KR102231361B1

KR102231361B1 - 생체신호 감지 패치, 이를 가지는 부착형 생체신호 감지기 및 이를 이용한 생체신호 모니터링 방법

Info

Publication number: KR102231361B1
Application number: KR1020200086206A
Authority: KR
Inventors: 지종완
Original assignee: 지종완
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2021-03-25

Abstract

본 발명의 일실시예는 피부에 부착되어 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 패치를 제공한다. 생체신호 감지 패치는 상기 피부에 대면하는 측에 센서 노출구가 형성된 하부커버; 상기 하부커버와 대향하도록 상기 하부커버에 결합되는 상부커버; 상기 하부커버와 상기 상부커버의 사이에 개재되어 생체신호를 처리하는 회로부; 및 상기 하부커버와 상기 상부커버의 사이에 개재되며, 생체신호의 감지를 위해 상기 하부커버의 센서 노출구에 대응하게 위치하는 센서와, 상기 센서와 상기 회로부를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부재를 가지는 센서부;를 포함한다.

Description

생체신호 감지 패치, 이를 가지는 부착형 생체신호 감지기 및 이를 이용한 생체신호 모니터링 방법{BIO-SIGNAL DETECTION PATCH, ATTACHED BIO-SIGNAL DETECTOR HAVING THE SAME AND BIO-SIGNAL MONITORING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 생체신호 감지 패치 및 이를 가지는 부착형 생체신호 감지기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정확한 생체신호 감지와 범용밴드에 의한 부착이 가능한 생체신호 감지 패치 및 이를 가지는 부착형 생체신호 감지기에 관한 것이다.

건강관리를 위해 체온, 심박, 맥박, 심전도등 각종 생체신호를 측정하고 기록할 필요가 있다. 특히 체온은 기본적인 생체신호의 하나로서 신체의 면역력을 좌우하고, 건강의 이상 유무를 확인하는데 중요한 지표가 된다. 특히, 면역력이 낮은 유아나 환자의 체온의 변화는 꾸준한 모니터링이 필요하다. 특히 유아의 체온 상승은 체내에 침입한 바이러스를 제거하는 과정에서 나타날 가능성이 많기 때문에, 유아의 건강 관리를 위해서 지속적인 체온의 측정이 요구된다.

일반적으로 체온을 측정하는 체온계는 통상 접촉식과 비접촉식으로 구분되며, 측정 원리나 매체에 따라 수은 체온계, 적외선 체온계, 수정 체온계, 열전대 체온계, 써미스터(thermistor) 체온계 등으로 구분된다.

이 중 가정이나 병원 등에서 많이 사용하는 수은 체온계는 흔히 막대형 눈금 체온계로도 불리는데, 비교적 정확도가 높고 비용이 저렴하다는 장점이 있으나 체온 측정을 위해 피측정자의 겨드랑이 등에 체온계를 장시간 끼우고 있어야 하는 불편함이 있었다. 특히 거동이 불편한 환자나 유아의 체온을 측정하는 데에 어려움이 있었고, 정기적으로 체온을 모니터링하기에도 어려운 문제가 있었다.

또한, 막대형 눈금 체온계는 체온 측정 대상자의 겨드랑이로부터 이탈되는 경우에는 온도 측정이 불가능해지고, 바닥에 떨어지는 경우 파손으로 인한 수은의 누출 등의 여러 가지 문제점이 발생하게 된다.

이와 같은 필요에 의해서, 최근 의료기기와 IT 기기를 융합하는 온도계에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 예컨대, 체온을 측정하는 온도센서와 배터리, 무선통신 모듈을 결합한 온도계를 인체 피부 표면에 부착하여 체온을 실시간으로 측정하고 이를 무선 신호로 전송함으로써 체온을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 기술들이 제공되고 있다.

그러나, 종래의 피부 부착형 체온계에 있어서는, 피부와 센서간의 접촉과 안정성이 부실하여 정확한 온도측정의 신뢰성이 문제가 되며, 주기적으로 사용해야 하는 피부 부착을 위한 밴드가 고가인 문제가 있다.

