KR102041983B1 - 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트 - Google Patents

생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트는, 신축 가능한 재질로 형성되고, 측정 대상체와 접촉 가능한 전극들이 마련되는 벨트바디 유닛; 및 상기 벨트바디 유닛과 결합되고, 상기 전극들에서 측정된 측정 대상체의 임피던스에 관한 전기적 신호를 수신하는 회로 유닛;을 포함하고, 상기 회로 유닛은 상기 벨트바디 유닛 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트{FABRIC ELECTRODE BELT FOR VITAL SIGNAL}
본 발명은 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장시간 사용에도 측정 성능을 유지함과 동시에 편안한 착용감을 느낄 수 있는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트에 관한 것이다.
일반적으로 전기 임피던스 단층촬영(EIT: Electrical Impedance Tomography) 기술은 인체의 표면에 복수 개의 전극을 부착하고, 이 중 일부의 전극들을 통해 전류를 인가한 후에 표면에 부착된 다른 전극들을 통해 전압을 측정하여 인체 내부의 저항률을 영상화하는 기술이다.
이러한 임피던스 단층촬영에 사용되는 복수의 전극은 손쉽게 인체에 접촉 및 유지하기 위하여 2개 이상의 전극을 배열한 벨트를 적용하기도 한다. 그리고, 안정적인 전극의 접촉을 위하여 전극 주변에 전도성 젤이나 접착제를 부착하는데, 이는 장시간 사용 시 측정 데이터에 영향을 주거나, 측정 대상과 부위에 따라 피부 자극이나 감염과 같은 문제를 야기한다.
본 발명의 배경기술은 일본 공개특허공보 특개(特開) 2014-233619호(2014.12.15)에 개시되어 있다.
본 발명은 장시간 사용에도 측정 성능을 유지함과 동시에 편안한 착용감을 느낄 수 있는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트는, 신축 가능한 재질로 형성되고, 측정 대상체와 접촉 가능한 전극들이 마련되는 벨트바디 유닛; 및 상기 벨트바디 유닛과 결합되고, 상기 전극들에서 측정된 측정 대상체의 임피던스에 관한 전기적 신호를 수신하는 회로 유닛;을 포함하고, 상기 회로 유닛은 상기 벨트바디 유닛 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 벨트바디 유닛 및 상기 회로 유닛은 서로 교대로 연결되어 수평으로 연장되는 하나의 몸체를 형성한다.
또한, 상기 회로 유닛은 상기 벨트바디 유닛 사이에 배치된다.
또한, 상기 벨트바디 유닛의 양 단에는 상기 회로 유닛이 결합된다.
또한, 상기 벨트바디 유닛은, 측정 대상체와 접촉되고, 전기 전도성 직물로 구성되는 상기 전극들이 마련되는 전극 레이어; 상기 전극 레이어와 결합되고, 상기 전극들과 전기적으로 연결되는 회로 레이어; 및 상기 회로 레이어와 결합되고, 상기 전극들 각각에 대응되어 다수의 색과 패턴으로 형성된 마커들이 마련되는 커버 레이어;를 포함한다.
또한, 상기 전극 레이어, 상기 회로 레이어, 상기 커버 레이어 가운데 적어도 하나는 신축 가능한 탄성 재질로 형성된다.
또한, 상기 전극 레이어와 상기 회로 레이어 사이에는 상기 전극들과 상기 회로 레이어를 전기적으로 접촉시키기 위한 접촉부가 형성되고, 상기 접촉부는 전도성 접착제(conductive glue) 또는 열 압착(thermo-compression bonding)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전극들은 서로 일정 간격 이격되어 배치되고, 상기 전극들은 상기 벨트바디 유닛에 적어도 아일렛(eyelet), 전도성 접착제(conductive glue), 스티칭(stiching) 가운데 어느 하나를 통해 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 회로 레이어에는 상기 전극들과 상기 회로 유닛의 전원 연결을 위한 전도사가 구비된다.
또한, 상기 전도사는 상기 회로 레이어 상에 지그재그 형상의 자수(embroidery) 패턴으로 배선된다.
또한, 상기 전도사는 상기 회로 레이어 상에 스티칭(stiching)을 통해 부분적으로 고정 배선되어 상기 벨트바디 유닛의 신축 범위에 대응되는 길이를 갖는다.
또한, 상기 회로 유닛은 비탄성 재질로 형성된다.
