KR102637780B1 - 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템 및 그의 피부 분석 방법 - Google Patents

개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템 및 그의 피부 분석 방법 Download PDF

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Abstract

광을 이용하여 다양한 신체 부위의 피부 상태 변화를 측정하여 분석할 수 있는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템 및 그의 피부 분석 방법에 관한 것으로, 신체의 피부에 광을 조사하고 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광으로부터 측정값을 획득하는 피부 측정기, 그리고 상기 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 상기 피부의 상태 변화를 분석하거나 분석 결과를 출력하는 사용자 단말기를 포함하고, 상기 피부 측정기는, 다파장의 광원부와 복수의 광수신부를 포함하고, 상기 사용자 단말기로부터 소정의 피부 측정 모드가 수신되면 상기 수신된 피부 측정 모드를 기초로 상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하며, 상기 피부에 상기 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 상기 광원부를 제어하고, 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 상기 선정된 광수신부가 수신하도록 상기 광수신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템 및 그의 피부 분석 방법{PERSONALIZED DIGITAL HEALTHCARE SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING SKIN CONDITION THEREOF}
본 발명은 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 광을 이용하여 다양한 신체 부위의 피부 상태 변화를 측정하여 분석할 수 있는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템 및 그의 피부 분석 방법에 관한 것이다.
현재 시중에는, 다양한 신체 성분을 분석하는 의료용, 비의료용 장치들이 나와 있다.
이들은, 저울을 포함하여 산소 포화도 및 심박수 측정계, 혈압계, 혈당 측정계 등이 대부분이며, 약 1 ~ 2가지의 체성분을 표시하는 장치들이다.
이러한 장치들은, 관련 센서소자와 제어부 등으로 구성되며 추가적인 생체 지표를 구하기 위하여는 추가의 센싱 소자를 부착하고 있다.
예를 들어, 생체전기저항 방식의 체성분 분석기는, 체지방량과 수분량 외에 피부 표면 온도를 추가하고자 할 경우, 그에 상응하는 소자인 온도 센서와 같은 소자를 추가하여 그 목적을 달성하고 있다.
이러한 체성분 분석 장치들 중 생체전기저항 방식의 체성분 분석 장치는, 약한 전류를 인체에 흘려서 측정되는 체내 임피던스를 분석하여 체성분을 산출하는 것으로, 주로 저울 등과 같이 신체 전체의 체성분을 분석하는 제품에서 주로 사용되고 있는데, 사용자의 물 섭취 여부, 기온 등과 같은 주변 환경에 따라 큰 오차를 가지는 문제가 있을 뿐만 아니라, 사용자가 원하는 신체 특정 부위별로 체성분 정보를 제공할 수 없는 문제도 있었다.
또한, 기존의 피부 측정 장치들은, 신체 특정 부위에 대해 피부 상태를 측정하여 현재 피부 상태에만 간단한 정보만을 제공할 뿐, 다양한 신체 부위의 피부 상태 변화 등과 같이 구체적이고 상세한 정보를 제공할 수 없어 사용자에게 다양한 편의성을 제공하지 못하는 문제도 있었다.
이와 같은 단점들을 보완하기 위해 적외선 광을 사용하는 피부측정장치로 국소 부위의 피부 내부를 측정할 수 있으나, 체성분의 변화까지 다양한 측정이 가능한 제품들은 고가의 의료용 시스템이 대부분이며, 개인이 사용할 수 있는 기존의 옥시미터와 같은 저가의 제품들은 손가락에서 산소포화도와 심박수 측정에 한정되어 있다.
따라서, 향후, 저가의 소형 피부 측정기가 작은 메모리 용량, 낮은 측정 속도, 낮은 데이터 전송 속도 등의 제약을 가지고 있음에도 다양한 신체 부위의 피부 상태 변화를 측정하여 분석할 수 있도록, 초소형의 피부 측정기 제작이 가능한 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 10-2019-0110987호 (2019. 10. 01)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은, 사용자 단말기에서 선택된 피부 측정 모드에 따라 광원부의 광 파장과 광수신부를 선정하여 측정값을 획득함으로써, 다양한 신체 부위의 피부 상태 변화를 분석함과 동시에 저가이면서 초소형의 피부 측정기 제작이 가능한 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템 및 그의 피부 분석 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템은, 신체의 피부에 광을 조사하고 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광으로부터 측정값을 획득하는 피부 측정기, 그리고 상기 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 상기 피부의 상태 변화를 분석하거나 분석 결과를 출력하는 사용자 단말기를 포함하고, 상기 피부 측정기는, 다파장의 광원부와 복수의 광수신부를 포함하고, 상기 사용자 단말기로부터 소정의 피부 측정 모드가 수신되면 상기 수신된 피부 측정 모드를 기초로 상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하며, 상기 피부에 상기 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 상기 광원부를 제어하고, 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 상기 선정된 광수신부가 수신하도록 상기 광수신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 피부 측정기는, 상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정할 때, 상기 피부 측정 모드에 따라 사용할 광 파장의 개수를 선정하고, 상기 반사광을 수신하는 광수신부의 개수 및 위치 중 적어도 어느 하나를 선정하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 피부 측정기는, 상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정할 때, 상기 피부 측정 모드에 따라 상기 측정값의 측정 회수, 측정 속도 및 측정 시간 중 적어도 어느 하나를 선정하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 피부 측정기는, 상기 획득한 측정값이 복수이면 상기 복수의 측정값을 평균화하여 상기 광 파장별 및 상기 광수신부별로 최종 측정값을 결정하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 피부 측정기는, 상기 획득한 측정값을 통신 환경에 따라 일시에 전송하거나 또는 묶음 분할하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 사용자 단말기는, 사용자 입력에 상응하여 피부 측정 모드가 선정되면 상기 선정된 피부 측정 모드를 상기 피부 측정기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 사용자 단말기는, 상기 피부 측정 모드를 선택하여 상기 피부 측정기에 전송하고, 상기 피부 측정기로부터 측정값을 수신하고, 상기 수신한 측정값을 기초로 산소 포화도와 심박수를 포함하는 생체 지표 및 옥시헤모글로빈, 디옥시헤모글로빈, 지방, 물을 포함하는 신체 구성 물질 중 적어도 하나 이상을 분석하며, 상기 분석 결과를 기초로 상기 피부의 상태 변화 정보를 실시간으로 출력하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 본 발명은, 상기 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 상기 피부의 상태 변화를 분석하는 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 피부 측정기는, 사용자 단말기 또는 서버와 통신 연결되는 통신부, 상기 신체의 피부에 광을 조사하는 다파장의 광원부, 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 수신하여 측정값을 획득하는 복수의 광수신부, 그리고 상기 통신부, 광원부, 그리고 광수신부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 상기 사용자 단말기로부터 소정의 피부 측정 모드를 수신하면 상기 피부 측정 모드를 기초로 상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하며, 상기 피부에 상기 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 상기 광원부를 제어하고, 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 상기 선정된 광수신부가 수신하여 측정값을 획득하도록 상기 광수신부를 제어하며, 상기 획득한 측정값을 상기 사용자 단말기 또는 서버로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 측정기를 포함하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 단말기는, 상기 피부 측정기와 통신 연결되는 통신부, 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창 및 분석 결과 정보를 표시하는 디스플레이부, 상기 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하는 분석부, 그리고 상기 통신부, 디스플레이부 및 분석부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 피부 측정기와 통신 연결되면 상기 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창을 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하고, 상기 측정 모드 선택창으로부터 소정의 피부 측정 모드를 선택하는 사용자 입력이 수신되면 상기 선택된 피부 측정 모드를 상기 피부 측정기로 전송하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 선택된 피부 측정 모드에 상응하여 측정된 측정값을 상기 피부 측정기로부터 수신하면 상기 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하도록 상기 분석부를 제어하고, 상기 분석부로부터 분석된 피부 분석 결과 정보를 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 측정 모드 선택창은, 다수의 피부 측정 모드 항목들과 각 항목에 상응하는 선택 버튼을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 선택 버튼을 통해 사용자 입력이 수신되면 상기 선택 버튼에 상응하는 피부 측정 모드를 상기 피부 측정기로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 측정 모드 선택창은, 사람의 몸 전체를 보여주는 신체 형상을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 신체 형상 중 특정 신체 부위를 선택하는 사용자 입력이 수신되면 상기 선택한 특정 신체 부위에 상응하는 피부 측정 모드를 상기 피부 측정기로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 측정기 및 사용자 단말기를 포함하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 서버는, 상기 피부 측정기 및 사용자 단말기와 통신 연결되는 통신부, 상기 사용자 단말기의 유료 서비스 결제를 처리하는 결제 처리부, 상기 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하는 분석부, 그리고 상기 통신부, 저장부 및 분석부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 사용자 단말기가 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창 제공을 요청하면 상기 상응하는 사용자 단말기로 무료 서비스의 피부 측정 모드만을 활성화하고 유료 서비스의 피부 측정 모드를 비활성화한 측정 모드 선택창을 제공하고, 상기 사용자 단말기로부터 유료 서비스 결제 요청을 수신하면 상기 사용자 단말기의 유료 서비스 결제를 처리하도록 상기 결제 처리부를 제어하며, 상기 유료 서비스 결제 처리가 완료되면 상기 상응하는 사용자 단말기로 유료 서비스의 피부 측정 모드를 활성화한 측정 모드 선택창을 제공하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 측정기 및 사용자 단말기를 포함하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 피부 분석 방법은, 상기 사용자 단말기가 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창을 표시하는 단계, 상기 사용자 단말기가 상기 측정 모드 선택창으로부터 소정의 피부 측정 모드를 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계, 상기 사용자 단말기가 상기 선택된 피부 측정 모드를 상기 피부 측정기로 전송하는 단계, 상기 피부 측정기가 상기 사용자 단말기로부터 상기 선택된 피부 측정 모드를 수신하는 단계, 상기 피부 측정기가 상기 수신된 피부 측정 모드를 기초로 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하는 단계, 상기 피부 측정기가 피부에 상기 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 상기 광원부를 제어하고 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 상기 선정된 광수신부가 수신하도록 제어하여 측정값을 획득하는 단계, 상기 피부 측정기가 상기 획득한 측정값을 상기 사용자 단말기로 전송하는 단계, 상기 사용자 단말기가 상기 피부 측정기로부터 상기 측정값을 수신하는 단계, 및 상기 사용자 단말기가 상기 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하여 피부 분석 결과 정보를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 피부 분석 방법을 제공하는 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 상술한 방법 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위해 매체에 저장된다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따르면, 사용자 단말기에서 선택된 피부 측정 모드에 따라 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하여 측정값을 획득함으로써, 다양한 신체 부위의 피부 상태 변화를 분석함과 동시에 저가이면서 초소형의 피부 측정기 제작이 가능하다.
또한, 본 발명은, 특별한 추가 센서 없이 다파장의 근적외선 광원 모듈과 복수 개의 광수신소자만으로 구성된 저가의 초소형 피부 측정기를 사용하여, 산소포화도와 심박수 2개의 신체 지수와 동시에 옥시헤모글로빈, 디옥시헤모글로빈, 지방, 물의 최소 4가지 물질의 변화량을 측정하고 분석할 수 있다.
또한, 본 발명은, 적외선을 이용한 분석 방법으로서, 빛이 도달하는 국소 부위만큼의 체성분을 구분하여 분석할 수 있으며 이를 활용하면 생체 전기 임피던스 분석 방법보다 구체적인 신체 특정 부위별(예를 들어, 오른쪽 볼, 목, 오른쪽 상완, 왼쪽 대퇴 등) 체성분의 변화를 분석하고 추적할 수 있다는 장점이 있어 생체 전기 임피던스 분석 방법과 상호보완적 지표로 활용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 비의료기기로서, 일반인이 의료적 정밀도를 요하지 않는 일상생활에서의 특정 신체 부위의 체성분의 변화를 장단기적으로 측정하기 위한 것으로서, 적외선 광원과 광수신부를 활용하여 산소포화도와 심박수의 2가지 지표와 해당 부위 피부의 구성 물질 중 4가지 이상에 대하여 그 비율을 구분하고 그 변화량을 효율적으로 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은, 측정 목표로 하는 신체지표 및 신체 구성 물질의 특성에 따라 그 제어 방법을 달리함으로써 저가의 초소형 피부측정기기에서도 가장 효율적인 방법으로 목표하는 수준의 데이터를 추출할 수 있으며, 본 발명의 제어 방법은, 측정하고자 하는 생체지표에 따른 측정 모드 선택을 통해 구현할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는, 도 1의 피부 측정기를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은, 도 1의 사용자 단말기를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는, 도 1의 서버를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 5 내지 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 피부 측정 모드와 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8a 및 도 8b는, 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창을 보여주는 도면이다.
도 9는, 피부 측정 모드의 유료 서비스 제공 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
설명에 앞서 본 명세서에서 사용하는 용어의 의미를 간략히 설명한다. 그렇지만 용어의 설명은 본 명세서의 이해를 돕기 위한 것이므로, 명시적으로 본 발명을 한정하는 사항으로 기재하지 않은 경우에 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 의미로 사용하는 것이 아님을 주의해야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템(10)은, 신체의 피부에 광을 조사하고 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광으로부터 측정값을 획득하는 피부 측정기(100)와, 피부 측정기(100)로부터 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하거나 분석 결과를 출력하는 사용자 단말기(200)를 포함할 수 있다.
경우에 따라, 다른 실시예로서, 본 발명의 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템(10)은, 피부 측정기(100)로부터 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하는 서버(300)를 더 포함할 수도 있다.
피부 측정기(100)와 사용자 단말기(200) 사이, 피부 측정기(100)와 서버(300) 사이 및 사용자 단말기(100)와 서버(300) 사이를 통신 연결하는 네트워크는, 유/무선 네트워크를 모두 포함하는데, 피부 측정기(100)와 사용자 단말기(200) 사이, 피부 측정기(100)와 서버(300) 사이, 사용자 단말기(100)와 서버(300) 사이에서 페어링 또는/및 데이터 송수신을 위해 다양한 통신 규격 내지 프로토콜을 지원하는 통신 네트워크를 통칭한다.
이러한 유/무선 네트워크는, 규격에 의해 현재 또는 향후 지원될 통신 네트워크를 모두 포함하며, 그를 위한 하나 또는 그 이상의 통신 프로토콜들을 모두 지원 가능하다.
이러한 유/무선 네트워크에는 예컨대, USB(Universal Serial Bus), CVBS(Composite Video Banking Sync), 컴포넌트(Component), S-비디오(아날로그), DVI(Digital Visual Interface), HDMI(High Definition Multimedia Interface), RGB, D-SUB와 같은 유선 연결을 위한 네트워크와 그를 위한 통신 규격 내지 프로토콜과, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA: infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), DLNA(Digital Living Network Alliance), WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE/LTE-A(Long Term Evolution/LTE-Advanced), Wi-Fi 다이렉트(direct)와 같은 무선 연결을 위한 네트워크와 그를 위한 통신 규격 내지 프로토콜에 의하여 형성될 수 있다.
또한, 사용자 단말기(200)는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함되는 이동 단말기일 수도 있다.
다른 경우로서, 사용자 단말기(200)는, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 스마트 미러 등과 같은 고정 단말기에 적용될 수도 있다.
그리고, 피부 측정기(100)는, 다파장의 광원부와 복수의 광수신부를 포함할 수 있다.
피부 측정기(100)는, 사용자 단말기(200)로부터 소정의 피부 측정 모드가 수신되면 수신된 피부 측정 모드를 기초로 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하며, 피부에 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 광원부를 제어하고, 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 선정된 광수신부가 수신하도록 광수신부를 제어할 수 있다.
여기서, 피부 측정기(100)는, 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정할 때, 피부 측정 모드에 따라 사용할 광 파장의 개수를 선정하고, 반사광을 수신하는 광수신부의 개수 및 위치 중 적어도 어느 하나를 선정할 수 있다.
일 예로, 피부 측정기(100)는, 피부 측정 모드가 제1 피부 측정 모드이면 서로 다른 2개의 광 파장을 선정하고, 복수의 광수신부 중 광원부에 가장 근접한 광수신부 1개를 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 제1 피부 측정 모드가 맥동을 이용한 산소 포화도와 심박수를 측정하는 모드일 경우, 피부 측정기(100)는, 서로 다른 2개의 광 파장을 선정할 때, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 선정할 수 있다.
예를 들면, 피부 측정기(100)는, 기준 광 파장을 800nm 광 파장대로 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
이때, 피부 측정기(100)는, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장을 800nm ~ 1000nm를 포함하는 광 파장대로부터 선정하고, 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 600nm ~ 800nm를 포함하는 광 파장대로부터 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
다른 일 예로, 피부 측정기(100)는, 피부 측정 모드가 제2 피부 측정 모드이면 서로 다른 2개 ~ 3개의 광 파장을 선정하고, 복수의 광수신부 중 광원부에 근접한 광수신부 1개 ~ 2개를 선정할 수 있다.
여기서, 제2 피부 측정 모드가 근육의 움직임에 따라 변화되는 산소 포화도를 실시간 측정하는 모드일 경우, 피부 측정기(100)는, 서로 다른 2개 ~ 3개의 광 파장을 선정할 때, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 선정하고, 필요한 경우 기준 광 파장보다 높거나 낮은 제3 광 파장을 선정할 수 있다.
