KR102489758B1 - 생체 데이터 모니터링 시스템 - Google Patents

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KR102489758B1 KR1020200122314A KR20200122314A KR102489758B1 KR 102489758 B1 KR102489758 B1 KR 102489758B1 KR 1020200122314 A KR1020200122314 A KR 1020200122314A KR 20200122314 A KR20200122314 A KR 20200122314A KR 102489758 B1 KR102489758 B1 KR 102489758B1
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Abstract

생체 데이터 모니터링 시스템이 개시된다. 생체 데이터 모니터링 시스템은 생체 데이터 수집 대상자의 체내에 삽입되어 생체 데이터를 수집하고, 생체 데이터를 근적외선 광 파장의 광 신호로 변조하고, 광 신호를 체외 광 수신 장치로 전송하는 체내 삽입 장치, 생체 데이터 수집 대상자의 체외에서, 수신한 광 신호로부터 생체 데이터를 검출하고, 검출한 생체 데이터를 원격 생체 데이터 수집 장치로 전송하는 체외 광 수신 장치 및 수신한 생체 데이터를 서버로 전송하는 원격 생체 데이터 수집 장치를 포함할 수 있다.

Description

생체 데이터 모니터링 시스템{SYSTEM FOR MONITORING BIOMETRIC DATA}
아래 실시예들은 생체 데이터 모니터링 기술에 관한 것임.
최근 사용자의 생체 데이터를 모니터링하기 위한 상용 의료 제품이 등장하였다. 사용자의 생체 데이터를 모니터링할 수 있는 상용 의료 제품은 예를 들어, 사용자가 24시간 동안 몸에 착용하여 사용자의 몸에 이상이 발생하였는지 여부를 기록하는 홀터 장치, 사용자가 손목에 착용하여 사용자가 스스로 몸에 이상을 감지하였을 때, 손가락을 대서 사용자의 생체 데이터를 모니터링하는 손목 시계형 웨어러블 장치, 사용자의 가슴에 부착되어 며칠간 상시 측정을 진행하는 패치형 웨어러블 장치 및 사용자의 심장 근처 피하에 삽입되어 상시 측정을 진행하는 체내 삽입형 심전도 측정기가 있을 수 있다. 홀터 장치는 착용 시 생활에 불편함을 주고, 장시간 착용이 어려우며, 짧은 착용시간 동안 증상이 발현되지 않으면 진단에 실패한다는 단점을 가진다. 손목 시계형 웨어러블 장치는 상시 모니터링이 불가능하며, 피부 위에서 측정하므로 노이즈가 많다는 단점을 가진다. 패치형 웨어러블 장치는 피부 위에서 측정하므로 움직임이 발생하면 측정이 불가능하다는 한계를 가진다. 또한, 체내 삽입형 심전도 측정기는 배터리 제약으로 실시간 데이터 전송이 불가능하여, 이상 심전도 신호 발생 시에 체내 삽입형 심전도 측정기가 이를 기록하여, 정기적으로 체외로 데이터를 전송할 수밖에 없고, 사용자가 이상을 느껴서 이벤트를 기록하고 싶을 때에는 별도의 장치가 필요하다는 단점을 가진다. 따라서, 종래의 생체 신호를 모니터링하는 상용 의료 제품의 한계를 극복하기 위한 연구가 필요한 실정이다.
일본 특허공개번호 제1993-329118호 한국 특허등록번호 제10-2317223호
일 실시예에 따른 생체 데이터 모니터링 시스템은 생체 데이터 수집 대상자의 체내에 삽입되어 생체 데이터를 수집하고, 상기 생체 데이터를 근적외선 광 파장의 광 신호로 변조하고, 상기 광 신호를 체외 광 수신 장치로 전송하는 체내 삽입 장치; 상기 생체 데이터 수집 대상자의 체외에서, 상기 수신한 광 신호로부터 상기 생체 데이터를 검출하고, 상기 검출한 생체 데이터를 원격 생체 데이터 수집 장치로 전송하는 상기 체외 광 수신 장치; 및 상기 수신한 생체 데이터를 서버로 전송하는 상기 원격 생체 데이터 수집 장치를 포함할 수 있다.
상기 체외 광 수신 장치는, 미리 정해진 이벤트를 감지한 경우, 상기 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생한 것으로 결정하여, 상기 이벤트를 감지한 시간을 기록할 수 있다.
상기 원격 생체 데이터 수집 장치는, 상기 수신한 생체 데이터 및 이벤트를 감지한 시간 정보 중 적어도 하나를 서버에 전송할 수 있다.
상기 서버는, 상기 원격 생체 데이터 수집 장치로부터 상기 이벤트를 감지한 시간 정보를 수신한 경우, 미리 설정된 수신처의 단말로 상기 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생하였음을 알리는 알람 정보를 전송할 수 있다.
상기 이벤트를 감지하는 경우는, 상기 체외 광 수신 장치가 미리 정해진 버튼에 대한 사용자 버튼 입력을 입력받은 경우, 상기 원격 생체 데이터 수집 장치에서 미리 정해진 애플리케이션이 실행되는 것이 감지된 경우 및 상기 원격 생체 데이터 수집 장치가 미리 정해진 동작을 감지한 경우 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 체내 삽입 장치는, 상기 생체 데이터를 제1 서브 생체 데이터 및 제2 서브 생체 데이터로 분할하고, 상기 제1 서브 생체 데이터 및 제2 서브 생체 데이터를 각각 제1 광 신호 및 제2 광신호로 변조할 수 있다.
상기 광 신호는, 서로 상이한 너비를 가지는 시작 펄스와 종료 펄스를 포함하고, 상기 시작 펄스 및 종료 펄스만 포함하고, 상기 시작 펄스와 상기 종료 펄스 사이에 다른 펄스는 포함하지 않고, 상기 시작 펄스와 상기 종료 펄스 간의 시간 간격은 상기 생체 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 체외 광 수신 장치는, 시작 펄스를 수신한 이후, 임계 값에 대응하는 시간 카운트가 완료되기 전에 종료 펄스를 수신하지 못한 경우, 상기 시작 펄스에 대응하는 광 신호의 수신에 오류가 발생한 것으로 결정하여 상기 광 신호를 복조하지 않는 것으로 결정하고, 상기 임계 값은, 상기 시작 펄스가 인식된 시점으로부터 상기 종료 펄스가 인식될 수 있는 시점 간의 시간 간격의 최댓값일 수 있다.
상기 체외 광 수신 장치는, 상기 체내 삽입 장치로부터 생체 데이터를 포함하는 광 신호를 수신하는 수신부; 상기 광 신호로부터 상기 생체 데이터를 검출하는 상기 생체 데이터 처리부; 상기 생체 데이터를 상기 원격 생체 데이터 수집 장치로 전송하는 전송부; 및 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생한 것을 감지하기 위한 미리 정해진 이벤트의 발생 여부를 감지하는 이벤트 발생 감지부를 포함할 수 있다.
