KR102202015B1 - 생체 신호 측정 장치 - Google Patents

생체 신호 측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102202015B1
KR102202015B1 KR1020200098135A KR20200098135A KR102202015B1 KR 102202015 B1 KR102202015 B1 KR 102202015B1 KR 1020200098135 A KR1020200098135 A KR 1020200098135A KR 20200098135 A KR20200098135 A KR 20200098135A KR 102202015 B1 KR102202015 B1 KR 102202015B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
user
sensor
ecg
signal
electrode
Prior art date
Application number
KR1020200098135A
Other languages
English (en)
Inventor
김도현
오윤중
채제욱
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020200098135A priority Critical patent/KR102202015B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102202015B1 publication Critical patent/KR102202015B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • A61B5/015—By temperature mapping of body part
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/02108—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/0816—Measuring devices for examining respiratory frequency
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1116—Determining posture transitions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1118—Determining activity level
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/113—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing
    • A61B5/1135—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing by monitoring thoracic expansion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/332—Portable devices specially adapted therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804—Garments; Clothes

Abstract

일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치는, 사용자의 흉부를 감싸도록 착용되는 착용 의류; 상기 착용 의류에 설치되는 호흡 센서; 상기 착용 의류에 설치되는 ECG 전극; 및 상기 호흡 센서 및 상기 ECG 전극에서 계측되는 신호에 기초하여 사용자의 호흡 주기 신호 및 심전도 신호를 측정하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

생체 신호 측정 장치{BIO SIGNAL MEASUREMENT DEVICE}
이하의 설명은 생체 신호 측정 장치에 관한 것이다.
최근 생체 신호 계측 관련 연구가 활발해짐에 따라 신체 주요 부위(손가락, 손목, 귓불, 가슴부 등)에 손쉽게 착용하여 생체신호를 취득하는 다양한 형태의 웨어러블 장비가 제안되고 있다.
하지만 기본적으로 웨어러블 장비는 특정 생체신호 계측에 국한되어 있으며, 이로 인해 다양한 생체신호를 동시에 취득하기 위해서는 여러 장비를 신체 여러 부위에 착용하고 시스템 간 연동을 수행해야 하지만 사실상 웨어러블 시스템간 연동 기능은 제작사의 지원 없이는 제한적으로만 가능할 뿐이었다.
또한, 대부분의 웨어러블 생체신호 장비는 계측된 정보를 전송하여 디스플레이에 전시하는 기능 위주로 구현되어 있어, 사용자가 취득하고자 하는 생체신호 정보를 저장/전송하기 어려움이 존재하는 문제점이 존재하였다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 생체 신호 측정 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치는, 사용자의 흉부를 감싸도록 착용되는 착용 의류; 상기 착용 의류에 설치되는 호흡 센서; 상기 착용 의류에 설치되는 ECG 전극; 및 상기 호흡 센서 및 상기 ECG 전극에서 계측되는 신호에 기초하여 사용자의 호흡 주기 신호 및 심전도 신호를 측정하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 착용 의류는, 사용자의 흉부의 둘레를 감싸는 적어도 일부분이 신축 가능한 직물 소재로 형성되는 신축부를 포함하고, 상기 호흡 센서는, 상기 신축부에 설치되고 상기 흉부의 둘레 방향으로 인가되는 인장력을 감지하는 인장 계측부를 포함할 수 있다.
상기 착용 의류는, 사용자의 심장 부근에 설치되고, 상기 ECG 전극으로부터 연결되는 ECG 전극과, 상기 호흡 센서로부터 연결되는 호흡 주기 신호 전극을 구비하는 연결부를 더 포함하고, 상기 신축부는 사용자의 흉부를 기준으로 상기 연결부보다 중앙에 위치할 수 있다.
