KR102592077B1 - 생체정보 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

혈압과 같은 생체정보를 측정하는 장치가 개시된다. 일 실시예에 따르면, 생체정보 측정 장치는 피검체로부터 맥파 신호를 측정하는 맥파 센서와 피검체의 지문 센서 정보를 획득하는 지문 센서를 포함할 수 있다. 또한 지문 센서로부터 획득된 지문 센서 정보를 기초로 피검체의 접촉 면적을 추정하고 맥파 신호와 접촉 면적을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다.

Description

생체정보 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING BIO-INFORMATION}
생체정보 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커플리스 혈압 측정과 관련된다.
일반적으로 인체에 손상을 가하지 않고 비침습적(non-invasive)으로 혈압을 측정하는 방법으로서, 커프 기반의 압력 자체를 측정하여 혈압을 측정하는 방식과 커프 없이 맥파 측정을 통해 혈압을 추정하는 방식이 있다.
커프 기반의 혈압을 측정하는 방식으로는 상완(upper arm)에 커프(cuff)를 감고 커프 내 압력을 증가시켰다가 감소시키면서 청진기를 통해 혈관에서 발생하는 청음을 듣고 혈압을 측정하는 코로트코프 소리 방법(Korotkoff-sound method)과 자동화된 기계를 이용하는 방식으로 상완에 커프를 감고 커프 압력을 증가시킨 후 점차 커프 압력을 감소시키면서 커프 내 압력을 지속적으로 측정한 뒤 압력 신호의 변화가 큰 지점을 기준으로 혈압을 측정하는 오실로메트릭 방법(Oscillometric method)이 있다.
커프리스 혈압 측정 방법은 일반적으로 맥파전달시간(PTT, pulse transit time)을 계산하여 혈압을 추정하는 방식과, 맥파의 모양을 분석하여 혈압을 추정하는 PWA(Pulse Wave Analysis) 방식이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2018-0076050호 (2018.07.05.)
접촉 압력을 측정하기 위한 별도의 센서를 구비할 필요없이 지문 센서를 활용하여 접촉 압력 신호를 획득하고 이를 기반으로 생체정보를 측정하는 장치 및 방법이 제시된다.
일 양상에 따르면, 생체정보 측정 장치는 피검체로부터 맥파 신호를 측정하는 맥파 센서 및, 피검체의 지문 센서 정보를 획득하는 지문 센서를 포함하는 센서부 및, 지문 센서 정보를 기초로 피검체의 접촉 면적을 추정하고, 맥파 신호 및 접촉 면적을 기초로 생체정보를 측정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
맥파 센서는 피검체에 광을 조사하는 광원 및 피검체로부터 반사된 광을 검출하는 디텍터를 포함할 수 있다.
지문 센서는 정전 용량 지문 센서를 포함할 수 있다.
프로세서는 지문 센서 정보 중의 픽셀 강도(intensity)에 대한 통계값을 산출하고, 접촉 면적 변환 함수를 적용하여 상기 통계값으로부터 접촉 면적을 추정하는 접촉 면적 추정부를 포함할 수 있다.
프로세서는 접촉 면적을 기초로 맥파 센서와 피검체 사이의 접촉 압력 신호를 획득하는 접촉 압력 획득부를 포함할 수 있다.
프로세서는 맥파 센서에 대한 피검체의 힘(force) 정보를 획득하는 힘 정보 획득부를 더 포함할 수 있고, 접촉 압력 획득부는 힘 정보 및 접촉 면적을 기초로 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다.
센서부는 맥파 센서와 피검체 사이의 힘(force) 정보를 측정하는 힘 센서를 더 포함할 수 있다.
이때, 맥파 센서는 다파장의 맥파 신호를 측정하고, 힘 정보 획득부는 다파장 맥파 신호를 기초로 힘(force) 정보를 획득할 수 있다.
힘 정보 획득부는 다파장의 맥파 신호 중의 소정 파장의 맥파 신호를 기준으로 다른 둘 이상의 파장의 맥파 신호 사이의 차분신호를 획득하고, 획득된 둘 이상의 차분신호를 기초로 힘 정보를 획득할 수 있다.
접촉 압력 획득부는 접촉 압력 변환 함수를 적용하여 접촉 면적으로부터 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다.
프로세서는 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 기초로 오실로메트릭 파형을 획득하고, 획득된 오실로메트릭 파형을 기초로 생체정보를 측정하는 측정부를 더 포함할 수 있다.
프로세서는 사용자에게 피검체의 기준 접촉 위치 및 기준 접촉 세기 중의 적어도 하나를 포함하는 가이드 정보를 제공하는 가이드부를 포함할 수 있다.
프로세서는 맥파 신호가 측정되는 동안, 지문 센서 정보 중의 지문 이미지를 기초로 피검체의 접촉 상태를 판단하는 접촉 상태 판단부를 포함할 수 있다.
접촉 상태 판단부는 지문 이미지로부터 지문 특징점을 추출하고, 추출된 지문 특징점과 지문 센서의 중심 위치 간의 거리를 기초로 접촉 상태를 판단할 수 있다.
프로세서는 피검체의 접촉 상태가 정상이 아니면, 사용자에게 접촉 위치를 변경하도록 하는 가이드 정보를 제공하는 가이드부를 더 포함할 수 있다.
생체정보는 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 생체정보 측정 방법은 피검체로부터 맥파 신호 및 피검체의 지문 센서 정보를 획득하는 단계, 지문 센서 정보를 기초로 피검체의 접촉 면적을 추정하는 단계 및, 맥파 신호 및 접촉 면적을 기초로 생체정보를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
접촉 면적을 추정하는 단계는 지문 센서 정보 중의 각 픽셀 강도(intensity)에 통계값을 산출하는 단계 및 접촉 면적 변환 함수를 적용하여 통계값으로부터 접촉 면적을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 생체정보를 측정하는 단계는 접촉 면적을 기초로 피검체와 맥파 센서 간의 접촉 압력 신호를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 생체정보를 측정하는 단계는 맥파 센서에 대한 피검체의 힘(force) 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고, 접촉 압력 신호를 획득하는 단계는 힘 정보 및 접촉 면적을 기초로 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다.
접촉 압력 신호를 획득하는 단계는 접촉 압력 변환 함수를 적용하여 접촉 면적으로부터 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다.
생체정보를 측정하는 단계는 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 기초로 오실로메트릭 파형을 획득하는 단계 및 획득된 오실로메트릭 파형을 기초로 생체정보를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 방법은 생체정보 측정 요청이 수신되면, 사용자에게 피검체의 기준 접촉 위치 및 기준 접촉 세기 중의 적어도 하나를 포함하는 가이드 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 방법은 맥파 신호가 측정되는 동안, 지문 센서 정보 중의 지문 이미지를 기초로 피검체의 접촉 상태를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 방법은 피검체의 접촉 상태가 정상이 아니면, 사용자에게 접촉 위치를 변경하도록 하는 가이드 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 생체정보 측정 장치는 피검체로부터 맥파 신호를 측정하는 맥파 센서 및 피검체의 지문 센서 정보를 획득하는 지문 센서를 포함하는 센서부 및, 지문 센서 정보를 기초로 둘 이상의 시점에서 피검체가 지문 센서에 접촉한 제1 접촉 면적을 산출하고, 산출된 제1 접촉 면적 사이의 변화를 기초로 피검체의 제2 접촉 면적을 추정하며, 맥파 신호 및 제2 접촉 면적을 기초로 생체정보를 측정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
프로세서는 각 시점에서, 강도(intensity)가 임계치 이상인 픽셀의 강도를 선형 결합한 결과를 피검체가 지문 센서에 접촉한 제1 접촉 면적으로 산출하는 제1 접촉 면적 추정부를 포함할 수 있다.
