KR102349959B1 - 생체 신호 측정장치 및 방법 - Google Patents

생체 신호 측정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

생체 신호 측정장치 및 방법이 제공된다.
개시된 생체 신호 측정장치는, 피검체의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서와 상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 생체 신호 측정위치 검출부를 포함한다. 생체 신호 측정장치는 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 이용하여 생체 신호를 측정한다.

Description

생체 신호 측정장치 및 방법{Bio signal measurement apparatus and bio signal measurement method}
생체 신호 측정위치를 검출할 수 있는 생체 신호 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
의학 발달 및 평균 수명의 연장과 함께 건강 관리에 대한 관심이 증가하고 있다. 이와 관련해서, 의료기기에 대한 관심도 높아지고 있다. 이는 병원이나 검사 기관에서 사용되는 다양한 의료기기뿐 아니라, 공공기관 등에 비치되는 중소형 의료기기나, 개인이 소장 또는 휴대할 수 있는 소형 의료기기 및 헬스케어(health care) 장치까지 그 범위가 확대되고 있다.
생체로부터 나오는 생체 신호는 인체의 부위별로 다르기 때문에 생체 신호 측정을 통해 생체의 변화를 정확하게 감지하기 위해서는 일정한 위치에서 지속적으로 생체 신호를 측정할 필요가 있다. 하지만 의료기기가 웨어러블(wearable) 장치 등에 장착되어 있는 경우, 생체의 움직임에 의해 생체 신호 측정위치에 변동이 생길 수 있다. 이렇게 생긴 생체 신호 측정위치의 변동은 측정된 생체 신호 데이터의 신뢰도를 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다.
생체 신호를 측정할 때 생체 신호 측정위치를 일정하게 유지함으로써 측정되는 생체 신호의 신뢰도를 높인다.
일 측면에 있어서,
피검체의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서;
상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 생체 신호 측정위치 검출부; 및
상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보에 따라 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 센서;를 포함하는 생체 신호 측정장치가 제공된다.
상기 생체 신호 측정위치 검출부는, 상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 기준신호에 대한 정보를 저장할 수 있다.
상기 생체 신호 측정위치 검출부는, 상기 참조 마크로부터의 신호와 상기 기준신호를 비교하여 상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 출력할 수 있다.
상기 생체 신호 측정위치 검출부는, 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는지를 판단할 수 있다.
상기 생체 신호 측정 센서는,
상기 생체 신호 측정위치 검출부가 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있다고 판단한 경우에만 상기 생체 신호를 측정할 수 있다.
상기 생체 신호 측정 센서는,
상기 생체 신호 측정위치 검출부가 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있다고 판단한 경우에만 측정된 상기 생체 신호를 유효한 신호로 판단하여 저장할 수 있다.
상기 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서는, 상기 참조마크가 표시된 피검체의 표면에 광을 조사하는 광원 및 상기 상기 참조마크가 표시된 피검체로부터 반사된 광의 스펙트럼을 분석하는 스펙트럼 분석부를 포함할 수 있다.
상기 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서는, 상기 참조마크가 표시된 상기 피검체의 표면과 접촉하는 적어도 둘 이상의 전극과, 상기 적어도 둘 이상의 전극사이의 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부를 포함할 수 있다.
상기 생체 신호 측정 센서는, 상기 생체 신호 측정위치에 광을 조사하는 광원 및 상기 생체 신호 측정위치에서 반사된 광의 스펙트럼을 분석하는 스펙트럼 분석부를 포함할 수 있다.
상기 생체 신호 측정 센서는, 상기 생체 신호 측정위치에 마련되는 둘 이상의 전극과, 상기 적어도 둘 이상의 전극사이의 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부를 포함할 수 있다.
상기 참조마크는, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS) 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 생체 신호 측정장치는, 상기 적어도 두 개의 참조마크가 표시된 타투 스티커, 테이프, E-skin 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 생체 신호 측정장치는, 상기 생체 신호 측정위치 검출부가 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 밖에 있다고 판단한 경우, 경보 신호를 발생시키는 경보 신호 발생부를 포함할 수 있다.
다른 측면에 있어서,
피검체의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 검출하는 단계;
상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계; 및
상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보에 따라 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 단계;를 포함하는 생체 신호 측정방법이 제공된다.
생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계는,
상기 적어도 두 개의 참조마크에 대한 기준신호에 대한 정보를 저장하는 단계 및 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
생체 신호 측정 단계는, 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는 경우에만 상기 생체 신호를 측정할 수 있다.
생체 신호 측정 단계는, 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는 경우에만 측정된 상기 생체 신호를 유효한 신호로 판단하여 저장할 수 있다.
상기 생체 신호 측정방법은, 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 밖에 있는 경우, 경보 신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 생체 신호 측정방법은, 상기 적어도 두 개의 참조마크가 표시된 타투 스티커, 테이프, E-skin 중 적어도 하나를 이용하여 상기 적어도 두 개의 참조마크를 상기 피검체의 표면에 마킹하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서,
피검체의 기준 위치에서 촬영된 기준 혈관 이미지를 저장하는 저장부;
상기 피검체의 혈관 이미지를 촬영하는 혈관 촬영부; 및
상기 혈관 촬영부에서 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 혈관 이미지를 비교하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 생체 신호 측정위치 검출부; 및
상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 이용하여 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 센서;를 포함하는 생체 신호 측정장치가 제공된다.
상기 혈관 촬영부는, 상기 피검체의 표면에 광을 조사하는 광원, 상기 광이 상기 피검체에 흡수되는 흡수율을 측정하는 측정부 및 상기 측정부에서 측정되는 상기 광의 흡수율에 기초하여 상기 혈관 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 포함할 수 있다.
상기 생체 신호 측정위치 검출부는, 상기 혈관 촬영부에서 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 혈관 이미지를 비교하여 유사도가 허용범위 안인지 여부를 판단할 수 있다.
