KR102556640B1 - 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템 - Google Patents

블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정보 통신 단말과 연동 가능한 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템에 관한 것으로, 정보 통신 단말기의 메모리에 설치되어 실행되되, 폐활량 측정 디바이스로부터 전송되는 폐활량 신호로부터 폐활량 진단변수를 산출해 폐활량 측정결과를 표시부에 표시하고, 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 암호화하여 무선 전송하는 폐활량 측정 매니저와; 상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 전송받아 저장하고, 상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 접근 권한 부여받은 의료인의 검증 결과에 따라 복호화하여 제공하는 서버 노드;를 포함하되,
상기 폐활량 측정 매니저는 사용자의 폐활량 측정명령에 응답해 상기 폐활량 측정 디바이스와 근거리 무선 통신 연결하여 상기 폐활량 측정 디바이스를 활성화시키고, 상기 표시부에 폐활량 측정방법을 안내하는 폐활량 측정 안내 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

Description

블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템{LUNG CAPACITY DIAGNOSIS INFORMATION MANAGEMENT SYSTEM BASED ON BLOCK CHAIN}
본 발명은 폐활량 진단 관리 시스템에 관한 것으로, 특히 정보 통신 단말과 연동 가능한 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템에 관한 것이다.
폐활량 측정은 크게 두 가지 타입으로 분류할 수 있는데, 그 중 하나는 피검사자가 호흡하는 동안에 폐용적(lungvolume)의 변화를 직접 측정하는 방법이고, 다른 하나는 피검사자가 호흡하는 동안에 폐 내외로 유동하는 공기의 기류를 감지 및 측정하는 호흡기류 측정 방법이다.
과거에는 폐용적의 변화능력을 직접 측정하는 전자의 방식이 주로 이용되었으나, 점차적으로 호흡기류를 측정하는 방식이 주로 이용되고 있다. 초기의 폐활량계는 임상용으로 제작된 것이므로 고가이며 크기가 커서 만성호흡기 질환자가 휴대하면서 사용할 수 없었으나, 건강에 대한 관심이 높아지고 기술이 발전하면서 휴대형 폐활량계가 소개되기에 이르렀다.
휴대형 폐활량계의 하나로서 대한민국 등록특허공보 제10-1132595호에 게시된 "휴대형 폐활량계"가 있다. 이러한 휴대형 폐활량계는 유무선 통신부를 구비함으로써, 유무선 통신부를 통해 접속되는 외부장치로 호흡신호를 전송할 수 있다.
이러한 휴대형 폐활량계의 진일보한 또 다른 형태로서 대한민국 등록특허공보 제10-2115634호에 게시된 'IoT 기반 만성폐쇄성 폐질환 자기진단 방법'이 있다. 이러한 특허공보 발명에는 폐활량 분석 어플리케이션이 설치된 스마트 디바이스와, 사용자의 폐활량을 감지하여 스마트 디바이스와 통신하는 IoT 기반의 듀얼 모드 웨어러블 헬스케어 장치(이 역시 휴대형 폐활량계라 할 때)가 게시되어 있다.
그러나 예시한 휴대형 폐활량계에서 공통적으로 발생할 수 있는 문제는 호흡량 측정시 단순히 터빈 날개의 회전에 반응하여 생성되는 신호를 유효 신호로 간주하여 신호 처리한다는 것이다. 터빈 날개의 회전은 호흡기류에 의해 회전하기도 하지만 기기 조작 상의 움직임, 주변 공기의 흐름 등에 의해 회전하기도 한다.
이와 같이 호흡기류가 아닌 주변 요인에 의해 터빈 날개가 회전해서 발생하는 신호를 배제하지 않고 호흡기류를 측정하게 되면, 그만큼 노이즈 혹은 오차가 포함된 신호를 분석한 것이므로 폐활량 측정 혹은 분석 데이터에 대한 신뢰성을 보장할 수 없기에 이를 개선할 방안이 필요하다.
더 나아가 휴대형 폐활량계를 통해 개인의 폐활량 측정이 이루어진 경우에도 필요에 따라서는 전문의의 진단이 필요하다. 이와 같이 전문의 진단을 위해 개인이 측정한 폐활량 정보를 원격지 서버로 업로딩할 경우, 혹은 인공지능망 학습을 위해 개인의 폐활량 정보를 타기관에 제공할 경우 고려해야 할 문제는 개인정보의 유출을 막는 것이다.
