KR102255090B1

KR102255090B1 - 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR102255090B1
Application number: KR1020190114796A
Authority: KR
Inventors: 우승탁; 박영빈
Original assignee: 재단법인 경북아이티융합 산업기술원
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2021-05-24
Also published as: KR20210033273A

Abstract

본 발명은 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템 및 그 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템은 영유아의 구강 내 삽입 가능한 인공 젖꼭지의 내부에 삽입되도록 유연한 재질로 이루어지고, 구강 내 온도를 센싱하는 온도센서와 구강 내 압력을 센싱하는 복수의 센서로부터 센싱된 신호를 변환하고 상기 복수의 센서의 배열 위치에 따라 센싱된 신호를 연산 처리하여 처리된 신호 데이터를 전송하는 인쇄회로기판; 및 상기 신호 데이터를 수신하고, 수신된 신호 데이터를 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터와 비교하여 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단하고, 판단 결과를 상기 온도센서로부터 측정된 구강 내 온도와 함께 표시하는 모니터링 단말을 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 영유아의 구강내 삽입 가능한 인공 젖꼭지 내부에 전자구개도(EPG) 기반으로 삽입된 센서모듈을 이용하여 영유아의 발달장애를 정확하게 파악할 수 있다.

Description

인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템 및 그 방법{EARLY PREDICTION SYSTEM FOR INFANTILE DEVELOPMENTAL DISORDER BASED ON BABY PACIFIER TYPE SENSOR AND METHOD THEREOF}

본 발명은 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영유아의 구강내 삽입 가능한 인공 젖꼭지 내부에 전자구개도(EPG) 기반으로 삽입된 센서모듈을 이용하여 영유아의 발달장애를 조기에 파악하기 위한 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 영유아 또는 소아 발달장애의 장기적인 문제를 줄이기 위해서는 조기 진단 및 치료가 최선이며, 장애를 인지하는 시점인 3~4세 이전에 징후를 파악하는 것이 매우 중요하다. 발달장애는 주로 자폐성 장애, 지적 장애, 주의력 결핍장애(ADHD), 의사소통장애 등 인지-의사소통 영역과 관련된 경우가 많다.

추후 발달장애 가능성을 예측할 수 있는 지표에 관한 연구가 최근 들어 활발히 이루어지고 있으며, 그 중에서도 영유아의 옹알이(babbling) 행동을 통한 조기 발달장애 진단에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 옹알이의 경우 자음과 모음이 함께 반복되는 중첩성 옹알이, 예를 들면 '다다다', '바바바'와 같은 옹알이의 출현 여부, 출현 시기 및 빈도 등을 파악하는 것이 매우 중요하다.

최근에는 지적 장애 및 의사소통장애와 관련하여 옹알이의 결핍특성이 보고되고 있는 추세인데, 지적 장애의 경우 옹알이 시기가 늦고 빈도가 적으며, 가변적인 옹알이 특성이 나타나지 않는 특성이 있다. 또한, 의사소통장애의 경우 역시 옹알이 시기가 늦고 빈도가 작으며, 가변적인 옹알이 특성의 시기가 늦은 특징이 있다.

그러나, 장애를 예측하기 위한 영유아의 옹알이 특성은 양육자의 주관적 보고에 의존하는 설문식 측정이 대부분이며, 대부분 과거 회상형, 모호한 표현, 구체적이지 않은 시기 등으로 답변이 이루어지므로 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고 이와 관련된 영유아의 옹알이 활동 시 혀와 구개운동을 측정할 수 있는 기술은 전무한 상황이다. 따라서, 발달장애로 의심되는 영역을 조기에 진단하고 관리하기 위한 장치의 개발이 필요하다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0010602호(2017. 02. 01. 공개)에 개시되어 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 영유아의 구강내 삽입 가능한 인공 젖꼭지 내부에 전자구개도(EPG) 기반으로 삽입된 센서모듈을 이용하여 영유아의 발달장애를 조기에 파악하기 위한 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템은, 영유아의 구강 내 삽입 가능한 인공 젖꼭지의 내부에 삽입되도록 유연한 재질로 이루어지고, 구강 내 온도를 센싱하는 온도센서와 구강 내 압력을 센싱하는 복수의 센서로부터 센싱된 신호를 변환하고 상기 복수의 센서의 배열 위치에 따라 센싱된 신호를 연산 처리하여 처리된 신호 데이터를 전송하는 인쇄회로기판; 및 상기 신호 데이터를 수신하고, 수신된 신호 데이터를 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터와 비교하여 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단하고, 판단 결과를 상기 온도센서로부터 측정된 구강 내 온도와 함께 표시하는 모니터링 단말을 포함한다.

또한, 상기 인쇄회로기판은 구강 내 온도를 센싱하는 온도센서와 구강 내 압력을 센싱하는 복수의 센서를 포함하는 센서모듈; 상기 센서모듈로부터 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 신호의 잡음을 제거한 후 상기 복수의 센서들의 배열 위치에 따른 압력 레벨을 반영하여 센싱된 신호를 연산 처리하는 신호처리부; 및 상기 연산 처리된 신호 데이터를 전송하는 무선 통신부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 온도센서는 상기 인공 젖꼭지를 구강 내 삽입 시, 구강 내 가장 안쪽의 온도를 센싱하도록 전자구개도(EPG) 종단에 장착되고, 상기 복수의 센서는, 상기 영유아의 혀 움직임, 구강 근육의 긴장도 및 치아에 따른 압력을 센싱하도록 복수의 위치에 각각 분산되어 장착될 수 있다.

또한, 상기 복수의 센서는 압전 개별 소자 방식 또는 정전용량 및 저항막 소자 방식 중 어느 하나의 방식으로 구현되며, 상기 신호처리부는 상기 복수의 센서가 상기 압전 개별 소자 방식으로 구현되는 경우, 채널에 따른 멀티플렉스 연산을 수행하고, 상기 복수의 센서가 정전용량 및 저항막 소자 방식으로 구현되는 경우, 채널의 행과 열에 따른 압력 신호의 크기 및 위치를 판별해내기 위한 연산을 수행할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 단말은 상기 신호 데이터를 수신하는 수신부; 영유아의 생후 개월 또는 연령을 입력받는 입력부; 상기 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터 중 상기 입력된 영유아의 생후 개월 또는 연령에 대응하는 데이터를 추출하고, 상기 수신된 신호 데이터와 비교하여 해당 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단 결과를 상기 온도센서로부터 측정된 구강 내 온도와 함께 표시하는 출력부를 포함할 수 있다.

또한, 기 설치된 어플리케이션이 실행되면, 상기 모니터링 단말로부터 상기 판단 결과 데이터와 구강 내 온도 데이터를 전달받아 실시간으로 출력하고, 전달받은 데이터를 누적 저장하여 시기별로 그래프화하는 사용자 단말을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 방법은, 인쇄회로기판에 설계되는 온도센서가 구강 내 온도를 센싱하고, 복수의 센서가 구강 내 압력을 센싱하는 단계; 상기 인쇄회로기판에 설계되는 신호처리부가 센싱된 신호를 변환하고 상기 복수의 센서의 배열 위치에 따라 센싱된 신호를 연산 처리하는 단계; 상기 인쇄회로기판에 설계되는 무선 통신부가 상기 연산 처리된 신호 데이터를 전송하는 단계; 모니터링 단말의 수신부가 상기 신호 데이터를 수신하는 단계; 상기 모니터링 단말의 판단부가 상기 신호 데이터를 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터와 비교하여 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단하는 단계; 및 상기 모니터링 단말의 출력부가 상기 판단 결과를 상기 온도센서로부터 측정된 구강 내 온도와 함께 표시하는 단계를 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 영유아의 구강 내 삽입 가능한 인공 젖꼭지의 내부에 삽입되도록 유연한 재질로 이루어질 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 영유아의 구강내 삽입 가능한 인공 젖꼭지 내부에 전자구개도(EPG) 기반으로 삽입된 센서모듈을 이용하여 영유아의 발달장애를 정확하게 파악할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 영유아의 성장 시기별 옹알이 특성에 따른 구어운동을 장기적으로 측정하고 정확하게 모니터링하여 양육자에게 영유아의 옹알이 습관에서 발견되는 지적장애, 의사소통장애 등에 관한 정보를 실시간으로 제공함으로써 양육자로 하여금 영유아의 발달장애에 관해 조기 스크리닝이 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 전자구개도 기반의 센서 배열 및 조합 신호를 통해 혀의 움직임, 구강근육 등의 상태 측정이 용이하고, 온도센서를 통해 영유아의 구강 내 온도 정보를 실시간 모니터링할 수 있어 양육자에게 사용 편의성을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 인쇄회로기판(PCB)을 유연한 재질로 설계하여 영유아들이 일반적으로 사용하는 인공 젖꼭지 내부에 삽입함으로써 구강 내 삽입하였을 때 이질감이 들지 않도록 하여 영유아의 불편함을 최소화시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 영유아용 전자구개도 센싱모듈이 영유아의 구강 내 완전히 밀착되어 위치할 수 있도록 일반적인 인공 젖꼭지 형태를 유지하도록 하고, 인쇄회로기판에 설계되는 IC가 일체형으로 통합되어 집적화가 이루어지도록 함으로서 사이즈에 따른 불편이 적고 구강 내 삽입을 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템을 나타낸 시스템 구성도이다.
도 2는 도 1의 인쇄회로기판을 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템에서 센서들의 배열 및 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 모니터링 단말을 나타낸 블록구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 방법에서 구강 내 삽입된 센서들의 접촉강도별 센싱레벨을 설명하기 위한 예시도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 방법에서 압전소자가 구현되는 방식에 따른 연산 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 통해 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템을 나타낸 시스템 구성도이다.

도 1에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템은, 인쇄회로기판(100), 모니터링 단말(200) 및 사용자 단말(300)을 포함한다.

먼저, 인쇄회로기판(100)은 영유아의 구강 내 삽입 가능한 인공 젖꼭지(400)의 내부에 삽입되도록 유연한 재질로 이루어지고, 구강 내 온도를 센싱하는 온도센서(111)와 구강 내 압력을 센싱하는 복수의 센서(112)로부터 센싱된 신호를 변환하고 복수의 센서(112)의 배열 위치에 따라 센싱된 신호를 연산 처리하여 처리된 신호 데이터를 전송한다.

즉, 인쇄회로기판(100)은 영유아가 사용하는 인공 젖꼭지(400)의 내부에 삽입되되, 구강 내 삽입시 일반 인공 젖꼭지(400)와 동일한 느낌이 들도록 유연한 재질로 형성되어 사용시 이질감이 들지 않도록 제작되는 것이 바람직하다.

또한, 영유아가 인공 젖꼭지(400)를 빨거나 구강 내에 삽입한 채로 옹알이를 하는 행위에 의해 복수의 센서(112)로부터 센싱된 신호들을 연산 처리하여 획득된 영유아의 구어운동기반 라이프 로그(life log) 데이터를 모니터링 단말(200)에 전송한다.

그리고 모니터링 단말(200)은 인쇄회로기판(100)으로부터 전송되는 신호 데이터를 수신하고, 수신된 신호 데이터를 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터와 비교하여 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단하고, 판단 결과를 온도센서(111)로부터 측정된 구강 내 온도와 함께 표시한다.

이때, 생후 개월별 특성 데이터는 정상적인 영유아가 생후 개월별로 행하는 옹알이 수준이나 구강 내 근육 또는 혀의 긴장도에 따라 나타나는 다양한 발달 상태에 관한 데이터가 기 정의되어 있어, 인쇄회로기판(100)으로부터 전송되는 신호 데이터를 해당 영유아의 개월수에 대응하는 데이터와 비교하여 현재 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단할 수 있다.

마지막으로 사용자 단말(300)은 기 설치된 어플리케이션이 실행되면, 모니터링 단말(200)로부터 판단된 결과 데이터와 구강 내 온도 데이터를 전달받아 실시간으로 출력하고, 전달받은 데이터를 누적 저장하여 영유아의 시기별로 그래프화할 수 있다.

이때, 사용자 단말(300)은 양육자(보호자)에 의해 소지되는 단말이거나 병의원, 아동치료센터 등에서 사용되는 단말일 수 있으며, 누적 저장된 데이터를 분석하여 영유아의 발달장애를 조기에 스크리닝 할 수 있어 조기 치료가 가능하도록 할 수 있다.

도 2는 도 1의 인쇄회로기판을 나타낸 블록구성도이다.

도 2에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판(100)은 센서모듈(110), 신호처리부(120) 및 무선 통신부(130)를 포함한다.

먼저 센서모듈(110)은 구강 내 온도를 센싱하는 온도센서(111)와 구강 내 압력을 센싱하는 복수의 센서(112)를 포함하고, 자세히는 온도센서(111)는 인공 젖꼭지(400)를 구강 내 삽입 시, 구강 내 가장 안쪽의 온도를 센싱하도록 전자구개도 종단에 장착되고, 복수의 센서(112)는 영유아의 혀 움직임, 구강 근육의 긴장도 및 치아에 따른 압력을 센싱하도록 복수의 위치에 각각 분산되어 장착된다.

이때, 복수의 센서(112)는 터치센서 또는 압전형 필름 소자과 같이 압전 개별 소자 방식으로 구현되거나, 정전용량 또는 저항막 소자 방식으로 구현될 수 있으며, 영유아의 구강내로 삽입되어 모음, 자음+모음 등의 형태로 발현되는 옹알이를 센싱하여, 실시간으로 센싱되는 구어운동 신호를 신호처리부(120)로 전달한다.

그리고 신호처리부(120)는 센서모듈(110)로부터 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 신호의 잡음을 제거한 후 복수의 센서(112)의 배열 위치에 따른 압력 레벨을 반영하여 센싱된 신호를 연산 처리한다.

또한, 신호처리부(120)는 복수의 센서(112)가 압전 개별 소자 방식으로 구현되는 경우 채널에 따른 멀티플렉스 연산을 수행하며 이때, 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는 개별 소자 개수의 제곱이 되도록 하고, 복수의 센서(112)가 정전용량 및 저항막 소자 방식으로 구현되는 경우에는 채널의 행과 열에 따른 압력 신호의 크기 및 위치를 판별해내기 위한 연산을 수행하며 이때, 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는 배열된 소자의 행과 열을 곱해준 수와 같도록한다.

마지막으로 무선 통신부(130)는 신호처리부(120)에서 연산 처리된 신호 데이터를 모니터링 단말(200)에 전송한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템에서 센서들의 배열 및 위치를 설명하기 위한 도면이다.

도 3에서와 같이, 구강 내부로 삽입되는 인공 젖꼭지(400)의 실리콘 재질 부분에 설계되는 센서모듈(110)은 전자구개도 기반으로 온도센서(111)와 복수의 센서(112)가 배열되고, 각각의 센서들은 신호처리부(120)에 연결되어 온도센서(111)와 센서(112)로부터 센싱된 신호가 신호처리부(120)에서 연산 처리되면 연산 처리된 신호를 무선 통신부(130)에 의해 외부로 전송하게 된다.

도 4는 도 1의 모니터링 단말을 나타낸 블록구성도이다.

도 4에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 단말(200)은 수신부(210), 입력부(220), 판단부(230) 및 출력부(240)를 포함한다.

먼저 수신부(210)는 무선 통신부(130)와 Wi-Fi, 근거리 무선통신 등을 이용하여 신호 데이터를 수신한다.

그리고 입력부(220)는 영유아의 생후 개월 또는 연령을 입력받는다.

이때, 입력부(220)는 초기 설정시 입력된 개월수에서 자동으로 카운트하여 사용자로 하여금 매번 입력하지 않도록 설정할 수도 있고, 사용자에 의해 가장 최근에 입력된 개월수를 유지하도록 설정할 수도 있다.

그리고 판단부(230)는 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터 중 입력부(220)를 통해 입력된 영유아의 생후 개월 또는 연령에 대응하는 데이터를 추출하고, 수신된 신호 데이터와 비교하여 해당 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단한다.

마지막으로 출력부(240)는 판단부(230)의 판단 결과와 온도센서로부터 측정된 구강 내 온도를 표시한다.

이하에서는 도 5 내지 도 7을 통해 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 방법에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도로서, 이를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 먼저 인쇄회로기판(100)에 설계된 온도센서(111)가 구강 내 온도를 센싱하고, 복수의 센서(112)가 구강 내 압력을 센싱한다(S510).

이때, 인쇄회로기판(100)은 영유아의 구강 내 삽입 가능한 인공 젖꼭지(400)의 내부에 삽입되도록 유연한 재질로 이루어지고, 온도센서는 인공 젖꼭지(400)를 구강 내 삽입 시, 구강 내 가장 안쪽의 온도를 센싱하도록 전자구개도(EPG) 종단에 장착되고, 복수의 센서(112)는 영유아의 혀 움직임, 구강 근육의 긴장도 및 치아에 따른 압력을 센싱하도록 복수의 위치에 각각 분산되어 장착된다.

그 다음, 신호처리부(120)가 센싱된 신호를 변환하고 복수의 센서(112)가 배열된 위치에 따라 센싱된 신호를 연산 처리한다(S520).

자세히는, 센서모듈(110)로부터 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 신호의 잡음을 제거한 후 복수의 센서(112)의 배열 위치에 따른 압력 레벨을 반영하여 센싱된 신호를 연산 처리하는 것이 바람직하다.

이때, 복수의 센서(112)는 배열된 위치에 따라 구강 내 가해지는 접촉 강도(압력)가 상이하므로 이를 반영하여 복수의 센서(112)로부터 센싱되는 신호를 연산 처리하는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 방법에서 구강 내 삽입된 센서들의 접촉강도별 센싱레벨을 설명하기 위한 예시도면이다.

도 6에서 표시한 바와 같이, 영유아가 인공 젖꼭지(400)를 빠는 행위를 할 때 구강 내부의 중앙 부분에 가해지는 압력이 가장 세고, 외측으로 갈수록 압력이 약해지므로 복수의 센서(112)로부터 센싱된 신호를 처리할 때, 센서(112) 각각의 위치를 반영하여 센싱된 신호를 처리하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 방법에서 압전소자가 구현되는 방식에 따른 연산 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7의 (a)는 복수의 센서(112)가 압전 개별 소자 방식으로 구현되는 경우의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 7의 (b)는 복수의 센서(112)가 정전용량(capacitance) 방식 또는 저항막 소자(resistance) 방식으로 구현되는 경우의 신호 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7의 (a)의 경우와 같이 압전 개별 소자 방식으로 구현되는 경우 S520 단계에서 신호처리부(120)는, 채널에 따른 멀티플렉스 연산을 수행하고 이때, 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는 개별 소자 개수의 제곱이 되도록 하고, 도 7의 (b)의 경우와 같이 정전용량 방식 또는 저항막 소자 방식으로 구현되는 경우 S520 단계에서 신호처리부(120)는, 채널의 행과 열에 따른 압력 신호의 크기 및 위치를 판별해내기 위한 연산을 수행하며 이때, 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는 배열된 소자의 행과 열을 곱해준 수와 같도록 한다.

그 다음, 무선 통신부(130)가 S520 단계에서 연산 처리된 신호 데이터를 모니터링 단말(200)에 전송한다(S530).

그 다음, 모니터링 단말(200)의 수신부(210)가 S530 단계에서 전송된 신호 데이터를 수신한다(S540).

그 다음, 입력부(220)가 영유아의 생후 개월 또는 연령을 입력받는다(S550).

그 다음, 판단부(230)가 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터 중 S550 단계에서 입력된 영유아의 생후 개월 또는 연령에 대응하는 데이터를 추출한다(S560).

그 다음, S540 단계에서 수신한 신호 데이터를 S560 단계에서 추출한 데이터와 비교하여 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단한다(S570).

마지막으로, 출력부(240)가 S570 단계의 판단 결과를 온도센서(111)로부터 측정된 구강 내 온도와 함께 표시한다(S580).

또한, 본 발명의 실시예에서는 양육자에 의해 소지되거나 병의원, 아동치료센터 등에서 사용되는 사용자 단말(300)에 기 설치된 어플리케이션이 실행되면, 모니터링 단말(300)로부터 S580 단계에서 표시한 결과 데이터와 구강 내 온도 데이터를 전달받아 실시간으로 출력하고, 전달받은 데이터를 누적 저장하여 영유아의 시기별로 그래프화할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템 및 그 방법에 따르면 영유아의 구강내 삽입 가능한 인공 젖꼭지 내부에 전자구개도(EPG) 기반으로 삽입된 센서모듈을 이용하여 영유아의 발달장애를 정확하게 파악할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 영유아의 성장 시기별 옹알이 특성에 따른 구어운동을 장기적으로 측정하고 정확하게 모니터링하여 양육자에게 영유아의 옹알이 습관에서 발견되는 지적장애, 의사소통장애 등에 관한 정보를 실시간으로 제공함으로써 양육자로 하여금 영유아의 발달장애에 관해 조기 스크리닝이 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 전자구개도 기반의 센서 배열 및 조합 신호를 통해 혀의 움직임, 구강근육 등의 상태 측정이 용이하고, 온도센서를 통해 영유아의 구강 내 온도 정보를 실시간 모니터링할 수 있어 양육자에게 사용 편의성을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(PCB)을 유연한 재질로 설계하여 영유아들이 일반적으로 사용하는 인공 젖꼭지 내부에 삽입함으로써 구강 내 삽입하였을 때 이질감이 들지 않도록 하여 영유아의 불편함을 최소화시킬 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 영유아용 전자구개도 센싱모듈이 영유아의 구강 내 완전히 밀착되어 위치할 수 있도록 일반적인 인공 젖꼭지 형태를 유지하도록 하고, 인쇄회로기판에 설계되는 IC가 일체형으로 통합되어 집적화가 이루어지도록 함으로서 사이즈에 따른 불편이 적고 구강 내 삽입을 용이하게 할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 인쇄회로기판 110 : 센서모듈
111 : 온도센서 112 : 센서
120 : 신호처리부 130 : 무선 통신부
200 : 모니터링 단말 210 : 수신부
220 : 입력부 230 : 판단부
240 : 출력부 300 : 사용자 단말
400 : 인공 젖꼭지

Claims

인공 젖꼭지 타입 센서를 기반으로 하는 영유아 발달장애 조기 예측 시스템에 있어서,
영유아의 구강 내 삽입 가능한 인공 젖꼭지의 내부에 삽입되도록 유연한 재질로 이루어지고, 구강 내 온도를 센싱하는 온도센서와 구강 내 압력을 센싱하는 복수의 센서로부터 센싱된 신호를 변환하고 상기 복수의 센서의 배열 위치에 따라 센싱된 신호를 연산 처리하여 처리된 신호 데이터를 전송하는 인쇄회로기판; 및
상기 신호 데이터를 수신하고, 수신된 신호 데이터를 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터와 비교하여 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단하고, 판단 결과를 상기 온도센서로부터 측정된 구강 내 온도와 함께 표시하는 모니터링 단말을 포함하는 영유아 발달장애 조기 예측 시스템.
제1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은,
구강 내 온도를 센싱하는 온도센서와 구강 내 압력을 센싱하는 복수의 센서를 포함하는 센서모듈;
상기 센서모듈로부터 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 신호의 잡음을 제거한 후 상기 복수의 센서들의 배열 위치에 따른 압력 레벨을 반영하여 센싱된 신호를 연산 처리하는 신호처리부; 및
상기 연산 처리된 신호 데이터를 전송하는 무선 통신부를 포함하는 영유아 발달장애 조기 예측 시스템.
제2항에 있어서,
상기 온도센서는,
상기 인공 젖꼭지를 구강 내 삽입 시, 구강 내 가장 안쪽의 온도를 센싱하도록 전자구개도(EPG) 종단에 장착되고,
상기 복수의 센서는,
상기 영유아의 혀 움직임, 구강 근육의 긴장도 및 치아에 따른 압력을 센싱하도록 복수의 위치에 각각 분산되어 장착되는 영유아 발달장애 조기 예측 시스템.
제2항에 있어서,
상기 복수의 센서는,
압전 개별 소자 방식 또는 정전용량 및 저항막 소자 방식 중 어느 하나의 방식으로 구현되며,
상기 신호처리부는,
상기 복수의 센서가 압전 개별 소자 방식으로 구현되는 경우, 채널에 따른 멀티플렉스 연산을 수행하고,
상기 복수의 센서가 정전용량 및 저항막 소자 방식으로 구현되는 경우, 채널의 행과 열에 따른 압력 신호의 크기 및 위치를 판별해내기 위한 연산을 수행하는 영유아 발달장애 조기 예측 시스템.
제1항에 있어서,
상기 모니터링 단말은,
상기 신호 데이터를 수신하는 수신부;
영유아의 생후 개월 또는 연령을 입력받는 입력부;
상기 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터 중 상기 입력된 영유아의 생후 개월 또는 연령에 대응하는 데이터를 추출하고, 상기 수신된 신호 데이터와 비교하여 해당 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 판단 결과를 상기 온도센서로부터 측정된 구강 내 온도와 함께 표시하는 출력부를 포함하는 영유아 발달장애 조기 예측 시스템.
제1항에 있어서,
기 설치된 어플리케이션이 실행되면, 상기 모니터링 단말로부터 상기 판단 결과 데이터와 구강 내 온도 데이터를 전달받아 실시간으로 출력하고, 전달받은 데이터를 누적 저장하여 시기별로 그래프화하는 사용자 단말을 더 포함하는 영유아 발달장애 조기 예측 시스템.
인공 젖꼭지 타입 센서 기반 영유아 발달장애 조기 예측 시스템을 이용한 조기 예측 방법에 있어서,
인쇄회로기판에 설계되는 온도센서가 구강 내 온도를 센싱하고, 복수의 센서가 구강 내 압력을 센싱하는 단계;
상기 인쇄회로기판에 설계되는 신호처리부가 센싱된 신호를 변환하고 상기 복수의 센서의 배열 위치에 따라 센싱된 신호를 연산 처리하는 단계;
상기 인쇄회로기판에 설계되는 무선 통신부가 상기 연산 처리된 신호 데이터를 전송하는 단계;
모니터링 단말의 수신부가 상기 신호 데이터를 수신하는 단계;
상기 모니터링 단말의 판단부가 상기 신호 데이터를 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터와 비교하여 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단하는 단계; 및
상기 모니터링 단말의 출력부가 상기 판단 결과를 상기 온도센서로부터 측정된 구강 내 온도와 함께 표시하는 단계를 포함하고,
상기 인쇄회로기판은 영유아의 구강 내 삽입 가능한 인공 젖꼭지의 내부에 삽입되도록 유연한 재질로 이루어지는 영유아 발달장애 조기 예측 방법.
제7항에 있어서,
상기 온도센서는,
상기 인공 젖꼭지를 구강 내 삽입 시, 구강 내 가장 안쪽의 온도를 센싱하도록 전자구개도(EPG) 종단에 장착되고,
상기 복수의 센서는,
상기 영유아의 혀 움직임, 구강 근육의 긴장도 및 치아에 따른 압력을 센싱하도록 복수의 위치에 각각 분산되어 장착되는 영유아 발달장애 조기 예측 방법.
제7항에 있어서,
상기 신호를 연산 처리하는 단계는,
상기 센서모듈로부터 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 신호의 잡음을 제거한 후 상기 복수의 센서의 배열 위치에 따른 압력 레벨을 반영하여 센싱된 신호를 연산 처리하는 영유아 발달장애 조기 예측 방법.
제9항에 있어서,
상기 복수의 센서는,
압전 개별 소자 방식 또는 정전용량 및 저항막 소자 방식 중 어느 하나의 방식으로 구현되며,
상기 신호를 연산 처리하는 단계는,
상기 복수의 센서가 압전 개별 소자 방식으로 구현되는 경우, 채널에 따른 멀티플렉스 연산을 수행하고,
상기 복수의 센서가 정전용량 및 저항막 소자 방식으로 구현되는 경우, 채널의 행과 열에 따른 압력 신호의 크기 및 위치를 판별해내기 위한 연산을 수행하는 영유아 발달장애 조기 예측 방법.
제7항에 있어서,
상기 모니터링 단말의 입력부가 영유아의 생후 개월 또는 연령을 입력받는 단계를 더 포함하고,
상기 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단하는 단계는,
상기 기 정의된 생후 개월별 특성 데이터 중 상기 입력된 영유아의 생후 개월 또는 연령에 대응하는 데이터를 추출하여 상기 수신된 신호 데이터와 비교하여 해당 영유아의 발화 상태 및 발달장애 여부를 판단하는 영유아 발달장애 조기 예측 방법.
제7항에 있어서,
사용자 단말에 기 설치된 어플리케이션이 실행되면, 상기 모니터링 단말로부터 상기 판단 결과 데이터와 구강 내 온도 데이터를 전달받아 실시간으로 출력하고, 전달받은 데이터를 누적 저장하여 시기별로 그래프화하는 단계를 더 포함하는 영유아 발달장애 조기 예측 방법.