KR20080013298A - 심장 혈관계 진단 패치 - Google Patents

심장 혈관계 진단 패치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 심장의 전기 활동을 전기적 신호로 검출하는 전극부와, 상기 전극부가 배치되며 인체 표면과의 접촉하는 인체 접촉면을 구비하는 체스트피스부와, 상기 체스트피스부에 결합되며 청진음의 집음을 수행하는 집음부와, 상기 집음부에 대응하여 배치되어 상기 청진음을 전기적 신호로 변환하는 집음 센서부와, 상기 전극부에서 검출되는 전기적 신호 또는 상기 집음 센서부에서 변환되는 전기적 신호인 심장 검진 신호에 대한 신호 처리를 수행하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부의 신호 처리 결과를 기초로 메시지를 출력하는 메시지 출력부를 포함하는 심장 혈관계 진단 패치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 정확한 위치 설정을 기초로 심장 혈관계의 활동을 전자식 청진 및 심장 전기 활동 측정을 통하여 효율적으로 모니터링할 수 있고 모니터링된 데이터를 기초로 환자의 건강 상태를 정기적으로 원격 검진할 수 있으며 위험으로 판단하는 경우 이를 사용자에게 메시지 형태로 출력하여 심장 질환으로 인한 사망 사고의 예방 및 심장 질환의 조기 발견이 가능하다.
심장 전기 활동, 전극, 청진, 집음, 체스트피스, 링 전극, 메시지, 위험 메시지

Description

심장 혈관계 진단 패치{PATCH FOR MONITORING CARDIO-VASCULAR-SYSTEM}
도 1은 종래 기술에 따른 사지 전극 유도법을 사용한 심장 전기 활동 측정 환경을 나타내는 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 2전극법을 사용한 심장 전기 활동 측정 환경을 나타내는 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 심장 전기 활동 측정 장치를 나타내는 도면.
도 4는 종래 기술에 따른 청진기의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치의 예시적인 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 전극부의 예시적인 구성을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치의 신호 처리부의 예시적인 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치의 구현예의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 전극 120: 케이블
130: 측정 장치 140: 이동통신 단말기
210: 진동판 220: 진동판 고정구
230: 몸체 240: 통로
250: 유도 고무관 260: 귀걸이
310: 전극부 320: 체스트피스부
330: 집음부 340: 집음 센서부
350: 신호 처리부 360: 메시지 출력부
410: 증폭부 420: 필터링부
430: A/D 변환부 440: 신호 분석부
450: 신호 저장부 460: 통신 인터페이스부
470: 위치 조절부 480: 위험 메시지 생성부
본 발명은 심장 혈관계 진단 패치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 정확한 위치 설정을 기초로 심장 혈관계의 활동을 전자식 청진 및 심장 전기 활동 측정을 통하여 효율적으로 모니터링할 수 있고 모니터링된 데이터를 기초로 환자의 건강 상태를 정기적으로 원격 검진할 수 있으며 위험으로 판단하는 경우 이를 사용자에게 메시지 형태로 출력하여 심장 질환으로 인한 사망 사고의 예방 및 심장 질환의 조기 발견이 가능한 심장 혈관계 진단 패치에 관한 것이다.
심장 전기 활동은 심장의 이상 유무 확인이나, 협심증, 심근경색, 부정맥 등의 심장 질환을 검사하기 위해서 측정된다. 일반적으로 심장의 전기적 이상을 측정 하기 위하여 임상에서 사용하는 전극 유도법은 심장의 동방결절(SA노드)에서 발생한 전기적 자극이 좌우 심실(Arium)과 좌우 심방(Ventricles)으로 전도(conduction)되면서 발생하는 생체 전위(Biopotential)를 측정하는 것으로, 2개 이상의 전극을 인체 표면에 부착하여 측정한다.
이러한 전극을 이용한 측정법은 사지 전극 유도법(Standard Limb)과 2전극 측정법이 주로 사용된다.
