KR102622725B1 - 생체정보 추정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

일 양상에 따른 생체정보 추정장치는, 사용자의 피검체의 PPG신호를 측정하는 PPG 센서와, 상기 피검체와 상기 PPG 센서 사이의 접촉 힘을 측정하는 힘 센서를 포함하는 센서부, PPG신호를 측정하기 전에, 사용자에게 피검체를 센서부에 접촉시키는 소정 횟수에 관한 초기 안내정보, 및 피검체의 접촉 횟수에 대한 프로세서의 판단에 기초한 추가 안내정보를 시각, 또는 음성으로 출력하는 출력부, 및 피검체와 센서부의 접촉 횟수를 판단하고, 상기 판단된 접촉 횟수가 상기 소정 횟수를 만족하면 상기 PPG 센서를 제어하여 측정된 PPG 신호를 이용하여 사용자의 생체정보를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

생체정보 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING BIO-INFORMATION}
비침습 방법으로 생체정보를 추정하는 장치 및 방법과 관련된다.
최근 고령화된 인구구조와 급증하는 의료비 및 전문 의료서비스인력의 부족 등으로 인해 IT 기술과 의료기술이 접목된 IT-의료 융합기술에 대한 연구가 수행되고 있다. 특히 인체의 건강상태에 대한 모니터링은 병원과 같은 고정된 장소에서만 수행되는 것으로 국한되지 않고, 가정과 사무실 등 일상생활 속에서 언제 어디서나 사용자의 건강 상태를 모니터링해 주는 모바일 헬스케어(mobile healthcare) 분야로 확대되고 있다. 개인의 건강상태를 나타내 주는 생체신호의 종류에는 대표적으로 ECG(심전도, Electrocardiography), PPG(광전용적맥파, Photoplethysmogram), EMG(근전도, Electromyography) 신호 등이 있으며, 일상생활에서 이를 측정하기 위해서 다양한 생체신호 센서가 개발되고 있다.
미국 출원공개공보 US 2020/0008693 (2020.01.09)
생체정보 추정장치 및 방법이 제시된다.
일 양상에 따른 생체정보 추정장치는, 사용자의 피검체의 PPG신호를 측정하는 PPG 센서와, 피검체와 PPG 센서 사이의 접촉 힘을 측정하는 힘 센서를 포함하는 센서부, PPG신호를 측정하기 전에, 사용자에게 피검체를 센서부에 접촉시키는 소정 횟수에 관한 초기 안내정보, 및 피검체의 접촉 횟수에 대한 프로세서의 판단에 기초한 추가 안내정보를 시각, 또는 음성으로 출력하는 출력부, 및 피검체와 센서부의 접촉 횟수를 판단하고, 판단된 접촉 횟수가 소정 횟수를 만족하면 PPG 센서를 제어하여 측정된 PPG 신호를 이용하여 사용자의 생체정보를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
프로세서는, 측정된 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하고, 이후 측정된 접촉 힘이 제 2 시간내에 제 2값에 미달하면, 피검체와 센서부가 1회 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
출력부는, 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하지 않는 경우, 사용자에게 피검체가 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력할 수 있다.
이때 출력부는, 제 1값에 관한 그래픽 객체, 측정된 사용자의 실제 접촉힘에 관한 그래픽 객체, 및 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 그래픽 객체 중 적어도 하나를 표시할 수 있다.
출력부는, 접촉 힘이 제 2시간 내에 제 2값에 미달하지 않는 경우, 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보를 출력할 수 있다.
이때 출력부는 센서부의 모습에 관한 그래픽 객체, 피검체의 모습에 관한 그래픽 객체, 및 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보에 그래픽 객체 중 적어도 하나를 표시할 수 있다.
출력부는, 접촉 횟수가 소정횟수에 미달하는 경우, 사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력할 수 있다.
출력부는, 소정횟수에 관한 그래픽 객체, 피검체와 센서부의 실제 접촉횟수에 관한 그래픽 객체, 추가적으로 접촉하여야 할 횟수에 관한 그래픽 객체, 및 사용자에게 다시 접촉하도록 안내 하는 추가 안내정보에 관한 그래픽객체 중 적어도 하나를 표시할 수 있다.
출력부는, 소정 횟수의 접촉이 완료되면, 사용자에게 피검체를 센서부에 접촉한 상태에서 누르는 힘의 변화를 가이드 하는 PPG신호 측정 안내정보를 더 출력할 수 있다.
프로세서는, 측정된 PPG신호, 및 접촉 힘을 기초로 오실로메트릭 포락선을 생성하고, 생성된 오실로메트릭 포락선에 기초하여 사용자의 생체정보를 추정할 수 있다.
생체정보는 혈압일 수 있다.
일 양상에 따른 생체정보 추정방법은, PPG신호를 측정하기 전에, 사용자에게 피검체를 센서부에 접촉시키는 소정 횟수에 관한 초기 안내정보를 출력하는 단계, 피검체와 센서부의 접촉 횟수를 판단하는 단계, 피검체의 접촉 횟수에 대한 판단에 기초한 추가 안내정보를 시각, 또는 음성으로 출력하는 단계, 판단된 접촉 횟수가 소정 횟수를 만족하면 PPG 센서를 제어하여 피검체의 PPG 신호를 측정하는 단계, 측정된 PPG 신호를 이용하여 사용자의 생체정보를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
소정 횟수로 접촉하였는지 여부를 판단하는 단계는, 피검체와 PPG 센서 사이의 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하고, 이후 접촉 힘이 제 2시간내에 제 2값에 미달하면, 피검체와 센서부가 1회 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하지 않는 경우, 사용자에게 피검체가 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
피검체가 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계는, 제 1값에 관한 그래픽 객체, 측정된 사용자의 실제 접촉힘에 관한 그래픽 객체, 및 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 그래픽 객체 중 적어도 하나를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
접촉 힘이 제 2시간 내에 제 2값에 미달하지 않는 경우, 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계는, 센서부의 모습에 관한 그래픽 객체, 피검체의 모습에 관한 그래픽 객체, 및 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보에 그래픽 객체 중 적어도 하나를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
접촉 횟수가 소정횟수에 미달하는 경우, 사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계는, 소정횟수에 관한 그래픽 객체, 피검체와 센서부의 실제 접촉횟수에 관한 그래픽 객체, 추가적으로 접촉하여야 할 횟수에 관한 그래픽 객체, 및 사용자에게 다시 접촉하도록 안내 하는 추가 안내정보에 관한 그래픽객체 중 적어도 하나를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
소정 횟수의 접촉이 완료되면, 사용자에게 피검체를 센서부에 접촉한 상태에서 누르는 힘의 변화를 가이드 하는 PPG신호 측정 안내정보를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
PPG신호를 측정하기 전에, 피부 조직의 점탄성 성질에 기초한 프리-컨디셔닝(pre-conditioning)을 수행함으로써, 더욱 정확한 생체정보 추정이 가능하다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체정보 추정장치의 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 생체정보 추정장치의 블록도이다.
