KR102144448B1 - 광-자계 용적맥파 측정 장치 및 방법 - Google Patents

광-자계 용적맥파 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

광-자계 용적맥파 측정 장치에 관한 것이며, 광-자계 용적맥파 측정 장치는, 상면에 제1 중공부를 가지는 하우징; 제2 중공부를 가지며, 상기 하우징의 상면의 상측에 배치되는 자계 용적맥파 측정을 위한 제1 센서; 상기 제1 중공부를 통해 적어도 일부의 상면이 외부에 노출되고, 상기 하우징의 상면의 하측에 배치되는 광 용적맥파 측정을 위한 제2 센서; 및 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부에 의한 동작 제어에 의해, 상기 제1 센서를 통해 대상체의 혈류 변화 관련 제1 신호가 측정되고, 상기 제2 센서를 통해 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호가 측정될 수 있다.

Description

광-자계 용적맥파 측정 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING PHOTO-MAGNETO PLETHYSMOGRAPHY}
본원은 광-자계 용적맥파 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
동맥경화(혹은 죽상경화)는 혈관이 좁아지거나 막히게 되어 그 혈관이 담당하는 말초로의 혈액순환에 장애가 생기는 질환이라 할 수 있다. 동맥경화는 주로 심장에 혈액을 공급하는 관상동맥(심장혈관), 뇌에 혈액을 공급하는 뇌동맥과 경동맥(목의 혈관), 신장의 신동맥 및 말초혈관을 침범하고, 이로 인해 협심증, 심근경색(일명 심장마비) 등의 허혈성 심장질환, 뇌경색과 뇌출혈 등의 뇌졸중(일명 중풍), 신장의 기능이 저하되는 신부전 및 허혈성 사지 질환 등의 증상을 유발하므로, 사람들은 혈관 상태에 대한 주기적인 관찰을 통해 주의해야할 필요가 있다.
동맥경화를 검사하는 방법으로는 심장혈관 CT 검사, 운동부하 심전도 검사, 혈류의 분포를 보는 심장 핵의학 검사, 심장 혈관조영술 검사 등이 있다. 이 중 가장 확실한 방법은 직접 관상동맥을 촬영하여 혈관의 어느 부위가 어느 정도 좁아져 있는지를 심장혈관 CT 혹은 심장 혈관조영술로 확인하는 것이라 할 수 있다. 그러나, 이러한 검사 방법들은 방사선을 이용하거나 침습적인 방법임에 따라 환자에게 무리를 줄 수 있는 문제가 있다.
혈류속도는 이러한 동맥경화를 판별하는 중요한 지표로 이용되며, 이는 일예로 자계 용적맥파(Magneto-plethysmography, MPG) 측정 장치를 이용해 측정될 수 있다.
자계 용적맥파는 시간에 따라 변화하는 자기장을 생체조직에 인가한 후 혈류의 변화에 따른 자기장의 변화를 측정하여 파형으로 표현한 것이다. 시간에 따라 변화하는 자기장을 발생시키는 코일을 생체조직에 접근시키면 생체 조직 내에 원형의 전류가 생성된다. 이러한 원형의 전류는 플레밍의 오른손 법칙에 의해 2차 자기장을 발생시키며 2차 자기장은 코일에서 발생하는 자기장의 방향과 반대의 방향으로 생성된다. 코일에서 생성된 1차 자기장의 세기는 조직 내에서 생성된 2차 자기장의 세기 만큼 약해진다. 조직 내 혈류의 흐름과 같은 조직 내 전기 전도도(Conductivity)의 변화는 2차 자기장의 세기를 변화시키고 이러한 2차 자기장의 세기의 변화는 1차 자기장의 세기를 변화시키며 이는 코일의 유도용량(indectance)을 변화시키게 된다. 이러한 유도용량의 변화를 측정함으로써 자계 용적맥파를 얻을 수 있다.
한편, 심장박동수나 혈중 산소포화도와 같은 사용자의 생체 상태 정보는 일예로 광 용적맥파(Photo-plethysmography, PPG) 측정 장치를 이용해 측정될 수 있다.
광 용적맥파는 동맥 내 압력변화에 따른 혈관의 용적 변화를 측정하여 파형으로 표현한 것이다. 혈관에 일정한 파장을 가진 빛(광)을 조사하였을 경우, 조사된 광에 의하여 혈관의 부피가 증가 또는 감소하게 되고, 이에 따라 빛(광)을 흡수 또는 반사하는 정도가 변화하게 된다. 이러한 원리를 이용하여 발광부에서 발산된 빛과 수광부에 도달한 빛의 파장 또는 양의 차이를 측정함으로써 광 용적맥파를 얻을 수 있다.
그런데, 종래에는 혈류속도, 심장박동수와 혈중 산소포화도를 모두 측정하기 위해서는, 별도로 마련되는 2개의 측정 장치(즉, 혈류속도 측정이 가능한 자계 용적맥파 측정 장치와 심장박동수나 혈중 산소포화도 측정이 가능한 광 용적맥파 측정 장치) 각각을 이용해야 하므로, 편리성이나 효율성이 떨어지는 단점이 있다.
도 1은 종래에 혈류속도, 심장박동수와 혈중 산소포화도를 동시에 측정하기 위해, 별도로 마련되는 2개의 측정 장치로서 자계 용적맥파(MPG) 측정 장치와 광 용적맥파(PPG) 측정 장치를 이용하는 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래에는 혈류속도, 심장박동수와 혈중 산소포화도를 동시에 측정하고자 하는 경우, 일예로 사용자의 검지 손가락에는 자계 용적맥파(MPG) 측정 장치를 연결시키고, 일예로 사용자의 중지 손가락에는 광 용적맥파(PPG) 측정 장치를 연결시켜야 했다.
그런데, 이와 같이 이종의 2개의 측정 장치를 사용자의 서로 다른 신체 부위에 연결시킴으로써 각기 다른 유형의 생체 상태 정보를 서로 다른 신체 부위의 위치에 대하여 동시에 측정하는 경우에는, 측정 위치에 따라 미세한 차이가 발생하게 되어 자계 용적맥파(MPG)와 광 용적맥파(PPG) 모두에 대하여 정확한 측정 값을 얻지 못하는 문제가 있다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국공개특허공보 제10-2012-0057813호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자계 용적맥파(MPG)와 광 용적맥파(PPG)를 동시에 측정할 수 있는 광-자계 용적맥파 측정 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사용자의 한 신체 부위의 위치에서 자계 용적맥파(MPG)와 광 용적맥파(PPG)를 동시에 측정할 수 있도록, MPG와 PPG를 통합시켜 편리성이나 효율성을 향상시킨 통합 측정 장치로서 광-자계 용적맥파 측정 장치 및 그를 이용해 MPG와 PPG를 동시에 측정할 수 있는 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치는, 상면에 제1 중공부를 가지는 하우징; 제2 중공부를 가지며, 상기 하우징의 상면의 상측에 배치되는 자계 용적맥파 측정을 위한 제1 센서; 상기 제1 중공부를 통해 적어도 일부의 상면이 외부에 노출되고, 상기 하우징의 상면의 하측에 배치되는 광 용적맥파 측정을 위한 제2 센서; 및 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부에 의한 동작 제어에 의해, 상기 제1 센서를 통해 대상체의 혈류 변화 관련 제1 신호가 측정되고, 상기 제2 센서를 통해 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호가 측정될 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제2 측면에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치를 포함하는 광-자계 용적맥파 측정 시스템은, 대상체의 혈류 변화 관련 제1 신호를 측정하는 제1 센서 및 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호를 측정하는 제2센서를 포함하는 광-자계 용적맥파 측정 장치; 및 상기 광-자계 용적맥파 측정 장치로부터 제공받은 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 화면에 디스플레이하는 사용자 단말을 포함할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제3 측면에 따른 상기의 제1 측면에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치를 이용한 광-자계 용적맥파 측정 방법은, (a) 상기 광-자계 용적맥파 측정 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및 (b) 상기 제어 신호에 기초하여 상기 광-자계 용적맥파 측정 장치의 동작을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 (b) 단계는, 상기 제어 신호에 포함된 제1 센서의 동작 제어 신호에 기초하여 자계 용적맥파 측정을 위한 제1 센서의 동작을 제어하고, 상기 제어 신호에 포함된 제2 센서의 동작 제어 신호에 기초하여 광 용적맥파 측정을 위한 제2 센서의 동작을 제어하며, 상기 (b) 단계에서의 동작 제어에 의해, 상기 제1 센서를 통해 대상체의 혈류 변화 관련 제1 신호가 측정되고, 상기 제2 센서를 통해 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호가 측정될 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 자계 용적맥파(MPG)와 광 용적맥파(PPG)를 동시에 측정할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, MPG와 PPG를 통합시킨 통합 측정 장치로서 광-자계 용적맥파 측정 장치를 제공함으로써, 하나의 장치로 MPG와 PPG를 동시에 측정할 수 있어 높은 편리성과 효율성을 제공할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, MPG와 PPG를 동시에 측정함에 있어서 서로 간에 간섭이 발생하지 않도록 하는 구조를 갖는 광-자계 용적맥파 측정 장치를 제공함으로써, MPG와 PPG 모두에 대하여 정확한 측정 값을 얻을 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 복잡하지 않고 간단하면서도 컴펙트한(compact) MPG/PPG 동시 측정 장치로서 광-자계 용적맥파 측정 장치를 제공할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 종래에 혈류속도, 심장박동수와 혈중 산소 포화도를 동시에 측정하기 위해, 별도로 마련되는 2개의 측정 장치로서 자계용적맥파(MPG) 측정 장치와 광용적맥파(PPG) 측정 장치를 이용하는 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치를 포함하는 광-자계 용적맥파 측정 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치의 개략적 구성도를 나타낸 도면이다.