도 1은 종래 기술에 따른 사지 전극 유도법을 사용한 심장 전기 활동 측정 환경을 나타내는 도면이다. 사지 전극 유도법은 전자기학적으로 선적분(line integral)의 경로(path)가 길면 길수록 큰 전위를 측정할 수 있으므로 도시되듯이 인체의 양쪽 팔과 다리에 전극(110a 내지 110d)을 부착하고 이를 케이블(120a 내지 120d)로 심장 전기 활동 측정 장치(130a)에 연결하여 심장의 전기적 활동을 측정한다.
이러한 사지 전극 유도법은 소형화가 어렵고 잡음에 민감한 단점이 있으며 이동 환경에서 사용하는 데 있어서는 각 전극과 케이블 사이의 연결이 필요하기 때문에 사용하기 불편하므로 주로 임상용으로 사용된다. 또한 전극 부착시 전극과 피부 사이의 접촉 저항을 고려하여 전해성 젤(gel)을 사용하여 부착하지만, 장시간 사용시 젤 내부에서의 분극(polarization) 현상으로 인하여 생체 신호의 왜곡이 급증하기 때문에 전극 부착 후 일정 시간 내에 측정하여야 하며 시간 경과시 전극을 다시 부착하여야 하는 단점이 있다. 또한 전극 사이의 거리가 최소한 10 cm 이상이 확보가 되어야 정상적인 신호 측정이 가능하다.
한편 이러한 사지 전극 유도법을 소형화하여 이동 중 사용이 가능하도록 구성한 기술도 개발되고 있다. 예컨대 주식회사 바이오넷에 의해서 2000년 6월 12일자로 출원되고 2002년 9월 30일자로 등록된 "휴대용 심전도 측정 장치"라는 명칭의 특허등록번호 제10-356421호는 이러한 휴대용 심전도 측정 장치를 개시하고 있다.
그러나 상기 특허등록번호 제10-356421호에 개시된 심전도 측정 장치는 예컨대 의사가 이동 진료중에 사용하는 것을 의도하는 것으로 환자가 몸에 부착하고 일상 생활 중에 심장의 전기적 활동을 측정하는 것을 의도하는 것이 아니다.
특히 이러한 일상 환경에서 심장 활동의 전기적으로 측정하는 것은 의사 등의 전문가에 의한 진단을 위한 심장 전기 활동 측정 수준이 아니므로 흔히 2전극 측정법을 사용하여 심장의 활동 즉 심박수를 측정하게 된다.
도 2는 종래 기술에 따른 2전극법을 사용한 심장 전기 활동 측정 환경을 나타내는 도면이다. 도시되듯이 2전극법은 이동중 움직임에 의한 측정 오차를 줄이기 위해서 고무 밴드(140) 등을 이용하여 가슴 부위를 압박하며, 고무 밴드(140)에는 2개의 전극(110e 내지 110f)의 심장의 좌우에 배치되며, 케이블(120e 내지 120f)을 통하여 측정 장치(130b)에 연결된다.
그러나 이러한 고무 밴드 역시 중력에 반한 운동을 하거나 심한 심장 부위의 움직임, 예컨대 심한 호흡 등에 의한 움직임 등이 발생하는 경우 전극이 이동하는 현상이 발생한다. 또한 이러한 2전극법 역시 전극을 부착하기 위해 고무 밴드로 심장 부위를 강하게 압박하므로 장시간 사용이 불가능하며, 단순히 심박만을 측정하기 때문에 임상용으로는 사용이 불가능하며 단순히 운동 성능(performance)이나 운 동 부하 평가 등의 제한적인 범위 내에서 사용하게 된다.
예상되는 유비쿼터스 진료 환경에 대비하기 위해서는 이러한 심장의 전기적 활동을 사용자가 언제 어디서나 측정할 수 있도록 심장 전기 활동 측정 장치의 소형화가 필수적이며, 측정된 심장 전기 활동을 외부로 전송하여 유비쿼터스 원격 진료가 가능하도록 구성하여야 한다.
