KR102237602B1 - 혈류 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 혈류 신호를 검출하기 위한 혈류 측정 장치에 관한 것으로, 복수의 수용 모듈 및 복수의 연결 모듈이 조립되어 구성되며 혈류 정보를 측정하기 위한 피검 대상에 설치되는 설치부 및 피검 대상으로 광을 조사하는 광원 모듈 및 상기 광원 모듈에서 조사되어 피검 대상을 통과한 광을 수광하여 혈류 정보를 검출하는 검출 모듈을 포함하고 상기 설치부에 착탈 가능하게 설치되는 검출부를 포함하는 혈류 측정 장치를 제공한다.
본 발명에 의할 경우, 피검 대상의 형태 및 크기에 상응하도록 혈류 측정 장치를 다양한 형태로 조립하여 사용할 수 있다. 그리고, 혈류 측정 장치를 피검 대상에 고정시킨 상태에서 검출 유닛의 위치를 변경하여 측정함으로써 피검 대상에 따라 최적 위치에서 혈류 측정이 가능하며, 또한 다양한 위치에서의 혈류 측정이 가능한 장점이 있다.
본 발명에 의할 경우, 피검 대상의 형태 및 크기에 상응하도록 혈류 측정 장치를 다양한 형태로 조립하여 사용할 수 있다. 그리고, 혈류 측정 장치를 피검 대상에 고정시킨 상태에서 검출 유닛의 위치를 변경하여 측정함으로써 피검 대상에 따라 최적 위치에서 혈류 측정이 가능하며, 또한 다양한 위치에서의 혈류 측정이 가능한 장점이 있다.
Description
본 발명은 혈류 신호를 검출하기 위한 혈류 측정 장치에 관한 것으로, 뇌의 혈류를 비롯한 체내의 혈류 변화를 광을 이용한 비침습적 방법으로 검지할 수 있는 혈류 측정 장치에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 따라 다양한 전자 기술이 응용된 의료 기구들에 대한 연구 및 개발이 이루어지고 있다. 피검체인 인체의 생체 정보를 비침습적 방법으로 취득하기 위하여 EEG(electroencephalogram, 뇌전도), CT(computed topology, 컴퓨터 단층 촬용), MRI(magnetic resonance imaging, 자기공명장치) 등의 장비들이 활용된다.
근래, 생체 정보 취득 방식으로서, 근적외선 분광법(NIRS, near-infrared spectroscopy)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 근적외선 분광법은 인체에 무해한 빛을 이용하여 인체 조직을 영상화할 수 있는 방법으로, 여타 방식과는 달리 비용 부담을 최소화시킬 수 있다.
근적외선 분광법을 이용한 혈류 변화를 측정하는 장치는, 피검체의 안정적 상태를 벗어난 경우에 정확한 데이터 확보가 어렵기 때문에, 피검 대상과 측정 장치가 긴밀하게 접촉된 상태를 유지해야한다. 따라서, 종래의 측정 장치는 형태 상이한 다양한 신체 부위의 혈류를 측정하는데 이용하는데 한계가 있었으며, 나아가 동일한 신체 부위를 대상으로 하는 측정 장치라고 하더라도 환자의 신체 사이즈에 따라 사용에 제한이 있을 수 밖에 없었다.
본 발명은, 피검 대상의 형상이 상이하고, 환자의 신체 사이즈가 상이한 경우에도, 안정적으로 피검 부위에 체결할 수 있고, 피검 대상에 따라 필요한 위치에서 혈류를 측정할 수 있는 측정장치를 제공하기 위함이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해, 복수의 수용 모듈 및 복수의 연결 모듈이 조립되어 구성되며, 혈류 정보를 측정하기 위한 피검 대상에 설치되는 설치부 및 피검 대상으로 광을 조사하는 광원 모듈 및 상기 광원 모듈에서 조사되어 피검 대상을 통과한 광을 수광하여 혈류 정보를 검출하는 검출 모듈을 포함하고 상기 설치부에 착탈 가능하게 설치되는 검출부를 포함하는 혈류 측정 장치를 제공한다.
여기서, 상기 설치부는 피검 대상의 형상에 상응하는 구조로 조립할 수 있도록, 상기 복수의 수용 모듈과 상기 복수의 연결 모듈은 서로 착탈 가능하게 연결된다.