상기 호흡 센서는, 상기 인장 계측부로부터 상기 호흡 주기 신호 전극으로 연결되는 전도성 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 인장 계측부는, 유연한 직물 소재의 전극 또는 저항체로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치는, 상기 제어부를 수용하고 상기 연결부에 탈부착 가능하게 설치되는 계측 하우징을 더 포함하고, 상기 계측 하우징은, 상기 연결부에 부착될 경우 상기 호흡 주기 신호 전극에 접촉하고 상기 제어부에 전기적으로 연결되는 호흡 센서 접촉 단자; 및 상기 연결부에 부착될 경우 상기 ECG 전극 각각에 접촉하고 상기 제어부에 전기적으로 연결되는 ECG 접촉 단자를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치는, 상기 계측 하우징에 수용되고 사용자의 신체제 접촉하여 사용자의 체표면 온도를 계측하는 체표온 센서를 더 포함하고, 상기 연결부는, 상기 계측 하우징이 상기 연결부에 부착될 경우, 상기 체표온 센서가 사용자의 신체에 접촉하도록 관통 형성되는 체표온 측정 홀을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치는, 상기 계측 하우징에 수용되고, 사용자의 운동 상태를 감지하는 IMU 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 IMU 센서에서 계측되는 정보에 기초하여 사용자의 운동 상태를 측정하고, 상기 운동 상태에 기초하여 상기 호흡 센서 또는 상기 ECG 전극을 통한 생체 신호의 계측 여부를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치는, 사용자의 신체에 접촉하여 광혈류측정 기법을 통해 조직을 통과하는 혈액량 또는 혈중 산소 포화도를 계측하는 PPG 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 PPG 센서에서 계측 되는 신호에 기초하여 사용자의 혈압 변화를 측정할 수 있다.
상기 연결부는, 상기 계측 하우징에 탈부착 가능하게 연결되는 고정부를 더 포함하고, 상기 계측 하우징은, 상기 연결부에 연결될 경우, 상기 고정부에 탈부착 가능하게 체결되는 체결부를 더 포함하고, 상기 고정부 및 상기 체결부가 서로 체결될 경우, 상기 호흡 주기 신호 전극, 상기 ECG 전극 및 상기 체표온 측정 홀은 각각, 상기 호흡 센서 접촉 단자, 상기 ECG 접촉 단자 및 상기 체표온 센서 각각을 마주보도록 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치는, 신축성 있는 재질로 형성되는 신축부와, 상기 신축부보다 강성한 재질로 형성되는 연결부를 포함하고, 사용자의 흉부를 감싸도록 착용되는 착용 의류; 상기 신축부에 설치되는 호흡 센서; 상기 연결부에 설치되는 ECG 전극; 및 상기 연결부에 탈부착 가능하며, 상기 ECG 전극에 접촉 가능한 ECG 접촉 단자를 포함하는 계측 하우징을 포함할 수 있다.
상기 ECG 전극 및 상기 ECG 접촉 단자는, 상호 체결 또는 분리 가능하며, 전도성 소재로 형성될 수 있다.
상기 ECG 전극 및 상기 ECG 접촉 단자의 체결 구조는, 서로 탈부착 가능한 스냅 버튼, 자성체 또는 걸림쇠 구조로 형성될 수 있다.
상기 호흡 센서 및 상기 연결부는, 능동 소자를 포함하지 않을 수 있다.
상기 착용 의류 중 상기 신축부를 제외한 부분은 상기 신축부보다 강성이 높은 재질로 형성될 수 있다.
일 실시 예의 생체 신호 측정 장치에 의하면, 호흡 주기 신호, 심박, 혈압, 체온 및 심전도 신호 등 다양한 생체 신호 정보를 동시에 획득할 수 있다.
일 실시 예의 생체 신호 측정 장치에 의하면, 생체 신호의 계측이 필요한 상황에서만 계측 하우징을 착용 의류에 연결하는 탈착 방식으로 구성됨에 따라, 사용 및 취급이 용이하고, 착용 의류를 세탁하기 용이한 장점을 갖는다.
도 1은 일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치의 확대도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치의 블록도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치의 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치(1)는 사용자의 흉부에 착용되어 사용자의 생체 신호를 측정할 수 있는 웨어러블 장치이다.