제1 접촉 면적 추정부는 기준 시점에서 획득된 지문 센서 전체 픽셀의 강도(intensity)에 대한 통계값을 임계치로 설정할 수 있다.
프로세서는 맥파 센서에 대한 피검체의 힘(force) 정보를 획득하는 힘 정보 획득부 및, 힘 정보 및 제2 접촉 면적을 기초로 접촉 압력 신호를 획득하는 접촉 압력 획득부를 포함할 수 있다.
프로세서는 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 기초로 오실로메트릭 파형을 획득하고, 획득된 오실로메트릭 파형을 기초로 생체정보를 측정하는 측정부를 더 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 생체정보 측정 방법은 피검체로부터 맥파 신호 및 피검체의 지문 센서 정보를 획득하는 단계, 지문 센서 정보를 기초로 둘 이상의 시점에서 피검체가 지문 센서에 접촉한 제1 접촉 면적을 산출하는 단계, 각 시점에서 산출된 제1 접촉 면적 사이의 변화를 기초로 피검체의 제2 접촉 면적을 추정하는 단계 및 맥파 신호 및 제2 접촉 면적을 기초로 생체정보를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 접촉 면적을 산출하는 단계는 각 시점에서, 강도(intensity)가 임계치 이상인 픽셀을 결정하는 단계, 결정된 픽셀의 강도를 선형 결합하는 단계 및 선형 결합한 결과를 제1 접촉 면적으로 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 방법은 기준 시점에서 획득된 지문 센서 전체 픽셀의 강도(intensity)에 대한 통계값을 임계치로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
접촉 압력을 측정하기 위한 별도의 센서를 구비하지 않고서도 혈압과 같은 생체정보를 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 센서부 구성의 실시예들이다.
도 3은 도 1의 프로세서 구성의 일 실시예이다.
도 4a 내지 도 4d는 생체정보 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 6은 도 1의 프로세서 구성의 다른 실시예이다.
도 7a 및 도 7b는 도 6의 실시예에 따른 접촉 면적 추정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 10은 도 9의 프로세서 구성의 일 실시예이다.
도 11은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 13은 도 12의 프로세서 구성의 일 실시예이다.
도 14는 접촉 상태를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
제1, 제2 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.
이하, 생체정보 측정 장치 및 방법의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명하도록 한다.
이하에서 설명하는 생체정보 측정 장치의 다양한 실시예들은 휴대용 웨어러블 기기나 스마트 기기 등의 다양한 기기에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 다양한 기기는 손목에 착용하는 스마트 워치, 스마트 밴드형, 헤드폰형, 헤어밴드 형 등의 다양한 형태로 제작되는 웨어러블 기기나, 스마트폰, 태블릿 PC등와 같은 모바일 기기를 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다. 도 2a 내지 도 2c는 센서부 구성의 실시예들이다.
도 1을 참조하면, 생체정보 측정 장치(100)는 센서부(110) 및 프로세서(120)를 포함한다.
센서부(110)는 맥파 센서(111)와 지문 센서(112)를 포함할 수 있다. 맥파 센서(111)는 피검체로부터 광용적 맥파(photoplethysmography, PPG) 신호를 포함하는 맥파 신호를 측정할 수 있다. 맥파 센서(111)는 피검체에 광을 조사하는 광원과, 광원에 의해 조사된 광이 피검체의 피부 표면이나 혈관 등의 생체조직에서 산란 또는 반사되어 나오는 광을 검출하는 디텍터를 포함할 수 있다.
광원은 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(laser diode, LD) 또는 형광체 등으로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 디텍터는 포토다이오드(photo diode), 포토트랜지스터(photo transistor, PTr) 또는 이미지 센서(예: CMOS 이미지 센서) 등으로 형성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 맥파 센서(111)는 필요에 따라 광원 및/또는 디텍터는 복수의 어레이로 형성될 수 있다. 이때, 복수의 광원은 서로 다른 파장의 광을 조사하도록 형성될 수 있다. 복수의 광원은 디텍터로부터 서로 다른 거리상에 배치될 수 있다.
지문 센서(112)는 피검체로부터 지문 센서 정보를 획득할 수 있다. 이때, 지문 센서 정보는 피검체가 지문 센서(112)에 접촉할 때 발생하는 지문 센서(112)의 각 픽셀 강도(intensity)에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면 지문 센서(112)는 정전 용량형 지문 센서일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하 설명의 편의를 위해 정전 용량형 지문 센서를 한정하여 설명한다.
지문 센서(112)가 정전 용량형 지문 센서인 경우, 각 픽셀 강도는 각 픽셀에 축적되는 정전 용량을 의미할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 생체정보 측정을 위해 센서부(110)에 피검체를 접촉시키게 되면, 지문 센서(112)의 각 픽셀에는 정전용량이 축적된다. 일반적으로 각 픽셀에 축적되는 정전용량은 피검체가 지문 센서(112)에 접촉하는 시간이나 면적의 변화에 따라 변화하는 경향을 나타낸다.
도 2a는 본 실시예의 생체정보 측정 장치(100)가 탑재된 스마트 기기(20)의 후면을 도시한 것이다. 도 2a를 참조하면, 스마트 기기(20)의 후면에는 사용자로부터 이미지를 촬영하는 이미지 센서(21)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(21)에 대한 자세한 설명은 생략한다. 또한, 스마트 기기(20)의 후면에 센서부(20)가 장착될 수 있다. 다만, 이는 일 예를 도시한 것에 불과하다. 즉, 여기에 도시되지 않았지만, 일반적으로 스마트 기기(20)의 전면 예컨대, 전면 하단에 지문 센서(112)가 장착될 수 있다. 이 경우, 전면 하단에 장착된 지문 센서(112) 주위에 맥파 센서(111)를 배치함으로써 센서부(110)를 구성하는 것도 가능하다.
도 2b 및 도 2c는 센서부(110) 구조의 다양한 실시예를 도시한 것이다. 일 예로 도 2b에 도시된 바와 같이, 맥파 센서(111)의 광원은 지문 센서(112)의 일 측에 배치하고, 디텍터는 지문 센서(112)의 타 측에 배치할 수 있다. 다른 예로 도 2c에 도시된 바와 같이, 맥파 센서(111)의 광원 및 디텍터가 지문 센서(112)의 양측에 서로 교대로 배치될 수 있다. 그 밖에 여기에 도시되지 않은 다양한 변형된 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 지문 센서(112)는 원형, 삼각형 등의 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 맥파 센서(111)는 지문 센서(112)의 모든 측면에 골고루 배치될 수 있다. 또는 지문 센서(112)가 투광 소재로 형성되는 경우 지문 센서(112)의 하단에 배치되는 것도 가능하며, 지문 센서(112)의 중심에 디텍터가 배치되고, 그 둘레로 복수의 광원이 배치되는 것도 가능하다.
프로세서(120)는 생체정보 측정 요청에 따라 센서부(110)를 제어한다. 센서부(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 센서부(120)로부터 맥파 신호 및 지문 센서 정보를 수신하고, 수신된 맥파 신호 및 지문 센서 정보를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 지문 센서 정보가 수신되면, 지문 센서 정보 중의 각 픽셀 강도(intensity) 정보를 이용하여 센서부(110)에 접촉하고 있는 피검체의 접촉 면적을 추정할 수 있다. 프로세서(120)는 접촉 면적이 추정되면 맥파 신호와 접촉 면적을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다. 이때, 생체정보는 심박수, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 등을 포함하나 이에 국한되지 않는다.
