KR102596603B1 - 웨어러블 센싱 장치 및 이를 이용한 생체 진단 시스템 - Google Patents
웨어러블 센싱 장치 및 이를 이용한 생체 진단 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102596603B1 KR102596603B1 KR1020210073387A KR20210073387A KR102596603B1 KR 102596603 B1 KR102596603 B1 KR 102596603B1 KR 1020210073387 A KR1020210073387 A KR 1020210073387A KR 20210073387 A KR20210073387 A KR 20210073387A KR 102596603 B1 KR102596603 B1 KR 102596603B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- support
- sensing device
- sensor
- subject
- strain sensor
- Prior art date
Links
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 title description 25
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims abstract description 62
- 238000002555 auscultation Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 19
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 14
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 6
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 44
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 38
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 33
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 31
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 24
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 20
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 18
- 208000019693 Lung disease Diseases 0.000 description 16
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 12
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 description 10
- 206010037423 Pulmonary oedema Diseases 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 8
- 208000005333 pulmonary edema Diseases 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 4
- 206010039109 Rhonchi Diseases 0.000 description 4
- 206010042241 Stridor Diseases 0.000 description 4
- 206010047924 Wheezing Diseases 0.000 description 4
- DMFGNRRURHSENX-UHFFFAOYSA-N beryllium copper Chemical compound [Be].[Cu] DMFGNRRURHSENX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 210000000876 intercostal muscle Anatomy 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B7/00—Instruments for auscultation
- A61B7/02—Stethoscopes
- A61B7/04—Electric stethoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/113—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing
- A61B5/1135—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing by monitoring thoracic expansion
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
- A61B5/6831—Straps, bands or harnesses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
- A61B5/7207—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
- A61B5/721—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts using a separate sensor to detect motion or using motion information derived from signals other than the physiological signal to be measured
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B7/00—Instruments for auscultation
- A61B7/003—Detecting lung or respiration noise
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
- G16H50/20—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0204—Acoustic sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0261—Strain gauges
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physiology (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
본 발명은 피검체의 생체음을 감지하는 청진센서와, 상기 청진센서를 노출시키기 위한 홀이 형성된 바닥면과, 상기 바닥면의 둘레에 형성된 측벽과, 상기 측벽 중 서로 마주보는 부위에 형성되는 한 쌍의 스트랩체결부와, 상기 스트랩체결부가 형성된 측벽 중 어느 하나의 측벽 부위의 내측면에 돌출 형성된 제1 지지대 및 제2 지지대를 포함하는 본체 하우징 및 소정 각도로 절곡되고 상기 제1 지지대 및 상기 제2 지지대에 걸쳐서 장착되는 지지판에 부착되고, 피검체의 호흡에 따른 스트랩의 인장력 변화로 인해 발생하는 상기 측벽의 변위량을 측정하는 스트레인센서를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 웨어러블 센싱 장치 및 이를 이용한 생체 진단 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피검체의 생체음과 호흡을 동시에 감지하고, 심음 및 폐음을 구분하기 위한 복잡한 알고리즘 없이도 생체음 및 호흡을 용이하게 구분하며, 이를 이용하여 피검체의 이상 상태를 진단할 수 있는 웨어러블 센싱 장치 및 이를 이용한 생체 진단 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 청진기는 피검체 내부에서 발생하는 생체음을 청취하여 피진찰자의 건강 상태를 체크하는 데 사용된다. 종래의 청진기는 인체에서 발생하는 생체음을 모아주는 채집부와, 채집된 생체음을 청취할 수 있는 이어피스부와, 상기 채집부 및 이어피스부를 연결하여 생체음을 전달하는 연결튜브로 구성되는 것이 일반적이다. 기존의 아날로그형 청진기는 의사가 피검체(환자 등)의 몸에 청진기를 대고 청진음을 듣는다. 이때 소리의 원천이 되는 심장소리나 호흡소리는 소리 자체가 20㎐～800㎐ 사이로 주파수 레벨이 워낙 낮고, 피검체를 둘러싸고 있는 지방과 근육 그리고 갈비뼈 아래 부분에 숨겨져 있어 잘 들리지 않는다. 더욱이, 청진기를 통해 출력되는 소리는 심장음(심음)과 호흡소리(폐음)이 혼합되기 때문에 가청신호에서 심음과 폐음을 구분하기 어려워 고도의 숙달된 노하우가 요구된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 보청기와 같은 측미음계를 장착한 청진기나 피검체가 옷을 벗지 않은 상태에서도 생체 내부의 생체음 측정을 가능케 하는 증폭기를 구비한 전자 청진기 등이 개발되어 있다. 상기 전자 청진기는 피검체에서 발생되는 생체음 신호를 수집하여 전기적 신호로 변환한 후 이를 증폭하여 스피커로 출력하거나 외부 기기로 송신하거나 녹음된 후 필요한 경우에 재생할 수 있다.
한편, 피검체의 이상 상태(abnormal)를 진단할 때 심음 및 폐음을 구분해야 하지만 피검체의 생체음만을 이용해 심음과 폐음을 구분하려 하면 정확한 심음 및 폐음을 구분하기 어려워 진단 오류가 발생할 수 있다. 심음 및 폐음을 정확히 구분하려면 복잡한 알고리즘이 필요한 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 피검체의 생체음과 호흡을 동시에 감지하고, 심음 및 폐음을 구분하기 위한 복잡한 알고리즘 없이도 생체음 및 호흡을 용이하게 구분하고, 이를 이용하여 피검체의 이상 상태를 진단할 수 있는 웨어러블 센싱 장치 및 이를 이용한 생체 진단 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따른 웨어러블 센싱 장치는 피검체의 생체음을 감지하는 청진센서와, 상기 청진센서를 노출시키기 위한 홀이 형성된 바닥면과, 상기 바닥면의 둘레에 형성된 측벽과, 상기 측벽 중 서로 마주보는 부위에 형성되는 한 쌍의 스트랩체결부와, 상기 스트랩체결부가 형성된 측벽 중 어느 하나의 측벽 부위의 내측면에 돌출 형성된 제1 지지대 및 제2 지지대를 포함하는 본체 하우징 및 소정 각도로 절곡되고 상기 제1 지지대 및 상기 제2 지지대에 걸쳐서 장착되는 지지판에 부착되고, 피검체의 호흡에 따른 스트랩의 인장력 변화로 인해 발생하는 상기 측벽의 변위량을 측정하는 스트레인센서를 포함할 수 있다.
상기 제2 지지대는 상기 제1 지지대 보다 더 길게 돌출 형성되고, 상기 스트레인센서는 상기 제2 지지대와 인접한 상기 지지판 부위에 부착될 수 있다.
상기 스트레인센서가 배치된 상기 측벽에 형성된 상기 스트랩체결부는, 단부가 개방된 고리 형상으로 형성될 수 있다.
상기 스트랩체결부의 개방 지점에 상응하는 상기 지지판 부위에 상기 스트레인센서가 부착될 수 있다.
상기 제1 지지대보다 더 긴 길이를 갖는 상기 제2 지지대는 상기 스트랩체결부의 개방 지점에 상응하는 상기 본체 하우징에 내측면 부위에 형성될 수 있다.
상기 지지판은, 탄성을 가지는 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 스트랩체결부의 일부에는, 관통 직경에 따라 상기 스트랩체결부의 탄성을 조절하기 위한 관통공이 형성될 수 있다.
상기 센싱 장치는 상기 청진센서 및 상기 스트레인센서와 전기적으로 연결되며, 신호 라인, 전원 라인 및 외부 컴퓨팅 장치와 통신을 위한 인터페이스 모듈을 포함하는 라인 커넥터를 더 포함할 수 있다.
상기 라인 커넥터는, 상기 신호 라인으로 수신된 스트레인센서의 제1센싱신호와 상기 청진센서의 제2센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 진단 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 센싱 장치는 상기 청진센서 및 상기 스트레인센서의 측정값을 외부로 송신하는 무선통신모듈을 더 포함할 수 있다.
상기, 센싱 장치는 상기 스트레인센서의 제1센싱신호와 상기 청진센서의 제2센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 진단 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따른 웨어러블 센싱 장치는 피검체의 생체음을 감지하는 청진센서와, 상기 청진센서를 노출시키기 위한 홀이 형성된 바닥면과, 상기 바닥면의 둘레에 형성된 측벽과, 상기 측벽 중 서로 마주보는 부위에 형성되는 제1 스트랩체결부 및 제2 스트랩체결부를 포함하는 본체 하우징와, 소정 각도로 절곡되고, 상기 제2 스트랩체결부의 내측면에 돌출 형성된 제1 지지대 및 제2 지지대에 걸쳐서 장착되는 지지판 및 상기 지지판에 부착되어 피검체의 호흡에 따른 스트랩의 인장력 변화로 인해 발생하는 상기 제2 스트랩체결부의 변위량을 측정하는 스트레인센서를 포함할 수 있다.
상기 제2 지지대는 상기 제1 지지대 보다 더 길게 돌출 형성되고, 상기 스트레인센서는 상기 제2 지지대와 인접한 상기 지지판 부위에 부착될 수 있다.
상기 본체 하우징은, 상기 제2 스트랩체결부가 형성되는 상기 측벽 부위의 내측에 상기 제2 스트랩체결부의 일부가 삽입되기 위한 장착홈과, 상기 장착홈의 일측에 관통 형성된 통과홀을 포함할 수 있다.
상기 제2 스트랩체결부는, 상기 장착홈에 장착되는 몸체와, 일단이 상기 몸체에 일체로 연결되고, 타단이 상기 통과홀을 관통하여 상기 통과홀이 형성된 지점의 반대 지점에 상응하는 측벽 부위를 향해 연장된 체결부재 및 상기 몸체의 탄성을 조절하기 위한 관통공을 포함할 수 있다.
상기 체결부재는, 상기 통과홀이 형성된 지점의 반대 지점에 상응하는 측벽 부위와 소정 간격 이격되고, 상기 제1 지지대는 상기 통과홀에 상응하는 상기 몸체의 내측면에 형성되며, 상기 제2 지지대는 상기 제1 지지대보다 더 긴 길이를 갖고, 상기 제1 지지대와 반대 지점에 상응하는 상기 몸체의 내측면에 형성될 수 있다.
상기 청진센서 및 상기 스트레인센서와 전기적으로 연결되며, 신호 라인, 전원 라인 및 외부 컴퓨팅 장치와 통신을 위한 인터페이스 모듈을 포함하는 라인 커넥터를 더 포함할 수 있다.
상기 라인 커넥터는, 상기 신호 라인으로 수신된 스트레인센서의 제1센싱신호와 상기 청진센서의 제2센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 진단 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 청진센서 및 상기 스트레인센서의 측정값을 외부로 송신하는 무선통신모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 스트레인센서의 제1센싱신호와 상기 청진센서의 제2센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 진단 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 측면에 따른 생체 진단 시스템은 웨어러블 센싱 장치 및
상기 웨어러블 센싱 장치로부터 수신된 상기 스트레인센서의 제1 센싱신호와 상기 청진센서의 제2 센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 진단 서버를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 본 발명에 의하면, 센싱 장치를 이용해 피검체의 생체음과 호흡을 동시에 감지하고, 심음 및 폐음을 구분하기 위한 복잡한 알고리즘 없이도 생체음 및 호흡을 함께 고려하여 심음 및 폐음을 용이하게 구분할 수 있으며, 이를 이용하여 피검체의 이상 상태를 진단할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 장치를 예시한 개략도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 장치의 본체 하우징을 예시한 사시도.