도 3a 내지 3c는 피부 조직의 점탄성 성질과 PPG신호와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 초기 안내정보에 관한 도면이다.
도 4b는 사용자에게 피검체가 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 도면이다.
도 4c는 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 도면이다.
도 4d는 접촉 횟수가 소정횟수에 미달하는 경우, 사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 도면이다.
도 4e는 PPG신호 측정 안내정보에 관한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체정보 추정방법의 흐름도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 생체정보 추정방법의 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기를 도시한 것이다.
도 8은 일 실시예에 따른 스마트 기기를 도시한 것이다.
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 추정 장치 및 방법의 실시예들을 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체정보 추정장치의 블록도이다. 생체정보 추정장치(100)는 사용자가 착용할 수 있는 웨어러블 기기(wearable device)에 탑재될 수 있다. 이때, 웨어러블 기기는 손목 시계형, 팔찌형, 손목 밴드형, 반지형, 안경형, 헤어밴드형 등 다양하며 그 형태나 사이즈 등에 있어서 특별히 제한되지 않는다.
도 1을 참조하면, 생체정보 추정장치(100)는 센서부(110), 프로세서(120), 및 출력부(130)를 포함한다.
이때, 생체정보는 혈압, 혈당, 항산화, 젖산, 알콜, 콜레스테롤, 및 중성지방 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하 설명의 편의를 위해 생체정보는 혈압으로 서술한다. 혈압은 평균 혈압, 수축기 혈압, 이완기 혈압 등을 포함할 수 있다.
센서부(110)는 힘 센서(111), 및 PPG 센서(112)를 포함할 수 있다.
힘 센서(111)는 사용자의 피검체와 PPG 센서(112)사이의 접촉 힘을 측정할 수 있다. 힘 센서(111)는, 압력센서, 압력센서와 접촉면적 센서의 조합, 압력 센서 어레이 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 힘 센서(111)는 센서부(110)내에서 PPG 센서(112)의 하단에 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 힘 센서(111)의 배치 위치는 자유로이 변형될 수 있다.
이때, 피검체는 요골 동맥과 인접한 손목 표면의 영역으로 모세혈이나 정맥혈이 지나가는 손목 상부 영역 또는, 피검체는 인체 내의 혈관 밀도가 높은 부위인 손가락, 발가락, 귀 등 인체의 말초 부위일 수도 있다. 다만 이에 제한되지 않는다.
PPG 센서(112)는 피검체의 광 전용적 맥파 신호(photoplethysmography, PPG)를 측정할 수 있다. PPG 센서(112)는 피검체에 광을 조사하는 하나 이상의 광원 및, 피검체로부터 산란 또는 반사된 광을 검출하는 하나 이상의 디텍터를 포함할 수 있다. 광원은 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(laser diode, LD) 또는 형광체 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 디텍터는 포토다이오드(photodiode), 포토 트랜지스터(photo transistor) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서, CCD(charge-coupled device) 이미지 센서, 등을 포함할 수 있다. 복수의 광원은 모두 동일한 파장의 광을 조사하거나 서로 다른 파장의 광을 조사하도록 형성될 수 있다. 예컨대, 광원은 녹색, 청색, 적색, 적외 파장 등의 광을 조사할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 복수의 디텍터는 광원으로부터 서로 다른 거리 상에 배치될 수 있다.
출력부(130)는 센서부(110)에 의해 측정된 PPG 신호, 프로세서(120)에 의해 생성된 초기 안내정보, 추가 안내정보, PPG 신호 측정 안내정보, 및/또는 프로세서(120)에 의해 추정된 혈압 값 등을 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(130)는 센서부(110) 또는 프로세서(120)에 의해 처리된 데이터를 디스플레이 모듈을 통해 시각적으로 출력하거나, 스피커 모듈 또는 햅틱 모듈 등을 통해 음성이나 진동, 촉감 등의 비시각적인 방식으로 출력할 수 있다. 이때, 디스플레이의 영역은 둘 이상으로 분리될 수 있으며, 제1 영역에 PPG 신호, 접촉 힘 등을 다양한 형태의 그래프로 출력할 수 있다. 이와 함께 제2 영역에 혈압 추정 값을 출력할 수 있다. 이때, 혈압 추정 값이 정상 범위를 벗어나는 경우, 빨간 색 등을 사용하여 강조, 정상 범위를 함께 표시, 음성 경고 메시지 출력, 진동 강도 조절 등의 다양한 방식으로 경고 정보를 함께 출력할 수 있다.
출력부(130)는 PPG 신호의 측정 전에, 사용자에게 피검체를 센서부(110)에 접촉시키는 소정 횟수에 관한 초기 안내정보를 출력할 수 있다.
인체의 피부 조직은 점탄성(viscoelastic properties)이 존재하여, 한번 눌려진 피부가 원 상태로 돌아오는데 일정 시간이 소요된다. 따라서 피검체가 센서부에 일정 횟수, 예컨대 2회, 또는 3회 이하로 접촉한 경우에 측정된 PPG 신호는, 피검체가 센서부에 그 이상으로 접촉한 후에 측정된 PPG 신호와 상당한 차이를 보이게 된다. 도 3a 내지 3c를 통해 자세히 설명한다.