본 발명은 정확한 생체신호 감지와 범용밴드에 의한 부착이 가능하며, 생체신호를 모니터링 할 수 있는 생체신호 감지 패치, 이를 가지는 부착형 생체신호 감지기 및 이를 이용한 생체신호 모니터링 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 피부에 부착되어 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 패치를 제공한다. 생체신호 감지 패치는 상기 피부에 대면하는 측에 센서 노출구가 형성된 하부커버; 상기 하부커버와 대향하도록 상기 하부커버에 결합되는 상부커버; 상기 하부커버와 상기 상부커버의 사이에 개재되어 생체신호를 처리하는 회로부; 및 상기 하부커버와 상기 상부커버의 사이에 개재되며, 생체신호의 감지를 위해 상기 하부커버의 센서 노출구에 대응하게 위치하는 센서와, 상기 센서와 상기 회로부를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부재를 가지는 센서부;를 포함한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전기적 연결부재는, 상기 센서가 상기 센서 노출구로 노출되도록 고정되는 안착부; 상기 안착부로부터 연장되는 연장부; 및 상기 연장부의 단부에 형성되며 상기 회로부와 전기적 접속을 하는 접속단자;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센서부는, 상기 하부커버의 센서 노출구에 위치하며, 상기 센서가 상기 피부측으로 노출되도록 삽입되는 홀이 형성된 센서 캡; 및 상기 센서의 반대측에서 위치하도록, 상기 센서 캡의 상측의 안착부 상에 위치하며, 상기 센서 캡이 상기 피부에 접촉시 압축되어 상기 센서와 상기 피부 간의 접촉을 유지시키는 스프링;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하부커버는, 상기 상부커버와 결합되며, 상기 피부와 대응하는 위치에 개구부가 형성된 하부 테두리부; 및 상기 하부 테두리부의 상기 개구부를 차폐하도록 상기 하부 테두리부에 결합되며, 상기 센서 노출구가 형성된 하부 캡;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 상부커버는, 상기 하부 테두리부와 결합되며, 조작 개구가 형성된 상부 테두리부; 및 상기 조작 개구를 폐쇄하도록 상기 상부 테두리부에 결합되는 버튼부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회로부는, 상기 센서부와 상기 상부커버의 사이에 개재되는 회로기판; 상기 회로기판에 구비되어 상기 접속단자에 접촉되는 접속핀; 및 상기 회로기판에 구비되며 상기 버튼부가 사용자에 의해 눌려짐에 따라 상기 회로기판을 온/오프 시키거나 작동모드를 변경시키는 스위치;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 생체신호 감지 패치는 상기 회로기판과 상기 센서부의 사이에 개재되며, 압축시에 상기 스프링의 상단을 지지하는 센서 보호판; 및 상기 센서 보호판과 상기 회로기판의 사이에 개재되며 상기 회로기판에 전원을 공급하는 코인형 배터리;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회로기판은, 상기 센서에 의해 감지된 생체신호를 처리하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부에 의해 처리된 생체신호를 외부로 송신하거나, 외부로부터 신호를 수신하는 통신모듈;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센서는, 온도 센서, 박동 센서, 심전도 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 상부 테두리부는 상기 하부 테두리부에 힌지결합되어 상기 하부 테두리부에 대해 회동 가능할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 통신모듈은 상기 작동모드에 따라, BLE(Bluetooth Low Energy) 모드로 스마트폰과 통신하거나, Beacon 모드로 Beacon Scanner와 통신할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 피부에 부착되어 생체신호를 감지하고 외부로 송신하는 부착형 생체신호 감지기를 제공한다. 부착형 생체신호 감지기는 상기 생체신호 감지 패드; 및 중앙부가 상기 하부커버와 상기 상부커버의 사이에 개재되고, 양측 날개부가 상기 피부에 부착될 수 있는 밴드;를 포함한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 밴드는 상용의 밴드로서, 상부커버를 회동시켜 상기 하부커버를 노출한 상태에서, 상기 밴드의 중앙부를 상기 센서부와 상기 회로부의 사이에 배치하고, 상기 상부커버를 닫아 상기 생체신호 감지 패치에 상기 밴드를 결합시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 상부커버를 닫을 때, 상기 회로부의 접속핀이 상기 센서부의 접속단자에 접촉될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 생체신호를 모니터링하는 방법을 제공한다. 생체신호 모니터링 방법에서, 먼저 상기 부착형 생체신호 감지기를 신체에 부착시키고 상기 생체신호 감지 패치가 처리한 생체신호를 송신할 수 있다. 이후, 외부 장치로 상기 생체신호를 수신하고, 상기 생체신호를 분석할 수 있다. 다음, 상기 분석된 결과를 표시 또는 알람할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 외부 장치는 스마트폰 또는 비콘스캐너를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 생체신호를 분석하는 단계에서, BLE (Bluetooth Low Energy) 모드시에, 상기 스마트폰에 설치된 앱은 상기 생체신호 감지 패치와 양방향으로 신호를 주고받는 통신을 수행하고, 수신된 생체신호를 분석할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 생체신호를 분석하는 단계에서, 비콘(Beacon) 모드시에, 복수의 사용자에 부착된 복수의 상기 생체신호 감지 패치가 비콘스캐너와 단방향 통신을 하고, 인터넷 통신으로 비콘스케너로부터 복수의 상기 생체신호 감지 패치로부터의 생체신호를 수신한 서버가 상기 분석을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분석된 결과를 표시 또는 알람하는 단계는, 상기 생체신호 감지 패치의 인근에 위치하며 통신하는 근거리 HP와 원거리에 위치한 상기 스마트폰 간에 통신하며 상기 스마트폰에 생체신호 분석결과를 표시할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분석된 결과를 표시 또는 알람하는 단계에서, 상기 서버에 의한 분석결과를 전송받아 관리자의 스마트폰을 통해 표시 또는 알람할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 스프링과 같은 탄성체에 의해 센서를 지지하여 피부에 접촉을 보다 확실하게 함으로써, 생체신호를 더 정확하게 추출할 수 있다.