도 3은 도 1의 프로세서 구성의 일 실시예이다. 도 4a 내지 도 4d는 생체정보 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 프로세서(300)는 접촉 면적 추정부(310), 접촉 압력 획득부(320) 및 측정부(330)를 포함할 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이 손가락이 센서부(110)에 접촉하게 되면, 지문 센서는 지문 센서 정보를 획득하여 접촉 면적 추정부(310)에 전달하고, 접촉 면적 추정부(310)는 지문 센서로부터 지문 센서 정보가 수신되면 지문 센서 정보를 이용하여 피검체의 접촉 면적을 추정할 수 있다.
도 4b는 픽셀 강도의 증가에 따라 이에 상응하여 접촉 면적이 증가하는 경향을 나타낸 것으로 보여주고 있다. 접촉 면적 추정부(310)는 이와 같이 지문 센서 정보 중의 각 픽셀 강도를 이용하여 픽셀 강도에 상응하는 접촉 면적을 추정할 수 있다. 예를 들어, 접촉 면적 추정부(310)는 각 픽셀 강도의 통계값을 산출할 수 있다. 이때, 통계값은 각 픽셀 강도를 단순 합산값, 가중 합산값, 평균 및 중간값 등 다양한 값일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 또한, 접촉 면적 추정부(310)는 통계값이 산출되면 미리 정의된 접촉 면적 변환 함수를 적용하여 통계값으로부터 접촉 면적을 산출할 수 있다. 이때, 접촉 면적 변환 함수는 선형/비선형 결합 함수 등 다양하게 정의될 수 있다.
접촉 압력 획득부(320)는 접촉 면적이 추정되면, 추정된 접촉 면적으로부터 피검체와 맥파 센서(111) 사이의 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 손가락으로 지문 센서(112)를 점차 강하게 눌러 지문 센서(112)와의 접촉 압력을 증가시키면 접촉 면적이 넓어지므로 접촉 면적과 접촉 압력 간에는 일정한 상관 관계가 있음을 알 수 있다. 따라서, 접촉 압력 획득부(320)는 이와 같이 접촉 면적과 접촉 압력 간의 상관 관계를 나타내는 접촉 압력 변환 함수를 적용하여, 접촉 면적으로부터 접촉 압력을 획득할 수 있다. 접촉 압력 변환 함수는 선형/비선형 결합 함수로 미리 정의될 수 있다.
또한, 사용자가 생체정보 측정을 위해 손가락을 센서부(110)에 접촉시키면, 맥파 센서는 피검체로부터 맥파 신호를 측정한다. 이때, 사용자는 생체정보를 측정하는 시간 동안 손가락으로 센서부(110)를 점차 세게 누름으로써 손가락과 센서부(110) 사이의 접촉 압력을 점점 증가시킬 수 있다. 또는, 생체정보 측정 시작 시점에 손가락으로 센서부(110)를 소정 임계치 이상의 강도로 누른 상태에서 점점 누르는 강도를 약하게 하여 접촉 압력을 감소시킬 수 있다.
측정부(330)는 이와 같이 접촉 압력 신호가 획득되면 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정부(330)는 오실로메트릭 기법을 기반으로 혈압을 측정할 수 있다. 측정부(330)는 맥파 신호와 접촉 압력 신호를 이용하여 오실로메트릭 파형을 획득하고, 획득된 오실로메트릭 파형을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다.
예를 들어, 측정부(330)는 맥파 신호의 각 측정 시점에서의 피크-투-피크(peak-to-peak) 지점을 추출하고, 추출된 피크-투-피크 지점을 각 측정 시점에 대응하는 접촉 압력 값을 기준으로 플롯(plot)함으로써 접촉 압력 대 맥파 신호의 오실로메트릭 파형을 획득할 수 있다. 도 4c를 참조하면, 사용자가 손가락으로 센서부(110) 사이의 접촉 압력을 점점 증가시키거나 센서부(110)를 소정 임계치 이상의 강도로 누른 상태에서 점점 접촉 압력을 감소시켜서 획득한 맥파 신호를 도시하고 있다. 측정부(330)는 이와 같이 획득된 맥파 신호의 각 측정 시점에서의 파형 엔벨로프(in1)의 플러스(+) 지점의 진폭값(in2)에서 마이너스(-) 지점의 진폭값(in3)을 빼서 피크-투-피크 지점을 추출할 수 있다. 그 다음, 측정부(330)는 도 4d에 도시된 바와 같이 각 측정 시점에서의 피크-투-피크 지점의 진폭을 접촉 압력값을 기준으로 플롯하여 오실로메트릭 파형(OW)을 획득할 수 있다.
측정부(330)는 오실로메트릭 파형이 획득되면, 획득된 오실로메트릭 파형으로부터 하나 이상의 특징(feature)을 추출할 수 있다. 도 4d를 참조하면, 측정부(330)는 오실로메트릭 파형(OW)에서 최대 피크 지점의 진폭값(MA) 및/또는 최대 피크 지점의 접촉 압력값(MP)을 특징(feature)으로 추출할 수 있다. 또한, 최대 피크 지점의 접촉 압력값(MP)을 기준으로 미리 설정된 비율(예: 0.5~0.7)을 갖는 좌우 지점의 접촉 압력값(SP,DP)을 특징으로 더 추출할 수 있다.
측정부(330)는 이와 같이 추출된 특징(feature)을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다. 일 예로, 혈압 측정의 경우, 측정부(330)는 오실로메트릭 파형(OW)으로부터 추출한 최대 피크 지점의 접촉 압력값(MP)을 평균 혈압(MAP)으로 결정할 수 있다. 또한, 측정부(330)는 최대 피크 지점의 접촉 압력값(MP)을 기준으로 미리 설정된 소정 비율 범위 내의 우측 지점의 접촉 압력값(SP)을 수축기 혈압(SBP), 좌측 지점의 접촉 압력값(DP)을 이완기 혈압(DBP)으로 결정할 수 있다.
다른 예로, 측정부(330)는 오실로메트릭 파형으로부터 하나 이상의 특징이 추출되면, 아래의 수학식 1과 같이 미리 정의된 측정 모델을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다.
여기서, y는 구하고자 하는 생체정보, 예컨대 이완기 혈압, 수축기 혈압 및 평균 혈압 등을 의미하며, x는 추출된 특징 값을 의미한다. 또한, a와 b는 전처리 과정을 통해 미리 산출되는 값이며, 생체정보의 종류, 예컨대, 이완기 혈압, 수축기 혈압 및 평균 혈압 등에 따라 다르게 정의될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며 특징 값 대비 혈압값을 매핑한 테이블 형식으로 미리 구축될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 1의 생체정보 측정 장치(100)에 의해 수행되는 생체정보 측정 방법의 일 실시예이다. 앞에서 상술한 바 있으므로 중복 설명을 최소화하기 위해 간략하게 설명한다.
먼저, 생체정보 측정 장치(100)는 생체정보 측정 요청을 수신할 수 있다(510). 생체정보 측정 요청은 사용자로부터 입력될 수 있다. 또는 통신 연결된 외부 기기로부터 수신될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 미리 설정된 주기가 되면 자동으로 생체정보 측정 요청이 수신된 것으로 판단할 수 있다.
