KR102263058B1 - 생체 정보 검출 장치 및 생체 정보 검출 방법 - Google Patents
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Abstract
생체 정보 검출 장치 및 생체 정보 검출 방법이 개시된다. 개시된 생체 정보 검출 장치는 피검체의 생체 신호를 측정하는 맥파 측정부와 상기 맥파 측정부의 적어도 일측에 형성된 높이 조절부와 상기 높이 조절부의 측부에 형성된 지지부를 포함할 수 있다. 맥파 측정부는 상기 높이 조절부에 의하여 상기 피검체와 접촉 또는 비접촉하여 상기 피검체의 생체 신호를 측정할 수 있다.
Description
본 개시는 생체 정보 검출에 관한 것으로, 접촉 또는 비접촉 방법에 의하여 피검체의 생체 정보를 검출하는 장치 및 생체 정보 검출 방법에 관한 것이다.
건강에 관한 관심이 증가됨에 따라 다양한 종류의 생체 정보 검출 장치가 개발되고 있다. 특히 피검자가 직접 착용할 수 있는 다양한 웨어러블 디바이스(wearabl device)가 보급되면서 헬스 케어에 특화된 기기들이 개발되고 있다.
맥파와 같은 생체 정보 검출 방법은 크게 침습적(invasive)인 방법과 비침습적(noninvasive)인 방법으로 구분할 수 있으며, 피검자의 통증을 발생시키지 않으며 간단하게 맥파를 검출할 수 있는 비침습적 방법이 많이 사용된다.
정확한 맥파 분석(pulse wave analysis:PWA)를 위해서는 피검체의 일정한 체표면에서의 광신호 기반 또는 압력 신호 기반의 정보를 얻을 수 있어야 한다. 이러한 정보들을 기반으로 하여 피검자의 생체 정보를 얻을 수 있으며 측정 오차를 줄이기 위하여 다양한 방법들이 사용된다.
본 개시의 일 측면에서는 피검자의 맥파를 측정할 수 있는 생체 정보 검출 장치를 제공한다.
또한 피검자의 맥파를 측정할 수 있는 생체 정보 검출 방법을 제공한다.
본 개시에서는
피검체의 생체 신호를 측정하는 맥파 측정부;
상기 맥파 측정부의 적어도 일측에 형성된 높이 조절부; 및
상기 높이 조절부의 측부에 형성된 지지부;를 포함하며,
상기 맥파 측정부는 상기 높이 조절부에 의하여 상기 피검체와 접촉 또는 비접촉하여 상기 피검체의 생체 신호를 측정하는 생체 정보 검출 장치를 제공한다.
상기 생체 정보 검출 장치는 상기 맥파 측정부가 다수개 형성된 것일 수 있다.
상기 맥파 측정부는 상기 피검체에 광을 조사하는 발광부; 및
상기 피검체로부터 생체 신호를 포함하여 방출되는 광을 수광하는 수광부;를 포함할 수 있다.
상기 수광부는 상기 발광부의 양측에 각각 형성된 것일 수 있다.
상기 발광부는 발광다이오드(light emitted diode, LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode)를 포함하며,
상기 수광부는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor: PTr) 또는 전하 결합소자(charge-couple device: CCD)를 포함할 수 있다.
상기 지지부는 상기 피검체에 착용되는 웨이러블 디바이스, 헬스 케어 관련 장치 또는 의료 기기에 연결된 것일 수 있다.
상기 지지부는 상기 맥파 측정부의 구동에 필요한 전원을 인가할 수 있는 전원 인가 요소를 포함하며, 상기 맥파 측정부로부터 측정되는 생체 신호를 데이타 처리부나 제어부와 같은 연산 장치 등에 전달하는 신호 전달 요소를 구비할 수 있다.
상기 지지부는 경성PCB(rigid PCB:RPCB) 또는 연성PCB(flexible PCB: FPCB)로 형성된 것일 수 있다.
또한, 본 개시에서는 생체 정보 검출 방법에 있어서,
생체 정보 검출 장치를 피검체에 부착하는 단계;
맥파 측정부의 발광부로부터 상기 피검체로 광을 조사하며, 상기 피검체로부터 상기 상기 맥파 측정부의 수광부에서 수광하는 단계;
상기 수광부에서 검출된 신호를 이용하여 상기 피검체의 생체 정보 검출 위치를 판정하는 단계; 및
상기 생체 정보 검출 위치에서 측정된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득하는 단계;를 포함하는 생체 정보 검출 방법을 제공한다.