도 3은 도 1에 예시된 본체 하우징을 예시한 단면도.
도 4는 도 3에 예시된 본체 하우징의 변형된 실시예를 예시한 단면도.
도 5는 도 2에 예시된 스트랩체결부의 변형된 실시예를 예시한 단면도.
도 6은 도 2에 예시된 스트랩체결부의 변형된 실시예를 예시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치를 예시한 블록도.
도 8은 다양한 종류의 호흡기 증상에 따른 폐음의 파형을 나타낸 그래프.
도 9는 제3 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치를 예시한 사시도.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 생체 진단 시스템을 예시한 블록도.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 센싱 장치를 예시한 개략도.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 센싱 장치의 본체 하우징을 예시한 사시도.
도 13은 도 12에 예시된 본체 하우징을 예시한 단면도.
도 14는 도 12에 예시된 본체 하우징의 변형된 실시예를 예시한 단면도.
도 15는 도 12에 예시된 스트랩체결부의 변형된 실시예를 예시한 단면도.
도 16은 도 12에 예시된 스트랩체결부의 변형된 실시예를 예시한 단면도
도 17은 본 발명의 제6 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치를 예시한 블록도
도 18은 다양한 종류의 호흡기 증상에 따른 폐음의 파형을 나타낸 그래프.
도 19은 제7 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치를 예시한 사시도
도 20은 본 발명의 제8 실시예에 따른 생체 진단 시스템을 예시한 블록도
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 장치의 본체 하우징을 예시한 사시도.
도 3은 도 1에 예시된 본체 하우징을 예시한 단면도.
도 4는 도 3에 예시된 본체 하우징의 변형된 실시예를 예시한 단면도.
도 5는 도 2에 예시된 스트랩체결부의 변형된 실시예를 예시한 단면도.
도 6은 도 2에 예시된 스트랩체결부의 변형된 실시예를 예시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치를 예시한 블록도.
도 8은 다양한 종류의 호흡기 증상에 따른 폐음의 파형을 나타낸 그래프.
도 9는 제3 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치를 예시한 사시도.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 생체 진단 시스템을 예시한 블록도.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 센싱 장치를 예시한 개략도.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 센싱 장치의 본체 하우징을 예시한 사시도.
도 13은 도 12에 예시된 본체 하우징을 예시한 단면도.
도 14는 도 12에 예시된 본체 하우징의 변형된 실시예를 예시한 단면도.
도 15는 도 12에 예시된 스트랩체결부의 변형된 실시예를 예시한 단면도.
도 16은 도 12에 예시된 스트랩체결부의 변형된 실시예를 예시한 단면도
도 17은 본 발명의 제6 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치를 예시한 블록도
도 18은 다양한 종류의 호흡기 증상에 따른 폐음의 파형을 나타낸 그래프.
도 19은 제7 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치를 예시한 사시도
도 20은 본 발명의 제8 실시예에 따른 생체 진단 시스템을 예시한 블록도
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 기재한 모듈(MODULE)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합을 의미할 수 있다.
또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
[제1 실시예]
이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 장치(60)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 장치(60)를 예시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 장치(60)를 예시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 센싱 장치(60)는 본체 하우징(600)의 외측에 형성된 스트랩체결부(630)에 걸어진 스트랩(1)에 의해 피검체의 신체에 착용되며, 본체 하우징(600)의 일면에 설치된 청진센서(603)가 피검체의 신체와 접촉하여 피검체의 생체음을 감지한다. 그리고 센싱 장치(60)는 피검체가 호흡할 때 스트랩(1)의 인장력 변화로 인해 발생하는 본체 하우징(600) 측벽의 변위량을 측정하는 스트레인센서(620)를 이용해 피검체의 호흡을 감지한다. 센싱 장치(60)는 무선통신모듈(미도시)을 통해 청진센서(603) 및 스트레인센서(620)의 측정값을 외부장치(D)로 송신한다. 여기서 외부장치(D)에는 피검체를 진단하기 위한 프로그램이 설치될 수 있다. 즉, 외부장치(D)는 의료전용 단말기를 포함할 수 있으며, 스트레인센서(620)의 측정값을 기초로 피검체의 질환 또는 이상 상태를 판단할 수 있다.
스트랩(1)은 피검체에 착용 가능하도록 밴드의 형태로 구현될 수 있다. 스트랩(1)의 양 끝단에는 버클(미도시), 스냅 단추(미도시) 또는 벨크로(미도시)와 같은 부재가 구비되어 스트랩(1)착용 및 해제를 용이하게 할 수 있다. 스트랩(1)은 신축성을 가지거나 길이를 조절할 수 있도록 구현됨으로써 피검체의 체형에 따라 편안한 착용감을 제공할 수 있다.
스트랩(1)은 다양하게 변형된 형태의 밴드가 채택될 수 있으며, 구체적인 예로서 벨트 형상의 일자형 밴드, X자형 밴드, 이중 밴드 등을 들 수 있다.
스트레인센서(620)는 스트랩(1)의 인장력에 의해 본체 하우징(600) 측벽의 변형된 변위량을 감지하여 피검체의 호흡을 감지한다.
스트레인센서(620)는 압력(또는 스트레스)이 가해지면 내부 분극에 의해 전기적 특성이 변하는 압전체 등을 이용하는데, 외부 힘이 가해져 변형이 되면 전기저항이 변하는 원리를 이용하여 신호를 생성한다. 스트레인센서(620)는 기판 및 전극을 포함할 수 있으며, 기판 및 전극은 본체 하우징(600)의 내부에 구비된다. 본 실시예에서 스트레인센서(620)는 스트레치센서(stretch sensor)로 대체될 수도 있다.
예컨대, 호흡은 흡기와 호기로 구분될 수 있다.
흡기(Inspiration) 과정에서는 늑간근(Intercostal muscle)이 수축하여 늑골(Rib)이 들리고, 횡격막(Diaphragm) 역시 수축함에 따라 내려가 흉강(Thoracic cage)의 부피가 늘어난다. 반대로, 호기(Expiration) 과정에서는 늑간근이 이완하여 늑골이 내려가고, 횡격막도 이완하여 올라가 흉강의 부피가 줄어든다.
본 발명에서 호흡은 흡기와 호기를 검출하는 광범위한 의미로 정의될 수 있다. 또는 좁은 의미로 흉곽의 팽창과 수축을 의미할 수 있으며, 더 좁은 의미로 폐의 팽창과 수축을 의미할 수 있다. 즉, 본 발명에서 호흡이라는 정의는 흡기와 호기를 포괄적인 의미뿐만 아니라 흉곽 또는 폐의 팽창과 수축을 아우르는 의미로 해석된다.
본 발명에서 스트레인센서(620)는 피검체, 예를 들면, 인체 또는 반려동물 등의 검사 대상체의 호흡에 의해 발생되는 폐 또는 흉곽의 팽창과 수축을 검출한다.
센싱 장치(60)는 피검체의 흉부 둘레를 감싸는 스트랩(1)에 의해 착용된 상태에서 피검체가 호흡을 하면 들숨 날숨에 따라 스트랩(1)이 팽창되거나 수축될 수 있다. 이러한 과정에서 스트랩(1)이 팽창 또는 수축되면 스트랩(1)이 연결된 스트랩체결부(630)가 본체 하우징(600)의 측벽을 변형시키고, 스트레인센서(620)는 측벽의 변위량을 기초로 피검체의 호흡을 감지한다.
스트레인센서(620)가 원활하게 동작하기 위해 센싱 장치(60)는 피검체의 폐 부위(흉부)를 감싸도록 착용될 것이 권장된다. 또한, 피검체가 호흡함에 따라 폐를 심하게 압박하지 않는 범위 내에서 적절한 텐션을 가진 상태로 착용되는 것이 바람직하다. 다만 반드시 센싱 장치(60)의 장착 위치를 폐 부위로 한정할 필요는 없으며 폐의 이완과 수축을 검출할 수 있다면 신체의 어느 부위라도 장착 가능하다. 특히 반려동물의 경우 신체 자체가 인간에 비해 작은 편이므로 정도의 차이가 있을 뿐 몸통의 거의 모든 부위에서 폐의 이완과 수축을 감지할 수 있다. 따라서 반려동물의 몸통 부위 내라면 센싱 장치(60)를 굳이 폐부가 아닌 다른 위치에 착용해도 상관 없다.
청진센서(603)는 피검체의 신체에 접촉하는 본체 하우징(600)의 일면에 설치된다. 예컨대, 청진센서(603)는 별도의 케이스(미도시)의 내부에 구비된 상태로 본체 하우징(600)의 일면에 설치될 수 있다.
본 실시예에서, 본체 하우징(600) 및 청진센서(603)가 구비된 케이스(162)는 청진 기능을 효율을 높이기 위해 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다.
청진센서(603)는 피검체의 생체음을 감지한다. 생체음에는 심음과 폐음이 포함되며, 그 외에 다른 장기의 소리나 주변의 잡음이 포함될 수 있다.
청진센서(603)는 음향을 전기적인 신호로 바꾸어주는 마이크로폰(미도시)과, 마이크로폰을 통해서 변환된 전기신호를 증폭시키는 신호증폭기(미도시)와, 신호증폭기에서 증폭된 신호를 출력하는 출력단자(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센싱 장치(60)의 본체 하우징(600)을 예시한 사시도이고, 도 3은 도 1에 예시된 본체 하우징(600)을 예시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 센싱 장치(60)는 청진센서(603), 스트레인센서(620), 본체 하우징(600) 및 본체 하우징(600)의 외측에 형성된 스트랩체결부(630) 및 무선통신모듈(미도시)를 포함한다.
청진센서(603) 및 스트레인센서(620)는 도 1을 통해 설명하였으므로 중복된 설명을 생략한다.
본체 하우징(600)은 센싱 장치(60)의 외형을 형성하는 것으로 바닥면(601) 및 바닥면(601)의 둘레에 형성된 측벽으로 이루어진다. 참고로, 이하에서 본체 하우징(600)의 바닥면(601)은 도 1을 통해 설명한 피검체의 신체와 접촉하는 본체 하우징(600)의 일면과 동일한 면을 의미한다.
도 2 및 도 3에서는 바닥면(601)의 형태를 사각형의 형태로 형성된 것을 도시하였으나, 이 외에도 바닥면(601)의 형태는 원형 또는 다각의 형태로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 바닥면(601)은 단면이 원형의 형태로 형성될 수도 있다.
바닥면(601)에는 청진센서(603)를 노출시키기 위한 홀(602)이 관통 형성된다. 청진센서(603)는 홀(602)에 설치되며, 만약, 청진센서(603)가 센서 전용 케이스(미도시)에 구비될 경우 케이스가 청진센서(603)를 노출시키기 위한 홀(602)에 설치된다.
바닥면(601)의 둘레에는 측벽이 형성된다. 본체 하우징(600)이 바닥면(601)과 측벽으로 형성되면 바닥면(601)의 반대면은 개방되는데, 본체 하우징(600)의 개방된 면은 커버(미도시)에 의해 폐쇄될 수 있다. 커버는 선택적으로 본체 하우징(600)과 체결될 수 있으며, 본체 하우징(600)의 내부에는 커버와 체결되기 위한 나사공(미도시)이 형성될 수 있다.
본체 하우징(600)의 마주보는 측벽 부위의 외측에는 한 쌍의 스트랩체결부(630)가 형성된다. 스트랩체결부(630)는 일단이 본체 하우징(600)의 측벽 일부분에 연결되고, 타단이 본체 하우징(600)의 측벽으로부터 소정 간격 이격되게 연장 형성된다. 즉, 스트랩체결부(630)는 단부가 개방(220)된 고리 형상(A)으로 형성될 수 있다. 스트랩(도 1의 1)은 고리 형상으로 형성된 스트랩체결부(630)의 내측에 체결된다.