그 다음, 맥파 센서를 통해 피검체로부터 소정 시간 동안 맥파 신호를 측정하고, 동시에 지문 센서를 통해 지문 센서 정보를 획득할 수 있다(520). 맥파 센서는 하나 이상의 광원 및 하나 이상의 디텍터를 포함할 수 있다. 지문 센서는 정전 용량형 지문 센서일 수 있다. 사용자는 측정 시간 동안 피검체와 센서 간의 접촉 압력을 점진적으로 증가시키거나 점차 감소시킬 수 있다.
그 다음, 지문 센서 정보를 기초로 피검체와 센서들 사이의 접촉 면적을 추정할 수 있다(530). 예를 들어, 지문 센서의 각 픽셀의 강도(intensity)를 기초로 접촉 면적을 추정할 수 있다. 이때, 각 픽셀 강도의 통계값을 산출하며, 산출한 통계값을 미리 정의된 접촉 면적 변환 함수에 대입하여 접촉 면적을 산출할 수 있다. 이때, 접촉 면적 변환 함수는 선형/비선형 결합 함수 등 다양한 형식으로 정의될 수 있다.
그 다음, 추정된 접촉 면적으로부터 피검체와 맥파 센서 사이의 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다(540). 전술한 바와 같이 접촉 면적과 접촉 압력 사이에는 일정한 상관 관계가 있으며, 접촉 면적과 접촉 압력 사이의 상관 관계를 나타내는 접촉 압력 변환 함수가 미리 정의될 수 있다. 생체정보 측정 장치(100)는 접촉 면적이 추정되면, 접촉 압력 변환 함수에 접촉 면적을 입력하여 접촉 압력을 산출할 수 있다.
그 다음, 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다(550). 예를 들어, 생체정보 측정 장치(100)는 전술한 바와 같이 오실로메트릭 기법을 기반으로 생체정보를 측정할 수 있다.
그 다음, 생체정보 측정 결과를 다양한 출력 수단을 통해 사용자에게 제공할 수 있다(560). 이때, 출력 수단은 시각적으로 출력하기 위한 디스플레이 모듈, 음성 출력이 가능한 스피커 모듈, 진동이나 촉감 등의 출력을 위한 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.
도 6은 도 1의 프로세서 구성의 다른 실시예이다. 도 7a 및 도 7b는 도 6의 실시예에 따른 접촉 면적 추정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예의 프로세서(600)는 제1 접촉 면적 추정부(610), 제2 접촉 면적 추정부(620), 접촉 압력 획득부(630) 및 측정부(640)를 포함할 수 있다.
제1 접촉 면적 추정부(610)는 지문 센서 정보를 기초로 둘 이상의 시점에서 피검체가 지문 센서(112)에 접촉한 제1 접촉 면적을 산출할 수 있다. 제1 접촉 면적 추정부(610)는 제1 시점에서 픽셀 강도가 미리 정의된 임계치 이상인 픽셀들의 강도를 선형 결합하고 그 결과를 제1 시점에 대한 제1 접촉 면적으로 결정할 수 있다. 또한, 제1 접촉 면적 추정부(610)는 제2 시점에서 픽셀 강도가 미리 정의된 임계치 이상인 픽셀들의 강도를 선형 결합하고 그 결과를 제2 시점에 대한 제1 접촉 면적으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 7a 및 도 7b는 사용자가 피검체를 지문 센서(112)에 접촉하고 소정 시간 동안 접촉 압력을 서서히 증가시킬 때, 제1 시점 및 제2 시점에서 획득한 지문 센서(112)의 픽셀 강도를 도시하고 있다. 설명의 편의상 지문 센서(112)의 일부 영역에 대한 픽셀 강도는 생략되었다.
도 7a를 참조하면, 제1 접촉 면적 추정부(610)는 제1 시점에서 미리 정의된 임계치(8) 이상인 픽셀들의 영역(A1)을 결정하고, 결정된 영역(A1)에 대한 제1 접촉 면적을 추정할 수 있다. 도 7b를 참조하면, 제1 접촉 면적 추정부(610)는 제2 시점에서 미리 정의된 임계치(8) 이상인 픽셀들의 영역(A2)을 결정하고, 결정된 영역(A2)에 대한 제1 접촉 면적을 추정할 수 있다. 예컨대, 픽셀 강도의 합을 접촉 면적으로 정의한 경우, 제1 시점에서 접촉 면적은 215가 되고, 제2 시점에서 접촉 면적은 818이 된다.
한편, 제1 접촉 면적 추정부(610)는 기준 시점에서 측정된 획득된 지문 센서(112)의 전체 픽셀 강도에 대한 통계값을 임계치로 미리 설정할 수 있다. 예컨대, 전체 픽셀 강도의 평균을 임계치로 설정할 수 있다. 다만, 통계값의 예는 특별히 평균으로 제한되는 것은 아니다. 제1 접촉 면적부(610)는 위의 제1 시점이 기준 시점인 경우 먼저 제1 시점의 전체 픽셀 강도의 평균을 산출하고, 산출된 평균을 임계치로 설정하며, 설정된 임계치를 이용하여 다시 제1 시점에 대한 제1 접촉 면적을 산출할 수 있다.
제2 접촉 면적 추정부(620)는 제1 접촉 면적 추정부(610)에 의해 둘 이상의 시점에서 산출된 제1 접촉 면적 사이의 변화를 기초로 제2 접촉 면적을 추정할 수 있다. 이때, 제2 접촉 면적은 피검체가 센서부(110)에 접촉하고 있는 실제 접촉 면적일 수 있다. 예를 들어, 제2 접촉 면적 추정부(620)는 제1 접촉 면적의 변화, 예컨대, 제1 시점의 제1 접촉 면적과 제2 시점의 제1 접촉 면적의 차이값 또는 증가/감소율 등을 미리 정의된 접촉 면적 변환 함수에 입력하여 제2 접촉 면적을 추정할 수 있다.
접촉 압력 획득부(630)는 제2 접촉 면적이 추정되면, 제2 접촉 면적으로부터 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다. 앞에서 자세히 설명한 바와 같이, 미리 정의된 접촉 압력 변환 함수를 이용하여 제2 접촉 면적으로부터 접촉 압력을 획득할 수 있다.
측정부(640)는 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다. 측정부(640)는 전술한 바와 같이 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 이용하여 오실로메트릭 파형을 획득하고, 오실로메트릭 파형으로부터 특징(feature)을 추출하여 오실로메트릭 기법을 기반으로 혈압과 같은 생체정보를 측정할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 8은 도 1의 생체정보 측정 장치(100)에 의해 수행되는 생체정보 측정 방법의 다른 실시예이다. 도 1 및 도 6을 참조하여 상술한 바 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
먼저, 생체정보 측정 장치(100)는 생체정보 측정 요청을 수신하면(810), 소정 시간 동안 맥파 센서 및 지문 센서를 통해 각각 맥파 신호 및 지문 센서 정보를 획득할 수 있다(820).
그 다음, 기준 시점의 전체 픽셀 강도를 기초로 임계치를 설정할 수 있다(830). 기준 시점에의 전체 픽셀 강도에 대한 통계값, 예컨대 평균을 임계치로 설정할 수 있다. 다만, 미리 설정된 임계치가 존재하는 경우 단계(830)는 생략될 수 있다.
그 다음, 지문 센서 정보를 기초로 둘 이상의 시점에서 피검체가 지문 센서에 접촉한 영역을 결정할 수 있다(840). 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 생체정보 측정 장치(100)는 각 시점에 대하여 픽셀 강도가 미리 설정된 임계치 이상인 픽셀들의 영역(A1,A2)을 결정할 수 있다.