상기 생체 신호 측정장치는, 상기 생체 신호 측정위치 검출부가, 상기 혈관 촬영부에서 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 혈관 이미지를 비교하여 유사도가 허용범위 밖이라고 판단한 경우, 경보 신호를 발생시키는 경보 신호 발생부를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 있어서,
피검체의 기준 위치에서 촬영된 기준 혈관 이미지를 저장하는 단계;
상기 피검체의 혈관 이미지를 촬영하는 단계;
상기 혈관 촬영단계에서 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 혈관 이미지를 비교하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계; 및
상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 이용하여 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 단계;를 포함하는 생체 신호 측정방법이 제공된다.
실시예들에 따르면, 생체 신호 측정위치를 일정하게 유지시킴으로써 측정되는 생체 신호 데이터의 신뢰도를 높일 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서 나타낸 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치의 블록도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에서 나타낸 센서의 예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에서 나타낸 센서의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 인체의 피부에 광을 조사했을 때 반사광으로부터 측정되는 흡수 스펙트럼 결과의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 참조마크에 포함될 수 있는 물질의 예인 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)에 광을 조사했을 때 반사광으로부터 측정되는 흡수 스펙트럼 결과의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 생체 신호 측정위치가 목표 측정위치와 일치하는 경우와 그렇지 않은 경우를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 생체 신호 측정 센서의 실시예들을 나타낸 블록도이다.
도 10은 도 2에서 나타낸 생체 신호 측정장치의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정방법의 흐름도이다.
도 12는 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계 및 생체 신호 측정 단계의 동작 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계 및 생체 신호 측정 단계의 동작 방법의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 경보신호 발생단계를 포함하는 실시예에 따른 생체 신호 측정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 15는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치를 나타낸 도면이다.
도 16은 피검체에 설정된 기준 위치 및 기준 위치 근처에서 나타나는 혈관 이미지의 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 혈관 촬영부의 예를 나타낸 블록도이다.
도 18은 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(200)의 블록도이다.
도 19는 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 20은 도 19에서 나타낸 생체 신호 측정방법의 변형예을 나타낸 흐름도이다.
이하, 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치 및 생체 신호 측정방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...부”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(100)를 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1에서 나타낸 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(100)의 블록도이다.
도 1에서 나타낸 생체 신호 측정장치(100)는 피검체(10)의 표면에 장착되어 피검체(10)로부터 생체 신호를 측정할 수 있다. 상기 생체 신호는 피검체(10)의 표면에서 자연적으로 발생되는 신호일 수도 있고, 피검체(10)의 표면에 광이나 전기적 신호를 주었을 때 피검체(10)로부터 되돌아오는 반사광 또는 전기적 신호를 포함할 수도 있다. 또한 상기 생체 신호는 피검체(10)의 표면 임의의 두 점 사이에 측정되는 임피던스 정보를 포함할 수도 있다. 제시된 예들은 예시적인 것에 불과하며 상기 생체 신호는 피검체(10)의 생체정보를 반영하는 임의의 신호를 포함할 수 있다. 상기 생체 정보는 피검체에 고유한 정보로서, 예를 들면 심전도(Electrocardiogram, ECG), 심탄도 (ballistocardiogram, BCG), 광전용적맥파(Photoplethysmograph, PPG), 근전도(electromyogram), 혈압 등 피검체의 특정 개체(예를 들어, 심장, 근육)의 움직임에 따른 신호일 수도 있고, 피검체에 포함된 물질, 예를 들어, 혈당, 콜레스테롤, 체지방의 양에 대한 정보일 수도 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 도 1에서는 생체 신호 측정장치(100)를 팔지 모양으로 나타냈다. 하지만 이는 예시적인 것에 불과하며 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(100)는 피검체(10)의 표면에 부착 또는 장착될 수 있는 임의의 형상을 가질 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(100)는 피검체(10)의 표면에 부탁 또는 장착되지 않고, 표면으로부터 일시적으로 생체 신호를 측정하는 임의의 포터블 장치일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(100)는 피검체(10)의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크(14)로부터의 신호를 검출하는 센서(110)를 포함할 수 있다. 또한 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(100)는 상기 적어도 두 개의 참조마크(14)로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 생체 신호 측정위치 검출부(120) 및 상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보에 따라 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 센서(130)를 포함할 수 있다.
참조마크(14)는 피검체(10)의 표면에 표시되어 있을 수 있다. 참조마크(14)는 생체 정보를 측정하고자 하는 목표 측정위치(12)에 따라 피검체(10)에서 표시 위치가 달라질 수 있다. 예를 들어, 참조마크(14)의 위치는, 생체정보 측정장치(100)에서 센서(110)와 생체 신호 측정 센서(130)의 배열관계 및 상기 목표 측정위치(12)를 고려하여 다르게 설정될 수 있다. 이를 통해, 참조마크(14)는 생체 신호 측정위치가 상기 목표 측정위치(12)와 일치할 수 있도록 기준을 제시하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 생체 신호 측정위치는 생체 신호 측정 센서(130)가 생체 신호를 측정하는 위치로서 예를 들어, 생체 신호 측정 센서(130)와 마주보는 피검체(10)의 위치일 수 있다. 상기 참조마크(14)는 적어도 두 개 이상으로 구성될 수 있다. 센서(110)가 참조마크(14)에 대응되게 위치하였을 때, 생체 신호 측정위치가 상기 목표 측정위치(12)와 일치하게 될 수 있다.
상기 참조마크(14)는 타투 스티커, 테이프 및 E-skin 중 적어도 하나를 이용하여 피검체(10)의 표면에 마킹될 수 있다. 여기서, 상기 타투 스티커, 테이프 및 E-skin에는 예비 참조마크(미도시)가 구비될 수 있다. 그리고 상기 타투 스티커, 테이프 또는 E-skin이 피검체(10)의 표면에 부착되었다가 떨어질 때 상기 예비 참조마크가 참조마크(14)로 표시될 수 있다. 예비 참조 마크가 구비된 타투 스티커, 테이프 또는 E-skin은 상기 센서(110)와 세트로 구성될 수 있다. 따라서 상기 타투 스티커, 테이프 또는 E-skin에 구비된 예비 참조마크의 위치와 생체 신호 측정장치(100)에서 센서(110)의 위치는 서로 대응될 수 있다.