본 실시예에서, 한 쌍의 스트랩체결부(630) 모두가 고리 형상으로 형성된 것으로 도시하였으나, 한 쌍의 스트랩체결부(630) 중 어느 하나만 고리 형상으로 형성되어도 무방하다. 또한 한 쌍의 스트랩체결부(630)는 양단 모두가 본체 하우징(600)의 측벽에 연결되도록 형성될 수도 있다.
스트랩체결부(630)가 형성된 측벽 부위의 내측면에는 돌출 형성된 제1 지지대(611) 및 제2 지지대(612)가 돌출 형성된다. 제1 지지대(611) 및 제2 지지대(612)는 스트레인센서(620)가 부착된 지지판(621)을 고정시키기 위한 것으로서, 스트랩체결부(630)가 형성된 측벽 부위 모두에 형성되거나 또는 어느 하나의 측벽에만 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 어느 하나의 측벽에만 제1 지지대(611) 및 제2 지지대(612)가 형성된 것을 예로 들어 설명한다.
제1 지지대(611)는 스트랩체결부(630)의 일단이 본체 하우징(600)에 연결된 부위에 상응하는 지점에 형성된다. 그리고 제2 지지대(612)는 스트랩체결부(630)의 고리 형상(A)에 상응하는 지점에 형성된다.
제1 지지대(611)와 제2 지지대(612)는 해당 위치에서 본체 하우징(600)의 마주보는 측벽을 향해 돌출되고 단부가 서로 마주보는 방향으로 절곡된다.
예컨대, 제2 지지대(612)는 제1 지지대(611)보다 길게 돌출 형성된다. 제1 지지대(611)는 절곡되기까지의 돌출 길이가 지지판(621)의 두께와 유사한 길이로 형성되고, 제2 지지대(612)는 절곡되기까지의 돌출 길이가 지지판(621)의 두께보다 더 긴 길이로 형성된다.
지지판(621)은 제1 지지대(611)와 제2 지지대(612)에 탄성을 가지는 금속 재질로 형성된다. 예컨대, 지지판(621)은 베릴륨 동 소재로 형성될 수 있다.
지지판(621)의 길이는 제1 지지대(611)와 제2 지지대(612)를 연결하는 길이보다 소정 길이로 더 긴 길이를 갖는다.
지지판(621)은 제1 지지대(611)와 제2 지지대(612)를 연결하는 부위 중 특정 지점에서 절곡되는데, 이로 인해 지지판(621)의 길이가 제1 지지대(611)와 제2 지지대(612)를 연결하는 길이보다 길어도 제1 지지대(611) 및 제2 지지대(612)에 장착될 수 있다. 예컨대, 제1 지지대(611) 쪽의 지지판(621) 단부는 양면이 본체 하우징(600)의 내측면과 제1 지지대(611)의 절곡부위에 접하고, 제2 지지대(612) 쪽의 지지판(621) 단부는 본체 하우징(600)의 내측면으로부터 이격되어 제2 지지대(612)의 절곡 부위에 접하는 형태로 제1 지지대(611) 및 제2 지지대(612)에 장착된다.
지지판(621)은 절곡 부위가 제1 지지대(611)와 가까울수록 지지판(621)의 탄성 민감도는 높아질 수 있다.
스트레인센서(620)는 지지판(621)에 부착되어 해당 측벽의 변위량을 측정한다. 스트레인센서(620)는 지지판(621)의 절곡 부위를 기준으로 제2 지지대(612)와 인접한 부위에 부착된다.
상기와 같이 지지판(621)이 제1 지지대(611)와 제2 지지대(612) 사이에서 절곡되고 스트레인센서(620)가 제2 지지대(612)와 인접한 지지판(621)에 부착되면 본체 하우징(600)의 측벽에 외력이 가해졌을 때 측벽의 변형에 대한 민감도가 높아져 변위량 감지가 용이하다.
무선통신모듈(미도시)은 본체 하우징(600)의 내부에 장착된다. 무선통신모듈은 상기 청진센서(603) 및 상기 스트레인센서(620)의 측정값을 외부로 송신한다. 여기서 외부라함은 청진센서(603) 및 상기 스트레인센서(620)의 측정값을 기초로 피검체의 이상 상태를 판단하기 위한 센싱 장치(미도시) 또는 진단 서버(미도시)일 수 있다.
무선통신모듈은 블루투스(Bluetooth), 알에프아이디(RFID, Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, WSN(Wireless Sensor Network), WLAN (Wireless LAN or Wifi) 및 UWB(Ultra Wideband) 등과 같은 근거리 무선통신을 지원할 수 있다. 특히 블루투스(Bluetooth) 계열의 BLE 비콘(beacon) 프로토콜 지원으로 브로드캐스팅 방식의 정보 전송을 지원할 수도 있다. 또한 통신 모듈(140)은 2G, 3G, 4G, 5G와 같은 이동 통신 프로토콜이나, Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 이동통신 프로토콜을 지원할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 센싱 장치(60)의 동작을 살펴보면, 먼저 센싱 장치(60)가 피검체의 신체에 착용된 상태에서 피검체가 호흡을 하면 흉곽이 팽창 및 수축을 반복한다.
피검체의 흉곽이 팽창할 때 스트랩(도 1의 1)은 스트랩체결부(630)를 당기고, 피검체의 흉곽이 수축할 때 스트랩(도 1의 1)이 스트랩체결부(630)를 당기는 힘이 소멸된다. 이러한 과정에서 스트랩체결부(630)가 형성된 측벽의 형태가 변형되고, 스트레인센서(620)는 측벽의 변위량을 기초로 피검체의 호흡을 감지한다.
따라서, 본 발명의 센싱 장치(60)는 청진 장치 및 호흡 센싱 장치를 각각 구비하지 않더라도, 피검체가 센싱 장치(60)를 착용하는 것만으로도 피검체의 생체음 및 호흡을 동시에 감지할 수 있는 이점이 있다.
그리고 상기와 같이 측정된 데이터는 무선통신모듈(미도시)을 통해 외부 장치로 전송되고 외부 장치는 전송받은 데이터를 이용하여 피검체의 이상 상태를 진단할 수 있다.
도 5는 도 2에 예시된 스트랩체결부(630)의 변형된 실시예를 예시한 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스트랩체결부(630)에는 관통공(633)이 형성될 수 있다. 관통공(633)은 측벽에 돌출 형성된 제1 지지대(611)와 인접한 위치에 특정 직경으로 관통 형성된다. 관통공(633)은 직경의 크기에 따라 스트랩체결부(630)의 강성을 변위 시키고, 이에 따라 스트랩체결부(630)의 탄성력을 조절할 수 있다. 관통공(633)은 하나의 스트랩체결부(630)에 복수개 형성될 수도 있다.
도 6은 도 2에 예시된 스트랩체결부의 변형된 실시예를 예시한 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 스트랩체결부(630)는 고리 형상으로 형성되지 않고, 양단 모두가 본체 하우징(600)의 측벽에 연결될 수 있다. 이 경우에 스트레인센서(620)가 부착된 본체 하우징(600)의 측벽은 다른 측벽에 비해 상대적으로 얇을 두께로 형성될 수 있다.
스트랩체결부(630)의 양단이 모두 본체 하우징(600)의 측벽에 연결될 경우 제1 지지대(611)와 제2 지지대(612)의 위치는 서로 변경되어도 가능하다.
[제2 실시예]
제2 실시예는 피검체의 신체에 착용되어 피검체로부터 감지된 생체음 및 호흡을 이용하여 피검체의 심음 및 폐음을 구분하고, 이를 이용해 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 장치에 관한 것이다.
이하 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치(700)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치(700)를 예시한 블록도이다.
제2 실시예를 통해 설명하는 센싱 장치(700)는 제1 실시예를 통해 설명한 센싱 장치(60)에 진단 모듈(740)이 더 포함되는 것으로서 나머지 다른 구성들은 모두 동일하므로 중복된 설명을 생략한다. 예를 들면, 센싱 장치(700)의 청진센서(720), 스트레인센서(730) 및 본체 하우징(710)은 제1 실시예를 통해 설명한 센싱 장치(60)의 청진센서(603), 스트레인센서(620) 및 본체 하우징(600)과 동일한 구성 및 효과를 가진다.
진단 모듈(740)은 본체 하우징(710)의 내부에 실장된다. 진단 모듈(740)은 스트레인센서(730)의 제1 센싱신호와 청진센서(720)의 제2 센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단한다. 그리고 무선통신모듈(250)은 진단 모듈(740)에서 판단된 이상 상태에 대한 데이터를 외부로 전송한다. 본 실시예에서 외부라 함은 진단용 프로그램이 설치된 노트북, 단말기, 태블릿PC, 진단 서버 및 스마트폰을 포함할 수 있다.
제1 센싱신호는 폐의 수축과 이완을 감지 즉, 피검체의 호흡을 감지하는 스트레인센서(730)를 통해 검출되고, 제2 센싱신호는 생체음을 감지하는 청진센서(720)를 통해 검출된다.
진단 모듈(740)은 제1 센싱신호 및 제2 센싱신호를 함께 고려하여 피검체의 폐에 이상 상태가 발생했는지 여부 및/또는 구체적인 폐질환 종류를 판단한다. 여기서, 진단 모듈(740)이 제1 센싱신호 및 제2 센싱신호를 함께 고려한다 함은 스트레인센서(730)에서 검출된 제1센싱신호의 특정된 구간(들숨 및 날숨, 폐의 수축 및 이완)에 대응되는 제2 센싱신호는 폐음으로 판단하고, 상기 특정된 구간의 나머지 구간(폐의 이완과 수축이 잠시 멈추는 구간)은 심음으로 판단하고, 이를 함께 고려하여 피검체의 이상상태를 판단한다.
본 발명에서 폐의 ‘이상 상태’라 함은 다양한 기준에 의해 사전에 정의될 수 있다.
일 예로, 폐에 체액이 차서 발생하는 폐부종의 경우, 폐에 소정 기준 이상의 체액이 차면 더 이상 돌이킬 수 없는 심각한 상황이 발생하므로 그 이전에 전조 증상을 미리 감지하는 것이 매우 중요하다.
따라서 본 발명의 진단 모듈(740)은 호흡주기(호흡수)가 정상상태의 20%를 초과하는 것으로 계산되면, 돌이키기 어려운 심각 상태의 전조 단계로 간주하여 ‘이상 상태’로 판단하거나 심각한 ‘폐부종’으로 판단할 수 있다. 여기서. 호흡주기(호흡수)에 대한 비교판단 대상으로 피검체에 대한 미리 저장된 정보(정상 상태의 호흡주기 또는 호흡수)가 이용될 수 있다.
즉, 피검체가 반려동물일 경우, 반려동물의 종, 암/수, 나이 및 몸무게 등에 따라 정상적인 호흡주기에 대한 구축 데이터가 이용될 수 있고, 피검체가 사람(인체)인 경우는 남/녀, 나이 및 몸무게 등에 따라 정상적인 호흡주기에 대한 구축 데이터가 이용될 수 있다.
만약 피검체에 대한 미리 저장된 호흡주기가 없는 경우에는 피검체에 대한 미리 정해진 시간 동안의 평균 호흡주기가 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에서 진단 모듈(740)은 제2 센싱신호를 미리 정의된 다양한 폐질환 파형과 비교함으로써 구체적인 폐질환 이름을 판단해 낼 수도 있다.