이러한 유비쿼터스 진료 환경에 대비한 심장 전기 활동 측정 장치는 예컨대 주식회사 헬스피아에 의해서 2002년 10월 24일자로 출원되고 2004년 4월 30일자로 공개된 "심전도계 기능을 가진 이동통신 단말기"라는 명칭의 특허공개번호 제10-2004-0036324호 또는 이동화에 의해서 2004년 7월 26일자로 출원되고 2004년 8월 18일자로 공개된 "심전도 측정 목걸이와 휴대용 심전도 측정 시스템"이라는 명칭의 특허공개번호 제10-2004-0072553호에 개시되어 있다.
도 3은 상기 특허공개번호 제10-2004-0036324호에 개시된 심장 전기 활동 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도시되듯이 상기 특허공개번호 제10-2004-0036324호에 개시된 심장 전기 활동 측정 장치는 다수의 전극(110g 내지 110j)이 인체에 부착되고 전극(110g 내지 110j)이 케이블(120g 내지 120j)을 통하여 측정 장치(130c)에 연결된다. 또한 측정 장치(130c)는 이동통신 단말기(140)와 블루투스 등의 무선 통신 규격을 사용하여 측정된 심장 전기 활동을 전송함으로써 유비쿼터스 진료 환경의 구성을 가능하게 하는 구성이다.
그러나 이러한 구성 역시 비록 언제 어디서나 인체의 심장 전기 활동을 측정 하여 이를 전송할 수 있는 구성을 취하지만 케이블을 사용하여 인체에 부착된 전극으로부터 심장 전기 활동을 수신하므로 사용시 불편함이 따르며 또한 각 전극이 인체의 움직임으로 인해 위치가 변경되는 경우 측정 오차가 커질 수 있다.
이러한 단점은 상기 특허공개번호 제10-2004-0072553호에 개시된 구성에서도 마찬가지이다.
한편 의사 등의 전문가가 환자와 대면하여 심장 질환의 검진을 위해서 청진기를 사용하는 경우도 있다. 청진기는 체내에서 발생하는 심음(心音)이나 호흡음을 비롯하여 동맥음, 장잡음(腸雜音), 혈관음 등을 청취하여 정상적인 상태인지의 여부를 확인하기 위해 사용되는 기구이다.
도 4는 종래 기술에 따른 청진기의 구성도이다.
도시되듯이 종래의 청진기는 진동판(210)과, 진동판 고정구(220)와, 몸체(230)와, 통로(240)와, 유도 고무관(250)과, 귀걸이(260) 등으로 구성되어 진찰 부위에 진동판(210)을 밀착시키면 진찰 부위의 내부에서 발생하는 소리가 진동판(210)에 의해서 증폭되어 통로(240) 및 유도 고무관(250)을 통하여 귀걸이(260)로 전달되고 귀걸이(260)를 의사가 귀에 꽂아서 전달되는 소리, 즉 청진음을 듣고 진찰을 하는 방식이다. 진동판(210)과, 진동판 고정구(220)와, 몸체(230)와, 통로(240)는 일체형으로 구성되어 "체스트피스"라고도 지칭되며, 귀걸이(260)는 "이어피스"로도 지칭된다.
그러나 이러한 종래의 기계식 청진기는 청진음의 저장 및 기록이 불가능하므로 원격 진료 서비스가 불가능하고 진료에서 임상의사에 의해서만 순간적으로 진단 되고 다음 진료 때에는 환자의 상태를 기억하지 못하므로 객관적 판단이 쉽지 않다. 또한 기계식 청진기를 통하여 전달되는 소리가 작은 경우도 많다.
따라서 기계식 청진기에 소리를 증폭하는 마이크와 증폭기를 포함하며 PC 등에 연결할 수 있는 기술이 개발되었다.