상기 원격 생체 데이터 수집 장치는, 이상 징후의 심각한 정도를 수치화한 값, 상기 생체 데이터의 전송에 필요한 통신량 및 배터리 잔량 중 적어도 하나에 기초하여, 수집한 모든 생체 데이터를 전송하거나, 상기 수집한 모든 생체 데이터를 압축하여 전송하거나, 또는 상기 이벤트가 감지되어 기록된 시간 정보에 대응하는 생체 데이터만 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면 실시간으로 생체 데이터를 측정하여 모니터링할 수 있다.
일 실시예에 따르면 체내 삽입 장치의 배터리 수명을 증가시켜, 배터리 교체를 위해 재수술해야 하는 환자의 불편함을 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따르면 인체에 무해한 통신 방식을 이용하여 안전성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면 생체 데이터를 실시간으로 측정하고 전송하여 진단의 정확도를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면 환자 스스로의 이상 징후 감지 시에, 이상 징후가 발생한 시점을 기록하여 진단 정확도를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면 비상 상황이 발생한 경우, 자동으로 알람이 발생되도록 하여 신속하게 대처할 수 있도록 하여, 환자의 안전도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체 데이터 모니터링 시스템의 개요를 도시하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 체외 광 수신 장치에서 수행되는 생체 데이터 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 생체 데이터 모니터링 시스템에 포함된 장치들 간에 수행되는 생체 데이터 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 광 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 광 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제1 실시예에 따른 오류 검출 정보 및 오류 정정 정보가 추가된 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 시작 펄스 및 종료 펄스의 너비가 상이한 광 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제3 실시예에 따른 임계 값을 가진 광 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 제4 실시예에 따른 시작 펄스 및 종료 펄스의 파장 길이가 상이한 광 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제5 실시예에 따른 생체 데이터가 분할된 서브 생체 데이터들에 기초하여 생성된 광 신호들을 도시하는 도면이다.
도 11은 제6 실시예에 따른 생체 데이터가 짝수 비트들과 홀수 비트들로 분할되어 생성된 광 신호들을 도시하는 도면이다.
도 12는 제7 실시예에 따른 식별자 비트를 포함하는 광 신호를 도시하는 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 체외 광 수신 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체 데이터 모니터링 시스템의 개요를 도시하는 도면이다.
본 명세서에서 설명하는 생체 데이터 모니터링 시스템은 인체에 무해한 광 통신 방법을 기반으로, 생체 데이터 수집 대상자(혹은 사용자 또는 환자)의 체내에 삽입된 장치를 통해, 실시간으로 생체 데이터를 수집하고, 모니터링하여, 이상 징후가 발생하였을 경우에는 관련 시설, 가족 및 지인의 단말로 생체 데이터 수집 대상자의 상태를 알리기 위한 데이터를 전송하는 기능을 제공할 수 있다.
도 1을 참조하면 생체 데이터 모니터링 시스템은 체내 삽입 장치(130), 체외 광 수신 장치(120) 및 원격 생체 데이터 수집 장치(110)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 체내 삽입 장치(130)는 생체 데이터 수집 대상자의 체내에 삽입되어 생체 데이터를 수집하고, 생체 데이터를 근적외선 광 파장의 광 신호로 변조하고, 광 신호를 체외 광 수신 장치(120)로 전송할 수 있다. 여기서, 광 신호의 파장은 예를 들어 피부 투과에 유리한 길이가 600 나노미터 내지 1000 나노미터 사이의 값을 가질 수 있다. 체내 삽입 장치(130)는 배터리부, 생체 데이터 측정부, 생체 데이터 처리부 및 광 통신부를 포함할 수 있다.
체외 광 수신 장치(120)는 생체 데이터 수집 대상자의 체외에서, 수신한 광 신호로부터 생체 데이터를 검출하고, 검출한 생체 데이터를 원격 생체 데이터 수집 장치(110)로 전송할 수 있다. 체외 광 수신 장치(120)는 미리 정해진 이벤트를 감지한 경우, 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생한 것으로 결정하여, 이벤트를 감지한 시간을 기록할 수 있다. 체외 광 수신 장치(120)는 배터리부, 광 통신부, 생체 데이터 처리부, 이상 징후 감지 이벤트 기록 버튼부 및 RF(Radio Frequency)통신부를 포함할 수 있다.
원격 생체 데이터 수집 장치(110)는 수신한 생체 데이터를 서버로 전송할 수 있다. 원격 생체 데이터 수집 장치(110)는, 수신한 생체 데이터 및 이벤트를 감지한 시간 정보 중 적어도 하나를 서버에 전송할 수 있다. 원격 생체 데이터 수집 장치(110)는 배터리부, 생체 데이터 처리부, 알람 신호 발생부, 이상 징후 감지 이벤트 기록 버튼부, 생체 데이터 저장부 및 RF 통신부를 포함할 수 있다.
서버는, 원격 생체 데이터 수집 장치(110)로부터 이벤트를 감지한 시간 정보를 수신한 경우, 미리 설정된 수신처의 단말로 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생하였음을 알리는 알람 정보를 전송할 수 있다.
이하에서는, 도면들을 참조하여 생체 데이터 모니터링 방법을 보다 자세히 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 체외 광 수신 장치에서 수행되는 생체 데이터 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 단계(210)에서 체외 광 수신 장치는 체내 삽입 장치로부터 생체 데이터를 포함하는 광 신호를 수신할 수 있다.
체내 삽입 장치는 생체 데이터 수집 대상자의 체내에 삽입되어, 심전도 측정기, 캡슐 내시경, 혈당 측정기 등과 같은 체내 의료 장치를 통해 생체 데이터를 수집할 수 있다. 체내 삽입 장치는 생체 데이터를 근적외선 광 파장의 광 신호로 변조하고, 광 신호를 체외 광 수신 장치로 전송할 수 있다. 체외 광 수신 장치는 체내 삽입 장치가 전송한 광 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 체내 삽입 장치는 생체 데이터를 시작 펄스와 종료 펄스를 포함하는 광 신호로 변조할 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, 체내 삽입 장치는 생체 데이터를 제1 서브 생체 데이터 및 제2 서브 생체 데이터로 분할하고, 제1 서브 생체 데이터 및 제2 서브 생체 데이터를 각각 제1 광 신호 및 제2 광신호로 변조할 수 있다. 제1 광 신호 및 제2 광 신호는 각각의 시작 펄스와 종료 펄스를 포함할 수 있다. 체내 삽입 장치는 생체 데이터의 데이터 양이 많은 경우, 생체 데이터를 2개 이상의 서브 생체 데이터로 분할하여, 광 신호 통신의 정확도를 향상시킬 수 있다. 체내 삽입 장치와 체외 광 수신 장치 간의 통신은 초저전력 광 펄스 전송 기술에 기반하고, 피부 투과에 유리한 근적외선 광 파장(파장 길이: 600 내지 1000 나노미터)이 이용될 수 있다. 광 신호는 인체에 무해하기 때문에, 체외 광 수신 장치와 체내 삽입 장치는 생체 데이터 수집 대상자에게 해를 입히지 않고, 광 신호를 송수신할 수 있다.
