KR102478651B1 - 생체 신호 분석 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

생체 신호 분석 장치 및 방법이 개시된다.
개시된 생체 신호 분석 장치는 독립적으로 분리된 기기로부터 생체 정보를 획득하는 장치로서, 피검체의 제1 생체 신호를 검출한 기기로부터 제1 생체 신호를 전송받는 통신부와, 피검체로부터 제2 생체 신호를 검출하는 적어도 하나의 생체 신호 검출기를 포함하고, 상기 제1 생체 신호와 제2 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득할 수 있다.

Description

생체 신호 분석 장치 및 방법{System and method for analyzing signal of living body}
예시적인 실시예는 서로 독립적인 장치에서 검출된 생체 신호로부터 생체 정보를 획득하는 생체 신호 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.
의학의 발달로 사람들의 평균 수명이 점점 증가되고 있다. 평균 수명이 증가되는 데에는 의학의 발달뿐만 아니라, 사람들의 건강에 대한 관심 증가 및 관리 증가도 한 몫을 하고 있다.
건강을 체크할 수 있는 의료 기기들도 많이 개발되어, 사람들이 병원에 가지 않고도 본인이 직접 건강을 체크할 수 있는 경우가 많다. 이에 따라, 다양한 종류의 생체 신호 분석 장치들이 개발되고 있다. 피검자가 휴대하고 다니는 기기에 헬스 케어용 장치를 결합한 것들이 개발되고 있다.
맥파와 같은 생체 신호를 검출하는 방법은 크게 침습적(invasive)인 방식과 비침습적(noninvasive)인 방식으로 구분할 수 있다. 최근에는, 피검자의 통증을 발생시키지 않으며 간단하게 맥파를 검출할 수 있는 비침습적 방식이 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.
선행 문헌으로는 등록특허 10-1038432호가 있다.
예시적인 실시예는 독립적으로 분리된 기기들로부터 검출된 생체 신호를 분석하는 장치를 제공한다.
예시적인 실시예는 독립적으로 분리된 기기들로부터 검출된 생체 신호를 분석하는 방법을 제공한다.
예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치는,
피검체의 제1 생체 신호를 검출한 기기로부터 상기 제1 생체 신호를 전송받는 통신부;
상기 기기와 동기 신호를 송수신하는 싱크로나이저;
상기 동기 신호에 따라 상기 피검체로부터 제2 생체 신호를 검출하는 적어도 하나의 생체 신호 검출기; 및
상기 제1 생체 신호와 제2 생체 신호 사이의 정보를 획득하고, 상기 정보와 상관 관계를 가지는 생체 정보를 획득하는 프로세서;를 포함할 수 있다.
상기 통신부는 유선 또는 무선으로 통신 가능하다.
상기 생체 신호 분석 장치는 상기 기기와 이종의 장치일 수 있다.
상기 생체 신호 분석 장치는 피검체가 휴대 가능한 모바일 장치 또는 피검체가 착용 가능한 모바일 장치를 포함하고, 상기 기기는 생체 신호 분석 장치와 독립적인 장치를 포함할 수 있다.
상기 생체 신호 분석 장치는 스마트 폰 또는 스마트 워치를 포함할 수 있다.
상기 제1생체 신호와 제2생체 신호가 맥파 신호를 포함할 수 있다.
상기 정보가 맥파 신호 전달 속도를 포함할 수 있다.
상기 생체 정보는 혈압 정보, 혈관 탄성도 정보, 혈액 점성도 정보, 동맥 경화도 정보, 혈류 속도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 생체 신호 검출기 중 피검체에 접촉하는 것이 복수 개인 경우, 접촉된 복수 개의 생체 신호 검출기 중 하나가 선택되어 생체 신호가 검출되도록 제어하는 생체 신호 선택부를 더 포함할 수 있다.
상기 획득된 생체 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 메모리는 상기 저장된 생체 정보로부터 피검체의 평균적인 생체 정보 범위를 계산하여 저장할 수 있다.
상기 생체 신호 분석 장치는 새롭게 획득된 생체 정보가 상기 평균적인 생체 정보 범위를 벗어날 때 사용자에게 알려주는 알람부를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제1 생체 신호의 피크점과 제2 생체 신호의 피크점에 대응하는 두 지점 사이의 맥파 전달 시간을 획득할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치는,
피검체로부터 생체 신호를 검출하는 적어도 하나의 생체 신호 검출기;
상기 생체 신호 또는 생체 신호를 처리한 데이터를 다른 기기에 전송하는 통신부; 및
상기 다른 기기의 생체 신호 검출기와 동기를 맞추는 싱크로나이저;를 포함할 수 있다.
상기 생체 신호 분석 장치는 상기 기기와 독립적으로 분리된 장치일 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치는,
피검체로부터 제1 생체 신호를 검출하는 적어도 하나의 제1 생체 신호 검출기, 제1 동기 신호 발생기, 및 생체 신호를 처리하여 생체 정보를 획득하는 제1 프로세서를 포함하는 제1 장치; 및
상기 제1 동기 신호 발생기로부터의 동기 신호를 수신하는 제1 동기 신호 수신기, 상기 동기 신호에 따라 상기 피검체로부터 제2 생체 신호를 검출하는 적어도 하나의 제2 생체 신호 검출기, 및 상기 제2 생체 신호를 상기 제1 프로세서에 전송하는 제1 통신부를 포함하는 제2 장치;를 포함하고,
상기 제1 장치 및 제2 장치가 독립적으로 분리되어 있으며, 상기 제1 생체 신호와 제2 생체 신호 사이의 정보와 상기 생체 정보가 상관 관계를 가질 수 있다.
상기 제1 장치가 제2 수신기, 제2 통신부를 더 포함하고, 상기 제2 장치가 제2 동기 신호 발생기 및 제2 프로세서를 더 포함하고, 상기 제1 장치 및 제2 장치중 적어도 하나가 제1 프로세서와 제2 프로세서 중 신호 처리를 수행하는 마스터 프로세서를 선택하는 마스터 설정부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1장치와 제2장치는 이종의 휴대 장치일 수 있다.
상기 제1장치와 제2장치 중 적어도 하나가 웨어러블 모바일 장치를 포함할 수 있다.
상기 제1 장치는 피검체가 휴대 가능한 모바일 장치를 포함하고, 제2 장치는 피검체가 착용 가능한 모바일 장치를 포함할 수 있다.