이에 휴대형 폐활량계를 개발함에 있어 측정오차를 최소화할 수 있는 폐활량계를 개발할 필요가 있으며, 휴대형 폐활량계에서 측정된 정보들을 제3자에게 제공함에 있어 개인정보의 유출을 막을 수 있는 방안이 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-1132595호 대한민국 등록특허공보 제10-2115643호
이에 본 발명은 상술한 필요성에 따라 창안된 발명으로서, 본 발명의 주요 목적은 폐활량 측정시 발생할 수 있는 측정오차를 최소화한 폐활량계와 그 폐활량계에서 측정된 폐활량 진단정보를 수집하여 안전하게 관리할 수 있는 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템을 제공함에 있다.
더 나아가 본 발명의 다른 목적은 사용자별(피검자별)로 폐활량 측정 데이터를 관리해 줄 수 있음은 물론, 사용자 개개인의 폐기능 상태 트랜드를 자동 분석하여 급성 폐기능 악화에 신속히 대처할 수 있도록 유도하는 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템은,
정보 통신 단말기의 메모리에 설치되어 실행되되, 폐활량 측정 디바이스로부터 전송되는 폐활량 신호로부터 폐활량 진단변수를 산출해 폐활량 측정결과를 표시부에 표시하고, 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 암호화하여 무선 전송하는 폐활량 측정 매니저와;
상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 전송받아 저장하고, 상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 접근 권한 부여받은 의료인의 검증 결과에 따라 복호화하여 제공하는 서버 노드;를 포함하되,
상기 폐활량 측정 매니저는 사용자의 폐활량 측정명령에 응답해 상기 폐활량 측정 디바이스와 근거리 무선 통신 연결하여 상기 폐활량 측정 디바이스를 활성화시키고, 상기 표시부에 폐활량 측정방법을 안내하는 폐활량 측정 안내 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
더 나아가 상술한 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템은, 본체에 결합 및 착탈 가능한 호흡관으로부터 입력되는 기류로부터 폐활량 신호를 생성하여 근거리 무선 통신 연결된 상기 폐활량 측정 매니저로 전송하는 폐활량 측정 디바이스를 더 포함함을 한다.
상술한 구성들을 포함하는 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템에 있어서, 상기 폐활량 측정 디바이스는 일정 속도 이상의 기류 입력시에 상기 폐활량 신호 생성을 개시하는 폐활량 신호 생성부를 포함함을 또 다른 특징으로 하며,
상기 폐활량 측정 매니저는 폐활량을 측정하기 위한 사용자 정보를 등록하는 사용자 등록부와;
근거리 무선 통신 연결하기 위한 폐활량 측정 디바이스를 등록하는 디바이스 등록부와;
사용자의 폐활량 측정결과를 타임순으로 저장하는 사용자별 정보 저장부와;
사용자의 폐활량 측정결과를 표시부에 표시 제어하는 폐활량 표시 제어부와;
타임순으로 저장된 사용자의 폐활량 측정결과 패턴을 분석하여 위험 경고하는 폐활량 패턴 분석부와;
상기 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 블록체인 암호화 기법을 이용해 암호화하여 지정된 상기 서버 노드로 전송하는 정보 암호화 전송부를 더 포함함을 특징으로 한다.
아울러 상기 폐활량 측정 매니저는,
상기 폐활량 측정 디바이스를 구성하는 터빈 날개의 회전 속도 감속구간에서 상기 폐활량 신호에 포함된 펄스 간 간격을 이용해 가속도 변화를 계산하고, 계산된 가속도 변화를 설정된 비교값과 비교하여 관성에 의한 회전인지를 판단해 폐활량 진단변수를 정정함을 또 다른 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 일정 속도 이상의 기류가 입력될 때를 시작점으로 하여 폐활량 측정을 시작함으로써 단순 공기 혹은 사용 부주의로 인해 야기되는 수광 펄스에 의한 측정 오류를 방지할 수 있는 효과가 있으며,
더 나아가 폐활량 측정 종료에 맞춰 폐활량계를 자동 슬립모드로 전환시킴으로써 폐활량계의 배터리 소비전력을 감소시킬 수 있고, 호흡관을 인식할 수 있는 수단을 부착해 폐활량 측정 전에 그 수단을 인식하는 방법을 통해 사용 횟수를 제한함으로써, 호흡관 오염으로 인한 피해를 사전에 예방할 수 있는 효과도 있다.
또한 본 발명은 폐활량 측정결과가 평상시의 트랜드 보다 크게 떨어지는 경우 급성 폐질환으로 판단해 경고함으로써, 조기에 전문의 진단을 받아볼 수 있도록 유도할 수 있는 장점도 있다.