상기 생체 정보 검출 위치를 판정하는 단계;는,
상기 피검체의 요골 동맥의 위치를 판정하고, 동시에 생체 신호를 측정할 수 있는 적어도 두 지점을 선정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 생체 정보 검출 위치를 판정하는 단계;는,
상기 피검체의 요골 동맥의 위치를 판정하고, 상기 요골 동맥의 서로 다른 제 1영역 및 제 2영역을 선정한 뒤, 상기 제 1영역 및 상기 제 2영역에서 동시에 맥파 신호를 검출하는 것을 포함할 수 있다.
상기 생체 정보를 획득하는 단계;는,
생체 정보 검출 위치로부터 측정된 생체 신호에 대해 신호 퀄러티를 판단하며,
신호 퀄리티가 판단된 생체 신호로부터 생체 정보를 검출하는 것을 포함할 수 있다.
상기 신호 퀄러티를 판단할 때 상기 수광부를 통해 검출되는 생체 신호를 증폭하거나 노이즈를 제거하는 작업을 병행하는 것을 포함할 수 있다.
상기 신호 퀄러티를 판단하는 과정에서 유의미한 생체 신호를 얻지 못한 것으로 판단된 경우, 상기 피검체의 요골 동맥의 위치를 판정하는 단계부터 다시 진행할 수 있다.
상기 생체 정보는 혈관의 탄성도, 혈류 속도, 혈관의 수축기 혈압 또는 이완기 혈압일 수 있다.
본 개시에서는 피검체의 생체 정보를 접촉식 및 비접촉식으로 검출할 수 있는 장치 및 그 검출 방법을 제공할 수 있다. 이러한 생체 정보 검출 장치 및 그 검출 방법에 따르면, 피검체의 적어도 두 위치에서 맥파와 같은 생체 신호를 접촉식 또는 비접촉식으로 용이하게 측정할 수 있으며, 측정된 생체 신호를 이용하여 정확한 생체 정보 값을 검출할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 나타낸 단면이다.
도 2는 다수의 생체 정보 검출부를 포함하는 생체 정보 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 이용하여 비접촉식으로 생체 정보 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 이용하여 접촉식으로 생체 정보 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 이용하여 생체 정보를 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 다수의 생체 정보 검출부를 포함하는 생체 정보 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 이용하여 비접촉식으로 생체 정보 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 이용하여 접촉식으로 생체 정보 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 이용하여 생체 정보를 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치 및 생체 정보 검출 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 참고로 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시된 것이다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 나타낸 도면이다. 도 1a 및 도 1b는 생체 정보 검출 장치의 측면을 나타낸 것이며, 도 1c는 생체 정보 검출 장치의 평면도를 나타낸 도면이다.
도 1a를 참조하면, 맥파 측정부(12, 14), 맥파 측정부(12, 14)의 적어도 일측에 형성된 높이 조절부(16a, 16b)와 높이 조절부(16a, 16b) 측부에 형성된 지지부(18a, 18b)를 포함하는 생체 정보 검출 장치(10)가 개시되어 있다. 맥파 측정부(12, 14)는 발광부(12) 및 수광부(14)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 발광부(12) 및 수광부(14)는 서로 인접하도록 형성될 수 있다. 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치(10)는 피검체에 접촉한 상태로 피검체의 맥파와 같은 생체 정보를 측정할 수 있으며 또한 피검체와 비접촉한 상태로 생체 정보를 측정할 수 있다.
도 1b 및 도 1c를 참조하면, 생체 정보 검출 장치(10)의 맥파 측정부(12, 14)는 높이 조절부(16a, 16b)로부터 상방으로 돌출될 수 있다. 맥파 측정부(12, 14)는 높이 조절부(16a, 16b)와 연결된 체결부(160a, 160b)를 포함할 수 있다. 제 1체결부(160a)는 제 1체결부재(162a)에 의하여 제 1높이 조절부(16a)와 연결될 수 있으며, 제 2체결부(160b)는 제 2체결부재(162b)에 의하여 제 2높이 조절부(16b)와 연결될 수 있다. 제 1체결부재(162a) 및 제 2체결부재(162b)는 스크류나 체결핀 등을 포함할 수 있으며 제한은 없다.
도 1a에 나타낸 생체 정보 검출 장치(10)는 맥파 측정부(12, 14), 높이 조절부(16a, 16b)와 지지부(18a, 18b)가 모두 피검체와 접촉한 상태로 피검체의 맥파와 같은 생체 정보를 측정할 수 있다. 그리고, 도 1b에 나타낸 생체 정보 검출 장치(10)는 높이 조절부(16a, 16b) 및 지지부(18a, 18b)가 피검체와 접촉하며, 맥파 측정부(12, 14)는 피검체와 비접촉한 상태로 생체 정보를 측정할 수 있다.
지지부(18a, 18b)는 맥파 측정부(12, 14)를 지지할 수 있으며 피검체가 착용하는 스마트 워치와 같은 다양한 웨이러블 디바이스나 헬스 케어 관련 장치 또는 의료 기기 등에 연결되거나, 그 내부에 포함될 수 있다. 또한, 지지부(18a, 18b)는 피검체에 직접 착용될 수 있는 가요성 재료로 형성될 수 있으며, 예를 들어 플라스틱, 가죽이나 직물로 형성된 것일 수 있다. 지지부(18a, 18b)는 맥파 측정부(12, 14)의 양단부를 지지할 수 있으며, 맥파 측정부(12, 14)의 구동에 필요한 전원을 인가할 수 있는 전원 인가 요소를 포함할 수 있으며, 맥파 측정부(12, 14)로부터 측정되는 생체 신호를 데이타 처리부나 제어부와 같은 연산 장치 등에 전달하는 신호 전달 요소를 구비할 수 있다. 지지부(18a, 18b)는 제 1절연층, 전도층 및 제 2절연층을 포함하는 구조로 형성될 수 있으며, 전도층은 금속 또는 전도성 물질이 패턴된 전극 구조체일 수 있다. 지지부(18a, 18b)는 경성PCB(rigid PCB: RPCB) 또는 연성PCB(flexible PCB: FPCB)로 형성될 수 있다.
맥파 측정부(12, 14)의 발광부(12)의 광원으로 발광다이오드(light emitted diode, LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode)를 사용할 수 있다. 그리고, 맥파 측정부(12, 14)의 수광부(14)로는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor: PTr) 또는 전하 결합소자(charge-couple device: CCD)를 이용할 수 있다. 여기서 설명한 각 부재에 관한 설명은 다른 도면에서 동일한 명칭을 지닌 경에도 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 다수의 생체 정보 검출부를 포함하는 생체 정보 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 생체 정보 검출 장치(20)는 다수의 맥파 측정부(22, 24)를 포함할 수 있다. 맥파 측정부(22, 24)들의 측부에는 지지부(28a, 28b, 28c)들이 형성될 수 있으며, 맥파 측정부(22, 24)와 지지부(28a, 28b, 28c)들 사이에는 높이 조절부(25a, 25b, 26a, 26b)들이 형성될 수 있다. 높이 조절부(25a, 25b, 26a, 26b)에 의하여, 맥파 측정부(22, 24)는 피검체와 이격될 수 있다. 이처럼 생체 정보 검출 장치(20)가 다수의 맥파 측정부(22, 24)를 포함함으로써 서로 다른 위치에서의 맥파와 같은 생체 정보 신호를 추출할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 3a를 참조하면, 생체 정보 검출 장치(30)는 맥파 측정부(32a, 32b, 34)와 맥파 측정부(32a, 32b, 34)의 적어도 일측에 형성된 높이 조절부(36a, 36b)와 높이 조절부(36a, 36b)의 일측부에 형성된 지지부(38a, 38b)를 포함할 수 있다. 도 3a에 나타낸 생체 정보 검출 장치(30)는 맥파 측정부(32a, 32b, 34)가 발광부(34)와 발광부(34) 양측에 형성된 수광부(32a, 32b)를 포함할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 생체 정보 검출 장치(20)의 맥파 측정부(32a, 32b, 34)는 높이 조절부(36a, 36b)로부터 상방으로 돌출될 수 있다. 맥파 측정부(32a, 32b, 34)는 높이 조절부(36a, 36b)와 연결된 체결부(360a, 360b)를 포함할 수 있다. 제 1체결부(360a)는 제 1높이 조절부(36a)와 연결될 수 있으며, 제 2체결부(360b)는 제 2높이 조절부(36b)와 연결될 수 있다. 제 1체결부(360a)와 제 1높이 조절부(36a), 제 2체결부(360b)와 제 2높이 조절부(36b)는 스크류 또는 연결핀 등으로 연결될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 이용하여 비접촉식으로 생체 정보 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4a를 참조하면, 피검체(400) 상에는 지지부(48a, 48b)가 형성되어 있으며, 지지부(48a, 48b)와 연결된 높이 조절부(46a, 46b) 상에는 맥파 측정부(42, 44)가 위치한다. 맥파 측정부(42, 44)는 피검체(400)와 이격되어 있다. 맥파 측정부(42, 44)의 발광부(42)로부터 방출된 광(L1)이 피검체(400)에 조사될 수 있으며, 피검체(400)로부터 반사된 광(L2)은 수광부(44)에서 검출될 수 있다. 맥파 측정부(42, 44)와 피검체(400) 사이의 간격은 제한이 없으며 예를 들어 수 mm 내지 수 cm일 수 있다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 생체 정보 검출 장치는 피검체(400)의 생체 정보를 검출하기 용이한 위치에 부착될 수 있으며, 예를 들어 손목 표면의 요골 동맥부와 인접한 영역일 수 있다. 또한 피검체(400) 내의 혈관 밀도가 높은 부위인 손가락, 발가락, 귓볼 등 인체의 말단 부위나 경동맥 부위일 수 있다. 이하에서는 생체 정보 검출 장치가 피검체(400)의 요골 동맥 부위에 부착된 것으로 설명한다. 피검체(400)의 요골 동맥(410)이 위치한 영역에 대해 발광부(42)로부터 방출된 광(L1), 예를 들어 레이저 광이 조사된다. 발광부(42)로부터 방출된 레이저 광(L1)이 조사된 영역인 레이저 스페클(laser speckle) 범위(S1) 중 두지점에서의 맥파 신호를 추출한다. 여기서 스페클 범위란 맥파 측정부(42, 44)의 발광부(42)로부터 방출된 광(L1)이 피검체(400)에 조사되면 피검체(400) 표면에서 간섭(interference) 현상 등에 의해 발생하는 불규칙한 무늬를 의미할 수 있다. 레이저 스페클 범위(S1) 중 서로 다른 영역인 제 1영역(S11) 및 제 2영역(S12)에서 추출된 맥파 신호를 각각 G11 및 G12라 할 수 있다. 피검체(400)의 요골 동맥(410)의 레이저 스페클 범위(S1) 내의 서로 다른 두지점에서 추출된 맥파 신호 G11 및 G12는 요골 동맥(410)의 탄성도, 혈류 속도 등의 생체 정보를 지닐 수 있다. 이처럼 생체 정보 검출 장치의 맥파 측정부(42, 44)의 수광부(44)로부터 얻어진 정보를 이용하여, 별도의 데이타 처리부에서 맥파 신호 G11 및 G12의 파형을 비교하여 원하는 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, 맥파 신호 G11 및 G12의 파형으로부터 PTT(pulse transit time) 정보와 관련된 시간차(time delay, D11, D12) 정보를 얻을 수 있다. 여기서 구해진 맥파 신호 및 PTT를 이용하여 요골 동맥의 탄성도, 혈류 속도, 수축기 혈압(systolic blood pressure) 및 이완기 혈압(diastolic blood pressure)를 얻을 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 이용하여 접촉식으로 생체 정보 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5a를 참조하면, 피검체(500) 상에는 지지부(58a, 58b)가 형성되어 있으며, 지지부(58a, 58b)와 높이 조절부(56a, 56b)를 통하여 연결된 맥파 측정부(52a, 52b, 54)가 위치할 수 있다. 맥파 측정부(52a, 52b, 54)는 피검체(500)의 체표면과 접촉한 상태로 피검체(500)의 혈맥, 예를 들어 요골동맥(510)이 존재하는 영역에 대해 맥파 측정부(52a, 52b, 54)의 발광부(54)로부터 광이 조사될 수 있다. 발광부(54)로부터 조사된 광은 피검체(500)로부터 일부가 흡수될 수 있으며, 또 일부의 광이 피검체(500) 표면이나 요골동맥(510)으로부터 반사될 수 있다. 피검체(500)로부터 반사된 광은 맥파 측정부(52a, 52b, 54)의 수광부(52a, 52b)에 의하여 검출될 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 맥파 측정부(52a, 52b, 54)의 발광부(54)로부터 방출된 광이 요골 동맥(510)을 포함하는 피검체(500) 표면에 조사된다. 이 때, 피검체(500)의 조사 영역 S2 중에서 요골 동맥(510)의 두 지점에서 반사된 광이 맥파 측정부(52a, 52b, 54)의 수광부(52a, 52b)에서 검출된다. 피검체(500)의 조사 영역 S2 중 제 1영역(S21) 및 제 2영역(S22)에서 추출된 맥파 신호를 각각 G21 및 G22라 할 수 있다. 요골 동맥(510)의 두지점에서 추출된 맥파 신호 G21 및 G22로부터 시간차(time delay, D2)를 구할 수 있고 이로부터 PTT(pulse transit time)를 얻을 수 있다. 여기서 구해진 PTT를 이용하여 수축기 혈압(systolic blood pressure) 및 이완기 혈압(diastolic blood pressure)를 얻을 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치는 맥파 측정부가 피검체와 접촉식 또는 비접촉식으로 선택적으로 생체 정보를 검출할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 이용하여 피검체의 생체 정보를 검출하는 방법을 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 이용하여 생체 정보를 검출하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4a, 도 4b 및 도 6을 참조하면, 피검체(400)에 본 발명의 실시예에 따른 생체 정보 검출 장치를 부착한다. 생체 정보 검출 장치의 지지부(48a, 48b)는 피검체(400) 표면에 부착되어 생체 정보 검출하는 동안 고정될 수 있다. 생체 정보 검출 장치가 피검체(400) 표면에 고정된 뒤 생체 정보 검출하는 동작을 시작한다.
먼저, 맥파 측정부(42, 44)의 발광부(42)에 전원을 공급하여 발광부(42)의 레이저 또는 발광 다이오드를 구동하여 발광부(42)를 on시킨다(610 단계). 다음으로 발광부(42)로부터 방출된 레이저 광(L1)이 피검체(400) 표면의 조사 영역(S1)에 조사되며, 피검체(400)로부터 반사되거나 산란된 광(L2) 신호를 맥파 측정부(42, 44)의 수광부(44)에 의하여 디텍팅한다(620 단계).
그리고 맥파 측정부(42, 44)의 수광부(44)에 의해 검출된 신호를 이용하여 데이타 처리부나 제어부와 같은 연산 장치 등에서 생체 정보 검출 위치를 판정한다. 예를 들어 요골 동맥(410)의 위치를 판정(630 단계)하고 PTT 단부 위치를 선정(640 단계)할 수 있다. 일반적으로 피검체(400)의 요골 동맥(410)의 위치는 경험적으로 미리 예측 가능하지만 수광부(44)에 의해 검출된 생체 신호로부터 보다 정밀한 위치 제어가 가능할 수 있다. 요골 동맥(410)의 위치가 판정된 뒤, 동시에 생체 신호를 측정할 수 있는 적어도 두 지점을 요골 동맥(410)으로부터 선정할 수 있다. 이를 PTT 단부 위치를 선정(640 단계) 단계라 한다. 요골 동맥(410)의 두 지점에서 얻어진 생체 신호를 이용하여 맥파나 PTT와 같은 정보를 얻기 위해서는 조사 영역(S1) 내에서 가능한 멀리 위치한 영역의 생체 정보를 획득하는 것이 유리할 수 있다. 따라서, PTT 정보를 얻기 위하여 조사 영역(S1) 내에서 가능한 멀리 떨어진 두 위치를 선정할 수 있으며 이를 PTT 단부 위치 선정이라 칭한다. 예를 들어 PTT 정보를 얻기 위하여 PTT 단부 위치 선정 과정에 의하여 요골 동맥(410)의 제 1영역(S11) 및 제 2영역(S12)을 선정할 수 있다. 조사 영역(S1) 내의 요골 동맥(410)으로부터 제 1영역(S11) 및 제 2영역(S12)을 선정한 뒤, 제 1영역(S11) 및 제 2영역(S12)에서 동시에 맥파 신호를 검출할 수 있다.
생체 정보 검출 위치를 판정한 뒤 생체 신호 측정하여 생체 정보를 획득할 수 있다. 제 1영역(S11) 및 제 2영역(S12)에서 시간에 따라 측정된 맥파 신호를 각각 G11 및 G12라 할 수 있는데 이들 맥파 신호들(G11, G12)에 대해 이미지 분석을 통하여 신호 퀄러티를 판단(650 단계)한다. 이러한 분석을 위하여 맥파 측정부(42, 44)의 수광부(44)를 통해 검출되는 생체 신호를 증폭하거나 노이즈를 제거하는 작업이 병행될 수 있다. 신호 퀄러티 판단 과정에서 유의미한 생체 신호를 얻지 못한 것으로 판단된 경우 요골 동맥 위치 판정(630 단계) 또는 PTT 단부 위치 선정 (640 단계)부터 다시 진행할 수 있다. 이러한 과정을 거쳐서 피검체(400)의 요골 동맥(410)의 적어도 두 지점에서 동시에 측정된 생체 신호를 이용하여 PTT를 측정(660 단계)하고 이를 바탕으로 생체 정보를 얻을 수 있다. 즉, 맥파 및 PTT 정보를 이용하여 피검체(400)의 요골 동맥(410) 등의 혈관의 탄성도, 혈류 속도, 혈관의 수축기 혈압 또는 이완기 혈압 등의 생체 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어 이미 알려진 PTT 기반 혈압 추정 알고리즘을 이용하여 혈관의 수축기 혈압 또는 이완기 혈압을 측정할 수 있다.
참고로 여기서는 도 6에 나타낸 생체 정보 검출 방법을 설명하기 위하여 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이 맥파 측정부(42, 44)가 피검체(400) 표면과 이격된 경우를 예시하였으나, 이에 한정된 것은 아니며 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이 맥파 측정부(52a, 52b, 54)가 피검체(500)와 접촉하여 생체 정보를 검출하는 경우에도 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 개시에 따른 생체 정보 검출 장치 및 그 검출 방법에 따르면, 피검체의 적어도 두 위치에서 생체 신호를 접촉식 또는 비접촉식으로 용이하게 측정할 수 있으며, 측정된 생체 신호를 이용하여 정확한 생체 정보 값을 검출할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 구체적인 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본원의 실시예를 다양하게 변화될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예들에 따른 나노 구조체는 웨이러블 디바이스 이외의 다른 헬스 케어용 전자 소자에도 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
10, 20, 30: 생체 정보 검출 장치, 12, 22, 34, 42: 발광부
14, 24, 32a, 32b, 44: 수광부,
16a, 16b, 25a, 25b, 26a, 26b, 36a, 36b: 높이 조절부,
18a, 18b, 28a, 28b, 28c: 지지부,
360a, 360b: 체결부, 400, 500: 피검체
410, 510: 요골 동맥,
160a: 제 1체결부, 160b: 제 2체결부
162a: 제 1체결부재, 162b: 제 2체결부재
14, 24, 32a, 32b, 44: 수광부,
16a, 16b, 25a, 25b, 26a, 26b, 36a, 36b: 높이 조절부,
18a, 18b, 28a, 28b, 28c: 지지부,
360a, 360b: 체결부, 400, 500: 피검체
410, 510: 요골 동맥,
160a: 제 1체결부, 160b: 제 2체결부
162a: 제 1체결부재, 162b: 제 2체결부재
Claims (15)
- 피검체의 생체 신호를 측정하는 맥파 측정부;
상기 맥파 측정부의 적어도 일측에 형성된 높이 조절부;
상기 높이 조절부의 측부에 형성된 지지부; 및
상기 맥파 측정부에서 측정된 생체 신호를 처리하는 연산 장치;를 포함하며,
상기 맥파 측정부는 상기 높이 조절부에 의하여 상기 피검체와 접촉 또는 비접촉하여 상기 피검체의 생체 신호를 측정하며,
상기 높이 조절부는 상기 맥파 측정부와 상기 지지부 사이에 위치하며 상기 맥파 측정부를 상기 높이 조절부로부터 상방으로 돌출가능하도록 상기 맥파 측정부의 높이를 조절하며,
상기 연산 장치는 상기 맥파 측정부에서 측정된 생체 신호를 이용하여 상기 피검체의 생체 정보 검출 위치를 판정하고, 상기 생체 정보 검출 위치에서 측정된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득하며,
상기 생체 정보 검출 위치의 판정은 상기 피검체의 요골 동맥의 위치를 판정하고, 상기 요골 동맥의 서로 다른 제 1영역 및 제 2영역을 선정한 뒤, 상기 제 1영역 및 상기 제 2영역에서 동시에 맥파 신호를 검출하는, 생체 정보 검출 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 생체 정보 검출 장치는 상기 맥파 측정부가 다수개 형성된 생체 정보 검출 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 맥파 측정부는 상기 피검체에 광을 조사하는 발광부; 및
상기 피검체로부터 생체 신호를 포함하여 방출되는 광을 수광하는 수광부;를 포함하는 생체 정보 검출 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 수광부는 상기 발광부의 양측에 각각 형성된 생체 정보 검출 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 발광부는 발광다이오드(light emitted diode, LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode)를 포함하며,
상기 수광부는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor: PTr) 또는 전하 결합소자(charge-couple device: CCD)를 포함하는 생체 정보 검출 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 지지부는 상기 피검체에 착용되는 웨이러블 디바이스, 헬스 케어 관련 장치 또는 의료 기기에 연결된 생체 정보 검출 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 지지부는 상기 맥파 측정부의 구동에 필요한 전원을 인가할 수 있는 전원 인가 요소를 포함하며, 상기 맥파 측정부로부터 측정되는 생체 신호를 상기 연산 장치에 전달하는 신호 전달 요소를 구비하는 생체 정보 검출 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 지지부는 경성PCB(rigid PCB:RPCB) 또는 연성PCB(flexible PCB: FPCB)로 형성된 생체 정보 검출 장치. - 생체 정보 검출 방법에 있어서,
생체 정보 검출 장치를 피검체에 부착하는 단계;
맥파 측정부의 발광부로부터 상기 피검체로 광을 조사하며, 상기 피검체로부터 상기 맥파 측정부의 수광부에서 수광하는 단계;
상기 수광부에서 검출된 신호를 이용하여 상기 피검체의 생체 정보 검출 위치를 판정하는 단계; 및
상기 생체 정보 검출 위치에서 측정된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득하는 단계;를 포함하며,
상기 생체 정보 검출 위치를 판정하는 단계;는,
상기 피검체의 요골 동맥의 위치를 판정하고,
상기 요골 동맥의 서로 다른 제 1영역 및 제 2영역을 선정한 뒤, 상기 제 1영역 및 상기 제 2영역에서 동시에 맥파 신호를 검출하는 것을 포함하는 생체 정보 검출 방법. - 삭제
- 삭제
- 제 9항에 있어서,
상기 생체 정보를 획득하는 단계;는,
생체 정보 검출 위치로부터 측정된 생체 신호에 대해 신호 퀄러티를 판단하며,
신호 퀄리티가 판단된 생체 신호로부터 생체 정보를 검출하는 것을 포함하는 생체 정보 검출 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 신호 퀄러티를 판단할 때 상기 수광부를 통해 검출되는 생체 신호를 증폭하거나 노이즈를 제거하는 작업을 병행하는 것을 포함하는 생체 정보 검출 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 신호 퀄러티를 판단하는 과정에서 유의미한 생체 신호를 얻지 못한 것으로 판단된 경우, 상기 피검체의 요골 동맥의 위치를 판정하는 단계부터 다시 진행하는 생체 정보 검출 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 생체 정보는 혈관의 탄성도, 혈류 속도, 혈관의 수축기 혈압 또는 이완기 혈압인 생체 정보 검출 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |