KR20080000019A

KR20080000019A - 맥파검출장치 및 방법

Info

Publication number: KR20080000019A
Application number: KR1020060057206A
Authority: KR
Inventors: 이홍재; 임장권; 김정률; 김윤경
Original assignee: 엘지마이크론 주식회사
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-01-02

Abstract

본 발명은 맥파를 검출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 터널링자기접합센서와 자성유체를 이용한 맥파검출센서에 의하여 3차원의 맥파를 검출하기 위하여 피검진자의 손목에 부착되는 맥파검출부; 상기 신호증폭부에서 출력된 증폭신호로부터 노이즈를 제거하기 위한 필터부; 상기 맥파검출센서로부터 출력되는 맥파신호를 필요한 일정 값으로 증폭시키기 위한 신호증폭부; 피검진자의 손목에 부착되는 맥파검출부에 가해지는 압력을 측정하기 위한 압력센서; 상기 맥파검출부와 함께 피검진자의 손목에 부착되어 피부의 온도를 측정하는 온도센서; 상기 압력센서에서 출력되는 압력신호에 따라 피검자의 손목에 설정된 일정 압력을 유지하도록 진맥 압력을 조절하고, 상기 필터부에서 출력되는 맥파신호를 수신하여 분석하고 상기 온도센서에서 출력되는 온도신호를 수신하여 상기 데이터를 보정하는 중앙처리부; 상기 중앙처리부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 외부출력장치로 출력하는 A/D변환부; 상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 디스플레이하는 디스플레이부; 및 상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 신호에 의한 맥진정보 데이터를 외부장치에 송신하는 통신부; 를 포함하므로, 피검진자의 정확한 맥점을 찾아내고 공간적 특성을 가지는 3차원적인 신호를 획득하여 검출결과의 신뢰도와 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.

Description

맥파검출장치 및 방법{device and method for detecting pulse wave}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 맥파검출장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 2는 도 1의 맥파검출장치 중 맥파검출부의 구조를 도시한 단면도이다.

도 3은 도 2의 맥파검출부 중 터널링자기접합센서의 내부구조를 보여주는 단면도이다.

도 4는 맥파검출부의 작동상태를 나타낸 단면도로서, 도4a는 맥파가 없는 경우의 상태를 나타내는 도면이며, 도 4b는 맥파가 검출되는 경우의 상태를 나타내는 도면이다.

도 5a는 자기센서와 산화코발트철(CoFe₂O₄)입자의 거리에 따른 자화값의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 5b는 입자와 센서 표면간의 거리(h)에 따른 자기센서에 미치는 자화값의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 맥파검출방법의 신호흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:맥파 10:맥파검출부

11:기판 12:터널링자기접합센서

13:유로 14:자성유체

15:고무막 16:하부판

20:압력센서 30:온도센서

40:증폭부 50:필터부

60:중앙처리부 70:A/D변환부

80:디스플레이부 90:통신부

101:상부판 102:측면판

121:캡핑층 122:강자성층

123:절연층 124:강자성층

125:비강자성층 126:하부층

127:기판

본 발명은 맥파를 검출하기 위한 장치에 관한 것으로서, 자기저항센서의 하나인 터널링자기접합센서(Tunneling Magnetic Junction Sensor)를 이용하여 정확한 맥점을 찾아내고 3차원 신호를 획득함으로써 검출결과의 신뢰도와 정밀도를 향상시킨 맥파검출장치 및 방법에 관한 것이다.

동양의학에서는 손목의 내측에 위치한 동맥상의 특정위치인 촌부, 관부, 척부의 맥박을 측정하여 피검진자의 질병을 진단하는 맥진법이 일반적으로 널리 사용 되고 있는데, 이러한 맥진법은 인체에 흐르는 기와 혈의 조화를 파악하여 십이장부의 특이점을 감지하는 것으로서, 주로 촌부, 관부, 척부의 3지점에 손가락을 접촉시킨 상태에서 맥박의 강약, 주기 등을 감지함으로써 피검진자의 건강상태를 판단하는 것이다.

