KR102435044B1 - Monitoring system to prevent exacerbation of knee arthritis using array strain sensors - Google Patents

Monitoring system to prevent exacerbation of knee arthritis using array strain sensors Download PDF

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윤경재
이민구
신종환
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성균관대학교산학협력단
(의) 삼성의료재단
한국전자기술원구원
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Abstract

본원은 모니터링 장치에 관한 것이며, 모니터링 장치는, 절연성 기재 및 상기 기재 상에 배치되고, 다수의 전도성 직물 픽셀들을 포함하는 센서부를 포함하고, 상기 전도성 직물 픽셀들의 모서리가 신축성 구조를 가지는 전극들에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. The present application relates to a monitoring device, the monitoring device comprising an insulating substrate and a sensor unit disposed on the substrate, the sensor unit including a plurality of conductive textile pixels, edges of the conductive textile pixels are formed by electrodes having a stretchable structure. can be electrically connected.

Description

어레이 스트레인 센서를 이용한 슬관절염 악화 방지 모니터링 시스템{MONITORING SYSTEM TO PREVENT EXACERBATION OF KNEE ARTHRITIS USING ARRAY STRAIN SENSORS}Knee arthritis exacerbation prevention monitoring system using array strain sensor

본원은 어레이 스트레인 센서를 이용한 슬관절염 악화 방지 무릎 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present application relates to a knee monitoring system for preventing deterioration of knee arthritis using an array strain sensor.

최근 급속도로 성장하고 있는 분야인 개인정보 플랫폼과 Internet of Things (IoT)로 인해서 유연하면서도 신축성이 있는 전자장치에 대한 수요가 기하급수적으로 늘어나는 추세이다. 신축성이 있는 전자장치는 다양한 형태로 제작이 될 수 있는데 그중 가장 많이 사용되는 방식은 단연 신축성이 있는 소재 위에 전극소재를 패턴 하는 방식이다. 신축성이 있는 소재는 많은 연구가 진행되었고 상품화가 되어있는 제품들이 많이 존재한다. Due to the rapidly growing fields of personal information platforms and Internet of Things (IoT), the demand for flexible and flexible electronic devices is increasing exponentially. Stretchable electronic devices can be manufactured in various shapes, and the most used method is by far the most used method is to pattern an electrode material on a stretchable material. A lot of research has been done on elastic materials, and there are many commercialized products.

하지만, 신축성이 있는 전극 소재는 기존의 전극들인 실리콘, 단결정, 메탈, 산화철 등이 가지고 있는 단단함으로 인해서 기존의 성능을 유지하면서 유연함과 신축성을 가지는 것이 어려웠고 이러한 어려움을 해결하기 위해서 많은 연구가 진행되고 있다.However, it is difficult for flexible electrode materials to have flexibility and elasticity while maintaining the existing performance due to the rigidity of existing electrodes such as silicon, single crystal, metal, and iron oxide. have.

신체에 사용하기 위한 목적의 웨어러블 기기는 신체가 움직이면서 늘어나거나 혹은 구부렸을 때 그 성능을 유지해야 한다. 이러한 요구조건들을 충족시키기 위한 유연 전극을 개발하는데 효과적인 방법으로 전도성 필터를 표면에 용착시킨다거나 탄성중합체 매트릭스에 함침하는 방법 등이 있다. 이러한 혼합과정을 사용하기 이전에 탄성중합체 매트릭스의 표면을 처리하거나 전도성 필러를 차용하여 필러와 매트릭스 간의 접착력을 향상시키는 과정이 필요하다. 신축성을 높이기 위한 또 다른 방법으로 물질의 기하학적인 구조를 디자인하는 것이 있다. 예를 들어 버클 형태, 서펜타인(serpentine) 무늬, 그물무늬 혹은 스프링 형태의 무늬 등이 존재한다.Wearable devices intended for use on the body must maintain their performance when the body is stretched or bent while the body is moving. Effective methods for developing flexible electrodes to meet these requirements include welding a conductive filter on the surface or impregnating it with an elastomer matrix. Before using this mixing process, it is necessary to treat the surface of the elastomer matrix or to borrow a conductive filler to improve the adhesion between the filler and the matrix. Another way to increase elasticity is to design the geometric structure of the material. For example, there is a buckle type, a serpentine pattern, a net pattern, or a spring type pattern.

본원의 배경이 되는 기술인 한국등록특허공보 제 10-2045220호는 스트레인 센싱 소자, 이를 이용한 어레이 센서 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 스트레인 센싱 소자는 제1 전도성 섬유 및 제2 전도성 섬유가 교차되어 배치되며, 상기 제1 전도성 섬유 및 제2 전도성 섬유 사이의 교차점에 가변저항 복합체가 위치함으로써 위치별 정밀 검측이 가능하며, 본 발명의 제조방법을 통해 보다 쉽고 저렴하게 센서를 제조할 수 있다.Korea Patent Publication No. 10-2045220, which is the background technology of the present application, relates to a strain sensing device, an array sensor using the same, and a method for manufacturing the same, wherein the strain sensing device is disposed by crossing a first conductive fiber and a second conductive fiber And, since the variable resistance complex is positioned at the intersection between the first conductive fiber and the second conductive fiber, precise detection by location is possible, and the sensor can be manufactured more easily and inexpensively through the manufacturing method of the present invention.

다만, 제1 전도성 섬유와 제2 전도성 섬유 사이의 교차점에 가변저항 복합체를 위치시켜 위치별 정밀 검측이 가능하지만, 관절부의 센싱을 위해서는 센서의 가변성이 자유로워야 하는데 상기 종래기술의 어레이 센서는 전도성 섬유만을 사용한 것으로 볼 때 이에 한계가 발현될 것으로 사료된다.However, precise detection by location is possible by locating the variable resistance complex at the intersection between the first conductive fiber and the second conductive fiber. However, for sensing the joint part, the variability of the sensor must be free. Considering that only the use of only

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 어레이 스트레인 센서를 구현하는 것을 목적으로 한다. The present application aims to solve the problems of the prior art described above, and to implement an array strain sensor.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 포아송비가 높은 유전체를 이용하여 고성능의 스트레인 센서를 구현할 수 있는 어레이 스트레인 센서를 이용한 슬관절염 악화 방지 무릎 모니터링 시스템을 제공하려는 것을 목적으로 한다.An object of the present application is to provide a knee monitoring system for preventing deterioration of knee arthritis using an array strain sensor that can implement a high-performance strain sensor using a dielectric having a high Poisson's ratio as to solve the problems of the prior art.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 각 스트레인 센서를 서펜타인 구조의 전극을 이용하여 어레이 센서를 연결할 수 있는 어레이 스트레인 센서를 이용한 슬관절염 악화 방지 무릎 모니터링 시스템을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application aims to solve the problems of the prior art described above, and to provide a knee monitoring system for preventing deterioration of knee arthritis using an array strain sensor that can connect each strain sensor to an array sensor using an electrode of a serpentine structure do it with

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 어레이 스트레인 센서를 이용해 무릎의 움직임을 맵핑할 수 있는 어레이 스트레인 센서를 이용한 슬관절염 악화 방지 무릎 모니터링 시스템을 제공하려는 것을 목적으로 한다.An object of the present application is to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present application is to provide a knee monitoring system for preventing deterioration of knee arthritis using an array strain sensor capable of mapping the movement of the knee using the array strain sensor.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 어레이 스트레인 센서를 이용해 무릎의 붓기를 감지할 수 있는 어레이 스트레인 센서를 이용한 슬관절염 악화 방지 무릎 모니터링 시스템을 제공하려는 것을 목적으로 한다.An object of the present application is to provide a knee monitoring system for preventing deterioration of knee arthritis using an array strain sensor capable of detecting knee swelling using an array strain sensor.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 어레이 스트레인 센서를 통해 측정된 슬관절염에 무리가 가는 행동을 무선통신으로 전달할 수 있는 어레이 스트레인 센서를 이용한 슬관절염 악화 방지 무릎 모니터링 시스템을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application is intended to solve the problems of the prior art described above, and to provide a knee monitoring system for preventing deterioration of knee arthritis using an array strain sensor that can transmit a behavior that is stressful to the knee arthritis measured through the array strain sensor by wireless communication aim to

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 어레이 스트레인 센서로 구현한 무릎 모니터링 시스템을 통해 의사가 환자의 슬관절 움직임을 분석할 수 있는 어레이 스트레인 센서를 이용한 슬관절염 악화 방지 무릎 모니터링 시스템을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application provides a knee monitoring system for preventing worsening of knee arthritis using an array strain sensor that enables a doctor to analyze a patient's knee joint movement through a knee monitoring system implemented with an array strain sensor in order to solve the problems of the prior art intended to do

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problems to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 모니터링 장치는, 절연성 기재 및 상기 기재 상에 배치되고, 다수의 전도성 직물 픽셀들을 포함하는 센서부를 포함하고, 상기 전도성 직물 픽셀들의 모서리가 신축성 구조를 가지는 전극들에 의해 전기적으로 연결된 것일 수 있다. As a technical means for achieving the above technical problem, the monitoring device according to an embodiment of the present application includes an insulating substrate and a sensor unit disposed on the substrate, the sensor unit including a plurality of conductive textile pixels, the conductive textile pixel The edges may be electrically connected by electrodes having a stretchable structure.