도 8은 다양한 종류의 호흡기 증상에 따른 폐음의 파형을 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하면, 기관음(Tracheal Sound), 폐음(Normal Lung Sound), 기관지음(Bronchial Breathing), 협착음(Stridor), 천명음(Wheeze) 및 나음(Rhonchus) 등의 파형은 다르게 도출된다.
따라서, 진단 모듈(740)은 제2 센싱신호에 근거하여 호흡기 증상별 파형과 유사도를 비교함으로써 미리 정해진 유사도 이상의 파형이 존재하면 해당 호흡기 증상의 폐질환 종류를 구체적으로 판단할 수 있다.
본 실시예에서 진단 모듈(740)은 심장의 이상 상태 및/또는 구체적인 심혈관질환의 종류를 판단할 수도 있다.
무선통신모듈(350)은 진단 모듈(340)의 판단 결과를 외부로 송신한다.
[제3 실시예]
제3 실시예는 피검체의 신체에 착용되어 피검체의 생체음 및 호흡을 감지하는 장치에 관한 것이다.
이하 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치(80)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 9는 제3 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치(80)를 예시한 사시도이다.
제3 실시예를 통해 설명하는 센싱 장치(80)는 스트랩체결부(810, 820)를 제외한 다른 구성들이 제1 실시예를 통해 설명한 센싱 장치(60)와 동일한 구성 및 효과를 가지므로 중복된 설명을 생략한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 센싱 장치(80)는 본체 하우징(800), 제1 스트랩체결부(810) 및 제2 스트랩체결부(820) 및 무선통신모듈(미도시)를 포함한다.
본체 하우징(800)은 센싱 장치(80)의 외형을 형성하는 것으로 바닥면과 바닥면의 둘레에 형성된 측벽으로 이루어진다. 여기서 본체 하우징(800)의 바닥면(801)은 피검체의 신체와 접촉하는 면으로 청진센서가 설치되기 위한 홀(미도시) 및 PCB 기판 등이 구비된다.
바닥면(801)의 둘레에 형성된 본체 하우징(800)의 마주보는 측벽에는 제1 스트랩체결부(810) 및 제2 스트랩체결부(820)가 형성된다.
제1 스트랩체결부(810)은 본체 하우징(800)의 측벽 중 어느 하나의 측벽에 형성된다. 제1 스트랩체결부(810)는 양단이 본체 하우징(800)의 측벽에 연결되고 중심이 본체 하우징(800)의 측벽으로부터 이격되게 형성된다. 그 이격된 사이에는 스트랩이 걸어진다.
제2 스트랩체결부(820)는 제1 스트랩체결부(810)와 마주하는 측벽에 형성된다.
제2 스트랩체결부(820)가 형성된 본체 하우징(800)의 측벽의 내측에는 제2 스트랩체결부(820)가 장착되기 위한 장착홈(403)이 형성된다. 그리고 장착홈(403)의 일측에는 제2 스트랩체결부(820)의 체결부재(822)가 관통되는 통과홀(804)이 형성된다.
제2 스트랩체결부(820)는 몸체(824), 체결부재(822)를 포함한다.
몸체(824)는 알루미늄 재질로 형성되어 장착홈(403)에 장착된다.
체결부재(822)는 알루미늄 재질로 형성된다. 체결부재(822)는 일단이 몸체(824)의 일측에 일체로 연결되고, 타단이 통과홀(804)을 관통하여 본체 하우징(800)의 외측으로 돌출된다. 체결부재(822)의 타단은 통과홀(804)이 형성된 지점의 반대 지점에 상응하는 본체 하우징(800)의 측벽 부위를 향해 연장된다.
그리고 체결부재(822)는 타단이 통과홀(804)이 형성된 지점의 반대 지점에 상응하는 본체 하우징(800)의 측벽 부위로부터 소정 간격 이격(A)된 고리 형상을 갖는다. 그리고 체결부재(822)와 본체 하우징(800)의 측벽 사이에는 스트랩 체결 공간(821)이 형성된다.
몸체(824)의 내측면에는 돌출 형성된 제1 지지대(831) 및 제2 지지대(832)가 돌출 형성된다. 제1 지지대(831) 및 제2 지지대(832)는 스트레인센서(802)가 부착된 지지판(830)을 고정시키기 위한 것이다.
제1 지지대(831)는 체결부재(822)의 일단이 통과홀(804)에 상응하는 몸체(824) 내측면에 형성된다. 그리고 제2 지지대(832)는 체결부재(822)의 고리 형상(A)에 상응하는 몸체(824)의 내측면 지점에 형성된다.
제1 지지대(831)와 제2 지지대(832)는 해당 위치에서 본체 하우징(800)의 마주보는 측벽을 향해 돌출되고 단부가 서로 마주보는 방향으로 절곡된다.
예컨대, 제2 지지대(832)는 제1 지지대(831)보다 길게 돌출 형성된다. 제1 지지대(831)는 절곡되기까지의 돌출 길이가 지지판(830)의 두께와 유사한 길이로 형성되고, 제2 지지대(832)는 절곡되기까지의 돌출 길이가 지지판(830)의 두께보다 더 긴 길이로 형성된다.
지지판(830)은 제1 지지대(831)와 제2 지지대(832)에 탄성을 가지는 금속 재질로 형성된다. 예컨대, 지지판(830)은 베릴륨 동 소재로 형성될 수 있다.
지지판(830)의 길이는 제1 지지대(831)와 제2 지지대(832)를 연결하는 길이보다 소정 길이로 더 긴 길이를 갖는다.
지지판(830)은 제1 지지대(831)와 제2 지지대(832)를 연결하는 부위 중 특정 지점에서 절곡되는데, 이로 인해 지지판(830)의 길이가 제1 지지대(831)와 제2 지지대(832)를 연결하는 길이보다 길어도 제1 지지대(831) 및 제2 지지대(832)에 장착될 수 있다. 예컨대, 제1 지지대(831) 쪽의 지지판(830) 단부는 양면이 몸체(824)의 내측면과 제1 지지대(831)의 절곡부위에 접하고, 제2 지지대(832) 쪽의 지지판(830) 단부는 몸체(824)의 내측면으로부터 이격되게 배치되어 제2 지지대(832)의 절곡 부위에 접하는 형태로 제1 지지대(831) 및 제2 지지대(832)에 장착된다.
지지판(830)은 절곡 부위가 제1 지지대(831)와 가까울수록 지지판(830)의 탄성 민감도는 높아질 수 있다.
스트레인센서(802)는 지지판(830)에 부착되어 몸체(824)의 변위량을 측정한다. 스트레인센서(802)는 지지판(830)의 절곡 부위를 기준으로 제2 지지대(832)와 인접한 부위에 부착된다.
상기와 같이 지지판(830)이 제1 지지대(831)와 제2 지지대(832) 사이에서 절곡되고 스트레인센서(802)가 제2 지지대(832)와 인접한 지지판(830)에 부착되면 체결부재(824)에 외력이 가해졌을 때 몸체(824)의 변형에 대한 민감도가 높아져 변위량 감지가 용이하다.
몸체(824)에는 몸체(824)의 탄성을 조절하기 위한 관통공(823)이 형성될 수 있다. 몸체(824)는 관통공(823)에 의해 탄성 민감도가 조절되고, 이에 따라 스트레인센서(802)는 스트랩의 장력에 따른 몸체(824)의 변위량을 용이하게 측정할 수 있다. 몸체(824)에 형성된 관통공(823)은 개수는 어느 하나로 한정하지 않으며, 관통공의 개수가 많을수록 몸체(824)의 탄성 민감도는 높아질 수 있다.
[제4 실시예]
제4 실시예는 센싱 장치(900)가 피검체에 착용되어 피검체로부터 감지된 생체음 및 호흡을 센싱하고, 진단 서버(901)가 센싱 장치(900)로부터 센싱정보를 제공받아 피검체의 심음 및 폐음을 구분하여 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 시스템에 관한 것이다.
이하에서 설명하는 제4 실시예의 센싱 장치(900)는 제1 실시예를 통해 설명한 센싱 장치(60)와 동일한 구성 및 효과를 가지므로 중복된 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 제4 실시예에 따른 생체 진단 시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 10는 본 발명의 제4 실시예에 따른 생체 진단 시스템을 예시한 블록도이다.
도 10을 참조하면, 센싱 장치(900)는 피검체에 착용되어(예를 들면, 흉부) 피검체로부터 호흡 및 생체음을 감지한다. 센싱 장치(900)는 스트레인센서(930)를 이용해 피검체의 호흡을 감지하고, 청진센서(920)를 이용해 피검체의 생체음을 감지한다. 센싱 장치(900)는 감지된 호흡에 대한 제1 센싱신호 및 생체음에 대한 제2 센싱신호를 무선통신모듈(940)을 통해 진단 서버(901)로 전송한다.
진단 서버(901)는 센신 장치(900)로부터 제1 센싱신호 및 제2 센싱신호를 제공받는다. 진단 서버(901)는 스트레인센서(930)의 제1 센싱신호와 청진센서(920)의 제2 센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단한다. 예를 들어, 진단 서버(901)는 제1 센싱신호 및 제2 센싱신호를 함께 고려하여 피검체의 폐에 이상 상태가 발생했는지 여부 및/또는 구체적인 폐질환 종류를 판단한다.
여기서 진단 서버(901)가 제1 센싱신호와 청진센서(130)의 제2 센싱신호를 기초로 진단한다 함은 스트레인센서(930)에서 검출된 제1센싱신호의 특정된 구간(들숨 및 날숨, 폐의 수축 및 이완)에 대응되는 제2 센싱신호는 폐음으로 판단하고, 상기 특정된 구간의 나머지 구간(폐의 이완과 수축이 잠시 멈추는 구간)은 심음으로 판단함을 의미한다.
본 발명에서 폐의 ‘이상 상태’라 함은 다양한 기준에 의해 사전에 정의될 수 있다.
일 예로, 폐에 체액이 차서 발생하는 폐부종의 경우, 폐에 소정 기준 이상의 체액이 차면 더 이상 돌이킬 수 없는 심각한 상황이 발생하므로 그 이전에 전조 증상을 미리 감지하는 것이 매우 중요하다.
따라서 본 발명의 진단 서버(901)는 호흡주기(호흡수)가 정상상태의 20%를 초과하는 것으로 계산되면, 돌이키기 어려운 심각 상태의 전조 단계로 간주하여 ‘이상 상태’로 판단하거나 심각한 ‘폐부종’으로 판단할 수 있다. 여기서. 호흡주기(호흡수)에 대한 비교판단 대상으로 피검체에 대한 미리 저장된 정보(정상 상태의 호흡주기 또는 호흡수)가 이용될 수 있다.
즉, 피검체가 반려동물일 경우, 반려동물의 종, 암/수, 나이 및 몸무게 등에 따라 정상적인 호흡주기에 대한 구축 데이터가 이용될 수 있고, 피검체가 사람(인체)인 경우는 남/녀, 나이 및 몸무게 등에 따라 정상적인 호흡주기에 대한 구축 데이터가 이용될 수 있다.
만약 피검체에 대한 미리 저장된 호흡주기가 없는 경우에는 피검체에 대한 미리 정해진 시간 동안의 평균 호흡주기가 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에서 진단 서버(901)는 제2 센싱신호를 미리 정의된 다양한 폐질환 파형과 비교함으로써 구체적인 폐질환 이름을 판단해 낼 수도 있다.