더욱 자세하게 설명하면, 한의학에서는 전적으로 한의사의 촉감에 의한 맥진으로 촌구, 즉 손목내측에 있는 요골경상의 돌기부위의 요골동맥의 맥을 가지고 환자의 병의 상태를 판단하고 있다. 이 동양의학에 있어서의 맥진으로는 상기 촌구의 맥을 상, 중, 하, 즉 촌(寸), 관(關), 척(尺)의 3부위로 나누어 각각에 나타나는 2개의 경맥에 대한 맥기를 파악하는 방법이 취해진다. 또한, 환자의 진맥부위를 압박하는 정도에 따라 거(擧), 안(按), 심(尋)으로 구분하여 진맥하는데, 다시 말하면 한의사가 환자를 진맥함에 있어서 환자의 진맥부위를 누르는 정도에 따라 살짝 올려놓고 진맥하는 거(擧), 중간 정도의 힘으로 눌러서 진맥하는 안(按), 세게 눌러서 진맥하는 심(尋)으로 구분된다. 이러한 맥진법은 숙달되는데 오랜 기간의 진료경험이 필요하며 또 환자의 용태나 병의 경중 여부를 손가락의 감각에 의존하여 처리하기 때문에 숙련도가 부족한 경우 오진의 우려가 많다는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 여러 가지 다양한 증상을 가진 환자에 대하여 합리적이고 객관적인 처방을 하기 위해서는 체질에 따라 다양한 진맥상태를 체계화하는 것이 필요하나, 이러한 진단 방법들은 여전히 그 객관성이 결여되어 있어서 그러한 문제점을 극복하기 위한 하나의 방법으로서 임상데이터의 정보화 및 표준화가 시급히 요구되지만 객관적인 자료를 얻기가 어려워 그러한 체계화를 구체화시키기 어렵다는 문제 점도 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 손목의 요골동맥에 압력측정용의 맥파검출센서를 부착한 후 혈압계의 커프(cuff)를 감아놓고 주입구로 공기압력을 가함으로써 수동적으로 맥파를 검출하는 장치가 고안되었다.

그러나, 상기 장치는 맥파검출센서가 요골동맥에 정확히 위치하였는가를 확인할 수 없고 측정위치를 벗어난 위치에서 맥파를 검출한 경우 그 신뢰도에 문제가 있었다. 또한, 손목 전체를 커프로 감아서 압력을 가하기 때문에 정상적인 상태에서의 맥파를 얻기 어렵다는 문제점도 있었다.

이러한 문제점들을 개선하기 위한 것으로서, 대한민국특허 공고번호 제1996-0007548호에는 3개의 센서봉을 스텝핑 모터로 구동시켜 3단계의 압력에 의한 맥파를 자동적으로 검출하는 장치가 개시되어 있다. 그러나, 센서봉을 이용한 상기 맥파검출장치는 의사가 정확하게 진맥지점을 탐지하여 3개의 센서봉의 단부를 접촉시킬 경우 문제가 없으나, 위치선정에 약간의 오차가 발생하여도 정확한 측정치를 검출하지 못하게 된다는 문제점이 있다.

또한, 이와 같은 장치는 요골동맥의 맥박에 대한 시간과 압력을 측정하기 위한 압력센서로서 미세한 압력을 측정하도록 설정되어 있는 압전소자를 이용하는 방식으로서, 손목의 움직임에 따른 변동값은 설정치보다 매우 크기 때문에 발생압력이 센서의 측정범위를 벗어나는 문제가 발생한다. 즉, 자연적으로 일어나는 손목의 상하 움직임으로 손목에 접촉되어 있는 센서봉에 가해지는 압력이 일정하지 않기 때문에 센서봉에 의하여 측정되는 측정값의 범위가 크게 변동되어 정확한 측정치가 검출되지 않는 문제점이 발생한다.