또한, 상기 센서부는 상기 절연성 기재의 단면 또는 양면에 배치된 것일 수 있다. In addition, the sensor unit may be disposed on one side or both sides of the insulating substrate.

또한, 상기 센서부가 상기 절연성 기재의 단면에 배치되어 저항 방식의 스트레인 센서로서 작용할 수 있다. In addition, the sensor unit may be disposed on the end surface of the insulating substrate to act as a resistance type strain sensor.

또한, 상기 센서부가 상기 절연성 기재의 양면에 배치되어 정전용량 방식의 스트레인 센서로서 작용할 수 있다. In addition, the sensor unit may be disposed on both surfaces of the insulating substrate to act as a capacitive strain sensor.

또한, 상기 센서부 상에 배치되는 보호층을 추가 포함할 수 있다. In addition, it may further include a protective layer disposed on the sensor unit.

또한, 절연성 기재는 신축 가능한 것일 수 있다.In addition, the insulating substrate may be stretchable.

또한, 상기 절연성 기재는 PET(Polyethylene terephthalate), PU(Polyurethane), PUA(Polyurethane acrylate), PI(Polyimide), PEN(Polyethylene naphthalate), 에폭시 레진, PDMS(Polydimethylsiloxane), 폴리에스테르(Polyester), PTFE(Polytetrafluoroethylene), LDPE(Low-density polyethylene), HDPE(High-density polyethylene), 실리콘 고무(silicone rubbe), 폴리프로필렌(Polypropylene) 폴리스티렌(Polystyrene) 및 이들의 복합체로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있다. In addition, the insulating substrate is PET (Polyethylene terephthalate), PU (Polyurethane), PUA (Polyurethane acrylate), PI (Polyimide), PEN (Polyethylene naphthalate), epoxy resin, PDMS (Polydimethylsiloxane), polyester (Polyester), PTFE (Polyester) Polytetrafluoroethylene), LDPE (Low-density polyethylene), HDPE (High-density polyethylene), silicone rubber (silicone rubbe), polypropylene (Polypropylene) It may include one selected from the group consisting of polystyrene (Polystyrene) and composites thereof.

또한, 상기 신축성 구조는 서펜타인 패턴(serpentine pattern) 및/또는 키리가미 패턴을 포함할 수 있다. In addition, the stretchable structure may include a serpentine pattern and/or a kirigami pattern.

또한, 상기 전극은 Ti, Au, Pt, Ag, CNT, PEDOT:PSS 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 금속 또는 상기 금속의 합금을 포함할 수 있다.In addition, the electrode may include a metal selected from the group consisting of Ti, Au, Pt, Ag, CNT, PEDOT:PSS, and combinations thereof or an alloy of the metal.

또한, 상기 전도성 금속 섬유, 탄소 섬유, 활성탄 섬유, 금속 피복 유기섬유, 도전성 수지 피복 유기섬유, 동심원상 복합섬유, 금속 화합물 표층함유 섬유 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 금속섬유를 포함할 수 있다. In addition, the conductive metal fiber, carbon fiber, activated carbon fiber, metal-coated organic fiber, conductive resin-coated organic fiber, concentric composite fiber, metal compound surface layer-containing fiber, and combinations thereof may include a metal fiber selected from the group consisting of have.

본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 시스템은, 환자의 신체 일부에 착용되어 해당 부위의 관절 상태 정보를 센싱하는 모니터링 장치 및 상기 관절 상태 정보를 기반으로 환자의 관절 움직임 및/또는 붓기를 분석하는 분석 서버를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the monitoring system is a monitoring device that is worn on a part of the patient's body and senses joint state information of the corresponding part, and an analysis that analyzes joint movement and/or swelling of the patient based on the joint state information It may include a server.

또한, 상기 모니터링 장치는, 상기 환자의 관절의 상태 변화로 인해 유전체가 수축한 변화 값을 감지하여 상기 관절 상태 정보를 센싱할 수 있다. In addition, the monitoring device may sense the joint state information by detecting a change value of a dielectric contraction due to a change in the state of the patient's joint.

또한, 모니터링 시스템은, 상기 모니터링 장치 및 분석 서버와 무선 네트워크로 통신 가능한 사용자 단말을 더 포함하되, 상기 분석 서버는, 상기 관절 상태 정보가 미리 설정된 관절 상태 정보 기준값 이상인 경우, 상기 사용자 단말을 통해 알림 정보를 제공할 수 있다. In addition, the monitoring system further includes a user terminal capable of communicating with the monitoring device and the analysis server through a wireless network, wherein the analysis server is notified through the user terminal when the joint state information is greater than or equal to a preset joint state information reference value information can be provided.

상기 분석 서버는, 상기 관절 상태 정보가 미리 설정된 관절 상태 정보 기준값 이상인 경우, 상기 사용자 단말을 통해 피드백 정보를 제공할 수 있다. The analysis server, when the joint state information is greater than or equal to a preset joint state information reference value, may provide feedback information through the user terminal.

상기 분석 서버는, 소정 시간 이상 수집된 상기 관절 상태 정보를 기반으로 환자의 관절 패턴 정보를 분석할 수 있다. The analysis server may analyze the joint pattern information of the patient based on the joint state information collected over a predetermined time.

본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 방법은, 모니터링 장치를 환자의 관절에 부착하는 단계 및 상기 모니터링 장치를 통해 상기 관절의 움직임 및/또는 붓기를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the monitoring method may include attaching a monitoring device to a joint of a patient and analyzing the movement and/or swelling of the joint through the monitoring device.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 어레이 스트레인 센서를 통해 무릎의 움직임 및 붓기를 센싱할 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present application, it is possible to sense the movement and swelling of the knee through the array strain sensor.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 포아송비가 높은 유전체를 이용한 정전용량 방식의 고성능 스트레인 센서는 내구성이 우수하고 스트레인뿐만 아니라 압력 또한 센싱이 가능하다. According to the above-described problem solving means of the present application, the high-performance strain sensor of the capacitive type using a dielectric having a high Poisson's ratio has excellent durability and can sense not only the strain but also the pressure.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 각 스트레인 센서를 서펜타인 구조의 전극을 이용하여 어레이 센서를 구현하는 것은 어레이 센서에 신축성을 더욱 부여하여 무릎의 움직임에 제약을 받지 않고 센서의 신축이 가능케 한다.In addition, according to the above-described problem solving means of the present application, implementing an array sensor using an electrode of a serpentine structure for each strain sensor gives the array sensor more elasticity, so that the sensor can be stretched without being restricted by the movement of the knee. makes this possible

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 무릎의 움직임을 맵핑하는 것은 슬관절염에 무리가 되는 과도한 관절의 움직임을 센싱 할 수 있다.In addition, according to the above-described problem solving means of the present application, mapping the movement of the knee can sense the excessive movement of the joint, which is a burden to the knee arthritis.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 무릎의 붓기를 감지하는 것은 무릎의 염증 발생을 감지할 수 있는 것과 동일시하는 것으로 슬관절염의 악화를 방지할 수 있다.In addition, according to the above-described problem solving means of the present application, detecting swelling of the knee is equivalent to detecting the occurrence of inflammation in the knee, and it is possible to prevent deterioration of knee arthritis.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 센싱된 정보를 무선 통신으로 전달하는 것은 무릎에 안 좋은 행동을 모바일이나 부저를 통해 경고할 수 있다.In addition, according to the above-described problem solving means of the present application, transmitting the sensed information through wireless communication may warn of an action bad for the knee through a mobile device or a buzzer.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 센싱된 정보를 의사가 확인할 수 있는 시스템의 구현은 의사가 슬관절염에 안 좋은 환자의 행동 패턴을 분석하고 이를 치료 목적으로 사용할 수 있다.In addition, according to the above-described problem solving means of the present application, the implementation of a system in which a doctor can check the sensed information allows the doctor to analyze the behavioral pattern of a patient having a bad knee arthritis and use it for a treatment purpose.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the above-described effects, and other effects may exist.