또한, 상기 회로 유닛은 유연인쇄회로기판(PCB)으로 마련된다.
또한, 상기 회로 유닛은 상기 전극들에 전류를 공급하여 측정 대상체의 임피던스에 관한 전압 신호를 측정한다.
또한, 상기 회로 유닛은 전기 임피던스 단층 촬영 장치로부터 주입되는 전류를 상기 벨트바디 유닛 내 임의의 전극으로 연결하여 체내 주입하는 회로를 포함한다.
또한, 상기 회로 유닛은 상기 전극들 가운데 임의의 두 전극 사이의 전압 신호 차를 측정하여 증폭시키는 다수 개의 차동 증폭 회로를 포함한다.
또한, 상기 차동 증폭 회로와 상기 전류 출력 회로의 아날로그 신호를 전기 임피던스 단층 촬영 장치에 직접 연결하거나, 아날로그-디지털 변환 신호의 복조(demodulation) 결과를 메인 프로세서에 전송하여 측정 대상체의 내부 도전율 및 유전율 분포를 영상화 한다.
또한, 상기 전극 레이어는 상기 전극들이 마련되어 측정 대상체와 접촉되는 접촉면을 구비하고, 상기 커버 레이어는 상기 접촉면에 대향하여 상기 전극들 각각에 대응되는 상기 마커들이 마련되는 노출면을 구비한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트는, 측정 대상체와 접촉 가능한 전극들이 마련되고, 상기 전극들과 전기적으로 연결되는 회로와 배선이 구비되며, 상기 전극들 각각에 대응되어 다수의 색과 패턴으로 형성된 마커들이 마련되는 벨트바디 유닛; 및 상기 벨트바디 유닛과 결합되고, 상기 전극들에서 측정된 측정 대상체의 임피던스에 관한 전기적 신호를 수신 및 증폭하여 임피던스 측정을 위한 아날로그 신호를 생성하는 회로 유닛;을 포함하고, 상기 벨트바디 유닛 및 상기 회로 유닛은 서로 교대로 연결되어 하나의 몸체를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 벨트바디 유닛은 신축 가능한 탄성 재질로 형성된다.
또한, 상기 벨트바디 유닛은 상기 전극들이 마련되어 측정 대상체와 접촉되는 접촉면과, 상기 접촉면에 대향하여 상기 전극들 각각에 대응되는 상기 마커들이 마련되는 노출면을 구비한다.
또한, 상기 회로 유닛은 비탄성 재질로 형성된다.
또한, 상기 회로 유닛은 유연인쇄회로기판(PCB)으로 마련된다.
또한, 상기 회로 유닛은 상기 전극들 가운데 임의의 두 전극 사이의 전압 신호 차를 측정하여 증폭시키는 다수 개의 차동 증폭 회로를 포함한다.
또한, 상기 아날로그 신호를 전기 임피던스 단층 촬영 장치에 직접 연결하거나, 아날로그-디지털 변환 신호의 복조(demodulation) 결과를 메인 프로세서에 전송하여 측정 대상체의 내부 도전율 및 유전율 분포를 영상화 한다.
본 발명에 의하면, 직물 전극 벨트는 측정 대상체의 측정 대상 부위의 생체 변화와 관계 없이 탄성 변형 가능한 구간이 형성되어, 전극들이 측정 대상 부위에 대해 접촉되는 접촉력을 향상시켜 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 직물 전극 벨트를 통해 생체신호를 측정함에 따라, 피부 압박에 민감한 중환자나 유아에 장기간 사용할 수 있게 된다. 따라서, 직물 전극 벨트는 장시간 모니터링이 필요한 심폐기능 측정 분야, 예를 들어 중환자 대상의 기계호흡 감시장치나 유아의 무호흡 감시장치 등에 적용할 수 있다.
또한, 벨트바디 유닛 상에 전도사가 부분적으로 고정 배선 될 수 있어 벨트바디 유닛이 길이 방향으로 탄성 변형될 때, 벨트바디 유닛의 탄성도를 유지하면서 이와 동시에 다중 신호/전원 연결을 구현할 수 있다.