상기 수용 모듈은 상기 광원 모듈 또는 상기 검출 모듈이 삽입 설치되는 수용부를 구비하고, 상기 수용부에 삽입 설치된 상기 광원 모듈 또는 상기 검출 모듈이 상기 피검 대상과 접촉할 수 있도록 상기 수용 모듈의 전면은 개구부를 형성하거나 광학적으로 투명하게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 연결 모듈은 피검 대상의 형상에 따라 변형될 수 있도록, 플렉서블한 재질로 구성된다. 구체적으로, 연결 모듈은 원형 단면을 갖는 막대 형상로 구성되고, 양측 단부에 상기 수용 모듈에 연결되는 제2 연결부가 구비될 수 있다.
상기 복수의 연결 모듈은 제1 길이를 갖는 제1 연결 모듈 및 상기 제1 길이와 상이한 제2 길이를 갖는 제2 연결 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
나아가, 상기 설치부의 가장자리를 따라 설치되어 상기 설치부를 상기 피검 대상에 고정시키기 위한 고정 수단을 더 포함할 수 있다. 고정 수단은 신축 가능한 재질로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 검출부는 적어도 하나의 광원 모듈 및 적어도 하나의 검출 모듈을 포함하여 구성되는 복수의 검출 유닛을 포함하며, 상기 복수의 검출 유닛은 신호 케이블에 의해 서로 연결될 수 있다. 상기 신호 케이블은 상기 복수의 검출 유닛에 착탈 가능하게 연결될 수 있다.
나아가, 상기 복수의 검출 유닛의 혈류 측정 동작을 제어하기 위한 제어부를 더 포함할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 목적은, 피검 대상으로 광을 조사하는 적어도 하나의 광원 모듈 및 상기 광원 모듈에서 조사되어 피검 대상을 통과한 광을 수광하여 혈류 정보를 검출하는 적어도 하나의 검출 모듈을 포함하는 복수의 검출 유닛, 상기 검출 유닛의 광원 모듈 또는 상기 검출 모듈이 수용되는 수용부를 구비하는 복수의 수용 모듈, 상기 복수의 수용 모듈을 연결하여, 상기 피검 대상의 형태에 따라 상기 검추 유닛이 설치되는 다양한 설치부를 구성할 수 있는 복수의 연결 모듈, 및 상기 복수의 검출 유닛과 연결되어 상기 검출 유닛의 혈류 측정 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 혈류 측정 장치 어셈블리에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명에 의할 경우, 피검 대상의 형태 및 크기에 상응하도록 혈류 측정 장치를 다양한 형태로 조립하여 사용할 수 있다.
또한, 혈류 측정 장치를 피검 대상에 고정시킨 상태에서 검출 유닛의 위치를 변경하여 측정함으로써 피검 대상에 따라 최적 위치에서 혈류 측정이 가능하며, 또한 다양한 위치에서의 혈류 측정이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 측정 장치를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 검출부의 측정 원리를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3는 도 1의 검출부를 구성하는 하나의 검출 유닛을 도시한 사시도,
도 4는 도 1의 설치부의 구조를 도시한 사시도,
도 5는 도 1의 일부 검출 유닛의 위치를 변경한 모습을 도시한 도면,
도 6은 도 1의 연결 모듈의 종류를 도시한 사시도,
도 7은 다른 실시예에 따른 연결 모듈의 종류를 도시한 사시도,
도 8은 도 1의 검출 모듈의 다양한 예를 도시한 도면,
도 9는 전두엽 및 운동 피질을 대상으로 하는 혈류 측정장치를 도시한 도면,
도 10은 전뇌(whole brain)를 대상으로 하는 혈류 측정 장치를 도시한 도면,
도 11은 뇌 혈류 측정을 위해 혈류 측정 장치를 착용한 모습을 도시한 도면이고,
도 12는 후완부 혈류 측정을 위해 혈류 측정 장치를 착용한 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 검출부의 측정 원리를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3는 도 1의 검출부를 구성하는 하나의 검출 유닛을 도시한 사시도,
도 4는 도 1의 설치부의 구조를 도시한 사시도,
도 5는 도 1의 일부 검출 유닛의 위치를 변경한 모습을 도시한 도면,
도 6은 도 1의 연결 모듈의 종류를 도시한 사시도,
도 7은 다른 실시예에 따른 연결 모듈의 종류를 도시한 사시도,
도 8은 도 1의 검출 모듈의 다양한 예를 도시한 도면,
도 9는 전두엽 및 운동 피질을 대상으로 하는 혈류 측정장치를 도시한 도면,
도 10은 전뇌(whole brain)를 대상으로 하는 혈류 측정 장치를 도시한 도면,
도 11은 뇌 혈류 측정을 위해 혈류 측정 장치를 착용한 모습을 도시한 도면이고,
도 12는 후완부 혈류 측정을 위해 혈류 측정 장치를 착용한 모습을 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 혈류 측정장치에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.