예를 들면, 피부 측정기(100)는, 기준 광 파장을 800nm 광 파장대로 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
이때, 피부 측정기(100)는, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장을 800nm ~ 1000nm를 포함하는 광 파장대로부터 선정하고, 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 600nm ~ 800nm를 포함하는 광 파장대로부터 선정할 수 있으며, 필요한 경우 기준 광 파장보다 높거나 낮은 임의의 제3 광 파장을 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
또 다른 일 예로, 피부 측정기(100)는, 피부 측정 모드가 제3 피부 측정 모드이면 서로 다른 모든 광 파장을 선정하고, 모든 광수신부를 선정할 수 있다.
여기서, 제3 피부 측정 모드가 안정된 피부의 모든 체성분 비율을 측정하는 모드일 경우, 피부 측정기(100)는, 서로 다른 모든 광 파장을 선정할 때, 근적외선 파장대로부터 서로 다른 모든 광 파장을 선정할 수 있다.
다음, 피부 측정기(100)는, 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정할 때, 피부 측정 모드에 따라 측정값의 측정 회수, 측정 속도 및 측정 시간 중 적어도 어느 하나를 선정할 수 있다.
일 예로, 피부 측정기(100)는, 피부 측정 모드가 제1 피부 측정 모드이면 측정값의 측정 속도를 초당 20회 이상의 빠르기로 선정하고, 측정 시간을 수초 ~ 수십초로 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 제1 피부 측정 모드는, 맥동을 이용한 산소 포화도와 심박수를 측정하는 모드일 수 있다.
다른 일 예로, 피부 측정기(100)는, 피부 측정 모드가 제2 피부 측정 모드이면 측정값의 측정 속도를 초당 2회 ~ 10회의 빠르기로 선정하고, 측정 회수를 1회로 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 제2 피부 측정 모드는, 근육의 움직임에 따라 변화되는 산소 포화도를 실시간 측정하는 모드일 수 있다.
또 다른 일 예로, 피부 측정기(100)는, 피부 측정 모드가 제3 피부 측정 모드이면 측정값의 측정 속도를 초당 2회 이하의 빠르기로 선정하고, 측정 회수를 2회 ~ 수십회로 선정할 수 있다.
이어, 피부 측정기(100) 또는 사용자 단말기(200)는, 획득한 복수의 측정값을 평균화하여 광 파장별 및 광수신부별로 최종 측정값을 결정할 수 있다.
여기서, 제3 피부 측정 모드는, 안정된 피부의 모든 체성분 비율을 측정하는 모드일 수 있다.
또한, 피부 측정기(100)는, 획득한 측정값을 통신 환경에 따라 일시에 전송하거나 또는 묶음 분할하여 전송할 수도 있다.
한편, 사용자 단말기(200)는, 사용자 입력에 상응하여 피부 측정 모드가 선정되면 선정된 피부 측정 모드를 피부 측정기(100)로 전송할 수 있다.
또한, 사용자 단말기(200)는, 피부 측정기(100)로부터 측정값을 수신하고, 수신한 측정값을 기초로 산소 포화도와 심박수를 포함하는 생체 지표 및 옥시헤모글로빈, 디옥시헤모글로빈, 지방, 물을 포함하는 신체 구성 물질 중 적어도 하나 이상을 분석하며, 분석 결과를 기초로 피부의 상태 변화 정보를 실시간으로 출력할 수 있다.
일 예로, 사용자 단말기(200)는, 피부 측정기(100)로부터 측정값을 수신하고, 수신한 측정값이 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 포함하는 제1 피부 측정 모드의 측정값이면 수신한 측정값을 기초로 산소 포화도와 심박수를 분석할 수 있다.
여기서, 사용자 단말기(200)는, 수신한 측정값을 기초로 상기 산소 포화도를 분석할 때, R = log10((Idc+ac)/(Idc))λ1/log10((Idc+ac)/(Idc))λ2, SaO2 = Co/Co + Cr = αr2R - αr1/(αr2 - αo2)R - (αr1 - αo1) (여기서, SaO2는 산소 포화도, Co는 옥시헤모글로빈의 농도, Cr은 디옥시헤모글로빈의 농도, αo1은 상기 제1 광 파장에서 옥시헤모글로빈의 흡수 계수, αo2은 상기 제2 광 파장에서 옥시헤모글로빈의 흡수 계수, αr1은 상기 제1 광 파장에서 디옥시헤모글로빈의 흡수 계수, αr2은 상기 제2 광 파장에서 디옥시헤모글로빈의 흡수 계수, Idc는 인체에 흡수되는 광의 직류 성분, Idc +ac는 인체에 흡수되는 광의 직류 성분과 교류 성분의 합임)으로 이루어지는 수식에 의해 상기 산소 포화도를 산출하여 분석할 수 있다.
다른 일 예로, 사용자 단말기(200)는, 피부 측정기(100)로부터 측정값을 수신하고, 수신한 측정값이 기준 광 파장보다 높은 하나 이상의 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 하나 이상의 제2 광 파장을 포함하는 제2 피부 측정 모드의 측정값이면 수신한 측정값을 기초로 신체 근육의 산소 포화도를 실시간으로 분석할 수 있다.
여기서, 사용자 단말기(200)는, 수신한 측정값을 기초로 신체 근육의 산소 포화도를 분석할 때, 수신한 측정값으로부터 회로증폭 보상값을 산출하여 회로증폭의 영향을 제거하고, 산출된 회로증폭 보상값으로부터 광수신소자의 파장별 수신감도 특성값이 적용된 수신감도 보상값을 산출하여 파장별 수신감도 영향을 제거하며, 수신감도 보상값과 광원의 광세기를 기초로 흡수 및 산란 감쇄율을 산출하며, 흡수 및 산란 감쇄율로부터 피부의 산란에 의한 감쇄율을 제거하여 흡수율을 산출하고, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장 사이에서의 흡수율 차이를 기초로 옥시헤모글로빈과 디옥시헤모글로빈의 비율 또는 변화량을 추정하여 신체 근육의 산소 포화도를 분석할 수 있다.
이때, 사용자 단말기(200)는, 회로증폭 보상값을 산출할 때, 회로증폭 보상값 = 측정값/피부 측정기의 광수신소자의 증폭률로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
또한, 사용자 단말기(200)는, 수신감도 보상값을 산출할 때, 수신감도 보상값 = 회로증폭 보상값/광수신소자의 파장별 수신감도로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
또한, 사용자 단말기(200)는, 흡수 및 산란 감쇄율을 산출할 때, 흡수 및 산란 감쇄율 = Log(광원의 광세기/수신감도 보상값)으로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
또한, 사용자 단말기(200)는, 흡수율을 산출할 때, 흡수율 = 흡수 및 산란 감쇄율 - (산란 감쇄율 * 측정 부위 보정 계수)로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
또한, 사용자 단말기(200)는, 제1 또는 제2 광 파장에서의 흡수율을 산출할 때, 흡수율 = 옥시헤모글로빈의 흡수 계수 * 옥시헤모글로빈의 비율 + 디옥시헤모글로빈의 흡수 계수 * 디옥시헤모글로빈의 비율 + 지방과 수분의 흡수율 + 기타 물질의 흡수율로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
또 다른 일 예로, 사용자 단말기(200)는, 피부 측정기(100)로부터 측정값을 수신하고, 수신한 측정값이 광 파장별 및 광수신기별로 결정된 최종 측정값을 포함하는 제3 피부 측정 모드의 측정값이면 수신한 측정값을 기초로 피부의 모든 체성분을 분석할 수 있다.
여기서, 사용자 단말기(200)는, 수신한 측정값을 기초로 피부의 모든 체성분을 분석할 때, 지방에서 높은 흡수 계수를 갖는 파장과 수분에서 높은 흡수 계수를 갖는 파장에 해당하는 광원의 흡수율로부터 옥시헤모글로빈과 디옥시헤모글로빈의 양에 해당하는 흡수율을 제거하여 지방과 수분의 흡수율을 산출하고, 이를 기초로 지방과 수분의 비율 또는 변화량을 추정하여 피부의 모든 체성분을 분석할 수 있다.
이때, 사용자 단말기(200)는, 지방과 수분의 흡수율을 산출할 때, 지방과 수분의 흡수율 = (흡수율 - 헤모글로빈 류 흡수율) * 기울기 값 * 보정 계수, 기울기 값 = RPDn+1/RPDn (여기서, n은 1 이상의 자연수, PDn 및 PDn +1은 서로 인접한 광수신부, RPDn은 PDn 및 PDn + 1 중 광원부에 더 가까이 배치된 광수신부에 수신되는 광 세기의 측정값, RPDn +1은 PDn 및 PDn + 1 중 광원부에 더 멀리 배치된 광수신부에 수신되는 광 세기의 측정값임)으로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 측정 목표로 하는 신체지표 및 신체 구성 물질의 특성에 따라 그 제어 방법을 달리함으로써 저가의 초소형 피부측정기기에서도 가장 효율적인 방법으로 목표하는 수준의 데이터를 추출할 수 있다.