그 다음, 각 시점에 대하여 결정된 영역 내의 픽셀 강도를 기초로 각 시점의 제1 접촉 면적을 산출할 수 있다(850). 예를 들어, 제1 시점에서 픽셀 강도가 미리 설정된 임계치 이상인 픽셀들의 강도를 합산한 결과를 제1 시점에 대한 제1 접촉 면적으로 결정할 수 있다. 마찬가지로, 제2 시점에서 픽셀 강도가 미리 설정된 임계치 이상인 픽셀들의 강도를 합산한 결과를 제2 시점에 대한 제1 접촉 면적으로 결정할 수 있다.
그 다음, 각 시점에 대하여 산출된 제1 접촉 면적의 변화를 기초로 제2 접촉 면적을 추정할 수 있다(860). 예를 들어, 미리 정의된 접촉 면적 변환 함수를 적용하여 둘 이상의 시점에서 산출된 제1 접촉 면적의 변화로부터 제2 접촉 면적을 추정할 수 있다.
그 다음, 제2 접촉 면적으로부터 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다(870). 예를 들어, 접촉 면적과 접촉 압력 간의 상관 관계를 나타내는 접촉 압력 압력 변환 함수가 미리 정의될 수 있으며, 접촉 압력 변환 함수를 적용하여 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다.
그 다음, 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다(880). 이때, 오실로메트릭 기법을 기반으로 생체정보를 측정할 수 있다.
그 다음, 생체정보 측정 결과를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다(890). 사용자에게 효과적으로 측정 결과를 제공하기 위해 다양한 출력 수단이 활용될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다. 도 10은 도 9의 프로세서 구성의 일 실시예이다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치(900)는 센서부(910) 및 프로세서(920)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 센서부(910)는 맥파 센서(911) 및 지문 센서(912) 외에 힘 센서(913)를 더 포함할 수 있다. 맥파 센서(911) 및 지문 센서(912)는 도 1을 참조하여 자세히 설명한 바 있다.
힘 센서(913)는 맥파 센서(911) 및/또는 지문 센서(912)의 후면 즉, 피검체가 접촉하는 면의 반대면에 장착될 수 있다. 힘 센서(913)는 피검체가 맥파 센서(911) 및 지문 센서(912)에 접촉하여 힘을 가하게 되면, 그 힘(force)의 세기와 같은 힘 정보를 측정할 수 있다.
프로세서(920)는 맥파 신호, 지문 센서 정보 및 힘 정보를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다.
도 10을 참조하면, 프로세서(1000)는 접촉 면적 추정부(1010), 접촉 압력 획득부(1020), 측정부(1030) 및 힘 정보 획득부(1040)를 포함할 수 있다. 전술한 생체정보 측정 장치(100)의 구성들과 동일한 명칭을 갖는 구성들은 동일한 기능을 수행하므로 이하 자세한 설명은 생략한다.
힘 정보 획득부(1040)는 맥파를 측정하는 시간 동안 피검체가 센서부(910)에 가하는 힘 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 본 실시예와 같이 센서부(910)에 힘 센서(913)이 탑재되는 경우, 힘 센서(913)에 의해 측정된 힘 정보를 수신할 수 있다.
다른 예로, 힘 정보 획득부(1040)는 맥파 센서(911)에 의해 다파장의 맥파 신호가 측정되는 경우 다파장의 맥파 신호를 이용하여 힘 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 힘 정보 획득부(1040)는 전술한 생체정보 측정 장치(100)와 같이 센서부(110)에 힘 센서가 탑재되지 않은 장치의 일 구성이 되는 것도 가능하다.
힘 정보 획득부(1040)는 어느 하나의 파장의 맥파 신호와 다른 둘 이상의 맥파 신호 사이의 차분신호를 획득하고, 획득된 둘 이상의 차분신호를 기초로 힘 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 다파장의 맥파 신호가 녹색 파장, 적색 파장 및 청색 파장이라고 할 때, 힘 정보 획득부(1040)는 각 파장의 맥파 신호를 로우 패스 필터(LPF)에 통과시켜 각 파장의 맥파 DC 신호를 생성할 수 있다. 또한, 녹색 파장의 맥파 DC 신호에서 청색 파장의 맥파 DC 신호를 차분한 제1 차분신호와, 적색 파장의 맥파 DC 신호에서 청색 파장의 맥파 DC를 차분한 제2 차분신호 간의 비율을 산출하고, 산출된 각 시점의 비율을 각 시점의 힘의 세기로 결정할 수 있다.
접촉 압력 획득부(1020)는 획득된 힘 정보 및 접촉 면적을 기초로 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다. 예를 들어, 각 시점의 힘의 세기를 접촉 면적으로 나눈 값을 각 시점의 접촉 압력으로 산출할 수 있다.
측정부(1030)는 맥파 신호 및 접촉 압력을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다. 전술한 바와 같이 오실로메트릭 기법을 기반으로 생체정보를 측정할 수 있다. 한편, 맥파 센서에 의해 다파장의 맥파 신호가 측정되면, 다양한 기준에 의해 어느 하나의 맥파 신호를 선택하거나, 미리 정의된 통합 모델을 통해 다파장의 맥파 신호를 통합하여 하나의 맥파 신호를 획득할 수 있다. 또는, 각각의 맥파 신호와 접촉 압력을 이용하여 각각의 오실로메트릭 파형을 획득하고, 획득된 오실로메트릭 파형을 미리 정의된 통합 모델을 이용하여 하나의 오실로메트릭 파형으로 획득할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 11은 도 9의 생체정보 측정 장치(900)에 의해 수행되는 생체정보 측정 방법의 일 실시예일 수 있다.
생체정보 측정 장치(900)는 생체정보 측정 요청을 수신하면(1110), 소정 시간 동안 맥파 센서 및 지문 센서를 통해 각각 맥파 신호 및 지문 센서 정보를 획득할 수 있다(1120).
그 다음, 피검체가 센서에 가하는 힘의 세기와 같은 힘 정보를 획득할 수 있다(1130). 이때, 생체정보 측정 장치(900)에 탑재된 힘 센서(913)를 통해 힘 정보를 획득할 수 있다. 이 경우, 단계(1130)는 단계(1120)과 동시에 수행될 수 있다. 만약, 힘 센서를 탑재하지 않은 경우, 단계(1120)에서 다파장의 맥파 신호가 측정된 이후 다파장의 맥파 신호를 이용하여 힘 정보를 획득할 수 있다.
그 다음, 지문 센서 정보를 기초로 피검체의 접촉 면적을 추정할 수 있다(1140). 예를 들어, 전술한 바와 같이 각 시점의 지문 센서 픽셀 강도를 합산한 결과를 각 시점의 접촉 면적으로 결정할 수 있다.
그 다음, 접촉 면적 및 힘 정보를 기초로 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다(870). 예를 들어, 각 시점의 힘의 세기를 접촉 면적으로 나눈 값을 각 시점의 접촉 압력으로 산출할 수 있다.
그 다음, 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다(880). 이때, 오실로메트릭 기법을 기반으로 생체정보를 측정할 수 있다.
그 다음, 생체정보 측정 결과를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다(890). 사용자에게 효과적으로 측정 결과를 제공하기 위해 다양한 출력 수단이 활용될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다. 도 13은 도 12의 프로세서 구성의 일 실시예이다. 도 14는 접촉 상태를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 생체정보 측정 장치(1200)는 센서부(1210), 프로세서(1220), 출력부(1230), 저장부(1240) 및 통신부(1250)를 포함할 수 있다. 앞에서 이미 설명한 바 있는 동일한 명칭의 구성들에 대하여는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
센서부(1210)는 맥파 센서(1211) 및 지문 센서(1212)를 포함한다. 또한, 센서부(1210)는 힘 센서를 더 포함할 수도 있다.
프로세서(1220)는 센서부(1201)로부터 수신된 맥파 신호 및 지문 센서 정보를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다.
도 13은 도 12의 프로세서(1220)의 일 실시예로서, 도 13을 참조하면 프로세서(1300)는 접촉 면적 추정부(1310), 접촉 압력 획득부(1320), 측정부(1330), 가이드부(1340) 및 접촉 상태 판단부(1350)를 포함할 수 있다.
접촉 면적 추정부(1310)는 지문 센서 정보를 기초로 피검체의 접촉 면적을 추정하며, 접촉 압력 획득부(1320)는 추정된 접촉 면적에 관한 정보를 기초로 접촉 면적에 상응하는 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다. 이때, 접촉 압력 획득부(1320)는 접촉 면적으로부터 바로 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다. 또는, 다파장 맥파 신호를 이용하여 획득되거나 힘 센서로부터 수신된 힘 정보를 접촉 면적과 함께 이용하여 접촉 압력을 획득할 수 있다.
측정부(1350)는 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 이용하여 오실로메트릭 기법을 기반으로 생체정보를 측정할 수 있다.
가이드부(1340)는 생체정보 측정 요청이 수신되면, 사용자가 피검체를 센서부(1210)에 올바르게 접촉하도록 가이드하는 정보를 생성하고, 출력부(1230)를 통해 가이드 정보를 출력할 수 있다. 이때, 가이드 정보는 센서부(1210) 상의 피검체의 접촉 위치 및 측정 시간 동안 피검체가 센서부(1210)에 가해야 하는 압력의 세기에 관한 정보를 포함할 수 있다.
가이드부(1340)는 저장부(1240)에 저장된 각종 정보를 참조하여 사용자에게 적절한 가이드 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 저장부(1240)에 저장된 사용자의 성별, 연령, 건강 상태 정보, 생체정보 측정 이력, 피검체(예: 손가락, 손목 등)별 적절한 접촉 위치나 압력, 측정 시간대별 적절한 접촉 세기 등과 같은 다양한 정보를 활용하여 현재 사용자에게 최적의 접촉 위치나 접촉 압력과 같은 가이드 정보를 생성할 수 있다.
사용자가 가이드 정보를 참조하여 피검체를 센서부(1210)에 접촉시키면, 접촉 상태 판단부(1350)는 피검체와 센서부(1210) 사이의 접촉 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 14는 맥파 신호를 측정하기 위해 접촉한 손가락의 지문 이미지를 도시한 것이다. 접촉 상태 판단부(1350)는 지문 이미지로부터 지문 특징점을 추출하고, 추출된 지문 특징점과 지문 센서의 특정 위치를 기초로 접촉 상태를 판단할 수 있다. 이때, 지문 특징점은 피검체의 중심 위치일 수 있으며, 지문 센서의 특정 위치는 지문 센서의 중심 위치일 수 있다.
도 14를 참조하면, (1)은 지문 이미지 중심 위치(FP1)와 지문 센서의 중심 위치(CP1) 사이의 거리가 상대적으로 먼 경우를 도시한 것이다. (2)는 지문 이미지 중심 위치(FP2)와 지문 센서의 중심 위치(CP2) 사이의 거리가 상대적으로 가까운 경우를 도시한 것이다. 접촉 상태 판단부(1350)는 지문 이미지 상의 피검체 중심 위치와 지문 센서의 중심 위치의 거리 및/또는 방향을 산출하고, 산출된 거리가 미리 설정된 임계치를 벗어나는 경우 또는 방향이 미리 설정된 방향이 아닌 경우 접촉 상태가 정상이 아니라고 판단할 수 있다. 다만, 이러한 예시에 제한되는 것은 아니다.
가이드부(1340)는 판단 결과 접촉 상태가 정상이 아니면 사용자에게 접촉 위치나 접촉 세기를 변경하도록 가이드하는 정보를 생성하고 출력부(1230)를 통해 사용자에게 출력할 수 있다. 접촉 상태 판단부(1350)는 맥파 신호를 측정하는 동안 지속적으로 접촉 상태를 판단할 수 있다.
다시 도 12를 참조하면, 출력부(1230)는 센서부(1210)에서 획득된 맥파 신호, 지문 센서 정보 및/또는 프로세서(1220)의 처리 결과를 출력할 수 있다. 이때, 출력부(1230)는 디스플레이를 통해 각종 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 또는, 스피커 모듈 또는 햅틱 모듈 등을 통해 음성이나 진동, 촉감 등의 비시각적인 방식으로 각종 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
저장부(1240)는 각종 기준 정보를 저장할 수 있다. 이때, 기준 정보는 사용자의 나이, 성별, 건강 상태 등의 사용자 정보를 포함할 수 있다. 또한, 기준 정보는 접촉 상태에 관한 가이드 정보, 접촉 면적 변환 함수, 접촉 압력 변환 함수, 측정 모델, 캘리브레이션 기준 정보 등과 같은 생체정보 측정에 필요한 정보를 포함할 수 있다. 다만, 이에 국한되지 않는다. 또한, 프로세서(1220)를 통해 처리한 다양한 결과를 저장할 수 있다.
저장부(1240)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(Random Access Memory: RAM) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등의 저장매체를 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 프로세서(1220)는 생체정보가 측정되면 미리 설정된 캘리브레이션 판단 기준을 기초로 생체정보 측정값의 캘리브레이션 여부를 판단할 수 있다. 이때, 판단 기준은 생체정보 측정값의 정상 범위, 연속적으로 정상 범위를 벗어난 횟수, 소정 시간 동안 정상 범위를 벗어난 총 횟수, 피검체의 상태 변화 및 사용자의 건강 상태 중의 하나 또는 둘 이상의 조합에 의해 설정될 수 있다.
프로세서(1220)는 캘리브레이션하는 것으로 판단되면, 저장부(1240)에 저장된 캘리브레이션용 기준 정보를 이용하여 생체정보 측정값을 캘리브레이션하여 생체정보를 캘리브레이션할 수 있다. 이때, 캘리브레이션용 기준 정보는 실제 생체정보 측정값(예: 커프 혈압) 및 오프셋 값 등을 포함할 수 있다.
통신부(1250)는 다양한 외부 기기(1260)와 유무선 통신을 할 수 있다. 외부 기기(1200)는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC등의 정보 처리 장치, 커프 혈압 측정 기기와 같은 생체정보를 측정하는 기능을 탑재한 각종 장치를 포함할 수 있다. 통신부(850)는 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용하여 외부 기기와 통신할 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 15는 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 15는 도 12의 생체정보 측정 장치(1200)에 의해 수행되는 일 실시예일 수 있다.
먼저, 생체정보 측정 장치(1200)는 생체정보 측정 요청을 수신할 수 있다(1510).
그 다음, 생체정보 측정 장치(1200)는 피검체의 접촉 세기 및/또는 접촉 압력과 같은 측정 가이드 정보를 출력할 수 있다(1520).
그 다음, 맥파 센서 및 지문 센서를 통해 소정 시간 동안 각각 맥파 신호 및 지문 센서 정보를 획득할 수 있다(1530).