더 나아가 본 발명은 폐활량 측정 디바이스를 통해 측정한 폐활량 측정결과와 사용자 정보를 각 사용자의 정보 통신 단말기를 통해 전달받되, 블록체인 암호화 기법을 이용해 암호화된 정보를 전달받아 저장 관리하고, 정당하게 접근 권한 부여받은 의료인에게만 암호화된 정보를 복호화하여 제공함으로써, 제품(폐활량 측정 디바이스) 사용자의 개인 정보는 물론 폐활량 측정 결과인 의료 데이터를 안전하게 보관 관리할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 디바이스 사용자의 결정하에 제공되는 익명의 의료 데이터(빅 데이터에 해당) 수집을 통해 광범위한 임상 통계 분석의 기반이 되는 의료 데이터를 제공하는 효과가 있으며, 블록체인 기술을 이용해 의료 데이터들을 암호화하여 관리하는 원격의료 서비스 플랫폼을 구축할 수 있는 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템의 구성 예시도.
도 2는 도 1 중 폐활량 측정 디바이스(100)의 외관 예시도.
도 3은 도 1 중 폐활량 측정 디바이스(100)의 구성 예시도.
도 4는 도 1 중 스마트 폰과 같은 정보 통신 단말(200)에 설치되는 폐활량 측정 매니저(200)의 구성 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템의 일부 동작 설명 흐름 예시도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 정보 통신 단말(200)에 표시되는 화면 표시 예시도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명의 목적들, 기술적 해법들 및 장점들을 분명하게 하기 위하여 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.
또한 본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐, '포함하다'라는 단어 및 그 변형은 다른 기술적 특징들, 부가물들, 구성요소들 또는 단계들을 제외하는 것으로 의도된 것이 아니다. 통상의 기술자에게 본 발명의 다른 목적들, 장점들 및 특성들이 일부는 본 설명서로부터, 그리고 일부는 본 발명의 실시로부터 드러날 것이다. 아래의 예시 및 도면은 실례로서 제공되며, 본 발명을 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 더욱이 본 발명은 본 명세서에 표시된 실시예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 명세서에서 달리 표시되거나 분명히 문맥에 모순되지 않는 한, 단수로 지칭된 항목은, 그 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, 복수의 것을 아우른다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
우선 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템의 구성도를 예시한 것이며, 도 2는 도 1 중 폐활량 측정 디바이스(100)의 외관을, 도 3은 도 1 중 폐활량 측정 디바이스(200)의 구성을 각각 예시한 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템은 크게 근거리 무선 통신, 예를 들면 블루투스를 통해 연결 가능한 폐활량 측정 디바이스(100)와, 스마트폰과 같은 정보 통신 단말기에 설치되어 실행 가능한 어플리케이션 형태의 폐활량 측정 매니저(200), 블럭체인망을 구성하는 서버 노드로서 폐활량 관리 서버(300) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
휴대 가능한 폐활량 측정 디바이스(100)는 도 2에 도시한 바와 같이 본체(A)와 그 본체(A)에 결합 및 착탈 가능한 호흡관(B)으로 구성된다. 호흡관(B)은 피검자에 해당하는 사용자가 입에 물고 호흡하는 것이므로 교차 사용자에 의한 감염을 방지하기 위해 소모성 부품으로 제작하는 것이 바람직하다.
아울러 설정 횟수 이상 사용되는 것을 막기 위해 RF ID 태그 혹은 QR코드와 같은 식별수단을 호흡관(B)에 부착하고, 후술할 정보 통신 단말기에 태그 리더 기능을 부가하거나, 폐활량 측정 매니저(200)에서 호흡관(B)에 부착된 QR 코드를 인식한 이후에 폐활량 측정이 이루어지도록 함으로써, 호흡관(B)의 사용횟수를 카운트해 설정 횟수 이상 사용되는 것을 방지하도록 권고하는 것이 바람직하다.
만약 QR 코드를 이용한다면 후술할 폐활량 측정 매니저(200)에 QR 코드 인식부를 추가하고, 이러한 QR 코드 인식부가 호흡관(B)의 사용횟수를 누적 카운트해 사용자에게 해당 호흡관(B)의 사용횟수를 제한 권고하도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 폐활량 측정 디바이스(100)는 본체(A)에 결합 및 착탈 가능한 호흡관(B)으로부터 입력되는 기류로부터 폐활량 신호를 생성하여 근거리 무선 통신(블루투스:BT라 함) 연결된 정보 통신 단말기(스마트폰과 같이 이동 통신망을 이용할 수 있는 모든 종류의 휴대용 컴퓨터 시스템을 포함하는 의미로 해석)로 전송한다.