본 발명의 제어 방법은, 측정하고자 하는 생체지표에 따른 측정 모드 선택을 통해 구현할 수 있으며, 대표적으로 아래의 세 가지 피부 측정 모드로 구분할 수 있다.
제1 피부 측정 모드는, 맥동을 이용한 산소포화도와 심박수를 측정하는 모드로서, 측정 데이터를 줄여 측정 속도와 데이터 용량을 줄이고, 측정 데이터를 전송함으로써, 고속 측정이 가능하다.
제1 피부 측정 모드는, 저가 소형의 피부 측정기에서도 맥동을 측정해내기 쉬운 부위, 예를 들어 손가락이나 손바닥 등에서 정확한 산소포화도를 구하기 위한 방법으로서, 근육이나 지방이 많은 부위에서는, 고가의 의료장비가 아니라면 맥동을 측정해내기 어렵다.
산소포화도와 심박수 측정의 경우, 약 800nm 파장을 중심으로 하여 단파장 대역에서는, 디옥시헤모글로빈의 흡수율이 높고, 장파장 대역에서는, 옥시헤모글로빈의 흡수율이 높은 특성을 갖는다.
따라서, 파장별로 수신된 반사광값으로 상대적인 광학적 특성을 이용하여 맥동 신호를 측정함으로써, 산소포화도와 심박수 측정이 가능하다.
또한, 수신된 반사광이 만들어 내는 맥동의 교류성분인 진폭의 차이를 이용하여 산소포화도와 심박수를 구하려면, 초당 최소 20회 이상의 반사광 값을 측정할 수 있어야 한다.
따라서, 본 발명에서는, 약 800nm를 기준으로 이보다 높은 파장(예를 들어 940nm)과 이보다 낮은 파장(예를 들어 660nm)을 특정하여, 이 두 파장의 광원 및 광원과 가장 근접한 1개의 광수신부만을 제어하여 측정함으로써, 초당 20회 이상의 측정이 가능하며 측정 데이터량도 크게 줄일 수 있다.
이와 같이, 초당 20회 이상의 반사광 값을 수초에서 수십초 동안 획득한 후, 측정된 데이터를 통신 환경에 따라 일시 또는 묶음 분할하여 사용자 단말기 또는 서버에 전송할 수 있다.
이러한 방식은, 측정값을 매번 전송할 때 발생하는 무선통신 속도에 의한 측정지연을 제거하여, 측정 속도를 최대로 높일 수 있다.
전송된 데이터는, 두 파장에 대한 진폭의 차이를 기반으로 한 공식을 이용해 산소포화도와 심박수를 구할 수 있다.
이때, 특정한 파장 940nm과 660nm는 실시 예일 뿐이며, 상황에 따라 800nm를 기준으로 높고 낮은 다른 파장의 광원이 활용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 두 파장의 광을 사용하여 측정된 맥동 신호를 획득할 수 있다.
여기서, 심박수는, 일정 시간 단위, 예를 들어 1분당 맥동의 횟수를 통해 측정할 수 있다.
다음, 제2 피부 측정 모드는, 동작 시, 근육 등 국소 부위의 산소포화도 실시간 측정할 수 있는 모드로서, 2~3개 파장의 광과 1~2개의 수신소자를 사용하여 측정 속도를 높이고 데이터량을 줄일 수 있다.
여기서, 제2 피부 측정 모드는, 측정 결과를 매번 전송할 수 있으므로, 근육의 움직임에 따라 변화되는 산소포화도를 실시간 모니터링할 수 있다.
근육에서는, 맥동 신호 측정이 매우 어려우므로 초당 20회 이상의 측정 속도가 필요하지는 않지만, 근육이 움직이는 동안 활성도를 실시간으로 모니터링하기 위해서는 초당 2~10회 정도의 산소포화도 측정이 적정하다.
근육의 산소포화도 측정을 위해 약 800nm를 기준으로 이보다 높은 하나 이상의 파장(예를 들어 850, 940nm)과 이보다 낮은 하나 이상의 파장(예를 들어 660, 780nm) 중 특정한 두 개 내지 세 개 파장의 광원 및 광원과 가장 근접한 한 개 내지 두 개의 광수신부만을 제어하여 측정함으로써, 사용자 단말기 또는 서버에 매번 전송되는 데이터량을 줄일 수 있다.
이렇게 전송되는 데이터를 분석하여 운동 중인 근육의 산소포화도를 실시간으로 확인할 수 있다.
측정된 데이터는, 다음과 같은 단계를 통해 옥시헤모글로빈과 디옥시헤모글로빈의 구성비 또는 그 변화량으로 분석될 수 있다.
또한 이 두 물질의 비율을 통해 해당 부위, 예를 들어 이두박근 등 근육에서의 산소포화도를 계산할 수 있다.
아래의 계산 단계의 구분은 편의상의 구분으로서 한 사례일 뿐이며, 그 순서는 상황에 따라 바뀔 수 있다.
제1 단계는, 광수신소자에 입사되는 반사광의 세기는 매우 작기 때문에, 광수신소자와 함께 증폭 회로가 사용된다.
각 수신소자에 따라 회로의 증폭률은 다를 수 있으며, 반사광의 측정값은 광수신소자에 입사된 반사광의 세기가 증폭된 값이므로 회로 증폭의 영향을 제거한다.
회로증폭 보상값을 산출할 때, 회로증폭 보상값 = 측정값/피부 측정기의 광수신소자의 증폭률로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
제2 단계는, 광수신소자는 광원의 파장에 따라 광수신 감도 특성이 다르므로, 회로증폭 보상값으로부터 각 파장에 따른 수신 감도의 영향을 제거한다.
수신감도 보상값을 산출할 때, 수신감도 보상값 = 회로증폭 보상값/광수신소자의 파장별 수신감도로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
제3 단계는, 수신감도 보상값과 각 파장별 광원의 광세기와의 비에 로그(Log)를 취함으로써 감쇄율로 변환한다.
이때, 감쇄율에는, 흡수와 산란에 의한 감쇄가 모두 포함되어 있다.
흡수 및 산란 감쇄율을 산출할 때, 흡수 및 산란 감쇄율 = Log(광원의 광세기/수신감도 보상값)으로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
제4 단계는, 흡수 및 산란 감쇄율로부터 피부의 산란에 의한 감쇄율을 제거하는데, 피부의 산란 감쇄율은, 측정되는 신체의 위치에 따라 다르게 적용할 수 있다.
흡수율을 산출할 때, 흡수율 = 흡수 및 산란 감쇄율 - (산란 감쇄율 * 측정 부위 보정 계수)로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
제5 단계는, 약 800nm를 기준으로 높은 파장과 낮은 파장에서의 흡수율 차이 분석을 통해 옥시헤모글로빈과 디옥시헤모글로빈의 비율 또는 변화량을 추정할 수 있다.
각 파장에 따라 아래와 같은 수식을 사용하여 계산할 수 있다.
제1 또는 제2 광 파장에서의 흡수율을 산출할 때, 흡수율 = 옥시헤모글로빈의 흡수 계수 * 옥시헤모글로빈의 비율 + 디옥시헤모글로빈의 흡수 계수 * 디옥시헤모글로빈의 비율 + 지방과 수분의 흡수율 + 기타 물질의 흡수율로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
이어, 제3 피부 측정 모드는, 안정된 피부의 성분 비율 측정하는 모드로서, 모든 광원과 수신소자를 제어하여 초당 2회 이하의 속도로 측정할 수 있으며, 오차가 적은 안정된 측정값을 획득할 수 있다.
변화가 적은 피부의 성분 비율 측정을 위해서는, 보다 안정적인 반사광 측정값이 요구된다.
따라서, 본 발명은, 순차적으로 모든 파장의 광원을 조사하면서 모든 광수신부를 제어하여 그 반사광값을 획득하는 방법을 최소 2회 이상에서 수십회까지 반복하여 그 평균값을 파장별 광수신부별 최종 측정값으로 정하는 것이 바람직하다.
이렇게 함으로써, 특히 변화가 심한 헤모글로빈 류의 안정적인 값을 획득할 수 있으며, 이 측정값은 헤모글로빈의 경우에는 모드 2에서의 계산 과정을 동일하게 사용하고, 지방과 수분에 대해서는 다음과 같은 단계를 통해 최종적으로 신체 구성물질의 구성비 또는 그 변화량으로 계산될 수 있다.
여기서, 지방과 수분의 비율 또는 변화량의 추정은, 지방에서 높은 흡수계수를 갖는 파장(예: 920 ~ 930nm)과 수분에서 높은 흡수계수를 갖는 파장(예: 970 ~ 980nm)에 해당하는 광원의 흡수율로부터 위에서 계산된 옥시헤모글로빈과 디옥시헤모글로빈의 양에 해당하는 흡수율을 제거한 후의 값을 도출하여 분석할 수 있다.
지방 또는 수분에서 높은 흡수계수를 갖는 각 파장에 따라 아래와 같은 수식을 사용하여 계산할 수 있다.
지방과 수분의 흡수율을 산출할 때, 지방과 수분의 흡수율 = (흡수율 - 헤모글로빈 류 흡수율) * 기울기 값 * 보정 계수, 기울기 값 = RPDn+1/RPDn (여기서, n은 1 이상의 자연수, PDn 및 PDn+1은 서로 인접한 광수신부, RPDn은 PDn 및 PDn+1 중 광원부에 더 가까이 배치된 광수신부에 수신되는 광 세기의 측정값, RPDn+1은 PDn 및 PDn+1 중 광원부에 더 멀리 배치된 광수신부에 수신되는 광 세기의 측정값임)으로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 사용자 단말기에서 선택된 피부 측정 모드에 따라 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하여 측정값을 획득함으로써, 다양한 신체 부위의 피부 상태 변화를 분석함과 동시에 저가이면서 초소형의 피부 측정기 제작이 가능하다.
또한, 본 발명은, 특별한 추가 센서 없이 다파장의 근적외선 광원 모듈과 복수 개의 광수신소자만으로 구성된 저가의 초소형 피부 측정기를 사용하여, 산소포화도와 심박수 2개의 신체 지수와 동시에 옥시헤모글로빈, 디옥시헤모글로빈, 지방, 물의 최소 4가지 물질의 변화량을 측정하고 분석할 수 있다.
또한, 본 발명은, 적외선을 이용한 분석 방법으로서, 빛이 도달하는 국소 부위만큼의 체성분을 구분하여 분석할 수 있으며 이를 활용하면 생체 전기 임피던스 분석 방법보다 구체적인 신체 특정 부위별(예를 들어, 오른쪽 볼, 목, 오른쪽 상완, 왼쪽 대퇴 등) 체성분의 변화를 분석하고 추적할 수 있다는 장점이 있어 생체 전기 임피던스 분석 방법과 상호보완적 지표로 활용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 비의료기기로서, 일반인이 의료적 정밀도를 요하지 않는 일상생활에서의 특정 신체 부위의 체성분의 변화를 장단기적으로 측정하기 위한 것으로서, 적외선 광원과 광수신부를 활용하여 산소포화도와 심박수의 2가지 지표와 해당 부위 피부의 구성 물질 중 4가지 이상에 대하여 그 비율을 구분하고 그 변화량을 효율적으로 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은, 측정 목표로 하는 신체지표 및 신체 구성 물질의 특성에 따라 그 제어 방법을 달리함으로써 저가의 초소형 피부측정기기에서도 가장 효율적인 방법으로 목표하는 수준의 데이터를 추출할 수 있으며, 본 발명의 제어 방법은, 측정하고자 하는 생체지표에 따른 측정 모드 선택을 통해 구현할 수 있다.
도 2는, 도 1의 피부 측정기를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 피부 측정기(100)는, 사용자 단말기 또는 서버와 통신 연결되는 통신부(110), 신체의 피부에 광을 조사하는 다파장의 광원부(120), 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 수신하여 측정값을 획득하는 복수의 광수신부(130), 그리고 통신부(110), 광원부(120), 그리고 광수신부(130)를 제어하는 제어부(140)를 포함할 수 있다.
여기서, 통신부(110)는, 사용자 단말기 또는 서버에 통신 연결될 수 있는데, 유선 또는 무선으로 네트워크에 접속하여 컨텐츠 등의 디지털 데이터를 송/수신할 수 있다.
예를 들어, 통신부(110)는, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.
여기서, 무선 인터넷 모듈은, 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 피부 측정기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다.
무선 인터넷 모듈은, 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 무선 인터넷 모듈은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 무선 인터넷 모듈은, 이동통신 모듈의 일종으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈은, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
광원부(120)는, 사용자의 피부에 접촉되어 피부 내부로 광을 조사할 수 있다.
예를 들어, 광원부(120)는 레이저, LED 등의 광원일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
광원부(120)는, 단일파장 또는 다파장의 광원부일 수 있다.
즉, 광원부(120)는 특정 파장의 광을 조사할 수도 있고, 다양한 파장의 광을 조사할 수도 있다.
광수신부(130)는, 사용자의 피부에 접촉되어 피부 내부에서 반사되는 광을 수신할 수 있다.
예를 들어, 광수신부(130)는, 포토다이오드 등의 광수신소자일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음, 제어부(140)는, 통신부(110)를 통해 사용자 단말기로부터 소정의 피부 측정 모드를 수신하면 피부 측정 모드를 기초로 광원부(120)의 광 파장과 광수신부(130)를 선정하며, 피부에 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 광원부(120)를 제어하고, 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 선정된 광수신부(130)가 수신하여 측정값을 획득하도록 광수신부(130)를 제어하며, 획득한 측정값을 사용자 단말기 또는 서버로 전송하도록 통신부(110)를 제어할 수 있다.
여기서, 제어부(140)는, 광원부(120)의 광 파장과 광수신부(130)를 선정할 때, 피부 측정 모드에 따라 사용할 광 파장의 개수를 선정하고, 반사광을 수신하는 광수신부(130)의 개수 및 위치 중 적어도 어느 하나를 선정할 수 있다.
일 예로, 제어부(140)는, 피부 측정 모드가 제1 피부 측정 모드이면 서로 다른 2개의 광 파장을 선정하고, 복수의 광수신부 중 광원부에 가장 근접한 광수신부 1개를 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 제1 피부 측정 모드가 맥동을 이용한 산소 포화도와 심박수를 측정하는 모드일 경우, 피부 측정기(100)는, 서로 다른 2개의 광 파장을 선정할 때, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 선정할 수 있다.
다른 일 예로, 제어부(140)는, 피부 측정 모드가 제2 피부 측정 모드이면 서로 다른 2개 ~ 3개의 광 파장을 선정하고, 복수의 광수신부 중 광원부에 근접한 광수신부 1개 ~ 2개를 선정할 수 있다.
여기서, 제2 피부 측정 모드가 근육의 움직임에 따라 변화되는 산소 포화도를 실시간 측정하는 모드일 경우, 제어부(140)는, 서로 다른 2개 ~ 3개의 광 파장을 선정할 때, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 선정하고, 필요한 경우 기준 광 파장보다 높거나 낮은 제3 광 파장을 선정할 수 있다.
또 다른 일 예로, 제어부(140)는, 피부 측정 모드가 제3 피부 측정 모드이면 서로 다른 모든 광 파장을 선정하고, 모든 광수신부(130)를 선정할 수 있다.
여기서, 제3 피부 측정 모드가 안정된 피부의 모든 체성분 비율을 측정하는 모드일 경우, 제어부(140)는, 서로 다른 모든 광 파장을 선정할 때, 근적외선 파장대로부터 서로 다른 모든 광 파장을 선정할 수 있다.
다음, 제어부(140)는, 광원부(120)의 광 파장과 광수신부(130)를 선정할 때, 피부 측정 모드에 따라 측정값의 측정 회수, 측정 속도 및 측정 시간 중 적어도 어느 하나를 선정할 수 있다.
일 예로, 제어부(140)는, 피부 측정 모드가 제1 피부 측정 모드이면 측정값의 측정 속도를 초당 20회 이상의 빠르기로 선정하고, 측정 시간을 수초 ~ 수십초로 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
다른 일 예로, 제어부(140)는, 피부 측정 모드가 제2 피부 측정 모드이면 측정값의 측정 속도를 초당 2회 ~ 10회의 빠르기로 선정하고, 측정 회수를 1회로 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
또 다른 일 예로, 제어부(140)는, 피부 측정 모드가 제3 피부 측정 모드이면 측정값의 측정 속도를 초당 2회 이하의 빠르기로 선정하고, 측정 회수를 2회 ~ 수십회로 선정할 수 있다.
이어, 제어부(140)는, 획득한 측정값이 복수이면 복수의 측정값을 평균화하여 광 파장별 및 광수신부별로 최종 측정값을 결정할 수 있다.
또한, 제어부(140)는, 획득한 측정값을 통신 환경에 따라 일시에 전송하거나 또는 묶음 분할하여 전송할 수도 있다.
도 3은, 도 1의 사용자 단말기를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사용자 단말기(200)는, 피부 측정기와 통신 연결되는 통신부(210), 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창 및 분석 결과 정보를 표시하는 디스플레이부(220), 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하는 분석부(230), 그리고 통신부(210), 디스플레이부(220) 및 분석부(230)를 제어하는 제어부(240)를 포함할 수 있다.
여기서, 제어부(240)는, 피부 측정기와 통신 연결되면 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창을 표시하도록 디스플레이부(220)를 제어하고, 측정 모드 선택창으로부터 소정의 피부 측정 모드를 선택하는 사용자 입력이 수신되면 선택된 피부 측정 모드를 피부 측정기로 전송하도록 통신부(210)를 제어하며, 선택된 피부 측정 모드에 상응하여 측정된 측정값을 피부 측정기로부터 수신하면 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하도록 분석부(230)를 제어하고, 분석부(230)로부터 분석된 피부 분석 결과 정보를 표시하도록 디스플레이부(220)를 제어할 수 있다.
일 예로, 측정 모드 선택창은, 다수의 피부 측정 모드 항목들과 각 항목에 상응하는 선택 버튼을 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 제어부(240)는, 선택 버튼을 통해 사용자 입력이 수신되면 선택 버튼에 상응하는 피부 측정 모드를 피부 측정기로 전송하도록 통신부(210)를 제어할 수 있다.
다른 일 예로, 측정 모드 선택창은, 사람의 몸 전체를 보여주는 신체 형상을 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 제어부(240)는, 신체 형상 중 특정 신체 부위를 선택하는 사용자 입력이 수신되면 선택한 특정 신체 부위에 상응하는 피부 측정 모드를 피부 측정기로 전송하도록 통신부(210)를 제어할 수 있다.
예를 들면, 사용자가 측정 모드 선택창의 신체 형상 중에 배를 선택한다면, 제어부(240)는, 신체의 배 부위에 상응하는 제3 피부 측정 모드로 결정되고, 제3 피부 측정 모드에 상응하는 물과 지방의 흡수 특성이 높은 파장만 켜지도록 피부 측정기를 제어할 수 있으며, 사용자가 측정 모드 선택창의 신체 형상 중에 손가락이나 손바닥을 선택하면 제1 피부 측정 모드로 동작하도록 피부 측정기를 제어할 수도 있다.
즉, 본 발명은, 초소형의 피부측정기로, 전신의 측정 가능한 곳을 모두 측정할 수 있으며, 이에 따라 측정할 부위를 선택하는 과정이 필수이다.
따라서, 본 발명은, 측정할 부위를 선택하는 사용자의 행위에 따라, 피부 측정기를 가장 효율적인 측정 모드로 제어할 수 있다.
도 4는, 도 1의 서버를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 서버(300)는, 피부 측정기 및 사용자 단말기와 통신 연결되는 통신부(310), 사용자 단말기의 유료 서비스 결제를 처리하는 결제 처리부(320), 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하는 분석부(330), 그리고 통신부(310), 결제 처리부(320) 및 분석부(330)를 제어하는 제어부(340)를 포함할 수 있다.
여기서, 제어부(340)는, 사용자 단말기가 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창 제공을 요청하면 상응하는 사용자 단말기로 무료 서비스의 피부 측정 모드만을 활성화하고 유료 서비스의 피부 측정 모드를 비활성화한 측정 모드 선택창을 제공하고, 사용자 단말기로부터 유료 서비스 결제 요청을 수신하면 사용자 단말기의 유료 서비스 결제를 처리하도록 결제 처리부(320)를 제어하며, 유료 서비스 결제 처리가 완료되면 상응하는 사용자 단말기로 유료 서비스의 피부 측정 모드를 활성화한 측정 모드 선택창을 제공할 수 있다.
이처럼, 본 발명은, 피부 측정 모드별로 유료 서비스를 제공할 수 있다.
일 예로, 제3 피부 측정 모드는, 기본 기능으로서 무료로 제공할 수 있고, 제1 피부 측정 모드와 제2 피부 측정 모드 2는, 각각 또는 묶음으로 유료화하여 결제가 완료되면 해당 모드를 사용 가능하도록 활성화시켜 줄 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
도 5 내지 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 피부 측정 모드와 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사용자 단말기(200)는, 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창을 표시하고, 측정 모드 선택창으로부터 제1 피부 측정 모드를 선택하는 사용자 입력을 수신하면 선택된 제1 피부 측정 모드를 피부 측정기(100)로 전송할 수 있다(S110).
이어, 본 발명의 피부 측정기(100)는, 사용자 단말기(200)로부터 선택된 제1 피부 측정 모드를 수신하면 수신된 제1 피부 측정 모드를 기초로 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하고, 피부에 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 광원부를 제어하며, 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 선정된 광수신부가 수신하도록 제어하여 측정값을 획득하고, 획득한 측정값을 사용자 단말기(200)로 전송할 수 있다(S130).
여기서, 제1 피부 측정 모드가 맥동을 이용한 산소 포화도와 심박수를 측정하는 모드일 경우, 피부 측정기(100)는, 서로 다른 2개의 광 파장을 선정할 때, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 선정할 수 있다.
예를 들면, 피부 측정기(100)는, 기준 광 파장을 800nm 광 파장대로 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
이때, 피부 측정기(100)는, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장을 800nm ~ 1000nm를 포함하는 광 파장대로부터 선정하고, 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 600nm ~ 800nm를 포함하는 광 파장대로부터 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 피부 측정기(100)는, 피부 측정 모드가 제1 피부 측정 모드이면 측정값의 측정 속도를 초당 20회 이상의 빠르기로 선정하고, 측정 시간을 수초 ~ 수십초로 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
다음, 본 발명의 사용자 단말기(200)는, 피부 측정기로부터 측정값을 수신하면 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하여(S150) 피부 분석 결과 정보를 표시할 수 있다(S170).
일 예로, 사용자 단말기(200)는, 수신한 측정값이 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 포함하는 제1 피부 측정 모드의 측정값이면 수신한 측정값을 기초로 산소 포화도와 심박수를 분석할 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사용자 단말기(200)는, 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창을 표시하고, 측정 모드 선택창으로부터 제2 피부 측정 모드를 선택하는 사용자 입력을 수신하면 선택된 제2 피부 측정 모드를 피부 측정기(100)로 전송할 수 있다(S210).
이어, 본 발명의 피부 측정기(100)는, 사용자 단말기(200)로부터 선택된 제2 피부 측정 모드를 수신하면 수신된 제2 피부 측정 모드를 기초로 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하고, 피부에 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 광원부를 제어하며, 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 선정된 광수신부가 수신하도록 제어하여 측정값을 획득하고, 획득한 측정값을 사용자 단말기(200)로 전송할 수 있다(S230).
여기서, 제2 피부 측정 모드가 근육의 움직임에 따라 변화되는 근육 산소 포화도를 실시간 측정하는 모드일 경우, 피부 측정기(100)는, 서로 다른 2개 ~ 3개의 광 파장을 선정할 때, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 선정하고, 필요한 경우 기준 광 파장보다 높거나 낮은 임의의 제3 광 파장을 선정할 수 있다.
예를 들면, 피부 측정기(100)는, 기준 광 파장을 800nm 광 파장대로 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
이때, 피부 측정기(100)는, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장을 800nm ~ 1000nm를 포함하는 광 파장대로부터 선정하고, 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장을 600nm ~ 800nm를 포함하는 광 파장대로부터 선정할 수 있으며, 필요한 경우 기준 광 파장보다 높거나 낮은 임의의 제3 광 파장을 선정할 수 있다.
또한, 피부 측정기(100)는, 피부 측정 모드가 제2 피부 측정 모드이면 측정값의 측정 속도를 초당 2회 ~ 10회의 빠르기로 선정하고, 측정 회수를 1회로 선정할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
다음, 본 발명의 사용자 단말기(200)는, 피부 측정기로부터 측정값을 수신하면 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하여(S250) 피부 분석 결과 정보를 표시할 수 있다(S270).
일 예로, 사용자 단말기(200)는, 피부 측정기(100)로부터 측정값을 수신하고, 수신한 측정값이 기준 광 파장보다 높은 하나 이상의 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 하나 이상의 제2 광 파장, 임의의 제3 광 파장을 포함하는 제2 피부 측정 모드의 측정값이면 수신한 측정값을 기초로 신체 근육의 옥시헤모글로빈, 디옥시헤모글로빈, 산소 포화도 등을 실시간으로 분석할 수 있다.
여기서, 사용자 단말기(200)는, 수신한 측정값을 기초로 신체 근육의 산소 포화도를 분석할 때, 수신한 측정값으로부터 회로증폭 보상값을 산출하여 회로증폭의 영향을 제거하고, 산출된 회로증폭 보상값으로부터 수신감도 보상값을 산출하여 파장별 수신감도 영향을 제거하며, 수신감도 보상값과 광원의 광세기를 기초로 흡수 및 산란 감쇄율을 산출하며, 흡수 및 산란 감쇄율로부터 피부의 산란에 의한 감쇄율을 제거하여 흡수율을 산출하고, 기준 광 파장보다 높은 제1 광 파장과 기준 광 파장보다 낮은 제2 광 파장 사이, 또는 제1 광 파장과 제3 광 파장 사이에서의 흡수율 차이를 기초로 옥시헤모글로빈과 디옥시헤모글로빈의 비율 또는 변화량을 추정하여 신체 근육의 산소 포화도를 실시간으로 분석할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사용자 단말기(200)는, 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창을 표시하고, 측정 모드 선택창으로부터 제3 피부 측정 모드를 선택하는 사용자 입력을 수신하면 선택된 제3 피부 측정 모드를 피부 측정기(100)로 전송할 수 있다(S310).
이어, 본 발명의 피부 측정기(100)는, 사용자 단말기(200)로부터 선택된 제3 피부 측정 모드를 수신하면 수신된 제3 피부 측정 모드를 기초로 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하고, 피부에 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 광원부를 제어하며, 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 선정된 광수신부가 수신하도록 제어하여 측정값을 획득하고, 획득한 측정값을 사용자 단말기(200)로 전송할 수 있다(S330).
여기서, 피부 측정기(100)는, 제3 피부 측정 모드가 안정된 피부의 모든 체성분 비율을 측정하는 모드일 경우, 서로 다른 모든 광 파장을 선정하고, 모든 광수신부를 선정할 수 있다.
다음, 본 발명의 사용자 단말기(200)는, 피부 측정기로부터 측정값을 수신하면 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하여(S370) 피부 분석 결과 정보를 표시할 수 있다(S390).
일 예로, 사용자 단말기(200)는, 피부 측정 모드가 제3 피부 측정 모드이면 측정값의 측정 속도를 초당 2회 이하의 빠르기로 선정하고, 측정 회수를 2회 ~ 수십회로 선정할 수 있지만, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
도 8a 및 도 8b는, 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창을 보여주는 도면이다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사용자 단말기(200)는, 피부 측정기(100)와 통신이 연결되면 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창(260)을 디스플레이 화면(250)에 표시할 수 있다.
도 8a와 같이, 측정 모드 선택창(260)은, 다수의 피부 측정 모드 항목(262)들과 각 항목에 상응하는 선택 버튼(264)을 포함할 수 있다.
여기서, 사용자 단말기(200)는, 선택 버튼(264)을 통해 사용자 입력이 수신되면 선택 버튼(264)에 상응하는 피부 측정 모드를 피부 측정기(100)로 전송할 수 있다.
다른 일 예로, 도 8b와 같이, 측정 모드 선택창(280)은, 사람의 몸 전체의 각 부위를 지칭하는 명칭을 고를 수 있는 선택창 또는 사람의 몸 전체를 보여주는 신체 형상(282)을 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 사용자 단말기(200)는, 신체 형상(282) 중 특정 신체 부위(284)를 선택하는 사용자 입력이 수신되면 선택한 특정 신체 부위(284)에 상응하는 피부 측정 모드를 피부 측정기(100)로 전송할 수 있다.
예를 들면, 사용자가 측정 모드 선택창(280)의 신체 형상(282) 중에 배를 선택한다면, 사용자 단말기(200)는, 신체의 배 부위(284)에 상응하는 제3 피부 측정 모드로 결정되고, 제3 피부 측정 모드로 동작하도록 피부 측정기(100)를 제어할 수 있으며, 사용자가 측정 모드 선택창(280)의 신체 형상 중에 손가락이나 손바닥을 선택하면 제1 피부 측정 모드로 동작하도록 피부 측정기(100)를 제어할 수도 있다.
즉, 본 발명은, 초소형의 피부측정기로, 전신의 측정 가능한 곳을 모두 측정할 수 있으며, 이에 따라 측정할 부위를 선택하는 과정이 필수이다.
따라서, 본 발명은, 측정할 부위를 선택하는 사용자의 행위에 따라, 피부 측정기를 가장 효율적인 측정 모드로 제어할 수 있다.
도 9는, 피부 측정 모드의 유료 서비스 제공 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 서버(300)는, 사용자 단말기(200)가 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창(260) 제공을 요청하면, 사용자 단말기(200)로 무료 서비스(262b)의 제3 피부 측정 모드만을 활성화하고 유료 서비스(262a)의 피부 측정 모드를 비활성화한 측정 모드 선택창(260)을 제공할 수 있다.
그리고, 서버(300)는, 사용자 단말기(200)로부터 유료 서비스 결제 요청을 수신하면 사용자 단말기(200)의 유료 서비스 결제를 처리하여 유료 서비스 결제 처리가 완료되면 상응하는 사용자 단말기(200)로 유료 서비스(262a)의 피부 측정 모드를 활성화한 측정 모드 선택창(260)을 제공할 수 있다.
이처럼, 본 발명은, 피부 측정 모드별로 유료 서비스를 제공할 수 있다.
일 예로, 제3 피부 측정 모드는, 기본 기능으로서 무료로 제공할 수 있고, 제1 피부 측정 모드와 제2 피부 측정 모드 2는, 각각 또는 묶음으로 유료화하여 결제가 완료되면 해당 모드를 사용 가능하도록 활성화시켜 줄 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
이와 같이, 본 발명은, 사용자 단말기에서 선택된 피부 측정 모드에 따라 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 가장 효율적인 방식으로 선정하여 측정값을 획득함으로써, 다양한 신체 부위의 피부 상태 변화를 분석함과 동시에 저가이면서 초소형의 피부 측정기 제작이 가능하다.
또한, 본 발명은, 특별한 추가 센서 없이 다파장의 근적외선 광원 모듈과 복수 개의 광수신소자만으로 구성된 저가의 초소형 피부 측정기를 사용하여, 산소포화도와 심박수 2개의 신체 지수와 동시에 옥시헤모글로빈, 디옥시헤모글로빈, 지방, 물의 최소 4가지 이상의 물질의 변화량을 측정하고 분석할 수 있다.
또한, 본 발명은, 근적외선을 이용한 분석 방법으로서, 빛이 도달하는 국소 부위만큼의 체성분을 구분하여 분석할 수 있으며 이를 활용하면 생체 전기 임피던스 분석 방법보다 구체적인 신체 특정 부위별(예를 들어, 오른쪽 볼, 목, 오른쪽 상완, 왼쪽 대퇴 등) 체성분의 변화를 분석하고 추적할 수 있다는 장점이 있어 생체 전기 임피던스 분석 방법과 상호보완적 지표로 활용될 수 있다.
또한, 본 발명은, 비의료기기로서, 일반인이 의료적 정밀도를 요하지 않는 일상생활에서의 특정 신체 부위의 체성분의 변화를 장단기적으로 측정하기 위한 것으로서, 적외선 광원과 광수신부를 활용하여 산소포화도와 심박수의 2가지 지표와 해당 부위 피부의 구성 물질 중 4가지 이상에 대하여 그 비율을 구분하고 그 변화량을 효율적으로 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은, 측정 목표로 하는 신체지표 및 신체 구성 물질의 특성에 따라 그 제어 방법을 달리함으로써 저가의 초소형 피부측정기기에서도 가장 효율적인 방법으로 목표하는 수준의 데이터를 추출할 수 있으며, 본 발명의 제어 방법은, 측정하고자 하는 생체지표에 따른 측정 모드 선택을 통해 구현할 수 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 하드웨어인 서버와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, C#, JAVA, 기계어 등등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 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, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. 신체의 피부에 광을 조사하고 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광으로부터 측정값을 획득하는 피부 측정기; 그리고,
    상기 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 상기 피부 및 근육의 상태 변화를 분석하거나 분석 결과를 출력하는 사용자 단말기를 포함하고,
    상기 피부 측정기는,
    다파장의 광원부와 복수의 광수신부를 포함하고,
    상기 사용자 단말기로부터 소정의 피부 측정 모드가 수신되면 상기 수신된 피부 측정 모드를 기초로 상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하며, 상기 피부에 상기 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 상기 광원부를 제어하고, 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 상기 선정된 광수신부가 수신하도록 상기 광수신부를 제어하고,
    상기 피부 측정기는,
    상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정할 때, 상기 피부 측정 모드에 따라 사용할 광 파장의 개수를 선정하고, 상기 반사광을 수신하는 광수신부의 개수 및 위치 중 적어도 어느 하나를 선정하고,
    상기 피부 측정 모드는,
    맥동을 이용해 산소 포화도 및 심박수를 측정하는 제1 피부 측정 모드, 상기 근육의 움직임에 따라 변화되는 산소 포화도를 실시간 측정하는 제2 피부 측정 모드 및 안정된 피부의 모든 체성분 비율을 측정하는 제3 피부 측정 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 피부 측정기는,
    상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정할 때, 상기 피부 측정 모드에 따라 상기 측정값의 측정 회수, 측정 속도 및 측정 시간 중 적어도 어느 하나를 선정하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 피부 측정기는,
    상기 획득한 측정값이 복수이면 상기 복수의 측정값을 평균화하여 상기 광 파장별 및 상기 광수신부별로 최종 측정값을 결정하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 피부 측정기는,
    상기 획득한 측정값을 통신 환경에 따라 일시에 전송하거나 또는 묶음 분할하여 전송하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기는,
    사용자 입력에 상응하여 피부 측정 모드가 선정되면 상기 선정된 피부 측정 모드를 상기 피부 측정기로 전송하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기는,
    상기 피부 측정 모드를 선택하여 상기 피부 측정기에 전송하고, 상기 피부 측정기로부터 측정값을 수신하고, 상기 수신한 측정값을 기초로 산소 포화도와 심박수를 포함하는 생체 지표 및 옥시헤모글로빈, 디옥시헤모글로빈, 지방, 물을 포함하는 신체 구성 물질 중 적어도 하나 이상을 분석하며, 상기 분석 결과를 기초로 상기 피부의 상태 변화 정보를 실시간으로 출력하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 상기 피부의 상태 변화를 분석하는 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템.
  9. 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 피부 측정기에 있어서,
    사용자 단말기 또는 서버와 통신 연결되는 통신부;
    신체의 피부에 광을 조사하는 다파장의 광원부;
    상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 수신하여 측정값을 획득하는 복수의 광수신부; 그리고,
    상기 통신부, 광원부, 그리고 광수신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해 상기 사용자 단말기로부터 소정의 피부 측정 모드를 수신하면 상기 피부 측정 모드를 기초로 상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하며, 상기 피부에 상기 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 상기 광원부를 제어하고, 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 상기 선정된 광수신부가 수신하여 측정값을 획득하도록 상기 광수신부를 제어하며, 상기 획득한 측정값을 상기 사용자 단말기 또는 서버로 전송하도록 상기 통신부를 제어하고,
    상기 제어부는,
    상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정할 때, 상기 피부 측정 모드에 따라 사용할 광 파장의 개수를 선정하고, 상기 반사광을 수신하는 광수신부의 개수 및 위치 중 적어도 어느 하나를 선정하고,
    상기 피부 측정 모드는,
    맥동을 이용해 산소 포화도 및 심박수를 측정하는 제1 피부 측정 모드, 근육의 움직임에 따라 변화되는 산소 포화도를 실시간 측정하는 제2 피부 측정 모드 및 안정된 피부의 모든 체성분 비율을 측정하는 제3 피부 측정 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 측정기.
  10. 피부 측정기를 포함하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 단말기에 있어서,
    상기 피부 측정기와 통신 연결되는 통신부;
    피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창 및 분석 결과 정보를 표시하는 디스플레이부;
    상기 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 피부 및 근육의 상태 변화를 분석하는 분석부; 그리고,
    상기 통신부, 디스플레이부 및 분석부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 피부 측정기와 통신 연결되면 상기 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창을 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하고, 상기 측정 모드 선택창으로부터 소정의 피부 측정 모드를 선택하는 사용자 입력이 수신되면 상기 선택된 피부 측정 모드를 상기 피부 측정기로 전송하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 선택된 피부 측정 모드에 상응하여 측정된 측정값을 상기 피부 측정기로부터 수신하면 상기 수신한 측정값을 기초로 피부의 상태 변화를 분석하도록 상기 분석부를 제어하고, 상기 분석부로부터 분석된 피부 분석 결과 정보를 표시하도록 상기 디스플레이부를 제어하고,
    상기 피부 측정기는,
    광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정할 때, 상기 피부 측정 모드에 따라 사용할 광 파장의 개수를 선정하고, 반사광을 수신하는 광수신부의 개수 및 위치 중 적어도 어느 하나를 선정하고,
    상기 피부 측정 모드는,
    맥동을 이용해 산소 포화도 및 심박수를 측정하는 제1 피부 측정 모드, 상기 근육의 움직임에 따라 변화되는 산소 포화도를 실시간 측정하는 제2 피부 측정 모드 및 안정된 피부의 모든 체성분 비율을 측정하는 제3 피부 측정 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 측정 모드 선택창은,
    다수의 피부 측정 모드 항목들과 각 항목에 상응하는 선택 버튼을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 선택 버튼을 통해 사용자 입력이 수신되면 상기 선택 버튼에 상응하는 피부 측정 모드를 상기 피부 측정기로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 특징으로 하는 단말기.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 측정 모드 선택창은,
    사람의 몸 전체를 보여주는 신체 형상을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 신체 형상 중 특정 신체 부위를 선택하는 사용자 입력이 수신되면 상기 선택한 특정 신체 부위에 상응하는 피부 측정 모드를 상기 피부 측정기로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 특징으로 하는 단말기.
  13. 피부 측정기 및 사용자 단말기를 포함하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 서버에 있어서,
    상기 피부 측정기 및 사용자 단말기와 통신 연결되는 통신부;
    상기 사용자 단말기의 유료 서비스 결제를 처리하는 결제 처리부;
    상기 피부 측정기로부터 수신한 측정값을 기초로 피부 및 근육의 상태 변화를 분석하는 분석부; 그리고,
    상기 통신부, 저장부 및 분석부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 사용자 단말기가 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창 제공을 요청하면 상기 상응하는 사용자 단말기로 무료 서비스의 피부 측정 모드만을 활성화하고 유료 서비스의 피부 측정 모드를 비활성화한 측정 모드 선택창을 제공하고, 상기 사용자 단말기로부터 유료 서비스 결제 요청을 수신하면 상기 사용자 단말기의 유료 서비스 결제를 처리하도록 상기 결제 처리부를 제어하며, 상기 유료 서비스 결제 처리가 완료되면 상기 상응하는 사용자 단말기로 유료 서비스의 피부 측정 모드를 활성화한 측정 모드 선택창을 제공하고,
    상기 피부 측정기는,
    광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정할 때, 상기 피부 측정 모드에 따라 사용할 광 파장의 개수를 선정하고, 반사광을 수신하는 광수신부의 개수 및 위치 중 적어도 어느 하나를 선정하고,
    상기 피부 측정 모드는,
    맥동을 이용해 산소 포화도 및 심박수를 측정하는 제1 피부 측정 모드, 상기 근육의 움직임에 따라 변화되는 산소 포화도를 실시간 측정하는 제2 피부 측정 모드 및 안정된 피부의 모든 체성분 비율을 측정하는 제3 피부 측정 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버.
  14. 피부 측정기 및 사용자 단말기를 포함하는 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 피부 분석 방법에 있어서,
    상기 사용자 단말기가, 피부 측정 모드 선택을 위한 측정 모드 선택창을 표시하는 단계;
    상기 사용자 단말기가, 상기 측정 모드 선택창으로부터 소정의 피부 측정 모드를 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계;
    상기 사용자 단말기가, 상기 선택된 피부 측정 모드를 상기 피부 측정기로 전송하는 단계;
    상기 피부 측정기가, 상기 사용자 단말기로부터 상기 선택된 피부 측정 모드를 수신하는 단계;
    상기 피부 측정기가, 상기 수신된 피부 측정 모드를 기초로 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 광수신부의 전체 또는 일부를 선정하는 단계;
    상기 피부 측정기가, 피부에 상기 선정된 광 파장으로 광을 조사하도록 상기 광원부를 제어하고, 상기 피부 내부를 통과하여 반사된 반사광을 상기 선정된 광수신부가 수신하도록 제어하여 측정값을 획득하는 단계;
    상기 피부 측정기가, 상기 획득한 측정값을 상기 사용자 단말기로 전송하는 단계;
    상기 사용자 단말기가, 상기 피부 측정기로부터 상기 측정값을 수신하는 단계; 및
    상기 사용자 단말기가, 상기 수신한 측정값을 기초로 피부 및 근육의 상태 변화를 분석하여 피부 분석 결과 정보를 표시하는 단계를 포함하고,
    상기 피부 측정기가, 상기 광원부의 전체 또는 일부의 광 파장과 상기 광수신부의 전체 또는 일부를 선정할 때, 상기 피부 측정 모드에 따라 사용할 광 파장의 개수를 선정하고, 상기 반사광을 수신하는 광수신부의 개수 및 위치 중 적어도 어느 하나를 선정하고,
    상기 피부 측정 모드는,
    맥동을 이용해 산소 포화도 및 심박수를 측정하는 제1 피부 측정 모드, 상기 근육의 움직임에 따라 변화되는 산소 포화도를 실시간 측정하는 제2 피부 측정 모드 및 안정된 피부의 모든 체성분 비율을 측정하는 제3 피부 측정 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 분석 방법.
  15. 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 제14항의 피부 분석 방법을 수행하기 위해 매체에 저장된, 개인 맞춤형 디지털 헬스케어 시스템의 피부 분석 방법을 제공하는 컴퓨터 프로그램.
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