도 4a는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치의 개략적 단면도를 나타낸 도면이다.
도 4b는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)의 개략적 분해도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치 및 그에 포함된 자계 신호 발진기의 실물도의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치의 실물도의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치를 통해 측정되는 제1 신호와 제2 신호의 동시 측정 파형의 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치를 통해 동시에 측정되는 제1 신호와 제2 신호 간의 상관성 비교를 위한 그래프의 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치에 포함된 자계 신호 발진기로서, 공통 에미터 증폭기를 이용하는 콜피츠 발진기의 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 방법에 대한 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
심장이 수축할 때, 혈액이 심장에서 대동맥을 통하여 전신에 공급되는데, 이 과정에서 대동맥에 압력의 변동이 일어나게 되고, 이 압력의 변동은 손과 발의 말초 소동맥까지 전달된다. 이에 본원은 맥파, 혈류속도 등 대상체의 이종 생체신호를 동시에 측정할 수 있는 MPG/PPG 동시 측정 장치로서 본 장치(10)를 제공함으로써, 일예로 심장 수축기에서 발생한 파동이 손가락 끝에 전달될 때까지의 시간을 측정할 수 있다.
즉, 본원은 혈류속도와 관련된 자계 용적맥파(MPG) 및 심장박동수와 혈중 산소포화도와 관련된 광 용적맥파(PPG)를 동시에 측정할 수 있는 MPG/PPG 통합 측정 장치인 광-자계 용적맥파 측정 장치에 관한 것이다. 또한, 본 장치(10)는 MPG, PPG 뿐만 아니라 심전도 신호(ECG, electrocardiography)를 동시에 측정할 수 있는 통합 센싱 장치에 관한 것이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)를 포함하는 광-자계 용적맥파 측정 시스템(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)를 설명의 편의상 본 장치(10)라 하기로 한다. 또한, 도 2를 참조한 설명에서는 본 장치(10)에 대하여 간단히 설명하기로 하며, 보다 구체적인 설명은 후술하는 도면들을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 시스템(100)은 본 장치(10) 및 사용자 단말(20)을 포함할 수 있다.
본 장치(10)는 대상체의 혈류 변화 관련 제1 신호를 측정하는 제1 센서 및 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호를 측정하는 제2센서를 포함할 수 있다. 본 장치(10)는 제1 센서를 통해 제1 신호를 측정하고, 제2 센서를 통해 제2 신호를 측정할 수 있다.
본 장치(10)는 일예로 측정된 제1 신호와 제2 신호를 통신부를 통해 사용자 단말(20)로 제공할 수 있다.
이때, 본 장치(10)와 사용자 단말(20) 간에는 유/무선으로 연결될 수 있으며, 이에 따라 본 장치(10)는 제1 신호와 제2 신호를 유/무선 통신을 통해 사용자 단말(20)로 제공할 수 있다.
유/무선 통신은 일예로 RF(Radio Frequency) 통신, NFC(Near Field Communication) 통신, 블루투스(Bluetooth) 통신, 비콘(Beacon) 통신, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크 통신, LTE(Long Term Evolution) 네트워크 통신, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크 통신, 인터넷(Internet) 통신, LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network) 통신 등과 같은 모든 종류의 유/무선 통신을 포함할 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다.
사용자 단말(20)은 본 장치(10)로부터 제공받은 제1 신호와 제2 신호를 사용자 단말(20)의 화면에 디스플레이할 수 있다. 또한, 사용자 단말(20)은 본 장치(10)로부터 제공받은 제1 신호와 제2 신호에 기초하여 대상체의 생체 상태의 분석을 수행하고, 분석 결과를 사용자 단말(20)의 화면에 디스플레이할 수 있다. 여기서, 사용자 단말(20)은 생체 상태로서 대상체의 혈관 및 혈류 상태에 대한 분석을 수행할 수 있다.
사용자 단말(20)은 일예로 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(WCode Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC, 노트북, 웨어러블 디바이스, 데스크탑 PC 등과 같은 모든 종류의 유무선 통신 장치를 포함할 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다.
앞선 일예에서는 본 장치(10)가 제1 신호와 제2 신호를 측정하여 사용자 단말(20)로 제공하면, 사용자 단말(20)이 본 장치(10)로부터 제공받은 제1 신호와 제2 신호에 기초하여 대상체의 생체 상태의 분석 및 분석 결과에 대한 디스플레이를 수행하는 것으로 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 일예로, 본 장치(10)가 측정된 제1 신호와 제2 신호에 기초하여 대상체의 생체 상태의 분석을 수행하고, 분석된 결과를 본 장치(10) 자체에 구비된 화면에 디스플레이할 수 있다. 또 다른 일예로, 본 장치(10)가 측정된 제1 신호와 제2 신호에 기초하여 대상체의 생체 상태의 분석을 수행하고, 분석 결과를 사용자 단말(20)로 제공할 수 있다. 이러한 경우 사용자 단말(20)은 본 장치(10)로부터 제공받은 분석 결과를 사용자 단말(20)의 화면에 디스플레이할 수 있다.
이에 따르면, 이하 본 장치(10)에 대해 구체적으로 설명함에 있어서, 본 장치(10)에 포함된 구성 중 적어도 일부의 구성(예를 들어, 제어부, 분석부 등)에 대하여 설명된 내용은 사용자 단말(20)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 이하에서는 본 장치(10)에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)의 개략적 구성도를 나타낸 도면이고, 도 4a는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)의 개략적 단면도를 나타낸 도면이고, 도 4b는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)의 개략적 분해도를 나타낸 도면이고, 도 5는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10) 및 그에 포함된 자계 신호 발진기(14)의 실물도의 예를 나타낸 도면이고, 도 6은 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)의 실물도의 예를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 장치(10)는 하우징(1), 제1 센서(11), 발광부(12a) 및 수광부(12b)를 포함하는 제2 센서(12), 및 제어부(13)를 포함할 수 있다. 또한, 본 장치(10)는 자계 신호 발진기(14) 및 연자성 페라이트 시트(15)를 포함할 수 있다. 또한, 본 장치(10)는 분석부(16) 및 통신부(17)를 포함할 수 있다.
하우징(1)은 상면에 제1 중공부(s1)를 가질 수 있다. 하우징(1)은 일예로 플라스틱 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 센서(11)는 제2 중공부(s2)를 가지며, 하우징(1)의 상면의 상측에 배치될 수 있다. 제1 센서(11)는 자계 용적맥파(Magneto-plethysmography, MPG) 측정을 위한 센서를 의미할 수 있다. 제1 센서(11)는 자계(자기장)를 발생시키는 코일 및 코일로부터 발생되는 자계(자기장)의 변화를 감지하는 코일 센서부를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 센서(11), 특히 제1 센서(11)에 포함된 코일로부터 발생되는 자계(자기장)은 시변자계(alternating magnetic field), 제1 자기장 등으로 달리 표현될 수 있다.
제1 센서(11)는 제어부(13)에 의해 동작이 제어될 수 있다. 제어부(13)에 의한 제1 센서(11)의 동작 제어를 통해, 제1 센서(11)의 동작으로서 제1 센서(11)(특히, 제1 센서에 포함된 코일)로부터 발생되는 자계(자기장)의 유형이 제어될 수 있다. 특히, 제1 센서(11)로부터 발생되는 자계의 유형은 제어부(13)가 자계 신호 발진기(14)를 제어함으로써 제어될 수 있다. 여기서, 자계(자기장)의 유형에는 제1 센서(11)로부터 발생되는 자기장의 세기, 주파수, 시간 및 패턴 중 적어도 하나가 포함될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 센서(11)는 자계 신호 발진기(14)와 연결될 수 있다. 제1 센서(11)는 자계 신호 발진기(14)에서 발생된 발진 주파수를 자계 신호 발진기(14)로부터 전달받을 수 있으며, 전달받은 발진 주파수에 기초하여 자계(자기장)를 발생시킬 수 있다. 즉, 전달받은 발진 주파수에 기초하여 제1 센서(11)에 포함된 코일로부터 자계(자기장)이 발생될 수 있다. 이에 따르면, 제어부(13)가 자계 신호 발진기(14)를 제어함으로써, 제1 센서(11)의 코일로부터 발생되는 자계(자기장)의 유형이 제어될 수 있다.
제1 센서(11)로부터 발생되는 자계(자기장)는 대상체에 인가(조사)될 수 있다. 여기서, 대상체는 피검자의 신체부위(생체조직) 중 적어도 일부 부위를 의미할 수 있다. 이에 따르면, 제1 센서(11)로부터 발생되는 자계는 대상체의 신체부위 중 적어도 일부 부위에 인가(조사)될 수 있다. 대상체는 예시적으로 피검자의 손가락 부위일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 센서(11)에 포함된 코일로부터 발생되는 자계가 대상체에 인가되면, 제1 센서(11)의 유도용량(인덕턴스, inductance)이 변화될 수 있는데, 제1 센서(11)에 포함된 코일 센서부는 이러한 제1 센서(11)의 유도용량의 변화를 제1 신호로서 측정(센싱)할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술하여 설명하기로 한다.
예시적으로, 제1 센서(11)에 포함된 코일은 일예로 도넛 형태의 코일로 복수회 권취되어 마련될 수 있다. 예를 들어, 복수회 권취되어 마련되는 제1 센서(11)의 코일은 도 5의 도면을 기준으로 가로의 길이(a)가 30mm, 세로의 길이(b)가 24mm일 수 있으며, 인덕턴스가 8.0 uH일 수 있다. 또한, 코일의 턴 수에 따라 코일의 초기 인덕턴스의 값이 결정될 수 있는데, 본원에서는 코일의 초기 인덕턴스 값이 일예로 100 uH 미만이 되도록 코일을 마련할 수 있다. 이를 위해, 본원에서는 일예로 코일의 턴 수(권취 수, 감긴 수)를 13턴으로 고정 설정할 수 있다.
다만, 앞서 코일과 관련하여 설명된 수치 관련 설명(예를 들어, 가로의 길이, 세로의 길이, 인턱턴스 값, 턴 수 등)은 본원의 이해를 돕기 위한 하나의 예시일 뿐, 이에만 한정되는 것은 아니고 다양하게 설정될 수 있다.
제2 센서(12)는 1 중공부(s1)를 통해 적어도 일부의 상면이 외부에 노출되고, 하우징(1)의 상면의 하측에 배치될 수 있다. 보다 자세하게는, 후술하는 설명에 의하면 제2 센서(12)는 1 중공부(s1) 외에도 제2 중공부(s2) 및 제3 중공부(s3)를 통해 적어도 일부의 상면이 외부에 노출되도록, 하우징(1) 내 하우징(1)의 상면의 하측에 배치될 수 있다.
제2 센서(12)는 광 용적맥파(Photo-plethysmography, PPG) 측정을 위한 센서로서 PPG(Photoplethysmography) 센서일 수 있다.
제2 센서(12)는 발광부(12a) 및 수광부(12b)를 포함할 수 있다. 발광부(12a) 및 수광부(12b)는 서로 간에 일예로 하우징(1)의 중심을 기준으로 가로 방향에 대하여 소정의 간격을 두고 배치될 수 있다.
발광부(12a)는 하우징(1)의 제1 중공부(s1) 및 제1 센서(1)의 제2 중공부(s2)를 통해 대상체를 향하여 광을 조사할 수 있다. 수광부(12b)는 발광부(12a)로부터 대상체로 조사된 광에 대응하는 대상체로부터 반사되는 반사광을 하우징(1)의 제1 중공부(s1) 및 제1 센서(1)의 제2 중공부(s2)를 통해 수신할 수 있다. 수광부(12b)는 반사광을 제2 신호로서 측정(센싱)할 수 있다. 여기서, 수광부(12b)는 발광부(12a)로부터 조사되는 광의 파장이나 세기 등과 대비하여 변화된 반사광의 파장 및 변화된 반사광의 세기 등의 신호를 제2 신호로서 측정(센싱)할 수 있다.
발광부(12a)는 적외선, 가시광선 등 미리 설정된 파장을 갖는 광을 조사할 수 있다. 예시적으로, 발광부(12a)는 900 nm 파장의 적색 광을 대상체를 향하여 조사할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 장치(10)는 발광부(12a)를 통해 900 nm 파장의 적색 광이 조사되도록 제2 센서(12)를 제어함으로써, 헤모글로빈의 흡수 정도를 향상시킬 수 있다.
제2 센서(12)는 하우징(1)의 내부에 배치될 수 있다. 특히, 제2 센서(12)는, 발광부(12a)가 제1 중공부(s1), 제2 중공부(s2) 및 후술하는 연자성 페라이트 시트(15)의 제3 중공부(s3)를 통해 대상체를 향하여 광을 조사하고, 수광부(12b)가 발광부(12a)로부터 대상체로 조사된 광에 대응하는 반사광(즉, 대상체로부터 반사되는 반사광)을 어떠한 간섭 없이 제1 중공부(s1), 제2 중공부(s2) 및 제3 중공부(s3)를 통해 수신할 수 있도록, 하우징(1)의 내부에 배치될 수 있다.
이를 위해, 일예로 하우징(1)의 제1 중공부(s1)의 직경은 제1 센서(11)의 제2 중공부(s2)의 직경 및 연자성 페라이트 시트(15)의 제3 중공부(s3)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 일예로, 제3 중공부(s3)의 직경은, 발광부(12a)에서의 대상체를 향한 광의 조사 및 수광부(12b)에서의 대상체로부터 반사되는 반사광의 수신이 제2 센서(12)의 위치보다 상측에 위치하는 연자성 페라이트 시트(15)에 의해 가려지지 않도록, 제2 센서(12)의 상면의 직경보다는 작으면서, 제2 센서(12)의 적어도 일부의 상면이 외부로 노출될 수 있도록 제2 센서(12)의 적어도 일부의 상면에 대응하는 직경보다는 크게 형성될 수 있다. 특히, 제3 중공부(s3)의 직경은, 제2 센서(12)의 중심으로부터 발광부(12a)와 수광부(12b) 각각의 적어도 일부의 상면이 외부로 노출될 수 있도록, 제2 센서(12)의 중심으로부터 발광부(12a)와 수광부(12b) 각각의 적어도 일부의 상면이 포함되는 직경에 직경보다는 크면서, 제2 센서(12)의 상면의 직경보다는 작게 형성될 수 있다.