예컨대, 호흡기의 증상별 파형은 기관음(Tracheal Sound), 폐음(Normal Lung Sound), 기관지음(Bronchial Breathing), 협착음(Stridor), 천명음(Wheeze) 및 나음(Rhonchus) 등에 다르게 도출된다(도 8 참조).
따라서, 진단 서버(901)는 제2 센싱신호에 근거하여 호흡기 증상별 파형과 유사도를 비교함으로써 미리 정해진 유사도 이상의 파형이 존재하면 해당 호흡기 증상의 폐질환 종류를 구체적으로 판단할 수 있다. 본 실시예에서 진단 서버(901)는 심장의 이상 상태 및/또는 구체적인 심혈관질환의 종류를 판단할 수도 있다.
[제5 실시예]
이하 본 발명의 제5 실시예에 따른 센싱 장치(10)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 센싱 장치(10)를 예시한 개략도이다.
도 11을 참조하면, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 장치(10)를 예시한 사시도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 센싱 장치(10)는 본체 하우징(100) 및 본체 하우징(100)에 유선 연결되고 컴퓨팅 장치(C)의 포트(미도시)에 장착되기 위한 라인 커넥터(160)로 이루어진다.
본체 하우징(100)은 외측에 형성된 스트랩체결부(200)에 걸어진 스트랩(1)에 의해 피검체의 신체에 착용되며, 본체 하우징(100)의 일면에 설치된 청진센서(130)가 피검체의 신체와 접촉하여 피검체의 생체음을 감지한다. 그리고 센싱 장치(10)는 피검체가 호흡할 때 스트랩(1)의 인장력 변화로 인해 발생하는 본체 하우징(100) 측벽의 변위량을 측정하는 스트레인센서(120)를 이용해 피검체의 호흡을 감지한다. 센싱 장치(10)는 유선 연결된 라인 커넥터(160)을 통해 청진센서(130) 및 스트레인센서(120)의 측정값을 외부(컴퓨팅 장치(C))로 송신한다. 여기서 컴퓨팅 장치(C)에는 피검체를 진단하기 위한 프로그램이 설치될 수 있다. 즉, 컴퓨팅 장치(C)는 의료전용 단말기를 포함할 수 있으며, 스트레인센서(120)의 측정값을 기초로 피검체의 질환 또는 이상 상태를 판단할 수 있다.
스트랩(1)은 피검체에 착용 가능하도록 밴드의 형태로 구현될 수 있다. 스트랩(1)의 양 끝단에는 버클(미도시), 스냅 단추(미도시) 또는 벨크로(미도시)와 같은 부재가 구비되어 스트랩(1)착용 및 해제를 용이하게 할 수 있다. 스트랩(1)은 신축성을 가지거나 길이를 조절할 수 있도록 구현됨으로써 피검체의 체형에 따라 편안한 착용감을 제공할 수 있다.
스트랩(1)은 다양하게 변형된 형태의 밴드가 채택될 수 있으며, 구체적인 예로서 벨트 형상의 일자형 밴드, X자형 밴드, 이중 밴드 등을 들 수 있다.
스트레인센서(120)는 스트랩(1)의 인장력에 의해 본체 하우징(100) 측벽의 변형된 변위량을 감지하여 피검체의 호흡을 감지한다.
스트레인센서(120)는 압력(또는 스트레스)이 가해지면 내부 분극에 의해 전기적 특성이 변하는 압전체 등을 이용하는데, 외부 힘이 가해져 변형이 되면 전기저항이 변하는 원리를 이용하여 신호를 생성한다. 스트레인센서(120)는 기판 및 전극을 포함할 수 있으며, 기판 및 전극은 본체 하우징(100)의 내부에 구비된다. 본 실시예에서 스트레인센서(120)는 스트레치센서(stretch sensor)로 대체될 수도 있다.
예컨대, 호흡은 흡기와 호기로 구분될 수 있다.
흡기(Inspiration) 과정에서는 늑간근(Intercostal muscle)이 수축하여 늑골(Rib)이 들리고, 횡격막(Diaphragm) 역시 수축함에 따라 내려가 흉강(Thoracic cage)의 부피가 늘어난다. 반대로, 호기(Expiration) 과정에서는 늑간근이 이완하여 늑골이 내려가고, 횡격막도 이완하여 올라가 흉강의 부피가 줄어든다.
본 발명에서 호흡은 흡기와 호기를 검출하는 광범위한 의미로 정의될 수 있다. 또는 좁은 의미로 흉곽의 팽창과 수축을 의미할 수 있으며, 더 좁은 의미로 폐의 팽창과 수축을 의미할 수 있다. 즉, 본 발명에서 호흡이라는 정의는 흡기와 호기를 포괄적인 의미뿐만 아니라 흉곽 또는 폐의 팽창과 수축을 아우르는 의미로 해석된다.
본 발명에서 스트레인센서(120)는 피검체, 예를 들면, 반려동물 등의 검사 대상체의 호흡에 의해 발생되는 폐 또는 흉곽의 팽창과 수축을 검출한다.
센싱 장치(10)는 피검체의 흉부 둘레를 감싸는 스트랩(1)에 의해 착용된 상태에서 피검체가 호흡을 하면 들숨 날숨에 따라 스트랩(1)이 팽창되거나 수축될 수 있다. 이러한 과정에서 스트랩(1)이 팽창 또는 수축되면 스트랩(1)이 연결된 스트랩체결부(200)가 본체 하우징(100)의 측벽을 변형시키고, 스트레인센서(120)는 측벽의 변위량을 기초로 피검체의 호흡을 감지한다.
스트레인센서(120)가 원활하게 동작하기 위해 센싱 장치(10)는 피검체의 폐 부위(흉부)를 감싸도록 착용될 것이 권장된다. 또한, 피검체가 호흡함에 따라 폐를 심하게 압박하지 않는 범위 내에서 적절한 텐션을 가진 상태로 착용되는 것이 바람직하다. 다만 반드시 센싱 장치(10)의 장착 위치를 폐 부위로 한정할 필요는 없으며 폐의 이완과 수축을 검출할 수 있다면 신체의 어느 부위라도 장착 가능하다. 특히 반려동물의 경우 신체 자체가 인간에 비해 작은 편이므로 정도의 차이가 있을 뿐 몸통의 거의 모든 부위에서 폐의 이완과 수축을 감지할 수 있다. 따라서 반려동물의 몸통 부위 내라면 센싱 장치(10)를 굳이 폐부가 아닌 다른 위치에 착용해도 상관 없다.
청진센서(130)는 피검체의 신체에 접촉하는 본체 하우징(100)의 일면에 설치된다. 예컨대, 청진센서(130)는 별도의 케이스(미도시)의 내부에 구비된 상태로 본체 하우징(100)의 일면에 설치될 수 있다.
본 실시예에서, 본체 하우징(100) 및 청진센서(130)가 구비된 케이스(162)는 청진 기능을 효율을 높이기 위해 알루미늄 소재로 이루어질 수 있다.
청진센서(130)는 피검체의 생체음을 감지한다. 생체음에는 심음과 폐음이 포함되며, 그 외에 다른 장기의 소리나 주변의 잡음이 포함될 수 있다.
청진센서(130)는 음향을 전기적인 신호로 바꾸어주는 마이크로폰(미도시)과, 마이크로폰을 통해서 변환된 전기신호를 증폭시키는 신호증폭기(미도시)와, 신호증폭기에서 증폭된 신호를 출력하는 출력단자(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 실시예에서 피검체는 수술 중 사람에게 사용되는 각종 장비의 착용 및 부착이 어려운 동물일 수 있다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 센싱 장치(10)의 본체 하우징(100)을 예시한 사시도이고, 도 13은 도 12에 예시된 본체 하우징(100)을 예시한 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 센싱 장치(10)는 청진센서(130), 스트레인센서(120), 본체 하우징(100) 및 본체 하우징(100)의 외측에 형성된 스트랩체결부(200) 및 라인 커넥터(160)를 포함한다.
청진센서(130) 및 스트레인센서(120)는 도 11을 통해 설명하였으므로 중복된 설명을 생략한다.
본체 하우징(100)은 센싱 장치(10)의 외형을 형성하는 것으로 바닥면(101) 및 바닥면(101)의 둘레에 형성된 측벽으로 이루어진다. 참고로, 이하에서 본체 하우징(100)의 바닥면(101)은 도 11을 통해 설명한 피검체의 신체와 접촉하는 본체 하우징(100)의 일면과 동일한 면을 의미한다.
도 12 및 도 13에서는 바닥면(101)의 형태를 사각형의 형태로 형성된 것을 도시하였으나, 이 외에도 바닥면(101)의 형태는 원형 또는 다각의 형태로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 도 14에 도시된 바와 같이 바닥면(101)은 단면이 원형의 형태로 형성될 수도 있다.
바닥면(101)에는 청진센서(130)를 노출시키기 위한 홀(102)이 관통 형성된다. 청진센서(130)는 홀(102)에 설치되며, 만약, 청진센서(130)가 센서 전용 케이스(미도시)에 구비될 경우 케이스(162)가 청진센서(130)를 노출시키기 위한 홀(102)에 설치된다.
바닥면(101)의 둘레에는 측벽이 형성된다. 본체 하우징(100)이 바닥면(101)과 측벽으로 형성되면 바닥면(101)의 반대면은 개방되는데, 본체 하우징(100)의 개방된 면은 커버(미도시)에 의해 폐쇄될 수 있다. 커버는 선택적으로 본체 하우징(100)과 체결될 수 있으며, 본체 하우징(100)의 내부에는 커버와 체결되기 위한 나사공(103)이 형성될 수 있다.
본체 하우징(100)의 마주보는 측벽 부위의 외측에는 한 쌍의 스트랩체결부(200)가 형성된다. 스트랩체결부(200)는 일단이 본체 하우징(100)의 측벽 일부분에 연결되고, 타단이 본체 하우징(100)의 측벽으로부터 소정 간격 이격되게 연장 형성된다. 즉, 스트랩체결부(200)는 단부가 개방(220)된 고리 형상(A)으로 형성될 수 있다. 스트랩(도 11의 11)은 고리 형상으로 형성된 스트랩체결부(200)의 내측(201)에 체결된다.
본 실시예에서, 한 쌍의 스트랩체결부(200) 모두가 고리 형상으로 형성된 것으로 도시하였으나, 한 쌍의 스트랩체결부(200) 중 어느 하나만 고리 형상으로 형성되어도 무방하다. 또한 한 쌍의 스트랩체결부(200)는 양단 모두가 본체 하우징(100)의 측벽에 연결되도록 형성될 수도 있다.
스트랩체결부(200)가 형성된 측벽 부위의 내측면에는 돌출 형성된 제1 지지대(111) 및 제2 지지대(112)가 돌출 형성된다. 제1 지지대(111) 및 제2 지지대(112)는 스트레인센서(120)가 부착된 지지판(121)을 고정시키기 위한 것으로서, 스트랩체결부(200)가 형성된 측벽 부위 모두에 형성되거나 또는 어느 하나의 측벽에만 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 어느 하나의 측벽에만 제1 지지대(111) 및 제2 지지대(112)가 형성된 것을 예로 들어 설명한다.
제1 지지대(111)는 스트랩체결부(200)의 일단이 본체 하우징(100)에 연결된 부위에 상응하는 지점에 형성된다. 그리고 제2 지지대(112)는 스트랩체결부(200)의 고리 형상(A)에 상응하는 지점에 형성된다.
제1 지지대(111)와 제2 지지대(112)는 해당 위치에서 본체 하우징(100)의 마주보는 측벽을 향해 돌출되고 단부가 서로 마주보는 방향으로 절곡된다.