폐활량 측정 매니저(200)는 정보 통신 단말기의 메모리에 설치되어 실행 가능한 앱으로서, 상기 폐활량 측정 디바이스(100)로부터 전송되는 폐활량 신호로부터 폐활량 진단변수(FVC(강제 폐활량), FEV1(1초간 강제 폐활량), FEV6(6초간 강제 폐활량), PEF(최대호식기류), FEV1/FVC)를 산출해 폐활량 측정결과를 정보 통신 단말기의 표시부에 표시한다.
아울러 폐활량 측정 매니저(200)는 상기 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 블록체인 암호화 기법을 이용해 암호화하여 지정된 서버 노드, 예를 들면 도 1에 도시한 폐활량 관리 서버(300)로 전송한다. 상기 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 블록체인 암호화 기법을 이용해 암호화하는 방법은 본 발명의 출원시점에 공개된 블록체인 암호화 기법 중 하나를 이용할 수 있다. 예를 들면 대한민국 등록특허공보 제10-2093010호와 10-1720268호에 기재된 암호화 방법 중 하나를 이용할 수 있다.
한편 도 1에서 미설명한 폐활량 관리서버(300)는 폐활량 측정 매니저(200)와 통신망을 통해 접속 가능한 블록체인망의 서버 노드로서, 각 폐활량 측정 매니저(200)로부터 전송된 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 블록체인망에 분산 저장하고, 상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 접근 권한 부여받은 의료인의 검증(개인키, 전자서명 검증) 결과에 따라 복호화하여 제공한다. 상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과는 블록체인 복호화 기법으로 복호화된다.
이러한 폐활량 관리서버(300)는 사전 학습된 인공 신경망 모델을 구비함으로써, 사용자에 의해 업로드된 폐활량 측정정보에 대한 자동 진단이 이루어지도록 할 수도 있다. 예를 들면, 폐활량 관리서버(300)는 저장된 사용자의 폐활량 측정결과 패턴을 분석하여 위험 경고하는 폐활량 패턴 분석부를 포함할 수도 있다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여 상술한 폐활량 측정 디바이스(100)와 폐활량 측정 매니저(200)의 구성을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에 따른 휴대형의 폐활량 측정 디바이스(100)는 기류 방식의 폐활량 진단 디바이스로서, 호흡관(B)을 통해 입력되는 호흡기류에 의해 회전하는 터빈 날개의 회전속도를 검출하기 위한 광원(105)과 포토 센서(110)를 구비한다. 포토 센서(110)에서는 터빈 날개의 회전에 따라 단속되는 광의 수광여부에 따라 펄스 신호가 발생한다. 이러한 펄스 신호는 호흡기류에 의한 신호이므로 호흡신호 혹은 호흡관련신호라 할 수 있다.
터빈 날개의 회전에 기인하여 발생된 호흡신호는 폐활량 신호 생성부(121)로 전달되어 호흡기류를 나타내는 폐활량 신호로 생성되어 폐활량 신호 전송부(125)로 전달된다. 폐활량 신호는 상기 펄스 신호의 펄스간 간격, 측정구간 동안의 총 펄스의 갯수 정보를 포함한다. 이러한 폐활량 신호 생성부(121)는 일정 속도 이상의 기류 입력시에 폐활량 신호의 생성을 개시한다. 이는 단순 공기의 흐름으로 인해 터빈 날개가 회전할 경우 이를 기류측정의 시작으로 인지하는 오류를 범할 수 있기 때문에, 호흡기류를 나타내는 일정 속도(펄스 신호의 펄스간 간격을 이용) 이상의 기류가 입력되는 것을 인식해 폐활량 측정을 개시한다.
폐활량 신호 전송부(125)는 전달받은 폐활량 신호를 저전력 블루투스(BT) 모듈(130)을 통해 정보 통신 단말기측으로 무선 전송 제어한다.
한편 폐활량 측정 디바이스(100)는 폐활량계 활성화부(123)를 더 포함하는데, 폐활량계 활성화부(123)는 블루투스 연결된 폐활량 측정 매니저(200)로부터 활성화 명령이 수신되면 슬립모드에 놓여 있던 폐활량 측정 디바이스(100)를 활성화시킨다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 폐활량 측정 디바이스(100)는 구비되는 배터리의 소모를 절약하기 위해 정보 통신 단말기와 블루투스 연결시 활성화되고 블루투스 연결 해제시 슬립모드로 전환된다.
상술한 폐활량계 활성화부(123)와 폐활량 신호 전송부(125)는 마이크로 컨트롤 유닛으로 구현될 수 있고, 폐활량 신호 생성부(121)의 일부는 카운터와 같은 하드웨어 로직으로 구현될 수 있다. 이는 하나의 예시로 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 논리적인 결합 형태로도 구현 가능하다.