참조마크(14)는 참조마크(14)가 마킹되지 않은 피검체(10)의 표면과 다른 신호를 발생시킬 수 있다. 이를 위해 참조마크(14)는 전술한 바와 같이 자체적으로 광 또는 전기적 신호를 발생시킬 수 있다. 다른 예로, 참조마크(14)는 피검체(10)의 표면과 다른 물질구성을 가질 수 있다. 참조마크(14)는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS) 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 바와 같이 참조마크(14)를 구성함으로써, 참조 마크(14)로부터의 신호는 참조마크(14)가 마킹되지 않은 피검체(10)의 다른 부분으로부터의 신호와 차별화 될 수 있다.
센서(110)는 두 개 이상의 참조마크(14) 각각으로부터의 신호를 검출할 수 있도록 복수개의 센싱 요소를 포함할 수 있다. 또한 센서(110)의 배열 위치는 상기 적어도 두 개의 참조마크(14)의 표시 위치에 대응할 수 있다. 센서(110)는 상기 적어도 두 개의 참조마크(14)로부터의 신호를 검출할 수 있다. 참조마크(14)로부터의 신호 측정은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 참조마크(14)가 자체적으로 전기적 신호 또는 광신호를 발생시키고 이를 센서(110)가 검출할 수 있다. 다른 예로, 참조마크(14)는 피검체(10)의 표면과 다른 물질 구성을 가지는 경우, 센서(110)가 광 또는 전기적 신호를 참조마크(14)가 표시된 피검체(10)의 표면에 인가하고 되돌아 오는 신호를 측정할 수 있다. 센서(110)는 참조마크(14)로부터의 신호와 참조마크(14)가 표시되지 않은 피검체(10)의 다른 부분으로부터의 신호를 구별할 수 있다.
도 3은 도 1 및 도 2에서 나타낸 센서(110)의 예를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 센서(110)는 참조마크(14)가 표시된 피검체(10)의 표면에 광을 조사하는 광원(112) 및 참조마크(14)에서 반사된 광의 스펙트럼을 분석하는 스펙트럼 분석부(114)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 참조마크(14)가 피검체(10)의 표면과 다른 물질구성을 가지면, 참조마크(14)에서 반사된 광과 참조마크(14)가 표시되지 않은 피검체(10)의 다른 부분으로부터 반사된 광은 서로 다른 스펙트럼을 가질 수 있다. 스펙트럼 분석부(114)는 참조마크(14)가 표시된 피검체(10)의로부터 반사된 광의 스펙트럼을 분석할 수 있다. 스펙트럼 분석부(114)는, 상기 반사된 광의 파장별 강도분포를 분석할 수 있다. 그리고 상기 반사된 광의 스펙트럼 정보를 생체 신호 측정위치 검출부(120)에 제공할 수 있다.
도 4는 도 1 및 도 2에서 나타낸 센서(110)의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 센서(110)는, 상기 참조마크가 표시된 상기 피검체의 표면과 접촉하는 적어도 둘 이상의 전극(116a, 116b)과, 상기 적어도 둘 이상의 전극(116a, 116b)사이의 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부(118)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 둘 이상의 전극(116a, 116b)는 상기 적어도 둘 이상의 참조마크(14)에 대응할 수 있다. 따라서 생체 신호 측정장치(100)에서 전극(116a, 116b)의 배열위치 또한 피검체(10)에서 참조마크(14)의 배열위치에 대응할 수 있다. 도 4에서는 두 개의 전극(116a, 116b)을 표시하고 임피던스 측정부(116)가 상기 두 개의 전극(116a, 116b) 사이 임피던스를 측정하는 경우를 도시했지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 센서(110)는 3개 이상의 전극을 포함하고 임피던스 측정부(118)는 상기 전극들 가운데 임의의 두 전극 사이의 임피던스를 측정할 수 있다.
전술한 바와 같이 피검체(10)와 참조마크(14)의 물질구성이 다르면, 전극(116a, 116b)가 참조마크(14) 위에 배치되는 경우와 그렇지 않은 경우 전극들(116a, 116b) 사이에 전류가 흐르는 경로(I)의 물질 구성이 달라진다. 즉, 전극들(116a, 116b)이 참조마크(14) 위에 배치되는 경우와 그렇지 않은 경우 전극들(116a, 116b) 사이의 임피던스가 달라질 수 있다. 임피던스 측정부(118)는 전극들(116a, 116b) 사이에 소정의 전류를 입력하고, 전극들(116a, 116b) 사이에 전압을 측정함으로써 전극들(116a, 116b) 사이의 임피던스를 측정할 수 있다. 다른 예로 임피던스 측정부(118)는 전극들(116a, 116b) 사이에 소정의 전압을 걸어주고, 전극들(116a, 116b) 사이에 흐르는 전류를 측정함으로써 전극들(116a, 116b) 사이의 임피던스를 측정할 수도 있다. 임피던스 측정부(118)에서 측정된 임피던스 정보는 후술하는 생체 신호 측정위치 검출부(120)로 전송될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 생체 신호 측정위치 검출부(120)는 센서(110)에서 측정된 정보를 수신하여 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 출력할 수 있다. 상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보는 생체 신호 측정위치가 상기 목표 측정위치(12)와 일치하는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한 생체 신호 측정위치에 대한 정보는 상기 생체 신호 측정위치와 목표 측정위치(12)가 서로 다르다면 둘 사이의 거리 차이가 허용범위 이내인지 여부에 대한 정보를 포함할 수도 있다. 상기 허용범위는 측정되는 생체 신호의 신뢰도를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 목표 측정위치(12) 주변에서 측정되는 생체 신호의 위치에 따른 변화가 크지 않다면 상기 허용범위는 상대적으로 크게 설정될 수 있다. 다른 예로, 목표 측정위치(12) 주변에서 측정되는 생체 신호의 위치에 따른 변화가 크다면, 상기 허용범위는 상대적으로 작게 설정될 수 있다.