다른 실시예에서, 체외 광 수신 장치는 시작 펄스를 수신한 이후, 임계 값에 대응하는 시간 카운트가 완료되기 전에 종료 펄스를 수신하지 못한 경우, 시작 펄스에 대응하는 광 신호의 수신에 오류가 발생한 것으로 결정하여 광 신호를 복조하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 여기서, 임계 값은, 시작 펄스가 인식된 시점으로부터 종료 펄스가 인식될 수 있는 시점 간의 시간 간격의 최댓값일 수 있다. 생체 데이터 모니터링 시스템은 체외 광 수신 장치가 시작 펄스를 수신한 이후에 종료 펄스를 수신하기까지의 시간에 대한 임계 값을 설정하여, 시작 펄스를 수신한 이후에, 종료 펄스를 수신하지 못하는 오류가 발생하더라도, 그 오류가 그 이후에 수신되는 신호들에 영향을 주지 않도록 할 수 있다.
단계(220)에서 체외 광 수신 장치는 생체 데이터 수집 대상자의 체외에서, 수신한 광 신호로부터 생체 데이터를 검출할 수 있다.
광 신호는 서로 상이한 너비를 가지는 시작 펄스와 종료 펄스를 포함할 수 있다. 시작 펄스와 종료 펄스의 너비가 서로 상이하기 때문에, 체외 광 수신 장치는 시작 펄스와 종료 펄스를 구분할 수 있다.
광 신호는, 시작 펄스 및 종료 펄스만 포함하고, 시작 펄스와 종료 펄스 사이에 다른 펄스는 포함하지 않아, 체외 광 수신 장치와 체내 삽입 장치가 광 신호를 송수신하는 데 있어, 저전력화로, 배터리 수명 연장에 유리할 수 있다.
시작 펄스와 종료 펄스 간의 시간 간격은 생체 데이터에 기초하여 결정되기 때문에, 체외 광 수신 장치는, 광 신호에 포함된 시작 펄스와 종료 펄스 간의 시간 간격에 기초하여, 광 신호로부터 생체 데이터를 검출할 수 있다.
단계(230)에서 체외 광 수신 장치는 생체 데이터를 원격 생체 데이터 수집 장치로 전송할 수 있다. 원격 생체 데이터 수집 장치는 수신한 생체 데이터를 서버(또는 클라우드)로 전송할 수 있다. 체외 광 수신 장치와 원격 생체 데이터 수집 장치 간에 이루어지는 생체 데이터의 송수신은 블루투스, 와이파이 및 셀룰러 등과 같은 RF 통신에 기반할 수 있다. 체외 광 수신 장치와 원격 생체 데이터 수집 장치 간의 통신은 체외에서 이루어지기 때문에, 인체 유해성에 대한 제약이 적으므로, 전방향 전송에 유리한 RF 통신 방식을 이용하여, 원격 생체 데이터 수집 장치의 배치를 용이하게 할 수 있고, 사용자의 이동성을 향상시킬 수 있다.
단계(240)에서 체외 광 수신 장치는 미리 정해진 이벤트를 감지한 경우, 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생한 것으로 결정하고, 이벤트를 감지한 시간을 기록할 수 있다. 여기서, 미리 정해진 이벤트를 감지한 경우는, 체외 광 수신 장치가 미리 정해진 버튼에 대한 사용자 버튼 입력을 입력받은 경우를 포함할 수 있다. 미리 정해진 버튼에 대한 사용자 버튼 입력을 입력받은 경우는 예를 들어, 목걸이나, 피부 부착형 또는 의류 부착형의 패치의 형태로 구현된 체외 광 수신 장치의 일 버튼을 사용자가 입력한 경우를 포함할 수 있다.
또한, 미리 정해진 이벤트를 감지한 경우는 원격 생체 데이터 수집 장치에서 미리 정해진 애플리케이션이 실행되는 것이 감지된 경우 및 원격 생체 데이터 수집 장치가 미리 정해진 동작을 감지한 경우 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 원격 생체 데이터 수집 장치에서 미리 정해진 동작이 감지되는 경우는 사용자가 원격 생체 데이터 수집 장치를 특정한 강도 이상으로 흔드는 경우를 포함할 수 있다.
원격 생체 데이터 수집 장치는, 수신한 생체 데이터 및 이벤트를 감지한 시간 정보 중 적어도 하나를 서버에 전송할 수 있다. 원격 생체 데이터 수집 장치와 서버 간의 통신은 유/무선 인터넷에 기반하여 이루어질 수 있다.
원격 생체 데이터 수집 장치는 생체 데이터 전송의 중요성 및 긴급성, 전송에 필요한 통신량 및 장치의 배터리 잔량 중 적어도 하나에 기초하여 전송할 생체 데이터의 정보량을 조절할 수 있다. 원격 생체 데이터 수집 장치는, 이상 징후의 심각한 정도를 수치화한 값, 상기 생체 데이터의 전송에 필요한 통신량 및 배터리 잔량 중 적어도 하나에 기초하여, 수집한 모든 생체 데이터를 전송하거나, 상기 수집한 모든 생체 데이터를 압축하여 전송하거나, 또는 상기 이벤트가 감지되어 기록된 시간 정보에 대응하는 생체 데이터만 전송할 수 있다. 예를 들어, 배터리 잔량이 미리 정해진 기준을 만족하지 못할 만큼 적은 경우, 원격 생체 데이터 수집 장치는 배터리 사용량을 최소화하기 위하여, 이상 징후에 의해 기록된 시간 정보에 대응하는 생체 데이터만 서버에 전송할 수 있다. 또 다른 예에서, 전송에 필요한 통신량이 미리 정해진 용량보다 많은 경우, 원격 생체 데이터 수집 장치는, 수집한 모든 생체 데이터를 압축하여 전송하거나, 이상 징후에 의해 기록된 시간 정보에 대응하는 생체 데이터만 서버에 전송할 수 있다. 원격 생체 데이터 수집 장치는 예를 들어, 생체 데이터를 모니터링하는 것에 대한 애플리케이션이 실행 중인 사용자 단말이거나, 고정형 또는 이동형의 전용 수신 장치일 수 있다.
서버는, 원격 생체 데이터 수집 장치로부터 이벤트를 감지한 시간 정보를 수신한 경우, 미리 설정된 수신처의 단말로 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생하였음을 알리는 알람 정보를 전송할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 수신처는 예를 들어, 병원/의사, 관공서/관리지자체, 가족/지인 및 생체 데이터 수집 대상자 본인 중 적어도 하나일 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 생체 데이터 모니터링 시스템에 포함된 장치들 간에 수행되는 생체 데이터 모니터링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 생체 데이터 모니터링 시스템은 체내 삽입 장치(320), 체외 광 수신 장치(315), 원격 생체 데이터 수집 장치(310) 및 서버(305)를 포함할 수 있다.