이러한 기계식 청진기의 단점을 개선한 전자식 청진기는 예컨대 양호준에 의해서 1999년 9월 20일자로 출원되고 2000년 1월 29일자로 등록된 "전자식 청진기"라는 명칭의 실용신안등록번호 제20-177946호 또는 한정수에 의해서 2001년 8월 27일자로 출원되고 2002년 3월 13일자로 등록된 "원격 진료용 청진기"라는 명칭의 실용신안등록번호 제20-0269571호 또는 엄재학에 의해서 2004년 2월 24일자로 출원되고 2004년 4월 28일자로 등록된 "디지털 청진기"라는 명칭의 실용신안등록번호 제20-0349837호 또는 고학림 등에 의해서 2001년 9월 11일자로 출원되고 2003년 3월 19일자로 공개된 특허출원번호 제10-2001-0055871호 등의 다수의 특허 문헌에 개시되어 있다.
그러나 이러한 전자식 청진기는 주로 기계식 청진기의 단점인 청진음 저장 기능과 증폭 이득 조절 기능의 개선에 초점을 맞추고 있다. 또한 간단하게 PC와 연결하여 청진음의 저장이 가능하지만 이러한 전자식 청진기는 병원 내부에서 전문가에 의해서 사용되어지는 것을 의도하여 개발된 것으로서 향후 유무선 통신 시스템과 결합하여 가정과 병원 사이의 원격 진료 등의 서비스, 즉 유비쿼터스 환경에서의 의료 서비스의 제공에 적합하지 않다는 단점이 있다.
실제 심장의 질환을 검진하기 위해서는 전술한 심장의 전기 활동 측정이나 청진음을 통한 정기적인 복합 검진이 수행되어야 한다. 또한 예상되는 유비쿼터스 진료 환경에 대비하기 위해서는 사용자가 언제 어디서나 측정할 수 있도록 심장 전기 활동 측정 장치 및 청진기의 소형화가 필수적이며, 측정된 심장 전기 활동 및 청진음을 외부로 전송하여 유비쿼터스 원격 진료가 가능하도록 구성하여야 한다. 또한 이러한 진료에 있어서 환자가 정확한 위치에 측정 장치를 접촉하여 검사를 수행하여야 하며, 또한 측정된 환자의 심장 전기 활동 및 청진음을 데이터베이스화하여 환자의 상태를 지속적으로 모니터링하여야 하나, 전술한 문제점들로 인하여 유비쿼터스 환경에 맞는 심장 측정 장치의 개발이 지연되고 있는 상황이다.
본 발명의 목적은 정확한 위치 설정을 기초로 심장 혈관계의 활동을 전자식 청진 및 심장 전기 활동 측정을 통하여 효율적으로 모니터링할 수 있고 모니터링된 데이터를 기초로 환자의 건강 상태를 정기적으로 원격 검진할 수 있으며 위험으로 판단하는 경우 이를 사용자에게 메시지 형태로 출력하여 심장 질환으로 인한 사망 사고의 예방 및 심장 질환의 조기 발견이 가능한 심장 혈관계 진단 패치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 심장의 전기 활동을 전기적 신호로 검출하는 전극부와, 상기 전극부가 배치되며 인체 표면과의 접촉하는 인체 접촉면을 구비하는 체스트피스부와, 상기 체스트피스부에 결합되며 청진음의 집음을 수행하는 집음부와, 상기 집음부에 대응하여 배치되어 상기 청진음을 전기적 신 호로 변환하는 집음 센서부와, 상기 전극부에서 검출되는 전기적 신호 또는 상기 집음 센서부에서 변환되는 전기적 신호인 심장 검진 신호에 대한 신호 처리를 수행하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부의 신호 처리 결과를 기초로 메시지를 출력하는 메시지 출력부를 포함하는 심장 혈관계 진단 패치를 제공한다.