참고적으로 본 발명의 실시예에 따른 휴대형의 폐활량 측정 디바이스(100)는 정보 통신 단말기에 설치된 폐활량 측정 매니저(200)에 의해 활성화되거나 슬립모드로 전환되는 방식이기 때문에 별도의 전원 버튼을 구비하지 않는다.
이하 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 구성요소인 폐활량 측정 매니저(200)는,
폐활량을 측정하기 위한 사용자 정보를 등록하는 사용자 등록부(205)와,
근거리 무선 통신 연결하기 위한 폐활량 측정 디바이스(100)를 등록하는 폐활량계 등록부(210)와,
사용자의 폐활량 측정명령에 응답해 폐활량 측정 디바이스(100)와 근거리 무선 통신 연결하여 상기 폐활량 측정 디바이스(100)를 활성화시키고, 정보 통신 단말기의 표시부에 폐활량 측정방법을 안내하는 폐활량 측정 안내 제어부(215)와,
폐활량 측정 디바이스(100)로부터 전송되는 폐활량 신호로부터 폐활량 진단변수를 산출하는 폐활량 산출부(220)와,
사용자의 폐활량 측정결과를 타임순으로 저장하는 사용자별 정보 저장부(225)와,
사용자의 폐활량 측정결과를 표시부에 표시 제어하는 폐활량 표시 제어부(230)를 포함한다.
변형 가능한 실시예로서 폐활량 측정 매니저(200)는 타임순으로 저장된 사용자의 폐활량 측정결과 패턴을 분석하여 위험 경고하는 폐활량 패턴 분석부(235)를 더 포함할 수 있으며,
사용자 정보와 폐활량 측정결과를 블록체인 암호화 기법을 이용해 암호화하여 지정된 서버 노드, 즉 폐활량 관리 서버(300)로 전송하는 정보 암호화 전송부(240)를 더 포함할 수 있다.
또한 상술한 구성에서 사용자 등록부(205)는 신장, 나이, 인종 외에 사용자의 폐활량 정보를 열람 제한하기 위한 사용자 인증정보(지문과 같은 생체정보 혹은 비밀번호 등)를 사용자 정보로서 사전 등록할 수 있다. 이러한 경우 상기 폐활량 표시 제어부(230)는 사용자 인증을 실행하여 인증된 사용자의 폐활량 측정결과를 표시 제어할 수 있다.
또한 상기 폐활량 측정 안내 제어부(215)는 설정 횟수의 폐활량 측정 완료시에 상기 폐활량 측정 디바이스(100)로 슬립모드 전환명령을 전송하고 근거리 무선 연결을 자동 해지시킴으로써, 폐활량 측정 디바이스(100)의 배터리 소모를 절약할 수 있다.
이하 상술한 구성을 포함하는 휴대형 폐활량 측정 디바이스(100)와 그와 연동하는 폐활량 측정 매니저(200)의 동작을 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
우선 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템의 일부 동작 설명 흐름도를 예시한 것이며, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 정보 통신 단말(200)에 표시되는 화면을 예시한 것이다.
폐활량을 측정하고자 하는 사용자는 우선 정보 통신 단말에 설치된 폐활량 측정 매니저(200)를 실행시킨다. 최초 실행시 사용자는 초기 화면에 구비된 사용자 버튼을 눌러 사용자 정보를 등록한다. 즉, 사용자 등록부(205)는 도 6에 표시된 화면을 통해 개인정보와 사용자의 키, 나이, 성별, 인종 정보가 입력되면 이를 내부 메모리에 사용자 정보로서 등록(S100단계)한다. 물론 등록 사용자가 아닌 게스트의 폐활량 측정을 위해 게스트 모드가 표시되도록 하여 게스트 역시 폐활량을 측정할 수 있다.
블루투스 연결하기 위한 기기, 즉 폐활량 측정 디바이스(100)가 등록되지 않은 상태에서 폐활량 측정 요구가 있으면, 폐활량계 등록부(210)는 폐활량계 등록을 위한 창에 검색된 폐활량 측정 디바이스(100)를 표시해 주고 해당 기기가 선택되면 검색된 폐활량 측정 디바이스(100)를 등록(S110단계)한다.
이어 사용자로부터 폐활량 측정명령(측정시작)이 입력되면, 폐활량 측정 안내 제어부(215)는 등록된 폐활량 측정 디바이스(100)와 블루투스 연결(S130단계)하고 폐활량계 활성화 명령을 전달해 해당 폐활량 측정 디바이스(100)를 활성화(S140단계)시킨다.
아울러 폐활량 측정 안내 제어부(215)는 도 7에 도시한 바와 같이 표시부에 폐활량 측정방법을 안내(S150단계)함으로써, 사용자는 안내에 따라 폐활량 측정 디바이스(100)의 호흡관(B)으로 바람을 불어 넣는다. 이때 폐활량 측정 안내 제어부(215)는 폐의 공기가 다 빠져나갈 수 있도록 6초의 시간을 표시 안내한다. 참고적으로 폐활량 측정 안내 제어부(215)는 3번의 측정이 이루어질 수 있도록 안내한다.
이와 같이 폐활량 측정 디바이스(100)의 호흡관(B)으로 바람을 불어 넣으면 입력되는 기류에 의해 터빈 날개가 회전하고 그에 따라 포토 센서(110)에서는 수광 펄스가 출력된다. 이에 페활량 신호 생성부(121)는 입력되는 펄스 간 간격으로부터 일정 속도 이상의 기류가 입력되는 것을 인지해 폐활량 측정을 개시하고, 폐활량 측정 구간 동안의 총 펄스의 갯수, 펄스간 간격값을 포함하는 폐활량 신호를 생성(S160단계)한다. 생성된 폐활량 신호는 폐활량 신호 전송부(125)에 의해 블루투스 연결된 정보 통신 단말기를 통해 폐활량 측정 매니저(200)측으로 전송(S170단계)된다.
폐활량 측정 매니저(200)측에서는 폐활량 산출부(220)가 폐활량 측정 디바이스(100)로부터 전송되는 폐활량 신호를 분석하여 폐활량(강제폐활량) 진단변수(FEV1/FVC, FVC, FEV1, FEV6, PEF)를 산출(S180단계)한다. 폐활량 진단변수 산출에 이용되는 산출식은 여러 공지된 수식(Morris/Polgar set 방법, Kory/Polgar set 방법,..) 중 하나를 이용할 수 있다.
이어서 폐활량 표시 제어부(230)는 산출된 폐활량 진단변수와 계산된 호흡유량과 유속을 폐활량 측정결과로서 도 8에 도시한 바와 같이 표시부에 표시하고, 사용자별 정보 저장부(225)가 내부 메모리에 저장(S190단계)한다.
상술한 바와 같은 일련의 폐활량 측정 및 표시과정이 완료되면, 폐활량 측정 안내 제어부(215)는 폐활량 측정 디바이스(100)로 슬립모드 전환명령을 전송하고 블루투스 연결을 자동 해제(S200단계)시킴으로서, 폐활량계 활성화부(123)는 폐활량 측정 디바이스(100)를 다시 슬립모드로 전환(S210단계)시킨다. 물론 사용자로부터 폐활량 측정 종료 확인과정을 거쳐 블루투스 연결이 해제되도록 할 수도 있다.
이와 같이 폐활량 측정 종료에 맞춰 폐활량 측정 디바이스(100)를 자동 슬립모드로 전환시킴으로써 본 발명은 폐활량 측정 디바이스(100)의 배터리 소비전력을 감소시킬 수 있고, 일정 속도 이상의 기류가 입력될 때를 시작점으로 하여 폐활량 측정을 시작함으로써 단순 공기 혹은 사용 부주의로 인해 야기되는 수광 펄스에 의한 측정 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 호흡관(B)을 인식할 수 있는 수단을 부착해 폐활량 측정 전에 그 수단을 인식함으로써, 설정된 사용횟수 이상이 되면 사용할 수 없도록 권고함으로써, 호흡관의 오염으로 인한 피해를 사전에 예방할 수 있는 효과도 있다.
또한 본 발명의 폐활량 측정 매니저(200)는 패활량 패턴 분석부(235)를 더 포함함으로써, 폐활량 측정결과가 평상시의 트랜드 보다 크게 떨어지는 경우 급성 폐질환(COPD와 같은)으로 판단해 경고함으로써, 조기에 전문의 진단을 받아볼 수 있도록 유도할 수 있는 장점도 있다.
또한 본 발명은 사용자의 폐활량 측정결과를 타임순으로 누적하여 그 누적된 데이터를 분석하도록 할 수 있는데, 폐활량 측정결과의 패턴이 다를 경우 타 사용자의 것으로 판별해 그 측정결과의 누적을 배제시킴으로써 측정결과의 분석오류를 방지할 수도 있다.
한편 본 발명의 변형 실시예로서, 폐활량 측정시 발생할 수 있는 오차를 줄이기 위해 본 발명의 실시예에 따른 폐활량 측정 매니저(200)의 폐활량 산출부(220)는 터빈 날개가 기류가 없는 상태에서 관성에 의해 회전하는 것인지, 바람이 약하게 불어서 속도가 줄어드는 것인지를 판단할 수 있도록 프로그래밍될 수 있다.