예를 들어, 생체 신호 측정 장치(1)를 통해 측정되는 사용자의 생체 신호는 심전도(Electrocardiography, ECG) 신호, 호흡 주기 신호(Respiratory Rate), 심박 신호(Heart Rate), 심박수 감소량(Heart Rate Reduction), 혈중 산소 포화도(SpO2), 수축기 혈압(Systolic Blood Pressure) 및/또는 운동 상태를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 생체 신호 측정 장치(1)는, 착용 의류(11), 호흡 센서(13), ECG 전극(14), 계측 하우징(12), IMU 센서(17), 체표온 센서(16), PPG 센서(18) 및 제어부(15)를 포함할 수 있다.
착용 의류(11)는, 사용자의 흉부에 착용되는 웨어러블 부재이다. 예를 들어, 착용 의류(11)는 벨트, 하니스, 멜빵 또는 상의 등 사용자의 흉부를 감싸도록 착용되는 의류일 수 있다.
예를 들어, 착용 의류(11)는 사용자의 흉부의 둘레를 따라서 사용자의 흉부에 밀착되고, 적어도 일부분은 심장 부근에 접촉하도록 착용될 수 있다. 예를 들어, 착용 의류(11)는 직물 소재 등 유연한 소재를 포함하고, 사용자의 움직임에 맞추어 일부가 변형될 수 있다.
예를 들어, 착용 의류(11)는 도 2 및 도 3과 같이 벨트의 형태를 가질 수 있지만, 사용자의 흉부를 감쌀 수 있는 유연한 소재의 부재라면 그 형태에 제한되지 않는다는 점을 밝혀둔다.
예를 들어, 착용 의류(11)는 신축부(111), 연결부(112) 및 견착부(113)를 포함할 수 있다.
신축부(111)는, 사용자의 흉부의 둘레를 감싸는 적어도 일부분이 신축 가능한 직물 소재로 형성되는 부분이다. 신축부(111)는, 탄성이 있는 소재로 형성됨으로써, 신축 가능하면서도 착용 의류(11)가 사용자에게 밀착되도록 할 수 있다. 신축부(111)에는 사용자의 호흡 주기 신호를 계측하기 위한 호흡 센서(13)가 설치될 수 있다. 사용자의 호흡에 따라, 신축부(111)는 사용자의 흉부 체표면의 증감과 동시에 신축 및 수축될 수 있다.
예를 들어, 신축부(111)는, 사용자의 흉부를 감싸는 착용 의류(11)의 부분 중 흉부 중앙을 마주보는 부분에 위치할 수 있다.
예를 들어, 신축부(111)는 사용자의 흉부를 기준으로 연결부(112)보다 흉부 중앙에 가까운 부분에 형성될 수 있다.
한편, 착용 의류(11) 중 신축부(111)를 제외한 부분은 신축부(111)보다 강성이 높은 재질로 형성됨으로써, 착용 의류(11)가 사용자에게 안정적으로 지지되도록 하고, 연결부(112)가 착용 의류(11) 내에 안정적으로 고정되게 할 수 있다.
연결부(112)는, 제어부(15)를 수용하는 계측 하우징(12)이 연결되는 부분으로서, 착용 의류(11)에 설치된 호흡 센서(13) 및 ECG 전극(14)이 제어부(15)와 연결되기 위해 각각의 단자가 착용 의류(11) 외부로 노출되는 부분일 수 있다.
예를 들어, 연결부(112)는 사용자의 흉부를 감싸는 착용 의류(11)의 부분 중 사용자의 심장에 인접한 부분에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 연결부(112)는, 사용자가 착용 의류(11)를 착용한 상태를 기준으로, 착용 의류(11)의 중심부를 기준으로 좌측에 배치될 수 있다.
예를 들어, 연결부(112)는, 호흡 주기 신호 전극(1121), ECG 전극(14), 체표온 측정 홀(1123) 및 고정부(1124)를 포함할 수 있다.