본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 상기 전극부는 적어도 3개의 동심원으로 구성된 링 형태의 전극을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 상기 체스트피스부에는 상기 집음 센서부를 배치하기 위한 공간이 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 상기 체스트피스부의 상기 인체 접촉면은 상기 링 형태의 전극을 수용하도록 원 형상을 가질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 상기 집음부는 원뿔 형태 또는 반구 형태 또는 이들을 조합한 형태를 가질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 상기 신호 처리부는, 상기 심장 검진 신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부에서 증폭된 상기 심장 검진 신호 중에서 불필요한 성분은 제거하는 필터링부와, 상기 필터링된 상기 심장 검진 신호를 디지털 심장 검진 신호로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 디지털 심장 검진 신호를 분석하는 신호 분석부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 상기 신호 처리부는, 상기 신호 분석부에서 분석된 상기 디지털 심장 검진 신호를 저장하는 신호 저장부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 상기 신호 처리부는, 상기 신호 분석부에서 분석된 상기 디지털 심장 검진 신호를 외부의 장치로 전송하기 위한 통신 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 상기 체스트피스부의 상기 인체 접촉면의 일부 또는 전부는 실리콘 젤로 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 집음 센서부에서 변환되는 전기적 신호의 신호 레벨을 기초로 상기 심장 혈관계 진단 패치의 부착 위치 조절 메시지를 생성하는 위치 조절부를 더 포함하는 것이고, 상기 메시지 출력부는 상기 위치 조절부의 상기 부착 위치 조절 메시지를 출력할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 신호 분석부에서 분석되는 상기 디지털 심장 검진 신호가 미리 정해진 위험 상태로 판단되는 경우 위험 메시지를 생성하는 위험 메시지 생성부를 더 포함하는 것이고, 상기 메시지 출력부는 상기 위험 메시지 생성부의 상기 위험 메시지를 출력할 수 있다.
이하, 본 발명의 심장 혈관계 진단 패치를 첨부한 도면을 참조로 하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치의 예시적인 구성도이다.
도시되듯이 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치는, 전극부(310)와, 체스트피스부(320)와, 집음부(330)와, 집음 센서부(340)와, 신호 처리부(350)와, 메시 지 출력부(360)를 포함한다. 또한 이러한 구성을 보호하기 위한 커버 구성 등을 포함하지만 이에 대해서는 본 발명의 특징과는 상관이 없으므로 설명을 생략한다.
전극부(310)는 심장의 전기 활동을 전기적 신호로 검출한다.
바람직하게는 전극부(310)는 적어도 3개의 동심원으로 구성된 링 형태의 전극을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 전극부의 예시적인 구성을 나타내는 도면이다.
우선 도 6의 (a)에 도시되듯이 지지판에 5개의 전극이 가운데 전극을 중심으로 거리 d 만큼 떨어져서 배치되는 전극부(310)를 이용할 수 있다. 또는 도 6의 (b)에 도시되듯이 지지판에 2개의 원형 동심 전극을 배치할 수 있다. 이러한 도 6의 (a) 또는 도 6의 (b)의 전극 구성에 대한 자세한 사항은 예컨대 빈 헤(Bin He) 등의 논문(Bin He and Richard Cohen, "Body Surface Laplacian ECG Mapping", IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. 39, No. 11, November, 1992)을 참조할 수 있다.
그러나 이러한 도 6의 (a) 또는 도 6의 (b)에 도시된 전극 형태는 특히 임상 환경에서 사용되게 위해서 개발된 것이다. 임상 환경과 같은 특수 환경에 아니라 일상 생활에서는 전원 장치, 또는 주변 장치에 의한 EMI(electro-magnetic interference)에 따른 잡음에 의해서 파형 왜곡 현상이 생기는 경우가 발생한다. 따라서 이러한 일상 환경에서 도 6의 (a) 또는 도 6의 (b)에 도시된 전극 형태를 직접 사용하는 것보다 이러한 EMI를 고려한 전극 구성을 사용하는 것이 필요하다.
도 6의 (c)는 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치에 있어서, 전극부(310)의 바람직한 구성을 나타낸다. 도시되듯이 3개의 링 형태의 전극을 포함하는 원형 동심 전극이 배치된다. 이러한 3개의 링 형태의 전극을 통하여 EMI 잡음을 개선한다. 즉 가운데 링의 전위(VR)를 사용하여 V1 신호와 V2 신호 사이의 공통(common) 신호 성분을 제거하고 차동(differential) 신호 성분을 측정하는 것에 의해서 EMI 잡음을 개선하기 위한 구성이다.
체스트피스부(320)는 전극부(310)가 배치되며 전극부(310)를 지지한다. 또한 체스트피스부(320)는 사용자에 의해서 인체의 심장 부분에 접촉되어 전극부(310)가 심장의 전기 활동을 전기적 신호로 검출하도록 한다.
이러한 체스트피스부(320)는 바람직하게는 도 6에 도시된 다양한 형태의 전극을 수용하도록 원형의 인체 접촉면을 구비한다.
인체 접촉면은 바람직하게는 인체 표면과의 강한 접착력을 가져서 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치를 인체에 접착하여 고정시킨다. 인체 접촉면의 일부 또는 전부는 예컨대 실리콘 젤로 구성될 수 있어서 반영구적으로 사용이 가능하며, 분극 현상을 감소시키도록 구성할 수 있으며, 또한 접착력이 감소하는 경우 물로 세척하여 다시 사용이 가능하다
집음부(330)는 체스트피스부(320)에 결합되며 청진음의 집음을 수행한다. 즉 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치는 심장의 전기적 활동 신호 뿐만이 아니라 심장 박동과 같은 청진음을 검출하도록 구성되어 있으므로 심장 박동 등의 청진음 을 효율적으로 집음하기 위한 구성이 필요하다. 이 경우 체스트피스부(320)는 일종의 진동판으로서 작용할 수 있으며, 이러한 진동판을 통한 청진음의 효율적인 집음을 위해서 집음부(330)를 구비한다. 이러한 집음부(330)의 형상은 예컨대 원뿔 형태 또는 반구 형태 또는 이들을 조합한 형태를 가져서 효율적인 집음이 가능하도록 설계된다.
집음 센서부(340)는 집음부(330)에 대응하여 배치되어 청진음을 전기적 신호로 변환한다. 집음 센서부(340)는 예컨대 소리를 전기적 신호로 변환하는 소형 마이크로폰 등으로 구성되며, 집음부(330)에서 집음되는 소리를 효과적으로 검출할 수 있는 위치에 배치된다.
예컨대 집음 센서부(340)는 체스트피스부(310)와 집음부(330)를 결합한 경우를 가정하면, 체스트피스부(320)의 중심 부분에 집음부(330)에 대응하여 배치될 수 있다. 이를 위해서 체스트피스부(320)는 집음 센서부(340)를 배치하기 위한 공간이 형성된다.
또한 예컨대 전극부(310)가 적어도 3개의 동심원으로 구성된 링 형태의 전극으로 구성되는 경우 이러한 전극 중 가장 안쪽의 링 형태의 전극에 대응하는 체스트피스부(320) 부분에 이러한 집음 센서부(340)를 배치하기 위한 공간이 형성될 수 있다.
신호 처리부(350)는 전극부(310)에서 검출되는 전기적 신호 또는 집음 센서부(340)에서 변환되는 전기적 신호인 심장 검진 신호에 대한 신호 처리를 수행한다.
메시지 출력부(360)는 신호 처리부(350)의 신호 처리 결과를 기초로 메시지를 출력한다.
신호 처리부(350)와 메시지 출력부(360)의 구성에 대해서 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치의 신호 처리부의 예시적인 구성도이다.
도시되듯이 신호 처리부(350)는 증폭부(410)와, 필터링부(420)와, A/D 변환부(430)와, 신호 분석부(440)를 포함하며, 신호 저장부(450)와, 통신 인터페이스부(460)와, 위치 조절부(470)와, 위험 메시지 생성부(480)를 더 포함할 수 있다.
증폭부(410)는 심장 검진 신호를 증폭한다. 예컨대 전극부(310)에서 검출되는 전기적 신호 자체는 그 신호 성분이 미약하므로 예컨대 계측 증폭기(instrumental amplifier)를 이용하여 신호 증폭을 수행한다.
이후 필터링부(420)에서는 증폭부(410)에서 증폭된 심장 검진 신호 중에서 불필요한 성분, 예컨대 노이즈 성분을 제거한다.
이렇게 필터링된 심장 검진 신호는 이후의 디지털 연산을 위해서 A/D 변환부(430)에서 디지털 심장 검진 신호로 변환된다.
신호 분석부(440)는 이러한 디지털 심장 검진 신호를 분석하여 심장의 전기적 활동이나 심장 박동에 관련된 데이터를 추출한다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치는 이러한 신호 분석부(440)의 분석 결과를 저장할 수도 있다.
이를 위해서 신호 분석부(440)에서 분석된 디지털 심장 검진 신호를 저장하는 신호 저장부(450)를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치의 신호 처리부(350)는 이러한 신호 분석부(440)의 분석 결과를 외부의 장치, 예컨대 사용자의 PC, PDA 또는 이동통신 단말기로 전송할 수 있도록 구성될 수도 있다.
이러한 구성은 특히 유비쿼터스 의료 환경과 관련하여 사용자가 자신의 심장 상태를 주기적으로 측정하여 이를 PC, PDA 또는 이동통신 단말기 등을 통하여 외부의 전문가인 의사의 검진 또는 전문 분석 프로그램에 의한 진단을 수행할 수 있도록 전송하기 위해서 필요하다.
이를 위해서 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치의 신호 처리부(350)는 신호 분석부(440)에서 분석된 디지털 심장 검진 신호를 외부의 장치로 전송하기 위한 통신 인터페이스부(460)를 더 포함할 수 있다.
이러한 통신 인터페이스부(460)는 바람직하게는 블루투스 등의 무선 통신 인터페이스인 것이 바람직하지만 유선 통신 인터페이스를 사용하여도 무방하다.
또한 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치의 신호 처리부(350)는 위치 조절부(470)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치를 인체에 접착하는 경우 심장 혈관계의 위치에 대응하여 접착하는 것이 바람직하다. 이 경우 가장 간편하게는 청진음을 통하여 심장의 전기적 활동을 측정하기에 적합한 위치를 추정할 수 있다.
따라서 위치 조절부(470)는 집음 센서부(340)에서 변환되는 전기적 신호, 즉 청진음의 신호 레벨을 기초로 청진음의 신호 레벨이 심장의 청진음에 가장 적합한 위치에 있는지를 판단하고, 이를 기초로 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치의 부착 위치 조절 메시지를 생성한다.
이러한 생성된 부착 위치 조절 메시지는 이후 메시지 출력부(360)에 의해서 출력된다.
부착 위치 조절 메시지는 예컨대 음성으로 출력될 수 있으며, 이 경우 메시지 출력부(360)는 스피커일 수 있다.
또는 부착 위치 조절 메시지는 예컨대 문자 형태 또는 아이콘(화살표) 형태로 출력될 수 있으며, 이 경우 메시지 출력부(360)는 LCD 등의 디스플레이 장치일 수 있다.
또한 신호 처리부(350)의 처리 결과 환자의 심장 활동이 비정상적이라고 판단하는 경우에는 환자에게 경고를 할 수 있다.
이를 위해서 신호 처리부(350)는 신호 분석부(440)에서 분석되는 디지털 심장 검진 신호가 미리 정해진 위험 상태로 판단되는 경우 위험 메시지를 생성하는 위험 메시지 생성부(480)를 더 포함할 수 있다.
이 경우에도 메시지 출력부(360)는 위험 메시지 생성부(480)의 위험 메시지를 음성 또는 문자 또는 아이콘 형태로 출력할 수 있다.