그 다음, 지문 센서 정보를 기초로 접촉 상태가 정상인지 여부를 판단할 수 있다(1540). 예를 들어, 지문 이미지로부터 지문 특징점을 추출하고, 추출된 지문 특징점과 지문 센서의 특정 위치를 기초로 접촉 상태를 판단할 수 있다. 이때, 지문 특징점은 피검체의 중심 위치일 수 있으며, 지문 센서의 특정 위치는 지문 센서의 중심 위치일 수 있다. 지문 이미지 상의 피검체 중심 위치와 지문 센서의 중심 위치의 거리를 산출하고, 산출된 거리가 미리 설정된 임계치를 벗어나는 경우 접촉 상태가 정상이 아니라고 판단할 수 있다.
그 다음, 단계(1540)에서 판단 결과 접촉 상태가 정상이 아니면, 단계(1520)로 이동하여 사용자가 접촉 위치나 접촉 세기를 변경하도록 가이드할 수 있다. 예를 들어, 피검체의 중심 위치와 지문 센서의 중심 위치 간의 거리 및 방향 정보를 기초로 지문 센서의 중심 위치로 이동하도록 가이드할 수 있다.
그 다음, 단계(1540)에서 판단 결과 접촉 상태가 정상이면, 지문 센서 정보를 기초로 피검체의 접촉 면적을 추정할 수 있다(1550). 예를 들어, 지문 센서의 각 픽셀의 강도(intensity)의 통계값을 미리 정의된 접촉 면적 변환 함수에 대입하여 접촉 면적을 산출할 수 있다.
그 다음, 추정된 접촉 면적으로부터 피검체와 맥파 센서 사이의 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다(1560). 예를 들어, 접촉 면적과 접촉 압력 사이의 상관 관계를 나타내는 접촉 압력 변환 함수를 적용하여 접촉 면적으로부터 직접 접촉 압력 신호를 획득할 수 있다. 또는, 생체정보 측정 장치(1200)에 도시되지 않았지만 센서부(1210)에 힘 센서가 탑재된 경우 힘 센서에 의해 측정된 힘 정보와 접촉 면적을 기초로 접촉 압력을 획득할 수 있다. 또는 맥파 센서에 의해 획득된 다파장의 맥파 신호를 통해 힘 정보를 획득하고, 획득된 힘 정보와 접촉 면적을 기초로 접촉 압력을 획득할 수 있다.
그 다음, 맥파 신호 및 접촉 압력 신호를 기초로 생체정보를 측정할 수 있다(1570). 예를 들어, 오실로메트릭 기법을 기반으로 생체정보를 측정할 수 있다.
그 다음, 생체정보 측정 결과를 다양한 출력 수단을 통해 사용자에게 제공할 수 있다(1580).
한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100,900,1200: 생체정보 측정 장치
110,910,1210: 센서부
111,911: 맥파 센서
112,912,1212: 지문 센서
120,300,600,920,1000,1220: 프로세서
310,1010,1310: 접촉 면적 추정부
320,630,1020,1320: 접촉 압력 획득부
330,640,1030,1330: 측정부
610: 제1 접촉 면적 추정부
620: 제2 접촉 면적 추정부
913: 힘 센서
1040: 힘 정보 획득부
1230: 출력부
1240: 저장부
1250: 통신부
1340: 가이드부
1350: 접촉 상태 판단부

Claims (33)

  1. 피검체로부터 다파장 맥파 신호를 측정하는 맥파 센서 및, 피검체의 지문 센서 정보를 획득하는 지문 센서를 포함하는 센서부; 및
    상기 지문 센서 정보를 기초로 피검체의 접촉 면적을 추정하고, 상기 다파장 맥파 신호 중의 소정 파장의 맥파 신호를 기준으로 다른 둘 이상의 파장의 맥파 신호 사이의 차분신호를 획득하며, 획득된 둘 이상의 차분신호를 기초로 상기 맥파 센서에 대한 피검체의 힘(force) 정보를 획득하고, 상기 접촉 면적 및 상기 힘 정보를 기초로 상기 맥파 센서와 피검체 사이의 접촉 압력 신호를 획득하며, 상기 다파장 맥파 신호 및 상기 접촉 압력 신호를 기초로 생체정보를 측정하는 프로세서를 포함하는 생체정보 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 맥파 센서는
    피검체에 광을 조사하는 광원; 및
    피검체로부터 반사된 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 생체정보 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지문 센서는 정전 용량 지문 센서를 포함하는 생체정보 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 지문 센서 정보 중의 픽셀 강도(intensity)에 대한 통계값을 산출하고, 접촉 면적 변환 함수를 적용하여 상기 통계값으로부터 상기 접촉 면적을 추정하는 생체정보 측정 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는
    맥파 센서와 피검체 사이의 힘(force) 정보를 측정하는 힘 센서를 더 포함하는 생체정보 측정 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    접촉 압력 변환 함수를 적용하여 상기 접촉 면적으로부터 접촉 압력 신호를 획득하는 생체정보 측정 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 다파장 맥파 신호 및 상기 접촉 압력 신호를 기초로 오실로메트릭 파형을 획득하고, 획득된 오실로메트릭 파형을 기초로 생체정보를 측정하는 생체정보 측정 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    사용자에게 피검체의 기준 접촉 위치 및 기준 접촉 세기 중의 적어도 하나를 포함하는 가이드 정보를 제공하는 생체정보 측정 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 맥파 신호가 측정되는 동안, 상기 지문 센서 정보 중의 지문 이미지를 기초로 상기 피검체의 접촉 상태를 판단하는 생체정보 측정 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 지문 이미지로부터 지문 특징점을 추출하고, 추출된 지문 특징점과 상기 지문 센서의 중심 위치 간의 거리를 기초로 접촉 상태를 판단하는 생체정보 측정 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 피검체의 접촉 상태가 정상이 아니면, 사용자에게 접촉 위치를 변경하도록 하는 가이드 정보를 제공하는 생체정보 측정 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 생체정보는
    혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수 및 피로도 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보 측정 장치.