또한, 제2 중공부(s2)의 직경은, 제3 중공부(s3)를 통과하도록 발광부(12a)에서의 대상체를 향한 광의 조사 및 수광부(12b)에서의 대상체로부터 제3 중공부(s3)를 통과하도록 반사되는 반사광의 수신이 제2 센서(11)와 연자성 페라이트 시트(15)보다 상측에 위치하는 제1 센서(11)에 의해 가려지지 않도록, 제3 중공부(s3)의 직경보다는 같거나 그보다 크면서, 제1 중공부(s1)의 직경보다는 작게 형성될 수 있다.
이처럼, 제1 중공부(s1), 제2 중공부(s2) 및 제3 중공부(s3) 각각의 직경이 앞서 설명한 직경의 크기로 형성됨으로써, 제2 센서(12)보다 상측에 위치하는 연자성 페라이트 시트(15) 및 제1 센서(11)에 의해 간섭되는 것 없이, 하우징(1)의 내부에 배치되는 발광부(12a)가 제1 중공부(s1), 제2 중공부(s2) 및 제3 중공부(s3)를 통해 대상체를 향해 광을 조사하고, 하우징(1)의 내부에 배치되는 수광부(12b)가 제1 중공부(s1), 제2 중공부(s2) 및 제3 중공부(s3)를 통해 대상체로부터 반사되는 반사광을 수신할 수 있다.
이때, 본원에서 "직경"이라는 용어는 원 형상의 지름을 의미하는 것으로 좁게 해석되기보다는, 다양한 형상의 폭(너비)을 의미하는 것으로 넓게 해석될 수 있다.
제2 센서(12)는 제어부(13)에 의해 동작이 제어될 수 있다. 제어부(13)에 의한 제2 센서(12)의 동작 제어를 통해, 제2 센서(12)의 동작으로서 제2 센서(12)로부터 발생되는 광(대상체를 향하여 조사되는 광)의 유형이 제어될 수 있다. 여기서, 광의 유형에는 제2 센서(12)로부터 발생되는 광의 세기, 시간, 패턴 및 파장 범위 중 적어도 하나가 포함될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(13)는 제1 센서(11) 및 제2 센서(12)의 동작을 제어할 수 있다. 앞서 말한 바와 같이, 제어부(13)는 제1 센서(11)의 동작으로서 제1 센서(11)로부터 발생되는 자계(자기장)의 유형을 제어할 수 있다. 이때, 제어부(13)는 제1 센서(11)와 연결된 자계 신호 발진기(14)의 동작 제어를 통해, 제1 센서(11)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(13)는 제2 센서(12)의 동작으로서 발광부(12a)로부터 발생되는 광의 유형을 제어할 수 있다.
제어부(13)에 의한 동작 제어에 의해(즉, 제1 센서의 동작 제어 및 제2 센서의 동작 제어에 의해), 제1 센서(11)를 통해 대상체의 혈류(혈류속도) 변화 관련 제1 신호가 측정되고, 제2 센서(12)를 통해 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호가 측정될 수 있다.
자계 신호 발진기(14)는 제1 센서(11)와 연결되고, 제1 센서(11)에 인가되는 발진 주파수를 발생시킬 수 있다. 자계 신호 발진기(14)는 제어부(14)에 의한 제어에 의해, 발생된 발진 주파수를 제1 센서(11)에 인가할 수 있다.
제어부(13)에 의한 제어에 의해 자계 신호 발진기(14)를 통해 발생된 발진 주파수가 제1 센서(11)에 인가되는 경우, 제1 센서(11)는 코일을 통해 자계를 발생(이는 1차 자기장이라 할 수 있음)시킬 수 있다. 제1 센서(11)의 코일을 통해 발생된 자계는 대상체로 조사될 수 있다. 이때, 제1 센서(11)의 코일을 통해 발생된 자계(1차 자기장)가 대상체로 조사되는 경우, 대상체의 신체부위(생체조직) 내에는 대상체의 혈류가 흐름에 따라 원형의 전류(와전류, Eddy current)가 발생(생성)될 수 있다. 이러한 원형의 전류는 플레밍의 오른손 법칙에 의해 대상체 내에 2차 자기장(Induced Magnetic flux)을 발생시킬 수 있다. 여기서, 2차 자기장은 제1 센서(11)에서 발생되는 자계(제1 자기장)의 방향과 반대의 방향으로 생성될 수 있다.
제1 센서(11)의 코일에서 발생된 자계(제1 자기장)의 세기는 대상체 내에 생성된 2차 자기장의 세기만큼 약해질 수 있다. 이에 따르면, 대상체 내 혈류의 흐름과 같은 대상체 내 전기 전도도(Conductivity)의 변화는 2차 자기장의 세기를 변화시키고 이러한 2차 자기장의 세기의 변화는 1차 자기장의 세기를 변화시키며, 이로 인해 제1 센서(11)의 코일의 유도용량(인덕턴스, inductance)이 변화될 수 있다. 따라서, 본 장치(10)는 제1 센서(11)의 코일을 통해 자계를 발생시키고, 코일의 유도용량의 변화를 제1 센서(11)의 코일 센서부(12)를 통해 측정할 수 있다. 이에 따르면, 제1 센서(11)는 코일 센서부(12)를 통해 혈류(혈류속도) 변화 관련 제1 신호로서 코일의 유도 용량의 변화 관련 신호를 측정할 수 있다.
달리 말해, 시변자계(제1 자기장)에 의한 와전류(eddy current)는 시변자계 영역안에 분포하고 있는 물질의 투자율(permeability)과 전도도(Conductivity)에 의하여 영향을 받는다. 생물학적 유체 중 하나인 혈액을 구성하는 성분(혈장, 적혈구, 백혈구, 혈소판 등)들이 외부로부터 인가된 시변자계의 영향을 받아, 미세한 와전류를 발생시키고, 발생된 와전류가 외부 시변자계에 영향을 미쳐 외부 코일의 유도용량(inductance)을 변화시킬 수 있다. 이에 본 장치(10)는 시변자계에 의해 코일의 유도용량이 변화되는 점을 고려하여, 유도용량의 변화를 제1 신호로서 측정함으로써, 심장주기(cardiac cycle)에 의한 대상체의 혈액의 순환, 혈류 등에 대한 심혈관계 분석(평가)를 수행할 수 있다.
한편, 제어부(13)에 의한 제어에 의해 제2 센서(12)의 발광부(12a)는 광을 발생(방출)시킬 수 있으며, 발생된 광은 대상체로 조사될 수 있다. 이때, 발광부(12a)로부터 발생된 광이 대상체로 조사되는 경우, 조사되는 광에 의하여 대상체의 신체부위(생체조직)의 혈관의 부피가 증가하거나 감소할 수 있다. 이러한 혈관의 부피 증가 또는 감소에 의해 대상체로부터 반사되는 반사광의 파장이나 세기(양)가 변화될 수 있다. 따라서, 본 장치(10)는 발광부(12a)를 통해 광을 발생시켜 대상체로 조사하고, 대상체로 조사된 광의 반사광을 수광부(12b)를 통해 측정(센싱)할 수 있다. 이때, 수광부(12b)는 발광부(12a)로부터 발생된 광의 파장 및 세기 등과 대비하여, 파장이나 세기 등이 변화된 반사광을 제2 신호로서 측정(센싱)할 수 있다. 이에 따르면, 제2 센서(12)는 수광부(12b)를 통해 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호로서 조사된 광 대비 파장이나 세기 등이 변화된 반사광을 측정할 수 있다.
이에 따르면, 본 장치(10)는 제1 센서(11)로부터 발생되는 자계의 변화(시변자계, 인턱턴스의 변화)를 제1 신호로서 측정함과 동시에 제2 센서(12)로부터 발생되는 광에 대응하는 반사광의 변화를 제2 신호로서 측정할 수 있다. 본 장치(10)는 혈류(혈류속도)의 변화와 관련된 제1 신호의 측정을 통해, 혈류의 변화를 확인할 수 있는 자계 용적맥파를 획득할 수 있다. 또한, 본 장치(10)는 혈관 용적 변화와 관련된 제2 신호의 측정을 통해, 심장박동수 및 혈중 산소포화도를 확인할 수 있는 광 용적맥파를 획득할 수 있다. 달리 말해, 제1 신호는 자계 용적맥파(MPG) 신호라 표현되고, 제2 신호는 광 용적맥파(PPG) 신호라 표현될 수 있다.
본 장치(10)는 혈류속도를 측정할 수 있는 자계 용적맥파와 심장박동수와 혈중 산소포화도를 측정할 수 있는 광 용적맥파를 동시에 측정할 수 있는 MPG/PPG 통합 측정 센서로서, 하나의 장치(10)를 통해 두 가지의 생체 지표를 서로 간에 간섭없이 동시에 측정할 수 있다.
본 장치(10)는 두 신호(제1 신호와 제2 신호)를 동시에 측정함에 있어서, 두 신호 모두에 대하여 보다 정확한 신호의 측정이 이루어지도록 하기 위해 연자성 페라이트 시트(15)를 포함할 수 있다.
자계(자기장)의 경우, 금속이나 투자율(permeability)이 낮은 물체가 근접할 시 원치않은 와전류로 인하여 신호 측정 부위(즉, 자계가 조사되는 대상체의 신체부위)쪽의 자기장이 약해지거나 잡음이 유입됨에 따라, 제1 센서(11)를 통한 제1 신호의 측정시 인덕턴스의 변화에 관한 제1 신호에 대하여 정확한 측정이 이루어지지 않을 수 있다. 또한, 본 장치(10)는 자계와 광을 대상체의 한 부위(동일 부위)에 함께(동시에) 조사함으로써 제1 신호와 제2 신호를 동시에 측정할 수 있는데, 이때, 자계와 광 간에 서로 간섭이 발생하는 경우 제1 신호와 제2 신호에 대한 정확한 측정이 이루어지지 않을 수 있다.
따라서, 본 장치(10)는 제1 센서(11)와 제2 센서(12) 사이에 배치되는 높은 투자율(permeability)을 가지는 연자성 재료로 이루어진 연자성 페라이트 시트(15)를 포함할 수 있다. 여기서, 연자성 재료로는 종래에 공지되거나 향후 개발되는 모든 재료가 적용될 수 있다.
연자성 페라이트 시트(15)는 제1 센서(11)보다 하측에 배치되고 제2 센서(12)보다 상측에 배치될 수 있다.
일예로, 하우징(1)의 내측에는 연자성 페라이트 시트(15)를 지지하기 위한 지지부(2)가 배치될 수 있다. 이러한 지지부(2)의 상측에 연자성 페라이트 시트(15)가 배치될 수 있다.
구체적인 일예로, 연자성 페라이트 시트(15)는 제2 센서(12)보다는 상측에 위치하되, 하우징(1)의 상면보다는 하측에 위치하고 지지부(2)의 상면보다는 상측에 위치할 수 있다. 이때, 제1 센서(11)는 하우징(1)의 상면보다 상측에 배치될 수 있다. 다른 일예로, 연자성 페라이트 시트(15)는 제2 센서(12)보다는 상측에 위치하되, 하우징(1)의 상면보다 상측이면서 제1 센서(11)보다는 하측에 배치될 수 있다. 이에 따르면, 연자성 페라이트 시트(15)는 하우징(1)의 상면을 기준으로 그보다 상측 또는 그보다 하측에 배치될 수 있으나, 이때 제1 센서(11)보다는 하측에 배치되고 제2 센서(11)보다는 상측에 배치될 수 있다.
따라서, 본 장치(10)는 연자성 페라이트 시트(15)를 제1 센서(11)와 제2 센서(12) 사이에 배치시킴으로써, 하우징(1)의 상면을 기준으로 그보다 하측 방향으로 형성되는 제1 센서(11)로부터 발생되는 자계의 자기선속(달리 표현하여, 자기력선의 수, 자속)을 차단하는 한편, 제1 센서(11)로부터 발생되는 자계가 하우징(1)의 상면의 상측에 위치하는 대상체에 집중되도록 할 수 있다.
달리 표현하여, 연자성 페라이트 시트(15)는 하우징(1)의 상면을 기준으로 그보다 하측 방향으로 형성되는 제1 센서(11)로부터 발생되는 자계의 자기선속(달리 표현하여, 자기력선의 수, 자속)을 차단하여, 발생되는 자계가 하우징(1)의 상면의 상측에 위치하는 대상체에 집중될 수 있도록 하는 높은 투자율을 갖는 연자성 재료로 이루어진 페라이트 시트일 수 있다.
분석부(16)는 제어부(13)에 의한 동작 제어에 의해 측정되는 제1 신호와 제2 신호에 기초하여 대상체의 생체 상태의 분석을 수행할 수 있다. 분석부(16)는 제1 신호에 기초하여 대상체의 생체 상태로서 혈류속도를 분석할 수 있다. 또한, 분석부(16)는 제2 신호에 기초하여 대상체의 생체 상태로서 혈관 용적 변화를 분석할 수 있으며, 이로부터 대상체의 심장박동수 및 혈중 산소포화도를 확인할 수 있다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)를 통해 측정되는 제1 신호(MPG 신호)와 제2 신호(PPG)의 동시 측정 파형의 예를 나타낸 도면이고, 도 8은 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)를 통해 동시에 측정되는 제1 신호와 제2 신호 간의 상관성 비교를 위한 그래프의 예를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 종래에는 광 용적맥파가 심장박동수와 혈중 산소포화도의 측정을 위해 이용되는 것으로서, 혈류변화를 측정하는 자계 용적맥파에 비해 혈류속도와의 연관성이 낮은 것으로 알려져 있다.
그런데, 본 장치(10)를 이용해 대상체의 동일한 신체 부위의 위치에 대하여 동시에 측정된 제1 신호(MPG 신호)와 제2 신호(PPG 신호)의 파형 그래프를 보면, 제2 신호(PPG 신호)의 첫번째 피크값과 두번째 피크값이 나타날 때마다 제1 신호(MPG 신호)의 첫번째 피크값과 두번째 피크값 역시 제2 신호(PPG 신호)의 경향과 유사하게 피크값들이 나타남을 확인할 수 있다. 또한, 두 신호(제1 신호와 제2 신호)의 첫번째 피크값과 두번째 피크값 각각에서는, 샘플 개수를 기준으로 했을 때 두 신호 간에 일정한 샘플의 수(예를 들어, 3개의 샘플 수)에 대응하는 간격의 위상차가 나타남을 확인할 수 있다. 이에 따르면, 제2 신호(PPG 신호) 역시 제1 신호(MPG) 신호와 마찬가지로 혈류속도와의 연관성이 있음을 확인할 수 있다.
분석부(16)는 제1 신호와 제2 신호의 연관성을 고려하여 대상체의 생체 상태의 분석을 수행할 수 있다.
이때, 분석부(16)는 제1 신호와 제2 신호를 이용한 생체 상태의 분석이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록, 제1 신호와 제2 신호에 대하여 잡음제거를 수행할 수 있다. 구체적인 예로, 분석부(16)는 측정된 제1 신호와 제2 신호에 대하여, 저역통과필터의 차수는 3차, 차단 주파수는 30 Hz로 설정하여 60 Hz전원 잡음 및 고주파 잡음을 제거할 수 있다. 또한, 분석부(16)는 측정된 제1 신호와 제2 신호에 대하여, 대역통과필터의 차수는 3차, 차단 주파수는 1 Hz로 설정하여 PPG 및 MPG의 직류(DC) 성분을 제거할 수 있다. 이때, 분석부(16)는 제1 신호와 제2 신호에 대하여, 낮은 차수를 사용함으로써 필터에 의한 그룹 딜레이를 줄이고, 같은 필터를 사용함으로써 필터에 의한 오차 발생을 줄일 수 있다.
분석부(16)는 제1 신호와 제2 신호의 연관성을 고려하여, 제1 신호의 피크값 측정 시간과 제2 신호의 피크값 측정 시간 간의 차이를 통해 대상체의 생체 상태로서 대상체의 혈관 및 혈류 상태에 대한 분석을 수행할 수 있다.
예시적으로, 분석부(16)는 일예로 제1 신호의 피크값 측정 시간과 제2 신호의 피크값 측정 시간 간의 차이가 클수록 혈관의 부피 대비 혈류 속도가 빠른 것으로 판단하고, 제1 신호의 피크값 측정 시간과 제2 신호의 피크값 측정 시간 간의 차이가 작을수록 혈관의 부피 대비 혈류 속도가 느린 것으로 판단할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로, 분석부(16)는 일예로 제1 신호의 피크값 측정 시간과 제2 신호의 피크값 측정 시간 간의 차이가 클수록 혈관이 단단한 것으로 판단하고, 제1 신호의 피크값 측정 시간과 제2 신호의 피크값 측정 시간 간의 차이가 작을수록 혈관이 약한(무른) 것으로 판단할 수 있다.
또한, 분석부(16)는 측정되는 제1 신호의 값이 클수록(예시적으로, 인덕턴스의 변화가 클수록) 일예로 혈류속도가 빠른 상태인 것으로 판단하고, 측정되는 제2 신호의 값이 클수록(예시적으로, 반사광의 세기가 클수록) 일예로 혈관의 용적 변화로서 혈관의 부피가 감소된 상태인 것으로 판단할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이처럼, 분석부(16)는 제1 신호와 제2 신호 각각에 기초하여 대상체의 생체 상태를 분석할 수 있고, 또한 제1 신호와 제2 신호 간의 연관성을 고려하여 대상체의 생체 상태를 분석할 수 있다.
분석부(16)는 제1 센서(11)와 제2 센서(12) 각각의 출력 신호, 즉 제1 센서(11)를 통해 측정된 제1 신호와 제2 센서(12)를 통해 측정된 제2 신호를 디지털화하는 ADC(Analog Digital Converting) 모듈을 포함할 수 있다. 제1 신호와 제2 신호는 아날로그 신호일 수 있다. 이러한 제1 신호와 제2 신호는 분석부(16)의 ADC 모듈을 통해 디지털화될 수 있다. 이후, 디지털화된 제1 신호(달리 말해, 제1 디지털 신호)와 디지털화된 제2 신호(제2 디지털 신호)는 통신부(17)에 의하여 사용자 단말로 제공될 수 있다.
분석부(16)는 제1 신호와 제2 신호에 대하여 신호처리를 수행할 수 있으며, 신호처리된 제1 신호와 제2 신호가 통신부(17)에 의하여 사용자 단말로 제공될 수 있다. 분석부(16)에 의한 신호처리의 구체적인 예는 후술하여 설명하기로 한다.
통신부(17)는 제어부(13)에 의한 동작 제어에 의해 측정되는 제1 신호와 제2 신호를 사용자 단말로 제공할 수 있다. 또한, 통신부(17)는 제1 신호와 제2 신호에 기초하여 분석부(16)를 통해 분석된 대상체의 생체 상태의 분석 결과를 사용자 단말로 제공할 수 있다.
통신부(17)는 제1 신호와 제2 신호, 및/또는 분석 결과를 앞서 설명한 바와 같이 사용자 단말과 연결된 유/무선 통신을 통해 제공할 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 본 장치(10)는 일예로 디스플레이부(미도시)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(미도시)는 제1 신호, 제2 신호 및 분석부(16)를 통해 분석된 분석 결과 중 적어도 하나를 디스플레이할 수 있다.
다만, 본원에서는 보다 복잡하지 않고 간단하면서도 컴펙트한(compact) 소형의 본 장치(10, MPG/PPG 동시 측정 장치)를 제공하기 위해, 본 장치(10)에 디스플레이부(미도시)가 구비되는 대신, 바람직하게는 본 장치(10)를 통해 측정된 제1 신호, 제2 신호 및 분석부(16)에 의한 분석 결과를 통신부(17)를 통해 사용자 단말로 제공되도록 할 수 있다. 이를 통해, 사용자 단말의 화면 상에 제1 신호, 제2 신호 및 분석 결과 중 적어도 하나가 디스플레이되도록 할 수 있다.
또한, 본 장치(10)는 하우징(1) 내에 배치되면서 제2 센서(12)의 하측에 배치되는 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD) 기판(3)을 포함할 수 있다.
PCB 기판(3)은 본 장치(10)에 포함된 각 구성들을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 일예로, PCB 기판(3)은 제1 센서(11), 제2 센서(12), 자계 신호 발진기(14), 제어부(13), 분석부(16) 및 통신부(17)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 본 장치(10)는 심전도 신호(ECG, electrocardiography)를 제3 신호로서 측정하기 위한 제3 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 제3 센서(미도시)는 심전도(ECG) 센서일 수 있다. 이러한 본 장치(10)는 MPG, PPG 뿐만 아니라 ECG 신호를 동시에 측정할 수 있다.
이하에서는 분석부(16)를 통한 신호처리 과정에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
분석부(16)는 제1 센서(11), 제2 센서(12) 및 제3 센서(미도시)를 통해 측정된 아날로그 신호인 제1 신호, 제2 신호 및 제3 신호를 ADC 모듈을 통해 디지털 신호로 변환할 수 있다. 본원에서 적용되는 ADC 모듈은 예시적으로 일예로 16bit AD 모듈일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 모듈이 적용될 수 있다.
ADC 모듈에 의해 변환된 디지털 신호(즉, 제1 디지털 신호, 제2 디지털 신호, 제3 디지털 신호)는 처리된 ADC 모듈의 해상도에 따라 최대 값이 255에서부터 221=2,097,152까지 다양한 크기를 가질 수 있다.
분석부(16)는 일예로 본원에서 적용되는 16bit AD 모듈의 값과 21bit 해상도를 갖는 PPG 출력 값(제2 신호의 값) 등을 비교하기 쉽게 각 데이터(제1 신호, 제2 신호, 제3 신호)를 전압 값으로 변환할 수 있다.
또한, 분석부(16)는 제3 신호에 대응하는 심전도 신호를 일예로 10차 대역통과필터(Band-pass filter)를 사용하여 차단주파수 4 내지 25 Hz의 주파수 대역을 통과시켜 PQRST파 중 R파 성분만을 통과시켜줄 수 있다. 또한, 분석부(16)는 일예로 10차 저역통과필터(Low-pass filter)를 사용하여 제1 신호에 대응하는 자계용적맥파의 고대역 잡음을 제거할 수 있다. 또한, 분석부(16)는 자계용적맥파와 심전도 신호 간의 딜레이된 정도를 같게 할 수 있다.
또한, 분석부(16)는 맥파전달속도를 구하기 위해 맥파전달시간이 이용될 수 있다. 분석부(16)는 심전도의 R 피크와 맥파 신호 간의 시간 차이를 보기 위해 동일한 시간에 측정된 데이터(제1 신호, 제2 신호, 제3 신호)에 대하여 다음의 과정을 수행할 수 있다.
분석부(16)는 측정(계측)된 데이터(제1 신호, 제2 신호, 제3 신호)에서의 잡음을 제거하기 위해 일예로 버터워스 3차 Low-pass 필터를 사용할 수 있다. 분석부(16)는 심전도 신호에 대하여 차단 주파수 f-c를 50 Hz로 설정하여 전원잡음을 제거할 수 있다. 분석부(16)는 자계용적맥파에 대하여 차단 주파수 f c를 20 Hz로 설정하여 전원잡음 및 고주파 잡음을 제거할 수 있다. 또한, 측정되는 데이터(제1 신호, 제2 신호, 제3 신호)는 대상체의 호흡 또는 측정하는 손가락의 미세한 움직임에도 반응을 하기 때문에, 분석부(16)는 측정된 데이터(제1 신호, 제2 신호, 제3 신호)에 대하여 버터워스 3차 대역통과필터를 사용해 베이스라인의 저주파 대역 신호를 차단할 수 있다.
분석부(16)는 잡음이 제거된 자계용적맥파 신호(제1 신호)에서 세 개의 기준점을 설정할 수 있다. 여기서, 3 개의 기준점에는 피크 전의 맥파가 시작되는 Foot점(x foot ), Foot점과 Peak 사이에서 변화량이 가장 큰 인플렉션(Inflection) 지점(x inflect ), 및 맥파의 한 주기에서 최대값을 갖는 Peak점(x peak )이 포함될 수 있다. 분석부(1)는 변화량을 구하기 위해
Figure 112018077755217-pat00001
와 같이 간단한 미분 식을 이용할 수 있다. x의 증가량 (b-a)과 x일 때 크기인 f(x)의 증가량의 비율로 미분 값을 얻을 수 있다.
분석부(16)는 먼저, 자계용적맥파 신호(제1 신호)를 1차 미분하여 0이 되는 지점과 1차 미분 파형의 최대값을 구해 그 때의 x축 데이터를 저장할 수 있다. 이를 위해, 본 장치(10)는 저장부(미도시)를 포함할 수 있다.
자계용적맥파 1차 미분 파형에서 0이 되는 지점은 원 신호에서 (+) 기울기에서 (-) 기울기로 바뀌는 지점이나 (-) 기울기에서 (+) 기울기로 변하는 지점을 의미하며, 이는 뾰족한 파형에서 꼭지점을 찾는데 용이하다고 할 수 있다. 또한, 1차 미분 파형에서 최대 값을 갖는 지점은 원 신호에서 기울기가 가장 큰 변곡점을 의미하며, 이는 Foot 지점 및 Peak 점 사이의 변곡점을 찾기에 용이하다고 할 수 있다. 따라서 분석부(16)는 원 신호에서 가장 최소 값을 찾고, 그때의 xmin 값과 1차 미분 파형에서 0이 되는 x dif , 0 점을 만족하는 x축 데이터를 x foot 으로 정의할 수 있다.
이후 분석부(16)는, 두 번째로 1차 미분 파형에서 최대 피크점을 만족하는 x점을 원 신호의 최대 변곡점 x inflect 로 정의할 수 있다. 다음으로, 분석부(16)는 세 번째로 원 신호에서 한 주기 내의 최대 값을 찾아 그 때의 최대 값 xmax값과 1차 미분 파형에서 0이 되는 x dif,0 점을 만족하는 x축 데이터를 x peak 로 정의할 수 있다.
분석부(16)는 심전도의 R 피크점의 x축 값과 자계용적맥파의 x foot , x inflect , x peak 간의 차를 PPT foot , PPT inflect , PPT peak 로 정의하고, 이에 기초하여 맥파전달 속도를 구할 수 있다.
이하에서는 제1 센서(11)를 이용한 제1 신호의 측정을 위한 자계 신호 발진기(14)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
일예로, 자계 신호 발진기(14)는 제1 센서(11)의 코일로부터 발생되는 자계(시변자계)를 입력소스로 사용하는 콜피츠 발진기(Colpitts oscillator)로서, 귀환 루프에 LC 회로를 포함하는 LC 발진기일 수 있다.
본원에서는 두 개의 커패시터와 한 개의 인덕터 즉, 용량성 분배기를 통해 피드백이 이루어져, 자계 신호 발진기(15)로부터 발생되는 발진 주파수로서
Figure 112018077755217-pat00002
와 같은 발진 주파수가 구성될 수 있다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)에 포함된 자계 신호 발진기(15)로서, 공통 에미터 증폭기를 이용하는 콜피츠 발진기(달리 표현하여, CE 접속 콜피츠 발진회로)의 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, C3 양 단의 전압은 출력 전압과 동일하고, C1 양 단의 전압은 C3를 통과하여 트랜지스터의 베이스로 귀환하는 전압을 의미할 수 있다. L과 C1, C2로 이루어진 탱크 회로는 C1과 C2의 접점을 접지와 연결함으로써 구성될 수 있다. 공통 에미터 증폭기의 출력 전압은 베이스 입력 전압과 위상이 180°이며 C2 양 단에 걸릴 수 있다. 탱크 회로에 의해 C1에는 C2와 위상이 반대일 수 있다. 즉, 베이스 입력 전압과 위상이 같으며, C3를 통과해 다시 베이스로 전달되어 입력 전압이 보강될 수 있다.
인덕턴스와 발진 주파수 간에는, 인덕턴스(L)가 증가하면 발진 주파수가 낮아지고 인덕턴스가 감소하면 발진 주파수가 높아지는지는 반비례 관계를 가질 수 있다. 본 장치(20)에서는 일예로 도 9에서 발진 주파수를 결정하는 L 부분과 제1 센서(11)에 포함된 코일 센서를 직렬로 연결할 수 있다. 이에 따르면, 코일에서 발생한 1차 자기장과 혈류가 흐를 때 마다 발생하는 와전류로 인해 2차 자기장이 발생되고, 1차 자기장과 2차 자기장의 상쇄 및 보강이 전체 자기선속에 영향을 주어 인덕턴스가 변하게 된다. 또한, 자계 신호 발진기(14, 일예로 콜피츠 발진기)의 L부분이 변함에 따라 전체 발진 주파수가 변하게 되어, 대상체에는 시간에 따라 변하는 자계(시변자계)가 형성될 수 있다. 이때 주기는 발진 주파수의 역 값일 수 있다. 이에 본 장치(10)는 제1 센서(11)의 코일로부터 발생되는 자계(시변자계)가 대상체로 조사되었을 때, 시변자계에 의한 코일의 유도용량의 변화를 제1 신호로서 측정할 수 있다.
이러한 본 장치(10)는 자계를 이용한 자계용적맥파 측정과 광원을 이용한 광용적맥파 측정을 서로 간에 간섭받는 것 없이 동시에 측정할 수 있다.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 10에 도시된 광-자계 용적맥파 측정 방법은 앞서 설명된 광-자계 용적맥파 측정 장치(본 장치, 10)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 광-자계 용적맥파 측정 장치(본 장치, 10)에 대하여 설명된 내용은 광-자계 용적맥파 측정 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 단계S11에서는, 광-자계 용적맥파 측정 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 이를 위해, 본 장치(10)는 광-자계 용적맥파 측정 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부(미도시)를 포함할 수 있다.
다음으로, 단계S12에서는, 제어부가 단계S11에서 생성된 제어 신호에 기초하여 광-자계 용적맥파 측정 장치(10)의 동작을 제어할 수 있다.
이때, 단계S12에서 제어부는, 제어 신호에 포함된 제1 센서의 동작 제어 신호에 기초하여 자계 용적맥파 측정을 위한 제1 센서의 동작을 제어하고, 제어 신호에 포함된 제2 센서의 동작 제어 신호에 기초하여 광 용적맥파 측정을 위한 제2 센서의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 단계S12에서 제어부는, 제1센서에 인가되는 발진 주파수를 발생시키는 자계 신호 발진기를 제어할 수 있다. 단계S12에서 제어부는, 제1 센서와 연결된 자계 신호 발진기의 제어를 통해, 제1 센서의 동작으로서 제1 센서로부터 발생되는 자계(자기장)의 유형을 제어할 수 있다.
또한, 단계S12에서 제어부는 제2 센서의 동작으로서 제2 센서에 포함된 발광부로부터 발생되는 광의 유형을 제어할 수 있다. 단계S12에서 제어부의 제어에 의해, 발광부는 제1 중공부 및 제2중공부를 통해 대상체를 향하여 광을 조사할 수 있다. 또한, 제2 센서에 포함된 수광부는, 대상체로 조사된 광에 대응하는 대상체로부터 반사되는 반사광을 제1 중공부를 및 제2중공부를 통해 수신할 수 있다.
다시 말해, 단계S12에서 제어부가 제1 센서의 동작을 제어함에 따라 제1 센서로부터 자계가 대상체를 향하여 발생될 수 있다. 또한, 단계S12에서 제어부가 제2 센서의 동작을 제어함에 따라 제2 센서의 발광부로부터 광이 대상체를 향하여 발생될 수 있다.
이때, 제1 센서와 제2 센서 사이에 배치되는 연자성 페라이트 시트에 의하여, 제1 센서로부터 발생되는 자계 중 하우징의 상면을 기준으로 그보다 하측 방향으로 형성되는 제1 센서로부터 발생되는 자계의 자기선속(자기력선의 수, 자속)은 차단될 수 있다. 따라서, 제1 센서로부터 발생되는 자계는 하우징의 상면의 상측에 위치하는 대상체에 보다 집중되도록 형성될 수 있다.
단계S12에서의 동작 제어에 의해, 제1 센서를 통해 대상체의 혈류(혈류속도) 변화 관련 제1 신호가 측정되고, 제2 센서를 통해 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호가 측정될 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 방법은 단계S12에서의 동작 제어에 의해 측정되는 제1 신호와 제2 신호에 기초하여 대상체의 생체 상태의 분석을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 분석하는 단계에서는, 제1 신호의 피크값 측정 시간과 제2 신호의 피크값 측정 시간 간의 차이를 통해 생체 상태로서 대상체의 혈관 및 혈류 상태에 대한 분석을 수행할 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 본원의 일 실시예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 방법은 단계S12에서의 동작 제어에 의해 측정되는 제1 신호와 제2 신호를 사용자 단말로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S12는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본원의 일 실시 예에 따른 광-자계 용적맥파 측정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 전술한 광-자계 용적맥파 측정 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 광-자계 용적맥파 측정 장치
11: 제1 센서
12: 제2 센서
12a: 발광부
12b: 수광부
13: 제어부
14: 자계 신호 발진기
15: 페라이트 시트
16: 분석부
17: 통신부

Claims (16)

  1. 광-자계 용적맥파 측정 장치로서,
    상면에 제1 중공부를 가지는 하우징;
    제2 중공부를 가지며, 상기 하우징의 상면의 상측에 배치되는 자계 용적맥파 측정을 위한 제1 센서;
    상기 제1 중공부를 통해 적어도 일부의 상면이 외부에 노출되고, 상기 하우징의 상면의 하측에 배치되는 광 용적맥파 측정을 위한 제2 센서;
    상기 하우징의 상면을 기준으로 그보다 하측 방향으로 형성되는 상기 제1 센서로부터 발생되는 자계의 자기선속을 차단하여 상기 자계가 상기 하우징의 상면의 상측에 위치하는 대상체에 집중될 수 있도록 하는 연자성 페라이트 시트; 및
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부에 의한 동작 제어에 의해, 상기 제1 센서를 통해 대상체의 혈류 변화 관련 제1 신호가 측정되고, 상기 제2 센서를 통해 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호가 측정되는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서는 자계를 발생시키는 코일 및 코일로부터 발생되는 자계의 변화를 감지하는 코일 센서부를 포함하고,
    상기 광-자계 용적맥파 측정 장치는 상기 제1센서에 인가되는 발진 주파수를 발생시키는 자계 신호 발진기를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서와 연결된 자계 신호 발진기의 제어를 통해, 상기 제1 센서의 동작으로서 상기 제1 센서로부터 발생되는 자계의 유형을 제어하는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 센서는,
    PPG(Photoplethysmography) 센서이고,
    상기 제1 중공부 및 상기 제2중공부를 통해 대상체를 향하여 광을 조사하는 발광부 및 상기 대상체로 조사된 광에 대응하는 대상체로부터 반사되는 반사광을 상기 제1 중공부를 및 상기 제2중공부를 통해 수신하는 수광부를 포함하는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 센서의 동작으로서 상기 발광부로부터 발생되는 광의 유형을 제어하는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에 의한 동작 제어에 의해 측정되는 상기 제1 신호와 상기 제2 신호에 기초하여 대상체의 생체 상태의 분석을 수행하는 분석부,
    를 더 포함하는 광-자계 용적맥파 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 제1 신호의 피크값 측정 시간과 상기 제2 신호의 피크값 측정 시간 간의 차이를 통해 상기 생체 상태로서 대상체의 혈관 및 혈류 상태에 대한 분석을 수행하는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에 의한 동작 제어에 의해 측정되는 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 사용자 단말로 제공하는 통신부,
    를 더 포함하는 광-자계 용적맥파 측정 장치.
  9. 광-자계 용적맥파 측정 장치를 포함하는 광-자계 용적맥파 측정 시스템으로서,
    대상체의 혈류 변화 관련 제1 신호를 측정하는 제1 센서 및 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호를 측정하는 제2센서를 포함하는 광-자계 용적맥파 측정 장치; 및
    상기 광-자계 용적맥파 측정 장치로부터 제공받은 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 화면에 디스플레이하는 사용자 단말,
    을 포함하고,
    상기 광-자계 용적맥파 측정 장치는,
    상면에 제1 중공부를 가지는 하우징;
    제2 중공부를 가지며, 상기 하우징의 상면의 상측에 배치되는 자계 용적맥파 측정을 위한 상기 제1 센서; 및
    상기 하우징의 상면을 기준으로 그보다 하측 방향으로 형성되는 상기 제1 센서로부터 발생되는 자계의 자기선속을 차단하여 상기 자계가 상기 하우징의 상면의 상측에 위치하는 대상체에 집중될 수 있도록 하는 연자성 페라이트 시트를 포함하는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호에 기초하여 대상체의 생체 상태의 분석을 수행하고, 분석 결과를 디스플레이하는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 광-자계 용적맥파 측정 장치는,
    상기 제1 중공부를 통해 적어도 일부의 상면이 외부에 노출되고, 상기 하우징의 상면의 하측에 배치되는 광 용적맥파 측정을 위한 상기 제2 센서; 및
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부에 의한 동작 제어에 의해, 상기 제1 센서를 통해 대상체의 혈류 변화 관련 제1 신호가 측정되고, 상기 제2 센서를 통해 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호가 측정되는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 센서는 자계를 발생시키는 코일 및 코일로부터 발생되는 자계의 변화를 감지하는 코일 센서부를 포함하고,
    상기 광-자계 용적맥파 측정 장치는 상기 제1센서에 인가되는 발진 주파수를 발생시키는 자계 신호 발진기를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서와 연결된 자계 신호 발진기의 제어를 통해, 상기 제1 센서의 동작으로서 상기 제1 센서로부터 발생되는 자계의 유형을 제어하는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 센서는,
    PPG(Photoplethysmography) 센서이고,
    상기 제1 중공부 및 상기 제2중공부를 통해 대상체를 향하여 광을 조사하는 발광부 및 상기 대상체로 조사된 광에 대응하는 대상체로부터 반사되는 반사광을 상기 제1 중공부를 및 상기 제2중공부를 통해 수신하는 수광부를 포함하는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 센서의 동작으로서 상기 발광부로부터 발생되는 광의 유형을 제어하는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 시스템.
  15. 삭제
  16. 제1항의 광-자계 용적맥파 측정 장치를 이용한 광-자계 용적맥파 측정 방법으로서,
    (a) 광-자계 용적맥파 측정 장치에서, 상기 광-자계 용적맥파 측정 장치의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    (b) 광-자계 용적맥파 측정 장치에서, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 광-자계 용적맥파 측정 장치의 동작을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 (b) 단계는, 상기 제어 신호에 포함된 제1 센서의 동작 제어 신호에 기초하여 자계 용적맥파 측정을 위한 제1 센서의 동작을 제어하고, 상기 제어 신호에 포함된 제2 센서의 동작 제어 신호에 기초하여 광 용적맥파 측정을 위한 제2 센서의 동작을 제어하며,
    상기 (b) 단계에서의 동작 제어에 의해, 상기 제1 센서를 통해 대상체의 혈류 변화 관련 제1 신호가 측정되고, 상기 제2 센서를 통해 대상체의 혈관 용적 변화 관련 제2 신호가 측정되는 것인, 광-자계 용적맥파 측정 방법.
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