체내 삽입 장치(320)는 생체 데이터 수집 대상자의 체내에 삽입되어, 생체 데이터를 수집할 수 있다. 단계(325)에서 체내 삽입 장치(320)는 수집한 생체 데이터를 근적외선 광 파장의 광 신호로 변조할 수 있다. 체내 삽입 장치(320)는 생체 데이터를 시작 펄스와 종료 펄스만 포함하는 광 신호로 변조할 수 있다. 실시예에 따라 체내 삽입 장치(320)는 생체 데이터를 두 개 이상의 서브 생체 데이터들로 분할하고, 서브 생체 데이터들 각각을 시작 펄스와 종료 펄스만 포함하는 광 신호들로 변조할 수도 있다.
단계(330)에서 체내 삽입 장치(320)는 체외 광 수신 장치(315)로 광 신호를 전송할 수 있다. 체내 삽입 장치(320)는 체외 광 수신 장치(315)로 시작 펄스를 전송한 후에, 종료 펄스를 전송하여 광 신호를 전송할 수 있다.
단계(335)에서 체외 광 수신 장치(315)는 수신한 광 신호로부터 생체 데이터를 검출할 수 있다. 광 신호에 포함된 시작 펄스와 종료 펄스의 간격은 생체 데이터에 기초하여 결정되었기 때문에, 체외 광 수신 장치(315)는 광 신호에 포함된 시작 펄스와 종료 펄스의 간격에 기초하여, 광 신호로부터 생체 데이터를 검출할 수 있다.
단계(340)에서 체외 광 수신 장치(315)는 원격 생체 데이터 수집 장치(310)로 광 신호로부터 검출한 생체 데이터를 전송할 수 있다. 원격 생체 데이터 수집 장치(310)는 단계(345)에서 서버(305)로 생체 데이터를 전송할 수 있다.
단계(350)에서 체외 광 수신 장치(315)는, 미리 정해진 이벤트를 감지한 경우, 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생한 것으로 결정하고, 이벤트를 감지한 시간을 기록할 수 있다. 예를 들어, 생체 데이터 수집 대상자가 체외 광 수신 장치(315)의 일 버튼을 누른 경우, 체외 광 수신 장치(315)는 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생한 것으로 결정할 수 있다.
체외 광 수신 장치(315)는 단계(355)에서 원격 생체 데이터 수집 장치(310)로 생체 데이터 및 이벤트를 감지한 시간 정보를 전송할 수 있다. 원격 생체 데이터 수집 장치(310)는 단계(360)에서 서버(305)로 생체 데이터 및 이벤트를 감지한 시간 정보를 전송할 수 있다.
서버(305)는 이벤트를 감지한 시간 정보의 수신에 응답하여, 단계(365)에서 미리 설정된 수신처의 단말로 알람 정보를 전송할 수 있다. 서버(305)는 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생하였음을 알리는 알람을 미리 설정된 병원/의사, 관공서/관리지자체, 가족/지인 및 생체 데이터 수집 대상자 본인에게 전송하여, 생체 데이터 수집 대상자의 이상 징후에 대한 조치가 이루어지도록 할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 광 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 광 신호는 시작 펄스와 종료 펄스를 포함할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 생체 데이터의 데이터 값에 기초하여, 시작 펄스가 전송되는 시점과 종료 펄스가 전송되는 시점 간의 시간 간격을 결정할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 본 명세서에서 설명하는 체내 삽입 장치가 될 수 있다. 광 신호 전송 장치가 전송하는 광 신호에는 시작 펄스 및 종료 펄스만이 포함될 수 있다. 또한, 광 신호 전송 장치는 시작 펄스를 전송할 때와 종료 펄스를 전송하는 시점에만 빛을 출력하여 전력 소모를 최소화할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 시작 펄스가 수신되는 시점과 종료 펄스가 수신되는 시점 간의 시간 간격에 기초하여 광 신호에 대응하는 생체 데이터를 결정하여 검출할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 본 명세서에서 설명하는 체외 광 수신 장치가 될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 일 실시예에서 광 신호 전송 장치가 시작 펄스를 전송하거나, 광 신호 수신 장치가 시작 펄스를 수신한 시점과, 광 신호 전송 장치가 종료 펄스를 전송하거나, 광 신호 수신 장치가 종료 펄스를 수신한 시점 사이의 시간 간격은 네 칸이 될 수 있다. 여기서 시작 펄스와 종료 펄스의 사이에 존재하는 각각의 칸은, 실시예에 따라 미리 정해진 일정한 시간 간격을 의미할 수 있다. 이 경우, 광 신호에 대응하는 생체 데이터의 데이터 값은 4가 될 수 있고, 광 신호 수신 장치는 시작 펄스와 종료 펄스를 수신한 시점 간의 시간 간격에 기초하여 데이터 값을 4로 결정할 수 있다. 실시예에 따라 광 신호 수신 장치는 데이터 값을 8비트의 2진수로 복조하여 처리할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 일 실시예에서 광 신호 전송 장치가 시작 펄스를 전송하거나, 광 신호 수신 장치가 시작 펄스를 수신한 시점과, 광 신호 전송 장치가 종료 펄스를 전송하거나, 광 신호 수신 장치가 종료 펄스를 수신한 시점 사이의 시간 간격은 13칸이 될 수 있다. 이 경우, 광 신호에 대응하는 생체 데이터의 데이터 값은 13이 될 수 있고, 광 신호 수신 장치는 시작 펄스와 종료 펄스를 수신한 시점 간의 시간 간격에 기초하여 데이터 값을 13으로 결정할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 광 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 광 신호 전송 장치는 곡선 형태로 이루어지고, 10진수 형태를 가지는 연속적인 생체 데이터에 기초하여, 광 신호에 대응하는 시작 펄스와 종료 펄스의 전송 시점을 결정할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 생체 데이터를 부호화 할 수 있다. 또한, 광 신호 전송 장치는 부호화된 생체 데이터를 광 신호로 변조할 수 있다. 광 신호는 시작 펄스와 종료 펄스 간의 시간 간격을 통해 생체 데이터의 데이터 값을 표현할 수 있다.
도 5a와 도 5b에서 시작 펄스와 종료 펄스 사이에는 일정한 간격으로 나눠진 칸이 존재할 수 있으며, 광 신호 수신 장치는 칸의 개수를 통해 시작 펄스와 종료 펄스 간의 시간 간격을 인식할 수 있다. 또한, 일정한 간격으로 나눠진 칸은 1024개가 존재할 수 있다.
일 실시예에서, 광 신호 전송 장치는 생체 데이터의 데이터 값에 기초하여 시작 펄스가 전송되는 시점과 종료 펄스가 전송되는 시점 간의 시간 간격을 결정할 수 있다. 또한, 광 신호 전송 장치는 시작 펄스와 종료 펄스 간의 시간 간격에 기초하여 종료 펄스가 전송되는 시점을 결정할 수 있다.