예컨대, 제2 지지대(112)는 제1 지지대(111)보다 길게 돌출 형성된다. 제1 지지대(111)는 절곡되기까지의 돌출 길이가 지지판(121)의 두께와 유사한 길이로 형성되고, 제2 지지대(112)는 절곡되기까지의 돌출 길이가 지지판(121)의 두께보다 더 긴 길이로 형성된다.
지지판(121)은 제1 지지대(111)와 제2 지지대(112)에 탄성을 가지는 금속 재질로 형성된다. 예컨대, 지지판(121)은 베릴륨 동 소재로 형성될 수 있다.
지지판(121)의 길이는 제1 지지대(111)와 제2 지지대(112)를 연결하는 길이보다 소정 길이로 더 긴 길이를 갖는다.
지지판(121)은 제1 지지대(111)와 제2 지지대(112)를 연결하는 부위 중 특정 지점에서 절곡되는데, 이로 인해 지지판(121)의 길이가 제1 지지대(111)와 제2 지지대(112)를 연결하는 길이보다 길어도 제1 지지대(111) 및 제2 지지대(112)에 장착될 수 있다. 예컨대, 제1 지지대(111) 쪽의 지지판(121) 단부는 양면이 본체 하우징(100)의 내측면과 제1 지지대(111)의 절곡부위에 접하고, 제2 지지대(112) 쪽의 지지판(121) 단부는 본체 하우징(100)의 내측면으로부터 이격되어 제2 지지대(112)의 절곡 부위에 접하는 형태로 제1 지지대(111) 및 제2 지지대(112)에 장착된다.
지지판(121)은 절곡 부위가 제1 지지대(111)와 가까울수록 지지판(121)의 탄성 민감도는 높아질 수 있다.
스트레인센서(120)는 지지판(121)에 부착되어 해당 측벽의 변위량을 측정한다. 스트레인센서(120)는 지지판(121)의 절곡 부위를 기준으로 제2 지지대(112)와 인접한 부위에 부착된다.
상기와 같이 지지판(121)이 제1 지지대(111)와 제2 지지대(112) 사이에서 절곡되고 스트레인센서(120)가 제2 지지대(112)와 인접한 지지판(121)에 부착되면 본체 하우징(100)의 측벽에 외력이 가해졌을 때 측벽의 변형에 대한 민감도가 높아져 변위량 감지가 용이하다.
라인 커넥터(160)는 센싱 장치(10)와 컴퓨팅 장치(도 11의 C)를 유선 연결한다. 라인 커넥터(160)는 센싱 장치(10)의 청진센서(130) 및 스트레인센서(120)의 측정값을 컴퓨팅 장치(C)로 전송한다.
라인 커넥터(160)는 신호 라인(미도시), 전원 라인(미도시)이 실장된 케이블(161)과, 인터페이스 모듈(미도시)이 실장된 케이스(162)를 포함한다.
케이블(161)은 케이스(162)와 센싱 장치(10)를 연결된다. 케이블(161)에 실장된 신호 라인 및 전원 라인의 양단은 각각 케이스(162)에 실장된 인터페이스 모듈 및 센싱 장치(10)에 실장된 청진센서(130) 및 스트레인센서(120)에 연결된다.
신호 라인은 센싱 장치(10)와 컴퓨팅 장치간에 데이터를 전송하고, 전원 라인은 컴퓨팅 장치로부터 공급된 전원을 센싱 장치(10)로 공급한다.
센싱 장치(10)는 라인 커넥터(160)를 통해 연결된 컴퓨팅 장치로부터 전력을 공급받아 작동되기 때문에 별도의 배터리가 구비되지 않아도 된다.
케이블(161)에는 제어 라인(미도시)이 더 포함될 수 있다. 제어 라인은 컴퓨팅 장치에서 청진센서(130) 및 스트레인센서(120)의 동작을 제어하기 위한 것이다.
케이스(162)에는 인터페이스 모듈이 실장된다. 인터페이스 모듈은 컴퓨팅 장치와 직접적으로 연결되기 위한 것으로서 컴퓨팅 장치에 구비된 포트에 끼워지는 단자(163)가 형성된다.
인터페이스 모듈은 USB(Universal Serial Bus) 규격을 지원한다.
예컨대, USB(Universal Serial Bus) 규격은 USB 2.0 TYPE A PLUG, USB 2.0 TYPE B PLUG, USB 2.0 MINI TYPE B PLUG, USB 2.0 MICRO TYPE B PLUG, USB 3.0 THPE A PLUG, USB 3.0 THPE B PLUG 및 USN 3.0 MICRO TYPE B PLUG 중 어느 하나를 채택할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 센싱 장치(10)의 동작을 살펴보면, 먼저 센싱 장치(10)가 피검체의 신체에 착용된 상태에서 피검체가 호흡을 하면 흉곽이 팽창 및 수축을 반복한다.
피검체의 흉곽이 팽창할 때 스트랩(도 11의 1)은 스트랩체결부(200)를 당기고, 피검체의 흉곽이 수축할 때 스트랩(도 11의 1)이 스트랩체결부(200)를 당기는 힘이 소멸된다. 이러한 과정에서 스트랩체결부(200)가 형성된 측벽의 형태가 변형되고, 스트레인센서(120)는 측벽의 변위량을 기초로 피검체의 호흡을 감지한다.
따라서, 본 발명의 센싱 장치(10)는 청진 장치 및 호흡 센싱 장치를 각각 구비하지 않더라도, 피검체가 센싱 장치(10)를 착용하는 것만으로도 피검체의 생체음 및 호흡을 동시에 감지할 수 있는 이점이 있다.
그리고 상기와 같이 측정된 데이터는 라인 커넥터(160)를 통해 컴퓨팅 장치로 전송되고 컴퓨팅 장치는 전송받은 데이터를 이용하여 피검체의 이상 상태를 진단할 수 있다.
도 15는 도 12에 예시된 스트랩체결부(200)의 변형된 실시예를 예시한 단면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 스트랩체결부(200)에는 관통공(202)이 형성될 수 있다. 관통공(202)은 측벽에 돌출 형성된 제1 지지대(111)와 인접한 위치에 특정 직경으로 관통 형성된다. 관통공(202)은 직경의 크기에 따라 스트랩체결부(200)의 강성을 변위 시키고, 이에 따라 스트랩체결부(200)의 탄성력을 조절할 수 있다. 관통공(202)은 하나의 스트랩체결부(200)에 복수개 형성될 수도 있다.
도 16은 도 12에 예시된 스트랩체결부의 변형된 실시예를 예시한 단면도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 스트랩체결부(200)는 고리 형상으로 형성되지 않고, 양단 모두가 본체 하우징(100)의 측벽에 연결될 수 있다. 이 경우에 스트레인센서(120)가 부착된 본체 하우징(100)의 측벽은 다른 측벽에 비해 상대적으로 얇을 두께로 형성될 수 있다.
스트랩체결부(200)의 양단이 모두 본체 하우징(100)의 측벽에 연결될 경우 제1 지지대(111)와 제2 지지대(112)의 위치는 서로 변경되어도 가능하다.
[제6 실시예]
제6 실시예는 피검체의 신체에 착용되어 피검체로부터 감지된 생체음 및 호흡을 이용하여 피검체의 심음 및 폐음을 구분하고, 이를 이용해 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 장치에 관한 것이다.
이하 본 발명의 제6 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치(300)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 17은 본 발명의 제6 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치(300)를 예시한 블록도이다.
제6 실시예를 통해 설명하는 센싱 장치(300)는 제5 실시예를 통해 설명한 센싱 장치(10)의 라인 커넥터(320)에 진단 모듈(324)이 더 포함되는 것으로서 나머지 다른 구성들은 모두 동일하므로 중복된 설명을 생략한다. 예를 들면, 센싱 장치(300)의 청진센서(311), 스트레인센서(312) 및 본체 하우징(310)은 제5 실시예를 통해 설명한 센싱 장치(10)의 청진센서(130), 스트레인센서(120) 및 본체 하우징(100)과 동일한 구성 및 효과를 가진다.
진단 모듈(324)은 라인 커넥터(320)의 케이스(도 11의 162) 내부에 실장된다. 진단 모듈(324)은 스트레인센서(312)의 제1 센싱신호와 청진센서(311)의 제2 센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단한다. 그리고 라인 커넥터(320)는 진단 모듈(324)에서 판단된 이상 상태에 대한 데이터를 인터페이스 모듈(323)이 연결된 컴퓨팅 장치(미도시)로 전송한다. 본 실시예에서 컴퓨팅 장치는 컴퓨터 외에도 진단용 프로그램이 설치된 노트북, 단말기, 태블릿PC 및 스마트폰을 포함할 수 있다.
제1 센싱신호는 폐의 수축과 이완을 감지 즉, 피검체의 호흡을 감지하는 스트레인센서(312)를 통해 검출되고, 제2 센싱신호는 생체음을 감지하는 청진센서(311)를 통해 검출된다.
진단 모듈(324)은 제1 센싱신호 및 제2 센싱신호를 함께 고려하여 피검체의 폐에 이상 상태가 발생했는지 여부 및/또는 구체적인 폐질환 종류를 판단한다. 여기서, 진단 모듈(324)이 제1 센싱신호 및 제2 센싱신호를 함께 고려한다 함은 스트레인센서(312)에서 검출된 제1센싱신호의 특정된 구간(들숨 및 날숨, 폐의 수축 및 이완)에 대응되는 제2 센싱신호는 폐음으로 판단하고, 상기 특정된 구간의 나머지 구간(폐의 이완과 수축이 잠시 멈추는 구간)은 심음으로 판단하고, 이를 함께 고려하여 피검체의 이상상태를 판단한다.
본 발명에서 폐의 ‘이상 상태’라 함은 다양한 기준에 의해 사전에 정의될 수 있다.
일 예로, 폐에 체액이 차서 발생하는 폐부종의 경우, 폐에 소정 기준 이상의 체액이 차면 더 이상 돌이킬 수 없는 심각한 상황이 발생하므로 그 이전에 전조 증상을 미리 감지하는 것이 매우 중요하다.
따라서 본 발명의 진단 모듈(324)은 호흡주기(호흡수)가 정상상태의 20%를 초과하는 것으로 계산되면, 돌이키기 어려운 심각 상태의 전조 단계로 간주하여 ‘이상 상태’로 판단하거나 심각한 ‘폐부종’으로 판단할 수 있다. 여기서. 호흡주기(호흡수)에 대한 비교판단 대상으로 피검체에 대한 미리 저장된 정보(정상 상태의 호흡주기 또는 호흡수)가 이용될 수 있다.
즉, 피검체가 반려동물일 경우, 반려동물의 종, 암/수, 나이 및 몸무게 등에 따라 정상적인 호흡주기에 대한 구축 데이터가 이용될 수 있고, 피검체가 사람(인체)인 경우는 남/녀, 나이 및 몸무게 등에 따라 정상적인 호흡주기에 대한 구축 데이터가 이용될 수 있다.
만약 피검체에 대한 미리 저장된 호흡주기가 없는 경우에는 피검체에 대한 미리 정해진 시간 동안의 평균 호흡주기가 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에서 진단 모듈(324)은 제2 센싱신호를 미리 정의된 다양한 폐질환 파형과 비교함으로써 구체적인 폐질환 이름을 판단해 낼 수도 있다.
도 18은 다양한 종류의 호흡기 증상에 따른 폐음의 파형을 나타낸 그래프이다.
첨부된 도 18을 참조하면, 기관음(Tracheal Sound), 폐음(Normal Lung Sound), 기관지음(Bronchial Breathing), 협착음(Stridor), 천명음(Wheeze) 및 나음(Rhonchus) 등의 파형은 다르게 도출된다.