한편, 대한민국 실용신안등록번호 제20-0274525호는 피검진자의 정확한 진맥위치를 자동적으로 설정할 수 있으며 손목의 상하이동에 의하여 발생하는 과도한 신호성분을 제거하여 정확한 진맥파형을 추출할 수 있는 맥진장치를 개시하고 있다. 그러나, 상기의 맥진장치도 역시 압전소자 등의 일반적인 압력센서를 사용함에 따른 상술한 문제점이 있고, 또한 진단부위를 누르는 강한 압력으로 인한 환자의 불편함과 기계적인 조건 및 신호의 외란에 의한 영향 등으로 데이터의 신뢰성이 완전하게 보장된다고는 볼 수 없는 문제점이 있다.

상기의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 첫 번째 기술적 과제는 자기저항센서(Magnetic Resistance Sensor)인 터널링자기접합센서(Tunneling Magnetic Junction Sensor)와 자기적 성질을 가지고 있는 나노크기의 입자가 분산되어 있는 유체를 이용하여 피검진자의 정확한 맥점을 찾아내고, 공간적 특성을 가지는 3차원적인 신호를 획득하여 검출결과의 신뢰도와 정밀도를 향상시킬 수 있는 맥파검출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 기술적 과제는 상기 터널링자기접합센서와 자기적 성질을 가지고 있는 나노크기의 입자가 분산되어 있는 유체를 이용하여 피검진자의 정확한 맥점을 찾아내고, 공간적 특성을 가지는 3차원적인 신호를 획득하여 검출결과의 신뢰도와 정밀도를 향상시킬 수 있는 맥파검출방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 첫 번째 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

터널링자기접합센서와 자성유체를 이용한 맥파검출센서에 의하여 3차원의 맥파를 검출하기 위하여 피검진자의 손목에 부착되는 맥파검출부;

상기 신호증폭부에서 출력된 증폭신호로부터 불필요한 노이즈를 제거하기 위한 필터부;

상기 맥파검출센서로부터 출력되는 맥파신호를 필요한 일정 값으로 증폭시키기 위한 신호증폭부;

피검진자의 손목에 부착되는 맥파검출부에 가해지는 압력을 측정하기 위한 압력센서;

상기 맥파검출부와 함께 피검진자의 손목에 부착되어 피부의 온도를 측정하는 온도센서;

상기 압력센서에서 출력되는 압력신호에 따라 피검자의 손목에 설정된 일정 압력을 유지하도록 진맥 압력을 조절하고, 상기 필터부에서 출력되는 맥파신호를 수신하여 분석하고 상기 온도센서에서 출력되는 온도신호를 수신하여 상기 데이터를 보정하는 중앙처리부;

상기 중앙처리부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 외부출력장치로 출력하는 A/D변환부;

상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 디스플레이하는 디스플레이부; 및

상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 신호에 의한 맥진정보 데이터를 외부 장치에 송신하는 통신부; 를 포함하는 맥파검출장치를 제공한다.

상기 맥파검출부는 기판과, 상기 기판의 하부평면에 종횡으로 부착된 다수의 터널링자기접합센서와, 상기 터널링자기접합센서의 하부에 배치되는 하부판에 천공되며 각 센서의 하부마다 수직하게 형성된 유로와, 상기 하부판의 아래에 유입되어 있는 자성유체와, 상기 자성유체를 밀폐시키는 고무막을 포함할 수 있다.

상기 터널링자기접합센서는 기판과, 부착력을 강화시키기 위하여 상기 기판위에 적층되는 하부층과, 상기 기판위에 적층되는 비강자성층과, 철성분으로 이루어지며 상기 기판위에 적층되는 강자성층과, 절연재로 이루어지며 상기 기판위에 적층되는 절연층과, 철성분으로 이루어지며 상기 기판위에 적층되는 강자성층과, 상기 센서를 보호하기 위하여 상기 기판위에 적층되는 캡핑층으로 구성될 수 있다.