도 3a 내지 3c는 피부 조직의 점탄성 성질과 PPG신호와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a의 가로축은 시간, 세로축은 접촉 힘(310)과 피검체가 센서부에 의해 눌린 깊이(320)를 의미한다. 시간의 흐름에 따라 접촉 힘(310)이 일정한 흐름을 보일 때, 피검체가 센서부에 의해 눌린 깊이(320)는 시간이 0 ~ t1a인 동안, 즉 피검체가 센서부에 최초로 접촉 하였을 때에는 전술한 바와 같은 피부의 점탄성으로 인해 0에서 4정도의 변화를 보인다. 이에 반해 시간이 t1a 이후인 구간(t1a ~ 600)에서는 피검체가 센서부에 의해 눌린 깊이(320)는 대략 2에서 4정도의 변화를 보인다. 즉, 시간이 0 ~ t1a인 동안에 피검체가 센서부에 의해 눌린 깊이(320)의 변화폭이 더 큰 것을 알 수 있다.
도 3b는 가로축이 피검체가 센서부에 의해 눌린 깊이, 세로축이 접촉 힘을 의미한다. C1 내지 C9는 각각 피검체가 센서부에 최초로 접촉한 경우 내지 9회 접촉한 경우를 의미한다. 도 3b를 참조하면 접촉힘이 2라고 가정하였을 때, C3 내지 C9의 경우에는 피검체의 눌린 깊이가 대략 2정도 임에 비해, C1의 경우에는 대략 4, C2의 경우에는 대략 3정도인 것을 알 수 있다. 즉, 동일한 힘으로 접촉하여도 최초, 및 2회 접촉하였을 때에는 3회 이상 접촉한 경우보다 피검체의 눌린 깊이가 더 깊은 것을 알 수 있다.
도 3c는 가로축이 접촉 힘, 세로축이 측정된 PPG신호를 의미한다. 도 3b와 마찬가지로 C1 내지 C9는 각각 피검체가 센서부에 최초로 접촉한 경우 내지 9회 접촉한 경우를 의미한다. 도 3c를 참조하면, C1의 그래프에서 접촉 힘이 증가함에 따른 PPG신호의 변화 폭이, C2 내지 C9의 그래프에서 접촉 힘이 증가함에 따른 PPG신호의 변화 폭보다 큰 것을 알 수 있다.
도 3a 내지 3c를 종합하면, 이렇듯 피부 조직의 점탄성으로 인해 피검체가 센서부에 복수 회, 예컨대 3회 이상 접촉한 이후에 측정된 복수의 PPG 신호는 상호간에 유사성 내지는 일정한 패턴을 가지게 되고, 이러한 PPG 신호를 이용하여 혈압 추정에 활용하는 경우 더욱 정확한 혈압 추정이 가능하다.
도 4a를 통해 출력부(130)가 출력하는 초기 안내정보에 대해 자세히 설명한다.
도 4a는 초기 안내정보에 관한 도면이다. 도 4a의 경우 설명의 편의를 위해 출력부(130)가 초기 안내정보를 사용자 화면(410)에 시각적으로 표시하는 것이 도시되어 있으나, 전술한 바와 같이 출력부(130)는 스피커 모듈 또는 햅틱 모듈 등을 통해 음성이나 진동, 촉감 등의 비시각적인 방식으로 초기 안내정보를 출력할 수도 있다.
도 4a를 참조하면, 출력부(130)는 PPG신호 측정전에, 사용자 화면(410)을 통해 초기 안내정보에 관한 텍스트 그래픽 객체(411), 및 이미지 그래픽 객체(412)를 표시할 수 있다. 초기 안내정보에 관한 텍스트 그래픽 객체(411), 및 이미지 그래픽 객체(412) 중 하나는 생략될 수 있다.
도시되지는 않았으나 출력부(130)는, 사용자에게 피검체를 센서부에 접촉시키는 소정 횟수와 함께, 각 접촉에 있어서의 접촉시간을 추가로 안내할 수도 있다. 예를 들어 출력부(130)는 "손가락으로 센서를 3회 짧게 눌렀다 떼세요", 또는 "손가락으로 센서를 1초 미만으로 3회 눌렀다 떼세요"등과 같이 표시할 수도 있다.
도 4a의 경우 소정 횟수는 3회인 것으로 도시되어 있으나, 피검체를 센서부에 접촉시키는 소정 횟수는 이에 제한되지 않고 자유로이 변형이 가능하다. 도 4a의 경우 피검체는 손가락인 것으로 도시되어 있으나, 전술한 바와 같이 피검체는 손가락에 제한되지 않고 자유로이 변형이 가능하다.
다시 도 1을 참조하면, 프로세서(120)는 센서부(110), 및 출력부(130)와 전기적, 기구적 또는 유무선 통신으로 연결되는 것이 가능하다.
프로세서(120)는 피검체와 센서부(110)의 접촉 여부, 및/또는 접촉 횟수를 판단할 수 있다. 이때 프로세서(120)는 센서부(110)가 포함하는 힘 센서(111)의 힘 측정 결과를 기초로 피검체와 센서부(110)의 접촉 여부, 및/또는 접촉 횟수를 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 힘 센서(111)에 의해 측정된 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하고, 이후 제 2시간 내에 제 2값에 미달하면, 피검체와 센서부(110)가 1회 접촉한 것으로 판단할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
프로세서(120)는 피검체와 센서부(110)의 접촉여부, 및/또는 접촉횟수를 판단한 후, 판단결과가 출력부(130)가 출력한 초기 안내정보에 부합하지 않는 경우, 추가 안내정보를 생성할 수 있다. 이때 생성된 추가 안내정보는 출력부(130)를 통해 출력될 수 있다. 도 4b 내지 4d를 통해 출력부(130)가 출력하는 추가 안내정보에 대해 자세히 설명한다.
출력부(130)는 측정된 실제 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하지 않는 경우, 사용자에게 피검체가 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력할 수 있다. 도 4b는 사용자에게 피검체가 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 도면이다.
도 4b를 참조하면, 출력부(130)는 피검체의 실제 접촉힘이 측정되지 않거나, 또는 제 1값 이하인 경우 사용자 화면(420)을 통해 피검체가 센서부를 제 더 강한 힘으로 가압하도록 안내하는 텍스트 그래픽 객체(421), 및 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 이미지 그래픽 객체(422)를 표시할 수 있다. 이때 텍스트 그래픽 객체(421), 및 이미지 그래픽 객체(422)중 하나는 생략될 수도 있다.
도 4b의 경우, 텍스트 그래픽 객체(421)는 "조금 더 세게"와 같이 상대적인 힘의 크기를 표시하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 텍스트 그래픽 객체(421)는 사용자가 가압하여야 하는 제 1값, 및 측정된 사용자의 실제 접촉 힘의 값, 및 사용자가 추가로 가압하여야 하는 힘의 값을 숫자로 표시할 수도 있다.
이미지 그래픽 객체(422)는 제 1값에 관한 그래픽 객체(422a), 제 1값에 관한 그래픽 객체(422a) 하단에 표시되는 사용자의 실제 접촉 힘에 관한 그래픽 객체(422b), 및 사용자에게 더 강한 힘으로 가압하도록 유도하는 그래픽 객체(422c)를 포함할 수 있다.
제 1값에 관한 그래픽 객체(422a)는 실선으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 점선 등 다양한 모양으로 표현될 수 있다. 사용자에게 더 강한 힘으로 가압하도록 유도하는 그래픽 객체(422c)는 화살표의 모양으로 도시되어 있으나, 도형의 형태는 이에 제한되지 않는다. 또한 사용자에게 더 강한 힘으로 가압하도록 유도하는 그래픽 객체(422c)는 도시된 바와 같은 도형과 함께, "기준 선보다 강한 힘으로 누르세요" 와 같은 텍스트 그래픽 객체(미도시) 등을 추가로 포함할 수도 있다.
이때, 사용자의 실제 접촉 힘이 증가하는 경우, 실제 접촉 힘의 변화를 시각적으로 확인할 수 있도록 사용자의 실제 접촉 힘에 관한 그래픽 객체(422b)가 우상향의 방향으로 이동하는 것처럼 표시할 수 있다.
출력부(130)는 측정된 실제 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과한 후, 제 2시간 내에 제 2값에 미달하지 않는 경우, 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보를 출력할 수 있다. 도 4c는 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 도면이다.
도 4c를 참조하면, 출력부(130)는 사용자 화면(430)을 통해 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 텍스트 그래픽 객체(431), 및 이미지 그래픽 객체(432)를 표시할 수 있다. 이때 텍스트 그래픽 객체(431), 및 이미지 그래픽 객체(432)중 하나는 생략될 수도 있다.
이미지 그래픽 객체(432)는 센서부의 모습에 관한 그래픽 객체(432a), 피검체의 모습에 관한 그래픽 객체(432b, 432c), 및 사용자에게 피검체를 상기 센서부에서 떼도록 유도하는 그래픽 객체(432d)를 포함할 수 있다. 이때 도면부호 432b는 피검체가 센서부를 가압하고 있는 상태를 의미하고, 도면부호 432c는 추가 안내정보의 출력에 따라 사용자가 피검체를 센서부에서 뗀 상태를 의미하며, 이때 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 유도하는 그래픽 객체(432d)는 도시된 바와 같이 화살표와 같은 도형의 형상을 통해 피검체를 센서부에서 떼도록 유도할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 유도하는 그래픽 객체(432d)는 도면부호 431과 같은 텍스트 그래픽 객체를 추가로 포함할 수도 있다.
출력부(130)는 프로세서(120)에 의해 판단된 피검체와 센서부의 실제 접촉 횟수가 초기 안내정보의 소정 횟수에 미달하는 경우, 사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력할 수 있다. 도 4d는 사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 도면이다.
도 4d를 참조하면, 출력부(130)는 피검체와 센서부의 실제 접촉 횟수가 소정 횟수에 미달하는 경우 사용자 화면(440)을 통해, 사용자에게 다시 접촉하도록 유도하는 텍스트 그래픽 객체(441), 및 접촉 횟수 정보에 관한 그래픽 객체(442)를 표시할 수 있다. 이때 사용자에게 다시 접촉하도록 유도하는 텍스트 그래픽 객체(441), 및 접촉 횟수 정보에 관한 그래픽 객체(442)중 하나는 생략될 수도 있다.
도 4d의 경우, 사용자에게 다시 접촉하도록 유도하는 텍스트 그래픽 객체(441)는 추가적으로 접촉하여야 할 횟수는 표시하고 있지 않으나, 이에 제한되지 않고 예컨대 "추가적으로 2회 더 접촉하세요"와 같이 추가적으로 접촉하여야 할 횟수를 포함할 수도 있다.
접촉 횟수 정보에 관한 그래픽 객체(442)는 접촉해야 하는 소정 횟수에 관한 그래픽 객체(442a), 실제 측정된 현재 접촉 횟수에 관한 그래픽 객체(442b), 및 남은 횟수(442c)에 관한 그래픽 객체를 포함할 수 있다. 도 4d의 경우 접촉 횟수 정보에 관한 그래픽 객체(442)는 텍스트 그래픽 객체인 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 도형, 이미지 등의 그래픽 객체일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 프로세서(120)는 사용자의 요청, 및/또는 프로세서(120)의 판단에 따라 센서부(110)를 제어할 수 있다.
예컨대, 프로세서(120)는 판단된 접촉횟수가 소정횟수를 만족하면, PPG 센서(112)를 제어하여 PPG 신호를 획득할 수 있다. 이때, 출력부(130)는 PPG 신호의 측정을 위한 PPG 신호 측정 안내정보를 출력할 수 있다. 도 4e를 통해 출력부(130)가 출력하는 PPG신호 측정 안내정보에 대하여 설명한다.
도 4e는 PPG신호 측정 안내정보에 관한 도면이다.
도 4e를 참조하면, 출력부(130)는 소정 횟수의 접촉이 완료된 후에, 사용자 화면(450)을 통해 PPG신호 측정 안내정보에 관한 텍스트 그래픽 객체(451), 및 이미지 그래픽 객체(452)를 표시할 수 있다.
텍스트 그래픽 객체(451)는, 도 4e에 도시되지는 않았으나 사용자가 손가락을 센서부에 접촉한 상태에서 센서부를 점점 더 큰 힘으로 가압하여야 하는 시간을 추가로 포함할 수도 있다.
이미지 그래픽 객체(452)는 미리 정의된 기준 접촉 힘의 하한에 대한 그래픽 객체(452a), 상한에 대한 그래픽 객체(452b), 및 측정된 실제 접촉 힘에 관한 그래픽 객체(452c)를 포함할 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이 미리 정의된 기준 접촉 힘의 하한과 상한에 대한 그래픽 객체(452a, 452b)는 선이나 연속적인 점, 원, 타원형, 다각형 등을 포함할 수 있고, 측정된 실제 접촉 힘에 대한 그래픽 객체(452c)는 원, 타원형, 다각형, 십자 표시, 화살표 등을 포함할 수 있다.
도 4e에 도시된 바와 같이, 출력부(130)는 사용자가 손가락으로 누르는 힘을 시간 경과에 따라 점차 증가시킬 수 있도록 미리 정의된 기준 접촉 힘의 하한과 상한에 대한 그래픽 객체(452a, 452b)를 점차 우상향으로 굽어지는 모습으로 변경시킬 수 있다.
도 4e에 도시된 PPG신호 측정 안내정보에 관한 텍스트 그래픽 객체(451), 및 이미지 그래픽 객체(452)는 시간의 흐름에 따라 피검체가 센서부를 점점 더 큰 힘으로 가압할 것을 안내하고 있으나, 이에 제한되지 않고 일정 임계치 이상의 힘으로 가압한 다음, 점차 가압하는 힘을 감소시키도록 안내할 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 프로세서(120)는 획득된 PPG신호를 기초로 사용자의 혈압을 추정할 수 있다.
이때 프로세서(120)는 센서부(110)로부터 PPG 신호가 수신되면 노이즈를 제거하기 위한 필터링이나, PPG 신호의 증폭, 디지털 신호로 변환하는 등의 전처리를 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 밴드패스 필터(band pass filter)를 이용하여 0.4~10Hz의 밴드 패스 필터링을 수행함으로써 센서부(110)로부터 수신된 PPG 신호로부터 노이즈를 제거할 수 있다. 또한, 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform) 기반의 PPG신호의 재구성을 통해 보정을 수행하는 것도 가능하다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 장치의 컴퓨팅 성능이나 측정 정확도, 생체정보 추정 목적, 사용자의 측정 부위, 피검체의 온도, 습도, 센서부의 온도 등의 다양한 측정 환경에 따라 그 밖의 다양한 전처리를 수행할 수 있다.
프로세서(120)는 측정된 PPG 신호와 접촉 힘을 기초로 오실로메트릭 포락선을 생성하고, 생성된 오실로메트릭 포락선을 기초로 사용자의 혈압을 추정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 PPG신호에서 각 시점의 최정점(pulse peak) 및 기저점(pulse onset)을 검출하고, 검출된 최정점의 진폭값에서 기저점의 진폭값을 빼서 피크-투-피크 지점을 추출할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 추출된 피크-투-피크 지점을 각 측정시점에 대응하는 접촉 힘의 값을 기준으로 플롯(plot)함으로써 접촉 힘 대 PPG신호를 나타내는 오실로메트릭 포락선을 생성할 수 있다.
프로세서(120)는 생성된 오실로메트릭 포락선을 전처리할 수 있다. 일 예로, 프로세서(120)는 생성된 오실로메트릭 포락선을 평활화할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 이동 합(moving sum), 이동 평균(moving average), 폴리노미얼 피팅(polynomial fitting) 및 가우시안 피팅(Gaussian fitting) 등을 이용하여 오실로메트리 포락선을 평활화할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(120)는 획득된 오실로메트리 포락선 또는 평활화된 오실리메트리 포락선을 미분하여 미분신호를 획득할 수 있다. 또 다른 예로, 프로세서(120)는 생성된 오실로메트릭 포락선을 정규화 할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않는다.
프로세서(120)는 생성된 오실로메트릭 포락선, 및/또는 전처리된 오실로메트릭 포락선에서 하나 이상의 특징을 추출하고, 추출된 특징에 기초하여 사용자의 혈압을 추정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 생성된 오실로메트릭 포락선에서 최대 피크지점의 진폭값, 또는 최대 피크 지점에서의 접촉 힘 값, 최대 피크 지점의 접촉 힘값을 기준으로 미리 설정된 비율(예: 0.5~0.7)을 갖는 좌우 지점의 접촉 힘 값을 특징으로 추출할 수 있다.
프로세서(120)는 오실로메트릭 포락선으로부터 하나 이상의 특징이 추출되면, 아래의 수학식 1과 같이 미리 정의된 생체정보 추정모델을 이용하여 사용자의 혈압을 추정할 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 혈압 값을 매핑한 테이블 형식으로 미리 구축될 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 생체정보 추정장치(200)의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 생체정보 추정장치(200)는 전술한 센서부(110), 프로세서(120), 및 출력부(130)외에 저장부(210)와 통신부(220)를 더 포함할 수 있다. 센서부(110), 프로세서(120), 및 출력부(130)에 대하여는 도 1에서 상술하였으므로, 이하 저장부(210)와 통신부(220)에 대하여 자세히 설명한다.
저장부(210)는, 센서부(110) 및/또는 프로세서(120)의 처리 결과를 저장할 수 있다. 예컨대, 저장부(210)는 측정된 PPG 신호, 생성된 오실로메트릭 포락선, 추정된 혈압 값 등을 저장할 수 있다. 저장부(210)는 이외에도 혈압 추정에 필요한 다양한 기준 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 기준 정보는 사용자의 나이, 성별, 건강 상태 등과 같은 사용자 특성 정보를 포함할 수 있다. 또한, 기준 정보는 혈압 추정모델, 혈압 추정기준, 캘리브레이션 주기, 사용자별 설정된 기준 힘, 및 또는 힘의 기준 분포 등의 정보를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 저장부(210)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.
통신부(220)는 프로세서(120)의 제어에 따라 유무선 통신 기술을 이용하여 외부 기기와 통신 연결하고 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(220)는 혈압 추정결과를 외부 기기에 전송할 수 있으며, 외부 기기로부터 혈압 추정에 필요한 각종 기준 정보, 예컨대 사용자의 나이, 성별, 건강 상태 등과 같은 사용자 특성 정보 등을 수신할 수 있다. 이때, 외부 기기는 커프형 혈압 측정 기기, 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC 및 노트북 PC 등의 정보 처리 장치를 포함할 수 있다.
이때, 통신 기술은 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 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체정보 추정방법의 흐름도이다. 도 5는 도 1, 및 2의 생체정보 추정장치(100, 200)에 의해 수행되는 일 실시예이다. 앞에서 자세히 설명하였으므로 이하 중복되는 설명을 피하기 위해 간략하게 설명한다.
먼저, PPG신호를 측정하기 전에, 사용자에게 피검체를 센서부에 접촉시키는 소정 횟수에 관한 초기 안내정보를 출력할 수 있다(501). 이때, 초기 안내정보는 피검체와 센서부의 소정 횟수 접촉을 안내하는 텍스트 그래픽 객체, 및 이미지 그래픽 객체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음, 피검체와 센서부의 접촉 횟수를 판단할 수 있다(502). 이때, 힘 센서의 힘 측정 결과를 기초로 피검체와 센서부의 접촉 횟수를 판단할 수 있다. 예컨대, 측정된 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하고, 이후 제 2시간 내에 제 2값에 미달하면, 피검체와 센서부가 1회 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
다음, 피검체의 접촉 횟수에 대한 판단에 기초한 추가 안내정보를 시각, 또는 음성으로 출력할 수 있다(503). 예를 들어, 피검체와 센서부의 접촉여부, 및/또는 접촉횟수를 판단한 후, 판단결과가 초기 안내정보에 부합하지 않는 경우, 추가 안내정보를 생성할 수 있다. 이때, 추가 안내정보는 피검체와 센서부의 접촉여부, 및/또는 접촉 횟수에 대한 텍스트 그래픽 객체, 및 이미지 그래픽 객체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음, 판단된 접촉 횟수가 상기 소정 횟수를 만족하면 PPG센서를 제어하여 상기 피검체의 PPG 신호를 측정할 수 있다(504). 이때, PPG 신호의 측정을 위한 PPG 신호 측정 안내정보를 출력할 수 있다.
다음, 측정된 PPG 신호를 이용하여 사용자의 생체정보를 추정할 수 있다(505). 이때 측정된 PPG 신호와 접촉 힘을 기초로 오실로메트릭 포락선을 생성하고, 생성된 오실로메트릭 포락선을 기초로 사용자의 혈압을 추정할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
도 6는 다른 실시예에 따른 생체정보 추정방법의 흐름도이다. 도 6은 도 1, 및 2의 생체정보 추정장치에 의해 수행되는 일 실시예이다. 앞에서 자세히 설명하였으므로 이하 중복되는 설명을 피하기 위해 간략하게 설명한다.
먼저, PPG신호를 측정하기 전에, 사용자에게 피검체를 센서부에 접촉시키는 소정 횟수에 관한 초기 안내정보를 출력할 수 있다(601).
다음, 피검체와 PPG센서 사이의 접촉힘이 제 1값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(602).
판단결과, 접촉 힘이 제 1값을 초과하지 않았다면, 제 1시간이 경과하였는지 여부를 판단할 수 있다(603).
판단결과, 제 1시간이 경과하였다면, 사용자에게 피검체가 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력할 수 있다(604). 이때, 피검체가 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보는, 제 1값에 관한 그래픽 객체, 측정된 사용자의 실제 접촉힘에 관한 그래픽 객체, 및 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 그래픽 객체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음, 제 1시간 내에 접촉 힘이 제 1값을 초과하였다면, 이후 피검체와 PPG센서 사이의 접촉힘이 제 2값에 미달하는지 여부를 판단할 수 있다(605).
판단결과, 접촉 힘이 제 2값에 미달하지 않는다면, 제 2시간이 경과하였는지 여부를 판단할 수 있다(606).
판단결과, 제 2시간이 경과하였다면, 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보를 출력할 수 있다(607). 이때, 사용자에게 피검체를 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보는, 센서부의 모습에 관한 그래픽 객체, 상기 피검체의 모습에 관한 그래픽 객체, 및 사용자에게 피검체를 상기 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보에 그래픽 객체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
측정된 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하고, 이후 제 2시간 내에 제 2값에 미달하면, 피검체와 센서부가 1회 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
다음, 판단된 접촉횟수가 초기 안내정보의 소정 횟수 이상인지 여부를 판단할 수 있다(608).
판단결과, 소정 횟수에 미달하는 경우, 사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력할 수 있다(609). 이때, 사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보는, 소정횟수에 관한 그래픽 객체, 피검체와 센서부의 실제 접촉횟수에 관한 그래픽 객체, 추가적으로 접촉하여야 할 횟수에 관한 그래픽 객체, 및 사용자에게 다시 접촉하도록 안내 하는 추가 안내정보에 관한 그래픽 객체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
판단결과, 소정 횟수 이상이면 사용자에게 피검체를 센서부에 접촉한 상태에서 누르는 힘의 변화를 가이드 하는 PPG신호 측정 안내정보를 출력할 수 있다(610). 이때 PPG신호 측정 안내정보는, 시간의 흐름에 따라 피검체가 센서부를 점점 더 큰 힘으로 가압할 것을 안내 하거나, 일정 임계치 이상의 힘으로 가압한 다음, 점차 가압하는 힘을 감소시키도록 안내하는 텍스트 그래픽 객체, 및/또는 이미지 그래픽 객체를 포함할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기를 도시한 것이다. 웨어러블 기기(700)는 전술한 생체정보 추정장치(100,200)의 다양한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 웨어러블 기기(700)는 본체(710)와 스트랩(720)을 포함할 수 있다.
스트랩(720)은 본체(700)의 양단에 연결되어 사용자의 손목에 감싸는 형태로 구부려지도록 플렉시블하게 형성될 수 있다. 스트랩(720)은 서로 분리된 제1 스트랩과 제2 스트랩으로 구성될 수 있다. 제1 스트랩과 제2 스트랩은 일단이 본체(710)에 연결되고 타단이 체결수단을 통해 서로 체결될 수 있다. 이때, 체결수단은 자석 체결, 벨크로(velcro) 체결, 핀 체결 등의 방식으로 형성될 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 스트랩(720)은 이에 제한되지 않으며 밴드 형태와 같이 서로 분리되지 않는 일체로 형성될 수도 있다.
이때, 스트랩(720)은 손목에 가해지는 압력의 변화에 따라 탄성을 갖도록 내부에 공기가 주입되거나 공기 주머니를 포함하도록 형성될 수도 있으며, 본체(710)로 손목의 압력 변화를 전달할 수 있다.
본체(710) 또는 스트랩(720)의 내부에는 웨어러블 기기(700)에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다.
또한, 본체(710)의 일측에는 센서부(730)가 장착될 수 있다. 센서부(730)는 힘 센서, PPG 센서, 임피던스 센서, 모션 센서, 자이로 센서 등을 포함할 수 있다. 이때 PPG 센서는 광원과 CIS 기반 이미지 센서를 포함할 수 있다.
프로세서는 본체(710) 내부에 실장된다. 프로세서는 센서부(730)가 포함하는 힘 센서의 힘 측정 결과를 기초로 피검체와 센서부(730)의 접촉 여부, 및/또는 접촉 횟수를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 힘 센서에 의해 측정된 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하고, 이후 제 2시간 내에 제 2값에 미달하면, 피검체와 센서부가 1회 접촉한 것으로 판단할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 자세한 설명은 생략한다.
프로세서는 판단된 접촉횟수가 소정횟수를 만족하면, 센서부(730)가 포함하는 PPG 센서를 제어하여 PPG 신호를 획득할 수 있다. 프로세서는 측정된 PPG 신호와 접촉 힘을 기초로 오실로메트릭 포락선을 생성하고, 생성된 오실로메트릭 포락선을 기초로 사용자의 혈압을 추정할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
출력부는 본체(710)의 전면에 장착될 수 있다. 출력부는 PPG신호를 측정하기 전에 사용자에게 피검체를 센서부(730)에 접촉시키는 소정 횟수에 관한 초기 안내정보, 피검체의 접촉 횟수에 대한 프로세서의 판단에 기초한 추가 안내정보, 소정 횟수의 접촉이 완료되면, 사용자에게 피검체를 센서부(730)에 접촉한 상태에서 누르는 힘의 변화를 가이드 하는 PPG신호 측정 안내정보, 및/또는 혈압 추정 결과를 출력할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
저장부가 본체(710) 내부에 탑재될 수 있으며 프로세서에 의해 처리된 정보 및 혈압 추정을 위한 기준 정보 등을 저장할 수 있다
또한, 웨어러블 기기(700)는 사용자의 제어 명령을 수신하여 프로세서로 전달하는 조작부(740)를 포함할 수 있다. 조작부(740)는 본체(710)의 측면에 장착될 수 있으며, 웨어러블 기기(700)의 전원을 온/오프시키는 명령을 입력하기 위한 기능을 포함할 수 있다.
그 밖에 웨어러블 기기(700)에는 외부 기기와 각종 데이터를 송수신하는 통신부 및 그 밖의 웨어러블 기기(700)에서 제공하는 부가 기능을 수행하기 위한 각종 모듈들이 탑재될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 스마트 기기를 도시한 것이다. 스마트 기기(800)는 전술한 혈압 추정장치(100,200)의 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 이때, 스마트 기기는 스마트폰 및 태블릿 PC등을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 스마트 기기(800)는 본체(810)의 일면에 센서부(830)가 장착될 수 있다. 센서부(830)는 힘 센서와 PPG 센서를 포함할 수 있고, PPG 센서는 하나 이상의 광원(831)과 디텍터(832)를 포함할 수 있다. 이때, 디텍터(832)는 CIS 기반 이미지 센서를 포함할 수 있다. 센서부(830)는 도시된 바와 같이 본체(810)의 후면에 장착될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 센서부(830)는 임피던스 센서, 모션 센서, 자이로 센서 등의 보조센서를 포함할 수도 있다.
프로세서는 본체(810)에 실장되며, 프로세서는 센서부(830)가 포함하는 힘 센서의 힘 측정 결과를 기초로 피검체와 센서부(830)의 접촉 여부, 및/또는 접촉 횟수를 판단할 수 있다. 프로세서는 판단된 접촉횟수가 소정횟수를 만족하면, PPG 센서를 제어하여 PPG 신호를 획득할 수 있다. 프로세서는 측정된 PPG 신호와 접촉 힘을 기초로 오실로메트릭 포락선을 생성하고, 생성된 오실로메트릭 포락선을 기초로 사용자의 혈압을 추정할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
한편, 본체(810)에는 도시된 바와 같이 이미지 센서(820)가 장착될 수 있으며, 이미지 센서(820)는 사용자가 PPG 신호를 측정하기 위해 피검체, 예컨대 손가락을 센서부(830)에 접근시킬 때 손가락 이미지를 촬영하여 프로세서에 전달할 수 있다. 이때, 프로세서는 손가락의 이미지로부터 센서부(830)의 실제 위치 대비 손가락의 상대 위치를 파악하고, 출력부를 통해 손가락의 상대 위치 정보 등에 관한 그래픽 객체를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 저장부, 통신부 등이 본체(810)에 장착되며, 프로세서(810)에 의해 추정된 혈압을 저장하거나, 다른 외부 기기에 전송할 수 있다. 그 밖의 본체(810)에 다양한 기능을 수행하는 각종 모듈이 실장될 수 있다.
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, 200: 생체정보 추정장치 110: 센서부
111: 힘센서 112: PPG 센서
120: 프로세서 130: 출력부
210: 저장부 220: 통신부
700: 웨어러블 기기 800: 스마트 기기

Claims (20)

  1. 사용자의 피검체의 PPG신호를 측정하는 PPG 센서와, 상기 피검체와 상기 PPG 센서 사이의 접촉 힘을 측정하는 힘 센서를 포함하는 센서부;
    PPG신호를 측정하기 전에, 사용자가 피검체를 센서부에 접촉시켜야 하는 소정 횟수에 관한 초기 안내정보, 및 프로세서가 피검체의 접촉 횟수를 판단한 결과에 기초한 추가 안내정보를 시각, 또는 음성으로 출력하는 출력부; 및
    피검체와 센서부의 접촉 횟수를 판단하고, 상기 판단된 접촉 횟수가 상기 소정 횟수를 만족하면 상기 PPG 센서를 제어하여 측정된 PPG 신호를 이용하여 사용자의 생체정보를 추정하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 측정된 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하고, 이후 상기 측정된 접촉 힘이 제 2 시간내에 제 2값에 미달하면, 상기 피검체와 상기 센서부가 1회 접촉한 것으로 판단하고,
    상기 출력부는,
    상기 접촉 횟수가 상기 소정횟수에 미달하는 경우, 사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 생체정보 추정장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하지 않는 경우, 사용자에게 피검체가 상기 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 생체정보 추정장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 제 1값에 관한 그래픽 객체, 상기 측정된 사용자의 실제 접촉힘에 관한 그래픽 객체, 및 상기 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 그래픽 객체 중 적어도 하나를 표시하는 생체정보 추정장치.
  5. 제 1항에 있어서
    상기 출력부는,
    상기 접촉 힘이 제 2시간 내에 제 2값에 미달하지 않는 경우, 사용자에게 피검체를 상기 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 생체정보 추정장치.
  6. 제 5항에 있어서
    상기 출력부는,
    상기 센서부의 모습에 관한 그래픽 객체, 상기 피검체의 모습에 관한 그래픽 객체, 및 사용자에게 피검체를 상기 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보에 그래픽 객체 중 적어도 하나를 표시하는 생체정보 추정장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 소정횟수에 관한 그래픽 객체, 피검체와 센서부의 실제 접촉횟수에 관한 그래픽 객체, 추가적으로 접촉하여야 할 횟수에 관한 그래픽 객체, 및 상기 사용자에게 다시 접촉하도록 안내 하는 추가 안내정보에 관한 그래픽객체 중 적어도 하나를 표시하는 생체정보 추정장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 소정 횟수의 접촉이 완료되면, 사용자에게 피검체를 상기 센서부에 접촉한 상태에서 누르는 힘의 변화를 가이드 하는 PPG신호 측정 안내정보를 더 출력하는 생체정보 추정장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 측정된 PPG신호, 및 접촉 힘을 기초로 오실로메트릭 포락선을 생성하고, 생성된 오실로메트릭 포락선에 기초하여 사용자의 생체정보를 추정하는 생체정보 추정장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 생체정보는 혈압인 생체정보 추정장치.
  12. 생체정보 추정장치가,
    PPG신호를 측정하기 전에, 사용자가 피검체를 센서부에 접촉시켜야 하는 소정 횟수에 관한 초기 안내정보를 출력하는 단계;
    피검체와 센서부의 접촉 횟수를 판단하는 단계;
    상기 피검체의 접촉 횟수에 대한 판단에 기초한 추가 안내정보를 시각, 또는 음성으로 출력하는 단계;
    상기 판단된 접촉 횟수가 상기 소정 횟수를 만족하면 PPG 센서를 제어하여 상기 피검체의 PPG 신호를 측정하는 단계;
    상기 측정된 PPG 신호를 이용하여 사용자의 생체정보를 추정하는 단계; 및
    상기 접촉 횟수가 상기 소정횟수에 미달하는 경우, 사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 접촉 횟수를 판단하는 단계는,
    상기 피검체와 상기 PPG 센서 사이의 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하고, 이후 상기 접촉 힘이 제 2시간내에 제 2값에 미달하면, 상기 피검체와 상기 센서부가 1회 접촉한 것으로 판단하는 생체정보 추정방법.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 추가 안내정보를 시각, 또는 음성으로 출력하는 단계는
    상기 접촉 힘이 제 1시간 내에 제 1값을 초과하지 않는 경우, 사용자에게 피검체가 상기 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계를 포함하는 생체정보 추정방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 피검체가 상기 센서부를 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계는,
    상기 제 1값에 관한 그래픽 객체, 상기 측정된 사용자의 실제 접촉힘에 관한 그래픽 객체, 및 상기 제 1값 이상의 힘으로 가압하도록 안내하는 추가 안내정보에 관한 그래픽 객체 중 적어도 하나를 표시하는 생체정보 추정방법.
  16. 제 12항에 있어서
    상기 추가 안내정보를 시각, 또는 음성으로 출력하는 단계는
    상기 접촉 힘이 제 2시간 내에 제 2값에 미달하지 않는 경우, 사용자에게 피검체를 상기 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계를 포함하는 생체정보 추정방법.
  17. 제 16항에 있어서
    상기 사용자에게 피검체를 상기 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계는,
    상기 센서부의 모습에 관한 그래픽 객체, 상기 피검체의 모습에 관한 그래픽 객체, 및 사용자에게 피검체를 상기 센서부에서 떼도록 안내하는 추가 안내정보에 그래픽 객체 중 적어도 하나를 표시하는 생체정보 추정방법.
  18. 삭제
  19. 제 12항에 있어서,
    사용자에게 다시 접촉하도록 안내하는 추가 안내정보를 출력하는 단계는, 상기 소정횟수에 관한 그래픽 객체, 피검체와 센서부의 실제 접촉횟수에 관한 그래픽 객체, 추가적으로 접촉하여야 할 횟수에 관한 그래픽 객체, 및 상기 사용자에게 다시 접촉하도록 안내 하는 추가 안내정보에 관한 그래픽객체 중 적어도 하나를 표시하는 단계를 포함하는 생체정보 추정방법.
  20. 제 12항에 있어서,
    상기 추가 안내정보를 시각, 또는 음성으로 출력하는 단계는
    상기 소정 횟수의 접촉이 완료되면, 사용자에게 피검체를 상기 센서부에 접촉한 상태에서 누르는 힘의 변화를 가이드 하는 PPG신호 측정 안내정보를 출력하는 단계를 포함하는 생체정보 추정방법
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