따라서, 진단 모듈(324)은 제2 센싱신호에 근거하여 호흡기 증상별 파형과 유사도를 비교함으로써 미리 정해진 유사도 이상의 파형이 존재하면 해당 호흡기 증상의 폐질환 종류를 구체적으로 판단할 수 있다.
본 실시예에서 진단 모듈(324)은 심장의 이상 상태 및/또는 구체적인 심혈관질환의 종류를 판단할 수도 있다.
라인 커넥터(320)는 인터페이스 모듈이 연결된 컴퓨팅 장치 또는 진단 서버로 진단 모듈(324)의 판단 결과를 송신한다.
[제7 실시예]
제7 실시예는 피검체의 신체에 착용되어 피검체의 생체음 및 호흡을 감지하는 장치에 관한 것이다.
이하 본 발명의 제7 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치(40)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 19는 제7 실시예에 따른 웨어러블 센싱 장치(40)를 예시한 사시도이다.
제7 실시예를 통해 설명하는 센싱 장치(40)는 스트랩체결부(410, 420)를 제외한 다른 구성들이 제5 실시예를 통해 설명한 센싱 장치(10)와 동일한 구성 및 효과를 가지므로 중복된 설명을 생략한다. 또한, 제7 실시예의 센싱 장치(40)의 라인 커넥터(460)에는 제6 실시예의 진단 모듈(340)을 포함할 수 있지만, 본 실시예에서 라인 커넥터(460)에는 제6 실시예의 진단 모듈(340)이 구비되지 않은 것을 예로 들어 설명한다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 센싱 장치(40)는 본체 하우징(400), 제1 스트랩체결부(410) 및 제2 스트랩체결부(420) 및 라인 커넥터(460)를 포함한다.
본체 하우징(400)은 센싱 장치(40)의 외형을 형성하는 것으로 바닥면과 바닥면의 둘레에 형성된 측벽으로 이루어진다. 여기서 본체 하우징(400)의 바닥면은 피검체의 신체와 접촉하는 면으로 청진센서(도 11의 130)가 설치되기 위한 홀(미도시) 및 PCB 기판 등이 구비된다.
바닥면의 둘레에 형성된 본체 하우징(400)의 마주보는 측벽에는 제1 스트랩체결부(410) 및 제2 스트랩체결부(420)가 형성된다.
제1 스트랩체결부(410)은 본체 하우징(400)의 측벽 중 어느 하나의 측벽에 형성된다. 제1 스트랩체결부(410)는 양단이 본체 하우징(400)의 측벽에 연결되고 중심이 본체 하우징(400)의 측벽으로부터 이격되게 형성된다. 그 이격된 사이에는 스트랩이 걸어진다.
제2 스트랩체결부(420)는 제1 스트랩체결부(410)와 마주하는 측벽에 형성된다.
제2 스트랩체결부(420)가 형성된 본체 하우징(400)의 측벽의 내측에는 제2 스트랩체결부(420)가 장착되기 위한 장착홈(403)이 형성된다. 그리고 장착홈(403)의 일측에는 제2 스트랩체결부(420)의 체결부재(422)가 관통되는 통과홀(404)이 형성된다.
제2 스트랩체결부(420)는 몸체(424), 체결부재(422)를 포함한다.
몸체(424)는 알루미늄 재질로 형성되어 장착홈(403)에 장착된다.
체결부재(422)는 알루미늄 재질로 형성된다. 체결부재(422)는 일단이 몸체(424)의 일측에 일체로 연결되고, 타단이 통과홀(404)을 관통하여 본체 하우징(400)의 외측으로 돌출된다. 체결부재(422)의 타단은 통과홀(404)이 형성된 지점의 반대 지점에 상응하는 본체 하우징(400)의 측벽 부위를 향해 연장된다.
그리고 체결부재(422)는 타단이 통과홀(404)이 형성된 지점의 반대 지점에 상응하는 본체 하우징(400)의 측벽 부위로부터 소정 간격 이격(A)된 고리 형상을 갖는다. 그리고 체결부재(422)와 본체 하우징(400)의 측벽 사이에는 스트랩 체결 공간(421)이 형성된다.
몸체(424)의 내측면에는 돌출 형성된 제1 지지대(431) 및 제2 지지대(432)가 돌출 형성된다. 제1 지지대(431) 및 제2 지지대(432)는 스트레인센서(402)가 부착된 지지판(401)을 고정시키기 위한 것이다.
제1 지지대(431)는 체결부재(422)의 일단이 통과홀(404)에 상응하는 몸체(424) 내측면에 형성된다. 그리고 제2 지지대(432)는 체결부재(422)의 고리 형상(A)에 상응하는 몸체(424)의 내측면 지점에 형성된다.
제1 지지대(431)와 제2 지지대(432)는 해당 위치에서 본체 하우징(400)의 마주보는 측벽을 향해 돌출되고 단부가 서로 마주보는 방향으로 절곡된다.
예컨대, 제2 지지대(432)는 제1 지지대(431)보다 길게 돌출 형성된다. 제1 지지대(431)는 절곡되기까지의 돌출 길이가 지지판(401)의 두께와 유사한 길이로 형성되고, 제2 지지대(432)는 절곡되기까지의 돌출 길이가 지지판(401)의 두께보다 더 긴 길이로 형성된다.
지지판(401)은 제1 지지대(431)와 제2 지지대(432)에 탄성을 가지는 금속 재질로 형성된다. 예컨대, 지지판(401)은 베릴륨 동 소재로 형성될 수 있다.
지지판(401)의 길이는 제1 지지대(431)와 제2 지지대(432)를 연결하는 길이보다 소정 길이로 더 긴 길이를 갖는다.
지지판(401)은 제1 지지대(431)와 제2 지지대(432)를 연결하는 부위 중 특정 지점에서 절곡되는데, 이로 인해 지지판(401)의 길이가 제1 지지대(431)와 제2 지지대(432)를 연결하는 길이보다 길어도 제1 지지대(431) 및 제2 지지대(432)에 장착될 수 있다. 예컨대, 제1 지지대(431) 쪽의 지지판(401) 단부는 양면이 몸체(424) 내측면과 제1 지지대(431)의 절곡부위에 접하고, 제2 지지대(432) 쪽의 지지판(401) 단부는 몸체(424)의 내측면으로부터 이격되게 배치되어 제2 지지대(432)의 절곡 부위에 접하는 형태로 제1 지지대(431) 및 제2 지지대(432)에 장착된다.
지지판(401)은 절곡 부위가 제1 지지대(431)와 가까울수록 지지판(401)의 탄성 민감도는 높아질 수 있다.
스트레인센서(402)는 지지판(401)에 부착되어 몸체(424)의 변위량을 측정한다. 스트레인센서(402)는 지지판(401)의 절곡 부위를 기준으로 제2 지지대(432)와 인접한 부위에 부착된다.
상기와 같이 지지판(401)이 제1 지지대(431)와 제2 지지대(432) 사이에서 절곡되고 스트레인센서(402)가 제2 지지대(432)와 인접한 지지판(401)에 부착되면 체결부재(424)에 외력이 가해졌을 때 몸체(424)의 변형에 대한 민감도가 높아져 변위량 감지가 용이하다.
몸체(424)에는 몸체(424)의 탄성을 조절하기 위한 관통공(423)이 형성될 수 있다. 몸체(424)는 관통공(423)에 의해 탄성 민감도가 조절되고, 이에 따라 스트레인센서(402)는 스트랩의 장력에 따른 몸체(424)의 변위량을 용이하게 측정할 수 있다. 몸체(424)에 형성된 관통공(423)은 개수는 어느 하나로 한정하지 않으며, 관통공의 개수가 많을수록 몸체(424)의 탄성 민감도는 높아질 수 있다.
[제8 실시예]
제8 실시예는 센싱 장치(500)가 피검체에 착용되어 피검체로부터 감지된 생체음 및 호흡을 센싱하고, 진단 서버(530)가 라인 커넥터를 통해 센싱 장치(500)와 연결된 컴퓨팅 장치(531)로부터 그 센싱정보를 제공받아 피검체의 심음 및 폐음을 구분하여 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 시스템에 관한 것이다.
이하에서 설명하는 제8 실시예의 센싱 장치(500)는 제5 실시예를 통해 설명한 센싱 장치(10)와 동일한 구성 및 효과를 가지므로 중복된 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 제8 실시예에 따른 생체 진단 시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 20은 본 발명의 제8 실시예에 따른 생체 진단 시스템을 예시한 블록도이다.
도 20을 참조하면, 센싱 장치(500)는 피검체에 착용되어(예를 들면, 흉부) 피검체로부터 호흡 및 생체음을 감지한다. 센싱 장치(500)는 스트레인센서(512)를 이용해 피검체의 호흡을 감지하고, 청진센서(511)를 이용해 피검체의 생체음을 감지한다. 센싱 장치(500)는 감지된 호흡에 대한 제1 센싱신호 및 생체음에 대한 제2 센싱신호를 라인 커넥터(520)와 연결된 컴퓨팅 장치(531)를 통해 진단 서버(530)로 전송한다.
진단 서버(530)는 라인 커넥터(520)를 통해 센싱 장치(500)와 연결된 컴퓨팅 장치(531)로부터 제1 센싱신호 및 제2 센싱신호를 제공받는다. 진단 서버(530)는 스트레인센서(512)의 제1 센싱신호와 청진센서(511)의 제2 센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단한다. 예를 들어, 진단 서버(530)는 제1 센싱신호 및 제2 센싱신호를 함께 고려하여 피검체의 폐에 이상 상태가 발생했는지 여부 및/또는 구체적인 폐질환 종류를 판단한다.
여기서 진단 서버(530)가 제1 센싱신호와 청진센서(130)의 제2 센싱신호를 기초로 진단한다 함은 스트레인센서(512)에서 검출된 제1센싱신호의 특정된 구간(들숨 및 날숨, 폐의 수축 및 이완)에 대응되는 제2 센싱신호는 폐음으로 판단하고, 상기 특정된 구간의 나머지 구간(폐의 이완과 수축이 잠시 멈추는 구간)은 심음으로 판단함을 의미한다.
본 발명에서 폐의 ‘이상 상태’라 함은 다양한 기준에 의해 사전에 정의될 수 있다.
일 예로, 폐에 체액이 차서 발생하는 폐부종의 경우, 폐에 소정 기준 이상의 체액이 차면 더 이상 돌이킬 수 없는 심각한 상황이 발생하므로 그 이전에 전조 증상을 미리 감지하는 것이 매우 중요하다.
따라서 본 발명의 진단 서버(530)는 호흡주기(호흡수)가 정상상태의 20%를 초과하는 것으로 계산되면, 돌이키기 어려운 심각 상태의 전조 단계로 간주하여 ‘이상 상태’로 판단하거나 심각한 ‘폐부종’으로 판단할 수 있다. 여기서. 호흡주기(호흡수)에 대한 비교판단 대상으로 피검체에 대한 미리 저장된 정보(정상 상태의 호흡주기 또는 호흡수)가 이용될 수 있다.
즉, 피검체가 반려동물일 경우, 반려동물의 종, 암/수, 나이 및 몸무게 등에 따라 정상적인 호흡주기에 대한 구축 데이터가 이용될 수 있고, 피검체가 사람(인체)인 경우는 남/녀, 나이 및 몸무게 등에 따라 정상적인 호흡주기에 대한 구축 데이터가 이용될 수 있다.