호흡 주기 신호 전극(1121)은, 호흡 센서(13)로부터 연결되는 전극 단자이다. 예를 들어, 호흡 주기 신호 전극(1121)은, 연결부(112)의 바깥쪽, 즉 사용자의 흉부를 마주보는 면의 바깥쪽에 노출되도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 호흡 주기 신호 전극(1121)은 호흡 센서(13)의 한 쌍의 전도성 라인(132) 각각으로부터 연결되는 한 쌍의 전극 단자로 형성될 수 있다.
ECG 전극(14)은, 사용자의 ECG 신호(ElectroCardioGram), 즉 사용자의 심전도 신호를 측정하기 위해 사용자의 심장 부근에 접촉되는 복수개의 전극을 포함할 수 있다.
예를 들어, ECG 전극(14)의 일측은 연결부(112) 내측으로 노출되어 사용자의 신체에 접촉할 수 있고, 타측은 연결부(112) 외측으로 노출되는 전극 단자를 형성할 수 있다. 다시 말하면, ECG 전극(14)은, 착용 의류(11)를 관통하도록 연결부(112)에 고정 설치됨으로써, 사용자가 착용 의류(11)를 착용한 상태에서 계측 하우징(12)이 연결부(112)에 부착되면, ECG 전극(14)에 접촉된 사용자의 피부로부터 사용자의 ECG 신호를 수집하여 계측 하우징(12)으로 전달할 수 있다.
한편, ECG 전극(14) 중 연결부(112)의 외측으로 노출되는 전극 단자는, 후술할 ECG 접촉 단자(1212)와 물리적으로 체결 또는 분리 가능하면서, 전도성 소재로 형성되는 체결 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, ECG 전극(14) 및 ECG 접촉 단자(1212)는, 스냅 버튼, 자성체 또는 걸림쇠 구조 등으로 서로 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 별도의 추가 구조물 없이도 계측 하우징(12) 및 연결부(112)를 결합시킴과 동시에, ECG 신호를 전달할 수 있다.
체표온 측정 홀(1123)은, 사용자의 신체 표면의 온도를 측정하기 위해 체표온 센서(16)의 측정 단부가 신체 표면에 접촉할 수 있도록 관통 형성되는 구멍일 수 있다.
고정부(1124)는, 계측 하우징(12)이 연결부(112)에 탈부착 가능하게 연결하는 체결 부재일 수 있다. 예를 들어, 고정부(1124)는 연결부(112)의 표면 상에 복수개의 구성으로 형성되고, 계측 하우징(12)의 복수개의 체결부(1214) 각각에 대응하여 결합될 수 있다.
예를 들어, 고정부(1124) 및 체결부(1214)는 후크 앤 루프 패스너, 스냅 버튼, 자성체, 또는 걸림쇠 구조 등 서로 탈부착 가능하게 결합될 수 있는 체결 구조를 포함할 수 있다.
예를 들어, 고정부(1124)는 계측 하우징(12)이 연결부(112)에 정확한 결합 위치를 갖도록, 즉 계측 하우징(12)의 복수개의 접속 단자들(1211, 1212)과 체표온 센서(16)가 각각 호흡 주기 신호 전극(1121), ECG 전극(14) 및 체표온 측정 홀(1123)에 정확히 마주보면서 연결할 수 있도록 정확한 결합 위치를 가이드하는 역할을 할 수 있다.
한편, 상술한 것처럼 ECG 전극(14) 및 ECG 접촉 단자(1212)가, 상호 체결 또는 분리 가능하며, 전도성 소재로 형성될 경우에는, 고정부(1124) 및 체결부(1214)를 생략할 수도 있음을 밝혀 둔다.
견착부(113)는, 착용 의류(11)가 사용자의 흉부에 착용된 상태로 이탈되지 않도록 사용자의 어깨에 매어지는 스트랩형 부재일 수 있다. 예를 들어, 견착부(113)는 사용자의 양쪽 어깨에 대응하여 좌우 각각에 형성되는 한 쌍의 스트랩으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 견착부(113)는 탈착 가능하게 연결될 수 있다.
호흡 센서(13)는, 착용 의류(11)의 신축부(111)에 설치되어 사용자의 호흡 주기 신호를 계측할 수 있다. 예를 들어, 호흡 센서(13)는 사용자의 호흡에 의해 신축부(111)가 인장 또는 수축하는 정도에 관한 정보를 수집하여, 계측 하우징(12)으로 전달할 수 있다.
예를 들어, 호흡 센서(13)는 신축부(111)에 설치되어 신축부(111)가 흉부의 둘레 방향으로 인장됨에 따라 저항의 크기가 변화하는 인장 계측부(131)와, 상기 인장 계측부(131)로부터 호흡 주기 신호 전극(1121)으로 연결되는 전도성 라인(132)을 포함할 수 있다.
인장 계측부(131)는, 사용자의 흡기와 호기 시에 발생하는 흉부의 체표면 증감에 따라 저항 또는 임피던스가 변화할 수 있다.
예를 들어, 인장 계측부(131)는, 유연한 직물 소재의 전극 또는 저항체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 인장 계측부(131)는 사용자의 흉부의 둘레 방향을 따라서 인가되는 인장력에 따라 흉강 부분의 체표면의 증가를 감지할 수 있는 박막 형태의 센서일 수 있다.
예를 들어, 인장 계측부(131)는 유연한 직물 소재의 전극 또는 저항체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인장 계측부(131)는 신축부(111)와 일체로 형성될 수 있다.
전도성 라인(132)은, 인장 계측부(131)를 통해 형성되는 전기 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 전도성 라인(132)은 유연한 전도성 섬유 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전도성 라인(132)은 착용 의류(11) 내부에 형성될 수 있다.
예를 들어, 전도성 라인(132)은 신축부(111)와 같이 직조되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 전도성 라인(132) 역시 신축성 있는 재질로 형성될 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 전도성 라인(132)은, 비신축성 재질로 형성되고, 신축부(111) 및 인장 계측부(131)의 변화에 대응할 수 있도록, 충분한 여유 길이를 갖도록 설치될 수도 있음을 밝혀 둔다.
한편, 호흡 센서(13) 및 연결부(112)는, 능동 소자를 포함하지 않을 수 있다. 다시 말하면, 호흡 센서(13) 및 연결부(112)에 구비되는 소자는 모두 전기적 에너지를 소모, 저장 또는 전달할 뿐 다른 역할을 하지 않는 수동 소자만으로 구성될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 이들이 설치된 착용 의류(11)로부터 계측 하우징(12)만 제거한 상태에서, 착용 의류(11)를 용이하게 세탁할 수 있다.
계측 하우징(12)은, 연결부(112)에 탈부착 가능하게 설치되고, 내부에 제어부(15)를 수용하는 하우징형 부재일 수 있다.
예를 들어, 계측 하우징(12)은 연결부(112)에 부착되는 연결 패널(121)을 포함할 수 있다.
연결 패널(121)은 계측 하우징(12)의 부분 중, 연결부(112)를 마주보도록 결합되는 부분일 수 있다.
예를 들어, 연결 패널(121)은 호흡 주기 신호 전극(1121)에 접촉하고 제어부(15)에 전기적으로 연결되는 호흡 센서 접촉 단자(1211)와, ECG 전극(14)에 접촉하고 제어부(15)에 전기적으로 연결되는 ECG 접촉 단자(1212)와, 연결부(112)의 고정부(1124)에 탈부착 가능하게 체결되는 체결부(1214)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 호흡 센서 접촉 단자(1211) 및 ECG 접촉 단자(1212)가 연결 패널(121) 상에 설치되는 배열 구조는, 호흡 주기 신호 전극(1121) 및 ECG 전극(14)이 연결부(112) 상에 설치된 배열 구조와 서로 대응하도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 3과 같이 연결 패널(121)이 연결부(112)이 정확한 결합 위치로 체결될 경우, 호흡 주기 신호 전극(1121) 및 ECG 전극(14)은 각각 호흡 센서 접촉 단자(1211) 및 ECG 접촉 단자(1212) 각각을 서로 마주보는 상태로 접촉할 수 있다.
계측 하우징(12)이 착용 의류(11)에 탈부착 가능하게 설치되는 구성에 의하면, 생체 신호의 계측이 필요한 상황에서만 계측 하우징(12)을 착용 의류(11)에 부착할 수 있고, 전기 또는 전자 소자를 포함하는 제어부(15) 또는 각종 센서들을 착용 의류(11)로부터 간편히 제거할 수 있기 때문에, 사용 및 취급이 용이할 수 있다.
다른 예로, 계측 하우징(12)은 연결부(112)에 직접 부착되지 않고 별도의 파우치 또는 주머니에 수용된 상태로 착용 의류(11)에 연결될 수도 있으며, 이 경우 계측 하우징(12)과 연결부(112) 사이를 연결하는 별도의 케이블이 구비될 수 있다.
체결부(1214)는 계측 하우징(12)이 연결부(112)에 연결될 경우, 연결부(112)에 형성된 고정부(1124)에 탈부착 가능하게 체결됨으로써, 계측 하우징(12)이 연결부(112)에 정확한 결합 위치를 가지며 체결될 수 있다.
체표온 센서(16)는, 사용자의 신체에 직접 접촉하여 신체의 표면 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 체표온 센서(16)는 계측 하우징(12)에 설치될 수 있다.
예를 들어, 체표온 센서(16)는 연결 패널(121) 상에서 노출되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 체표온 센서(16)의 측정 단부는 연결 패널(121) 상에서 연결부(112)에 결합하는 방향으로 적어도 일부가 돌출되도록 설치될 수 있다.
예를 들어, 연결 패널(121)이 연결부(112)이 정확한 결합 위치로 체결될 경우, 체표온 센서(16)는 연결부(112)에 형성된 체표온 측정 홀(1123)을 마주보도록 연결될 수 있다. 이상의 구조에 의하면, 계측 하우징(12)이 연결부(112)에 연결될 경우, 돌출된 체표온 센서(16)는 체표온 측정 홀(1123)을 통과하여 사용자의 신체에 접촉할 수 있다.
IMU 센서(17)는, 계측 하우징(12)에 설치되어 사용자에 움직임에 형성되는 관성을 계측할 수 있다.
PPG 센서(18)는, 사용자의 신체에 접촉하여 광혈류측정 기법(PhotoPlethysmoGraphy)을 통해 조직을 통과하는 혈액량 또는 혈중 산소 포화도(SpO2)을 계측할 수 있다.
예를 들어, PPG 센서(18)는 제어부(15)에 유선 또는 무선으로 연결되어 사용자의 귓불에 접촉할 수 있다. 다른 예로, PPG 센서(18)는 계측 하우징(12)에 설치될 수 있고, 계측 하우징(12)이 연결부(112)에 결합될 경우 사용자의 신체의 일부에 접촉되도록 형성될 수 있다.
제어부(15)는, 계측 하우징(12)에 설치되어 호흡 센서(13), ECG 전극(14), 체표온 센서(16), IMU 센서(17) 또는 PPG 센서(18)에서 전달받는 신호에 기초하여 사용자의 각종 생체 신호를 측정할 수 있다.
제어부(15)는 호흡 센서(13)에서 계측 되는 전기 신호에 기초하여 사용자의 호흡 주기 신호(Respiratory Rate)를 측정할 수 있다. 제어부(15)는 ECG 전극(14)으로부터 계측 되는 전기 신호에 기초하여 사용자의 심전도 신호를 측정할 수 있다.