  17. 생체정보 측정 장치가,
    피검체로부터 다파장 맥파 신호 및 상기 피검체의 지문 센서 정보를 획득하는 단계;
    상기 지문 센서 정보를 기초로 피검체의 접촉 면적을 추정하는 단계;
    상기 다파장 맥파 신호 중의 소정 파장의 맥파 신호를 기준으로 다른 둘 이상의 파장의 맥파 신호 사이의 차분신호를 획득하고, 획득된 둘 이상의 차분신호를 기초로 맥파 센서에 대한 피검체의 힘(force) 정보를 획득하는 단계;
    상기 접촉 면적 및 상기 힘 정보를 기초로 상기 맥파 센서와 피검체 사이의 접촉 압력 신호를 획득하는 단계; 및
    상기 다파장 맥파 신호 및 상기 접촉 압력 신호를 기초로 생체정보를 측정하는 단계를 포함하는 생체정보 측정 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 접촉 면적을 추정하는 단계는
    상기 지문 센서 정보 중의 각 픽셀 강도(intensity)에 통계값을 산출하는 단계; 및
    접촉 면적 변환 함수를 적용하여 상기 통계값으로부터 접촉 면적을 추정하는 단계를 포함하는 생체정보 측정 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제17항에 있어서,
    상기 접촉 압력 신호를 획득하는 단계는
    접촉 압력 변환 함수를 적용하여 상기 접촉 면적으로부터 접촉 압력 신호를 획득하는 생체정보 측정 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 생체정보를 측정하는 단계는
    상기 다파장 맥파 신호 및 상기 접촉 압력 신호를 기초로 오실로메트릭 파형을 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 오실로메트릭 파형을 기초로 생체정보를 측정하는 단계를 포함하는 생체정보 측정 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    생체정보 측정 요청이 수신되면, 사용자에게 피검체의 기준 접촉 위치 및 기준 접촉 세기 중의 적어도 하나를 포함하는 가이드 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 생체정보 측정 방법.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 맥파 신호가 측정되는 동안, 상기 지문 센서 정보 중의 지문 이미지를 기초로 상기 피검체의 접촉 상태를 판단하는 단계를 더 포함하는 생체정보 측정 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 피검체의 접촉 상태가 정상이 아니면, 사용자에게 접촉 위치를 변경하도록 하는 가이드 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 생체정보 측정 방법.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210012421A (ko) * 2019-07-25 2021-02-03 삼성전자주식회사 생체정보 추정 장치 및 방법
KR20220001786A (ko) * 2020-06-30 2022-01-06 삼성전자주식회사 생체정보 추정 장치 및 방법
KR20220009181A (ko) * 2020-07-15 2022-01-24 삼성전자주식회사 생체정보 추정 장치 및 방법
KR20220030089A (ko) 2020-09-02 2022-03-10 삼성전자주식회사 생체정보 추정 장치 및 방법
WO2022126665A1 (zh) * 2020-12-18 2022-06-23 深圳市汇顶科技股份有限公司 生物特征信息的检测装置、检测方法和电子设备
KR102580271B1 (ko) * 2021-02-25 2023-09-20 삼성전자주식회사 이미지센서를 이용한 다중 생체신호 측정 장치 및 방법과, 전자장치
US11744523B2 (en) 2021-03-05 2023-09-05 Riva Health, Inc. System and method for validating cardiovascular parameter monitors
KR102569988B1 (ko) * 2021-03-19 2023-08-23 삼성전자주식회사 혈압 추정 장치 및 방법
CN115148352A (zh) * 2021-03-30 2022-10-04 维沃移动通信有限公司 电子设备、生物检测控制方法及装置
CN113349743A (zh) * 2021-07-16 2021-09-07 维沃移动通信有限公司 生物特征信息的测量方法、装置和电子设备
KR20230080155A (ko) * 2021-11-29 2023-06-07 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그 전자 장치의 생체정보 추정 방법

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2749955B1 (fr) 1996-06-14 1998-09-11 Thomson Csf Systeme de lecture d'empreintes digitales
US20030107487A1 (en) 2001-12-10 2003-06-12 Ronen Korman Method and device for measuring physiological parameters at the wrist
KR20030084379A (ko) 2002-04-26 2003-11-01 김원찬 인체접촉강도 감지형 맥박 측정장치
KR101114553B1 (ko) * 2003-11-18 2012-03-13 소니 주식회사 입력장치 및 입력방법과 전자기기
US20060020216A1 (en) 2004-07-20 2006-01-26 Sharp Kabushiki Kaisha Medical information detection apparatus and health management system using the medical information detection apparatus
JPWO2006030781A1 (ja) 2004-09-13 2008-05-15 学校法人立命館 指先からの生体情報の抽出方法およびその装置
KR100660349B1 (ko) 2005-01-07 2006-12-21 메디게이트(주) 광혈류 측정신호를 이용한 이동형 혈압 감시장치
KR100871230B1 (ko) * 2007-03-12 2008-11-28 삼성전자주식회사 통신 장치와 연동되는 비가압적이고 비침습적인 손목형혈압 측정 방법 및 장치
KR101504599B1 (ko) * 2008-11-03 2015-03-23 삼성전자주식회사 혈압 측정 장치 및 혈압 측정 방법
CN101833649B (zh) * 2009-03-09 2012-05-30 杭州晟元芯片技术有限公司 一种指纹残留甄别方法
US8313439B2 (en) 2009-03-20 2012-11-20 Massachusetts Institute Of Technology Calibration of pulse transit time measurements to arterial blood pressure using external arterial pressure applied along the pulse transit path
KR101092303B1 (ko) * 2009-05-26 2011-12-13 주식회사 유니온커뮤니티 지문인식장치 및 그 지문 데이터 획득방법
WO2011072284A1 (en) 2009-12-11 2011-06-16 Sonavation, Inc. Pulse-rate detection using a fingerprint sensor
US9049998B2 (en) 2012-06-22 2015-06-09 Fitbit, Inc. Biometric monitoring device with heart rate measurement activated by a single user-gesture
US9638591B1 (en) * 2013-05-24 2017-05-02 Apple Inc. Display area force sensing using Bragg grating based wave guide sensors
US9665213B2 (en) * 2013-08-30 2017-05-30 Maxim Integrated Products, Inc. Detecting pressure exerted on a touch surface and providing feedback
CN103976721B (zh) 2014-04-22 2016-07-06 辛勤 血压测量方法以及用于实现该方法的嵌入式装置
KR102547796B1 (ko) * 2014-10-15 2023-06-26 삼성전자주식회사 착탈 가능한 생체 신호 복합 센서 및 이를 이용한 생체 정보 검출 방법
KR101559288B1 (ko) 2014-11-18 2015-10-20 (주)이미지스테크놀로지 센서전극 일체형 햅틱 액츄에이터와 이를 포함하는 착용형 장치
KR102332782B1 (ko) * 2014-12-15 2021-11-30 삼성전자주식회사 시각 특성을 고려한 영상 데이터 압축
US9788767B1 (en) * 2015-09-25 2017-10-17 Sanmina Corporation System and method for monitoring nitric oxide levels using a non-invasive, multi-band biosensor
FR3041423B1 (fr) * 2015-09-22 2019-10-04 Idemia Identity And Security Procede d'extraction de caracteristiques morphologiques d'un echantillon de materiel biologique
KR102487982B1 (ko) * 2015-10-02 2023-01-11 삼성전자주식회사 혈압 측정 장치, 및 광원 선택 프로세스를 포함하는 혈압 측정 장치
KR20170049280A (ko) 2015-10-28 2017-05-10 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 이의 제어방법
EP3366202B1 (en) * 2015-11-26 2020-05-27 Huawei Technologies Co., Ltd. Blood pressure parameter measuring method and user equipment
CN107041739A (zh) 2016-02-05 2017-08-15 光宝光电(常州)有限公司 穿戴式血压量测装置及其光学感测单元
EP3422930B1 (en) * 2016-03-03 2024-05-01 Board Of Trustees Of Michigan State University Method and apparatus for cuff-less blood pressure measurement
US11457824B2 (en) * 2016-03-07 2022-10-04 Fitbit, Inc. Blood pressure sensors
US11350825B2 (en) * 2016-08-25 2022-06-07 Vivonics, Inc. Contactless system and method for measuring and continuously monitoring arterial blood pressure
KR102655671B1 (ko) * 2016-10-12 2024-04-05 삼성전자주식회사 생체정보 추정 장치 및 방법
KR102655738B1 (ko) 2016-12-27 2024-04-05 삼성전자주식회사 접촉형 혈압 측정 장치
KR102331464B1 (ko) * 2017-04-18 2021-11-29 삼성전자주식회사 디스플레이 영역에 형성된 생체 정보 센싱 영역을 이용한 생체 정보 획득 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
CN107550481A (zh) * 2017-08-24 2018-01-09 京东方科技集团股份有限公司 一种便携设备及血压测量方法

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