도5a에서, 광 신호 전송 장치는 제1 광 신호를 광 신호 수신 장치로 전송하기 위하여, 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(510)를 광 신호 수신 장치로 전송할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(510)를 수신한 시점부터 시간 카운트를 시작할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 광 신호에 대응하는 데이터 값에 기초하여 시작 펄스(510)와 종료 펄스(520) 간의 시간 간격을 결정할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 시작 펄스(510)와 종료 펄스(520) 간의 시간 간격에 기초하여, 시작 펄스(510)를 광 신호 수신 장치로 전송한 시점 이후에 종료 펄스(520)를 광 신호 수신 장치로 전송할 시점을 결정할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 종료 펄스(520)를, 결정된 전송 시점에 기초하여 광 신호 수신 장치로 전송할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 광 신호 전송 장치로부터 수신한 종료 펄스(520)를 수신한 시점에 시간 카운트를 종료할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 시간을 카운트한 결과에 기초하여 제1 광 신호에 대응하는 생체 데이터를 추출할 수 있다.
또한 도 5b에서, 광 신호 전송 장치는 제2 광 신호를 광 신호 수신 장치로 전송하기 위하여, 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(530)를 광 신호 수신 장치로 전송할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(530)를 수신한 시점부터 시간 카운트를 시작할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 광 신호에 대응하는 데이터 값에 기초하여 시작 펄스(530)와 종료 펄스(540) 간의 시간 간격을 결정할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 시작 펄스(530)와 종료 펄스(540) 간의 시간 간격에 기초하여, 시작 펄스(530)를 광 신호 수신 장치로 전송한 시점 이후에 종료 펄스(540)를 광 신호 수신 장치로 전송할 시점을 결정할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 종료 펄스(540)를, 결정된 전송 시점에 기초하여 광 신호 수신 장치로 전송할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 광 신호 전송 장치로부터 수신한 종료 펄스(540)를 수신한 시점에 시간 카운트를 종료할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 시간을 카운트한 결과에 기초하여 제2 광 신호에 대응하는 생체 데이터를 추출할 수 있다.
도 5a와 도 5b를 비교하면, 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(510)와 종료 펄스(520) 간의 시간 간격이 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(530)와 종료 펄스(540) 간의 시간 간격보다 넓다는 것을 알 수 있다. 이에 기초하여, 제1 광 신호에 대응하는 데이터 값의 크기는 제2 광 신호에 대응하는 데이터 값의 크기보다 크다고 판단될 수 있다. 즉, 일 실시예에서 하나의 광 신호에 대응하는 시작 펄스와 종료 펄스 간의 시간 간격이 다른 광 신호에 대응하는 시작 펄스와 종료 펄스 간의 시간 간격보다 클 경우에는, 하나의 광 신호에 대응하는 데이터 값은 다른 광 신호에 대응하는 데이터 값보다 크다고 판단될 수 있다. 반면에, 하나의 광 신호에 대응하는 시작 펄스와 종료 펄스 간의 시간 간격이 다른 광 신호에 대응하는 시작 펄스와 종료 펄스 간의 시간 간격보다 작은 경우에는, 하나의 광 신호에 대응하는 데이터 값은 다른 광 신호에 대응하는 데이터 값보다 작다고 판단될 수 있다.
도 6은 제1 실시예에 따른 오류 검출 정보 및 오류 정정 정보가 추가된 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면 제1 실시예에서, 광 신호 전송 장치는 생체 데이터(610)를 수집할 수 있다. 광 신호 전송 장치는, 오류의 발생을 방지하기 위하여, 수집한 생체 데이터(610)에 오류 검출 정보(620) 및 오류 정정 정보(630) 중 적어도 하나를 추가할 수 있다.
광 신호 전송 장치는, 생체 데이터(610)를 수신한 광 신호 수신 장치가 생체 데이터(610)의 오류 여부를 판단할 수 있도록, 생체 데이터(610)에 오류 검출 정보(620)를 추가할 수 있다. 오류 검출 정보(620)는 예를 들어, 패리티 비트가 될 수 있다. 광 신호 수신 장치는 오류 검출 정보(620)에 대응하는 패리티 비트에 기초하여 수신한 생체 데이터(610)에 오류가 있는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 광 신호 전송 장치는 오류가 있는 생체 데이터(610)를 수신한 광 신호 수신 장치가 생체 데이터(610)를 정정할 수 있도록 생체 데이터(610)에 오류 정정 정보(630)를 추가할 수 있다. 오류 정정 정보(630)는 오류를 정정할 수 있는 정보는, 예를 들어 BCH 코딩(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Coding)가 될 수 있다. 광 신호 수신 장치는 오류 정정 정보(630)에 대응하는 BCH 코딩에 기초하여 생체 데이터(610)의 크기 및 관련 정보 등을 획득할 수 있고, 획득한 정보에 기초하여 생체 데이터(610)에 오류가 있을 경우, 생체 데이터(610)의 오류를 정정할 수 있다.
실시예에 따라 오류 검출 정보(620) 및 오류 정정 정보(630) 중 적어도 하나는 광 신호 전송 장치가 생체 데이터(610)에 추가할 수 있고, 또한 광 신호 전송 장치가 수신한 생체 데이터에 이미 오류 검출 정보(620) 및 오류 정정 정보(630)중 적어도 하나가 추가되어 있을 수 있다.
도 7은 제2 실시예에 따른 시작 펄스 및 종료 펄스의 너비가 상이한 광 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면 제2 실시예에서, 광 신호 전송 장치는 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(710)와 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(720)를 전송할 수 있다. 제2 실시예에서 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(710)와 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(720) 간의 시간 간격은 6칸으로서, 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호로부터 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(710)와 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(720) 간의 시간 간격 6칸에 대응하는 데이터 값을 추출할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(720)를 수신한 이후에 다음 광 신호에 대응하는 시작 펄스를 수신할 때까지 대기할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(730)를 수신할 수 있고, 수신에 응답하여 제2 광 신호에 대응하는 종료 펄스를 수신할 때까지 카운트를 시작할 수 있다.
광 신호 수신 장치는 시작 펄스(710 및 730)와 종료 펄스(720)의 너비가 상이한 특징을 통해, 시작 펄스(710 및 730)와 종료 펄스(720)를 인식 및 구분할 수 있다. 여기서 각각의 펄스의 너비는 신호 값이 유지되는 시간 구간 또는, 논리 레벨 1로 유지되는 시간 구간을 의미할 수 있다. 즉, 펄스의 너비는 광 신호 전송 장치가 빛을 출력하는 것을 유지하는 시간 구간을 의미할 수 있다.