이와 같이 하는 이유는, 폐활량 측정시 관성에 대한 영향을 구분하게 되면 관성으로 인해 터빈 날개가 회전하여 생기는 전체 호기량(폐활량, 예를 들면 6초간 호기량(FEV6))의 오차 값을 제거할 수 있기 때문이다. 관성에 의한 오차의 경우 6초까지 호기를 하지 못하는 사람의 검출 오류를 크게 발생시킨다. 폐기능의 판단에서 주요한 하나는 FEV1과 FEV6의 비율(FEV1/FEV6)이므로, FEV6의 오차를 보정함으로써 보다 정확한 FEV1/FEV6를 얻을 수 있다.
이에 폐활량 산출부(220)는 터빈 날개의 속도가 최고치인 구간에서부터 인접한 두 펄스의 속도차(가속도)의 변화를 계산해, 감속되는 속도변화(가속도 변화)가 최고 속도 변화의 일정 % 보다 작아지게 되면 이를 관성으로 판단해 6초간 호기량(FEV6)을 산출한다. 다만, 최고 속도의 값(사용자별, 측정회차별로 다 다름)에 따라 관성을 판단하기 위한 상기 '일정 %'의 값은 가변적이다.
상술한 바와 같이 호흡기류 측정시 폐활량 산출부(220)가 터빈 날개의 회전이 최고치 이후의 구간에서, 날개의 회전 속도변화를 통해 날개의 회전이 관성에 의한 것인지 혹은 호기에 의한 것인지를 구분해 6초간 호기량의 산출 오차를 정정함으로써, 관성에 의한 폐활량 측정오차를 최소화할 수도 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 폐활량 측정 매니저(200)의 정보 암호화 전송부(240)는 저장된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 사용자 요청에 따라 블록체인 암호화 기법을 이용해 암호화하여 지정된 서버 노드, 즉 폐활량 관리 서버(300)로 전송(S230단계)한다.
상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과는 폐활량 관리 서버(300) 혹은 블록체인망을 구성하는 복수의 노드들에 분산 저장될 수 있고, 상기 폐활량 관리 서버(300)에 저장된 혹은 분산 저장된 상기 사용자 정보와 폐활량 측정결과는 사용자에게 접근 권한 부여받은 의료인에게 복호화되어 제공된다.
이로써, 해당 의료인은 복호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 진단하고 그 진단결과를 폐활량 관리 서버(300)에 누적 저장하거나 사용자에게 전달할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 폐활량 관리 서버(300)는 폐활량 측정 디바이스(100)를 통해 측정한 폐활량 측정결과와 사용자 정보를 각 사용자의 정보 통신 단말기를 통해 전달받되, 블록체인 암호화 기법을 이용해 암호화된 정보를 전달받아 저장 관리하고, 정당하게 접근 권한 부여받은 의료인에게만 암호화된 정보를 복호화하여 제공함으로써, 제품(폐활량 측정 디바이스) 사용자의 개인 정보는 물론 폐활량 측정 결과인 의료 데이터를 안전하게 보관 관리할 수 있다.
또한 본 발명은 디바이스 사용자의 결정하에 제공되는 익명의 의료 데이터(빅 데이터에 해당) 수집을 통해 광범위한 임상 통계 분석의 기반이 되는 의료 데이터를 제공하는 효과가 있으며, 블록체인 기술을 이용해 의료 데이터들을 암호화하여 관리하는 원격의료 서비스 플랫폼을 구축할 수 있는 장점도 있다.