상기 제1장치는, 상기 적어도 하나의 제1 생체 신호 검출기 중 피검체에 접촉하는 것이 복수 개인 경우, 접촉된 복수 개의 제1 생체 신호 검출기 중 하나가 선택되어 제1 생체 신호가 검출되도록 제어하는 제1 생체 신호 선택부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2장치는, 상기 적어도 하나의 제2 생체 신호 검출기 중 피검체에 접촉하는 것이 복수 개인 경우, 접촉된 복수 개의 제2 생체 신호 검출기 중 하나가 선택되어 제2 생체 신호가 검출되도록 제어하는 제2 생체 신호 선택부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 독립적으로 분리된 제1장치 및 제2장치로부터 검출된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 분석하는 방법으로서,
상기 제1장치에 구비된 제1 생체 신호 검출기로부터 제1 생체 신호를 검출하는 단계;
상기 제2장치에 구비된 제2 생체 신호 검출기로부터 검출된 신호를 상기 제1장치에서 수신하는 단계;
상기 제1 생체 신호와 제2 생체 신호 사이의 정보를 처리하는 단계; 및
상기 정보와 상관 관계를 가지는 생체 정보를 획득하는 단계;를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 방법은,
피검자가 휴대 가능한 제1장치를 피부에 접촉하도록 휴대하고, 착용 가능한제2장치를 상기 제1장치에 인접하게 착용하는 단계;
상기 제1장치에 구비된 제1 싱크로나이저로부터 동기 신호를 발생하는 단계;
상기 동기 신호에 따라 제1장치에 구비된 제1 생체 신호 검출기로부터 제1 생체 신호를 검출하는 단계;
상기 동기 신호에 따라 제2장치에 구비된 제2 생체 신호 검출기로부터 제2 생체 신호를 검출하는 단계;
상기 제1 생체 신호를 제1장치에 구비된 제1프로세서로 전송하는 단계;
상기 제2 생체 신호를 상기 제2장치에 구비된 통신부에서 제1장치에 구비된 제1통신부로 전송하는 단계;
상기 제1프로세서에서 제1 생체 신호와 제2 생체 신호 사이의 특징점을 추출하고, 상기 특징점으로부터 생체 정보를 획득하는 단계;를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 생체 분석 장치는 서로 다른 장치에서 각각 검출된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득할 수 있다. 독립적으로 분리된 두 장치에서 검출된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득하므로, 하나의 장치를 이용하는 경우에 비해 선택의 폭을 넓힐 수 있고, 생체 신호 검출 방법의 자유도를 높일 수 있다. 각 장치에서 검출된 생체 신호를 분석하여 특징점을 추출하고, 추출된 특징점을 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 송수신하여 추출된 특징점들과 상관 관계를 가진 생체 정보를 획득할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 생체 분석 방법은 서로 다른 장치에서 각각 검출된 생체 신호를 서로 송수신하고, 어느 한 장치에서 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득하는 방법을 제공한다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 생체 신호 분석 장치의 생체 신호 검출기의 일 예를 도시한 것이다.
도 3a 내지 도 3c는 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치의 생체 신호 검출기에서 검출되는 맥파의 형성 과정, 형태들과 의의를 예시적으로 설명하는 도면들이다.
도 4는 맥파의 파형에서 추출될 수 있는 생체 정보를 예시적으로 보인 것이다.
도 5는 맥파 신호에서 추출하는 맥파 특징점들을 예시적으로 보인 것이다.
도 6은 도 1에 도시된 생체 신호 분석 장치의 프로세서의 일 예를 도시한 것이다.
도 7은 도 1에 도시된 생체 신호 분석 장치의 싱크로나이저의 일 예를 도시한 것이다.
도 8은 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 생체 신호 분석 장치를 스마트폰 에 적용한 예를 도시한 것이다.
도 10은 도 1에 도시된 생체 신호 분석 장치가 생체 신호 검출 명령부를 더 포함한 예를 도시한 것이다.
도 11은 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 도 11에 도시된 생체 신호 분석 장치에 프로세서가 더 구비된 예를 도시한 것이다.
도 13은 도 12에 도시된 생체 신호 분석 장치의 프로세서의 일 예를 도시한 것이다.
도 14는 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 15는 도 14에 도시된 생체 신호 분석 장치에 포함된 제2장치의 다른 예를 도시한 것이다.
도 16은 도 14에 도시된 생체 신호 분석 장치에 포함된 제1장치의 다른 예를 도시한 것이다.
도 17은 도 11에 도시된 생체 신호 분석 장치에 더 포함된 에러 검출부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 18은 도 11에 도시된 생체 신호 분석 장치에 더 포함된 헬스케어부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 19는 도 11에 도시된 생체 신호 분석 장치의 제1장치와 제2장치에 각각 복수 개의 생체 신호 검출기가 구비된 예를 도시한 것이다.
도 20은 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치의 제1장치가 스마트 폰에 적용되고, 제2장치가 스마트 워치에 적용된 예를 도시한 것이다.
도 21은 피검자가 스마트 폰을 사용하고 스마트 워치를 착용한 사용 상태를 도시한 것이다.
도 22는 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치의 제1장치 및 제2장치 중 적어도 하나에 더 포함된 생체 신호 검출기 선택부의 일 예를 도시한 것이다.
도 23은 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치의 제1장치 및 제2장치 중 적어도 하나에 더 포함된 모드 선택부의 일 예를 도시한 것이다.
도 24는 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치 및 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 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. 또한, "A가 B에 구비된"은 A가 B에 접촉 또는 비접촉식으로 구비되는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치(100)를 개념적으로 도시한 것이다.
생체 신호 분석 장치(100)는 피검체로부터 제1생체 신호를 검출하는 생체 신호 검출기(110)와, 다른 기기에서 전송된 제2생체 신호를 수신하는 통신부(120)와, 상기 제1생체 신호와 제2생체 신호를 처리하여 생체 정보를 획득하는 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
생체 신호는 생체 신호 검출기(110)가 인체에 접촉되어 측정될 수 있는 전기적 신호 또는 파형적 신호 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호는 맥파 신호를 포함할 수 있다.
생체 신호 분석 장치(100)는 피검자의 두 지점에서의 생체 신호를 검출하고, 두 생체 신호로부터 도출할 수 있는 정보와, 이 정보와 상관 관계를 가지는 생체 정보를 획득할 수 있다. 두 지점에서의 생체 신호를 검출하는데 있어서, 생체 신호 분석 장치(100)에서 측정된 생체 신호와, 다른 기기로부터 전송된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득할 수 있다.
생체 신호 분석 장치(100)는 피검체에 접촉되어 제1생체 신호를 검출할 수 있다. 생체 신호 분석 장치(100)는 여러 가지 기기 형태로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 피검자가 사용하는 기기에 구현될 수 있다. 생체 신호 분석 장치(100)는 예를 들어 피검자가 휴대할 수 있는 모바일 기기 또는 피검자가 착용 가능한 모바일 기기를 포함할 수 있다. 휴대 가능한 모바일 기기는 예를 들어, 스마트폰을 포함하고, 착용 가능한(wearable) 모바일 기기는 예를 들어, 스마트 워치, 또는 착용 가능한 의료 전용 기기 등을 포함할 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 피검자가 많이 사용하는 용품 등에 다양한 형태로 구현될 수 있다.
생체 신호 검출기(110)는 예를 들어, 피검체의 맥파 신호를 검출할 수 있다. 맥파 신호는 직접 측정 방식 또는 간접 측정 방식에 의해 검출될 수 있다. 직접 측정 방식은 예를 들어 압력을 이용하는 방식이 채용될 수 있다. 간접 측정 방식은 광신호와 ECG(Electrocardiogram) 신호를 이용한 PTT(Pulse Transit Time) 방식 또는 광신호 기반의 PWA(Pulse Wave Analysis) 방식을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광을 이용한 측정 방식으로 피검체의 맥파 신호를 검출할 수 있다. 생체 신호 검출기(110)는 커프리스(cuffless) 형의 맥파 신호 검출기로서, 피검체에 광을 조사하고, 반사 또는 산란된 광을 센싱하여 맥파를 측정할 수 있다.
도 2를 참조하면, 생체 신호 검출기(110)는 예를 들어, 발광부(112)와 수광부(114)를 포함할 수 있다. 발광부(112)는 피검체(OBJ)에 광을 조사하고, 수광부(114)는 피검체(OBJ)로부터 산란, 반사된 광을 검출할 수 있다. 검출된 광 신호로부터 맥파를 얻을 수 있다.