또한, 소모품인 밴드는 저렴한 범용밴드를 사용할 수 있어서, 사용상에 부담이 현저히 감소된다.

또한, 밴드를 생체신호 감지 패치에 설치하기가 매우 편리한 장점이 있다.

또한, 코인 형태로 생체신호 감지 패치를 형성함으로서, 콤팩트하고 피부에 부착시 불편감이 현저히 감소된다.

또한, 부착형 생체신호 감지기는 스마트폰이나 비콘스캐너와 양방향 및 일방향 통신을 할 수 있어서, 실시간으로 환자나 사용자의 체온 등의 생체신호를 모니터링할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부착형 생체신호 감지기를 사용하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 감지 패치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 감지 패치의 분해상태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 하부커버와 센서부가 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 센서부와 회로부의 결합방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 감지 패치의 작동을 설명하기 위한 블록도의 일 예이다.
도 7 및 도 8은 도 3에 도시된 센서부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부착형 생체신호 감지기의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 생체신호 감지 패치에 밴드를 설치하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부착형 생체신호 감지기를 사용하여 생체신호를 모니터링 하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 부착형 생체신호 감지기를 사용하여 생체신호를 모니터링 하는 방법의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 부착형 생체신호 감지기를 사용하여 생체신호를 모니터링 하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 부착형 생체신호 감지기(1)는 생체신호 감지 패치(10) 및 밴드(20)를 포함한다. 생체신호 감지 패치(10)는 체온, 심박수, 맥박수, 심전도 등의 생체신호를 감지하고 스마트폰(900)과 같은 외부 장치로 감지된 생체신호를 송신하거나 외부로부터 제어신호를 수신할 수 있다. 생체신호 감지 패치(10)는 밴드(20)에 의해 환자나 일반인의 피부에 부착되어 사용될 수 있다. 생체신호 감지 패치(10)는 계속적 사용이 가능하며, 밴드(20)는 소모품으로서 상용의 밴드가 사용될 수 있다.

스마트폰(900)과 같은 외부 장치는 생체신호를 수신하여 정보를 처리하고 알람을 주거나 화면에 표시할 수 있다.

이하, 생체신호 감지 패치(10)에 대해 설명한 후 부착형 생체신호 감지기(1)를 설명하고, 이를 이용한 생체신호 모니터링 방법에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 감지 패치(10)의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 감지 패치(10)의 분해상태의 일 예를 나타내는 도면이다.

생체신호 감지 패치(10)는 하부커버(100), 상부커버(200), 회로부(300) 및 센서부(400)를 포함한다.

하부커버(100)는 사용자의 피부에 대면하는 측에 센서 노출구(131)가 형성되어 있다.

상부커버(200)는 하부커버(100)와 대향하도록 하부커버(100)에 결합될 수 있다.

회로부(300)는 하부커버(100)와 상부커버(200)의 사이에 개재되어 센서부(400)에 의해 감지된 생체신호를 처리할 수 있다.

센서부(400)는 하부커버(100)와 상부커버(200)의 사이에 개재되며, 센서(450) 및 전기적 연결부재(430)를 포함할 수 있다.

센서(450)는 생체신호의 감지를 위해 하부커버(100)의 센서 노출구(131)에 대응하게 위치할 수 있다. 센서(450)는, 온도 센서, 박동 센서(심박 센서, 맥박 센서 등), 심전도 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 온도 센서의 예로는 온도에 따라 저항이 변화하는 서미스터를 들 수 있다.

전기적 연결부재(430)는 센서(450)와 회로부(300)를 전기적으로 연결할 수 있다. 전기적 연결부재(430)는, 안착부(431), 연장부(432) 및 접속단자(433)를 포함할 수 있다. 안착부(431)에는 센서(450)가 센서 노출구(131)로 노출되도록 고정되며, 연장부(432)는 안착부(431)로부터 연장되고, 접속단자(433)는 연장부(432)의 단부에 형성되며 회로부(300)와 전기적으로 접속될 수 있다. 전기적 연결부재(430)는 FPCB(Flexible PCB)가 채택될 수 있다. 또는 단순히 전선으로 안착부(431)와 접속단자(433)가 연결될 수도 있다.

하부커버(100)는 하부 테두리부(110) 및 하부 캡(130)을 포함할 수 있다.

하부 테부리부는 상부커버(200)와 결합되며, 피부와 대응하는 위치에 개구부가 형성될 수 있다. 하부 캡(130)은 하부 테두리부(110)의 개구부를 차폐하도록 하부 테두리부(110)에 결합되며, 센서 노출구(131)가 형성될 수 있다.

상부커버(200)는 상부 테두리부(210) 및 버튼부(230)를 포함할 수 있다.

상부 테두리부(210)는 하부 테두리부(110)와 결합되며, 조작 개구가 형성될 수 있다. 상부 테두리부(210)는 하부 테두리부(110)에 힌지결합되어 하부 테두리부(110)에 대해 회동 가능할 수 있다. 버튼부(230)는 조작 개구를 폐쇄하도록 상부 테두리부(210)에 결합될 수 있다. 버튼부(230)는 탄성재질로 형성될 있다.

회로부(300)는, 회로기판(310), 접속핀(330) 및 스위치(350)를 포함할 수 있다.

회로기판(310)은 센서부(400)와 상부커버(200)의 사이에 개재될 수 있다. 접속핀(330)은 회로기판(310)에 구비되어 전기적 연결부재(430)의 접속단자(433)에 접촉될 수 있다. 예를 들어, 2pin, 그외 5pin, 6pin등이 가능하며, 센서(450)로부터의 신호를 메인PCB인 회로기판(310)으로 전송하기 위해 포고핀이 채택될 수 있다.

스위치(350)는 회로기판(310)의 상면에 구비되며 버튼부(230)가 사용자에 의해 눌려짐에 따라 스위치(350)가 눌려지고, 이에 따라 회로기판(310)을 온/오프 시키거나 작동모드를 변경시킬 수 있다.

센서(450)가 서미스터인 경우, 온도에 따른 센서의 저항값이 변화한다. 회로기판(310)은 전기적 연결부재(430)에 의해 센서(450)로부터 신호를 받고, 이를 처리하여 체온을 추출할 수 있다.

센서(450)가 심박 센서, 맥박 센서 및 심전도 센서 등인 경우에도 센서로부터 감지된 신호를 회로기판(310)이 전달받고, 이를 처리하여 현재의 심박수, 맥박수, 심전도 정보를 추출할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 하부커버(100)와 센서부(400)가 결합된 상태를 나타내는 도면이다. 도 5는 도 3에 도시된 센서부(400)와 회로부(300)의 결합방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 센서(450)가 하부 캡(130)의 센서 노출구(131)로 노출되도록 센서부(400)가 하부커버(100)에 결합될 수 있다. 하부 캡(130)이 하부 테두리부(110)에 결합되면서 하부 캡(130)의 상면은 상측으로 노출될 수 있다. 하부 캡(130)에는 전기적 연결부재(430)의 접속단자(433)가 위치하는 홈이 형성될 수 있다(도 3 및 도 4 참조).

생체신호 감지 패치(10)는 센서 보호판(500) 및 코인형 배터리(600)를 더 포함할 수 있다.

센서 보호판(500)은 회로기판(310)과 센서부(400)의 사이에 개재될 수 있다. 센서 보호판(500)은 하부 테두리부(110)의 상면에 형성된 단턱 내지 원형 홈에 안착될 수 있다. 센서 보호판(500)은 외력이나 전자기파 등으로부터 센서부(400)를 보호할 수 있다. 전기적 연결부재(430)의 접속단자(433)는 센서 보호판(500)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다.

코인형 배터리(600)는 회로기판(310)과 센서부(400)의 사이에 개재되어 회로기판(310)에 전기적으로 연결될 수 있다(도 2 참조). 도 3에는 도시의 편의상 코인형 배터리(600)는 도시가 생략되어 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 감지 패치(10)의 작동을 설명하기 위한 블록도의 일 예이다.

회로기판(310)은, 신호처리부(312) 및 통신모듈(314)을 포함할 수 있다.

신호처리부(312)는 센서부(400)에 의해 감지된 생체신호를 처리하여, 즉 센서의 종류에 따른 전기적 신호를 기 설정된 프로세스에 따라 분석, 연산, 가공 등을 하여 체온, 심박, 심전도 등의 값으로 추출할 수 있다.

통신모듈(314)은 신호처리부(312)에 의해 처리된 생체신호를 외부(예: 스마트폰(900))로 송신하거나, 외부로부터 제어신호를 수신할 수 있다. 통신모듈(314)은 작동모드에 따라, BLE(Bluetooth Low Energy) 모드로 스마트폰(900)과 통신하거나, Beacon 모드로 Beacon Scanner와 통신할 수 있다. 이외에도 RF 통신 등 근거리 통신 방법의 다양한 방법이 채택될 수 있다.

이러한 모드 선택은 전술한 버튼부(230)를 눌러 스위치(350)를 통해 이루어질 수 있다. 이와 다르게 외부로부터 전송되는 상기 제어신호에 의해 원격으로 모드선택이 될 수도 있다.

생체신호 감지 패치(10)는 전원공급부로서 코인형 배터리(600)를 더 포함할 수 있다. 회로기판(310) 또는 센서부(400)는 코인형 배터리(600)에 전기적으로 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.

도 7 및 도 8은 도 3에 도시된 센서부(400)를 설명하기 위한 도면들이다.

센서부(400)는 센서 캡(410) 및 스프링을 더 포함할 수 있다.

센서 캡(410)은 하부커버(100)의 센서 노출구(131)에 위치하며, 센서 노출구(131)의 상면측에 형성된 홈에 걸리도록 설치될 수 있다. 센서 캡(410)은 상하운동을 위한 돌기 형태를 가지며, 중앙에 센서(450)가 피부측으로 노출되도록 삽입되는 홀이 형성될 수 있다.

전기적 연결부재(430)의 안착부(431)는 센서 캡(410)의 상면측에 위치되며, 센서 캡(410)의 홀의 주변의 상면측에 걸쳐질 수 있다. 안착부(431)의 하면에 고정된 센서(450)는 센서 캡(410)의 홀에 삽입될 수 있다. 센서(450)는 센서 캡(410)의 하단으로 일부 돌출되거나 센서(450)의 하면이 센서 캡(410)의 하단과 거의 동일한 높이에 위치될 수 있다.

스프링은 센서(450)의 반대측에서 위치하도록, 전기적 연결부재(430)의 안착부(431)의 상면에 위치할 수 있다. 스프링의 압축 및 복원에 따라 센서 캡(410)은 상하 운동을 할 수 있다. 이에 따라 센서(450)도 피부에 밀착되거나 이격될 수 있다.

구체적으로, 스프링은 전기적 연결부재(430)의 안착부(431)와 센서 보호판(500)의 사이에 개재될 수 있다. 따라서, 센서 캡(410)이 피부에 접촉시 압력을 받아 약간 눌러지면, 센서 캡(410)이 전기적 연결부재(430)의 안착부(431)를 가압하게 되고, 전기적 연결부재(430)의 안착부(431)는 스프링을 압축시키며, 센서 보호판(500)은 스프링을 지지하게 된다. 따라서, 센서 캡(410)은 스프링의 탄성에 의해 지지되면서, 피부에 안정적으로 밀착하게 된다. 이에 따라 센서 캡(410)의 홀에 삽입된 센서(450)가 피부와 안정적으로 접촉할 수 있다. 즉 장시간 피부에 부착되어 있더라도, 센서(450)가 피부로부터 이격되지 않으므로 체온과 같은 생체신호를 더 정확하고 안정적으로 감지하고 추출할 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부착형 생체신호 감지기(1)의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 11은 생체신호 감지 패치(10)에 밴드(20)를 설치하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.

부착형 생체신호 감지기(1)는 피부에 부착되어 생체신호를 감지하고 외부로 송신하며, 외부로부터 제어신호를 수신할 수 있다. 부착형 생체신호 감지기(1)는 도 1 내지 도 8에서 설명된 생체신호 감지 패드 및 밴드(20)를 포함할 수 있다.

밴드(20)는 중앙부가 하부커버(100)와 상부커버(200)의 사이에 개재되고, 양측 날개부가 피부에 부착될 수 있다. 밴드(20)는 전술한 바와 같이 상용의 밴드(20)가 사용될 수 있다. 즉 매우 저렴한 가격의 통상의 밴드(20)를 사용함으로써, 소모품이 밴드(20)의 사용의 부담을 줄일 수 있다.

밴드(20)의 설치방법의 일 예로, 상부커버(200)를 회동시켜 하부커버(100)를 노출한 상태에서, 밴드(20)의 중앙부를 센서 보호판(500)과 회로부(300)의 사이에 배치하고, 상부커버(200)를 닫아 생체신호 감지 패치(10)에 밴드(20)를 결합시킬 수 있다. 이와 같이 밴드(20)를 설치하는 과정이 매우 단순하여 사용이 매우 편리하다.

상부커버(200)를 닫을 때, 회로기판(310)에 구비된 접속핀(330)이 전기적 연결부재(430)의 접속단자(433)에 접촉될 수 있다. 이에 따라 센서부(400)와 회로기판(310)이 전기적으로 접속될 수 있다.

코인형 배터리(600)가 상부 테두리부(210)의 가장자리 홈에 끼워져 설치되는 경우, 접속핀(330)은 코인형 배터리와 간섭되지 않게 위치되며, 밴드(20)의 중앙부는 센서 보호판(500)과 코인형 배터리(600)의 하면의 사이에 개재될 수 있다.

코인형 배터리(600)가 하부 테두리부(110)의 가장자리 홈에 끼워져 설치되는 경우, 밴드(20)의 중앙부는 코인형 배터리(600)의 상면과 회로기판(310)의 사이에 개재될 수 있다.

센서(450)는 하부 캡(130)의 센서 노출구(131)에 위치하며, 일부가 돌출될 수도 있다(도 10 참조).

밴드(20)의 양측 날개의 보호 필름을 제거하여 접착층을 노출한 상태에서 환자나 일반인의 피부에 밴드(20)를 부착하면, 하부 캡(130)의 하면은 피부에 접하게 되며, 센서(450)는 피부에 접촉되며, 스프링에 의해 탄성적으로 지지되어 피부와의 접촉이 확실히 유지될 수 있다. 피부는 제한이 없지만 일반적으로 체온의 경우 겨드랑이 측에 설치되는 것이 바람직할 것이다.

따라서, 장시간 사용하여도 센서(450)와 피부 간의 접촉의 신뢰성으로 인해 정확한 생체신호, 즉 체온, 심박, 심전도 등을 추출할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부착형 생체신호 감지기(1)를 사용하여 생체신호를 모니터링 하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.

생체신호를 모니터링하는 방법에 있어서, 먼저, 부착형 생체신호 감지기(1)를 신체에 부착시키고 생체신호 감지 패치(10)가 처리한 생체신호를 송신할 수 있다. 부착형 생체신호 감지기(1)는 도 9 내지 도 11에서 설명된 부착형 생체신호 감지기(1)를 사용할 수 있다.

이후, 부착형 생체신호 감지기(1)가 송신하는 생체신호를 외부 장치로 수신하고, 생체신호를 분석할 수 있다. 외부 장치는 스마트폰(900)이나 서버일 수 있다.

이후, 분석된 결과를 표시 또는 알람할 수 있다.

예를 들어, 외부 장치는 스마트폰(900) 또는 서버를 포함할 수 있다.

도 12에 도시된 실시예의 경우, BLE (Bluetooth Low Energy) 모드시에, 생체신호 감지 패치(10)는 스마트폰(900)에 설치된 앱과 양방향으로 신호를 주고받을 수 있다. 스마트폰(900)의 앱은 수신된 생체신호를 분석할 수 있다.

분석 또는 처리된 결과는 스마트폰(900)으로 표시되어 사용자가 확인할 수 있다.

예를 들어, 일반가정에서 0세~7세의 영유아에 부착형 생체신호 감지기(1)를 부착하고 상시적으로 또는 주기적으로 체온을 감지하고, 또는 고온이나 감기시에 부착하고, 근거리의 부모의 스마트폰(900)에 생체신호를 전송하고, 스마트폰(900)에 현재의 체온과, 체온의 시간에 따른 변화 등을 텍스트 및 그래프 등으로 표시할 수 있다.

이에 더하여, 건강상 필요한 정보와 조치 및 예상되는 건강상 문제점 정보 등을 제시하거나 도움을 줄 수 있다. 또한, 체온이 비정상적으로 높아지는 경우, 스마트폰(900)으로 알람을 발하여 응급조치를 할 수 있도록 할 수 있다.

스마트폰(900)의 앱을 통해 생체신호 감지 패치(10)의 온/오프나 감지 주기, 알람설정 등의 제어신호를 생체신호 감지 패치(10)로 전송할 수 있다. 생체신호 감지 패치(10)의 회로부(300)는 제어신호에 따라 동작될 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 부착형 생체신호 감지기(1)를 사용하여 생체신호를 모니터링 하는 방법의 다른 예를 나타내는 도면이다.

생체신호를 분석하는 단계에서, BLE (Bluetooth Low Energy) 모드시에, 부착형 생체신호 감지기(1)가 부착된 영유아의 근거리에 위치한 근거리HP에 의해 생체신호 감지 패치(10)와 양방향으로 신호를 주고받고, 수신된 생체신호를 분석할 수 있다.

이 경우, 부모가 영유아와 원거리에 위치하는 경우, 예를 들어, 아이가 핸드폰을 가지고 학교에 갔을 때, 원거리에 있는 부모의 앱에서도 아이의 체온데이터와 알람을 받을 수 있다. 즉, 근거리 HP와 부모의 스마트폰(900) 간에 통신을 하고, 생체신호 정보를 부모의 스마트폰(900)에 표시하여 모니터링 할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 부착형 생체신호 감지기(1)를 사용하여 생체신호를 모니터링 하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.