상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 출력하기 위해, 생체 신호 측정위치 검출부(120)는 상기 적어도 두 개의 참조마크(14)로부터의 기준신호에 대한 정보를 저장하고 있을 수 있다. 기준신호는 센서(110)의 위치와 참조마크(14)의 위치가 매칭되었을 때, 센서(110)에서 측정되는 참조마크(14)로부터의 신호일 수 있다. 상기 기준신호에 대한 정보는, 생체 신호 측정장치(100)의 제작과정에서 미리 생체 신호 측정위치 검출부(120)에 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 생체 신호 측정장치(100)의 제작자는 센서(110)의 위치를 참조마크(14)의 위치에 매칭시켜놓고 센서(110)에서 측정되는 참조마크(14)로부터의 신호를 기준신호로 저장할 수 있다. 다른 예로, 기준신호는 사용자가 직접 센서(110)의 위치를 참조마크(14)에 매칭시키고 센서(110)를 통해 측정한 신호를 기준신호로 저장 및 설정할 수도 있다.
센서(110)에서 측정되는 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 차이가 허용오차보다 작을 때, 생체 신호 측정위치가 목표 측정위치(12)에 대응될 수 있다. 여기서, 생체 신호 측정위치가 목표 측정위치(12)에 대응된다는 것은 생체 신호 측정위치와 목표 측정위치(12)가 사이의 거리 차이가 전술한 허용범위 이내임을 의미할 수 있다.
생체 신호 측정위치 검출부(120)는, 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호를 비교하여 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 측정위치 검출부(120)는, 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 차이를 분석하기 위해 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는지를 판단할 수 있다. 상기 허용오차 범위는 상기 생체 신호 측정위치와 목표 측정위치(12)가 사이의 거리 차이가 전술한 허용범위 이내일 수 있도록 설정될 수 있다. 전술한 예는 예시적인 것에 불과하며 참조마크(14)로부터의 신호와 기준신호를 비교하는 분석방법은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 생체 신호 측정위치 검출부(120)는, 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 차이를 계산하고 이를 기초로 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 출력할 수도 있다.
센서(110)의 구성에 따라 생체 신호 측정위치 검출부(120)가 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 출력하는 방법도 달라질 수 있다. 예를 들어, 참조마크(14)가 자체적으로 광 또는 전기적 신호를 발생시킬 수 있다. 이 경우, 생체 신호 측정위치 검출부(120)는 센서(110)의 위치를 참조마크(14)의 위치에 매칭시켰을 때 센서(110)에서 측정되는 광 또는 전기적 신호에 대한 정보를 기준신호에 대한 정보로 저장할 수 있다. 이러한 기준신호는 전술한 바와 같이 장치의 제작과정에서 미리 저장되어 있을 수도 있으며, 사용자가 초기 측정위치에서 측정한 값을 임의로 기준신호로 저장할 수도 있다. 그리고 생체 신호 측정위치 검출부(120)는, 센서(110)에서 측정되는 광 또는 전기적 신호를 상기 기준신호와 비교할 수 있다. 또한 생체 신호 측정위치 검출부(120)는, 센서(110)에서 측정되는 광 또는 전기적 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는지 판단할 수 있다.
다른 예로, 참조마크(14)가 피검체(10)와 다른 물질 구성을 가지고, 센서(110)는 도 4에서 나타낸 바와 같이 적어도 두 개 이상의 전극(116a, 116b) 및 임피던스 측정부(118)를 포함할 수 있다. 이 경우, 생체 신호 측정위치 검출부(120)는 센서(110)의 전극(116a, 116b)위치를 참조마크(14)의 위치에 매칭시켰을 때 임피던스 측정부(118)에서 측정되는 임피던스 값을 기준신호에 대한 정보로 저장할 수 있다. 이러한 기준신호는 전술한 바와 같이 장치의 제작과정에서 미리 저장되어 있을 수도 있으며, 사용자가 초기 측정위치에서 측정한 값을 임의로 기준신호로 저장할 수도 있다. 그리고 생체 신호 측정위치 검출부(120)는, 센서(110)에서 측정되는 임피던스 값과 상기 기준신호에 따른 임피던스 값을 비교할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 측정위치 검출부(120)는, 임피던스 측정부(118)에서 측정되는 임피던스 값과 상기 기준신호에 따른 임피던스 값의 비가 허용오차 범위 내에 있는지 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 참조마크(14)가 피검체(10)와 다른 물질 구성을 가지고, 센서(110)는 도 3에서 나타낸 바와 같이 광원(112) 및 스펙트럼 분석부(114)를 포함할 수 있다. 이 경우, 생체 신호 측정위치 검출부(120)는 센서(110)의 위치를 참조마크(14)의 위치에 매칭시켰을 때 센서(110)에서 측정되는 광의 스펙트럼을 기준신호에 대한 정보로 저장할 수 있다. 이러한 기준신호는 전술한 바와 같이 장치의 제작과정에서 미리 저장되어 있을 수도 있으며, 사용자가 초기 측정위치에서 측정한 값을 임의로 기준신호로 저장할 수도 있다. 참조마크(14)의 물질구성이 피검체(10)의 표면과 다르기 때문에, 센서(110)의 위치가 참조마크(14)의 위치에 매칭되었을 때 와 그렇지 않은 경우, 센서(110)에서 측정되는 광의 스펙트럼 곡선이 달라질 수 있다.
도 5는 인체의 피부에 광을 조사했을 때 반사광으로부터 측정되는 흡수 스펙트럼 결과의 예를 나타낸 도면이다.
도 5에서 세로축은 광의 흡광률, 가로축은 광의 파수(wave number)를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 파수 3000cm-1, 1000cm-1 ~ 1500cm-1, 600cm-1 근처에서 스펙트럼 피크(peak)가 형성됨을 알 수 있다. 이는 피부에 포함된 수분이 약 3000cm-1 파수를 가지는 광을 잘 흡수하고, 단백질이 1000cm-1 ~ 1500cm-1 범위의 파수를 가지는 광을 잘 흡수하며, 아미드 II가 약 600cm-1 의 파수를 가지는 광을 잘 흡수하기 때문이다.