이하에서, 맥파 신호를 검출하는 것을 예로 들어 설명한다. 심장에서 혈액이 분출될 때마다 동맥에서는 혈류 박동, 압력 박동 및 내경(diameter) 박동의 변화가 일어날 수 있다. 동맥의 맥(pulse)은 심장이 수축할 때마다 동맥을 따라 이동하면서 그 형태가 변하는데, 좌심실의 심박출량, 동맥벽의 물리적 성질, 혈압의 성질에 의해 결정될 수 있다. 중심 동맥에서 말초 동맥으로 갈수록 평균혈압은 큰 변화가 없지만, 수축기 혈압은 증가하고 이완기 혈압은 감소하여 맥의 진폭이 증가하면서 맥의 파형이 변한다. 따라서, 이러한 맥파 신호를 검출하여 분석함으로써 혈관에 관련된 여러 가지 생체 정보를 획득할 수 있다.
피검체(OBJ)는 생체 정보 검출 대상으로서 생체 신호 검출기(110))와 접촉 또는 인접할 수 있는 생체부일 수 있으며, PPG(photoplethysmography)를 통한 맥파 측정이 용이한 인체 부위일 수 있다. 예를 들어 손목 표면의 요골 동맥부와 인접한 영역일 수 있다. 요골 동맥이 지나가는 손목의 피부 표면에서 맥파가 측정될 경우, 손목 내부의 피부 조직의 두께 등과 같은 측정의 오차를 발생시키는 외부적 요인들의 영향을 비교적 적게 받을 수 있다. 요골 동맥은 또한, 손목 내의 다른 종류의 혈관들보다 정확한 혈압을 측정할 수 있는 혈관에 해당되는 것으로 알려져 있다. 다만, 피검체(OBJ)는 이에 제한되지 않으며 기타 인체 내의 혈관 밀도가 높은 부위인 손가락, 발가락 또는 귓볼 등 인체의 말초 부위일 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 예시적인 생체 신호 분석 장치의 맥파의 형성 과정 및 맥파 형태를 예시적으로 설명하는 도면들이고, 도 4는 맥파의 파형에서 추출될 수 있는 생체 정보를 예시적으로 보이며, 도 5는 프로세서(130)에서 추출하는 맥파 특징점들을 예시적으로 보인 것이다.
도 3a 내지 도 3c에서 예시한 바와 같이, 맥파는 심장에서 발생하여 진행하는 진행파와 말단 부위에서 되돌아오는 반사파가 중첩되어 구성될 수 있다. 진행파에 반사파가 중첩되어 맥파의 증강(augmentation)이 일어난다. 맥파의 형태는 심혈관계의 상태나 혈압 등을 반영하게 되므로 맥파 분석(pulsewave analysis: PWA)에 의해 다양한 정보를 얻을 수 있다.
예를 들어, 도 3a는 혈관 경도가 높을수록 반사파가 빨리 도달하게 됨을 나타내며, 반사파의 도달 시간으로부터 혈관 경도 상태를 elastic artery, stiff artery 등으로 판단할 수 있다. 또한, 도 3b는 반사파의 진폭이 혈관의 확장이나 수축과 관계됨을 보이며, 도 3c는 심박수와 관련된 인자를 보이고 있다.
도 4를 참조하면, 진행파와 반사파의 중첩, 증강으로 나타나는 맥파의 파형에서 추출될 수 있는 생체 정보를 예시적으로 보인다. 예를 들어, PP(pulse pressure)는 Systolic Pressure와 Diastolic Pressure의 차로 나타난다. Mean blood pressure는 Diastolic Pressure + PP/3로 나타나며, 심장의 부하를 반영할 수 있다. 또한, AP/PP를 %로 나타낸 값은 AI(augmentation index)로 혈관 탄성도, 좌심실의 부하를 반영할 수 있다. RWTT(reflective wave transit time)은 혈관 경도를 반영할 수 있다. Diastolic area/Systolic area로 나타나는 SERV(subendocardial viability index)는 관상동맥 혈류상태나 관상동맥질환의 위험성 여부 등 관상 동맥 상태를 반영할 수 있다. 또한, Ejection Time을 측정하여 심근 수축력 상태를 판단할 수 있다. 이러한 지수들은 고혈압(경계성 고혈압의 구분), 심부전(수축기/이완기 장애의 구분), 당뇨병에서 심혈관계 합병증 조기 진단, 허혈성 심질환의 판단 등과 관계되며, 약물 처방이나 치료의 최적화를 위해, 임상적으로 활용될 수 있는 지수이며, 관혈적 방법으로 얻을 수 있었다.
이러한 지수를 고려하여, 맥파의 파형으로부터 도 5에 도시된 바와 같이 특징점들(A,B,C,D,E,F,G)을 추출할 수 있다. 특징점들은 예를 들어, 맥파 신호 그래프에서 피크점 또는 변곡점 등을 포함할 수 있다. 도 5에서, 특징점들로 전술한 설명들과 관계된 위치의 A, B, C, D, E, F, G를 예시하고 있으며, 이외에도 더 추가될 수 있다. 이러한 특징점들을 분석하여 생체 정보를 도출할 수 있다.
도 6을 참조하면, 프로세서(130)는 검출된 생체 신호로부터 특징점들을 추출하는 특징점 추출부(132)와, 상기 특징점들과 관련된 생체 정보를 산출하는 생체 신호 분석부(134)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호로 맥파 신호를 검출하는 경우, 프로세서(130)의 특징점 추출부(132)는 검출된 맥파로부터 소정의 특징점들을 추출할 수 있다. 특징점들은 예를 들어, 맥파 신호 그래프에서 피크점 또는 변곡점 등이 될 수 있다. 예를 들어, 특징점 추출부(132)는 도 5에서 예시한 특징점들을 추출할 수 있다. 생체 신호 분석부(134)는 맥파 신호의 특징점들을 분석하여, 특징점들과 상관 관계를 가지는 생체 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 분석부(134)는 특징점들로부터 맥파 전달 시간과 맥파 신호 전달 속도를 알아낼 수 있다. 그리고, 예를 들어, 상기 생체 정보는 혈압 정보, 혈관 탄성도 정보, 혈액 점성도 정보, 동맥 경화도 정보, 혈류 속도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
통신부(120)는 다른 기기와 통신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(120)는 다른 기기로부터 측정된 생체 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 다른 기기는 상기 생체 신호 검출기(110)가 포함된 장치와 독립적으로 분리된 장치를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 생체 신호 분석 장치(100)가 피검자가 휴대하고 있는 휴대 단말기에 구현되고, 상기 다른 기기가 피검자가 착용하고 있는 웨어러블 단말기일 수 있다. 또는, 상기 생체 신호 분석 장치(100)가 피검자가 착용하고 있는 웨어러블 단말기에 구현되고, 상기 다른 기기가 피검자가 휴대하고 있는 휴대 단말기일 수 있다. 통신부(120)는 외부로부터 생체 신호를 수신하는 것뿐만 아니라 생체 신호를 다른 기기로 송신하는 것도 가능하다. 통신부(120)는 생체 신호를 유선 또는 무선으로 송수신할 수 있다.
생체 신호 분석 장치(100)는 생체 신호 검출기(110)가 다른 기기에서 생체 신호를 검출하는 것과 동기를 맞추어 생체 신호를 검출할 수 있도록 싱크로나이저(140)를 포함할 수 있다. 싱크로나이저(140)는 생체 신호 검출기(110)의 생체 신호 검출 시점과 다른 기기에서 생체 신호를 검출하는 시점을 맞춤으로써 각각의 생체 신호를 결합하여 연관 관계식을 추출하는 것이 가능하도록 할 수 있다.