이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템은 일정 속도 이상의 기류 입력시에 폐활량 신호 생성을 개시할 수 있으며, 이와 함께 터빈 날개의 회전 속도변화를 통해 날개의 회전이 관성에 의한 것인지 혹은 호기에 의한 것인지를 구분해 관성에 의한 폐활량 측정오차를 최소화할 수 있는 시스템이기도 하다. 변형 가능한 실시예로서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템은 단순히 터빈 날개의 회전 속도변화를 통해 날개의 회전이 관성에 의한 것인지 혹은 호기에 의한 것인지를 구분해 관성에 의한 폐활량 측정오차를 최소화할 수 있는 시스템이기도 하다. 더 나아가 본 발명의 실시예에서는 폐활량 패턴의 분석을 폐활량 측정 매니저(200)가 수행하는 것으로 설명하였으나, 폐활량 관리 서버가 인공 신경망 학습모델을 포함함으로써 사용자의 폐활량 측정결과 패턴을 분석해 위험 경고할 수도 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 정보 통신 단말기의 메모리에 설치되어 실행되되, 폐활량 측정 디바이스로부터 전송되는 폐활량 신호로부터 폐활량 진단변수를 산출해 폐활량 측정결과를 표시부에 표시하고, 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 암호화하여 무선 전송하는 폐활량 측정 매니저와;
    상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 전송받아 저장하고, 상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 접근 권한 부여받은 의료인의 검증 결과에 따라 복호화하여 제공하는 서버 노드;를 포함하되,
    상기 폐활량 측정 매니저는 사용자의 폐활량 측정명령에 응답해 상기 폐활량 측정 디바이스와 근거리 무선 통신 연결하여 상기 폐활량 측정 디바이스를 활성화시키고, 상기 표시부에 폐활량 측정방법을 안내하는 폐활량 측정 안내 제어부를 포함하며,
    상기 폐활량 측정 매니저는 상기 폐활량 측정 디바이스를 구성하는 터빈 날개의 회전 속도 감속구간에서 상기 폐활량 신호에 포함된 펄스 간 간격을 이용해 가속도 변화를 계산하고, 계산된 가속도 변화를 설정된 비교값과 비교하여 관성에 의한 회전인지를 판단해 폐활량 진단변수를 정정함을 특징으로 하는 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템.
  2. 정보 통신 단말기의 메모리에 설치되어 실행되되, 폐활량 측정 디바이스로부터 전송되는 폐활량 신호로부터 폐활량 진단변수를 산출해 폐활량 측정결과를 표시부에 표시하고, 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 암호화하여 무선 전송하는 폐활량 측정 매니저와;
    상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 전송받아 저장하고, 상기 암호화된 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 접근 권한 부여받은 의료인의 검증 결과에 따라 복호화하여 제공하는 서버 노드와;
    본체에 결합 및 착탈 가능한 호흡관으로부터 입력되는 기류로부터 폐활량 신호를 생성하여 근거리 무선 통신 연결된 상기 폐활량 측정 매니저로 전송하는 폐활량 측정 디바이스;를 포함하되,
    상기 폐활량 측정 디바이스는 일정 속도 이상의 기류 입력시에 상기 폐활량 신호 생성을 개시하는 폐활량 신호 생성부;를 포함함을 특징으로 하는 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 폐활량 측정 매니저는 사용자의 폐활량 측정명령에 응답해 상기 폐활량 측정 디바이스와 근거리 무선 통신 연결하여 상기 폐활량 측정 디바이스를 활성화시키고, 상기 표시부에 폐활량 측정방법을 안내하는 폐활량 측정 안내 제어부를 포함함을 특징으로 하는 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐활량 측정 매니저는,
    폐활량을 측정하기 위한 사용자 정보를 등록하는 사용자 등록부와;
    근거리 무선 통신 연결하기 위한 폐활량 측정 디바이스를 등록하는 디바이스 등록부와;
    사용자의 폐활량 측정결과를 타임순으로 저장하는 사용자별 정보 저장부와;
    사용자의 폐활량 측정결과를 표시부에 표시 제어하는 폐활량 표시 제어부와;
    타임순으로 저장된 사용자의 폐활량 측정결과 패턴을 분석하여 위험 경고하는 폐활량 패턴 분석부와;
    상기 사용자 정보와 폐활량 측정결과를 블록체인 암호화 기법을 이용해 암호화하여 지정된 상기 서버 노드로 전송하는 정보 암호화 전송부;를 더 포함함을 특징으로 하는 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 사용자 등록부는,
    신장, 나이, 인종 외에 사용자의 폐활량 정보를 열람 제한하기 위한 사용자 인증정보를 사용자 정보로서 등록하고, 상기 폐활량 표시 제어부는 사용자 인증을 실행하여 인증된 사용자의 폐활량 측정결과를 표시 제어함을 특징으로 하는 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템.
  6. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 폐활량 측정 안내 제어부는,
    설정 횟수의 폐활량 측정 완료시에 상기 폐활량 측정 디바이스로 슬립모드 전환명령을 전송하고 근거리 무선 연결을 자동 해제시킴을 특징으로 하는 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템.
  7. 청구항 2에 있어서, 상기 폐활량 측정 매니저는,
    상기 폐활량 측정 디바이스를 구성하는 터빈 날개의 회전 속도 감속구간에서 상기 폐활량 신호에 포함된 펄스 간 간격을 이용해 가속도 변화를 계산하고, 계산된 가속도 변화를 설정된 비교값과 비교하여 관성에 의한 회전인지를 판단해 폐활량 진단변수를 정정함을 특징으로 하는 블록체인 기반의 폐활량 진단정보 수집 및 관리 시스템.
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