상기 터널링자기접합센서는 마그네트론 스퍼터링, 이온빔 스퍼터링, 전자빔 증착, 열증착, 분자빔 에피택시, 원자층 증착, 플라즈마 산화 중 어느 하나를 선택하여 제조될 수 있으며, 1 내지 10μm²의 면적을 가지도록 패터닝될 수 있다.

상기 맥파검출부의 자성유체에는 마그네타이트, 마게마이트, 망간페라이트, 니켈페라이트, 코발트페라이트, 바륨페라이트, 리튬페라이트, 마그네슘페라이트, 철, 니켈, 코발트 중 어느 하나의 자기적 성질을 가지는 입자가 포함될 수 있으며, 상기 자성입자는 직경이 1 내지 100nm인 것이 바람직하다.

상기 자성입자는 표면에 올레인산이나 리놀산과 같은 불포화 지방산을 피복하고, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 물 또는 기름 중 어느 하나의 용매 중에 분산될 수 있으며, 상기 자성유체는 500 내지 4000cp의 점도를 가진 유동성을 지닌 유체일 수 있다.

상기 터널링자기접합센서와 유로의 상단사이의 간격은 0.1㎛ 내지 1㎛ 이격되어 있는 것이 바람직하며, 상기 유로는 직경이 1 내지 10㎛의 크기인 것이 바람직하다.

상기 하부판은 니켈(Ni), 철(Fe), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 중 선택된 적어도 하나로 이루어지는 금속이고, 그 두께가 100 내지 200 ㎛ 인 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같은 두번째 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

터널링자기접합센서와 자성유체를 이용한 맥파검출센서에 의하여 피검진자의 손목으로부터 3차원의 맥파를 검출하는 맥파검출단계;

상기 맥파검출단계에서 출력되는 맥파신호로부터 노이즈를 제거하는 필터링단계;

상기 필터링단계에서 출력되는 노이즈 제거 신호를 필요로 하는 일정 값으로 증폭시키는 신호증폭단계;

피검진자의 손목에 가해지는 압력과 피부의 온도를 측정하는 압력감지 및 온도감지단계;

상기 압력센서에서 출력되는 압력신호에 따라 피검자의 손목에 일정 압력을 유지하도록 진맥 압력을 조절하고, 상기 필터부에서 출력되는 맥파신호를 수신하여 분석하고 상기 온도센서에서 출력되는 온도신호에 따라 상기 데이터를 보정하는 분 석 및 보정단계;

상기 중앙처리부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 외부출력장치로 출력하는 A/D변환단계;

상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 디스플레이하는 디스플레이단계;

상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 신호에 의한 맥진정보 데이터를 외부장치에 송신하는 데이터송신단계; 를 포함하는 맥파검출방법을 제공한다.

상기와 같은 본 발명의 맥파검출장치에 대한 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 맥파검출장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 맥파검출장치 중 맥파검출부의 구조를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2의 맥파검출부 중 터널링자기접합센서의 내부구조를 보여주는 단면도이다.

또한, 도 4는 맥파검출부의 작동상태를 나타낸 단면도로서, 도4a는 맥파가 없는 경우의 상태를 나타내는 도면이며, 도 4b는 맥파가 검출되는 경우의 상태를 나타내는 도면이다.

또한, 도 5a는 자기센서와 산화코발트철(CoFe₂O₄)입자의 거리에 따른 자화값의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 5b는 입자와 센서 표면간의 거리(h)에 따른 자기센서에 미치는 자화값의 변화를 나타내는 그래프이며, 도 6은 본 발명의 일실시 예에 의한 맥파검출방법의 신호흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 맥파검출장치는 피검진자 손목의 맥파를 검출하는 맥파검출부(10)와, 상기 맥파검출부가 피검진자의 손목에 가하는 압력을 측정하는 압력센서(20)와, 피검진자의 체온을 측정하는 온도센서(30)와, 맥파신호에서 노이즈를 제거하는 필터부(50)와, 맥파신호를 증폭시키는 신호증폭부(40)와, 맥파신호를 분석 및 보정하는 중앙처리부(60)와, 맥파신호를 디지털신호로 변환하는 A/D변환부(70)와, 맥파신호를 디스플레이하는 디스플레이부(80)와, 맥파신호를 외부로 전송하는 통신부(90)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 맥파검출부(10)는 피검진자의 손목에 부착되어 3차원의 맥파를 검출하기 위한 장치로서, 기판(11)과, 상기 기판(11)의 하부평면에 종횡으로 부착된 다수의 터널링자기접합센서(12)와, 상기 터널링자기접합센서(12)의 하부에 배치되는 하부판(16)에 천공되며 각 센서(12)의 하부마다 수직하게 형성된 유로(13)와, 상기 하부판(16)의 아래에 유입되어 있는 자성유체(14)와, 상기 자성유체(14)를 밀폐시키는 고무막(15)을 포함한다.

상기 자성유체(14)는 자기적 성질을 가지는 입자를 오일과 같은 유체에 균일하게 분산시킨 것으로서, 하부를 일정한 두께를 가지는 고무막(15)으로 둘러싸게 되며, 상기 고무막(15)은 환자의 손목피부와 접촉하여 맥파 진동의 변화를 검출하게 된다.

이와 같은 맥파검출부(10)는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 상부판(101)과 측면판(102)으로 둘러싸여 보호된다.

또한, 도 4를 참조하면, 이러한 자성유체(14)는 맥파의 변화에 따라 평면상에 일정한 간격을 유지하면서 패터닝되어 있는 유로(13)에 채워지게 되며, 상기 자성유체(14)가 채워지는 유로(13)는 맥파(1)가 변화함에 따라 자성유체(14)와 센서(12)의 간격을 일정하게 유지시켜주는 역할을 한다.

또한, 상기 터널링자기접합센서(12)도 유로(14)의 크기와 간격에 따라 평면상에 일정하게 패터닝됨으로써 유니트 셀을 형성하게 된다.

따라서, 맥파검출부(10)는 피검진자의 손목위에 평면상으로 접촉하게 되므로 각 위치에 따른 크기를 도출할 수 있어서, 손목의 진맥부위에 대한 3차원적인 맥파신호를 얻을 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 터널링자기접합센서(12)는 기판(127)과, 부착력을 강화시키기 위하여 상기 기판위에 적층되는 하부층(126)과, 상기 기판위에 적층되는 비강자성층(125)과, 철성분으로 이루어지며 상기 기판위에 적층되는 강자성층(124)과, 절연재로 이루어지며 상기 기판위에 적층되는 절연층(123)과, 철성분으로 이루어지며 상기 기판위에 적층되는 강자성층(122)과, 상기 센서(12)를 보호하기 위하여 상기 기판위에 적층되는 캡핑층(121)으로 구성된다.

이를 더욱 자세하게 설명하면, 상기 맥파검출부(10)에 이용되는 터널링자기접합센서(12)는 두 강자성층(122,124) 사이에 비전도체의 절연층(123)을 삽입한 구조를 가지는 자기저항센서로서, 전자의 터널링 효과를 이용한 소자이다.

상기 터널링자기접합센서(12)는 마그네트론 스퍼터링, 이온빔 스퍼터링, 전자빔 증착, 열증착, 분자빔 에피택시, 원자층 증착, 플라즈마 산화와 같은 방법으 로 제조된다. 상기 공정을 통해 제작된 터널링자기접합센서(12)는 1 내지 10μm²의 면적을 가지도록 패터닝된다.

상기 터널링자기접합센서(12)는 두 강자성층(122,124)의 스핀 방향에 따라 전기저항이 변하며, 상기의 두 강자성층(122,124)의 스핀 방향은 외부에서 인가되는 자기장의 크기와 방향에 의해 조절되는데, 본 발명에서는 자기적 성질을 가지는 입자를 이용한 자성유체(14)에 의하여 강자성층(122,124)의 스핀을 변화시킨다.

한편, 상기 맥파검출부(10)의 자성유체(14)는 자기적 성질을 가지는 입자가 포함된 유체로서, 상기 입자는 마그네타이트, 마게마이트, 망간페라이트, 니켈페라이트, 코발트페라이트, 바륨페라이트, 리튬페라이트, 마그네슘페라이트, 철, 니켈, 코발트 등과 같은 물질이 사용되며, 상기 자성입자들은 강자성, 페리자성, 초상자성의 자기적 특성을 나타낸다. 그리고, 자성입자들의 직경은 1 내지 100nm이다.

상기 자성입자는 표면에 올레인산이나 리놀산과 같은 불포화 지방산을 피복하고, 이를 계면활성제로 사용하여 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 물 또는 기름 등의 용매 중에 상기 자성입자가 안정되게 분산되도록 하여 분산액을 만든다. 상기 자성입자가 분산된 분산액은 500 내지 4000cp의 점도를 나타내며 유동성을 지니게 된다.

한편, 상기 터널링자기접합센서(12)와 유로(13)의 끝단간의 간격은 0.1㎛에서 최대 1㎛ 정도 이격되어 있으며, 자성유체(14)가 유동할 수 있는 유로(13)는 100 내지 200μm 두께인 니켈(Ni), 철(Fe), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 중 선택된 적어도 하나로 이루어지는 금속의 하부판(16) 위에 플라즈마를 이용하여 직경 1 내지 10μm의 홀을 뚫어 제작한다.

도 5a는 자기센서와 산화코발트철(CoFe₂O₄)입자의 거리에 따른 자화값의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 5b는 입자와 센서 표면간의 거리(h)에 따른 자기센서에 미치는 자화값의 변화를 나타내는 그래프로서, 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 입자가 센서에 가까울수록 센서에 미치는 자화값은 증가하며, 입자가 센서에서 멀어질수록 센서에 미치는 자화값은 감소함을 알 수 있다. 따라서, 상기의 터널링자기접합센서(12)는 두 강자성층(122,124)의 스핀각도 차이에 따라 선형적인 저항 변화를 나타내게 된다.

그리고, 상기 필터부(40)는 상기 맥파검출부(10)에서 출력된 증폭신호에서 노이즈를 제거하기 위한 것이고, 상기 신호증폭부(40)는 상기 필터부에서 출력되는 맥파신호를 필요한 일정 값으로 증폭시키기 위한 것이다.

또한, 상기 압력센서(20)는 피검진자의 손목에 부착되는 맥파검출부(10)에 가해지는 압력을 측정하기 위한 것이고, 상기 온도센서(30)는 상기 맥파검출부(10)와 함께 피검진자의 손목에 부착되어 피부의 온도를 측정하기 위한 것이다. 상기 압력센서(20)와 온도센서(30)는 모두 맥파검출부(10)의 일측에 함께 설치되어 동시에 측정할 수 있는 구조를 가진다.

한편, 상기 중앙처리부(60)는 상기 압력센서(20)에서 출력되는 압력신호를 피드백하여 피검자의 손목에 가해지는 압력이 미리 설정된 일정 압력을 유지하도록 진맥 압력을 조절하고, 상기 필터부에서 출력되는 맥파신호를 수신하여 분석하고 상기 온도센서(20)에서 출력되는 온도신호를 수신하여 상기 데이터를 보정하기 위한 것으로서, 마이크로프로세서를 이용하여 구성하는 부분이다.

또한, 상기 A/D변환부(70)는 상기 중앙처리부(60)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 것이고, 상기 디스플레이부(80)는 A/D변환부(70)에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 디스플레이하기 위한 것이다.

그리고, 상기 통신부(90)는 상기 A/D변환부(70)에서 출력되는 디지털 신호에 의한 맥진정보 데이터를 외부장치에 송신하기 위한 것으로서, 상기 외부장치(미도시)는 데이터저장장치 또는 원거리에 위치한 다른 디스플레이장치 등을 말한다.

다음으로, 본 발명의 일실시예에 의한 맥파검출방법을 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 맥파검출단계(S1)에서는 터널링자기접합센서(12)와 자성유체(14)를 이용한 맥파검출부(10)에 의하여 피검진자의 손목으로부터 3차원의 맥파를 검출하고,

필터링단계(S2)에서는 상기 맥파검출단계(S1)에서 출력된 맥파신호로부터 불필요한 노이즈 신호를 제거하며, 신호증폭단계(S3)에서는 상기 필터링단계(S2)에서 노이즈가 제거되어 출력되는 맥파신호를 필요로 하는 일정한 값으로 증폭시킨다.

또한, 압력감지 및 온도감지단계(S4)는 상기 맥파검출단계(S1)와 동시에 이루어지는 단계로서, 압력센서(20)와 온도센서(30)에 의해 피검진자의 손목에 가해지는 압력과 피부의 온도를 측정한다.

다음으로, 분석 및 보정단계(S5)에서는 상기 압력센서(20)에서 출력되는 압 력신호에 따라 피검자의 손목에 일정 압력을 유지하도록 진맥 압력을 조절하고, 상기 증폭단계(S3)를 거쳐 출력되는 맥파신호를 수신하여 분석하고 상기 온도센서(30)에서 출력되는 온도신호에 따라 상기 데이터를 보정하게 된다.

이와 같은 과정을 거친 후, A/D변환단계(S6)에서는 상기 분석 및 보정단계(S5)를 거쳐 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하며, 디스플레이단계(S7)에서는 상기 A/D변환단계(S6)를 거쳐 출력되는 디지털 신호를 수신하여 모니터 와 같은 장치(미도시)에 의해 디스플레이한다.

한편, A/D변환단계(S6)에서 출력되는 신호는 디스플레이단계(S7)와 별도로 데이터송신단계(S8)를 거치기도 하는데, 이는 상기 A/D변환단계(S6)에서 출력되는 디지털 신호에 의한 맥진정보 데이터를 외부장치(미도시)에 송신하는 단계로서, 데이터저장장치 또는 원거리에 위치한 다른 디스플레이장치 등에 전송하기 위한 것이다.

본 발명의 맥파검출장치 및 그를 이용한 맥파검출방법을 이용하면, 자기저항센서(Magnetic Resistance Sensor)인 터널링자기접합센서(Tunneling Magnetic Junction Sensor)와 자기적 성질을 가지고 있는 나노크기의 입자가 분산되어 있는 유체를 이용하여 피검진자의 정확한 맥점을 찾아낼 수 있으며, 공간적 특성을 가지는 3차원적인 신호를 획득하여 검출결과의 신뢰도와 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

터널링자기접합센서와 자성유체를 이용한 맥파검출센서에 의하여 3차원의 맥파를 검출하기 위하여 피검진자의 손목에 부착되는 맥파검출부;

상기 신호증폭부에서 출력된 증폭신호로부터 불필요한 노이즈를 제거하기 위한 필터부;

상기 맥파검출센서로부터 출력되는 맥파신호를 필요한 일정 값으로 증폭시키기 위한 신호증폭부;

피검진자의 손목에 부착되는 맥파검출부에 가해지는 압력을 측정하기 위한 압력센서;

상기 맥파검출부와 함께 피검진자의 손목에 부착되어 피부의 온도를 측정하는 온도센서;

상기 압력센서에서 출력되는 압력신호에 따라 피검자의 손목에 설정된 일정 압력을 유지하도록 진맥 압력을 조절하고, 상기 필터부에서 출력되는 맥파신호를 수신하여 분석하고 상기 온도센서에서 출력되는 온도신호를 수신하여 상기 데이터를 보정하는 중앙처리부;

상기 중앙처리부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 외부출력장치로 출력하는 A/D변환부;

상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 디스플레이하는 디스플레이부; 및

상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 신호에 의한 맥진정보 데이터를 외부장치에 송신하는 통신부; 를 포함하는 맥파검출장치.
제1항에 있어서, 상기 맥파검출부는

기판과, 상기 기판의 하부평면에 종횡으로 부착된 다수의 터널링자기접합센서와, 상기 터널링자기접합센서의 하부에 배치되는 하부판에 천공되며 각 센서의 하부마다 수직하게 형성된 유로와, 상기 하부판의 아래에 유입되어 있는 자성유체와, 상기 자성유체를 밀폐시키는 고무막을 포함하는 것을 특징으로 하는 맥파검출장치.
제2항에 있어서, 상기 터널링자기접합센서는

기판과, 부착력을 강화시키기 위하여 상기 기판위에 적층되는 하부층과, 상기 기판위에 적층되는 비강자성층과, 철성분으로 이루어지며 상기 기판위에 적층되는 강자성층과, 절연재로 이루어지며 상기 기판위에 적층되는 절연층과, 철성분으로 이루어지며 상기 기판위에 적층되는 강자성층과, 상기 센서를 보호하기 위하여 상기 기판위에 적층되는 캡핑층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 맥파검출장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 터널링자기접합센서는

마그네트론 스퍼터링, 이온빔 스퍼터링, 전자빔 증착, 열증착, 분자빔 에피택시, 원자층 증착, 플라즈마 산화 중 어느 하나를 선택하여 제조되는 것을 특징으로 하 는 맥파검출장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 터널링자기접합센서는

1 내지 10μm²의 면적을 가지도록 패터닝(patterning)되는 것을 특징으로 하는 맥파검출장치.
제2항에 있어서, 상기 맥파검출부의 자성유체에는

마그네타이트, 마게마이트, 망간페라이트, 니켈페라이트, 코발트페라이트, 바륨페라이트, 리튬페라이트, 마그네슘페라이트, 철, 니켈, 코발트 중 어느 하나의 자기적 성질을 가지는 입자가 포함되는 것을 특징으로 하는 맥파검출장치.
제6항에 있어서, 상기 자성입자는

직경이 1 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 맥파검출장치.
제6항에 있어서, 상기 자성입자는

표면에 올레인산이나 리놀산과 같은 불포화 지방산을 피복하고, 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 물 또는 기름 중 어느 하나의 용매 중에 분산되는 것을 특징으로 하는 맥파검출장치.
제2항에 있어서, 상기 자성유체는

500 내지 4000cp의 점도를 가진 유동성을 지닌 유체인 것을 특징으로 하는 맥파검출장치.
제2항에 있어서, 상기 터널링자기접합센서와 유로의 상단사이의 간격은

0.1 내지 1㎛ 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 맥파검출장치.
제2항에 있어서, 상기 유로는

직경이 1 내지 10μm의 크기인 것을 특징으로 하는 맥파검출장치.
제2항에 있어서, 상기 하부판은

니켈(Ni), 철(Fe), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 중 선택된 적어도 하나로 이루어지는 금속이고, 그 두께가 100 내지 200 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 맥파검출장치.
터널링자기접합센서와 자성유체를 이용한 맥파검출센서에 의하여 피검진자의 손목으로부터 3차원의 맥파를 검출하는 맥파검출단계;

상기 맥파검출단계에서 출력되는 맥파신호로부터 불필요한 노이즈를 제거하는 필터링단계;

상기 필터링단계에서 출력되는 노이즈 제거 신호를 필요로 하는 일정 값으로 증폭시키는 신호증폭단계;

피검진자의 손목에 가해지는 압력과 피부의 온도를 측정하는 압력감지 및 온도감지단계;

상기 압력센서에서 출력되는 압력신호에 따라 피검자의 손목에 일정 압력을 유지하도록 진맥 압력을 조절하고, 상기 필터부에서 출력되는 맥파신호를 수신하여 분석하고 상기 온도센서에서 출력되는 온도신호에 따라 상기 데이터를 보정하는 분석 및 보정단계;

상기 중앙처리부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 외부출력장치로 출력하는 A/D변환단계;

상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하여 디스플레이하는 디스플레이단계;

상기 A/D변환부에서 출력되는 디지털 신호에 의한 맥진정보 데이터를 외부장치에 송신하는 데이터송신단계; 를 포함하는 맥파검출방법.