도 7을 참조하면, 싱크로나이저(140)는 예를 들어, 동기 신호 발생기(142)를 포함할 수 있다. 동기 신호가 생체 신호 검출기(110)와 다른 기기의 생체 신호 검출기(미도시)에 전달될 수 있다. 동기 신호는 유무선으로 전송 가능하다. 또한, 싱크로나이저(140)는 동기 신호 수신기(144)를 포함할 수 있다. 다른 기기로부터 동기 신호를 받아 생체 신호를 검출할 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 생체 신호 분석 장치(100)가 메모리(150)를 더 포함한 예를 도시한 것이다. 메모리(150)는 상기 프로세서(130)로부터 획득된 생체 정보들을 저장할 수 있다. 메모리(150)는 상기 저장된 생체 정보들로부터 피검체의 평균적인 생체 정보 범위를 계산하여 저장할 수 있다. 예를 들어, 피검체의 생체 정보가 10개 이상 또는 20개 이상 저장된 경우, 이들의 평균값을 계산하고, 평균값에 대해 소정의 평균적인 생체 정보 범위를 계산하여 저장할 수 있다. 평균적인 생체 정보 범위는 예를 들어 평균값의 ±5% 범위를 포함할 수 있다. 하지만, 이것은 일 예일뿐이며, 의학적 관점에서 평균적인 생체 정보 범위를 정할 수 있다. 평균적인 생체 정보 범위는 최근 데이터를 기초로 계속 업데이트될 수 있다. 또는, 상기 메모리(150)는 생체 정보의 정상 범위를 저장할 수 있다. 예를 들어, 생체 정보가 혈압을 포함할 때, 메모리(150)가 정상 혈압 범위를 포함할 수 있다.
메모리(150)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면 생체 정보 분석 장치(100)가 알람부(160)를 더 포함할 수 있다. 알람부(160)는 획득된 생체 정보가 상기 평균적인 생체 정보 범위를 벗어날 때 피검자(또는 사용자)에게 알려줄 수 있다. 또는, 알람부(160)는 획득된 생체 정보가 상기 정상 생체 정보 범위를 벗어날 때 피검자(또는 사용자)에게 알려줄 수 있다.
알람부(160)는 소리 알람 또는 문자 알람 등으로 피검자에게 이상적인(abnormal) 생체 정보 분석 결과에 대해 경고할 수 있다.
생체 정보 분석 장치(100)는 획득된 생체 정보를 표시하는 표시부(170)를 더 포함할 수 있다. 표시부(170)에는 생체 정보뿐만 아니라 상기 알람부(160)에 의해 이상적인(abnormal) 생체 정보에 대한 알람 문자가 표시될 수 있다. 도 9를 참조하면, 생체 정보 분석 장치(100)가 예를 들어, 스마트폰(SP)에 구현된 경우 스마트폰의 화면(S)에 생체 정보가 표시될 수 있다. 또는, 획득된 생체 정보들이 스마트폰의 폴더(F)에 파일 형태로 저장될 수 있다. 예를 들어, 생체 신호가 검출된 날자, 시간과 생체 정보 등이 폴더(F)에 저장될 수 있다. 그리고, 생체 정보가 정상 생체 정보 범위를 벗어나거나, 피검자의 평균적인 생체 정보 범위를 벗어날 때 알람부(160)가 스마트폰(SP)에 문자로 알람 내용을 전송할 수 있다. 여기서는 스마트폰을 예로 들어 설명하였지만, 다른 모바일 기기, 예를 들어 스마트 워치에도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 도 10을 참조하면 생체 신호 분석 장치(100)는 생체 신호 검출 명령부(180)를 더 포함할 수 있다. 생체 신호 검출 명령부(180)는 피검자가 생체 정보를 얻고자 할 때, 생체 신호 검출을 시작하도록 명령할 수 있다. 또는, 생체 신호 검출 명령부(180)는 피검자로부터 주기적으로, 예를 들어, 1시간마다 또는 2시간마다 생체 신호를 검출하도록 세팅할 수 있다. 생체 신호 검출 명령부(180)는 피검자가 검출 주기를 선택하도록 구성될 수 있다.
도 11은 다른 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치(200)를 개략적으로 도시한 것이다. 생체 신호 분석 장치(200)는 생체 신호 검출기(210)와, 생체 신호 검출기(210)로부터 검출된 생체 신호를 다른 기기에 전송하는 통신부(220)와, 상기 생체 신호 검출기(210)가 생체 신호를 검출하는 시점을 상기 다른 기기와 동기를 맞추도록 하는 싱크로나이저(230)를 포함할 수 있다.
상기 생체 신호 검출기(210)는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
통신부(220)는 다른 기기와 통신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(220)는 생체 신호 검출기(210)에서 검출한 생체 신호를 다른 기기로 송신할 수 있다. 여기서, 다른 기기는 상기 생체 신호 검출기(210)가 포함된 장치와 독립된 별개의 장치를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 생체 신호 분석 장치(200)가 피검자가 휴대하고 있는 휴대 단말기에 구현되고, 상기 다른 기기가 피검자가 착용하고 있는 웨어러블 단말기일 수 있다. 또는, 상기 생체 신호 분석 장치(200)가 피검자가 착용하고 있는 웨어러블 단말기에 구현되고, 상기 다른 기기가 피검자가 휴대하고 있는 휴대 단말기일 수 있다. 상기 통신부(220)는 외부로부터 생체 신호를 수신하는 것뿐만 아니라 생체 신호를 다른 기기로 송신하는 것도 가능하다. 통신부(220)는 생체 신호를 유선 또는 무선으로 송수신할 수 있다.
싱크로나이저(240)는 상기 생체 신호 검출기(210)의 생체 신호 검출 시점과 다른 기기에서 생체 신호를 검출하는 시점을 맞춤으로써 각각의 생체 신호를 결합하여 상관 관계식을 추출하는 것이 가능하도록 할 수 있다.
싱크로나이저(240)는 다른 기기로부터 동기 신호를 수신하고, 이 동기 신호에 기초하여 생체 신호 검출기(210)에서 생체 신호를 검출하도록 할 수 있다. 싱크로나이저(240)는 다른 기기에 동기 신호를 발생 및 송신할 수도 있다.
도 12에서는 도 11에 도시된 생체 신호 분석 장치와 비교할 때, 프로세서(230)가 더 구비된 예를 도시한 것이다. 프로세서(230)는 상기 생체 신호 검출기(210)에서 검출된 신호를 처리할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(230)는 도 13에 도시된 바와 같이 검출된 생체 신호로부터 특징점들을 추출하는 특징점 추출부(232)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호로 맥파 신호를 검출하는 경우, 프로세서(230)의 특징점 추출부(232)는 검출된 맥파로부터 특징점들(도 5 참조)을 추출할 수 있다. 특징점들은 예를 들어, 맥파 신호 그래프에서 피크점 및 변곡점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 통신부(220)는 다른 기기에 생체 신호를 전송하거나, 상기 특징점 추출부(232)로부터 추출된 특징점 들을 전송할 수 있다.
도 14는 다른 실시예에 따른 생체 신호 분석 장치(300)를 도시한 것이다.
생체 신호 분석 장치(300)는 서로 독립적인 제1장치(300-1)와 제2장치(300-2)를 포함할 수 있다. 독립적인 장치는 서로 다른 이종의 장치를 나타내거나, 각각 다른 몸체로 분리된 장치를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1장치(300-1)가 피검자가 휴대 가능한 모바일 장치이고, 제2장치(300-2)가 피검자가 착용 가능한 웨어러블 장치일 수 있다.
제1장치(300-1)가 피검체(OBJ)의 제1지점(P1)에서 제1생체 신호를 검출하는 제1생체 신호 검출기(310-1)와, 상기 제2장치(300-2)와 통신하는 제1통신부(320-1)와, 상기 제1생체 신호를 처리하는 제1프로세서(330-1)를 포함할 수 있다.
상기 제2장치(300-2)는 피검체의 제2지점(P2)에서 제2생체 신호를 검출하는 제2생체 신호 검출기(310-2)와, 상기 제1장치(300-1)와 통신하는 제2통신부(320-2)를 포함할 수 있다.
상기 제1장치(300-1)와 제2장치(300-2)는 각각 상기 제1생체 신호 검출기(310-1)와 제2생체 신호 검출기(310-2)의 동기를 맞추기 위한 제1싱크로나이저(340-1)와 제2싱크로나이저(340-2)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 싱크로나이저(340-1)(340-2)는 각각 동기 신호를 발생하거나 동기 신호를 수신할 수 있다. 제1프로세서(330-1)에서 생체 신호를 분석 및 처리하는 경우, 제1 싱크로나이저(340-1)가 동기 신호를 발생하고, 제2싱크로나이저(340-2)가 동기 신호를 수신할 수 있다. 제1 싱크로나이저(340-1)와 제2 싱크로나이저(340-2)에 의해 제1생체신호검출기(310-1)와 제2생체신호검출기(310-2)가 각각 동기를 맞추어 제1지점(P1)과 제2지점(P2)에서 생체 신호를 검출할 수 있다.
한편, 도 14에서는 두 개의 장치로부터 검출된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득하는 것을 설명하였지만, 이는 일 예일 뿐이면, 세 개 이상의 독립된 장치로부터 검출된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득하는 것도 가능하다.
상기 제1 및 제2 생체 신호 검출기(310-1)(310-2)는 각각 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 발광부(112)와 수광부(114)를 포함할 수 있다. 하지만, 생체 신호 검출기는 여기에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태로 구성될 수 있다. 생체 신호는 예를 들어 맥파 신호를 포함할 수 있다.
제2 생체 신호 검출기(310-2)에서 검출된 제2 생체 신호는 제2통신부(320-2)에 의해 제1통신부(320-1)로 전송되고, 제1통신부(320-1)는 제2 생체 신호를 제1프로세서(330-1)로 전달할 수 있다. 제1생체 신호 검출기(310-1)에서 검출된 제1 생체 신호가 제1프로세서(330-1)로 보내질 수 있다.
제1프로세서(330-1)는 예를 들어, 제1 생체 신호와 제2 생체 신호를 비교하여, 제1 생체 신호와 제2 생체 신호의 특징점들로부터 피검체의 생체 정보를 추출할 수 있다. 제1프로세서(330-1)는 맥파 신호의 특징점들을 분석하여, 특징점들과 상관 관계를 가지는 생체 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1프로세서(330-1)는 상기 특징점들로부터 맥파 신호 전달 시간과 맥파 신호 전달 속도를 도출할 수 있다. 맥파 신호 전달 시간(PTT: Pulse Transit Time)으로부터 맥파 신호 전달 속도를 도출하기 위해 제1지점(P1)과 제2지점(P2) 사이의 거리가 필요할 수 있다. 제1지점(P1)과 제2지점(P2) 사이의 거리는 여러 가지 방식으로 측정되거나, 추정될 수 있다. 예를 들어, 피검자가 제1지점(P1)과 제2지점(P2) 사이의 거리를 측정한 것을 제1장치(300-1) 또는 제2장치(300-2)에 직접 입력할 수 있다. 또는, 제1장치(300-1)와 제2장치(300-2)가 통상적으로 사용되는 상태에 대한 데이터를 수집하여 통계적으로 제1지점(P1)과 제2지점(P2) 사이의 거리를 설정할 수 있다. 또는, 피검자가 피검자의 신장, 성별 등의 조건을 입력하면, 그 조건에 대응되는 거리가 설정되도록 하는 것도 가능하다. 이 밖에도 다양한 방법으로 제1지점과 제2지점 사이의 거리가 도출될 수 있다. 한편, 상기 생체 신호로부터 획득될 수 있는 생체 정보는 혈압 정보, 혈관 탄성도 정보, 혈액 점성도 정보, 동맥 경화도 정보, 혈류 속도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 15는 제2장치(300-2)가 제2프로세서(330-2)를 더 포함한 예를 도시한 것이다. 제2프로세서(330-2)는 제2 생체 신호 검출기(310-2)로부터 검출된 제2생체 신호에서 노이즈 제거를 하거나, 제2생체 신호를 생체 정보를 얻기 위해 필요한 1차 처리를 할 수 있다. 생체 신호가 맥파 신호를 포함하는 경우, 예를 들어, 제2프로세서(330-2)는 제2생체 신호의 특징점들(도 5 참조)을 추출할 수 있다. 그리고, 제2생체 신호의 특징점들에 대한 데이터를 제1장치(300-1)에 전송할 수 있다. 또는, 제2프로세서(330-2)는 제1장치(300-1)로부터 제1 생체 신호를 전송 받고, 제1 생체 신호와 제2 생체 신호로부터 생체 정보를 획득할 수 있다. 이 경우, 도 16에 도시된 바와 같이 제1장치(300-1)와 제2장치(300-2) 중 어느 것에서 생체 정보를 분석할 것인지 선택하는 마스터 설정부(350-1)가 더 구비될 수 있다. 도 16에서는 마스터 설정부(350-1)가 제1장치(300-1)에 구비된 예를 도시하였지만, 제2장치(300-2)에 구비되는 것도 가능하고, 양쪽에 모두 구비되는 것도 가능하다. 마스터 설정부(350-1)는 피검자가 예를 들어, 제1장치(300-1)의 인터페이스를 통해 선택할 수 있도록 제공될 수 있다. 마스터 설정부(35-1)가 제1장치(300-1)를 마스터 장치로 선택하면, 제1장치(300-1)에서 제2장치(300-2)로부터 제2 생체 신호를 전송 받고, 제1생체 신호와 제2 생체 신호를 분석하여 생체 정보를 도출할 수 있다. 마스터 설정부(35-1)가 제2장치(300-2)를 마스터 장치로 선택하면, 제2장치(300-2)에서 제1장치(300-1)로부터 제1 생체 신호를 전송 받고, 제1생체 신호와 제2 생체 신호를 분석하여 생체 정보를 도출할 수 있다.
한편, 도 17을 참조하면, 제1장치(300-1)와 제2장치(300-2) 중 적어도 하나가 에러 검출부(360)를 더 포함할 수 있다. 에러 검출부(360)는 제1 생체 신호와 제2 생체 신호를 비교하는 비교부(362)와, 상기 비교부(362)가 제1생체 신호와 제2 생체 신호로부터 유효 특징점이 검출되지 않는 것으로 판단하는 경우 에러 발생을 알리는 제1알람부(364)를 포함할 수 있다. 제1알람부(364)는 알람 소리 또는 알람 화면 표시를 통해 피검자에게 에러를 알려줄 수 있다. 에러가 발생하는 이유가 여러 가지가 있을 수 있으나, 예를 들어, 제1지점(P1)과 제2지점(P2) 사이의 거리가 너무 먼 경우에도 에러가 발생될 수 있다.
도 14를 참조하면, 제1지점(P1)과 제2지점(P2)은 피검체(OBJ)의 인접한 두 지점일 수 있으며, 예를 들어 두 지점 사이의 거리가 유효한 생체 신호 검출을 할 수 있는 범위 내에 포함될 필요가 있다. 여기서, 유효한 생체 신호는 제1 생체 신호와 제2 생체 신호로부터 실질적으로 동일한 특징점으로 분석될 수 있는 신호가 검출되는 경우의 신호일 수 있다. 예를 들어, 제1장치(300-1)가 스마트폰이고, 제2장치(300-2)가 스마트 워치인 경우, 피검자가 스마트폰을 오른 손에 들고, 스마트 워치를 왼쪽 손목에 착용한 경우에는 피검체의 생체 신호 전달 경로가 너무 길므로 유효 생체 신호가 검출되기 어려울 수 있다. 이 경우, 에러 검출부(360)가 피검자에게 에러 발생을 알려줌으로써 제1장치(300-1)와 제2장치(300-2)가 인접하여 배치되도록 할 수 있다. 즉, 피검자가 스마트 워치를 왼쪽 손목에 착용한 경우에는 스마트폰을 왼손으로 들도록 유도할 수 있다.