도 1은 본원의 일 구현예에 따른 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 모니터링 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본원의 일 구현예에 따른 모니터링 장치의 스트레인 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본원의 일 구현예에 따른 모니터링 장치의 서펜타인 구조의 전극으로 각 마름모 형태의 스트레인 센서가 연결된 어레이 스트레인 센서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 좌우 인장을 가해준 형태의 직사각형 패턴의 어레이 센서 프로토타입을 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 스트레인 센서 인장에 따른 정전용량 변화 분석 그래프를 나타낸 도면이다.
도 7은 본원의 일 구현예에 따른 모니터링 방법에 대한 동작 흐름도이다.1 is a schematic configuration diagram of a monitoring system according to an embodiment of the present application.
2 is a schematic configuration diagram of a monitoring device according to an embodiment of the present application.
3 is a view for explaining the arrangement of the strain sensor of the monitoring device according to an embodiment of the present application.
4 is a diagram schematically illustrating an array strain sensor in which each rhombus-shaped strain sensor is connected to an electrode having a serpentine structure of a monitoring device according to an embodiment of the present application.
5 is a diagram illustrating a prototype of an array sensor having a rectangular pattern in the form of applying left and right tension to an embodiment of the present application.
6 is a view showing an analysis graph of capacitance change according to tension of the strain sensor according to an embodiment of the present application.
7 is an operation flowchart of a monitoring method according to an embodiment of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present application pertains can easily implement them. However, the present application may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is said to be “connected” to another part, it is not only “directly connected” but also “electrically connected” or “indirectly connected” with another element interposed therebetween. "Including cases where

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when it is said that a member is positioned "on", "on", "on", "under", "under", or "under" another member, this means that a member is located on the other member. It includes not only the case where they are in contact, but also the case where another member exists between two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를위한 단계"를 의미하지 않는다.As used herein, the terms “about,” “substantially,” and the like, to the extent used herein, are used in or close to the numerical value when the manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and to aid in the understanding of the present application. It is used to prevent an unconscionable infringer from using the mentioned disclosure unfairly. Also, throughout this specification, "step to" or "step for" does not mean "step for".

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination of these" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, and the components It is meant to include one or more selected from the group consisting of.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.Throughout this specification, reference to “A and/or B” means “A or B, or A and B”.

본원은 어레이 스트레인 센서를 이용하여 관절의 움직임 및 붓기를 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것이다. 이하에서는 설명의 편의상 슬관절염 악화를 미연에 방지하며 이의 진행을 완화하기 위한 무릎 모니터링 시스템을 예시로하여 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 무릎뿐만 아니라 관절 어느 곳에서나 적용할 수 있다.The present application relates to a system for monitoring joint movement and swelling using an array strain sensor. Hereinafter, for convenience of explanation, a knee monitoring system for preventing deterioration of knee arthritis in advance and alleviating its progression will be described as an example, but the present invention is not limited thereto, and may be applied to any joint as well as the knee.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a monitoring system according to an embodiment of the present application.

도 1을 참조하면, 모니터링 시스템(1)은 모니터링 장치(10), 분석 서버(20) 및 사용자 단말(30)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the monitoring system 1 may include a monitoring device 10 , an analysis server 20 , and a user terminal 30 .

모니터링 시스템(1)은 슬관절부의 움직임 및 붓기를 모니터링하여 슬관절염의 악화 가속화를 예방할 수 있다. 또한, 모니터링 시스템(1)은 어레이 스트레인 센서를 통한 무릎부의 움직임 맵핑 및 붓기 맵핑은 슬관절염 환자의 과도한 운동 감지 및 무릎의 무리가 가는 움직임을 초기에 파악하여 제공함으로써, 환자의 관절 질병 예방이 가능하다. The monitoring system 1 can monitor the movement and swelling of the knee joint to prevent accelerated exacerbation of knee arthritis. In addition, the monitoring system 1 detects excessive movement of the knee arthritis patient and provides early detection of knee joint movement mapping and swelling mapping through the array strain sensor, thereby preventing the patient's joint disease do.

본원의 일 실시예에 따르면, 모니터링 장치(10)는 환자의 신체 일부에 착용되어 해당 부위의 관절 상태 정보를 센싱할 수 있다. 일예로, 모니터링 장치(10)는 정전 용량 방식 혹은 저항 방식 어레이 스트레인 센서가 신축성 있는 물질로 구현되어 환자의 신체 일부에 착용되고, 해당 부위의 관절 상태 정보를 센싱할 수 있다. 여기서, 관절 상태 정보는, 관절의 움직임 및 관절의 붓기 정보를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the monitoring device 10 may be worn on a part of the patient's body to sense joint state information of the corresponding part. As an example, the monitoring device 10 may include a capacitive or resistive array strain sensor made of a stretchable material and worn on a part of the patient's body, and may sense joint state information of the corresponding part. Here, the joint state information may include joint motion and joint swelling information.

또한, 모니터링 장치(10)는 어레인 스트레인 센서를 포함하되, 어레이 스트레인 센서는 각각의 스트레인 센서부가, 예를 들어, 서펜타인 패턴 구조 또는 키리가미 패턴 구조의 전극으로 연결되어 있어 관절부의 움직임에 따른 센서의 움직임이 자유롭다. 또한 정전 용량 방식의 어레이 스트레인 센서는 관절부의 붓기를 감지해 관절 내 염증을 감지할 수 있다.In addition, the monitoring device 10 includes an array strain sensor, but the array strain sensor has each strain sensor unit, for example, a serpentine pattern structure or an electrode of a kirigami pattern structure. The movement of the sensor is free. In addition, the capacitive array strain sensor can detect joint inflammation by detecting joint swelling.

또한, 모니터링 장치(10)는 샌드위치처럼 구성된 각각의 마름모 전도성 직물의 사이에 배열된 포아송비가 높은 유전체가 신축하거나 수축하는 과정에서 위아래 전도성 직물에서 측정되는 정전용량 값을 매핑하여 초기 레퍼런스 값과 비교 분석한 데이터를 통해 관절의 움직임을 센싱할 수 있다. In addition, the monitoring device 10 maps the capacitance values measured in the upper and lower conductive fabrics in the process of stretching or contracting a dielectric with a high Poisson's ratio arranged between each rhombic conductive fabric configured like a sandwich, and compares and analyzes it with an initial reference value The movement of the joint can be sensed through one data.

또한, 모니터링 장치(10)는 환자의 관절의 상태 변화로 인해 유전체가 수축한 변화 값을 감지하여 관절 상태 정보를 센싱할 수 있다. 여기서, 유전체는 전기장 안에서 극성을 지니게 되는 절연체를 의미한다. 도체와 달리 유전체는 절연체이므로 전하가 통과하지 않지만 양전하에 대해서는 유전체의 음전하가, 음전하에 대해서는 유전체의 양전하가 늘어서게 되어 극성을 지니게 된다.Also, the monitoring device 10 may sense joint state information by detecting a change value of a dielectric contraction due to a change in the state of the patient's joint. Here, the dielectric means an insulator having a polarity in an electric field. Unlike conductors, dielectrics are insulators, so electric charges do not pass through them. However, for positive charges, negative charges of the dielectric form a line, and for negative charges, the positive charges of the dielectric form a line.

예시적으로, 모니터링 장치(10)는 환자의 관절의 움직임 또는 붓기로 인해 신축성 구조의 인장/수축에 따른 변화 값을 감지하여 관절 상태 정보를 센싱할 수 있다. 모니터링 장치(10)는 사용자가 일상생활, 재활 및 운동 등의 활동 과정을 통해 변화하는 관절의 움직임 및 관절의 붓기 정보를 센서를 통해 센싱할 수 있다.For example, the monitoring device 10 may sense joint state information by detecting a change value according to tension/contraction of the stretchable structure due to movement or swelling of the patient's joint. The monitoring device 10 may sense joint movement and joint swelling information that a user changes through an activity process such as daily life, rehabilitation, and exercise through a sensor.

본원의 일 실시예에 따르면, 분석 서버(20)는 관절 상태 정보를 기반으로 환자의 관절 움직임 및/또는 붓기를 분석할 수 있다. 또한, 분석 서버(20)는 관절 상태 정보가 미리 설정된 관절 상태 정보 기준값 이상인 경우, 사용자 단말(30)을 통해 알림 정보를 제공할 수 있다. 달리 말해, 분석 서버(20)는 모니터링 장치(10)로부터 수집된 관절 상태 정보를 고려하여 과도한 움직임 및 붓기가 발생 시에는 사용자 단말(30)을 통해 사용자에게 경고 알림 정보를 제공하고, 실시간 피드백 정보를 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the analysis server 20 may analyze the joint movement and/or swelling of the patient based on the joint state information. In addition, when the joint state information is equal to or greater than a preset joint state information reference value, the analysis server 20 may provide notification information through the user terminal 30 . In other words, the analysis server 20 provides warning notification information to the user through the user terminal 30 when excessive movement and swelling occur in consideration of the joint state information collected from the monitoring device 10, and real-time feedback information can provide

본원의 일 실시예에 따르면, 알림 정보는 소정의 시간 간격(예를 들어, 5초)으로 수집되는 관절 상태 정보가 미리 설정된 관절 상태 정보 기준값(역치값)인 경우, 생성되는 정보일 수 있다. 미리 설정된 관절 상태 정보의 기준값은 환자(사용자)에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 또한, 미리 설정된 관절 상태 정보는, 환자(사용자)의 질병 여부, 성별, 나이, 활동량 중 적어도 어느 하나를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 환자(사용자)가 슬관절염 환자인 경우, 일반인(비환자) 대비 낮은 기준값으로 설정될 수 있다. According to an embodiment of the present application, the notification information may be information generated when joint state information collected at a predetermined time interval (eg, 5 seconds) is a preset joint state information reference value (threshold value). The preset reference value of joint state information may be applied differently depending on the patient (user). In addition, the preset joint state information may be set in consideration of at least one of whether the patient (user) has a disease, gender, age, and activity amount. For example, when the patient (user) is a patient with knee arthritis, the reference value may be set lower than that of the general public (non-patient).

또한, 미리 설정된 관절 상태 정보 기준값은, 미리 설정된 시간 동안 환자가 모니터링 장치(10)를 이용한 활동 정보를 고려하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 분석 서버(20)는 사용자 단말(30)로 미리 설정된 관절 상태 정보 기준값을 생성하기 위한 특정 움직임(예를 들어, 1분 동안 걷기) 정보를 제공하고, 특정 움직임을 수행한 사용자의 관절 상태 정보를 모니터링 장치(10)로부터 수신할 수 있다. 분석 서버(20)는 수신된 사용자의 관절 상태 정보를 고려하여 미리 설정된 관절 상태 정보 기준값을 생성할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 일 실시예에 존재할 수 있다. Also, the preset joint state information reference value may be generated in consideration of activity information using the monitoring device 10 by the patient for a preset time. For example, the analysis server 20 provides specific movement (eg, walking for 1 minute) information for generating a preset joint state information reference value to the user terminal 30 , and Joint state information may be received from the monitoring device 10 . The analysis server 20 may generate a preset joint state information reference value in consideration of the received user's joint state information. However, the present invention is not limited thereto and may exist in various exemplary embodiments.

본원의 일 실시예에 따르면, 또한, 분석 서버(20)는 소정 시간 이상 수집된 관절 상태 정보를 기반으로 환자의 관절 패턴 정보를 분석할 수 있다. 관절 패턴 정보는, 소정의 시간(예를 들어, 1시간) 이상 수집된 관절 상태 정보를 고려하여 분석된 정보일 수 있다. 분석 서버(20)는 관절 상태 정보에 포함된 특정 움직임, 날씨, 환자의 피로도 정보 중 어느 하나를 고려하여 관절에 안 좋은 환자의 관절 패턴 정보를 분석할 수 있다. 일예로, 분석 서버(20)는 관절 상태 정보를 고려하여 환자가 보행시 사용하는 무릎 관절의 패턴 정보를 분석할 수 있다. 분석 서버(20)는 환자가 비정상적 보행을 수행하여 무릎 관절이 악화된 것으로 분석되면, 정상 보행을 수행하도록 피드백 정보를 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present application, also, the analysis server 20 may analyze the patient's joint pattern information based on the joint state information collected over a predetermined time. The joint pattern information may be information analyzed in consideration of joint state information collected over a predetermined time (eg, 1 hour). The analysis server 20 may analyze the joint pattern information of the patient having a bad joint in consideration of any one of specific movement, weather, and patient fatigue information included in the joint state information. For example, the analysis server 20 may analyze the pattern information of the knee joint used by the patient when walking in consideration of the joint state information. The analysis server 20 may provide feedback information to perform normal gait when it is analyzed that the knee joint is deteriorated by the patient performing abnormal gait.

본원의 일 실시예에 따르면, 분석 서버(20)는 병원 단말(미도시)과 네트워크를 통해 통신할 수 있다. 분석 서버(20)는 모니터링 장치(10)를 이용하여 수집된 관절 상태 정보를 병원 단말(미도시)로 제공할 수 있다. 또한, 분석 서버(20)는 분석된 환자의 관절 패턴 정보를 병원 단말(미도시)로 제공하고, 의사는 병원 단말(미도시)에 제공된 환자의 관절 상태 정보 및 관절 패턴 정보를 고려하여, 환자의 무릎의 재활 또는 무릎의 상태를 진단할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the analysis server 20 may communicate with a hospital terminal (not shown) through a network. The analysis server 20 may provide joint state information collected using the monitoring device 10 to a hospital terminal (not shown). In addition, the analysis server 20 provides the analyzed joint pattern information of the patient to the hospital terminal (not shown), and the doctor considers the joint state information and joint pattern information of the patient provided to the hospital terminal (not shown), the patient It can diagnose the rehabilitation of the knee or the condition of the knee.

본원의 일 실시예에 따르면, 사용자 단말(30)은 모니터링 장치(10) 및 분석 서버(20)와 무선 네트워크를 통해 통신할 수 있다. 사용자 단말(30)은 분석 서버(20)에서 수신되는 알림 정보 및 피드백 정보를 출력할 수 있다. 알림 정보 및 피드백 정보는, 시각, 청각 정보를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the user terminal 30 may communicate with the monitoring device 10 and the analysis server 20 through a wireless network. The user terminal 30 may output notification information and feedback information received from the analysis server 20 . The notification information and the feedback information may include visual and auditory information.

본원의 일 실시예에 따르면, 분석 서버(20)는 사용자 단말(30)로 관절 모니터링 분석 메뉴를 제공할 수 있다. 예를 들어, 분석 서버(20)가 제공하는 어플리케이션 프로그램을 사용자 단말(30)이 다운로드하여 설치하고, 설치된 어플리케이션을 통해 관절 모니터링 분석 메뉴가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present application, the analysis server 20 may provide a joint monitoring analysis menu to the user terminal 30 . For example, the user terminal 30 may download and install an application program provided by the analysis server 20 , and a joint monitoring analysis menu may be provided through the installed application.

분석 서버(20)는 사용자 단말(30)과 데이터, 콘텐츠, 각종 통신 신호를 네트워크를 통해 송수신하고, 데이터 저장 및 처리의 기능을 가지는 모든 종류의 서버, 단말, 또는 디바이스를 포함할 수 있다.The analysis server 20 transmits and receives data, content, and various communication signals to and from the user terminal 30 through a network, and may include all kinds of servers, terminals, or devices having functions of data storage and processing.