도 6은 참조마크(14)에 포함될 수 있는 물질의 예인 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)에 광을 조사했을 때 반사광으로부터 측정되는 흡수 스펙트럼 결과의 예를 나타낸 도면이다.
도 6에서 세로축은 광의 흡광률, 가로축은 광의 파수(wave number)를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 파수 900cm-1 내지 1300cm-1 범위에서 스펙트럼 피크가 다수 형성됨을 알 수 있다. 예를 들어, 903cm-1, 1064cm-1, 1267cm-1 근처에서 스펙트럼 피크가 형성될 수 있다. 즉, PDMS는 피부와 다른 파수영역에서 높은 광의 흡수율을 가질 수 있다. 그러므로 피검체(10)가 인체이고 참조마크가 PDMS 물질을 포함하는 경우, 센서(110)의 위치가 참조마크(14)에 가까워질수록, 스펙트럼 분석부(114)에서 얻어진 스펙트럼 곡선은 도 5의 스펙트럼 곡선보다 도 6의 스펙트럼 곡선을 닮아갈 수 있다. 즉, 센서(110)의 위치가 참조마크(14)에 가까워질수록 도 5에서 나타난 스펙트럼 피크는 점점 낮아지는 반면, 도 6에서 나타난 스펙트럼 피크는 점점 높아질 수 있다.
생체 신호 측정위치 검출부(120)는 센서(110)의 위치를 참조마크(14)의 위치에 매칭시켰을 때 스펙트럼 분석부(114)에서 측정되는 광 스펙트럼을 기준신호에 대한 정보로 저장할 수 있다. 이러한 기준신호는 전술한 바와 같이 장치의 제작과정에서 미리 저장되어 있을 수도 있으며, 사용자가 초기 측정위치에서 측정한 값을 임의로 기준신호로 저장할 수도 있다. 생체 신호 측정위치 검출부(120)는, 스펙트럼 분석부(114)에서 분석되는 광 스펙트럼과 상기 기준신호에 따른 광 스펙트럼을 비교할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 측정위치 검출부(120)는, 스펙트럼 분석부(118)에서 분석되는 스펙트럼에서 나타나는 소정의 파장범위 안에 있는 피크 값과 상기 기준신호에 따른 스펙트럼에서 나타나는 상기 소정의 파장범위 안에 있는 피크 값의 비가 허용오차 범위 내에 있는지 판단할 수 있다.
도 7은 생체 신호 측정위치가 목표 측정위치(12)와 일치하는 경우(a)와 그렇지 않은 경우(b)를 도시한 도면이다. 도 7에서 나타낸 서로 다른 두 경우에서 상기 생체 신호 측정 센서(130)의 동작방식이 달라질 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, 센서(110)의 위치가 참조마크(14)로부터 벗어나면서 생체 신호 측정 센서(130)의 위치 또한 목표 측정위치(12)를 벗어나 있음을 알 수 있다. 도 7의 (a)와 같은 경우, 상기 생체 신호 측정위치 검출부(120)가 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 밖에 있다고 판단할 수 있다. 그러면 생체 신호 측정 센서(130)는, 상기 생체 신호 측정위치 검출부(120)의 판단에 근거하여 생체 신호 측정을 중단할 수 있다. 이는 측정 데이터의 신뢰도가 저하될 수 있기 때문이다. 다른 예로, 생체 신호 측정 센서(130)는, 도 7의 (a)와 같은 경우, 측정되는 생체 신호 데이터를 유효하지 않은 것으로 판단하여 저장하지 않거나 별도로 관리할 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 생체 신호 측정장치(100)의 위치가 조정되었음을 알 수 있다. 이렇게 생체 신호 측정장치(100)의 위치가 조정되면 생체 신호 측정위치 검출부(120)에서 출력하는 생체 신호 측정위치에 대한 정보가 달라질 수 있다. 즉, 도 7의 (b)와 같이 센서(110)의 위치가 참조마크(14)에 매칭되도록 조정되면 생체 신호 측정위치 검출부(120)가 생체 신호 측정위치가 목표 측정위치(12)에 대응되었다고 판단할 수 있다. 그러면 생체 신호 측정 센서(130)는, 상기 생체 신호 측정위치 검출부(120)의 판단에 근거하여 생체 신호 측정을 계속할 수 있다. 이는 측정 데이터의 신뢰도가 유지될 수 있기 때문이다.
생체 신호 측정 센서(130)는 다양한 방식으로 피검체(10)의 생체 신호를 측정할 수 있다. 도 8 및 도 9는 생체 신호 측정 센서(130)의 실시예들을 나타낸 블록도이다.
도 8을 참조하면, 생체 신호 측정 센서(130)는 생체 신호 측정위치에 광을 조사하는 광원(132) 및 상기 생체 신호 측정위치에서 반사된 광의 스펙트럼을 분석하는 스펙트럼 분석부(134)를 포함할 수 있다. 이 경우, 생체 신호 측정 센서(130)는 스펙트럼 분석부(134)에서 얻어지는 광 스펙트럼으로부터 피검체(10)의 표면에 분포하는 물질 구성에 대한 정보를 제공할 수 있다.
도 9를 참조하면, 생체 신호 측정 센서(130)는 상기 생체 신호 측정위치에 마련되는 적어도 둘 이상의 전극(136a, 136b)과, 상기 적어도 둘 이상의 전극사이(136a, 136b)의 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부(138)를 포함할 수 있다. 이 경우, 생체 신호 측정 센서(130)는 임피던스 측정부(138)에서 측정된 임피던스 정보로부터 피검체(10)를 이루는 물질구성, 또는 피검체(10)의 혈관 크기 등에 대한 정보를 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2에서는, 센서(110)와 생체 신호 측정센서(130)을 서로 분리된 구성으로 표시하였으나, 이로부터 양 구성이 하드웨어적으로 엄격히 분리되는 것으로 제한해석 되지 않는다. 예를 들어, 센서(110)와 생체 신호 측정센서(130)는 동일한 전원으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 센서(110)와 생체 신호 측정센서(130)는 동일한 광원으로부터 나오는 광을 분광하여 각각 신호 측정에 사용할 수 있다.