도 18을 참조하면, 제1장치(300-1)와 제2장치(300-2) 중 적어도 하나가 피검자의 건강을 관리하는 헬스케어부(370)를 더 포함할 수 있다. 헬스케어부(370)는 상기 제1 프로세서(330-1) 또는 제2 프로세서(330-2)로부터 획득된 생체 신호와 생체 정보들을 저장하는 메모리(372)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(372)는 생체 신호가 검출된 날자, 시간과 생체 정보 등을 저장할 수 있다. 메모리(372)는 상기 저장된 생체 정보들로부터 피검체의 평균적인 생체 정보 범위를 계산하여 저장할 수 있다. 예를 들어, 피검체의 생체 정보가 10개 이상 저장된 경우, 이들의 평균값을 계산하고, 평균값에 대해 소정의 평균적인 생체 정보 범위를 계산하여 저장할 수 있다. 또는, 상기 메모리(372)는 생체 정보의 정상 범위를 저장할 수 있다. 예를 들어, 생체 정보가 혈압을 포함할 때, 메모리(372)가 정상 혈압 범위를 포함할 수 있다.
헬스케어부(370)가 제2알람부(374)를 더 포함할 수 있다. 제2알람부(374)는 획득된 생체 정보가 상기 평균적인 생체 정보 범위를 벗어날 때 피검자에게 알려줄 수 있다. 획득된 생체 정보가 피검자의 평균적인 생체 정보 범위를 벗어난 것은 피검자에게 돌발적인 상황이 발생된 것을 나타낼 수 잇다. 또는, 제2알람부(374)는 획득된 생체 정보가 상기 정상 생체 정보 범위를 벗어날 때 피검자에게 알려줄 수 있다.
제2알람부(374)는 소리 알람 또는 문자 알람 등으로 피검자에게 이상적인(abnormal) 생체 정보 분석 결과에 대해 경고할 수 있다.
헬스 케어부(370)는 획득된 생체 정보를 표시하는 표시부(376)를 더 포함할 수 있다. 상기 표시부(376)에는 획득된 생체 정보가 표시되는 것뿐만 아니라 상기 제2알람부(374)에 의해 이상적인(abnormal) 생체 정보에 대한 알람 문자가 표시될 수 있다. 그럼으로써, 피검자가 자신의 건강을 수시로 체크할 수 있다.
도 19를 참조하면, 제1장치(300-1) 및 제2장치(300-2) 중 적어도 하나가 복수 개의 생체 신호 검출기를 포함할 수 있다. 제1장치(300-1) 및 제2장치(300-2)가 복수 개의 생체 신호 검출기를 포함함으로써, 생체 신호 검출기가 피검자에게 접촉되지 않아 생체 신호가 검출되지 않는 경우를 줄일 수 있다. 예를 들어, 제1장치(300-1)가 제1-1, 제1-2, 제1-3, 제1-4 생체신호 검출기(311)(312)(313)(314)를 포함할 수 있다. 제2장치(300-2)가 제2-1, 제2-2, 제2-3 생체 신호 검출기(315)(316)(317)를 포함할 수 있다.
제1-1, 제1-2, 제1-3, 제1-4 생체신호 검출기(311)(312)(313)(314)가 제1장치(300-1)에 서로 적당한 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1장치(300-1)가 도 20에 도시된 바와 같이 휴대 가능한 모바일 기기(MD), 예를 들어 스마트 폰에 적용된 경우, 제1-1, 제1-2, 제1-3, 제1-4 생체신호 검출기(311)(312)(313)(314)가 상기 모바일 기기(MD)의 후면에 배치될 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 피검자가 모바일 기기(MD)를 사용시 접촉될 수 있는 영역의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 생체 신호 검출기가 모바일 기기(MD)의 측면에 배치되는 것도 가능하다.
예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이 제1-1 생체 신호 검출기(311)가 모바일 기기(MD)의 후면(RS)의 상부 중앙부에 배치되고, 제1-2 생체 신호 검출기(312)가 후면(RS)의 중앙부에 배치되고, 제1-3 생체 신호 검출기(313)가 후면(RS)의 하부 좌측에 배치되고, 제1-4 생체 신호 검출기(314)가 후면의 하부 우측에 배치될 수 있다. 하지만, 이러한 배치 구조는 일 예일 뿐이면 다양하게 변경되어 배치될 수 있다. 또한, 제2장치(300-2)가 착용 가능한 모바일 기기(WD)에 적용된 경우, 제2-1, 제2-2, 제2-3 생체 신호 검출기(315)(316)(317)가 착용 가능한 모바일 기기(WD)의 내측면에 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 착용 가능한 모바일 기기(WD)가 스마트 워치인 경우, 피검자가 스마트 워치를 착용하였을 때 피검자의 피부에 접촉하는 내측면에 제2-1, 제2-2, 제2-3 생체 신호 검출기(315)(316)(317)가 배치할 수 있다.
도 21은 피검자가 스마트폰과 스마트워치를 같이 사용하는 예를 도시한 것이다. 피검자가 스마트폰을 손에 쥐고 사용하는 경우, 후면에 배치된 제1-1, 제1-2, 제1-3, 제1-4 생체신호 검출기(311)(312)(313)(314) 중 적어도 하나는 피검자의 손에 접촉될 수 있다. 그리고, 피검자가 스마트워치를 착용한 경우, 스마트워치의 내측면에 배치된 제2-1, 제2-2, 제2-3 생체 신호 검출기(315)(316)(317) 중 적어도 하나가 피검자의 피부에 접촉될 수 있다.
이때, 앞서 설명한 바와 같이 에러 검출부(도 17의 360 참조)에 의해 스마트 폰과 스마트 워치가 피검자의 같은 손에 휴대 및 착용이 될 수 있도록 할 수 있다.
도 22에 도시된 바와 같이, 제1장치(300-1) 및 제2장치(300-2) 중 적어도 하나가 복수 개의 생체 신호 검출기로부터 검출된 생체 신호 중 어느 것을 유효 생체 신호로 분석할 것인지를 설정하는 생체 신호 선택부(380)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 유효 생체 신호는 생체 정보를 획득하기 위해 사용되는 생체 신호를 나타낼 수 있다. 생체 신호 선택부(380)는 예를 들어, 복수 개의 생체 신호 검출기의 순서를 결정하는 생체 신호 검출기 순서 결정부(382)를 포함할 수 있다. 생체 신호 검출기 순서 결정부(382)는 복수 개의 생체 신호 검출기 중 유효 생체 신호 검출기로 선택되는 순서를 설정할 수 있다. 이러한 순서는 예를 들어, 생체 신호 검출기의 위치에 따라 결정되거나, 생체 신호의 정확도에 따라 결정될 수 있다. 생체 신호 검출기의 위치에 따른 순서는 예를 들어, 피검자의 접촉 빈도가 높은 위치 순서에 따라 결정될 수 있다. 또는 생체 신호의 정확도에 따른 순서는 생체 신호 검출기의 피검자의 접촉 위치마다 생체 신호의 정확도를 측정하고, 그 순서에 따라 유효 생체 신호 검출기의 순서가 결정될 수 있다.
생체 신호 선택부(380)는 상기 순서 결정부(382)에 의해 설정된 순서에 따라 검출된 생체 신호 중 우선 순위의 생체 신호를 선택하는 우선 순위 생체 신호 선택부(384)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1장치(300-1)가 제1-1, 제1-2, 제1-3, 제1-4 생체신호 검출기(311)(312)(313)(314)를 포함하고, 제1-1, 제1-2, 제1-3, 제1-4 생체신호 검출기(311)(312)(313)(314)가 순서대로 1순위, 2순위, 3순위, 4순위로 설정될 수 있다. 그리고, 피검자가 제1장치(300-1)를 사용시 제 제1-2 및 제1-3 생체 신호 검출기(312)(313)에서만 생체 신호가 검출된 경우, 검출된 생체 신호 중 제1-2 생체 신호 검출기(312)로부터의 생체 신호가 우선 순위를 가질 수 있다.
제2장치(300-2)가 제2-1, 제2-2, 제2-3 생체 신호 검출기(315)(316)(317)를 포함하고, 제2-1, 제2-2, 제2-3 생체 신호 검출기(315)(316)(317)가 순서대로 1순위, 2순위, 3순위로 설정될 수 있다. 그리고, 피검자가 제2장치(300-2)를 사용시 제 제2-2 및 제2-3 생체 신호 검출기(316)(317)에서만 생체 신호가 검출된 경우, 검출된 생체 신호 중 제2-2 생체 신호 검출기(316)로부터의 생체 신호가 우선 순위를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제1-2 생체 신호 검출기(312)로부터의 생체 신호와 제2-2 생체 신호 검출기(316)로부터의 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 생체 신호는 맥파 신호를 포함하고, 생체 정보는 맥파 신호 전달 속도를 포함할 수 있다.
또는, 우선 순위 생체 신호 선택부(384)는 검출된 복수 개의 생체 신호 중 일부 또는 전부를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1장치(300-1)로부터 검출된 복수 개의 생체 신호와 제2장치(300-2)로부터 검출된 복수 개의 생체 신호에 대해 가능한 모든 조합으로 생체 신호를 분석할 수 있다. 그리고, 이들 조합에 따른 생체 신호 분석 결과에 의한 생체 정보들의 평균값을 유효 생체 정보로 도출할 수 있다. 이와 같이, 복수 조합에 의한 생체 신호 분석 결과를 이용함으로써 생체 정보의 정확도를 높일 수 있다.
한편, 제1장치(300-1) 및 제2장치(300-2) 중 적어도 하나가 도 23에 도시된 바와 같이 모드 선택부(390)를 더 포함할 수 있다. 모드 선택부(390)는 예를 들어, 독립된 두 개의 장치로부터의 생체 정보 획득 모드(제1모드)와 동일 장치로부터의 생체 정보 획득 모드(제2모드) 중 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1장치(300-1)와 제2장치(300-2) 중 적어도 하나가 앞서 설명한 바와 같이 복수 개의 생체 신호 검출기를 포함할 때, 제1장치(300-1)로부터 검출된 생체 신호와 제2장치로부터 검출된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득할 수 있다. 또는, 제1장치(300-1)의 생체 신호 검출기로부터 검출된 복수 개의 생체 신호만으로도 생체 정보를 획득하는 것이 가능하다. 또는, 제2장치(300-2)의 생체 신호 검출기로부터 검출된 복수 개의 생체 신호만으로도 생체 정보를 획득하는 것이 가능하다. 따라서, 제1장치(300-1)와 제2장치(300-2)에서 각각 검출된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득하는 것(제1모드)과 제1장치(300-1) 또는 제2장치(300-2)에서 검출된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득하는 것(제2모드)이 가능하므로, 제1모드와 제2모드 중 하나를 피검자가 선택하여 사용할 수 있다.
모드 선택부(390)는 제1장치(300-1)와 제2장치(300-2)의 사용자 인터페이스를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 모드 선택부(390)가 사용자 인터페이스의 모드 선택 아이콘을 통해 구현되어, 사용자가 용이하게 모드를 선택할 수 있도록 할 수 있다. 여기서, 사용자는 생체 정보를 측정하고자 하는 대상, 즉, 피검자일 수도 있지만, 의료 전문가 등 생체 신호 분석 장치를 이용할 수 있는 사람으로서, 피검자보다 넓은 개념일 수 있다. 사용자 인터페이스를 통해 생체 신호 분석 장치를 동작하기 위해 필요한 정보가 입력되고, 분석된 결과가 출력될 수 있다. 사용자 인터페이스는 예를 들어, 버튼, 커넥터, 키패드, 디스플레이부 등을 포함할 수 있고, 또한, 음향 출력부나 진동 모터와 같은 구성을 더 포함할 수도 있다.
이와 같이, 독립적으로 분리된 두 장치에서 검출된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 획득하는 경우, 하나의 장치를 이용하는 경우에 비해 선택의 폭을 넓힐 수 있고, 생체 신호 검출 방법의 자유도를 높일 수 있다. 또한, 생체 신호 검출기나 프로세서 등을 두 개의 장치에 나누어 구비하므로 생체 신호 분석 장치를 소형으로 분할할 수 있고, 장치 제작의 자유도를 높일 수 있어 생산성을 높일 수 있다.
도 24는 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다. 생체 신호 검출 방법은 도 14 및 도 15를 함께 참조하여 설명한다.
예시적인 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법은, 독립적으로 분리된 제1장치(300-1) 및 제2장치(300-2)로부터 검출된 생체 신호를 이용하여 생체 정보를 분석할 수 있다.
먼저, 제1장치(300-1)에 구비된 제1 생체 신호 검출기(310-1)로부터 제1 생체 신호를 검출할 수 있다(S10). 상기 제1장치(300-1)의 제1통신부(320-1)가 제2장치(300-2)에 구비된 제2 생체 신호 검출기(310-2)로부터 검출된 신호를 수신할 수 있다(S20).
다음, 제1장치(300-1)의 제1프로세서(330-1)가 상기 제1 생체 신호와 제2 생체 신호 사이의 정보를 분석 및 처리할 수 있다(S30). 그리고, 상기 정보와 상관 관계를 가지는 생체 정보가 획득될 수 있다(S40). 이와 같이, 어느 한 장치로부터 생체 신호를 수신하고, 다른 장치에서 상기 수신된 생체 신호와 함께 상기 다른 장치에서 검출된 생체 신호를 분석하여 유용한 생체 정보를 획득할 수 있다.
도 25는 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다. 생체 신호 검출 방법은 도 14 및 도 15를 함께 참조하여 설명한다.
피검자가 휴대 가능한 제1장치(300-1)를 피부에 접촉하도록 휴대하고(S110), 착용 가능한 제2장치(300-2)를 상기 제1장치(300-1)에 인접하게 착용할 수 있다(S120). 상기 제1장치(300-1)에 구비된 제1 싱크로나이저(340-1)로부터 동기 신호가 발생되고, 제2장치(300-2)로 전송될 수 있다(S130). 상기 동기 신호에 따라 제1장치(300-1)에 구비된 제1 생체 신호 검출기(310-1)로부터 제1 생체 신호를 검출할 수 있다(S140). 또한, 상기 동기 신호에 따라 제2장치(300-2)에 구비된 제2 생체 신호 검출기(310-2)로부터 제2 생체 신호를 검출할 수 있다(S150).
그리고, 상기 제1 생체 신호가 제1장치(300-1)에 구비된 제1프로세서(330-1)에 전송될 수 있다. 상기 제2 생체 신호가 상기 제2장치(300-2)에 구비된 제2통신부(320-2)에 의해 제1장치(300-1)의 제1통신부(320-1)로 전송될 수 있다(S160). 상기 제1프로세서(330-1)에서 제1 생체 신호와 제2 생체 신호 사이의 특징점을 추출하고, 상기 특징점으로부터 생체 정보가 획득될 수 있다(S170).
본 실시예에 따른 생체 신호 검출 방법은 독립적으로 분리된 하나의 장치를 이용하는 경우에 비해 선택의 폭을 넓힐 수 있고, 생체 신호 검출 방법의 자유도를 높일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 예시적인 실시예에 따른 생체 신호 검출 장치와 방법을 이용하여 비침습 방법으로 사람들의 건강을 용이하게 자주 체크 및 관리할 수 있다.
본 실시예들에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.
본 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단”, “구성”과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 설명하는 특정 실행들은 예시들로서, 어떠한 방법으로도 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다.
본 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있다.
100,110,200,300: 생체 신호 분석 장치
110,210,310-1,310-2: 생체 신호 검출기
120,220,320-1,320-2: 통신부
130,230,330-1,330-2: 프로세서
140,240,340-1,340-2: 싱크로나이저
132,232: 특징점 추출부, 134:생체 신호 분석부
150: 메모리, 160,364,374: 알람부
170: 표시부, 180: 생체 신호 검출 명령부
350-1:마스터 설정부, 360: 에러 검출부
370: 헬스캐어부, 380: 생체 신호 선택부
390: 모드 선택부
MD: 휴대 가능한 모바일 기기, WD: 착용 가능한 모바일 기기

Claims (26)

  1. 피검체의 제1 생체 신호를 검출한 기기로부터 상기 제1 생체 신호를 전송받는 통신부;
    상기 기기와 동기 신호를 송수신하는 싱크로나이저;
    상기 동기 신호에 따라 상기 피검체로부터 제2 생체 신호를 검출하는 적어도 하나의 생체 신호 검출기;
    상기 제1 생체 신호와 제2 생체 신호 사이의 정보를 획득하고, 상기 정보와 상관 관계를 가지는 생체 정보를 획득하는 프로세서; 및
    상기 제1 생체 신호와 상기 제2 생체 신호로부터 피크점 및 변곡점을 포함하는 유효 특징점이 검출되지 않는 경우, 에러 발생을 알리는 에러 검출부; 및
    상기 적어도 하나의 생체 신호 검출기 중 피검체에 접촉하는 것이 복수 개이고, 접촉된 복수 개의 생체 신호 검출기 중 하나가 선택되어 생체 신호가 검출되도록 제어하는 생체 신호 선택부;를 포함하고,
    상기 생체 신호 선택부는 순서 결정부에 의해 설정된 순서에 따라 검출된 생체 신호 중 우선 순위의 생체 신호를 선택하는 우선 순위 생체 신호 선택부를 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 유선 또는 무선으로 통신 가능한 생체 신호 분석 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생체 신호 분석 장치는 상기 기기와 이종의 장치인 생체 신호 분석 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 생체 신호 분석 장치는 피검체가 휴대 가능한 모바일 장치 또는 피검체가 착용 가능한 모바일 장치를 포함하고, 상기 기기는 생체 신호 분석 장치와 독립적인 장치를 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 생체 신호 분석 장치는 스마트 폰 또는 스마트 워치를 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1생체 신호와 제2생체 신호가 맥파 신호를 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 정보가 맥파 신호 전달 속도를 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체 정보는 혈압 정보, 혈관 탄성도 정보, 혈액 점성도 정보, 동맥 경화도 정보, 혈류 속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 획득된 생체 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 메모리는 상기 저장된 생체 정보로부터 피검체의 평균적인 생체 정보 범위를 계산하여 저장하는 생체 신호 분석 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    새롭게 획득된 생체 정보가 상기 평균적인 생체 정보 범위를 벗어날 때 사용자에게 알려주는 알람부를 더 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 생체 신호의 피크점과 제2 생체 신호의 피크점에 대응하는 두 지점 사이의 맥파 전달 시간을 획득하는 생체 신호 분석 장치.
  13. 피검체로부터 생체 신호를 검출하는 적어도 하나의 생체 신호 검출기;
    상기 생체 신호 또는 생체 신호를 처리한 데이터를 다른 기기에 전송하는 통신부;
    상기 다른 기기의 생체 신호 검출기와 동기를 맞추는 싱크로나이저; 및
    상기 생체 신호로부터 피크점 및 변곡점을 포함하는 유효 특징점이 검출되지 않는 경우, 에러 발생을 알리는 에러 검출부;
    상기 적어도 하나의 생체 신호 검출기 중 피검체에 접촉하는 것이 복수 개이고, 접촉된 복수 개의 생체 신호 검출기 중 하나가 선택되어 생체 신호가 검출되도록 제어하는 생체 신호 선택부;를 포함하고,
    상기 생체 신호 선택부는 순서 결정부에 의해 설정된 순서에 따라 검출된 생체 신호 중 우선 순위의 생체 신호를 선택하는 우선 순위 생체 신호 선택부를 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 통신부는 유선 또는 무선으로 통신 가능한 생체 신호 분석 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 생체 신호 분석 장치는 상기 기기와 독립적으로 분리된 장치인 생체 신호 분석 장치.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체 신호는 맥파 신호를 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  17. 피검체로부터 제1 생체 신호를 검출하는 적어도 하나의 제1 생체 신호 검출기, 제1 동기 신호 발생기, 및 생체 신호를 처리하여 생체 정보를 획득하는 제1 프로세서를 포함하는 제1 장치;
    상기 제1 동기 신호 발생기로부터의 동기 신호를 수신하는 제1 동기 신호 수신기, 상기 동기 신호에 따라 상기 피검체로부터 제2 생체 신호를 검출하는 적어도 하나의 제2 생체 신호 검출기, 및 상기 제2 생체 신호를 상기 제1 프로세서에 전송하는 제1 통신부를 포함하는 제2 장치; 및
    상기 제1 생체 신호와 상기 제2 생체 신호로부터 피크점 및 변곡점을 포함하는 유효 특징점이 검출되지 않는 경우, 에러 발생을 알리는 에러 검출부;
    상기 적어도 하나의 제1 생체 신호 검출기와 상기 적어도 하나의 제2 생체 신호 검출기 중 피검체에 접촉하는 것이 복수 개이고, 접촉된 복수 개의 생체 신호 검출기 중 하나가 선택되어 생체 신호가 검출되도록 제어하는 생체 신호 선택부;를 포함하고,
    상기 생체 신호 선택부는 순서 결정부에 의해 설정된 순서에 따라 검출된 생체 신호 중 우선 순위의 생체 신호를 선택하는 우선 순위 생체 신호 선택부를 포함하고,
    상기 제1 장치 및 제2 장치가 독립적으로 분리되어 있으며, 상기 제1 생체 신호와 제2 생체 신호 사이의 정보와 상기 생체 정보가 상관 관계를 가지는 생체 신호 분석 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 장치가 제2 수신기, 제2 통신부를 더 포함하고, 상기 제2 장치가 제2 동기 신호 발생기 및 제2 프로세서를 더 포함하고, 상기 제1 장치 및 제2 장치중 적어도 하나가 제1 프로세서와 제2 프로세서 중 신호 처리를 수행하는 마스터 프로세서를 선택하는 마스터 설정부를 더 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1장치와 제2장치는 이종의 휴대 장치인 생체 신호 분석 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1장치와 제2장치 중 적어도 하나가 웨어러블 모바일 장치를 포함하는 생체 신호 분석 장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 제1장치 및 제2장치 중 하나는 피검체가 착용가능하고, 나머지 장치가 착용된 장치에 인접하여 피검체에 접촉되게 휴대 가능한 생체 신호 분석 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 장치는 피검체가 휴대 가능한 모바일 장치를 포함하고, 제2 장치는 피검체가 착용 가능한 모바일 장치를 포함하는 생체 신호 분석 장치.
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