사용자 단말(30)은 네트워크를 통해 분석 서버(20)와 연동되는 디바이스로서, 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(Smart Pad), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스 등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치 및 데스크탑 컴퓨터, 스마트 TV와 같은 고정용 단말기일 수도 있다. The user terminal 30 is a device that interworks with the analysis server 20 through a network, for example, a smartphone, a smart pad, a tablet PC, a wearable device, etc. PCS (Personal Communication System), GSM (Global System for Mobile communication), PDC (Personal Digital Cellular), PHS (Personal Handyphone System), PDA (Personal Digital Assistant), IMT (International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA (Code Division Multiple Access)-2000, W - It may be all kinds of wireless communication devices such as CDMA (W-Code Division Multiple Access) and Wibro (Wireless Broadband Internet) terminals and fixed terminals such as desktop computers and smart TVs.

모니터링 장치(10), 분석 서버(20) 및 사용자 단말(30) 간의 정보 공유를 위한 네트워크의 일 예로는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 유무선 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, Wifi 네트워크, NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함될 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.As an example of a network for sharing information between the monitoring device 10, the analysis server 20 and the user terminal 30, a 3rd Generation Partnership Project (3GPP) network, a Long Term Evolution (LTE) network, a 5G network, a WIMAX (World) network Interoperability for Microwave Access Network, Wired and Wireless Internet, LAN (Local Area Network), Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network), PAN (Personal Area Network), Bluetooth Network, Wifi A network, a Near Field Communication (NFC) network, a satellite broadcasting network, an analog broadcasting network, a Digital Multimedia Broadcasting (DMB) network, etc. may be included, but are not limited thereto.

이하에서는, 모니터링 장치(10)를 도 2 내지 도 6을 통해 보다 자세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the monitoring device 10 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 6 .

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 모니터링 장치의 개략적인 구성도이다. 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 모니터링 장치의 스트레인 센서의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본원의 일 실시예에 따른 모니터링 장치의 서펜타인 구조의 전극으로 각 마름모 형태의 스트레인 센서가 연결된 어레이 스트레인 센서를 개략적으로 나타낸 도면이다. 2 is a schematic configuration diagram of a monitoring device according to an embodiment of the present application. 3 is a view for explaining the arrangement of the strain sensor of the monitoring device according to an embodiment of the present application. 4 is a diagram schematically illustrating an array strain sensor in which each rhombus-shaped strain sensor is connected to an electrode having a serpentine structure of a monitoring device according to an embodiment of the present application.

도 2를 참조하면, 모니터링 장치(10)는 절연성 기재(11), 센서부(12) 및 보호층(13)을 포함할 수 있다. 다만, 모니터링 장치(10)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. Referring to FIG. 2 , the monitoring device 10 may include an insulating substrate 11 , a sensor unit 12 , and a protective layer 13 . However, the configuration of the monitoring device 10 is not limited thereto.

본원의 일 실시예에 따르면, 절연성 기재(11)는 신축 가능한 것일 수 있다 .또한, 절연성 기재(11)는 신축 가능한 소재로 환자의 관절 부위에 밀착되어 착용될 수 있다. 절연성 기재(11)는 신축성을 가지는 등 형태의 변화가 자유로운 재질로 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present application, the insulating substrate 11 may be stretchable. In addition, the insulating substrate 11 is a stretchable material and may be worn in close contact with a patient's joint area. The insulating substrate 11 may be formed of a material that is flexible in shape and the like.

절연성 기재(11)는 PET(Polyethylene terephthalate, 영률: 1 ~ 5 GPa), PU(Polyurethane, 영률: 0.3 ~ 150 MPa), PUA(Polyurethane acrylate, 영률: 0.3 ~ 1.5 GPa), PI(Polyimide, 영률: 1 ~ 8 GPa), PEN(Polyethylene naphthalate, 영률: 2 ~ 8 GPa), 에폭시 레진, PDMS(Polydimethylsiloxane, 영률: 0.1 ~ 1 MPa), 폴리에스테르(영률: 3.5 ~ 5 GPa), PTFE(Polytetrafluoroethylene, 영률: 0.2 ~ 3 GPa), LDPE(Low-density polyethylene, 영률: 0.1 ~ 0.6 GPa), HDPE(High-density polyethylene, 영률: 0.8 ~ 1.1 GPa), 실리콘 고무(silicone rubber, 영률: 5kPa ~ 2MPa), ®Ecoflex(바스프 사, 영률: 5 ~ 60 kPa), 폴리프로필렌(Polypropylene, 영률: 0.5 ~ 3 GPa), 폴리스티렌(Polystyrene, 영률: 2 ~ 4 GPa) 및 이들의 복합체로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있다. The insulating substrate 11 is PET (Polyethylene terephthalate, Young's modulus: 1 to 5 GPa), PU (Polyurethane, Young's modulus: 0.3 to 150 MPa), PUA (Polyurethane acrylate, Young's modulus: 0.3 to 1.5 GPa), PI (Polyimide, Young's modulus: 0.3 to 1.5 GPa) 1 to 8 GPa), PEN (Polyethylene naphthalate, Young's modulus: 2 to 8 GPa), epoxy resin, PDMS (Polydimethylsiloxane, Young's modulus: 0.1 to 1 MPa), polyester (Young's modulus: 3.5 to 5 GPa), PTFE (Polytetrafluoroethylene, Young's modulus) : 0.2 ~ 3 GPa), LDPE (Low-density polyethylene, Young's modulus: 0.1 ~ 0.6 GPa), HDPE (High-density polyethylene, Young's modulus: 0.8 ~ 1.1 GPa), silicone rubber (Young's modulus: 5kPa ~ 2MPa), ® Ecoflex (BASF, Young's modulus: 5 to 60 kPa), polypropylene (Polypropylene, Young's modulus: 0.5 to 3 GPa), polystyrene (Young's modulus: 2 to 4 GPa) and composites thereof. can

일예로, 도 2를 참조하면, 절연성 기재(11)는 환자의 무릎에 착용 가능한 무릎 브레이스(keee brace, 무릎 보호대) 형태로 형성될 수 있다. 다만, 절연성 기재(11)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 환자의 손목에 착용될 경우, 손목 브레이스(wrist brace, 손목 보호대) 형태, 환자의 팔꿈치에 착용될 경우, 팔꿈치 브레이스 형태로 형성될 수 있으며, 사용자의 관절에 대응하여 다양한 형태로 형성될 수 있다. For example, referring to FIG. 2 , the insulating substrate 11 may be formed in the form of a knee brace that can be worn on the patient's knee. However, the shape of the insulating substrate 11 is not limited thereto, and when worn on the patient's wrist, it can be formed in the form of a wrist brace (wrist brace), or in the form of an elbow brace when worn on the elbow of the patient. and may be formed in various shapes to correspond to the user's joints.

본원의 일 실시예에 따르면, 센서부(12)는 절연성 기재(11) 상에 배치될 수 있다. 센서부(12)는 신축성 구조를 가지며, 환자의 피부에 부착되어 근전도 등의 생체 데이터를 측정할 수 있다. 이때, 피부에 부착한 후 땀 또는 습기에 의해 센서부(12)가 오작동할 수 있으며, 이러한 현상을 방지하기 위해 절연성 기재(11)는 땀이 배출될 수 있도록 다공성 구조를 가지면서, 피부에 접착(밀착)되는 성질을 가질 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present application, the sensor unit 12 may be disposed on the insulating substrate 11 . The sensor unit 12 has a stretchable structure and is attached to the skin of a patient to measure biometric data such as an electromyogram. At this time, after attaching to the skin, the sensor unit 12 may malfunction due to sweat or moisture. It may have the property of being (adherent).