이하에서는, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 혈류 측정 장치를 설명한다. 본 실시예에서는, 혈류 측정 장치의 일 예로서 뇌 혈류를 측정하기 위한 혈류 측정 장치를 중심으로 설명한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 뇌 혈류 이외의 다양한 신체 부위의 혈류를 측정하는 혈류 측정 장치에 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 이하에서 '혈류 측정'이라 함은 혈류 자체의 물리적 파라미터를 측정하는 것에 국한되는 것이 아니라, 혈류에 포함되는 물질의 농도 변화 등을 측정하여 환자의 체내 정보를 측정하는 넓은 의미로 해석될 수 있음을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 측정 장치를 도시한 사시도이다. 본 발명에 따른 혈류 측정 장치는 혈류를 통해 체내 정보를 측정하는 검출부(100), 피검 부위에 착용되어 검출부가 설치되는 설치부(200), 상기 설치부를 피검 대상에 고정시키기 위한 고정부(400) 및 상기 검출부의 측정 동작을 제어하기 위한 제어부(300)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에 따른 설치부(200)는 조립 가능한 모듈로 구성되며, 검출부(100)는 설치부에 착탈 가능하게 설치되어 혈류 측정을 수행하도록 구성된다. 따라서, 피검 대상의 형상 및 크기를 고려하여 설치부(200)를 다양한 형태로 구성할 수 있으며, 또한 설치부(200) 상에서 검출부(100)의 설치 위치를 선택/변경하는 것이 가능하다. 이하에서는 도면을 참조하여 각 구성요소를 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 검출부의 측정 원리를 개략적으로 도시한 단면도이다. 검출부(100)는 근적외선 분광법을 이용하여 혈류에 포함된 정보를 측정할 수 있다. 근적외선 분광법에 의할 경우, 인체조직에 존재하는 산화 헤모글로빈, 환원 헤모글로빈, 미오글로빈 등과 같은 흡수물질의 농도변화 및 광학계수를 비침습적으로 측정할 수 있다. 700~2800nm, 특히 700~900 nm 대역의 파장을 갖는 근적외선은 다른 파장 대역의 광에 비해 인체 조직 내에서 산란 및 흡수가 상대적으로 작게 일어나기 때문에 빛이 체내 깊은 곳까지 도달할 수 있으며, 이를 이용하여 인체 내 수cm 깊이까지 정보를 얻어낼 수 있다는 점에서 특징을 갖는다. 혈류에 포함된 흡수 물질은 크게 산소에 의존적인 물질과 비 의존적인 물질로 나눌 수 있다. 특히 산소에 의존적인 물질의 농도변화는 인체 내 대사활동과 밀접하게 연관되어 있어 이를 정량, 정성적으로 분석함으로써 체내 정보를 파악하는 것이 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 검출부(100)는 광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)을 포함하여 구성되고, 검출 모듈(120) 및 광원 모듈(110)은 피검 대상인 피검자의 신체 부위(예를 들어, 머리, 팔, 다리 등)에 접촉된 상태로 배치된다. 광원 모듈(110)은 피검 위치로 근적외선 파장의 광을 조사하고, 피검 위치로 조사된 광은 체내를 따라 일정 구간 이동하면서, 산란, 흡수, 반사되는 과정을 거쳐 검출 모듈(120)에 도달한다. 따라서, 검출 모듈(120)에 도달한 광 정보은 혈류에 포함된 다양한 생체 정보를 포함하며, 이에 근거하여 환자의 체내 상태 정보를 측정하는 것이 가능하다.