예를 들어, 심전도 신호는, 심박 신호(Heart Rate) 및 심박수 감소량(Heart Rate Reduction) 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 ECG 전극(14)으로부터 측정되는 심전도 신호를 통해 사용자의 심박 신호(Heart Rate)를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 설정 시간 간격으로 심박수 감소량(Heart Rate Reduction)을 측정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 체표온 센서(16)에서 계측되는 신호에 기초하여 사용자의 신체 표면 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 IMU 센서(17)에서 계측되는 신호를 통해 계측 되는 관성 정보에 기초하여 사용자의 운동 상태를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 PPG 센서(18)에서 계측되는 신호에 기초하여 PPG 센서(18)가 부착된 부분의 혈액량 또는 혈중 산소 포화도(SpO2)를 측정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 PPG 센서(18)를 통해 측정되는 혈액량 정보에 기초하여 사용자의 혈압 변화를 측정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 PPG 센서(18)를 통해 측정되는 혈액량 정보에 기초하여 사용자의 수축기 혈압(Systolic Blood Pressure)을 측정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(15)는 IMU 센서(17)를 통해 측정된 운동 상태에 기초하여, 호흡 센서(13) 또는 ECG 전극(14)을 통한 생체 신호의 계측 여부를 결정할 수 있다.
생체 신호의 계측은 움직임에 민감하기 때문에, 제어부(15)는 IMU 센서(17)를 통해 사용자의 기동 유무를 판별하여 적정한 움직임 수준 이내에서만 호흡 주기 신호 또는 심전도 신호를 계측할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (15)

  1. 사용자의 흉부를 감싸도록 착용되는 착용 의류;
    상기 착용 의류에 설치되는 호흡 센서;
    상기 착용 의류에 설치되는 ECG 전극;
    상기 호흡 센서 및 상기 ECG 전극에서 계측되는 신호에 기초하여 사용자의 호흡 주기 신호 및 심전도 신호를 측정하는 제어부;
    상기 제어부를 수용하고 상기 착용 의류에 탈부착 가능하게 설치되는 계측 하우징; 및
    상기 계측 하우징에 수용되고 사용자의 신체에 접촉하여 사용자의 체표면 온도를 계측하는 체표온 센서를 포함하고,
    상기 착용 의류는,
    사용자의 흉부의 둘레를 감싸는 적어도 일부분이 신축 가능한 직물 소재로 형성되는 신축부;
    사용자의 심장 부근에 설치되고, 상기 ECG 전극으로부터 연결되는 ECG 전극과, 상기 호흡 센서로부터 연결되는 호흡 주기 신호 전극과, 상기 계측 하우징에 탈부착 가능하게 연결되는 고정부와, 상기 체표온 센서가 사용자의 신체에 접촉하도록 관통 형성되는 체표온 측정 홀을 구비하는 연결부를 포함하고,
    상기 호흡 센서는, 상기 신축부에 설치되고 상기 흉부의 둘레 방향으로 인가되는 인장력을 감지하는 인장 계측부를 포함하고,
    상기 계측 하우징은,
    상기 연결부에 연결될 경우, 상기 고정부에 탈부착 가능하게 체결되는 체결부;
    상기 연결부에 부착될 경우 상기 호흡 주기 신호 전극에 접촉하고 상기 제어부에 전기적으로 연결되는 호흡 센서 접촉 단자; 및
    상기 연결부에 부착될 경우 상기 ECG 전극 각각에 접촉하고 상기 제어부에 전기적으로 연결되는 ECG 접촉 단자를 포함하고,
    상기 고정부 및 상기 체결부가 서로 체결될 경우, 상기 호흡 주기 신호 전극, 상기 ECG 전극 및 상기 체표온 측정 홀은 각각, 상기 호흡 센서 접촉 단자, 상기 ECG 접촉 단자 및 상기 체표온 센서 각각을 마주보도록 연결되는 것을 특징으로 하는 생체 신호 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인장 계측부는, 유연한 직물 소재의 전극 또는 저항체로 형성되는 생체 신호 측정 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 하우징에 수용되고, 사용자의 운동 상태를 감지하는 IMU 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 IMU 센서에서 계측되는 정보에 기초하여 사용자의 운동 상태를 측정하고, 상기 운동 상태에 기초하여 상기 호흡 센서 또는 상기 ECG 전극을 통한 생체 신호의 계측 여부를 결정하는 생체 신호 측정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 신체에 접촉하여 광혈류측정 기법을 통해 조직을 통과하는 혈액량 또는 혈중 산소 포화도를 계측하는 PPG 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 PPG 센서에서 계측 되는 신호에 기초하여 사용자의 혈압 변화를 측정하는 생체 신호 측정 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 ECG 전극 및 상기 ECG 접촉 단자는, 상호 체결 또는 분리 가능하며, 전도성 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 생체 신호 측정 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 ECG 전극 및 상기 ECG 접촉 단자의 체결 구조는, 서로 탈부착 가능한 스냅 버튼, 자성체 또는 걸림쇠 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 생체 신호 측정 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 호흡 센서 및 상기 연결부는, 능동 소자를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 생체 신호 측정 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 착용 의류 중 상기 신축부를 제외한 부분은 상기 신축부보다 강성이 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 생체 신호 측정 장치.