만약 피검체에 대한 미리 저장된 호흡주기가 없는 경우에는 피검체에 대한 미리 정해진 시간 동안의 평균 호흡주기가 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에서 진단 서버(530)는 제2 센싱신호를 미리 정의된 다양한 폐질환 파형과 비교함으로써 구체적인 폐질환 이름을 판단해 낼 수도 있다.
예컨대, 호흡기의 증상별 파형은 기관음(Tracheal Sound), 폐음(Normal Lung Sound), 기관지음(Bronchial Breathing), 협착음(Stridor), 천명음(Wheeze) 및 나음(Rhonchus) 등에 다르게 도출된다(도 18 참조).
따라서, 진단 서버(530)는 제2 센싱신호에 근거하여 호흡기 증상별 파형과 유사도를 비교함으로써 미리 정해진 유사도 이상의 파형이 존재하면 해당 호흡기 증상의 폐질환 종류를 구체적으로 판단할 수 있다. 본 실시예에서 진단 서버(530)는 심장의 이상 상태 및/또는 구체적인 심혈관질환의 종류를 판단할 수도 있다.
이상에서는 본 발명에 관한 몇 가지 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 스트랩
60: 센싱 장치
600: 본체 하우징
611: 제1 지지대
612: 제2 지지대
630: 스트랩체결부
620: 스트레인센서
603: 청진센서
60: 센싱 장치
600: 본체 하우징
611: 제1 지지대
612: 제2 지지대
630: 스트랩체결부
620: 스트레인센서
603: 청진센서
Claims (21)
- 피검체의 생체음을 감지하는 청진센서;
상기 청진센서를 노출시키기 위한 홀이 형성된 바닥면과, 상기 바닥면의 둘레에 형성된 측벽과, 상기 측벽 중 서로 마주보는 부위에 형성되는 한 쌍의 스트랩체결부와, 상기 스트랩체결부가 형성된 측벽 중 어느 하나의 측벽 부위의 내측면에 돌출 형성된 제1 지지대 및 제2 지지대를 포함하는 본체 하우징; 및
소정 각도로 절곡되고 상기 제1 지지대 및 상기 제2 지지대에 걸쳐서 장착되는 지지판에 부착되고, 피검체의 호흡에 따른 스트랩의 인장력 변화로 인해 발생하는 상기 측벽의 변위량을 측정하는 스트레인센서
를 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 지지대는 상기 제1 지지대 보다 더 길게 돌출 형성되고,
상기 스트레인센서는 상기 제2 지지대와 인접한 상기 지지판 부위에 부착되는 웨어러블 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 스트레인센서가 배치된 상기 측벽에 형성된 상기 스트랩체결부는, 단부가 개방된 고리 형상으로 형성되는 웨어러블 센싱 장치. - 제3항에 있어서,
상기 스트랩체결부의 개방 지점에 상응하는 상기 지지판 부위에 상기 스트레인센서가 부착되는 웨어러블 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 지지대보다 더 긴 길이를 갖는 상기 제2 지지대는 상기 스트랩체결부의 개방 지점에 상응하는 상기 본체 하우징에 내측면 부위에 형성되는 웨어러블 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 지지판은,
탄성을 가지는 금속 재질로 형성되는 웨어러블 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 스트랩체결부의 일부에는,
관통 직경에 따라 상기 스트랩체결부의 탄성을 조절하기 위한 관통공이 형성되는 웨어러블 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 청진센서 및 상기 스트레인센서와 전기적으로 연결되며, 신호 라인, 전원 라인 및 외부 컴퓨팅 장치와 통신을 위한 인터페이스 모듈을 포함하는 라인 커넥터
를 더 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제8항에 있어서,
상기 라인 커넥터는,
상기 신호 라인으로 수신된 스트레인센서의 제1센싱신호와 상기 청진센서의 제2센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 진단 모듈
을 더 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제1항에 있어서,
상기 청진센서 및 상기 스트레인센서의 측정값을 외부로 송신하는 무선통신모듈
을 더 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제10항에 있어서,
상기 스트레인센서의 제1센싱신호와 상기 청진센서의 제2센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 진단 모듈
을 더 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 피검체의 생체음을 감지하는 청진센서;
상기 청진센서를 노출시키기 위한 홀이 형성된 바닥면과, 상기 바닥면의 둘레에 형성된 측벽과, 상기 측벽 중 서로 마주보는 부위에 형성되는 제1 스트랩체결부 및 제2 스트랩체결부를 포함하는 본체 하우징;
소정 각도로 절곡되고, 상기 제2 스트랩체결부의 내측면에 돌출 형성된 제1 지지대 및 제2 지지대에 걸쳐서 장착되는 지지판; 및
상기 지지판에 부착되어 피검체의 호흡에 따른 스트랩의 인장력 변화로 인해 발생하는 상기 제2 스트랩체결부의 변위량을 측정하는 스트레인센서
를 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제12항에 있어서,
상기 제2 지지대는 상기 제1 지지대 보다 더 길게 돌출 형성되고,
상기 스트레인센서는 상기 제2 지지대와 인접한 상기 지지판 부위에 부착되는 웨어러블 센싱 장치. - 제12항에 있어서,
상기 본체 하우징은,
상기 제2 스트랩체결부가 형성되는 상기 측벽 부위의 내측에 상기 제2 스트랩체결부의 일부가 삽입되기 위한 장착홈과, 상기 장착홈의 일측에 관통 형성된 통과홀을 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제14항에 있어서,
상기 제2 스트랩체결부는,
상기 장착홈에 장착되는 몸체;
일단이 상기 몸체에 일체로 연결되고, 타단이 상기 통과홀을 관통하여 상기 통과홀이 형성된 지점의 반대 지점에 상응하는 측벽 부위를 향해 연장된 체결부재; 및
상기 몸체의 탄성을 조절하기 위한 관통공을 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제15항에 있어서,
상기 체결부재는,
상기 통과홀이 형성된 지점의 반대 지점에 상응하는 측벽 부위와 소정 간격 이격되고,
상기 제1 지지대는 상기 통과홀에 상응하는 상기 몸체의 내측면에 형성되며, 상기 제2 지지대는 상기 제1 지지대보다 더 긴 길이를 갖고, 상기 제1 지지대와 반대 지점에 상응하는 상기 몸체의 내측면에 형성되는 웨어러블 센싱 장치. - 제12항에 있어서,
상기 청진센서 및 상기 스트레인센서와 전기적으로 연결되며, 신호 라인, 전원 라인 및 외부 컴퓨팅 장치와 통신을 위한 인터페이스 모듈을 포함하는 라인 커넥터
를 더 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제17항에 있어서,
상기 라인 커넥터는,
상기 신호 라인으로 수신된 스트레인센서의 제1센싱신호와 상기 청진센서의 제2센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 진단 모듈
을 더 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제12항에 있어서,
상기 청진센서 및 상기 스트레인센서의 측정값을 외부로 송신하는 무선통신모듈
을 더 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제19항에 있어서,
상기 스트레인센서의 제1센싱신호와 상기 청진센서의 제2센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 진단 모듈
을 더 포함하는 웨어러블 센싱 장치. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 웨어러블 센싱 장치; 및
상기 웨어러블 센싱 장치로부터 수신된 상기 스트레인센서의 제1 센싱신호와 상기 청진센서의 제2 센싱신호를 기초로 피검체의 이상 상태(abnormal)를 판단하는 진단 서버
를 포함하는 생체 진단 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210073387A KR102596603B1 (ko) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 웨어러블 센싱 장치 및 이를 이용한 생체 진단 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210073387A KR102596603B1 (ko) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 웨어러블 센싱 장치 및 이를 이용한 생체 진단 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220164987A KR20220164987A (ko) | 2022-12-14 |
| KR102596603B1 true KR102596603B1 (ko) | 2023-11-01 |
Family
ID=84438360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210073387A KR102596603B1 (ko) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 웨어러블 센싱 장치 및 이를 이용한 생체 진단 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102596603B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001017409A (ja) | 1999-07-09 | 2001-01-23 | Aloka Co Ltd | 呼吸センサ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100897189B1 (ko) * | 2007-06-27 | 2009-05-14 | 큐렉소 주식회사 | 장력 보상 내압 측정 장치 |
| KR20150115028A (ko) * | 2014-04-02 | 2015-10-14 | (주)블루노바 | 애완동물 건강관리 시스템 및 그 제어방법 |
| KR101957110B1 (ko) | 2018-10-25 | 2019-03-11 | 김종수 | 무선 청진기를 포함하는 웨어러블 장치 |
-
2021
- 2021-06-07 KR KR1020210073387A patent/KR102596603B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001017409A (ja) | 1999-07-09 | 2001-01-23 | Aloka Co Ltd | 呼吸センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220164987A (ko) | 2022-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6770527B2 (ja) | 対象の疾患を検出するデバイス、システム、方法及びコンピュータプログラム | |
| US20190314192A1 (en) | Closed Loop Respiratory Monitoring System For Sleep Quality Characterization | |
| KR101654914B1 (ko) | 호흡 측정 장치 및 그를 이용한 호흡 측정 방법 | |
| US20060047215A1 (en) | Combined sensor assembly | |
| US20140288447A1 (en) | Ear-related devices implementing sensors to acquire physiological characteristics | |
| US20110071412A1 (en) | Belt Type Bio-Signal Detecting Device | |
| KR20190139127A (ko) | 의료 진단 장치 | |
| KR102333364B1 (ko) | 웨어러블 생체 진단 시스템, 장치 및 방법 | |
| KR20160024887A (ko) | 호흡 측정 장치 및 그를 이용한 호흡 측정 방법 | |
| KR102596603B1 (ko) | 웨어러블 센싱 장치 및 이를 이용한 생체 진단 시스템 | |
| KR102597396B1 (ko) | 다이아프램을 이용한 호흡 진단 장치, 시스템 및 방법과 이를 위한 호흡 측정 장치 | |
| KR101483065B1 (ko) | 휴대형 수면 데이터 계측장치 및 이를 포함하는 수면 검사 시스템 | |
| KR102596602B1 (ko) | 유선 타입의 웨어러블 생체 진단 장치, 시스템 및 이를 위한 센싱 장치 | |
| US10786163B2 (en) | Blood pressure measurement devices and methods | |
| KR102550296B1 (ko) | 포고 핀을 이용한 호흡 진단 장치, 시스템 및 방법과 이를 위한 호흡 측정 장치 | |
| KR102420171B1 (ko) | 동물 진단용 웨어러블 센싱 장치, 동물용 웨어러블 진단 장치 및 동물용 생체 진단 시스템 | |
| KR102597398B1 (ko) | 심폐 기능 측정 장치 및 시스템 | |
| US11284808B2 (en) | Device and method for measurement of vital functions, including intracranial pressure, and system and method for collecting data | |
| KR102597397B1 (ko) | 심폐 기능 측정 장치 및 시스템 | |
| KR102642248B1 (ko) | 심음을 이용한 호흡수 측정 장치, 시스템 및 방법과 이를 위한 심음 측정 장치 | |
| KR20220109651A (ko) | 복수의 전극들을 이용하여 신호를 측정하는 전자 장치 및 그 제어 방법 | |
| TWI669100B (zh) | 可收集心電與生理音的醫療裝置 | |
| KR20230130490A (ko) | 웨어러블 센싱 장치 및 이를 이용한 진단 장치 | |
| KR20230091378A (ko) | 적정 착용을 점검하는 웨어러블 센싱 시스템 및 장치 그리고 이를 이용한 적정 착용 알람 방법 | |
| US20210338175A1 (en) | Signaling device for cathetering requirement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |