KR20070037181A - 센서망을 이용한 인체 진단 시스템 - Google Patents

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KR20070037181A
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Abstract

본 발명은 센서망을 이용한 인체 진단 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센서망을 이루는 다수의 진단 장치를 이용하여 인체 내 다양한 정보를 효과적으로 수집하기 위한, 센서망을 이용한 인체 진단 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 센서망을 이용한 인체 진단 시스템으로서, 체내 삽입이 용이한 형태를 가지며, 체내에 삽입된 타 센서와 무선으로 정보를 주고 받아 센서망을 구성하고, 체내에서 획득한 다양한 정보를 데이터 수집 장치 및 센서망 내의 타 센서로 무선으로 전송하기 위한 다수의 센서 및 상기 체내에 삽입된 다수의 센서로부터 무선으로 전송받은 진단 정보 및 상태 정보를 수집하여 저장하기 위한 데이터 수집 장치를 포함한다.
센서망, 인체 진단, 치료, 전력 관리, 무선 송수신, 캡슐

Description

센서망을 이용한 인체 진단 시스템{Diagnosis system using sensor network}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서망을 이용한 인체 진단 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 센서망을 이용한 인체 진단 시스템 중 데이터 수집 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서망을 이용한 인체 진단 시스템 중 센서의 구성도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 제어 장치 200 : 데이터 수집 장치
21 : 무선 수신 장치 22 : 저장 장치
23 : 입출력 제어 장치 24 : 전원 공급 장치
300 : 센서 31 : 체내 정보 획득부
32 : 센서망 관리부 33 : 배터리
34 : 전력 관리부 35 : 무선 송수신부
본 발명은 센서망을 이용한 인체 진단 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센서망을 이루는 다수의 진단 장치를 이용하여 인체 내 다양한 정보를 효과적으로 수집하기 위한, 센서망을 이용한 인체 진단 시스템에 관한 것이다.
일반적인 내시경 시술은 의사의 손동작에 의하여 환자의 입이나 항문으로 내시경을 삽입하여 인체 내부의 질병을 관찰하였다. 이러한 내시경 시술은 강성이 있는 유선 내시경으로서 환자에게 불쾌감과 고통을 주었으며, 이러한 점으로 인해 많은 환자가 내시경 검사를 꺼리게 되었다. 또한, 종래의 전자 내시경은 위, 대장의 검사는 비교적 용이하였으나 소장처럼 기다란 장기를 정확히 관찰하는 것은 용이하지 않은 문제점을 갖고 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 입으로 삽입되어 항문으로 배출되는 동안 소장을 포함한 전체 소화기관을 검사할 수 있는 무선 캡슐 내시경(Wireless capsule enteroscope)이 제안되었다.
이와 같은 무선 캡슐 내시경은 촬영장치, 영상기록장치, 무선송신장치, 배터리 등으로 구성되며, 일단 작동을 시작하면 배터리가 소모될 때까지 소정 시간 간격으로 영상을 촬영하여 전송하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 무선 캡슐 내시경은 단일 개체로 인체 내에 투입되며, 인체 내에서 획득한 영상 정보를 외부로 송신하는 단방향 통신만이 가능하다.
최근, 유비쿼터스와 함께 주목받고 있는 센서망(sensor network)은 센서 기능과 데이터 송수신 기능을 가지고 있는 개별 센서 노드(sensor node)들이 서로 정보를 주고 받음으로써 네트워크를 이루는 것이다. 일반적으로 센서는 먼지 입자 정도의 크기부터 동전 정도의 크기까지 매우 다양하며, 온도, 압력, 특정 물질의 감지 등 다양한 목적에 따라 이용이 가능하다.
따라서, 다양한 기능을 가지는 다수의 센서를 인체로 삽입하고, 삽입한 센서들이 센서망을 이루어 정보를 주고 받을 수 있도록 함으로써, 보다 지능적으로 동작하고 인체 내 다양한 정보를 효과적으로 수집할 수 있는 진단 방식이 절실히 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 창안된 것으로서, 센서망을 이루는 다수의 진단 장치를 이용하여 지능적으로 동작하고, 인체 내 다양한 정보를 효과적으로 수집하는, 센서망을 이용한 인체 진단 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 센서망을 이용한 인체 진단 시스템으로서, 체내 삽입이 용이한 형태를 가지며, 체내에 삽입된 타 센서와 무선으로 정보를 주고 받아 센서망을 구성하고, 체내에서 획득한 다양한 정보를 외부의 데이터 수집 장치 및 센서망 내의 타 센서로 무선으로 전송하기 위한 다수의 센서 및 상기 체내에 삽입된 다수의 센서로부터 무선으로 전송받은 진단 정보 및 상태 정보를 수집하여 저장하기 위한 데이터 수집 장치를 포함한다.
또한, 본 발명은, 센서망을 이용한 인체 진단 시스템으로서, 체내 삽입이 용이한 형태를 가지며, 체내에 삽입된 타 센서와 무선으로 정보를 주고 받아 센서망을 구성하고, 체내에서 획득한 다양한 정보를 외부의 데이터 수집 장치 및 센서망 내의 타 센서로 무선으로 전송하기 위한 다수의 센서, 상기 체내에 삽입된 다수의 센서로부터 무선으로 전송받은 진단 정보 및 상태 정보를 수집하여 저장하기 위한 데이터 수집 장치 및 상기 다수의 센서로부터 수집한 진단 정보 및 상태 정보에 따라 센서망을 이루는 다수의 센서를 전체적으로 관리하고 제어하기 위한 제어 장치를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기와 같은 센서망을 이용한 인체 진단 시스템을 구비하고 있는 인체 수술용 치료 시스템일 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 센서망을 이용한 인체 진단 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 센서망을 이용한 인체 진단 시스템은, 제어 장치(100), 데이터 수집 장치(200) 및 다수의 센서(300)를 포함한다.
다수의 센서(300)는 체내 삽입이 용이한 소형 캡슐 등의 형태로서, 동시 또는 시간 차를 두고 체내로 삽입되며, 각 센서에 구비된 무선 송수신 모듈을 이용하여 서로 정보를 주고 받음으로써 센서망을 구성한다. 이 때, 각각의 센서는 각기 다른 기능을 가질 수 있으며, 인체 내에서 획득한 정보를 외부의 데이터 수집 장치(200)로 전송하고, 센서망을 통하여 타 센서와 진단 정보, 상태 정보 등을 서로 송수신한다.
또한, 각 센서는 그 목적에 따라 신체를 진단할 수 있을 정도의 각기 다른 수명을 가지며, 제한된 전력을 효과적으로 이용하기 위하여 주기적으로 수면 모드와 정상 모드를 오간다.
센서(300)의 보다 상세한 구성에 대하여서는 도 3을 참조하여 후술하기로 한 다.
한편, 데이터 수집 장치(200)는 체내에 삽입된 다수의 센서(300)로부터 무선으로 전송받은 진단 정보 및 상태 정보를 저장한다. 이를 위하여 데이터 수집 장치(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 센서(300)로부터 진단 정보 및 상태 정보를 무선으로 수신하기 위한 무선 수신 장치(21), 무선 수신 장치(21)를 통하여 다수의 센서(300)로부터 수신한 진단 정보 및 상태 정보를 수집하여 저장하기 위한 저장 장치(22), 저장 장치(22)의 입출력을 제어하기 위한 입출력 제어 장치(23) 및 각 구성 요소에 전원을 안정적으로 공급하기 위한 전원 공급 장치(24)를 포함한다.
데이터 수집 장치(200)에서 수집된 다양한 진단 정보 및 상태 정보는 외부에 연결된 PC, 디스플레이 기기 등을 통하여 제공되며, 건강 상태, 질병 등을 진단하는데 유용한 정보로서 이용된다. 검사자의 자유로운 활동을 위하여 데이터 수집 장치(200)는 검사자의 신체에 착용되는 형태를 가질 수 있다.
경우에 따라서는, 다른 실시예로서, 센서망을 구성하는 센서, 즉 센서 노드 가운데 하나 이상의 센서 노드가 데이터 수집 장치(200)의 기능을 가지도록 구현할 수도 있다. 즉, 체내로 투입되는 하나 이상의 센서 노드가 자신이 수집한 진단 정보 및 상태 정보는 물론이고, 다른 센서 노드가 수집한 진단 정보 및 상태 정보를 무선 송수신부를 통하여 수신하여 저장부(도시되지 않음)에 저장할 수도 있다. 또한, 다양하게 수집한 진단 정보 및 상태 정보를, 데이터 수집 장치(200)의 기능을 담당하는 적어도 하나의 센서가 분할하여 저장부에 저장하고 있을 수도 있다.
상기한 바와 같이, 체외에 있는 데이터 수집 장치(200) 대신에 체내에 투입 되는 하나 이상의 센서 노드가 이와 같은 기능을 대체할 수도 있지만, 체외에 있는 데이터 수집 장치(200)와 함께 적어도 하나 이상이 센서를 통해 형성된 체내의 데이터 수집 장치(200)가, 데이터 수집 장치(200)의 기능을 담당할 수 있다.
제어 장치(100)는 센서들로부터 수집한 진단 정보 및 상태 정보에 따라 센서망을 이루는 다수의 센서(300)를 전체적으로 관리하고 제어한다. 제어 장치(100)는 데이터 수집 장치(200)와 마찬가지로 검사자의 신체에 착용되는 형태를 가질 수 있다.
다른 실시예로서, 센서망을 구성한 센서, 즉 센서 노드 가운데 하나의 센서 노드가 제어 장치(100)의 기능을 가지도록 구현할 수도 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 센서(300)의 보다 상세한 구성 및 기능을 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서망을 이용한 인체 진단 시스템 중 센서의 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 센서(300)는 영상, 온도, 압력, 특정 성분의 검출 등과 같은 다양한 체내 정보를 획득하기 위한 체내 정보 획득부(31), 체내에 삽입된 타 센서들과 센서망을 구성하고 동기화시키기 위한 센서망 관리부(32), 센서의 각 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 배터리(33), 배터리(33)의 전력 공급을 제어하기 위한 전력 관리부(34) 및 데이터 수집 장치(200) 또는 센서망을 구성한 타 센서들과 무선으로 정보를 송수신하기 위한 무선 송수신부(35)를 포함한다.
체내 정보 획득부(31)는 다양한 방법으로 획득한 체내 정보(진단 정보, 상태 정보 등)를 무선 송수신부(35)를 통하여 외부의 데이터 수집 장치(200)로 전송한다. 또한, 체내 정보 획득부(31)는 다양한 방법으로 획득한 체내 정보를 외부의 제어 장치(100) 또는 타 센서로부터의 제어에 따라 무선 송수신부(35)를 통하여 해당 센서로 전송한다.
여기서, 외부에 별도의 제어 장치(100)가 존재할 경우에 체내 정보 획득부(31)는 무선 송수신부(35)를 통하여 수신한 제어 신호에 따라 제어된다. 그리고, 외부에 별도의 제어 장치(100)가 존재하지 않고, 센서망 내의 특정 센서가 제어 기능을 수행할 경우에는 그 특정 센서의 무선 송수신부(35)를 통하여 송신된 제어 신호를 체내 정보 획득부(31)의 무선 송수신부(35)가 수신하여 그 제어 신호에 따라 제어된다. 이 때, 제어 기능을 수행하는 센서는 센서망 내의 센서들로부터 수집한 진단 정보 및 상태 정보에 따라 다수의 센서(300)를 전체적으로 관리하고 제어하도록 프로그래밍된 제어부(도면에 도시되지 않음)를 더 포함한다.
또한, 전력 관리부(34)는 한정된 전력을 효율적으로 이용하고, 인체에 미치는 전자기파의 영향을 최소화하기 위하여, 상기 각 구성 요소가 소정 주기에 따라 수면 모드와 정상 모드를 오가도록 배터리(33)의 전력 공급을 제어한다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 경우에 따라서는, 센서망을 구성하는 센서, 즉 센서 노드 가운데 하나 이상의 센서 노드가 데이터 수집 장치(200)의 기능을 가지도록, 센서는 데이터 수집 및 저장부를 더 포함할 수도 있다. 즉, 체내로 투입되는 하나 이상의 센서 노드가 자신이 수집한 진단 정보 및 상태 정보는 물론 이고, 다른 센서 노드가 수집한 진단 정보 및 상태 정보를 무선 송수신부를 통하여 수신하여 저장할 수도 있다.
상기한 바와 같이, 다양한 센서 노드를 갖는 센서망의 경우, 종래의 하나의 센서로는 불가능하였던 실시간으로 체내 장기의 입체적 영상 및 음성을 제공하는 것이 가능하게 된다.
다시 말해, 하나의 장기, 예를 들어, 위장에 들어간 다수의 센서는 제어 장치의 제어에 따라 위염, 위궤양, 및 위암 등의 각종 위장 관련 질병의 의혹이 높은 부위에 대하여 다양한 각도에서 영상을 실시간으로 제공함으로써, 곧바로 입체 영상을 구성하여 제공함으로써 실시간으로 질병 부위의 형상을 파악할 수 있게 된다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서망을 이용한 인체 진단 시스템을 구비하는 인체 수술용 치료 시스템을 구현할 수 있다. 예를 들어, 다양한 센서 노드가 진단만을 하는 것이 아니라 인체 수술을 가능하도록 레이저를 발사한다든가 수술 부위를 고정한다든가 수술 부위를 초소형 수술칼 등으로 절제, 절개한다든가 하는 기능을 수행하는 극소형 미니 로봇의 형태를 취하는 것도 가능할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 다양한 기능을 가지는 다수의 센서를 인체로 삽입하고, 삽입한 센서들이 센서망을 이루어 정보를 주고 받을 수 있도록 함으로써, 지능적으로 인체 내 다양한 정보를 제공하여, 보다 정확한 진단이 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 센서망을 이용하여 인체를 진단하기 위한 시스템으로서,
    체내 삽입이 용이한 형태를 가지며, 체내에 삽입된 타 센서와 무선으로 정보를 주고 받아 센서망을 구성하고, 체내에서 획득한 다양한 정보를 데이터 수집 장치 및 센서망 내의 타 센서로 무선으로 전송하기 위한 다수의 센서; 및
    상기 체내에 삽입된 다수의 센서로부터 무선으로 전송받은 진단 정보 및 상태 정보를 수집하여 저장하기 위한 데이터 수집 장치
    를 포함하는 센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 센서는,
    무선으로 정보를 송수신하기 위한 무선 송수신부;
    상기 무선 송수신부를 통하여 체내에 삽입된 타 센서들과 정보를 송수신하여 센서망을 구성하고 동기화시키기 위한 센서망 관리부;
    체내에서 진단 정보 및 상태 정보를 획득하고, 획득한 진단 정보 및 상태 정보를 상기 무선 송수신부를 통하여 상기 데이터 수집 장치 또는 상기 센서망을 구성한 타 센서로 전송하기 위한 체내 정보 획득부;
    상기 각 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 배터리; 및
    상기 배터리의 전력 공급을 제어하기 위한 전력 관리부
    를 포함하는 센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서망을 구성한 다수의 센서 가운데 적어도 하나의 센서는,
    타 센서로부터 수집한 진단 정보 및 상태 정보에 따라 상기 센서망 내의 다수의 센서를 전체적으로 관리하고 제어하도록 프로그래밍된 제어부를 더 포함하는
    센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 체내 정보 획득부는,
    상기 제어부를 더 포함한 센서로부터의 제어에 따라 다양한 방법으로 획득한 체내 정보를 무선 송수신부를 통하여 해당 타 센서로 전송하는
    센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    한정된 전력을 효율적으로 이용하고 인체에 미치는 전자기파의 영향을 최소화하기 위하여, 상기 각 구성 요소가 소정 주기에 따라 수면 모드와 정상 모드를 오가도록 상기 배터리의 전력 공급을 제어하는
    센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터 수집 장치는,
    체내에 다수의 센서가 삽입된 검사자의 신체에 착용되는 형태를 가지는
    센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 체내에 삽입된 다수의 센서 중 적어도 하나의 센서가, 상기 데이터 수집 장치와 함께 상기 체내에 삽입된 다수의 센서로부터 무선으로 전송받은 진단 정보 및 상태 정보를 수집하여 저장하거나, 또는 상기 데이터 수집 장치 대신에 상기 체내에 삽입된 다수의 센서로부터 무선으로 전송받은 진단 정보 및 상태 정보를 수집하여 저장하는,
    센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  8. 센서망을 이용하여 인체를 진단하기 위한 시스템으로서,
    체내 삽입이 용이한 형태를 가지며, 체내에 삽입된 타 센서와 무선으로 정보를 주고 받아 센서망을 구성하고, 체내에서 획득한 다양한 정보를 데이터 수집 장치 및 센서망 내의 타 센서로 무선으로 전송하기 위한 다수의 센서;
    상기 체내에 삽입된 다수의 센서로부터 무선으로 전송받은 진단 정보 및 상태 정보를 수집하여 저장하기 위한 데이터 수집 장치; 및
    상기 다수의 센서로부터 수집한 진단 정보 및 상태 정보에 따라 센서망을 이루는 다수의 센서를 전체적으로 관리하고 제어하기 위한 제어 장치
    를 포함하는 센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 각 센서는,
    무선으로 정보를 송수신하기 위한 무선 송수신부;
    상기 무선 송수신부를 통하여 체내에 삽입된 타 센서들과 정보를 송수신하여 센서망을 구성하고 동기화시키기 위한 센서망 관리부;
    체내에서 진단 정보 및 상태 정보를 획득하고, 상기 제어 장치로부터의 제어에 따라 진단 정보 및 상태 정보를 상기 무선 송수신부를 통하여 상기 데이터 수집 장치 또는 상기 센서망을 구성한 타 센서로 전송하기 위한 체내 정보 획득부;
    상기 각 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 배터리; 및
    상기 배터리의 전력 공급을 제어하기 위한 전력 관리부
    를 포함하는 센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 전력 관리부는,
    한정된 전력을 효율적으로 이용하고 인체에 미치는 전자기파의 영향을 최소화하기 위하여, 상기 각 구성 요소가 소정 주기에 따라 수면 모드와 정상 모드를 오가도록 상기 배터리의 전력 공급을 제어하는
    센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 수집 장치 및 상기 제어 장치는,
    체내에 다수의 센서가 삽입된 검사자의 신체에 착용되는 형태를 가지는
    센서망을 이용한 인체 진단 시스템.
  12. 제 1 항 또는 제 8항의 센서망을 이용한 인체 진단 시스템을 구비하고 있는 인체 수술용 치료 시스템.
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