도 3는 도 1의 검출부를 구성하는 하나의 검출 유닛을 도시한 사시도이다. 검출부(100)는 하나의 검출 유닛(101)을 포함하여 구성되는 것도 가능하며, 보다 많은 위치의 혈류 정보를 동시에 측정할 수 있도록 복수의 검출 유닛(101)을 포함하여 구성할 수 있다(도 1 참조).
도 3에 도시된 바와 같이, 검출 유닛(101)은 적어도 하나의 광원 모듈(110) 및 적어도 하나의 검출 모듈(120)을 포함하여 구성된다. 이러한 광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)은 전술한 근적외선 분광법을 통해 혈류를 측정할 수 있도록 구성된다. 광원 모듈(110)은 전면을 통해 검측광을 조사하고, 검출 모듈(120)은 전면을 통해 반사되는 검측광을 수광하도록 구성된다. 여기서, 광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)은 외관이 동일한 형상 및 사이즈(본 실시예의 경우, 동일한 사이즈의 원반 형상)를 갖도록 구성될 수 있다. 이에 의해, 광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)은 아래에서 설명하는 동일한 형태의 수용 모듈(210)에 설치가 가능하여, 설치 위치를 용이하게 변경할 수 있다.
광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)은 복수의 프레임(140)에 의해 기 설정된 간격을 유지하도록 배치된다. 이때, 각각의 프레임(140)은 동일한 길이로 형성되며, 이에 의해 결정되는 광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)의 패턴은 정방형 패턴을 구성할 수 있다. 이 경우, 향후 설치부(200)에 설치시 설치 위치 변경이 용이할 수 있따. 다만, 이는 일 예이며, 피검 대상의 형상 및 설치부의 구조를 고려하여 배치 패턴을 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.
한편, 본 실시예의 검출 유닛(101)은 각각의 광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)이 프레임(140)에 의해 고정 설치되는 구조로 구성되나, 다른 예로서 각각의 광원 모듈 및 검출 모듈이 프레임과 착탈 가능하게 연결되도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 후술하는 설치부와 마찬가지로 각 모듈을 프레임과 조립함으로써 다양한 구조의 검출유닛을 구성하는 것이 가능하다.
또한, 검출 유닛(101)은 혈류 측정시 피검 대상 표면을 가압하는 압력을 측정하기 위한 압력 센서(150)를 더 포함할 수 있다. 이러한 압력 센서(150)는, 광원 모듈, 검출 모듈 또는 프레임 상에 설치될 수 있으며, 본 실시예에서는 프레임(140) 상에 돌출된 구조로 설치된다. 광원 모듈은 피검부위에 부착된 압력에 따라 피검부위로 조사되는 광량에 차이가 발생할 수 있고, 검출 모듈은 피검 부위에 부착된 압력에 따라 검출되는 광량의 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 제어부(300)는 압력 센서(150)를 통해 광원 모듈 및 검출 모듈의 부착 상태를 모니터링하여 적절한 부착 압력을 유지하고 있는지를 확인하고, 센싱된 압력값에 근거하여 검출된 데이터의 유효성을 판단하여 처리할 수 있다.
광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)의 후측에는 회로 기판(130)이 구비된다. 광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)은 회로 기판(130) 상에 설치되고, 회로 기판(130)은 외부의 제어부(300) 및 전원(미도시)과 직접 또는 간접적으로 연결된다. 따라서, 회로 기판(130)은 광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)로 전원을 공급하고, 제어 신호를 전달하며, 검출 모듈에서 검출된 신호를 제어부(300)로 전송할 수 있다.
한편, 설치부(200)는 전술한 검출부(100)가 설치되는 구조이며, 피검 대상에 착용/설치되는 구조이다. 전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 설치부(200)는 단위 모듈을 이용하여 다양한 형태로 조립가능하게 구성된다. 따라서, 뇌, 팔, 다리와 같이 다양한 피검 대상에 대해 적합한 형태로 조립하여 사용할 수 있으며, 환자의 사이즈에 따라 적합한 크기로 조립하여 사용하는 것이 가능하다.
도 4는 도 1의 설치부의 구조를 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 설치부(200)는 각각 별개의 모듈로 구성되는 복수의 수용 모듈(210) 및 상기 각각의 수용 모듈 사이에 배치되어 상기 복수의 수용 모듈을 연결하는 복수의 연결 모듈(220)을 포함하여 구성된다. 그리고, 복수의 수용 모듈(210) 및 연결 모듈(220)은 각각 별개의 모듈로 구성되어 착탈 가능하게 결합되어, 다양한 형태, 사이즈, 배치 패턴을 갖는 설치부(200)를 구성할 수 있다.
구체적으로, 수용 모듈(210)은 전술한 광원 모듈(110) 또는 검출 모듈(120)이 수용되는 구성이다. 수용 모듈(210)은 외관을 형성하는 몸체(211) 및 상기 몸체 내부에 광학 모듈 또는 검출 모듈이 택일적으로 수용되는 하나의 수용부(212)를 포함하여 구성된다. 몸체(211)는 광학 모듈 및 검출 모듈을 용이하게 설치/탈거할 수 있도록 실리콘, 합성 수지와 같은 탄성 재질로 구성될 수 있다. 수용부(212)는 광원 모듈 및 검출 모듈의 형상과 상응하는 원반형태의 공간을 형성한다. 그리고, 수용 모듈(210)의 전면(213)은 개구부를 형성하거나, 광학적으로 투명한 윈도우로 구성될 수 있다. 따라서, 광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)이 수용 모듈에 삽입 설치된 상태에서 광원 모듈(110) 및 검출 모듈(120)의 전면이 피검 대상의 표면으로 광을 조사하거나 체내를 통과한 광을 수광할 수 있다.
한편, 수용 모듈(210)은 연결 모듈이 연결되는 제1 연결부(214)가 설치된다. 제1 연결부(214)는 수용 모듈(210)의 몸체 가장자리를 따라 복수개로 구비될 수 있다(본 실시예의 경우, 몸체의 원주 방향을 따라 90도 간격으로 4개 구비). 따라서, 복수의 제1 연결부(214)를 통해 복수의 연결 모듈(220)과 연결될 수 있고, 복수의 제1 연결부(214) 중 적절한 위치에 연결 모듈(220)을 설치하여 설치부(200)를 다양한 형태로 조립할 수 있다. 이때, 제1 연결부(214)는 종래의 다양한 연결 구조 이용하여 구성할 수 있으며, 본 실시예에서는 일 예로 연결 모듈의 단부가 끼움될 수 있는 홈 구조로 구성될 수 있다.
한편, 연결 모듈(220)은 복수의 수용 모듈(210)을 연결하는 구성이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 연결 모듈(220)은 막대 형상으로 구성되며, 양 단에는 각각의 수용 모듈(210)과 연결되는 제2 연결부(221)가 구비된다. 따라서, 연결 모듈(220)의 제2 연결부(221)는 수용 모듈의 제1 연결부(214)에 끼워져 연결될 수 있는 헤드 구조로 구성되며, 양단에서 2개의 수용 모듈(210)을 연결할 수 있도록 구성된다. 이처럼, 복수의 연결 모듈을 이용하여 복수의 수용 모듈을 다양한 형태로 조립함으로써, 다양한 형상(예를 들어, 사각형, 삼각형, 또는 육각형의 구조) 및 크기(예를 들어, 유아용, 성인용 등)를 갖는 설치부를 구성할 수 있다.
그리고, 연결 모듈(220)의 양측 단부 사이에는 검출 유닛(101)의 압력 센서(150)가 수용되는 수용홈(222)이 더 구비될 수 있다. 따라서, 검출 유닛(101)이 설치부에 설치되면 압력 센서(150)는 수용홈(222)을 관통하여 피검 대상의 표면과 접촉하도록 설치될 수 있다. 따라서, 검출 유닛(101)이 설치되는 설치부(200) 위치에서는 광원 모듈(110)과 검출 모듈(120) 사이의 간격과 이들이 수용되는 수용 모듈 사이의 간격이 동일하도록 연결 모듈(220)의 길이가 결정되며, 프레임 상의 압력 센서(150)의 위치에 상응하는 연결 모듈 상의 위치에 수용홈(222)이 구비될 수 있다.