도 10은 도 2에서 나타낸 생체 신호 측정장치(100)의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 생체 신호 측정장치(100)는 상기 생체 신호 측정위치 검출부(120)가 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 밖에 있다고 판단한 경우, 경보 신호를 발생시키는 경보 신호 발생부(140)를 포함할 수 있다. 경보 신호 발생부(140)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 경보 신호 발생부(140)는 경보 신호를 시각적으로 보여주는 디스플레이부 또는 전구를 포함할 수 있다. 다른 예로, 경보 신호 발생부(140)는 경보 신호를 알람음으로 들려주는 스피커를 포함할 수도 있다.
이상에서 도 1 내지 도 10을 참조하여 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(100)에 관하여 설명하였다. 이하에서는 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(100)를 이용한 생체 신호 측정방법에 관하여 설명한다. 이하에서 설명한 생체 신호 측정방법에는 전술한 생체 신호 측정장치(100)의 실시예들이 모두 적용될 수 있다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정방법의 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정방법은, 피검체(10)의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크(14)로부터의 신호를 검출하는 단계(S1120), 상기 적어도 두 개의 참조마크(14)로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계(S1130) 및 상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보에 따라 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 단계(S1140)를 포함할 수 있다.
또한 생체 신호 측정방법은 적어도 두 개의 참조마크(14)로부터의 신호를 검출하는 단계(S1120)를 수행하기 위해, 피검체(10)의 표면에 참조마크를 표시하는 단계(S1110)를 포함할 수 있다. 참조마크의 표시는, 적어도 두 개의 예비 참조마크가 표시된 타투 스티커, 테이프, E-skin 중 적어도 하나를 이용하여 이루어질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
참조마크(14)로부터의 신호를 검출하는 단계(S1120) 및 생체 신호 측정 단계(S1140)는 도 3 및 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이 광을 조사하고 스펙트럼을 분석하는 방법, 두 전극 사이의 임피던스를 측정하는 방법 등이 이용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
도 12는 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계(S1130) 및 생체 신호 측정 단계(S1140)의 동작 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계(S1130)는 상기 적어도 두 개의 참조마크(14)에 대한 기준신호에 대한 정보를 저장하는 단계(S1132), 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호를 비교하는 단계(S1134) 및 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는지를 판단하는 단계(S1136)를 포함할 수 있다. 또한 생체 신호 측정 단계(S1140)는 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는 경우 생체 신호를 측정하는 단계(S1142) 및 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 밖에 있는 경우 생체 신호 측정을 중단하는 단계(S1144)를 포함할 수 있다.
도 13은 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계(S1130) 및 생체 신호 측정 단계(S1140)의 동작 방법의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계(S1130)는 상기 적어도 두 개의 참조마크(14)에 대한 기준신호에 대한 정보를 저장하는 단계(S1132), 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호를 비교하는 단계(S1134) 및 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는지를 판단하는 단계(S1136)를 포함할 수 있다. 또한 생체 신호 측정 단계(S1140)는 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는 경우 측정된 생체 신호를 유효한 신호로 판단하여 저장 하는 단계(S1146) 및 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 밖에 있는 경우 측정된 생체 신호를 유효하지 않은 신호로 판단하여 저장하지 않거나 별도로 관리하는 단계(S1148)를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 생체 신호 측정방법에 따르면, 생체 신호 측정위치가 목표 측정위치(12)에서 벗어났을 때 경보신호를 발생시킬 수 있다. 도 14는 경보신호 발생단계를 포함하는 실시예에 따른 생체 신호 측정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 생체 신호 측정방법은, 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는지를 판단하는 단계(S1136)에서 상기 참조마크(14)로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 밖이라고 판단한 경우, 경보 신호를 발생시키는 단계(S1150)를 포함할 수 있다. 이 때 경보 신호를 발생시키는 단계는 디스플레이 또는 전구를 통해 시각적으로 경보 신호를 발생시키거나 스피커를 이용해 소리로 경보 신호를 발생시킬 수 있다.
이상에서 도 1 내지 도 10을 참조하여, 예시적인 실시예들에 따른 생체 신호 측정장치(100) 및 방법에 관하여 설명하였다. 이하에서는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치 및 방법에 관하여 설명한다.
도 15는 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(200)를 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(200)는, 검체의 기준 위치에서 촬영된 기준 혈관 이미지를 저장하는 저장부(210)와, 상기 피검체의 혈관 이미지를 촬영하는 혈관 촬영부(220)를 포함할 수 있다. 상기 기준 위치는 피검체에서 생체 신호를 측정하려고 하는 위치일 수 있다. 또한 생체 신호 측정장치(200)는 상기 혈관 촬영부(220)에서 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 혈관 이미지를 비교하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 생체 신호 측정위치 검출부(230) 및 상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 이용하여 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 센서(240)를 포함할 수 있다.
도 16은 피검체(20)에 설정된 기준 위치(22) 및 기준 위치(22) 근처에서 나타나는 혈관 이미지의 예를 나타낸 도면이다.
도 16에서는 피검체(20)가 인체이고, 기준 위치(22)는 인체의 팔뚝으로 설정된 경우를 도시하였다. 하지만 이는 예시적인 것에 불과할 뿐 피검체의 종류 및 기준 위치로 설정되는 부분도 필요에 따라 달라질 수 있다. 도 16을 참조하면, 피검체(20)의 팔과 손에 분포하는 혈관이 도시되어 있다. 이 혈관의 이미지는 피검체(20)마다 그리고 피검체(20)의 위치마다 서로 다를 수 있다. 따라서 피검체(20)에서 혈관 이미지를 촬영함으로써 피검체(20) 자체에 대한 정보를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 혈관 이미지를 촬영한 위치에 대한 정보 또한 얻을 수 있다.
혈관 촬영부(220)는 다양한 방식으로 피검체(20)의 혈관 이미지를 촬영할 수 있다. 도 17은 혈관 촬영부(220)의 예를 나타낸 블록도이다.
도 17을 참조하면, 혈관 촬영부(220)는, 상기 피검체의 표면에 광을 조사하는 광원(222), 상기 광이 피검체(20)에 흡수되는 흡수율을 측정하는 측정부(224) 및 상기 측정부(224)에서 측정되는 상기 적외선의 흡수율에 기초하여 상기 혈관 이미지를 생성하는 이미지 생성부(226)를 포함할 수 있다. 혈액은 피검체(20)의 다른 조직과 적외선 흡수율이 다르기 때문에 피검체(20)에서 적외선의 흡수율을 측정함으로써 혈관 이미지를 생성할 수 있다.
광원(222)은 혈액이 피검체(20)의 다른 조직에 비해 잘 흡수하거나 잘 흡수하지 못하는 파장영역의 광을 피검체(20)에 조사할 수 있다. 예를 들어, 광원(222)은 혈액의 헤모글로빈에 대한 흡수율이 높은 850nm~980nm 사이의 파장대역을 가지는 광을 조사할 수 있다. 다른 예로, 광원(222)은 혈액의 헤모글로빈에 대한 흡수율이 낮은 390nm~750nm 사이의 파장대역을 가지는 광을 조사할 수 있다.
측정부(224)는 피검체(20)로부터 나온 반사광 또는 투과광의 신호를 감지할 수 있다. 이미지 생성부(226)는 측정부(224)의 측정 데이터로부터 혈관 이미지를 생성할 수 있다. 이미지 생성부(226)는 측정부(224)에서 측정된 흡수율 데이터로부터 혈관 좌표 데이터를 생성할 수 있다. 이러한 혈관 좌표 데이터는 피검체(20)에서 혈관이 형성된 깊이 혈관의 두께 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
피검체(20)에서 생체 신호를 측정하려는 기준 위치(22)에서 촬영된 혈관 이미지와 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정위치에서의 촬영된 혈관 이미지를 비교함으로써 생체 신호 측정위치가 기준 위치(22)와 일치하는지 여부를 알 수 있다. 따라서 상기 생체 신호 측정위치 검출부(230)는, 상기 혈관 촬영부(220)에서 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 혈관 이미지를 비교할 수 있다. 그리고 생체 신호 측정위치 검출부(230)는, 혈관 촬영부(220)에서 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 혈관 이미지의 유사도가 허용범위 안인지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 상기 유사도는 두 이미지에 나타난 혈관 모습이 소정의 비율이상으로 서로 겹쳐질 수 있는지 여부 및 두 이미지가 겹쳐지기 위해 쉬프트(shift)되어야 하는 거리 등에 대한 정보로부터 결정될 수 있다.
생체 신호 측정 센서(240)는, 생체 신호 측정위치 검출부(230)에서 출력한 생체 신호 측정위치 정보가 기준 위치(22)에 매칭되는지 여부에 따라 동작 방식이 달라질 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 측정 센서(240)는, 상기 유사도가 허용범위 안인 경우에는 생체 신호를 측정하고, 상기 유사도가 허용범위 밖인 경우에는 생체 신호 측정을 중단할 수 있다. 다른 예로, 생체 신호 측정 센서(240)는, 상기 유사도가 허용범위 안인 경우에는 측정된 데이터를 유효한 데이터로 저장하고, 상기 유사도가 허용범위 밖인 경우에는 측정된 데이터를 유효하지 않은 것으로 판단하여 저장하지 않거나 별도로 관리할 수 있다.
생체 신호 측정 센서(240)는, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 실시예들이 적용될 수 있다. 따라서 생체 신호 측정 센서(240)는, 광원 및 스펙트럼 분석부를 포함할 수 있다. 또한 생체 신호 측정 센서(240)는, 적어도 둘 이상의 전극 및 상기 적어도 둘 이상의 전극 사이의 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부를 포함할 수도 있다.
생체 신호 측정장치(200)는 생체 신호 측정위치가 기준위치(22)에서 벗어났을 때 경보신호를 발생시킬 수도 있다. 도 18은 이러한 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(200)의 블록도이다.
도 18을 참조하면, 생체 신호 측정장치(200)는 경보 신호 발생부(250)를 포함할 수 있다. 경보 신호 발생부(250)는, 생체 신호 측정위치 검출부(230)가 혈관 촬영부(220)에서 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 혈관 이미지를 비교하여 유사도가 허용범위 밖이라고 판단한 경우, 경보 신호를 발생시킬 수 있다. 이를 위해 경보 신호 발생부(250)는 경보 신호를 시각적으로 발생시키는 디스플레이부 또는 전구를 포함할 수 있다. 다른 예로, 경보 신호 발생부(250)는 경보 신호를 소리로 발생시키는 스피커를 포함할 수 있다.
이상에서 도 15 내지 도 18을 참조하여, 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정장치(200)에 대하여 설명하였다. 아래에서는 상기 생체 신호 측정장치(200)를 이용한 또 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정방법에 관하여 설명한다. 아래 설명하는 생체 신호 측정방법에는 도 15 내지 도 18을 참조하여 설명한 실시예들이 모두 적용될 수 있다.
도 19는 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 측정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 19를 참조하면, 실시예에 따른 생체 신호 측정방법은 피검체(20)의 기준 위치(22)에서 촬영된 기준 혈관 이미지를 저장하는 단계(S1910), 상기 피검체(20)의 혈관 이미지를 촬영하는 단계(S1920), 상기 혈관 촬영단계(S1920)에서 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 혈관 이미지를 비교하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계(S1930) 및 상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보를 이용하여 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 단계(S1940)를 포함할 수 있다.