병원이나 요양원 등 다수의 환자에 대해 1:多 통신으로 생체신호를 모니터링할 필요가 있는 경우, 다수의 환자에게 부착형 생체신호 감지기(1)를 부착하고 모니터링 할 수 있다. 이 경우, 부착형 생체신호 감지기(1)를 비콘(Beacon) 모드로 설정하고, 환자가 위치하는 실내에 설치된 비콘스케너는 복수의 사용자에 부착된 복수의 생체신호 감지 패치(10)와 단방향 통신을 할 수 있다.

BLE (Bluetooth Low Energy, 저전력모드) 모드는 기기와 앱간에 양방향으로 신호를 주고 받는 통신방식이고, Beacon 방식은 같은 Bluetooth 통신방식인데, 기기에서 앱이나 Beacon Scanner(수신기)으로 단방향으로 체온데이터를 보내는 방식일 수 있다.

이러한 비콘스케너가 복수개가 여러 방에 위치한 환자들로부터 생체신호를 수신하여 인터넷 통신으로 서버로 전송할 수 있다. 비콘스케너로부터 복수의 생체신호 감지 패치(10)로부터의 생체신호를 수신한 서버가 분석을 수행하고 결과를 간호사 등의 관리자의 스마트폰(900) 또는 데스크탑으로 전송할 수 있다. 관리자는 스마트폰(900)으로 전송된 다수의 환자들의 체온 등의 생체신호 분석결과를 참조하여 필요한 조치를 할 수 있다. 예를 들어, 설정온도 이상의 체온이 감지되면 화면에 알람을 표시할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 생체신호 감지기
10 : 생체신호 감지 패치
20 : 밴드
100 : 하부커버
110 : 하부 테두리부
130 : 하부 캡
200 : 상부커버
210 : 상부 테두리부
230 : 버튼부
300 : 회로부
330 : 접속핀
350 : 스위치
400 : 센서부
410 : 센서 캡
430 : 전기적 연결부재
431 : 안착부
432 : 연장부
433 : 접속단자
450: 센서
500 : 센서 보호판
600 : 코인형 배터리
900 : 스마트폰

Claims

밴드를 이용하여 피부에 부착되어 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 패치에 있어서,
상기 피부에 대면하는 측에 센서 노출구가 형성된 하부커버;
상기 하부커버와 대향하도록 상기 하부커버에 결합되는 상부커버;
상기 하부커버와 상기 상부커버의 사이에 개재되어 생체신호를 처리하는 회로부;
상기 하부커버와 상기 상부커버의 사이에 개재되며, 생체신호의 감지를 위해 상기 하부커버의 센서 노출구에 대응하게 위치하는 센서와, 상기 센서와 상기 회로부를 전기적으로 연결하는 전기적 연결부재를 가지는 센서부;
상기 회로부와 상기 센서부의 사이에 개재되는 센서 보호판; 및
상기 센서 보호판과 상기 회로부의 사이에 개재되며 상기 회로부에 전원을 공급하는 코인형 배터리;를 포함하되,
상기 하부커버는,
상기 상부커버와 결합되며, 상기 피부와 대응하는 위치에 개구부가 형성된 하부 테두리부; 및
상기 하부 테두리부의 상기 개구부를 차폐하도록 상기 하부 테두리부에 결합되며, 상기 센서 노출구가 형성된 하부 캡;을 포함하고,
상기 상부커버는,
상기 하부 테두리부와 힌지 결합되어 상기 하부 테두리부에 대해 회동 가능하며, 조작 개구가 형성된 상부 테두리부; 및
상기 조작 개구를 폐쇄하도록 상기 상부 테두리부에 결합되는 버튼부;를 포함하고,
상기 회로부는,
상기 센서부와 상기 상부커버의 사이에 개재되는 회로기판;
상기 회로기판에 구비되어 접속단자에 접촉되는 접속핀; 및
상기 회로기판에 구비되며 상기 버튼부가 사용자에 의해 눌려짐에 따라 상기 회로기판을 온/오프 시키거나 작동모드를 변경시키는 스위치;를 포함하고,
상기 회로기판은,
상기 센서에 의해 감지된 생체신호를 처리하는 신호처리부; 및
상기 신호처리부에 의해 처리된 생체신호를 외부로 송신하거나, 외부로부터 신호를 수신하는 통신모듈;을 포함하며,
상기 하부 테두리부, 상기 센서 보호판, 상기 코인형 배터리, 상기 회로기판, 및 상기 스위치가 하부에서 상부로 순차적으로 적층된 상태에서,
상기 밴드의 양측 날개부가 피부에 부착 가능하도록 상기 하부 테두리부와 상기 센서 보호판은 둘 사이에 상기 밴드의 중앙부를 개재하며,
상기 밴드 및 상기 코인형 배터리 중 적어도 하나의 교체가 수월하도록 상기 하부 테두리부와 상기 상부 테두리부는 회동하여 상기 하부 테두리부의 상부와 상기 센서 보호판의 하부를 노출시키는 것을 특징으로 하는 생체신호 감지 패치.
제1항에 있어서,
상기 전기적 연결부재는,
상기 센서가 상기 센서 노출구로 노출되도록 고정되는 안착부;
상기 안착부로부터 연장되는 연장부; 및
상기 연장부의 단부에 형성되며 상기 회로부와 전기적 접속을 하는 접속단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체신호 감지 패치.
제2항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 하부커버의 센서 노출구에 위치하며, 상기 센서가 상기 피부측으로 노출되도록 삽입되는 홀이 형성된 센서 캡; 및
상기 센서의 반대측에서 위치하도록, 상기 센서 캡의 상측의 안착부 상에 위치하며, 상기 센서 캡이 상기 피부에 접촉시 압축되어 상기 센서와 상기 피부 간의 접촉을 유지시키는 스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체신호 감지 패치.
삭제
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삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 센서는,
온도 센서, 박동 센서, 심전도 센서 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체신호 감지 패치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 통신모듈은 상기 작동모드에 따라, BLE(Bluetooth Low Energy) 모드로 스마트폰과 양방향 통신하거나, Beacon 모드로 Beacon Scanner에 단방향 통신하는 것을 특징으로 하는 생체신호 감지 패치.
피부에 부착되어 생체신호를 감지하고 외부로 송신하는 부착형 생체신호 감지기에 있어서,
청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 9, 청구항 11 중 어느 한 항의 생체신호 감지 패치; 및
중앙부가 상기 하부커버와 상기 상부커버의 사이에 개재되고, 양측 날개부가 상기 피부에 부착될 수 있는 밴드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부착형 생체신호 감지기.
제12항에 있어서,
상기 밴드는 상용의 밴드로서, 상기 상부커버를 회동시켜 상기 하부커버를 노출한 상태에서, 상기 밴드의 중앙부를 상기 센서부와 상기 회로부의 사이에 배치하고, 상기 상부커버를 닫아 상기 생체신호 감지 패치에 상기 밴드를 결합시키는 것을 특징으로 하는 부착형 생체신호 감지기.
제13항에 있어서,
상기 상부커버를 닫을 때, 상기 회로부의 접속핀이 상기 센서부의 접속단자에 접촉되는 것을 특징으로 하는 부착형 생체신호 감지기.
생체신호를 모니터링하는 방법에 있어서,
청구항 12의 부착형 생체신호 감지기를 신체에 부착시키고 상기 생체신호 감지 패치가 처리한 생체신호를 송신하는 단계;
외부 장치로 상기 생체신호를 수신하고, 상기 생체신호를 분석하는 단계; 및
상기 분석된 결과를 표시 또는 알람하는 단계;를 포함하되,
상기 하부 테두리부와 상기 상부 테두리부를 회동시켜 상기 하부 테두리부의 상부와 상기 센서 보호판의 하부를 노출시키고 상기 밴드 및 상기 코인형 배터리 중 적어도 하나를 교체하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 모니터링하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 외부 장치는 스마트폰 또는 비콘스캐너를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 모니터링하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 생체신호를 분석하는 단계에서,
BLE (Bluetooth Low Energy) 모드시에, 상기 스마트폰에 설치된 앱은 상기 생체신호 감지 패치와 양방향으로 신호를 주고받는 통신을 수행하고, 수신된 생체신호를 분석하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 모니터링하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 생체신호를 분석하는 단계에서,
비콘(Beacon) 모드시에, 복수의 사용자에 부착된 복수의 상기 생체신호 감지 패치가 비콘스캐너와 단방향 통신을 하고, 인터넷 통신으로 비콘스케너로부터 복수의 상기 생체신호 감지 패치로부터의 생체신호를 수신한 서버가 상기 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 모니터링하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 분석된 결과를 표시 또는 알람하는 단계는,
상기 생체신호 감지 패치의 인근에 위치하며 통신하는 근거리 HP와 원거리에 위치한 상기 스마트폰 간에 통신하며 상기 스마트폰에 생체신호 분석결과를 표시하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 모니터링하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 분석된 결과를 표시 또는 알람하는 단계는,
상기 서버에 의한 분석결과를 전송받아 관리자의 스마트폰을 통해 표시 또는 알람하는 것을 특징으로 하는 생체신호를 모니터링하는 방법.