또한, 회로 유닛에 차동 증폭 회로가 마련되어 전극들 가운데 임의의 두 전극의 전압 신호 차를 감지함으로써 출력되는 증폭 신호의 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 전극들을 위에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트를 측면에서 바라본 분해 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 마커들을 위에서 바라본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 회로 레이어를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 회로 레이어에 전도사가 부분적으로 고정되는 형태를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 회로 유닛을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 회로 유닛에서 생성된 아날로그 신호를 전기 임피던스 단층촬영 시스템으로 전송하는 형태를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트를 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 전극들을 위에서 바라본 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트를 측면에서 바라본 분해 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 마커들을 위에서 바라본 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 회로 레이어를 도시하는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 회로 레이어에 전도사가 부분적으로 고정되는 형태를 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트(10)는 벨트바디 유닛(20)과, 회로 유닛(30)을 포함할 수 있다.
직물 전극 벨트(10)는 전체적으로 측정 대상체에 장착 가능한 구조로 형성될 수 있다.
벨트바디 유닛(20)은 측정 대상체와 접촉 가능한 전극들(211)이 마련될 수 있다.
보다 구체적으로, 벨트바디 유닛(20)은 전극 레이어(210)와, 회로 레이어(220) 및 커버 레이어(230)로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 전극 레이어(210)와, 회로 레이어(220) 및 커버 레이어(230)는 신축 가능한 탄성 재질(ex. 섬유, 실리콘, 고무 등)로 형성될 수 있다.
전극 레이어(210)는 측정 대상체와 접촉될 수 있고, 전기 전도성 직물로 구성되는 전극들(211)이 마련될 수 있다. 이 때, 전극 레이어(210)에는 전극들(211)이 마련되어 측정 대상체와 접촉되는 접촉면이 구비될 수 있다. 바람직하게는, 상기 접촉면은 측정 대상체와의 접촉에 의한 마찰에도 안전한 탄성 재질로 형성될 수 있다.
전극 레이어(210)에 마련되는 전극들(211)은 전극 구조체(213)와, 이러한 전극 구조체(213)를 감싸는 전도성 섬유(212)로 구성될 수 있다.
일례로, 전극 구조체(213)는 일 면이 볼록하고 타 면은 납작한 반원 형상으로 형성될 수 있고, 전도성 섬유(212a, 212b)는 전극 구조체(213)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 전극 구조체(213)의 표면을 감싸며 구비될 수 있다(도 3 참조).
또한, 전극들(211)은 전극 레이어(210) 상에 서로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 일례로, 전극들(211)은 아일렛(eyelet), 전도성 접착제(conductive glue), 스티칭(stiching) 중 어느 하나를 통해 벨트바디 유닛(20)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 전극들(211)과의 연결을 위하여 벨트바디 유닛(20)에는 아일렛(eyelet), 전도성 접착제(conductive glue), 스티칭(stiching) 중 어느 하나가 형성될 수 있다. 즉, 전극들(211)의 종류에 따라 벨트바디 유닛(20)에 고정하는 방식은 다양하게 구현될 수 있다.
회로 레이어(220)는 전극 레이어(210)와 결합될 수 있고, 전극들(211)과 전기적으로 연결될 수 있도록 배선 및 회로가 구현될 수 있다. 이 때, 전극 레이어(210)와 회로 레이어(220) 사이에는 접착부(240)가 더 포함될 수 있고, 이러한 접착부(240)는 전극들(211)과 후술될 전기 접촉점(222) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 일례로, 접촉부(240)는 전도성 접착제(conductive glue) 또는 열 압착(thermo-compression bonding)일 수 있다.
회로 레이어(220)에는 전극들(211)과 후술될 회로 유닛(30)의 전원 연결을 위한 전도사(221)가 마련될 수 있다.
보다 구체적으로, 회로 레이어(220)에는 전극들(211) 각각에 대응되는 위치에 전기 접촉점(222)이 마련될 수 있고, 전도사(221)는 전기 접촉점(222)과 회로 유닛(30) 사이를 전기적으로 연결하도록 마련될 수 있다(도 5 또는 도 6 참조).
일례로, 도 5에 도시된 바와 같이, 전도사(221)는 회로 레이어(220) 상에 지그재그 형상의 자수(embroidery) 패턴으로 배선 될 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이, 전도사(221)는 회로 레이어(220) 상에 스티칭을 통해 부분적으로 고정 배선 될 수도 있다.
특히, 전도사(221)가 회로 레이어(220) 상에 부분적으로 고정 배선 될 경우, 벨트바디 유닛(20)이 길이 방향으로 탄성 변형될 때, 벨트바디 유닛(20)의 탄성도를 유지하면서 이와 동시에 다중 신호/전원 연결을 구현할 수 있는 장점이 있다. 바람직하게는, 전도사(221)가 벨트바디 유닛(20)의 신축 범위에 대응되는 길이를 갖도록 배선 될 수 있다.
보다 구체적으로, 직물 전극 벨트(10)가 측정 대상체에 장착되면, 측정 대상체의 생체 활동에 따른 부피 변화 등의 요인으로 인해 벨트바디 유닛(20)이 길이 방향으로 탄성 변형될 수 있다. 이와 동시에, 벨트바디 유닛(20)에 부분적으로 고정 배선 된 전도사(221)가 벨트바디 유닛(20) 상에서 끊어지지 않고 연결된 상태를 유지하여 안정적으로 측정 대상체의 임피던스를 측정할 수 있다.
커버 레이어(230)는 회로 레이어(220)와 결합될 수 있고, 전극들(211) 각각에 대응되어 다수의 색과 패턴으로 형성된 마커들(231)이 마련될 수 있다. 이 때, 커버 레이어(230)에는 마커들(231)이 마련되는 노출면이 구비될 수 있다.
일례로, 마커들(231)을 촬영하여 3차원 영상을 획득하는 촬영장치(ex. 3차원 카메라)(미도시)를 포함할 수 있고, 상기 촬영장치는 측정 대상체가 직물 전극 벨트(10)를 착용한 부위에 대한 3차원 모델 영상을 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 촬영장치는 실제 크기를 알고 있는 다수의 색과 패턴으로 형성되는 마커들(231)을 포함한 2차원 영상들의 정보로부터 측정 대상체의 측정 대상 부위에 대한 3차원 부피 정보를 획득할 수 있다.
한편, 회로 유닛(30)은 벨트바디 유닛(20)과 결합될 수 있고, 전극들(211)에 전류를 공급하여 측정 대상체의 임피던스에 관한 전압 신호를 측정할 수 있다. 일례로, 회로 유닛(30)과 벨트바디 유닛(20)은 아일렛(eyelet) 방식으로 결합될 수 있다.
회로 유닛(30)은 신축되지 않는 재질로 형성될 수 있다. 일례로, 회로 유닛(30)은 스위칭 라인이 구비되는 유연인쇄회로기판(PCB)으로 마련될 수 있다. 다만, 회로 유닛(30)은 유연인쇄회로기판에 한정되지 않으며 스위칭 라인이 구비될 수 있고 신축되지 않는 다양한 비 탄성 재질로 마련될 수 있다.
회로 유닛(30)은 벨트바디 유닛(20)과 길이 방향을 따라 서로 교대로 배치되는 형태일 수 있다. 도 1을 참고하면, 하나의 직물 전극 벨트(10) 상에 2개의 회로 유닛(30)이 구비되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 벨트바디 유닛(20)과 교대로 배치되는 어떠한 형태도 가능할 수 있다.
다시 말해, 벨트바디 유닛(20) 및 회로 유닛(30)은 서로 교대로 연결되어 하나의 몸체(직물 전극 벨트(10))를 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 회로 유닛(30)은 벨트바디 유닛(20) 사이에 배치되어 결합된 형태이거나, 벨트바디 유닛(20)의 양 단에 회로 유닛(30)이 결합된 형태일 수 있다.
회로 유닛(30)은 후술될 도 7 및 도 8을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 회로 유닛을 도시하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트의 회로 유닛에서 생성된 아날로그 신호를 전기 임피던스 단층촬영 시스템으로 전송하는 형태를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트(10)는 회로 유닛(30)을 포함할 수 있다.
회로 유닛(30)은 회로 라인이 구비되는 유연인쇄회로기판(PCB)으로 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 회로 유닛(30)은 차동 증폭 회로(31)와, 전류 출력 회로(32)를 포함할 수 있다.
차동 증폭 회로(31)는 전극들(211) 가운데 임의의 두 전극 사이의 전압 신호 차를 측정하여 증폭시키는 역할을 할 수 있다.
차동 증폭 회로(31)는 공통 모드 제거비(CMRR, Common-Mode Rejection Ratio) 성능이 우수한 소자를 이용하여 전극들(211) 가운데 임의의 두 전극의 전압 신호를 입력(+, -)으로 하고, 상기 입력(+, -)의 차를 감지함으로써 출력되는 증폭 신호의 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이러한 공통 모드 제거비(CMRR) 성능의 향상은 전극들(211) 가운데 임의의 두 전극의 전압 신호에 대한 노이즈 및 측정오차를 감소시키는 데 중요한 역할을 할 수 있고, 일례로, 큰 임피던스 신호에 포함된 작은 변화를 측정하는 경우나, 심전도, 뇌파계와 같은 주변 노이즈가 심하면서 아주 약한 신호를 증폭하는 경우 더욱 중요하게 작용할 수 있다.
전류 출력 회로(32)는 전기 임피던스 단층 촬영 장치(50)와 연결될 수 있으며, 전류 출력 회로(32)를 통해 출력된 전류는 전극들(211)로 공급되어, 측정 대상체의 임피던스에 관한 전압 신호를 측정할 수 있게 된다. 이때, 전류 출력 회로(32)로부터 유기된 전압 신호는 차동 증폭 회로(31)를 통해 측정할 수 있게 된다.
구체적으로, 차동 증폭 회로(31)와 전류 출력 회로(32)의 입출력 아날로그 신호(증폭 신호 및 출력 전류)를 전기 임피던스 단층 촬영 장치(50)에 직접적으로 연결할 수 있다.
또한, 이와 다르게, 회로 유닛(30)과 전기 임피던스 단층 촬영 장치(50) 사이에 복조기(40)를 연결하여 아날로그-디지털 변환 신호의 복조(demodulation) 결과를 메인 프로세서(51)로 전송하여 측정 대상체의 내부 도전율 및 유전율 분포를 영상화 할 수 있다.
본 실시예에서는 신호 개선을 위한 차동 증폭 회로(31) 및 전류 출력 회로(32)가 회로 유닛(30) 상에 구비되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 탄성 변형 가능한 벨트바디 유닛(20) 위에 직접 부착될 수도 있다. 특히, 벨트바디 유닛(20) 위에 직접 부착되는 경우, 회로의 배선은 상술한 전도사(221)를 활용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 직물 전극 벨트는 측정 대상체의 측정 대상 부위의 생체 변화와 관계 없이 탄성 변형 가능한 구간이 형성되어, 전극들이 측정 대상 부위에 대해 접촉되는 접촉력을 향상시켜 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 직물 전극 벨트를 통해 생체신호를 측정함에 따라, 피부 압박에 민감한 중환자나 유아에 장기간 사용할 수 있게 된다. 따라서, 직물 전극 벨트는 장시간 모니터링이 필요한 심폐기능 측정 분야, 예를 들어 중환자 대상의 기계호흡 감시장치나 유아의 무호흡 감시장치 등에 적용할 수 있다.
또한, 벨트바디 유닛 상에 전도사가 부분적으로 고정 배선 될 수 있어 벨트바디 유닛이 길이 방향으로 탄성 변형될 때, 벨트바디 유닛의 탄성도를 유지하면서 이와 동시에 다중 신호/전원 연결을 구현할 수 있다.
또한, 회로 유닛에 차동 증폭 회로가 마련되어 전극들 가운데 임의의 두 전극의 전압 신호 차를 감지함으로써 출력되는 증폭 신호의 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트 20 벨트바디 유닛
30 회로 유닛 31 차동 증폭 회로
32 전류 출력 회로 40 복조기
50 전기 임피던스 단층 촬영 장치 51 메인 프로세서
210 전극 레이어 211 전극들
212 전도성섬유 213 전극구조체
220 회로 레이어 221 전도사
222 전기 접촉점 230 커버 레이어
231 마커들 240 접촉부

Claims (26)

  1. 신축 가능한 재질로 형성되고, 측정 대상체와 접촉 가능한 전극들이 마련되는 벨트바디 유닛; 및
    상기 벨트바디 유닛과 결합되고, 상기 전극들에서 측정된 측정 대상체의 임피던스에 관한 전기적 신호를 수신하는 회로 유닛;
    을 포함하고,
    상기 회로 유닛은 상기 벨트바디 유닛 사이에 배치되고,
    상기 벨트바디 유닛은,
    측정 대상체와 접촉되고, 전기 전도성 직물로 구성되는 상기 전극들이 마련되는 전극 레이어;
    상기 전극 레이어와 결합되고, 상기 전극들과 전기적으로 연결되는 회로 레이어; 및
    상기 회로 레이어와 결합되고, 상기 전극들 각각에 대응되어 다수의 색과 패턴으로 형성된 마커들이 마련되는 커버 레이어;
    를 포함하며,
    상기 전극 레이어, 상기 회로 레이어, 상기 커버 레이어 가운데 적어도 하나는 신축 가능한 탄성 재질로 형성되는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벨트바디 유닛 및 상기 회로 유닛은 서로 교대로 연결되어 수평으로 연장되는 하나의 몸체를 형성하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 벨트바디 유닛의 양 단에는 상기 회로 유닛이 결합되는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전극 레이어와 상기 회로 레이어 사이에는 상기 전극들과 상기 회로 레이어를 전기적으로 접촉시키기 위한 접촉부가 형성되고,
    상기 접촉부는 전도성 접착제(conductive glue) 또는 열 압착(thermo-compression bonding)인 것을 특징으로 하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전극들은 서로 일정 간격 이격되어 배치되고,