혈관 이미지를 촬영하는 단계(S1920)는 전술한 바와 같이 피검체(20)에 광을 조사하고 광의 흡수율을 측정한 후 이를 이용해 혈관 이미지를 생성할 수 있다. 이는 예시적인 것에 불과할 뿐 이에 제한되지 않는다. 또한 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계(S1930)는 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 이미지를 비교하여 유사도가 허용범위 내인지를 분석할 수 있다. 그리고 생체 신호 측정 단계(S1940)는 상기 유사도가 허용범위 내인 경우에만 생체 신호를 측정할 수 있다. 다른 예로 생체 신호 측정 단계(S1940)는 상기 유사도가 허용범위 내인 경우 측정된 데이터를 유효한 데이터로 저장하고 그렇지 않은 경우 측정된 데이터를 유효하지 않은 것으로 처리하여 저장하지 않거나 별도로 관리할 수 있다.
도 20은 도 19에서 나타낸 생체 신호 측정방법의 변형예을 나타낸 흐름도이다.
도 20을 참조하면, 실시예에 따른 생체 신호 측정방법은 피검체(20)의 기준 위치(22)에서 촬영된 기준 혈관 이미지를 저장하는 단계(S1910), 상기 피검체(20)의 혈관 이미지를 촬영하는 단계(S1920), 상기 혈관 촬영단계(S1920)에서 촬영된 혈관 이미지와 상기 기준 혈관 이미지를 비교하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계(S1930) 및 생체 신호 측정장치(200)는 생체 신호 측정위치가 기준위치(22)에서 벗어난 경우 경보신호를 발생시키는 단계(S1950)를 포함할 수 있다.
이상에서 도 1 내지 도 20을 참조하여 예시적인 실시예들에 따른 생체 신호 측정장치(100, 200) 및 방법에 관하여 설명하였다. 실시예들에 따르면 생체 신호 측정장치(100, 200)가 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정위치를 일정하게 유지시킴으로써 측정되는 생체 신호 데이터의 신뢰도를 높일 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들에 따른 예시적인 실시예들에 따른 생체 신호 측정장치(100, 200) 및 방법은 모바일, 또는 웨어러블 장치에 접목되어 헬스 케어 기능을 제공하는 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.
이상의 설명에서 많은 사항들이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
100, 200 : 생체신호 측정장치
10, 20 : 피검체
14 : 참조마크
12 : 목표 측정위치
22 : 기준 위치
110 : 센서
120, 230 : 생체 신호 측정위치 검출부
130, 240 : 생체 신호 측정센서
140, 250 ; 경보 신호 발생부
220 : 혈관 촬영부

Claims (21)

  1. 피검체의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서;
    상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 생체 신호 측정위치 검출부; 및
    상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보에 따라 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 센서;를 포함하며,
    상기 생체 신호 측정위치 검출부는, 상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 기준신호에 대한 정보를 저장하며,
    상기 생체 신호 측정위치 검출부는, 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는지를 판단하는 생체 신호 측정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체 신호 측정 센서는,
    상기 생체 신호 측정위치 검출부가 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있다고 판단한 경우에만 상기 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체 신호 측정 센서는,
    상기 생체 신호 측정위치 검출부가 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있다고 판단한 경우에만 측정된 상기 생체 신호를 유효한 신호로 판단하여 저장하는 생체 신호 측정장치.
  7. 피검체의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서;
    상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 생체 신호 측정위치 검출부; 및
    상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보에 따라 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 센서;를 포함하며,
    상기 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서는, 상기 참조마크가 표시된 피검체의 표면에 광을 조사하는 광원 및 상기 상기 참조마크가 표시된 피검체로부터 반사된 광의 스펙트럼을 분석하는 스펙트럼 분석부를 포함하는 생체 신호 측정장치.
  8. 피검체의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서;
    상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 생체 신호 측정위치 검출부; 및
    상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보에 따라 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 센서;를 포함하며,
    상기 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서는, 상기 참조마크가 표시된 상기 피검체의 표면과 접촉하는 적어도 둘 이상의 전극과, 상기 적어도 둘 이상의 전극사이의 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부를 포함하는 생체 신호 측정장치.
  9. 피검체의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서;
    상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 생체 신호 측정위치 검출부; 및
    상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보에 따라 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 센서;를 포함하며,
    상기 생체 신호 측정 센서는, 상기 생체 신호 측정위치에 광을 조사하는 광원 및 상기 생체 신호 측정위치에서 반사된 광의 스펙트럼을 분석하는 스펙트럼 분석부를 포함하는 생체 신호 측정장치.
  10. 피검체의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 검출하는 센서;
    상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 생체 신호 측정위치 검출부; 및
    상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보에 따라 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 센서;를 포함하며,
    상기 생체 신호 측정 센서는, 상기 생체 신호 측정위치에 마련되는 적어도 둘 이상의 전극과, 상기 적어도 둘 이상의 전극사이의 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부를 포함하는 생체 신호 측정장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 참조마크는, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS) 및 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함하는 생체 신호 측정장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 참조마크가 표시된 타투 스티커, 테이프, E-skin 중 적어도 하나를 포함하는 생체 신호 측정장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체 신호 측정위치 검출부가 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 밖에 있다고 판단한 경우, 경보 신호를 발생시키는 경보 신호 발생부를 포함하는 생체 신호 측정장치.
  14. 피검체의 표면에 표시된 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 검출하는 단계;
    상기 적어도 두 개의 참조마크로부터의 신호를 이용하여 생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계; 및
    상기 생체 신호 측정위치에 대한 정보에 따라 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 단계;를 포함하며,
    생체 신호 측정 위치에 대한 정보를 출력하는 단계는,
    상기 적어도 두 개의 참조마크에 대한 기준신호에 대한 정보를 저장하는 단계 및 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는지를 판단하는 단계를 포함하는 생체 신호 측정방법.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서,
    생체 신호 측정 단계는, 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는 경우에만 상기 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    생체 신호 측정 단계는, 상기 참조마크로부터의 신호와 상기 기준신호의 비가 허용오차 범위 내에 있는 경우에만 측정된 상기 생체 신호를 유효한 신호로 판단하여 저장하는 생체 신호 측정방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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