광 신호 수신 장치는 시작 펄스(710 및 730)와 종료 펄스(720)의 너비가 상이한 특징에 기초하여, 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(710)를 수신하면 제1 광 신호 수신의 시작을 인식할 수 있다. 제1 광 신호 수신의 시작을 인식한 광 신호 수신 장치는 시간 카운트를 시작할 수 있다. 광 신호 수신 장치가 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(720)의 수신을 기다리는 중에 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(730)를 수신하였을 경우, 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호에 대응하는 시간 카운트는 멈추고, 제2 광 신호에 대응하는 시간 카운트를 시작할 수 있다. 광 신호 수신 장치가 시작 펄스(710 및 730)와 종료 펄스(720)를 구분할 수 있기 때문에, 하나의 광 신호가 송수신 되는 과정에서 오류가 발생하더라도, 광 신호 수신 장치가 수신하는 다음 광 신호를 처리하는 데 있어서, 오류의 영향을 최소화할 수 있다.
도 8은 제3 실시예에 따른 임계 값을 가진 광 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면 제3 실시예에서, 광 신호 전송 장치는 광 신호에 대한 임계 값을 설정하여 광 신호 수신 장치에 공유할 수 있다. 여기서 광 신호에 대한 임계 값은 광 신호의 시작 펄스와 종료 펄스 간의 시간 간격의 최댓값을 의미할 수 있다.
도 8을 참조하면, 위 실시예에서 광 신호 전송 장치는 임계 값을 결정하여 광 신호 수신 장치에 공유할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(810)를 수신하고, 이후에 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(820)를 수신할 수 있다. 광 신호 수신 장치는, 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(810)를 수신한 이후, 임계 값만큼의 시간 카운트가 되기 전에 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(820)를 수신하여 정상적으로 제1 광 신호를 수신할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(820)를 수신한 이후, 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(830)를 수신할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제2 광 신호를 정상적으로 수신하기 위해 제2 광 신호에 대응하는 종료 펄스의 수신을 기다릴 수 있다.
만약, 시작 펄스(810 및 830)와 종료 펄스(820)의 너비가 동일하여 광 신호 수신 장치가 펄스의 너비만으로는 시작 펄스 및 종료 펄스를 구분하지 못할 경우, 하나의 펄스를 수신하는 데 있어서 오류가 발생한다면, 한 번의 오류는 광 신호 수신 장치가 다음 광 신호를 수신하는 데에도 영향을 미칠 수 있다. 특히, 임계 값이 존재하지 않는다면, 광 신호 수신 장치가 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(810)를 수신한 이후에, 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(820)를 수신하지 못하였을 경우, 광 신호 수신 장치는 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(830)를 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스로 인식하여 광 신호 전송 장치로부터 수신한 광 신호들로부터 잘못된 생체 데이터를 추출할 수 있다.
반면에, 임계 값이 존재한다면, 광 신호 수신 장치가 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(820)를 수신하지 못하였을 경우, 광 신호 수신 장치는 임계 값에 기초하여 제1 광 신호 수신에 오류가 발생하였다고 판단할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(830)를 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(810)를 수신한 시점부터 임계 값에 대응하는 시간 간격만큼 지난 이후에 수신하였기 때문에, 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(830)를 오류의 영향 없이 인식할 수 있다. 예를 들어, 광 신호 수신 장치가 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(810)를 수신한 이후에 시간 카운트를 시작할 수 있다. 이때, 광 신호 수신 장치가 임계 값에 대응하는 시간 카운트 내에 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(820)를 수신하지 못하면, 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호에 대응하는 시간 카운트를 멈추고, 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(830)를 기다리며 대기할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 임계 값은 서브 생체 데이터의 전송에도 적용될 수도 있다. 예를 들어, 광 신호 전송 장치가 16비트의 생체 데이터를 두 개의 서브 생체 데이터로 분할할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 16비트의 생체 데이터를 각각이 8비트인 제1 서브 생체 데이터 및 제2 서브 생체 데이터로 분할할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 제1 서브 생체 데이터를 제1 광 신호로 변조하고, 제2 서브 생체 데이터를 제2 광 신호로 변조하여, 제1 광 신호 및 제2 광 신호를 광 신호 수신 장치에 전송할 수 있다. 광 신호 수신 장치가 제1 광 신호를 성공적으로 수신하고 제1 광 신호로부터 제1 서브 생체 데이터를 획득한 상태에서, 제1 서브 생체 데이터와 결합할 제2 서브 생체 데이터에 대응하는 제2 광 신호를 수신하기 위하여 대기할 수 있다. 만약 미리 정해진 임계 값에 대응하는 시간이 지나도록 광 신호 수신 장치가 제2 광 신호를 수신하지 못한다면, 광 신호 수신 장치는 광 신호 통신에 오류가 발생하였음을 인지할 수 있다. 이 경우, 광 신호 수신 장치는 수신했던 제1 광 신호에 대응하는 제1 서브 생체 데이터를 버리고 새로운 생체 데이터에 대응하는 광 신호를 대기할 수 있다.
도 9는 제4 실시예에 따른 시작 펄스 및 종료 펄스의 파장 길이가 상이한 광 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 제4 실시예에서 광 신호에는 시작 펄스와 종료 펄스가 포함될 수 있다. 여기서 시작 펄스의 파장 길이와 종료 펄스의 파장 길이는 서로 다를 수 있다.
위 실시예에서, 광 신호 전송 장치는 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(910)와 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(920)를 광 신호 수신 장치에 전송할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(920)를 수신한 이후에 다음 광 신호에 대응하는 시작 펄스를 수신할 때까지 대기할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(930)를 수신할 수 있고, 수신에 응답하여 제2 광 신호에 대응하는 종료 펄스를 수신할 때까지 카운트를 시작할 수 있다.
위 실시예에서 시작 펄스(910 및 930)와 종료 펄스(920)의 파장 길이는 상이하다는 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 광 신호 전송 장치는 시작 펄스(910 및 930)의 파장 길이를 700nm로 설정할 수 있고, 종료 펄스(920)의 파장 길이를 900nm로 설정할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 시작 펄스(910 및 930)와 종료 펄스(920)의 파장 길이가 상이한 특징을 통해, 시작 펄스(910 및 930)와 종료 펄스(920)를 인식 및 구분할 수 있다.
광 신호 수신 장치는 시작 펄스(910 및 930)와 종료 펄스(920)의 파장 길이가 상이한 특징에 기초하여, 제1 광 신호에 대응하는 시작 펄스(910)를 수신하면 제1 광 신호 수신의 시작을 인식할 수 있다. 제1 광 신호 수신의 시작을 인식한 광 신호 수신 장치는 시간 카운트를 시작할 수 있다. 광 신호 수신 장치가 제1 광 신호에 대응하는 종료 펄스(920)의 수신을 기다리는 중에 제2 광 신호에 대응하는 시작 펄스(930)를 수신하였을 경우, 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호에 대응하는 시간 카운트는 멈추고, 제2 광 신호에 대응하는 시간 카운트를 시작할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 각 신호 펄스(910, 920 및 930)의 파장 길이에 기초하여 시작 펄스(910 및 930)와 종료 펄스(920)를 구분할 수 있기 때문에, 하나의 광 신호가 송수신 되는 과정에서 오류가 발생하더라도, 광 신호 수신 장치가 수신하는 다음 광 신호를 처리하는 데 있어서, 오류의 영향을 최소화할 수 있다.
도 10은 제5 실시예에 따른 생체 데이터가 분할된 서브 생체 데이터들에 기초하여 생성된 광 신호들을 도시하는 도면이다.
도 10을 참조하면 제5 실시예에서, 광 신호 전송 장치는 생체 데이터(1010)를 복수의 서브 생체 데이터들(1020 및 1030)로 분할하고, 분할된 서브 생체 데이터들(1020 및 1030) 각각에 대응하는 광 신호(1040 및 1050)를 생성할 수 있다. 생체 데이터(1010)는 제1 서브 생체 데이터(1020) 및 제2 서브 생체 데이터(1030)로 분할될 수 있다. 광 신호 전송 장치는 제1 서브 생체 데이터(1020)로부터 제1 광 신호(1040)를 생성할 수 있고, 제2 서브 생체 데이터(1030)로부터 제2 광 신호(1050)를 생성할 수 있다.
제1 광 신호(1040) 및 제2 광 신호(1050) 각각은 시작 펄스 및 종료 펄스를 포함할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 시작 펄스 및 종료 펄스의 수신 여부에 기초하여 제1 광 신호(1040)와 제2 광 신호(1050)를 구별하여 수신할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호(1040)를 복조하여 제1 광 신호(1040)에 대응하는 데이터인 제1 서브 생체 데이터(1020)를 획득할 수 있고, 제2 광 신호(1050)를 복조하여 제2 광 신호(1050)에 대응하는 데이터인 제2 서브 생체 데이터(1030)를 획득할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 서브 생체 데이터(1020) 및 제2 서브 생체 데이터(1030)를 결합하여 생체 데이터(1010)를 획득할 수 있다.
도 11은 제6 실시예에 따른 생체 데이터가 짝수 비트들과 홀수 비트들로 분할되어 생성된 광 신호들을 도시하는 도면이다.
도 11을 참조하면 제6 실시예에서, 광 신호 전송 장치는 생체 데이터(1110)를 제1 서브 생체 데이터(1120) 및 제2 서브 생체 데이터(1130)로 분할할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 생체 데이터(1110)를 짝수 비트들과 홀수 비트들로 구분하여, 짝수 비트들로 구성된 제1 서브 생체 데이터(1120)와 홀수 비트들로 구성된 제2 서브 생체 데이터(1130)로 분할할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 제1 서브 생체 데이터(1120)에 대응하는 제1 광 신호(1140)를 생성할 수 있고, 제2 서브 생체 데이터(1130)에 대응하는 제2 광 신호(1150)를 생성할 수 있다.
광 신호 전송 장치는 제1 광 신호(1140) 및 제2 광 신호(1150)를 광 신호 수신 장치에 전송할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호(1140) 및 제2 광 신호(1150) 각각에 포함된 시작 펄스 및 종료 펄스에 기초하여 제1 광 신호(1140)와 제2 광 신호(1150)를 수신할 수 있다.
광 신호 수신 장치는 제1 광 신호(1140) 및 제2 광 신호(1150)에 대해 복조를 수행하여 제1 광 신호(1140)와 제2 광 신호(1150) 각각에 대응하는 제1 서브 생체 데이터(1120) 및 제2 서브 생체 데이터(1130)을 획득할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 서브 생체 데이터(1120) 및 제2 서브 생체 데이터(1130)를 결합하여 광 신호 전송 장치가 전송해온 생체 데이터를 획득할 수 있다.
광 신호 전송 장치가 광 신호를 전송하거나, 광 신호 수신 장치가 광 신호를 수신할 때, 비트가 하위 비트일수록 송수신 오류에 취약할 수 있다. 또한, 비트가 상위 비트에 해당하는 서브 생체 데이터일수록 송수신에 오류가 발생하였을 때, 광 신호 송신 장치가 복조를 통해 획득한 생체 데이터와 생체 데이터(1110)의 오차가 커질 수 있다. 광 신호 전송 장치가 생체 데이터(1110)를 복수개의 서브 생체 데이터로 분할하여 광 신호로 변조하고, 광 신호를 광 신호 수신 장치에 전송하는 방법은 상위 비트를 오류에 취약하게 할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 광 신호 전송 장치는 생체 데이터(1110)를 짝수 비트와 홀수 비트로 구분하고, 짝수 비트들로 구성된 제1 서브 생체 데이터(1120)와 홀수 비트들로 구성된 제2 서브 생체 데이터(1130)로 분할할 수 있다. 광 신호 전송 장치는 제1 서브 생체 데이터(1120)에 대응하는 제1 광 신호(1140)를 생성하고, 제2 서브 생체 데이터(1130)에 대응하는 제2 광 신호(1150)를 생성할 수 있다. 이를 통해 광 신호 전송 장치는 생체 데이터(1110)의 분할로 인해 발생할 수 있는 송수신 오류를 최소화할 수 있다. 한편, 광 신호 전송 장치가 생체 데이터(1110)를 분할하는 것은, 위 실시예에 한정되지 않는다. 실시예에 따라, 광 신호 전송 장치는 생체 데이터(1110)를 세 개 이상의 서브 생체 데이터들로 분할할 수도 있으며, 분할하는 방식에도 제한이 없다.
도 12는 제7 실시예에 따른 식별자 비트를 포함하는 광 신호를 도시하는 도면이다.
도 12를 참조하면 제7 실시예에서, 광 신호 전송 장치는 생체 데이터(1210)를 제1 서브 생체 데이터(1220) 및 제2 서브 생체 데이터(1230)으로 분할할 수 있다. 광 신호 전송 장치(1210)는 제1 서브 생체 데이터(1220)에 기초하여 제1 광 신호(1240)를 생성하여 광 신호 수신 장치로 전송할 수 있다. 또한, 광 신호 전송 장치는 제2 서브 생체 데이터(1230)에 기초하여 제2 광 신호(1250)를 생성하여 광 신호 수신 장치로 전송할 수 있다.
위 실시예에서 제1 서브 생체 데이터(1220) 및 제2 서브 생체 데이터(1230)는 생체 데이터(1210)의 짝수 비트 및 홀수 비트 중 어느 것을 포함하는지 여부를 나타내기 위한 식별자 비트(1260 및 1270)를 포함할 수 있다. 제1 서브 생체 데이터(1220)는 생체 데이터(1210)의 짝수 비트를 포함할 수 있다. 또한, 제1 서브 생체 데이터(1220)는 제1 서브 생체 데이터(1220)가 생체 데이터(1210)의 짝수 비트를 포함한다는 것을 나타내기 위한 제1 식별자 비트(1260)를 포함할 수 있다. 제2 서브 생체 데이터(1230)는 생체 데이터(1210)의 홀수 비트를 포함할 수 있다. 또한, 제2 서브 생체 데이터(1230)는 제2 서브 생체 데이터(1230)가 생체 데이터(1210)의 홀수 비트를 포함한다는 것을 나타내기 위한 제2 식별자 비트(1270)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 서브 생체 데이터(1220)와 제2 서브 생체 데이터(12030)는 짝수 비트와 홀수 비트를 포함하는 것과 관계없이, 서로 다른 비트들을 포함하는 것을 구별하기 위한 식별자 비트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 생체 데이터(1220)는 제1 비트들의 데이터 값을 포함하고, 추가적으로 제1 서브 생체 데이터(1220)가 제1 비트들의 데이터 값을 포함하는 것을 나타내는 제1 식별자 비트(1260)를 포함할 수 있다. 제2 서브 생체 데이터(1230)는 제1 비트들과 구별되는 제2 비트들의 데이터 값을 포함하고, 추가적으로 제2 서브 생체 데이터(1230)가 제2 비트들의 데이터 값을 포함하는 것을 나타내는 제2 식별자 비트(1270)를 포함할 수 있다.
광 신호 수신 장치는 제1 광 신호(1240) 및 제2 광 신호(1250)를 수신할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 광 신호(1240)에 기초하여 제1 서브 생체 데이터(1220)를 획득할 수 있고, 제2 광 신호(1250)에 기초하여 제2 서브 생체 데이터(1230)를 획득할 수 있다. 광 신호 수신 장치는 제1 서브 생체 데이터(1220)에 포함된 제1 식별자 비트(1260)와, 제2 서브 생체 데이터(1230)에 포함된 제2 식별자 비트(1270)에 기초하여 제1 서브 생체 데이터(1220)와 제2 서브 생체 데이터(1230)를 결합할 수 있다.
다른 실시예에서, 광 신호 수신 장치가 제1 광 신호(1240)를 수신하고 제1 광 신호(1240)으로부터 제1 서브 생체 데이터(1220)와 제1 서브 생체 데이터(1220)에 포함된 제1 식별자 비트(1260)을 획득할 수 있다. 이후 광 신호 수신 장치가 일 광 신호를 수신하였는데, 일 광 신호로부터 획득한 일 서브 생체 데이터와 일 식별자 비트가 제1 식별자 비트(1260)와 연관되지 않을 경우, 광 신호 수신 장치는 제1 서브 생체 데이터(1220)와 결합되어야 할 서브 생체 데이터에 대한 수신 오류가 발생하였다고 결정할 수 있다. 이 경우, 광 신호 수신 장치는 제1 서브 생체 데이터(1220)에 대응하는 생체 데이터(1210)에 대한 수신을 포기하고, 다음 광 신호를 수신하기 위하여 대기할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 체외 광 수신 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 체외 광 수신 장치(1300)는 수신부(1310), 생체 데이터 처리부(1320), 전송부(1330) 및 이벤트 발생 감지부(1340)를 포함할 수 있다. 여기서, 체외 광 수신 장치(1300)는 본 명세서에서 설명하는 체외 광 수신 장치 및 광 신호 수신 장치에 대응할 수 있다.
일 실시예에서 수신부(1310)는 체내 삽입 장치로부터 생체 데이터를 포함하는 광 신호를 수신할 수 있다. 또한, 생체 데이터 처리부(1320)는 광 신호로부터 생체 데이터를 검출할 수 있다. 전송부(1330)는 생체 데이터를 원격 생체 데이터 수집 장치로 전송할 수 있고, 이벤트 발생 감지부(1340)는 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생한 것을 감지하기 위한 미리 정해진 이벤트의 발생 여부를 감지할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
110, 310: 원격 생체 데이터 수집 장치
120, 315, 1300: 체외 광 수신 장치
130, 320: 체내 삽입 장치 305: 서버
1310: 수신부 1320: 생체 데이터 처리부
1330: 전송부 1340: 이벤트 발생 감지부

Claims (5)

  1. 생체 데이터 모니터링 시스템에 있어서,
    생체 데이터 수집 대상자의 체내에 삽입되어 생체 데이터를 수집하고, 상기 생체 데이터를 근적외선 광 파장의 광 신호로 변조하고, 상기 광 신호를 체내에서 체외 광 수신 장치로 전송하는 체내 삽입 장치;
    상기 생체 데이터 수집 대상자의 체외에서, 수신한 상기 광 신호로부터 상기 생체 데이터를 검출하고, 상기 검출한 생체 데이터를 원격 생체 데이터 수집 장치로 전송하는 상기 체외 광 수신 장치; 및
    상기 수신한 생체 데이터를 서버로 전송하는 상기 원격 생체 데이터 수집 장치를 포함하고,
    상기 체내 삽입 장치와 상기 체외 광 수신 장치 간의 통신은 상기 근적외선 광 파장의 광 통신에 기반하고,
    상기 체외 광 수신 장치와 상기 원격 생체 데이터 수집 장치 간의 통신은 RF(Radio Frequency) 통신에 기반하고,
    상기 광 신호는,
    시작 펄스 및 종료 펄스를 포함하고,
    상기 시작 펄스와 상기 종료 펄스 간의 시간 간격은 상기 생체 데이터에 기초하여 결정되고,
    상기 체내 삽입 장치는,
    상기 시작 펄스를 전송하는 시점과 상기 종료 펄스를 전송하는 시점에 빛을 출력하는,
    생체 데이터 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 체외 광 수신 장치는, 미리 정해진 이벤트를 감지한 경우, 상기 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생한 것으로 결정하여, 상기 이벤트를 감지한 시간을 기록하고,
    상기 원격 생체 데이터 수집 장치는, 상기 수신한 생체 데이터 및 이벤트를 감지한 시간 정보를 서버에 전송하는,
    생체 데이터 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 체외 광 수신 장치로부터 상기 이벤트를 감지한 시간 정보를 수신한 경우, 미리 설정된 수신처의 단말로 상기 생체 데이터 수집 대상자에게 이상 징후가 발생하였음을 알리는 알람 정보를 전송하는,
    생체 데이터 모니터링 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이벤트를 감지하는 경우는,
    상기 체외 광 수신 장치가 미리 정해진 버튼에 대한 사용자 버튼 입력을 입력받은 경우, 상기 원격 생체 데이터 수집 장치에서 미리 정해진 애플리케이션이 실행되는 것이 감지된 경우 및 상기 원격 생체 데이터 수집 장치가 미리 정해진 동작을 감지한 경우 중 적어도 하나를 포함하는,
    생체 데이터 모니터링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원격 생체 데이터 수집 장치는,
    이상 징후의 심각한 정도를 수치화한 값, 상기 생체 데이터의 전송에 필요한 통신량 및 배터리 잔량 중 적어도 하나에 기초하여, 수집한 모든 생체 데이터를 전송하거나, 상기 수집한 모든 생체 데이터를 압축하여 전송하거나, 또는 이벤트가 감지되어 기록된 시간 정보에 대응하는 생체 데이터만 전송하는,
    생체 데이터 모니터링 시스템.
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