본원의 일 실시예에 따르면, 센서부(12)는 절연성 기재(11)의 단면 또는 양면에 배치될 수 있다. 일예로, 센서부(12)가 절연성 기재(11)의 단면에 배치되는 경우, 저항 방식의 스트레인 센서로서 작용할 수 있다. 반면, 센서부(12)가 절연성 기재(11)의 양면에 배치되는 경우, 정전용량 방식의 스트레인 센서로서 작용할 수 있다. 일예로, 도 2를 참조하면, 센서부(12)가 절연성 기재(11)상에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 센서부(12)는 절연성 기재(11)의 단면 또는 양면에 배치될 수 있다. According to an embodiment of the present application, the sensor unit 12 may be disposed on one side or both sides of the insulating substrate 11 . For example, when the sensor unit 12 is disposed on the cross-section of the insulating substrate 11 , it may act as a resistance type strain sensor. On the other hand, when the sensor unit 12 is disposed on both surfaces of the insulating substrate 11 , it may act as a capacitive strain sensor. For example, referring to FIG. 2 , although the sensor unit 12 is illustrated as being disposed on the insulating substrate 11 , the present invention is not limited thereto, and the sensor unit 12 is disposed on one or both sides of the insulating substrate 11 . can be placed.

예시적으로 도 3의 (a)를 참조하면, 센서부(12)는 절연성 기재(11)의 양면에 배치될 수 있다. 도 3의 (a)를 참조하면, 센서부(12)는 절연성 기재(11)의 양면에 배치되어 샌드위치 형상으로 구성되어 각각의 마름모 전도성 직물의 사이에 배열된 포아송비가 높은 유전체가 신축하거나 수축하는 과정에서 위아래 전도성 직물에서 측정되는 정전용량 방식으로 관절의 상태 정보를 센싱할 수 있다. Exemplarily referring to FIG. 3A , the sensor unit 12 may be disposed on both surfaces of the insulating substrate 11 . Referring to FIG. 3 (a), the sensor unit 12 is disposed on both sides of the insulating substrate 11 and configured in a sandwich shape so that a dielectric with a high Poisson's ratio arranged between each rhombus conductive fabric expands or contracts. In the process, the joint state information can be sensed by the capacitive method measured in the upper and lower conductive fabrics.

또한, 도 3의 (b)를 참조하면, 센서부(12)는 절연성 기재(11)의 단면에 배치될 수 있다. 도 3의 (b)를 참조하면, 센서부(12)는 절연성 기재(11)의 상에 배치되어, 관절의 붓기로 인해 유전체가 수축하는 변화를 감지한 어레이 센서를 통해 관절의 상태 정보를 센싱할 수 있다. Also, referring to FIG. 3B , the sensor unit 12 may be disposed on a cross-section of the insulating substrate 11 . Referring to FIG. 3 ( b ), the sensor unit 12 is disposed on the insulating substrate 11 , and senses joint state information through an array sensor that senses a change in dielectric contraction due to joint swelling. can do.

본원의 일 실시예에 따르면, 센서부(12)는 다수의 전도성 직물 픽셀(121)들을 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 전도성 직물 픽셀(121)들의 모서리가 신축성 구조를 가지는 전극(122)들에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. According to an embodiment of the present application, the sensor unit 12 may include a plurality of conductive textile pixels 121 . Referring to FIG. 4 , edges of the conductive textile pixels 121 may be electrically connected to each other by electrodes 122 having a stretchable structure.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 전도성 직물은 금속, 탄소, 요드 등 전도성 물질을 포함시키거나 직물에 금속섬유를 섞어서 제작한 전도성 직물을 포함할 수 있다. 또한, 전도성 직물은 금속 섬유, 탄소 섬유, 요드활성탄 섬유, 금속 피복 유기섬유, 도전성 수지 피복 유기섬유, 동심원상 복합섬유, 금속 화합물 표층함유 섬유, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 직물을 포함할 수 있다. 예시적으로, 금속 섬유는 일본 精線의 ®Brauswick, ®Brausmet를 포함할 수 있다. 탄소 섬유는, Toray의 ®토루카를 포함할 수 있다. 활성탄 섬유는, Kuraray®쿠쿠를 포함할 수 있다. 금속 피복 유기섬유는, Kuraray의 ®세루멧구, Rohm & Haars의 ®X-static를 포함할 수 있다. 도전성 수지피복 유기섬유는, Teijin의 ®메다리온을 포함할 수 있다. 동심원상 복합섬유는, ICI 의 ®Epitoropic Fiber을 포함할 수 있다. 금속 화합물 표층함유 섬유는, Rhone Poulene의 ®Nylfrance를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present application, the conductive fabric may include a conductive fabric manufactured by including a conductive material such as metal, carbon, iodine, or mixing metal fibers with the fabric. In addition, the conductive fabric includes a fabric selected from the group consisting of metal fiber, carbon fiber, iodine activated carbon fiber, metal-coated organic fiber, conductive resin-coated organic fiber, concentric composite fiber, metal compound surface layer-containing fiber, and combinations thereof. can do. Illustratively, the metal fiber may include ® Brauswick, ® Brausmet of Japanese braid. Carbon fibers may include Toray's ® toruka. Activated carbon fibers may include Kuraray ® Cuckoo. Metal-clad organic fibers can include ® Serumetgu from Kuraray and ® X-static from Rohm & Haars. Conductive resin-coated organic fibers may include Teijin ® medarion. Concentric composite fibers may include ® Epitoropic Fibers from ICI. The metal compound surface layer-containing fiber may include ® Nylfrance from Rhone Poulene.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 전극은 Ti, Au, Pt, Ag, Cu 등 단일 메탈 전극 뿐만 아니라 Ag nanowire, CNT 금속 나노 물질 및 PEDOT:PS와 같은 전도성 폴리머도 포함할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 신축성 구조는 서펜타인 패턴(serpentine pattern) 및/또는 키리가미 패턴을 포함할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 전극은, 나노 입자, 나노 섬유, 나노 와이어, 나노 튜브 등 다양한 형상으로 존재할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the electrode may include not only a single metal electrode such as Ti, Au, Pt, Ag, Cu, etc., but also a conductive polymer such as Ag nanowire, CNT metal nanomaterial, and PEDOT:PS. According to an embodiment of the present disclosure, the stretchable structure may include a serpentine pattern and/or a kirigami pattern. According to an embodiment of the present application, the electrode may exist in various shapes such as nanoparticles, nanofibers, nanowires, and nanotubes.

본원의 일 실시예에 따르면, 신축성 구조는 서펜타인 패턴(serpentine pattern) 및/또는 키리가미 패턴을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the stretchable structure may include a serpentine pattern and/or a kirigami pattern.

본원에 따른 서펜타인 패턴은 뱀과 같이 구불구불한 형태를 의미하고, 본원에 따른 키리가미 패턴은 종이를 접고 자르면 대칭성을 갖듯이, 입체 형상을 갖도록 형성된 패턴을 의미한다.The serpentine pattern according to the present application means a serpentine shape like a snake, and the kirigami pattern according to the present application means a pattern formed to have a three-dimensional shape, such as having symmetry when folded and cut paper.

센서부(12)는 서펜타인 패턴을 통해 2D 방향 또는 3D 방향으로 신축될 수 있고, 키리가미 패턴을 통해 면에 수직한 방향으로 신축될 수 있기 때문에, 센서부(12)가 신축성을 가질수 있다.Since the sensor unit 12 can be stretched in a 2D direction or a 3D direction through a serpentine pattern and can be stretched in a direction perpendicular to a surface through a kirigami pattern, the sensor unit 12 can have elasticity. .

예시적으로 도 4를 참조하면, 센서부(12)는 복수의 마름모꼴의 전도성 직물 픽셀(121)을 포함할 수 있다. 또한, 센서부(12)는 포아송비가 높은 물질이며 신축성이 우수한(예를 들어, Ecoflex) 물질의 바코터를 이용한 매우 얇은 필름층(123)을 포함할 수 있다. 센서부(12)는 포아송비가 높은 필름층(123)의 상층부 및 하층부에 마름모꼴의 전도성 직물 픽셀(121)을 이용하여 스트레인 센서를 필요한 만큼(예를 들어, 절연성 기재의 크기를 고려하여) 도 4와 같이 배열할 수 있다. 여기서, 전도성 직물 픽셀(121)은 정전용량 방식의 경우 필름층(123)의 양면에 배열되고, 저항 방식의 경우 필름층(123)의 단면에 배열될 수 있다. 전도성 직물 픽셀(121)의 와이어부(미도시)는 Ti/Au (티타늄 골드)가 증착된 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 서펜타인 구조로 패터닝해 cutting한 후 도 4와 같이 전도성 직물 픽셀(121)을 연결할 수 있다. For example, referring to FIG. 4 , the sensor unit 12 may include a plurality of rhombic conductive textile pixels 121 . In addition, the sensor unit 12 may include a very thin film layer 123 using a bar coater made of a material having a high Poisson's ratio and excellent elasticity (eg, Ecoflex). The sensor unit 12 uses a rhombic conductive fabric pixel 121 in the upper and lower layers of the film layer 123 having a high Poisson's ratio to install the strain sensor as needed (for example, considering the size of the insulating substrate). can be arranged as Here, the conductive textile pixels 121 may be arranged on both sides of the film layer 123 in the case of the capacitive method, and may be arranged on the end surface of the film layer 123 in the case of the resistive method. The wire portion (not shown) of the conductive fabric pixel 121 is cut by patterning PET (polyethylene terephthalate) on which Ti/Au (titanium gold) is deposited into a serpentine structure, and then cutting the conductive fabric pixel 121 as shown in FIG. 4 . ) can be connected.

본원의 일 실시예에 따르면, 센서부(12)는 샌드위치처럼 구성된 각각의 마름모 전도성 직물 픽셀(121)의 사이에 배열된 포아송비가 높은 유전체가 신축하거나 수축하는 과정에서 위아래 전도성 직물에서 측정되는 정전용량 값을 매핑하여 초기 레퍼런스 값과 비교 분석 데이터를 매핑해 무릎 움직임을 센싱할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the sensor unit 12 has a capacitance measured in the upper and lower conductive fabrics in the process of stretching or contracting a dielectric with a high Poisson's ratio arranged between each rhombic conductive fabric pixel 121 configured like a sandwich. By mapping the value, the knee movement can be sensed by mapping the initial reference value and comparative analysis data.

또한, 센서부(12)는 관절의 붓기로 인해 전도성 직물 픽셀(121)과 전도성 직물 픽셀(121) 사이의 유전체가 수축하게 되면 이를 감지한 어레이 센서를 통해 무릎의 붓기를 센싱할 수 있다. Also, when the dielectric between the conductive textile pixel 121 and the conductive textile pixel 121 contracts due to joint swelling, the sensor unit 12 may sense swelling of the knee through an array sensor that senses this.

본원의 일 실시예에 따르면, 보호층(13)은 센서부(12) 상에 배치될 수 있다. According to an embodiment of the present application, the protective layer 13 may be disposed on the sensor unit 12 .

도 2를 참조하면, 보호층(13)은 센서부(12)의 신체 직접 노출에 의한 노이즈의 생성을 방지하고, 외부의 수분, 공기, 이물질로부터 센서부(12)를 보호하기 위한 것이다.Referring to FIG. 2 , the protective layer 13 is to prevent the generation of noise due to direct exposure of the sensor unit 12 to the body, and to protect the sensor unit 12 from external moisture, air, and foreign substances.

본원의 일 구현예에 따르면, 보호층(13)은 PET(polyethylene terephthalate), PDMS(polydimethylsulfone), 실리콘 고무(silicone rubber), PEN(Polyethylene Naphthalate), PP(polypropylene), PES(polyethersulfone), PVC(polyvinylchloride), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the protective layer 13 is PET (polyethylene terephthalate), PDMS (polydimethylsulfone), silicone rubber (silicone rubber), PEN (Polyethylene Naphthalate), PP (polypropylene), PES (polyethersulfone), PVC ( polyvinylchloride), and may include one selected from the group consisting of combinations thereof, but is not limited thereto.

본원의 일 실시예에 따르면, 보호층(13)의 일 영역에는, 센서부(12)에서 수집된 센싱 정보(관절 상태 정보)를 분석 서버(20)로 송신하기 위한 무선 통신 모듈부(미도시)를 구비할 수 있다. According to an embodiment of the present application, in one area of the protective layer 13, a wireless communication module unit (not shown) for transmitting the sensing information (joint state information) collected by the sensor unit 12 to the analysis server 20 . ) can be provided.

도 5는 본원의 일 실시예에 따른 좌우 인장을 가해준 형태의 직사각형 패턴의 어레이 센서 프로토타입을 나타낸 도면이다. 5 is a diagram illustrating a prototype of an array sensor having a rectangular pattern in the form of applying left and right tension according to an embodiment of the present application.

도 5의 (a)는 인장을 가하기 이전의 초기의 직사각형 패턴의 어레이 센서의 사진이고, 도 5의 (b)는 신축성 센서에 힘을 가해 늘려주어 변형시킨 직사각형 패턴의 어레이 센서의 사진이다. Figure 5 (a) is a photograph of the array sensor of the initial rectangular pattern before the application of tension, and Figure 5 (b) is a photograph of the array sensor of the rectangular pattern that is deformed by applying force to the stretchable sensor.

도 6은 본원의 일 실시예에 따른 모니터링 장치의 스트레인 센서 인장에 따른 정전용량 변화 분석 그래프를 나타낸 도면이다.6 is a view showing an analysis graph of the capacitance change according to the strain sensor tension of the monitoring device according to an embodiment of the present application.

도 6을 참조하면, 상기 신축성 센서에 힘을 가해 늘려주어도 응력-변형 선도가 선형적으로 움직이며 최소 35% 이상 늘어날 수 있음을 확인할 수 있다. 즉 최소 35%의 탄성 영역을 가진다.Referring to FIG. 6 , it can be seen that the stress-strain diagram moves linearly and can be stretched by at least 35% even when the stretchable sensor is stretched by applying a force. That is, it has an elastic area of at least 35%.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.Hereinafter, based on the details described above, the operation flow of the present application will be briefly reviewed.

도 7은 본원의 일 실시예에 따른 모니터링 방법에 대한 동작 흐름도이다.7 is an operation flowchart of a monitoring method according to an embodiment of the present application.

도 7에 도시된 모니터링 방법은 앞서 설명된 모니터링 시스템(1)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 모니터링 시스템(1)에 대하여 설명된 내용은 모니터링 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The monitoring method shown in FIG. 7 may be performed by the monitoring system 1 described above. Therefore, even if omitted below, the description of the monitoring system 1 may be equally applied to the description of the monitoring method.

단계 S110에서, 환자(사용자)는 모니터링 장치(10)를 환자의 관절에 부착할 수 있다. In step S110, the patient (user) may attach the monitoring device 10 to the patient's joint.

단계 S120에서, 모니터링 시스템(1)은 모니터링 장치(10)를 통해 관절의 움직임 및/또는 붓기를 분석할 수 있다. In step S120 , the monitoring system 1 may analyze the movement and/or swelling of the joint through the monitoring device 10 .

상술한 설명에서, 단계 S110 내지 S120은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S110 to S120 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present application. In addition, some steps may be omitted if necessary, and the order between the steps may be changed.

본원의 일 실시 예에 따른 ~방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The ~ method according to an embodiment of the present application may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

또한, 전술한 모니터링 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the above-described monitoring method may be implemented in the form of a computer program or application executed by a computer stored in a recording medium.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 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.The above description of the present application is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present application pertains will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present application.

1: 모니터링 시스템
10: 모니터링 장치
11: 절연성 기재
12: 센서부
13: 보호층
20: 분석 서버
30: 사용자 단말1: Monitoring system
10: monitoring device
11: insulating substrate
12: sensor unit
13: protective layer
20: analysis server
30: user terminal

Claims (16)

절연성 기재; 및
상기 절연성 기재 상에 배치되고, 다수의 전도성 직물 픽셀들을 포함하는 센서부; 및
상기 센서부 상에 배치되는 보호층,
을 포함하고,
상기 전도성 직물 픽셀들의 모서리가 신축성 구조를 가지는 전극들에 의해 전기적으로 연결된 것이되,
상기 보호층은, 상기 센서부에서 수집된 관절 상태 정보를 분석 서버로 송신하기 위한 무선 통신 모듈부를 구비하고,
상기 분석 서버는, 상기 관절 상태 정보가 미리 설정된 관절 상태 정보 기준값 이상인 경우, 사용자 단말을 통해 알림 정보를 제공하고,
상기 관절 상태 정보는, 관절의 움직임 및 관절의 붓기 정보를 포함하고,
상기 관절 상태 정보 기준값은, 사용자의 질병 여부, 성별, 나이, 활동량 중 적어도 어느 하나를 고려하여 사용자에 따라 상이하게 적용되되, 상기 사용자가 미리 설정된 시간 동안 모니터링 장치를 이용하여 소정의 움직임을 수행한 활동 정보를 반영하여 생성되는 것인,
모니터링 장치.
insulating substrate; and
a sensor unit disposed on the insulating substrate and including a plurality of conductive textile pixels; and
a protective layer disposed on the sensor unit;
including,
The edges of the conductive fabric pixels are electrically connected by electrodes having a stretchable structure,
The protective layer includes a wireless communication module unit for transmitting the joint state information collected by the sensor unit to the analysis server,
The analysis server, when the joint state information is greater than or equal to a preset joint state information reference value, provides notification information through the user terminal,
The joint state information includes joint motion and joint swelling information,
The joint state information reference value is applied differently depending on the user in consideration of at least one of the user's disease status, gender, age, and activity amount, and the user performs a predetermined movement using a monitoring device for a preset time. which is generated by reflecting activity information,
monitoring device.
 제 1 항에 있어서,
상기 센서부는 상기 절연성 기재의 단면 또는 양면에 배치된 것인, 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The sensor unit will be disposed on one side or both sides of the insulating substrate, monitoring device.
 제2항에 있어서,
상기 센서부가 상기 절연성 기재의 단면에 배치되어 저항 방식의 스트레인 센서로서 작용하는 것인, 모니터링 장치.
3. The method of claim 2,
The sensor unit is disposed on the cross section of the insulating substrate to act as a resistance type strain sensor, monitoring device.
 제2항에 있어서,
상기 센서부가 상기 절연성 기재의 양면에 배치되어 정전용량 방식의 스트레인 센서로서 작용하는 것인, 모니터링 장치.
3. The method of claim 2,
The sensor unit is disposed on both sides of the insulating substrate to act as a capacitive strain sensor, monitoring device.
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 절연성 기재는 신축 가능한 것인, 모니터링 장치.
The method of claim 1,
Wherein the insulating substrate is stretchable, monitoring device.
 제 1 항에 있어서,
상기 절연성 기재는 PET(Polyethylene terephthalate), PU(Polyurethane), PUA(Polyurethane acrylate), PI(Polyimide), PEN(Polyethylene naphthalate), 에폭시 레진, PDMS(Polydimethylsiloxane), 폴리에스테르(Polyester), PTFE(Polytetrafluoroethylene), LDPE(Low-density polyethylene), HDPE(High-density polyethylene), 실리콘 고무(silicone rubbe), 폴리프로필렌(Polypropylene) 폴리스티렌(Polystyrene) 및 이들의 복합체로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것인, 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The insulating substrate is PET (Polyethylene terephthalate), PU (Polyurethane), PUA (Polyurethane acrylate), PI (Polyimide), PEN (Polyethylene naphthalate), epoxy resin, PDMS (Polydimethylsiloxane), polyester (Polyester), PTFE (Polytetrafluoroethylene) , LDPE (Low-density polyethylene), HDPE (High-density polyethylene), silicone rubber (silicone rubbe), polypropylene (Polypropylene) will include one selected from the group consisting of polystyrene and composites thereof, monitoring device .
 제 1 항에 있어서,
상기 신축성 구조는 서펜타인 패턴(serpentine pattern) 및/또는 키리가미 패턴을 포함하는 것인, 모니터링 장치.
The method of claim 1,
wherein the stretchable structure comprises a serpentine pattern and/or a kirigami pattern.
 제 1 항에 있어서,
상기 전극은 Ti, Au, Pt, Ag, CNT, PEDOT:PSS 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것인, 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The electrode is selected from the group consisting of Ti, Au, Pt, Ag, CNT, PEDOT:PSS, and combinations thereof, monitoring device.
 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 직물은 금속 섬유, 탄소 섬유, 활성탄 섬유, 금속 피복 유기섬유, 도전성 수지 피복 유기섬유, 동심원상 복합섬유, 금속 화합물 표층함유 섬유 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 섬유를 포함하는 것인, 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The conductive fabric comprises a fiber selected from the group consisting of metal fibers, carbon fibers, activated carbon fibers, metal-coated organic fibers, conductive resin-coated organic fibers, concentric composite fibers, metal compound surface layer-containing fibers, and combinations thereof. , monitoring devices.
 환자의 신체 일부에 착용되어 해당 부위의 관절 상태 정보를 센싱하는 모니터링 장치; 및
상기 관절 상태 정보를 기반으로 환자의 관절 움직임 및/또는 붓기를 분석하는 분석 서버,
를 포함하되,
상기 모니터링 장치는 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 모니터링 장치를 포함하는 것이고, 무선 통신 모듈부를 통해 센서부에서 수집된 상기 관절 상태 정보를 상기 분석 서버로 송신하는 것이되,
상기 분석 서버는, 상기 관절 상태 정보가 미리 설정된 관절 상태 정보 기준값 이상인 경우, 사용자 단말을 통해 알림 정보를 제공하고,
상기 관절 상태 정보는, 관절의 움직임 및 관절의 붓기 정보를 포함하고,
상기 관절 상태 정보 기준값은, 사용자의 질병 여부, 성별, 나이, 활동량 중 적어도 어느 하나를 고려하여 사용자에 따라 상이하게 적용되되, 상기 사용자가 미리 설정된 시간 동안 모니터링 장치를 이용하여 소정의 움직임을 수행한 활동 정보를 반영하여 생성되는 것인,
모니터링 시스템.
a monitoring device that is worn on a part of the patient's body and senses joint state information of the corresponding part; and
An analysis server that analyzes the patient's joint movement and / or swelling based on the joint state information,
including,
The monitoring device is to include a monitoring device according to any one of claims 1 to 4, 6 to 10, and the analysis server for the joint state information collected from the sensor unit through the wireless communication module unit to be sent by
The analysis server, when the joint state information is greater than or equal to a preset joint state information reference value, provides notification information through the user terminal,
The joint state information includes joint motion and joint swelling information,
The joint state information reference value is applied differently depending on the user in consideration of at least one of the user's disease status, gender, age, and activity amount, and the user performs a predetermined movement using a monitoring device for a preset time. which is generated by reflecting activity information,
monitoring system.
 제11항에 있어서,
상기 모니터링 장치는,
환자의 관절의 상태 변화로 인해 상기 전도성 직물 픽셀의 사이에 배열된 유전체가 수축한 변화 값을 감지하여 상기 관절 상태 정보를 센싱하는 것인, 모니터링 시스템.
12. The method of claim 11,
The monitoring device is
The monitoring system that senses the joint state information by detecting a change value of a dielectric arranged between the conductive fabric pixels due to a change in the state of the patient's joint.
 제11항에 있어서,
상기 사용자 단말은,
상기 모니터링 장치 및 분석 서버와 무선 네트워크로 통신 가능한 것인, 모니터링 시스템.
12. The method of claim 11,
The user terminal is
A monitoring system that is capable of communicating with the monitoring device and the analysis server over a wireless network.
 제13항에 있어서,
상기 분석 서버는,
상기 관절 상태 정보가 미리 설정된 관절 상태 정보 기준값 이상인 경우, 상기 사용자 단말을 통해 피드백 정보를 제공하는 것인, 모니터링 시스템.
14. The method of claim 13,
The analysis server,
When the joint state information is greater than or equal to a preset joint state information reference value, feedback information is provided through the user terminal, a monitoring system.
 제11항에 있어서,
상기 분석 서버는,
소정 시간 이상 수집된 상기 관절 상태 정보를 기반으로 환자의 관절 패턴 정보를 분석하는 모니터링 시스템.
12. The method of claim 11,
The analysis server,
A monitoring system that analyzes the patient's joint pattern information based on the joint state information collected over a predetermined time.
 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 모니터링 장치를 환자의 관절에 부착하는 단계; 및
상기 모니터링 장치를 통해 상기 관절의 움직임 및/또는 붓기를 분석하는 단계
를 포함하는,
모니터링 방법.
Attaching the monitoring device according to any one of claims 1 to 4, 6 to 10 to the patient's joint; and
Analyzing the movement and/or swelling of the joint through the monitoring device
containing,
monitoring method.
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