    상기 전극들은 아일렛(eyelet), 전도성 접착제(conductive glue), 스티칭(stiching) 중 어느 하나를 통해 상기 벨트바디 유닛에 전기적으로 연결되는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회로 레이어에는 상기 전극들과 상기 회로 유닛의 전원 연결을 위한 전도사가 구비되는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전도사는 상기 회로 레이어 상에 지그재그 형상의 자수(embroidery) 패턴으로 배선되는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전도사는 상기 회로 레이어 상에 스티칭(stiching)을 통해 부분적으로 고정 배선되어 상기 벨트바디 유닛의 신축 범위에 대응되는 길이를 갖는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 회로 유닛은 비탄성 재질로 형성되는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 회로 유닛은 유연인쇄회로기판(PCB)으로 마련되는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 회로 유닛은 상기 전극들에 전류를 공급하여 측정 대상체의 임피던스에 관한 전압 신호를 측정하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 회로 유닛은 상기 전극들 가운데 임의의 두 전극 사이의 전압 신호 차를 측정하여 증폭시키는 다수 개의 차동 증폭 회로를 포함하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 회로 유닛은 상기 전극들 가운데 임의의 두 전극 사이의 전류를 출력하는 전류 출력 회로를 포함하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 차동 증폭 회로와 상기 전류 출력 회로의 아날로그 신호를 전기 임피던스 단층 촬영 장치에 직접 연결하거나, 아날로그-디지털 변환 신호의 복조(demodulation) 결과를 메인 프로세서에 전송하여 측정 대상체의 내부 도전율 및 유전율 분포를 영상화 하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 전극 레이어는 상기 전극들이 마련되어 측정 대상체와 접촉되는 접촉면을 구비하고,
    상기 커버 레이어는 상기 접촉면에 대향하여 상기 전극들 각각에 대응되는 상기 마커들이 마련되는 노출면을 구비하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  19. 측정 대상체와 접촉 가능한 전극들이 마련되고, 상기 전극들과 전기적으로 연결되는 회로와 배선이 구비되며, 상기 전극들 각각에 대응되어 다수의 색과 패턴으로 형성된 마커들이 마련되는 벨트바디 유닛; 및
    상기 벨트바디 유닛과 결합되고, 상기 전극들에서 측정된 측정 대상체의 임피던스에 관한 전기적 신호를 수신 및 증폭하여 임피던스 측정을 위한 아날로그 신호를 생성하는 회로 유닛;
    을 포함하고,
    상기 벨트바디 유닛 및 상기 회로 유닛은 서로 교대로 연결되어 하나의 몸체를 형성하는 것을 특징으로 하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 벨트바디 유닛은 신축 가능한 탄성 재질로 형성되는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 벨트바디 유닛은 상기 전극들이 마련되어 측정 대상체와 접촉되는 접촉면과, 상기 접촉면에 대향하여 상기 전극들 각각에 대응되는 상기 마커들이 마련되는 노출면을 구비하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 회로 유닛은 비탄성 재질로 형성되는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 회로 유닛은 유연인쇄회로기판(PCB)으로 마련되는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 회로 유닛은 상기 전극들 가운데 임의의 두 전극 사이의 전압 신호 차를 측정하여 증폭시키는 다수 개의 차동 증폭 회로를 포함하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 회로 유닛은 상기 전극들 가운데 임의의 두 전극 사이로 전류를 출력하는 전류 출력 회로를 포함하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 아날로그 신호를 전기 임피던스 단층 촬영 장치에 직접 연결하거나, 아날로그-디지털 변환 신호의 복조(demodulation) 결과를 메인 프로세서에 전송하여 측정 대상체의 내부 도전율 및 유전율 분포를 영상화 하는 생체신호 측정을 위한 직물 전극 벨트.
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