이러한 연결 모듈(220)은 플렉서블한 재질, 나아가 탄성 재질로 구성될 수 있다. 이 경우, 피검 대상의 표면이 곡면으로 형성된 경우에도 피검 대상에 착용할 경우 표면에 밀착될 수 있으며, 검출 유닛의 광학 모듈 및 검출 모듈의 배치 패턴이 설치부의 수용 모듈 배치 패턴과 다소 상이하더라도, 연결부재의 변형에 의해 이러한 차이가 보상되어 용이하게 설치할 수 있다.
이러한 설치부(200)는 피검 대상에 착용된 상태에서 고정부(400)에 의해 고정될 수 있다. 이러한 고정부(400)는 끈, 밴드, 벨크로 등의 다양한 구성을 이용할 수 있으며, 설치부(200)의 가장자리를 따라 구비되어, 설치부를 피검 대상의 피검 위치에 고정시킬 수 있다. 고정부(400)는 피검 대상에 설치부(200)를 밀착하여 설치할 수 있도록 신축성이 우수한 탄성 재질로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 설치부(200)의 가장자리에 배치된 수용 모듈 중 광학 모듈 또는 검출 모듈이 설치되지 않은 수용 모듈을 따라 엮인 밴드를 이용하여 고정부(400)를 구성한다. 다만, 이는 일 예이며, 이외에도 다양한 방식으로 고정부를 구성할 수 있다.
한편, 제어부(300)는 검출부(100)와 연결되어 검출부의 혈류 측정 동작을 제어하는 구성이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 복수의 검출 유닛(101)과 직접 또는 간접 적으로 연결되어 각 검출 유닛으로 제어 신호를 전달하고, 각 검출 유닛에서 측정된 신호를 수신할 수 있도록 구성된다. 이때, 제어부(300)와 각각의 검출 유닛(101)은 신호를 전송할 수 있는 케이블(500)에 의해 연결되는 것도 가능하며, 블루투스와 같은 무선 통신 방식으로 연결되는 것도 가능하다. 이러한 제어부(300)는 각 검출 유닛(101)에 구비되는 복수의 광원 모듈 및 검출 모듈의 검출 순서 또는 검출 주기 등을 제어하여, 다양한 위치의 생체 정보를 선별적으로 획득하는 것이 가능하다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 검출 유닛(101)은 케이블(500)이 연결되는 복수의 케이블 연결부를 구비한다. 그리고, 각각의 검출 유닛(101)은 케이블(500)에 의해 외부 전원, 제어부(300) 또는 다른 검출 유닛과 연결된다. 일 예로, 복수의 검출 유닛 중 메인 검출 유닛은 외부의 전원 및 제어부와 연결된다. 그리고, 나머지 검출 유닛은 메인 검출 유닛과 케이블을 통해 직/간접적으로 연결되어 전원이 제공되며, CAN 연결을 통해 연결되어 제어부에 의해 일괄적으로 동작 내용이 제어될 수 있다.
이상에서 설명한 혈류 측정 장치(10)는, 피검 대상의 형상 및 크기에 대응하여 다양한 형태로 조립할 수 있는 모듈형 설치부를 이용하고, 해당 설치부에 검출부를 설치하여 사용하는 구성이다. 따라서, 본 실시예에 따른 혈류 측정 장치는 뇌, 팔, 다리와 같은 다양한 피검 대상에 대해서도 조립 형태를 달리하여 측정하는 것이 가능하며, 환자의 신체 사이즈에 대해서도 적합한 사이즈로 조절하여 사용할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 혈류 측정 장치는 피검 대상에 측정 장치를 착용한 상태에서 검출부의 설치 위치를 변경하여 측정하는 것 또한 가능하다. 따라서, 다양한 위치에서 혈류 측정이 필요하거나, 복수의 검출 유닛 중 어느 하나의 검출 유닛의 신호가 약하거나 노이즈가 심한 경우 해당 검출 유닛(101s)의 설치 위치를 조절함으로써(도 5 참조) 측정 결과의 정확도를 향상시킬 수 있다.
한편, 전술한 혈류 측정 장치에서는 동일한 길이를 갖는 직선 막대 형상의 연결 모듈을 이용하여 설치부를 구성하는 구조를 중심으로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다양한 길이 및 형태를 갖는 연결 모듈을 포함하는 혈류 측정 장치 어셈블리를 이용하여, 보다 다양한 구조의 혈류 측정 장치를 구성하는 것도 가능하다.
도 6은 도 1의 연결 모듈의 종류를 도시한 사시도이고, 도 7은 다른 실시예에 따른 연결 모듈의 종류를 도시한 사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 연결 모듈(220)은 다양한 길이의 연결 모듈 및 다양한 형태의 연결 모듈로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 연결 모듈은 제1 길이를 갖는 복수의 제1 연결 모듈(220a), 제2 길이를 갖는 복수의 제2 연결 모듈(220b), 제3 길이를 갖는 복수의 제3 연결 모듈(220c)을 포함하여 구성될 수 있다(제1, 제2, 제3 길이는 각각 상이). 또한, 90도 굽은 형태의 복수의 제4 연결 모듈(220d) 및 180도 굽은 형태의 복수의 제5 연결 모듈(220e)을 포함할 수 있다. 나아가, 도면에 도시되지는 않았으나, 제4 및 제5 연결 모듈과 달리 입체적으로 꼬인 구조로 굽은 형태의 제6 연결 모듈(f)을 더 포함하는 것도 가능하다. 이와 같이, 다양한 길이 및 다양한 형태의 연결 모듈을 이용함으로써, 피검 대상의 입체 형상에 보다 적합한 설치부를 구성함으로써 측정 정확도를 높일 수 있다.
또한, 전술한 연결 모듈은 단면이 사각형인 막대 부재로 구성되었으나, 이는 일 예이며 도 7에 도시된 바와 같이 원형 단면을 갖는 막대 부재로 구성되는 것도 가능하다. 이 경우, 연결 모듈의 변형 방향에 따른 자유도를 동일하게 갖는 장점이 있다.
한편, 혈류 측정 장치(10)를 구성하기 위한 어셈블리는, 연결 모듈 뿐 아니라 검출 유닛 또한 다양한 종류로 구비될 수 있다. 일 예로, 도 3에서는 3ㅧ3 구조를 갖는 검출 유닛을 도시하고 있으나, 이 이외에도 N1개의 검출 모듈을 구비하는 제1 검출 유닛, N2 개의 검출 모듈을 구비하는 제2 검출 유닛 등 다양한 검출 모듈을 포함할 수 있다. 도 8은 도 1의 검출 모듈의 다양한 예를 도시한 도면이다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 1개의 광원 모듈 및 1개의 검출 모듈로 구성되는 1ㅧ2 구조의 검출 유닛(101a), 2개의 광원 모듈 및 2개의 검출 모듈로 구성되는 2ㅧ2 구조의 검출 유닛(101b) 등을 구비하여, 피검 대상 및 환자 특성에 따라 설치되는 검출 유닛을 다양하게 구성할 수 있다.
도 9 및 도 10은 이러한 혈류 측정 장치 어셈블리를 이용한, 다양한 형태의혈류 측정 장치를 도시한 것이고, 도 11 및 도 12는 다양한 피검 대상에 혈류 측정 장치를 착용한 모습을 도시한 도면이다. 우선, 도 9는 전두엽 및 운동 피질을 대상으로 하는 혈류 측정장치이고, 도 10은 전뇌(whole brain)를 대상으로 하는 혈류 측정 장치이다. 또한, 도 11은 뇌 혈류 측정을 위해 혈류 측정 장치를 착용한 모습을 도시한 도면이고, 도 12는 후완부 혈류 측정을 위해 혈류 측정 장치를 착용한 모습을 도시한 도면이다. 이처럼, 본 발명에 의할 경우, 피검 대상의 형상에 부합하도록 설치부를 조립하여 구성하고, 피검 대상에 따른 적합한 측정 부위에 검출부를 설치하여 사용함으로써 다양한 부위에서 측정이 가능한 장점이 있다.
이상, 본 발명에 따른 일부 실시예를 중심으로 상세하게 기술하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.
Claims (16)
- 별개의 모듈로 구성된 복수의 수용 모듈 및 상기 복수의 수용 모듈 사이에 각각 배치되는 복수의 연결 모듈이 조립되어 구성되며, 혈류 정보를 측정하기 위한 피검 대상에 설치되는 설치부; 및
피검 대상으로 광을 조사하는 광원 모듈 및 상기 광원 모듈에서 조사되어 피검 대상을 통과한 광을 수광하여 혈류 정보를 검출하는 검출 모듈을 포함하고 상기 설치부에 착탈 가능하게 설치되는 검출부;를 포함하고,
상기 각각의 수용 모듈은 상기 광원 모듈 또는 상기 검출 모듈이 삽입 설치되는 하나의 수용부를 구비하며, 각각의 수용 모듈은 적어도 하나의 연결 모듈에 의해 다른 수용 모듈과 연결되며,
상기 각각의 수용 모듈과 상기 각각의 연결 모듈은 피검 대상의 형상에 상응하는 구조로 조립할 수 있도록 서로 착탈 가능하게 연결되는 혈류 측정 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 수용 모듈은 상기 연결 모듈이 조립되기 위한 복수의 제1 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 혈류 측정장치. - 제1항에 있어서,
상기 수용부에 삽입 설치된 상기 광원 모듈 또는 상기 검출 모듈이 상기 피검 대상과 접촉할 수 있도록 상기 수용 모듈의 전면은 개구부를 형성하거나 광학적으로 투명하게 형성되는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 연결 모듈은 피검 대상의 형상에 따라 변형될 수 있도록, 플렉서블한 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치. - 제5항에 있어서,
상기 연결 모듈은 막대 형상로 구성되고, 양측 단부에 상기 수용 모듈에 연결되는 제2 연결부가 구비되는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치. - 제5항에 있어서,
상기 연결 모듈은 원형 단면을 갖는 막대 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치. - 제5항에 있어서,
상기 복수의 연결 모듈은 제1 길이를 갖는 제1 연결 모듈 및 상기 제1 길이와 상이한 제2 길이를 갖는 제2 연결 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 설치부의 가장자리를 따라 설치되어 상기 설치부를 상기 피검 대상에 고정시키기 위한 고정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치. - 제9항에 있어서,
상기 고정 수단은 신축 가능한 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 검출부는 적어도 하나의 광원 모듈 및 적어도 하나의 검출 모듈을 포함하여 구성되는 복수의 검출 유닛을 포함하며, 상기 복수의 검출 유닛은 신호 케이블에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치. - 제11항에 있어서,
상기 신호 케이블은 상기 복수의 검출 유닛에 착탈 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치. - 제11항에 있어서,
상기 복수의 검출 유닛의 혈류 측정 동작을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치. - 피검 대상으로 광을 조사하는 적어도 하나의 광원 모듈 및 상기 광원 모듈에서 조사되어 피검 대상을 통과한 광을 수광하여 혈류 정보를 검출하는 적어도 하나의 검출 모듈을 포함하는 복수의 검출 유닛;
상기 검출 유닛의 광원 모듈 또는 상기 검출 모듈이 수용되는 복수의 수용 모듈;
상기 복수의 수용 모듈 사이에 각각 배치되어 상기 복수의 수용 모듈을 연결하는 복수의 연결 모듈; 및
상기 복수의 검출 유닛과 연결되어 상기 검출 유닛의 혈류 측정 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 각각의 수용 모듈은 상기 광원 모듈 또는 상기 검출 모듈이 삽입 설치되는 하나의 수용부를 구비하며, 각각의 수용 모듈은 적어도 하나의 연결 모듈에 의해 다른 수용 모듈과 연결되며,
상기 각각의 수용 모듈과 상기 각각의 연결 모듈은 피검 대상의 형상에 상응하는 구조로 조립할 수 있도록 서로 착탈 가능하게 연결되는 혈류 측정 장치 어셈블리. - 제14항에 있어서, 상기 복수의 연결 모듈은
제1 길이를 갖는 제1 연결 모듈 및 상기 제1 길이와 상이한 제2 길이를 갖는 제2 연결 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치 어셈블리. - 제15항에 있어서, 상기 복수의 검출 유닛은
N1개의 검출 모듈을 포함하는 제1 검출 유닛 및
상기 N1개와 상이한 N2개의 검출 모듈을 포함하는 제2 검출 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈류 측정 장치 어셈블리.
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