KR1020200098135A 2020-08-05 2020-08-05 생체 신호 측정 장치 KR102202015B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200098135A KR102202015B1 (ko) 2020-08-05 2020-08-05 생체 신호 측정 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200098135A KR102202015B1 (ko) 2020-08-05 2020-08-05 생체 신호 측정 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102202015B1 true KR102202015B1 (ko) 2021-01-12

Family

ID=74129486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200098135A KR102202015B1 (ko) 2020-08-05 2020-08-05 생체 신호 측정 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102202015B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220166150A (ko) 2021-06-09 2022-12-16 브릴리언트앤컴퍼니 주식회사 생체신호 측정장치 및 그것의 동작방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160183835A1 (en) * 2012-04-18 2016-06-30 Nanowear Inc. Wearable remote electrophysiological monitoring system
JP2020522352A (ja) * 2017-06-06 2020-07-30 マイアント インコーポレイテッドＭｙａｎｔ Ｉｎｃ． 生体データのマルチモーダル・センシングのためのセンサバンド

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160183835A1 (en) * 2012-04-18 2016-06-30 Nanowear Inc. Wearable remote electrophysiological monitoring system
JP2020522352A (ja) * 2017-06-06 2020-07-30 マイアント インコーポレイテッドＭｙａｎｔ Ｉｎｃ． 生体データのマルチモーダル・センシングのためのセンサバンド

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220166150A (ko) 2021-06-09 2022-12-16 브릴리언트앤컴퍼니 주식회사 생체신호 측정장치 및 그것의 동작방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100895300B1 (ko) 생체신호 측정의복과 생체신호 처리시스템
CN111417341B (zh) 心电图测量设备
KR100759948B1 (ko) 생체신호의 측정을 위한 스마트 의복
US9462975B2 (en) Systems and methods for ambulatory monitoring of physiological signs
KR100670809B1 (ko) 생체신호를 측정하는 스마트 의복
US20070293781A1 (en) Respiration Motion Detection and Health State Assesment System
US20090281394A1 (en) Bio-mechanical sensor system
JP2016518893A (ja) 生理学的特徴をモニタリングするシステム及び方法
US20150038808A1 (en) Electrocardiographic signal measurement apparatus and electrocardiographic signal measurement method
US20170311886A1 (en) A wearable sensing assembly
JP2020130737A (ja) スマートウェア
KR102202015B1 (ko) 생체 신호 측정 장치
JP2006247075A (ja) 生体電気信号測定装置、及び電極装置
KR102488621B1 (ko) 생체 신호 측정 장치 및 그 사용 방법
TWM463109U (zh) 生理感測織物
US11033235B2 (en) Method and apparatus for motion artifact reduction in ECG harness
CN215737277U (zh) 一种智能腕戴设备及绑带
KR101675577B1 (ko) 근경도 센서 모듈
KR102471204B1 (ko) 인체 신호 검출 헤드셋 장치
KR20160076630A (ko) 유연성 생체신호 측정센서
US20230084864A1 (en) Method And Device That Generates A Respiration Signal
US11944411B2 (en) Wearable device with mechanical spring to detect pulse transit time
US20220378308A1 (en) Method And Device That Monitors A Fetal Heart Rate
Huang et al. Exquisite textiles sensors and wireless sensor network device for home health care
KR20220080239A (ko) 운동 분석용 스마트 의류

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant