양한 청진 모드에 따라 심장순환기 계통, 호흡기 계통, 소화기 계통 등의 다양한 청진 부위(일예로 심장 부위 청진 모드, 폐 부위 청진 모드, 목 경동맥 부위 청진 모드, 장 부위 등)로부터 순차적으로 중첩신호 및 소음신호를 검출한 후 다양한 제어부에 의하여 생체신호를 추출하고 이를 분석하여 사용자의 건강 상태 또는 질병 유무를 확인할 수 있다. 즉 본 발명의 제2실시예의 청진기는 각 청진 부위 별로 검출된 중첩신호(즉 신체 내부의 음원으로부터 발생한 생체신호와 신체 외부의 음원으로부터 발생한 소음신호가 중첩된 신호)로부터 소음신호를 제거함으로써 검출된 아날로그 생체신호를 A/D 변환회로를 이용하여 디지털 신호로 변환한다. 그 다음 상기 제2실시예의 청진기는 제어회로의 저장부에 저장된 각 청진 부위별로 설정된 기준 생체신호 데이터와 검출된 생체신호를 비교회로에 의해 비교하여 보다 명확하게 사용자의 건강 상태 또는 질병 유무를 진단할 수 있다. 본 발명의 제2실시예의 청진기는 상기 구성과는 달리 각 청진 부위 별로 검출된 중첩신호와 소음신호를 디지털 신호로 변환한 다음 중첩신호로부터 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출할 수도 있다. 상기 다양한 구성에 의한 본 발명의 제2실시예의 청진기는 중첩신호 및 소음신호로부터 생체신호를 추출하기 위하여 공지의 아날로그 신호처리(signal processing) 기법 또는 공지의 디지털 신호처리 기법을 활용할 수 있다.

본 발명의 제2실시예에서와 같이 중첩신호로부터 소음신호를 분리한 후 생체신호를 추출할 경우 더욱 명확한 병명을 판정할 수 있는 것은 본 발명의 제1실시예, 제2실시예는 물론 하술의 다양한 실시예들에 의해 중첩신호에 중첩된 소음신호를 효율적으로 제거하여 생체신호를 추출하거나 또는 중첩신호로부터 효율적으로 생체신호만을 추출할 수 있기 때문에 가능한 것이다.

본 발명의 제3실시예는 청진기에 의해 검출된 중첩신호로부터 소음신호를 제거하고 생체신호를 추출하기 위하여 2개 이상의 검출기를 이용하되, 하나의 청진 영역에서 2개의 상이한 소음신호를 동시에 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 즉 다수의 검출기를 이용하여 하나의 청진 영역에서 2개의 소음신호를 동시에 검출하더라도 공기 등의 외부 환경을 통하여 전달되고 검출기에 의하여 검출된 소음신호는 대체적으로 자체의 고유 파형을 유지하는 반면 생체신호에 중첩된 소음신호는 신체를 통하여 전달되며 파형이 변하기 때문이다. 이를 위하여 본 발명의 제3실시예의 청진기는 파형이 상이한 소음신호를 검출하기 위하여 동일한, 유사한 또는 상이한 기존 검출기를 사용할 수 있다. 그 후 본 발명의 다양한 실시예에 의하여 생체신호를 추출한 후 본 발명의 제2실시예에서와 같이 생체신호를 처리하여 사용자 또는 환자의 상태 및 질병 유무를 보다 명확하게 진단한다.

본 발명의 제4실시예는 청진기에 의해 검출된 중첩신호로부터 소음신호를 제거하기 위하여 단일의 검출기를 이용하여 하나의 청진 영역에서 2개의 소음신호를 동시에 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 즉 단일의 검출기를 이용하여 단일의 청진 영역에서 검출신호를 검출하되, 특정 시점에는 생체신호를 차단한 채로 소음신호만으로 구성된 신호를 검출하고, 상이한 시점에는 동일한 청진 영역에서 소음신호가 생체신호에 중첩된 상태의 중첩신호를 검출한 후, 중첩신호로부터 상기 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출한다. 그 후 상기 생체신호를 본 발명의 제2실시예에서와 같이 처리하여 사용자 또는 환자의 상태를 보다 명확하게 진단한다.

본 발명은 청진기를 이용하여 검출한 중첩신호로부터 생체신호를 직접 추출하는 다양한 장치 및 방법은 물론 상기 중첩신호로부터 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출하는 다양한 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제1실시예에서는 청진기에 의해 검출된 중첩신호로부터 소음신호를 제거하기 위하여 2개 이상의 검출기(일예로 가청주파수 대역의 음파 또는 가청주파수의 범위를 벗어나는 초저음파 또는 초음파 또는 상기 주파수 대역의 진동 등을 검출할 수 있는 마이크 또는 집음기 등)를 이용하여 하나의 청진 영역에서 2개 이상의 동일(또는 유사)한 소음신호를 동시에 검출한 후, 신체에 접촉하지 않은 검출기에 의하여 검출된 소음신호를 신체에 접촉한 검출기에 의하여 검출된 중첩신호로부터 제거하여 생체신호를 추출한다. 일예로 청진기의 두부에 신체 접촉성 제1검출기(일예로 기존의 마이크) 및 신체 비접촉성 제2검출기(일예로 기존의 마이크)의 한 쌍의 검출기가 동일 방향으로 상하 높이 차이를 두고 일체로 구비되어 있기 때문에 구조가 간단하고 하나의 청진영역에서 생체신호에 포함된 외부의 소음 신호 및 외부의 소음 신호의 2개의 동위상 소음신호를 동시에 검출할 수 있다.

본 발명의 제2실시예에서는 청진기의 청진 모드에 따라 심장순환기 계통, 호흡기 계통, 소화기 계통 등 (일예로 심장 부위, 폐 부위, 목 경동맥 부위, 장 부위 등) 다양한 부위의 청진 모드를 지정함에 따라 순차적으로 상기 청진 부위들을 청진하여 중첩신호를 검출한 후, 각 부위 별 중첩신호에 중첩된 신체 외부 등의 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출한다. 그 후 본 발명의 다양한 제어부를 이용하여 추출한 생체신호를 기준 생체신호 데이터와 비교하여 사용자의 건강 상태 또는 질병 유무를 보다 명확하게 진단한다.

본 발명의 제3실시예에서는 청진기에 의해 검출된 중첩신호로부터 소음신호를 제거하기 위하여 2개 이상의 검출기를 이용하여 하나의 청진 영역에서 2개 이상의 상이한 소음신호를 동시에 검출한다. 즉 청진기의 다수의 검출기를 이용하여 하나의 청진 영역에서 2개의 소음신호를 동시에 검출하더라도 검출기에 의하여 소음의 음원으로부터 집적 검출된 외부의 소음은 자체 파형을 유지하는 반면 생체신호에 중첩된 소음신호는 신체를 통하여 전달되며 파형이 변하기 때문이다. 이를 위하여 본 발명의 제3실시예의 청진기는 파형이 상이한 소음신호를 검출하기 위하여 동일한, 유사한 또는 상이한 종래의 검출기를 사용할 수 있다. 그 후 본 발명의 다양한 실시예에 의하여 생체신호를 추출한 후, 이를 본 발명의 제2실시예에서와 같이 처리하여 사용자 또는 환자의 건강 상태 또는 질병 유무를 보다 명확하게 진단한다.

본 발명의 제4실시예에서는 단일의 검출기를 이용하여 단일의 청진 영역에서 신호를 검출하되, 특정 시점에는 생체신호를 차단한 채로 소음신호만으로 구성된 신호를 검출하고, 상이한 시점에는 동일한 청진 영역에서 소음신호가 생체신호에 중첩된 상태의 중첩신호를 검출한 후, 소음신호 및 생체신호가 중첩된 중첩신호로부터 상기 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출한다. 그 후 상기 생체신호를 본 발명의 제2실시예에서와 같이 처리하여 사용자 또는 환자의 건강 상태 또는 질병 유무를 보다 명확하게 진단한다.

본 발명의 다양한 실시예에 의한 청진기는 지금까지 외부 소음신호 제거의 어려움으로 인하여 실용화 하지 못한 전자청진기 또는 원격청진기에 상기 다양한 실시예들을 적용하여 청진 의료기의 성능을 보다 향상시키고 보다 정확하게 별명을 진단할 수 있는 청진기를 제공하여 의료진뿐만 아니라 일반 대중들도 자신의 심장순환기 계통(목 경동맥 포함), 호흡기 계통, 소화기 계통 등의 이상 유무를 확인하는 등 유용하게 사용할 수 있는 여러 가지 장점이 있다.

도1은 본체 일부에 접촉성 검출기와 비접촉성 검출기를 각각 장착한 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예에 의한 전자청진기 또는 원격청진기의 예시도이다.
도2는 마우스 형태로 구현되며 본체 일부에 접촉성 검출기와 비접촉성 검출기를 각각 장착한 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예에 의한 전자청진기 또는 원격청진기의 예시도이다.
도3은 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기의 소음 제거장치의 개략도이다.
도4는 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기의 소음 제거장치의 결선도의 예시도이다.
도5는 본체 일부에 단일의 검출기 및 이에 연결된 접촉성 검출단자와 비접촉성 검출단자를 각각 장착한 본 발명의 제4실시예에 의한 전자청진기 또는 원격청진기의 예시도이다.

본 발명의 다양한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 전자 청진기 또는 원격 청진기에 대한 예시도로서 상기 청진기는 다수의 검출기를 포함하고 다양한 기능을 수행하는 제어부를 포함한다. 일예로 상기 청진기(1) 본체(1a)에는 두부(2)의 하단부에 신체 접촉성 제1검출기(M1)를 장착하고, 신체 비접촉성 제2검출기(M2)를 제1검출기와 높이 차이를 두어 장착할 수 있다. 또한 신체 접촉성 제1검출기(M1)의 두부(2)에는 상기 청진기 사용 시 상기 두부(2)와 신체 사이의 접촉을 증강하고 간격을 최소화하여 음파 또는 진동을 효율적으로 검출하도록 도모하는 다양한 재질의 접촉판(2a)을 1개 이상 설치할 수 있다.

또한 상기 청진기(1)에는 전자회로 또는 광회로에 의하여 작동하는 단일 또는 다수의 제어부를 설치하여 검출기에 의하여 검출한 다양한 신호로부터 추출한 생체신호를 기준 생체신호 데이터와 비교하여 사용자의 건강 상태, 질병 유무 등을 확인할 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 청진기(1)에 설치한 제어부는 생체신호를 기준 생체신호 데이터와 비교하는 프로그램, 상기 프로그램이 장착된 회로 또는 칩(chip) 및 이에 상응하는 기존의 소프트웨어 및 하드웨어 등의 다양한 형태로 구현할 수 있다. 또한 상기 제어부는 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기에 탈착식으로 장착되어 사용자가 특정 청진 모드에 필요한 특정 알고리즘을 장착하도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기에는 단일 또는 다수의 동일한 또는 상이한 저장부를 설치하여 제어부와 관련된 정보, 청진 모드, 청진 부위, 다양한 신호(중첩신호, 소음신호 또는 생체신호), 기준 생체신호 데이터, 사용자의 건강 상태 결과, 질병 유무 결과, 청진 시각, 사용 시간, 사용 회수, 사용 시 외부 조건 등 본 발명의 다양한 실시예의 청진기를 사용하는 데 필수적이거나 유용한 아날로그 또는 디지털 정보를 일시적으로 또는 영구적으로 저장할 수 있다. 따라서 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기의 저장부는 공지의 칩, DVD, CD, 테이프 등의 다양한 형태로 제작하고, 이를 상기 청진기에 공지의 다양한 구성으로 설치할 수 있다. 또한 상기 저장부는 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기에 고정식으로 설치하거나 이와는 반대로 탈착식으로 설치할 수도 있다.

본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기에는 단일 또는 다수의 동일한 또는 상이한 입력부를 설치하여 제어부와 관련된 정보, 청진 모드, 청진 부위, 기준 생체신호 데이터, 사용 시 외부 조건 등 본 발명의 다양한 실시예의 청진기를 사용하는 데 필수적이거나 유용한 아날로그 또는 디지털 정보를 아날로그 또는 디지털 형식으로 입력할 수도 있다. 따라서 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기의 입력부는 단일 또는 다수의 버튼(button), 키패드(keypad), 조이스틱(joystick), 터치 패널(touch panel) 등 공지의 입력장치를 다양한 형태로 제작하고, 이를 상기 청진기에 공지의 다양한 구성으로 설치할 수 있다. 또한 상기 입력부는 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기에 탈착식으로 장착될 수도 있다.

본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기에는 단일 또는 다수의 동일한 또는 상이한 출력부를 설치하여 제어부와 관련된 정보, 청진 모드, 청진 부위, 상기 다양한 신호, 기준 생체신호 데이터, 사용자의 건강 상태 결과, 질병 유무 결과, 청진 시각, 사용 시간, 사용 회수, 사용 시 외부 조건 등 본 발명의 다양한 실시예의 청진기를 사용하는 데 필수적이거나 유용한 아날로그 또는 디지털 정보를 아날로그 또는 디지털 형식으로 출력할 수도 있다. 따라서 상기 출력부는 CRT, LCD, LED, OLED, PDP 등 공지의 다양한 광학 디스플레이는 물론 필요할 경우 다양한 재질의 종이 또는 공지의 필름 등에 상기 정보를 출력하는 등 다양한 형태로 제작하고, 이를 상기 청진기에 공지의 다양한 구성으로 설치할 수 있다.

본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기에는 단일 또는 다수의 동일한 또는 상이한 송수신부를 설치하여 상기 청진기를 외부의 저장기기, 입력기기 또는 출력기기와 유선 또는 무선으로 연결하여 작동하도록 구현할 수 있다. 상기 구성에 의한 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기는 외부 기기를 활용할 수 있으므로 크기 및 부피를 줄일 수 있다는 장점은 물론 제조 원가도 저렴하다는 장점이 있다. 또한 상기 청진기의 상기 송수신부는 인터넷 등과 같은 유무선 통신망을 통하여 외부와 특정 정보를 송신 및 수신할 수 있도록 구성할 수도 있다. 상기 구성에 의한 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기는 외부와의 정보 송수신이 가능하므로 사용자의 생체신호를 의료진에게 전달할 수 있음은 물론 의료진이 원격으로 상기 청진기를 조작하여 사용자로 하여금 필요한 청진 부위에서 생체신호를 검출하도록 유도할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 특징을 갖는 상기 송수신부는 공지의 유무선 통신기기 및 이를 구동할 수 있는 소프트웨어는 물론 필요할 경우 송수신을 효율적으로 수행할 수 있도록 안테나, 증폭기 등을 다양한 형태로 제작하고, 이를 상기 청진기에 공지의 다양한 구성으로 설치할 수 있다.

도2는 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기에 대한 다른 실시 예시도로서 상기 청진기를 마우스형으로 구현한 후 상기 청진기(1)의 본체(1a) 하단부 두부(2)에 신체 접촉성 제1검출기(M1)을 장착하고 두부(2)의 상부 측에 신체 비접촉성 제2검출기(M2)를 각각 장착한 구성의 예시도이다. 상기 도2의 청진기에도 상기 도1에서 설명한 단일 또는 다수의 접촉판(2a)을 설치할 수 있다.

도3은 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기의 소음 제거장치의 개략도이다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 청진기(1)의 두부(2)에는 성능과 기능이 동일(또는 유사)한 한 쌍의 검출기가 설치되어 있다. 특히 신체 접촉성 제1검출기(M1)는 두부(2)의 하부 측에 위치되고 신체 비접촉성 제2검출기(M2)는 제1검출기(M1)와 일정한 거리(일예로 0.1~1cm 또는 0.5~5cm) 정도 높이 차이를 두고 동일 방향으로 상부 측 두부(2)에 고정되어 있다. 제1검출기(M1)의 도선(L1)과 제2마이크(M2)의 도선(L1)은 청진기(1)의 본체(1a) 내부에 구비된 소음 신호 제거회로(3)의 입력단자에 각각 나란히 연결되어 있다.

본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기는 다양한 소음 제거장치를 사용할 수 있으며, 특히 다양한 공지의 소음신호 제거회로를 소음 제거장치로 채택할 수 있다. 도4는 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기의 소음 제거회로에 대한 예시적 구성으로서 소음신호 제거회로(3)에 해당하는 차동증폭회로(差動增幅回路)(Am)(1C)번호 TA75458)의 결선도이다.

도4의 구성에서는 제1검출기(M1)는 직렬 저항(R1)을 거쳐 차동 증폭회로(Am)의 B 단자에 연결되고 제2검출기(M2)는 직렬 저항(R2)을 거쳐 상기 차동 증폭회로 (Am)의 A단자에 연결되어 있다. 상기 차동 증폭회로(Am)의 출력단자(C)와 A 단자의 입력부 간에 피드백 저항(R3)이 연결되어 있고 B단자에는 접지 저항 (R4)이 접지 연결되어 있다. 또한 상기 차등증폭회로(Am)의 출력단자는 청진기(1)의 재부에 구비된 제어회로(PC)측에 연결되어 있다.

본 발명의 다양한 실시예의 청진기는 다양한 방법을 이용하여 중첩신호로부터 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출할 수 있다. 일예로 도4에서 예시한 소음신호 제거회로를 사용하여 생체신호를 추출하는 개략적 방법은 다음과 같다.

우선 특정 청진 모드에서 상기 제1검출기(M1)는 특정 청진 영역(a)을 청진하여 신체 내부의 생체신호(S)와 신체 외부의 소음신호(N)가 함께 중첩된 중첩신호를 검출한다. 한편 제2검출기(M2)는 같은 청진 영역(a)에서 신체와 접촉하지 않으므로 신체 내부의 생체신호가 중첩되지 않은 외부의 소음신호(N)를 주로 검출한다.

따라서 제1검출기(M1)가 검출한 중첩신호(즉 생체신호(S)와 소음신호(N)와 중첩된 신호)와 제2검출기(M2)가 검출한 소음신호(N)는 서로 상이하다. 그러나 제1검출기(M1)와 제2검출기(M2)에 의해 검출된 2개의 소음신호(N)(N)는 제1검출기(M1)와 제2검출기(M2)의 성능이 동일하거나 유사하고 청진 영역(a)과 청진 시간이 동일하기 때문에 동위상 소음 신호에 해당한다.

이와 같이 제1검출기(M1)에 의해 검출된 중첩신호(즉 생체신호(S)와 소음신호(N)가 중첩된 신호)는 도선 (L1)을 통하여 차동증폭회로(Am)의 B단자에 입력되고 제2검출기(M2)에 의해 검출된 소음신호(H)는 도선(L2)을 통하여 상기 차동증폭회로(Am)의 A단자에 입력된다.

제1검출기(M1)에 의해 검출된 소음신호 전압을 e2이라 하고 제2검출기(M2)에서 검출된 소음전압을 e1라고 할 때 차동증폭회로(Am)의 B단자에 나타나는 출력e0은 다음의 식으로 나타낼 수 있다.

e0 = Av (e2-e1) x Av = 증폭전압

따라서 상기 차동증폭회로(Am)의 A단자와 B단자 간에 입력된 두 신호전압(e1)-(e2)은 그 차이만 차동증폭회로(Am)에 의해 증폭되어 출력전압 e0가 나타난다. 즉 제1검출기(M1) 및 제2검출기(M2)에 의해 검출된 2개의 소음신호(N)(N)은 동위상 소음 신호이므로 차동증폭회로(Am)의 작동에 의해 상쇄되고는 반면, 신체 내부의 음원으로부터 발생한 생체신호(S)는 차동증폭회로(Am)의 출력부에 출력되는 것이다. 다시 말하면 제1검출기(M1)에 의해 검출된 생체신호(S)에 중첩된 소음 신호(N)는 제2검출기(M2)에 의해 검출된 소음신호(N)와 차동증폭회로(Am)의 작동에 의해 소거(消去)되고 생체신호(S)가 출력된다. 즉 S.N-N = S 이다.

출력된 생체신호는 상술한 제어부(일예로 제어회로(PC) 등)에 제공되며, 제어부는 특정 조건 또는 자동 진단 조건 등에 적합한 연산 처리를 수행하게 된다. 그 후 본 발명의 다양한 실시예의 청진기는 상술한 저장부, 출력부, 송수신부 등을 통하여 병명의 표시와 데이터의 기록, 저장 및 원격 송신 등의 다양한 기능을 수행하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기의 두부에 신체 접촉성 제1검출기와 신체 비접촉성 제2검출기 등 한 쌍의 검출기가 구비되어 있기 때문에 하나의 청진 영역에서 2개의 동위상 소음 신호를 검출할 수 있다. 또한 본 발명의 제1실시예 또는 제3실시예의 청진기는 2개 이상의 동위상(또는 유사위상) 소음신호를 검출할 수 있기 때문에 검출된 2개 이상의 동위상 또는 유사위상 소음신호를 소음 신호 제거회로에 의해 제거할 수 있다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 청진기는 청진시에 검출되는 예측할 수 없는 다양한 각종 소음신호를 용이하게 제거하여 생체신호를 추출할 수 있다.

본 발명의 제2실시예의 청진기는 사용자가 본 발명의 다양한 실시예에 의한 청진기를 사용할 때 다양한 청진 모드 중 단일 또는 복수의 청진 모드를 선택함에 따라 이에 상응하는 각종 신호(일예로 중첩신호, 소음신호, 생체신호 등)를 검출한다. 즉 사용자는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 청진기의 제어부, 입력부 또는 송수신부 등을 이용하여 심장순환기 계통, 호흡기 계통, 소화기 계통 등 다양한 부위에 대한 (일예로 심장 부위, 폐 부위, 목 경동맥 부위, 장(腸) 부위 등) 청진 모드를 선택할 수 있다. 이에 따라 사용자는 본 발명의 청진기를 이용하여 각각의 청진 부위에서 검출한 중첩신호로부터 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출하고 제어부를 이용하여 이를 청진 부위 별 기준 생체신호 데이터와 각각 비교하여 사용자의 건강 상태의 확인은 물론 질병 시 정확한 병명을 진단할 수 있다.

상기 제2실시예의 청진기는 사용자로 하여금 단일 또는 복수의 청진 모드에서 생체신호를 추출하도록 구성할 수도 있다. 따라서 상기 제2실시예의 제1구성의 청진기는 사용자가 입력한 순서 또는 제어부에 의하여 선택된 순서에 따라 사용자가 다수의 청진 부위에서 중첩신호, 소음신호 등을 검출하고, 본 발명의 다양한 실시예를 이용하여 생체신호를 추출하도록 구성한다. 이와는 달리 상기 제2실시예의 제2구성의 청진기는 사용자가 선택한 또는 제어부에 의하여 선택된 단일의 청진 부위에서 중첩신호, 소음신호 등을 검출하고, 본 발명의 다양한 실시예를 이용하여 생체신호를 추출하도록 구성할 수 있다. 이와는 달리 상기 제2실시예의 제3구성의 청진기는 상기 제1구성 또는 제2구성에 따라 생체신호를 추출하되, 추출한 생체신호에 의하여 건강의 이상이나 질병 상태를 감지할 경우, 동일 청진 부위에서 재차 신호를 추출하도록 사용자에게 신호를 보내도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 제4실시예의 청진기는 단일의 검출기를 이용하여 단일의 청진 영역에서 신호를 검출하되, 특정 시점에는 생체신호를 차단한 채로 소음신호만으로 구성된 신호를 검출하고, 상이한 시점에는 동일한 청진 영역에서 소음신호가 생체신호에 중첩된 상태의 중첩신호를 검출하도록 구성한다. 그 후 상기 청진기는 소음신호 및 생체신호가 중첩된 중첩신호로부터 상기 소음신호를 제거하여 생체신호를 검출한 후 상기 생체신호를 본 발명의 제2실시예에서와 같이 처리하여 사용자의 건강 상태 또는 질병 유무를 보다 명확하게 진단한다. 본 발명의 제4실시예는 아래와 같은 다양한 구성으로 구현할 수 있다. 또한 상기 제4실시예의 청진기에도 단일 또는 복수의 상술한 저장부, 입력부, 출력부, 송수신부를 설치할 수 있다.

도5는 본체 일부에 단일의 검출기 및 이에 연결된 접촉성 검출단자와 비접촉성 검출단자를 각각 장착한 상기 제4실시예에 의한 전자청진기 또는 원격청진기의 제1구성에 대한 예시도이다.

상기 제4실시예의 제1구성에 의한 청진기(1) 본체(1a)에는 단일의 검출기(M1)와 다수의 검출단자(3a, 3b)를 설치한다. 또한 상기 검출기(M1)와 다수의 검출단자(3a, 3b) 사이에는 공지의 밸브(4)를 설치하여 검출기(M1)가 한 번에 다수의 검출단자(3a, 3b) 중 하나와 연결되며 다른 하나와는 격리되도록 구성한다. 또한 하나 이상의 제1검출단자(3a)는 신체와 접촉하여 생체신호와 소음신호가 중첩된 중첩신호를 검출하도록, 나머지 하나 이상의 제2검출단자(3b)는 신체와 접촉하지 않도록 하여 소음의 음원으로부터 발생되어 공기 등의 외부 한경을 통하여 전달되는 소음신호를 검출하도록 구성한다.

상기 제1구성의 검출기를 가진 청진기(1)는 단일의 청진 영역에서 특정 시점에는 상기 검출기를 제1검출단자와는 차단하고 제2검출단자에 연결함으로써 중첩신호를 차단한 채 소음신호만으로 구성된 신호를 검출하고, 상이한 시점에는 동일한 청진 영역에서 상기 검출기를 제2검출단자와는 차단하고 제1검출단자에 연결함으로써 소음신호가 생체신호에 중첩된 상태의 중첩신호를 검출한 후, 본 발명의 다양한 실시예에 따라 이로부터 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출할 수 있다.

따라서 상기 제4실시예의 제1구성을 갖는 본 발명의 청진기는 상술한 제1실시예의 청진기와 유사하되, 제1실시예의 청진기의 다수의 검출기 대신 다수의 검출단자를 설치하고 이들과 단일의 검출기를 연결한 구성이라고 간주할 수 있다. 따라서 위의 차이점을 고려한 본 발명의 제1실시예의 청진기의 다양한 구성 및 방법을 상기 제4실시예의 제1구성에 적용할 수 있다.

도5에는 표시되지 않았으나 상기 제4실시예의 제2구성을 갖는 본 발명의 청진기는 단일의 검출기에 회전 또는 이동이 가능하도록 구성된 단일의 검출단자를 연결한 후, 단일의 청진 영역에서 특정 시점에는 상기 검출단자를 신체와 접촉하도록 이동 또는 회전하여 생체신호와 소음신호가 중첩된 중첩신호를 검출하도록 하고, 상이한 시점에는 동일한 청진 영역에서 상기 검출단자를 신체와 접촉하지 않도록 이동 또는 회전하여 소음의 음원으로부터 발생되어 공기 등의 외부 한경을 통하여 전달되는 소음신호를 검출하도록 구성한다. 그 후 상기 제4실시예의 제2구성을 갖는 본 발명의 청진기는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 중첩신호로부터 생체신호를 추출한다.

이와는 달리 상기 제4실시예의 제3구성을 갖는 청진기는 회전 또는 이동이 가능하도록 구성된 단일의 검출기에 2개 이상의 검출단자를 동일한 방향을 향하도록 연결하거나, 상기 다수의 검출단자를 약간 상이한 방향을 향하도록 연결하되 단일의 청진 영역에서 특정 시점에는 상기 검출단자들을 신체와 접촉하도록 이동 또는 회전하고 상이한 시점에는 동일한 청진 영역에서 상기 검출단자들이 신체와 접촉하지 않도록 이동 또는 회전하도록 구성할 수도 있다. 이러한 구성들의 장점은 소음신호 또는 중첩신호를 상이한 지점에서 검출하여 신호의 유사성 또는 상이성에 따라 소음신호 또는 생체신호를 용이하게 식별할 수 있다는 점이다.

상기 제4실시예의 제4구성을 갖는 청진기는 상기 제4실시예의 제1구성 및 제2구성의 검출단자의 끝부분에 검출기가 집음할 수 있는 음파 영역의 소음신호 및 생체신호의 전달을 차단할 수 있는 물질을 회전 또는 이동이 가능하도록 장치함으로써 전체적으로 또는 부분적으로 검출단자가 신체와 물리적으로 접촉하거나 신체 외부로 향하지만 생체신호를 검출하지 않고 소음신호만을 검출하거나 반대로 소음신호만을 검출하지 않고 중첩신호만을 검출할 수도 있도록 구성한다.

상술의 기재에서는 한정된 실시예 및 도면을 이용하여 본 발명의 다양한 구성의 청진기들을 설명하였으나, 이는 본 발명의 다양한 구성의 청진기에 대한 전반적인 이해를 돕기 위함일 뿐 본 발명의 청진기를 한정하기 위함이 아니다. 따라서 본 발명이 속하는 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 상술의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 청진기에 대한 기술적 사상은 상술의 실시예에 국한되는 것은 아니며, 하술의 특허청구범위는 물론 상기 특허청구범위와 균등 또는 등가적 변형 등도 본 발명의 청진기의 범주에 속한다.

따라서 상술한 본 발명의 다양한 실시예의 청진기는 특정 실시예의 특정 구성 또는 방법을 다른 실시예에 적용하거나, 다른 실시예의 구성 또는 방법을 대체하거나, 다른 실시예의 구성 또는 방법과 결합하도록 수정 및 변형하는 것도 가능하다. 또한 상술한 본 발명의 다양한 실시예의 청진기는 하술의 구성 및 방법과 같이 수정 및 변형이 가능하다.

본 발명의 제1실시예에 의한 청진기는 상술한 구성, 방법 또는 수단과는 상이한 기존의 구성, 수단 또는 방법을 이용하여 소음신호 및 소음신호와 생체신호가 중첩된 중첩신호를 검출할 수 있으며, 위에서 설명한 구성, 방법 또는 수단과는 상이한 기존의 구성, 방법 또는 수단으로 소음신호를 상쇄하거나 생체신호를 추출할 수도 있다.

일예로 본 발명의 제1실시예의 제2검출기는 반드시 제1검출기보다 신체에서 멀리 장착될 필요는 없다. 즉 제2검출기는 신체와 접촉하지만 생체신호를 검출하지 않고 소음신호만을 검출하도록 제2검출기를 제1검출기의 측면에 설치하되 신체와 접촉하는 부분에 방음재 또는 제2마이크가 집음할 수 있는 특정 주파수 영역의 생체신호의 전달을 차단할 수 있는 물질을 장치함으로써 전체적으로 또는 부분적으로 신체와 물리적으로 접촉하지만 생체신호를 검출하지 않고 소음신호만을 검출할 수도 있다. 이러한 경우 제2검출기는 반드시 제1검출기의 상부에 위치할 필요가 없으므로, 제2검출기는 제1검출기의 측면에 위치하거나 오히려 제1검출기보다 신체에 가깝도록 위치할 수 있다. 즉 제2검출기가 생체신호를 검출하지 않고 소음신호만 검출할 수 있도록 장착될 경우 제1검출기에 대한 제2검출기의 상대적 위치는 중요하지 않다.

또한 상기 제1실시예의 청진기에는 3개 또는 그 이상의 검출기를 설치할 수 도 있다. 이러한 변형의 제1구성에서는 두 개 또는 그 이상의 검출기는 소음신호를 검출하도록, 하나 또는 그 이상의 검출기는 중첩신호를 검출하도록 구성할 수 있다. 상기 제1구성의 경우 다수의 소음신호로부터 공통인 파형 또는 그 평균값에 해당하는 파형이 실질적 소음신호에 해당하므로 소음신호를 보다 정확히 파악하는 장점이 있다. 이 경우의 제2구성에서는 하나 또는 그 이상의 검출기는 소음신호를 검출하도록, 두 개 또는 그 이상의 검출기는 중첩신호를 검출하도록 구성할 수 있다. 상기 제2구성의 경우 다수의 중첩신호로부터 공통인 파형 또는 그 평균값에 해당하는 파형이 실질적 생체신호에 해당하는 반면 상이한 위치에서 검출된 소음신호는 상이한 크기를 가질 수 있으므로 생체신호를 보다 정확히 파악하는 장점이 있다.

또한 상기 제1실시예의 청진기에 설치된 검출기에 의하여 검출된 소음신호들은 외부 소음의 음원에 대한 각각의 상대적 위치에 따라 검출하는 신호의 크기가 상이할 수 있다. 일예로 상기 청진기를 신체 위에 접촉하였을 때 상기 소음의 음원이 청진기의 상부에 위치할 경우, 제2검출기는 제1검출기에 비하여 소음의 음원에 가까울 뿐 아니라 소음이 신체를 통과하여 제1검출기에 도달하는 동안 일정 부분이 흡수되므로, 제1검출기에 의하여 검출되는 중첩신호에 중첩된 소음신호의 크기(amplitude)는 당연히 제2검출기에 의하여 검출된 소음신호보다 작아진다. 반대로 상기 청진기를 신체 위에 접촉하였을 때 상기 소음의 음원이 신체의 하부에 위치할 경우, 제2검출기는 제1검출기에 비하여 소음의 음원에 멀 뿐 아니라 신체를 우회한 소음을 검출하게 되며, 제1검출기는 제2검출기보다 소음의 음원에 가깝지만 신체를 통과하며 일정 부분이 흡수된 소음을 검출하게 되므로, 제1검출기에 의하여 검출되는 중첩신호에 중첩된 소음신호의 크기(amplitude)는 당연히 제2검출기에 의하여 검출된 소음신호와 상이할 수 있다. 따라서 이러한 경우에는 본 발명의 제어부는 상기 중첩신호에 포함된 소음신호의 크기와 독립적으로 검출된 소음신호의 크기 간의 배수를 측정하고 이에 상응하는 소음신호를 중첩신호로부터 소거함으로써 생체신호를 추출할 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 의한 청진기는 제어부에 다양한 청진 모드를 구비하여 심장순환기 계통 청진 모드 (일예로 심장 부위 청진 모드, 목 경동맥 부위 청진 모드 등), 호흡기 계통 청진 모드 (일예로 기도(airway) 청진 모드, 폐 청진 모드 등), 소화기 계통 청진 모드 (일반적으로 장 운동 소리로서 일예로 위장 청진 모드, 십이지장 또는 소장 청진 모드, 대장 청진 모드 등)의 지정에 따라 단일의 청진 부위 또는 다수의 청진 부위를 순서적 또는 순차적으로 청진하여 생체신호와 소음신호가 중첩된 중첩신호를 얻은 후, 각 부위 별 중첩신호에 혼합된 신체 외부 등의 소음신호를 제거한 후 각 부위 별 생체신호를 추출한다. 그 후 본 발명의 제2실시예의 청진기는 앞서 설명한 제어부를 이용하여 상기 생체신호를 기준 생체신호 데이터와 비교함으로써 사용자의 상태를 보다 명확하게 진단한다.

본 발명의 다양한 실시예의 청진기에 사용될 수 있는 기준 생체신호 데이터는 여러 가지 수단을 통하여 구비할 수 있다.

기준 생체신호 데이터를 구비하는 첫 번째 수단은 정상인 또는 특정 집단의 심장순환기 계통에 대한 평균 또는 대표적 생체신호 데이터, 정상인 또는 특정 집단의 호흡기 계통에 대한 평균 또는 대표적 생체신호 데이터, 정상인 또는 특정 집단의 소화기 계통에 대한 평균 또는 대표적 생체신호 데이터 등을 기준 생체신호 데이터로 활용하는 것이다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 청진기에 의하여 검출한 생체신호를 상기 다양한 기준 생체신호 데이터와 비교하여 사용자의 건강 상태 및 질병 유무 등을 진단할 수 있다.

기준 생체신호 데이터를 구비하는 두 번째 수단으로는 특정 상태에서 소음신호가 중첩되지 않은 사용자의 심장순환기 계통에 대한 생체신호, 특정 상태에서 소음신호가 중첩되지 않은 사용자의 호흡기 계통에 대한 생체신호, 특정 상태에서 소음신호가 중첩되지 않은 사용자의 소화기 계통에 대한 생체신호를 측정한 후 이를 기준 생체신호 데이터로 활용하는 것이다.

상기 두 번째 수단에서의 특정 상태의 검출신호란 소음신호가 포함되지 않도록 고안된 조용한 공간에서 검출한 검출신호, 사용자가 기준 생체신호를 발생할 수 있는 휴식 상태에서 검출한 검출신호 등이 있다. 단 필요한 경우에 한하여 상기 특정 상태의 검출신호는 사용자의 심장순환기 계통, 호흡기 계통 또는 소화기 계통의 상태 또는 질병을 더욱 용이하게 감지할 수 있는 상태일 수 있다. 일예로 심장순환기 계통 또는 호흡기 계통의 상태 또는 질병을 쉽게 파악하기 위하여 사용자가 일정량의 운동을 수행한 후 검출한 신호, 소화기 계통의 질병을 쉽게 파악하기 위하여 사용자가 식사한 후 일정 시간이 지난 상태 또는 사용자가 일정 기간의 금식을 행한 상태에서 검출한 검출신호일 수도 있다.

본 발명의 상기 두 번째 실시예의 청진기는 다양한 수단으로 단일의 또는 다수의 청진 모드에 따라 단일의 청진 부위 또는 다수의 청진 부위를 순차적으로 청진하여 생체신호를 얻을 수 있다.

다수의 청진 부위를 다수의 청진 모드에 따라 순차적으로 청진하는 첫 번째 수단은 사용자, 의료진 또는 제어부가 정한 일정 순서에 따라 사용자가 본 발명의 청진기를 해당 청진 부위에 위치하여 다양한 검출신호를 검출한 후 이로부터 생체신호를 추출하는 것이다. 일예로 사용자는 심장 부위, 폐 부위, 목 경동맥 부위, 장 부위 등으로 본 발명의 청진기를 이동함으로서 본 발명의 상기 실시예의 청진기는 각 부위에 대한 생체신호를 추출할 수 있다. 물론 본 발명의 상기 실시예의 청진기는 사용자가 청진하고자 하는 부위를 직접 선택함은 물론 그 순서 역시 직접 설정할 수 있도록 고안될 수 있다. 이와는 달리 본 발명의 상기 실시예의 청진기는 상기 검출신호 및 이로부터 추출한 생체신호에 따라 다수의 청진 모드를 순차적으로 결정하도록 구성할 수도 있다. 또한 원격 진료의 경우 원거리에 위치한 의료진이 사용자의 상태에 따라 다수의 청진 모드를 순차적으로 결정하도록 구성할 수도 있다.

앞서 설명한 바와 같이 심장순환기 계통, 호흡기 계통, 소화기 계통의 각 기관이 발생하는 생체신호는 주파수 대역이 상이하다. 따라서 본 발명의 제2실시예에서 다수의 청진 부위를 다수의 청진 모드에 따라 순차적으로 청진하는 두 번째 수단은 사용자가 본 발명의 청진기를 특정 부위에 위치하면 본 발명의 청진기가 검출한 검출신호 또는 이로부터 추출한 생체신호로부터 생체신호의 주파수 대역을 확인하여 자동적으로 청진 부위를 식별하도록 하는 것이다. 따라서 상기 두 번째 수단의 경우 사용자는 특별히 정해진 순서에 따라 본 발명의 청진기를 이동할 필요가 없게 된다.

상기 첫 번째 및 두 번째 수단과 달리 본 발명의 청진기는 사용자가 지정한 특정 부위에 대한 신호를 자동적으로 검출하도록 고안할 수 있다. 따라서 사용자가 심장순환기 계통, 호흡기 계통 또는 소화기 계통 중 하나의 청진 모드를 설정하고 이에 해당하는 신호를 버튼이나 공지의 입력 장치를 조작하거나 터치스크린에 입력한 후 이에 따라 청진기를 해당 기관에 위치할 경우, 본 발명의 청진기는 상기 제1실시예, 제2실시예 또는 제4실시예에 따라 다양한 신호를 검출하고 이로부터 당해 청진 모드에 해당하는 생체신호를 추출할 수 있다. 또한 이러한 절차를 반복하게 되면 동일 계통의 다수의 기관에서 또는 상이한 계통의 다수의 기관에서 다양한 신호를 검출하도록 본 발명의 청진기를 고안할 수도 있다.

본 발명의 제2실시예의 청진기는 다양한 수단으로 생체신호를 측정할 수 있다. 이에 대한 제1수단은 사용자가 특정 청진 모드에 따라 특정 부위를 청진함을 본 발명의 청진기에 입력하고 상기 청진기를 특정 신체 부위에 일정한 시간 동안 접촉하는 방법이다. 그 후 본 발명의 청진기는 상기 다양한 실시예에 따라 다양한 신호를 검출하고 이로부터 생체신호를 추출하게 된다. 이에 대한 제2수단에서는 사용자가 특정 부위를 측정하겠다는 특정 청진 모드를 본 발명의 청진기에 입력하고 상기 청진기를 특정 신체 부위에 접촉하면 청진기는 상기 다양한 실시예에 따라 생체신호를 추출할 때까지 다양한 신호를 검출하게 되며, 상기 청진기가 특정 기준을 만족하는 생체신호를 추출한 후에 특정 시청각 신호를 사용자에게 전달하며, 이에 따라 사용자는 청진기의 사용을 마치거나 다음 측정 모드에 따라 다음 신체 부위로 청진기를 옮긴다.

또한 본 발명의 제2실시예에 의한 청진기는 위에서 설명한 구성, 방법 또는 수단과는 상이한 기존의 구성, 수단 또는 방법을 이용하여 심장순환기 계통 청진 모드, 호흡기 계통 청진 모드, 소화기 계통 청진 모드의 지정에 따라 단일의 청진 부위 또는 다수의 청진 부위를 순서적 또는 순차적으로 청진하여 생체신호 및 소음신호가 중첩된 검출신호를 검출할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 청진기는 단일의 또는 다수의 부위 별 중첩신호에 중첩된 신체 외부 등의 소음신호를 제거한 후 단일의 또는 다수의 생체신호를 추출하여 단일의 청진 모드 또는 다수의 청진 모드에 대한 사용자의 상태를 보다 명확하게 진단한다.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 의한 청진기의 검출기 중 하나인 제2검출기는 외부 소음에 의한 소음신호를, 또 다른 검출기인 제1검출기는 소음신호와 생체신호가 중첩된 중첩신호를 검출한다. 하지만 앞서 설명한 바와 같이 제2검출기가 검출하는 소음신호는 신체 외부에 위치한 음원으로부터 발생하여 공기를 통하여 전달되는 소음을 직접 집음하는 반면, 제1검출기는 상기 외부 소음이 신체 표면에 전달된 후 신체를 거쳐 전달된 소음신호와 생체신호가 중첩된 신호를 검출한다. 따라서 각각의 검출기가 검출하는 소음에 대한 신호는 주파수는 동일하거나 유사하더라도 파형은 상이할 수밖에 없다.

따라서 본 발명의 제3실시예의 청진기는 2개 이상의 동일한, 유사한 또는 상이한 검출기를 이용하여 하나의 청진 영역에서 2개의 상이한 소음신호를 동시에 검출한 후 중첩신호로부터 소음신호를 제거하여 생체신호를 추출한다. 즉 청진기의 다수의 검출기를 이용하여 하나의 청진 영역에서 2개의 소음신호를 동시에 검출하더라도 신체를 통과하지 않고 생체신호에 중첩되지 않은 외부의 소음은 자체의 파형을 유지하는 반면 생체신호에 중첩된 소음신호는 신체를 통하여 전달되며 파형이 변하기 때문이다. 이를 위하여 본 발명의 상기 제3실시예의 청진기는 파형이 상이한 소음신호를 검출하기 위하여 동일한, 유사한 또는 상이한 종래의 검출기를 사용할 수 있다. 그 후 상기 생체신호를 본 발명의 제2실시예에서와 같이 처리하여 사용자 또는 환자의 상태를 보다 명확하게 진단한다.

따라서 상기 본 발명의 제3실시예의 청진기는 동일한, 유사한 또는 상이한 2개 이상의 검출기를 구비하도록 구성하되, 상기 검출기 중 1개 이상은 소음의 음원으로부터 직접 집음하여 소음신호를 검출하고 나머지 1개 이상의 검출기는 신체와 접촉하여 중첩신호를 검출하도록 구성한다. 특히 소음의 음원으로부터 발생한 후 신체를 통과하여 집음되는 소음은 주파수는 거의 동일하되 파장이 변하며 파동의 속도가 변하게 된다. 따라서 소음의 음원으로부터 직접 집음한 소음신호와 생체신호에 중첩된 소음신호는 주파수는 동일하거나 유사하되 위상 차이를 가지게 된다. 따라서 상기 제3실시예의 청진기의 조절부는 상기 상이한 소음신호 사이의 위상 차이를 감지하도록 구성하여 소음신호를 용이하게 식별할 수 있다. 또한 필요할 경우 신체와 접촉하는 다수의 검출기를 신체의 상이한 부분에 위치하도록 청진기를 구성함으로써 파형의 변화에 따르는 오차를 최소화할 수도 있다.

본 발명의 상기 제3실시예에 의한 청진기 역시 위에서 설명한 구성, 방법 또는 수단과는 상이한 기존의 구성, 수단 또는 방법을 이용하여 소음신호 및 소음신호와 생체신호가 중첩된 중첩신호를 검출할 수 있으며, 위에서 설명한 구성, 방법 또는 수단과는 상이한 기존의 구성, 방법 또는 수단으로 소음신호를 상쇄하거나 생체신호를 추출할 수도 있다. 일예로 본 발명의 상기 제3실시예의 검출기들은 본 발명의 제1실시예의 검출기들과 마찬가지로 다양한 위치에 설치할 수 있다. 또한 상기 제3실시예의 청진기 역시 제1실시예의 청진기와 마찬가지로 3개 또는 그 이상의 검출기를 구비할 수 도 있다.

본 발명의 다양한 실시예의 청진기는 중첩신호로부터 생체신호를 직접 추출하거나 중첩신호로부터 소음신호를 검출하기 위하여 다양한 공지의 알고리즘을 사용할 수 있다. 일예로 공지의 time domain 신호처리 알고리즘을 사용하여 중첩신호로부터 생체신호를 직접 추출하거나 중첩신호로부터 소음신호를 검출할 수 있다. 이와는 달리 공지의 frequency domain 신호처리 알고리즘을 사용하여 중첩신호로부터 생체신호를 직접 추출하거나 중첩신호로부터 소음신호를 검출할 수 있다. 이와 같은 time domain 또는 frequency domain 신호처리 알고리즘의 사용 방법 및 선택 조건 또한 공지의 방법 및 조건을 이용하되, 본 발명의 다양한 실시예의 청진기는 제어부, 송수신부의 특성에 부합하도록 변형될 수도 있다.

본 발명의 청진기는 본 발명의 다양한 실시예를 통하여 추출한 생체신호를 기준 생체신호 데이터와 비교하는 프로그램 또는 상기 프로그램이 장착된 회로에 해당하는 제어부를 포함하는 것을 원칙으로 한다. 하지만 이러한 구성과는 달리 상기 기준 생체신호 데이터, 상기 프로그램, 상기 회로 또는 상기 제어부를 본 발명의 청진기와 별도로 제공할 수도 있다. 일예로 상기 기준 생체신호 데이터는 본 발명의 청진기와는 별도의 메모리 또는 소프트웨어의 형태로 제작할 수 있으며, 본 발명의 청진기와는 별도로 유선 또는 무선의 통신기기를 연결하여 외부의 제어부 또는 외부의 기준 생체신호 데이터를 사용하도록 구성할 수도 있다.

상술한 다양한 실시예를 가지는 본 발명의 청진기에는 기존의 다양한 형태 및 구성을 지닌 검출기를 사용할 수 있다. 또한 상기 검출기의 크기는 본 발명의 검출기의 크기와 유사하거나 조금 적은 것이 바람직하지만, 필요에 따라 그 크기를 조절할 수 있다.

또한 상술한 다양한 실시예를 가지는 본 발명의 청진기에는 가청주파수 영역인 16~20,000 Hz 대역의 음파, 가청주파수를 벗어나는 16 Hz 미만의 초저음파 또는 20,000~100,000 Hz 대역의 초음파 등을 검출할 수 있는 공지의 센서를 검출기로 사용할 수 있다. 이 경우 상술한 기준 생체신호 데이터 역시 상기 대역의 초저음파 또는 초음파 대역을 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상술의 다양한 실시예에 의한 본 발명의 청진기는 일정 기간 동안 다수의 중첩신호, 소음신호 또는 생체신호 등을 각각 검출하거나 일정 수효 이상의 중첩신호, 소음신호 또는 생체신호를 각각 검출한 후 공지의 방법을 이용하여 계산한 중첩신로, 소음신호 또는 생체신호 각각의 평균신호를 이용하도록 고안할 수 있다. 이 때 상기 평균신호는 산술평균(arithmetic average), 기하평균(geometric average), 가중산술평균(weighted arithmetic average), 가중기하평균(weighted geometric average), 앙상블평균(ensemble average), 로그평균(logarithmic average) 등을 사용할 수 있다.

또한 상술한 다양한 실시예를 가지는 본 발명의 청진기에는 상기 초저음파 영역, 가청주파수 영역, 초음파 영역의 음파를 직접 검출하지 않더라도 동일한 주파수 대역의 물리적 진동을 감지할 수 있는 공지의 센서를 검출기로 사용할 수도 있다. 이 경우 역시 상술한 기준 생체신호 데이터를 상기 대역의 물리적 진동으로 구성하는 것이 바람직하다.

상술한 다양한 실시예를 가지는 본 발명의 청진기는 여러 형태로 사용 가능하다. 일례로 본 발명의 청진기는 의료진이 환자를 대상으로 원격으로 사용할 수 있다. 이와는 달리 본 발명의 청진기는 사용자가 상술한 다양한 소음신호, 중첩신호 등을 검출한 후 이들로부터 생체신호를 추출하여 의료진에게 원격으로 전송하면 의료진이 이를 기준으로 사용자의 건강 상태 및 질병 유무를 판단하는 데 사용할 수 있다. 이와는 달리 사용자는 본 발명의 청진기를 이용하여 자신의 건강 상태 및 질병 유무를 판단하는 데 사용할 수도 있다.

상술한 다양한 실시예를 가지는 본 발명의 청진기는 기존의 청진기 형태의 제1구성으로 제작할 수 있다. 이와는 달리 상기 청진기는 휴대용 통신기기에 장착할 수 있도록 제2구성으로 제작할 수도 있다. 상기 제2구성의 경우 상기 청진기를 휴대용 통신기기 내부에 장착할 수 있으며, 이와는 달리 상기 청진기의 전체 또는 일부를 휴대용 통신기기에 탈착식으로 장착할 수 있도록 구성할 수 있다. 또한 상기 제2구성의 경우 본 발명의 제어부, 즉 본 발명의 다양한 실시예를 통하여 추출한 생체신호를 기준 생체신호 데이터와 비교하는 프로그램 또는 상기 프로그램이 장착된 회로는 탈착식으로 구성된 청진기에 또는 휴대용 통신기기에 장착할 수 있다. 또한 기준 생체신호 데이터 역시 탈착식으로 구성된 청진기에 또는 휴대용 통신기기에 장착할 수 있으며, 이와는 달리 상기 휴대용 통신기기를 이용하여 상기 기준 생체신호 데이터를 얻을 수 있다.

상술한 다양한 실시예를 가지는 본 발명의 청진기는 지금까지 외부소음신호 제거의 어려움으로 인하여 실용화 하지 못한 청진기에 적용되어 성능을 보다 향상시키고 보다 정확하게 병명을 진단할 수 있는 청진기 발명을 실용화하여 의료진뿐만 아니라 일반 대중들도 자신의 심장순환기 계통, 호흡기 계통, 소화기 계통 등의 이상 유무를 확인하는 등 유용하게 사용할 수 있는 여러 가지 효과가 있다.

1 : 청진기, 1a : 본체, 2 : 두부, 3 : 소음제거회로
3a : 제1검출단자, 3b : 제2검출단자, 4 : 밸브
M1 : 제1검출기, M2 : 제2검출기, Am : 차동증폭회로
L1,L2 : 도선, R1~R4 : 저항, PC : 제어회로
S : 청진음 신호, N : 소음 신호, a : 청진 영역

Claims (9)

1. 특정 주파수 영역의 음파를 검출할 수 있는 제1검출기와 제2검출기 및 제어부를 포함하는 청진기에 있어서,
   상기 제1검출기는 사용자의 신체와 접촉하여 신체 외부의 소음신호와 신체 내부의 생체신호가 중첩된 중첩신호를 검출하고, 상기 제2검출기는 상기 신체와 접촉하지 않아 상기 소음신호를 직접 검출하며, 상기 제어부는 상기 제1검출기가 검출한 상기 중첩신호로부터 상기 제2검출기가 검출한 상기 소음신호를 제거하여 상기 생체신호를 추출하도록 구성되고,
   상기 제1검출기에 의하여 검출된 상기 중첩신호의 상기 소음신호는 상기 제2검출기에 의하여 검출된 상기 소음신호의 특정 배수의 크기를 가지며, 상기 제어부는 상기 제1검출기에 의하여 검출된 상기 중첩신호로부터 상기 제2검출기에 의하여 검출된 상기 소음신호의 상기 특정 배수를 소거함으로써 상기 생체신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 청진기.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 제1검출기에 의하여 검출된 상기 중첩신호로부터 상기 제2검출기에 의하여 검출된 상기 소음신호를 소거함으로써 상기 생체신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 청진기.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1검출기에 의하여 검출된 상기 중첩신호의 상기 소음신호는 상기 제2검출기에 의하여 검출된 상기 소음신호와 특정 위상차를 가지며, 상기 제어부는 상기 제1검출기에 의하여 검출된 상기 중첩신호로부터 제2검출기에 의하여 검출된 상기 소음신호를 상기 위상차를 감안하여 소거함으로써 상기 생체신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 청진기.
   
5. 회전 또는 이동이 가능하며 특정 주파수 영역의 음파를 검출할 수 있는 검출기 및 제어부를 포함하는 청진기에 있어서,
   상기 검출기는 첫 번째 위치에서는 사용자의 신체와 접촉하여 신체 외부의 소음신호와 신체 내부의 생체신호가 중첩된 중첩신호를 검출하고, 상기 검출기는 두 번째 위치에서 상기 신체와 접촉하지 않아 상기 소음신호를 검출하며, 상기 제어부는 상기 중첩신호로부터 상기 소음신호를 제거하여 상기 생체신호를 추출하도록 구성되고,
   상기 첫 번째 위치에서 상기 검출기가 검출한 상기 중첩신호의 상기 소음신호는 상기 두 번째 위치에서 상기 검출기가 검출한 상기 소음신호의 특정 배수의 크기를 가지며, 상기 제어부는 상기 첫 번째 위치에서 상기 검출기가 검출한 상기 중첩신호로부터 상기 두 번째 위치에서 상기 검출기가 검출한 상기 소음신호의 상기 특정 배수를 소거함으로써 상기 생체신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 청진기.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는
   상기 첫 번째 위치에서 상기 검출기가 검출한 상기 중첩신호로부터 상기 두 번째 위치에서 상기 검출기가 검출한 상기 소음신호를 소거함으로써 상기 생체신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 청진기.
   
7. 삭제
8. 제5항에 있어서,
   상기 첫 번째 위치에서 상기 검출기가 검출한 상기 중첩신호의 상기 소음신호는 상기 두 번째 위치에서 상기 검출기가 검출한 상기 소음신호와 특정 위상차를 가지며, 상기 제어부는 상기 첫 번째 위치에서 상기 검출기가 검출한 상기 중첩신호로부터 상기 두 번째 위치에서 상기 검출기가 검출한 상기 소음신호를 상기 위상차를 감안하여 소거함으로써 상기 생체신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 청진기.
   
9. 신체 내부의 생체신호와 상기 신체 내부로 전달된 신체 외부의 소음신호가 중첩된 중첩신호를 청진기로 검출하는 과정과, 상기 신체 외부에서 특정 배수의 크기를 갖는 상기 소음신호를 상기 청진기로 검출하는 과정 및 상기 중첩신호에서 상기 외부에서 검출한 상기 소음신호의 상기 특정 배수를 제거하여 상기 생체신호를 추출하는 과정으로 구성된 것을 특징으로 하는 청진기를 이용한 생체신호 추출 방법.
   

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