또한 이러한 신호 처리부(350)의 각 구성에 전원을 공급하기 위한 구성을 포함하지만 이에 대해서는 본 발명의 특징과는 상관이 없으므로 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명에 따른 심장 혈관계 진단 패치의 구현예의 단면도이다.
전극부(310)와, 체스트피스부(320)와, 집음부(330)와, 집음 센서부(340)와, 신호 처리부(350)와 메시지 출력부(360)가 각각 도시되며, 집음부(330)의 형상은 반구 형태와 원뿔 형태를 조합한 형태로 구성되어 있다. 또한 집음 센서부(340)는 체스트피스부(320)의 중앙 부분에 배치된다.
비록 본 발명의 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 의해 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 보호 범위는 청구범위의 기재를 통하여 정하여진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 정확한 위치 설정을 기초로 심장 혈관계의 활동을 전자식 청진 및 심장 전기 활동 측정을 통하여 효율적으로 모니터링할 수 있고 모니터링된 데이터를 기초로 환자의 건강 상태를 정기적으로 원격 검진할 수 있으며 위험으로 판단하는 경우 이를 사용자에게 메시지 형태로 출력하여 심장 질환으로 인한 사망 사고의 예방 및 심장 질환의 조기 발견이 가능하다.

Claims (11)

  1. 심장의 전기 활동을 전기적 신호로 검출하는 전극부와,
    상기 전극부가 배치되며 인체 표면과의 접촉하는 인체 접촉면을 구비하는 체스트피스부와,
    상기 체스트피스부에 결합되며 청진음의 집음을 수행하는 집음부와,
    상기 집음부에 대응하여 배치되어 상기 청진음을 전기적 신호로 변환하는 집음 센서부와,
    상기 전극부에서 검출되는 전기적 신호 또는 상기 집음 센서부에서 변환되는 전기적 신호인 심장 검진 신호에 대한 신호 처리를 수행하는 신호 처리부와,
    상기 신호 처리부의 신호 처리 결과를 기초로 메시지를 출력하는 메시지 출력부
    를 포함하는 심장 혈관계 진단 패치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극부는 적어도 3개의 동심원으로 구성된 링 형태의 전극을 포함하는 것인 심장 혈관계 진단 패치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 체스트피스부에는 상기 집음 센서부를 배치하기 위한 공간이 형성되는 것인 심장 혈관계 진단 패치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 체스트피스부의 상기 인체 접촉면은 상기 링 형태의 전극을 수용하도록 원 형상을 가지는 것인 심장 혈관계 진단 패치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 집음부는 원뿔 형태 또는 반구 형태 또는 이들을 조합한 형태를 가지는 것인 심장 혈관계 진단 패치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    상기 심장 검진 신호를 증폭하는 증폭부와,
    상기 증폭부에서 증폭된 상기 심장 검진 신호 중에서 불필요한 성분은 제거하는 필터링부와,
    상기 필터링된 상기 심장 검진 신호를 디지털 심장 검진 신호로 변환하는 A/D 변환부와,
    상기 디지털 심장 검진 신호를 분석하는 신호 분석부
    를 포함하는 것인 심장 혈관계 진단 패치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    상기 신호 분석부에서 분석된 상기 디지털 심장 검진 신호를 저장하는 신호 저장부
    를 더 포함하는 것인 심장 혈관계 진단 패치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    상기 신호 분석부에서 분석된 상기 디지털 심장 검진 신호를 외부의 장치로 전송하기 위한 통신 인터페이스부
    를 더 포함하는 것인 심장 혈관계 진단 패치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 체스트피스부의 상기 인체 접촉면의 일부 또는 전부는 실리콘 젤로 구성되는 것인 심장 혈관계 진단 패치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 신호 처리부는 상기 집음 센서부에서 변환되는 전기적 신호의 신호 레벨을 기초로 상기 심장 혈관계 진단 패치의 부착 위치 조절 메시지를 생성하는 위치 조절부를 더 포함하는 것이고,
    상기 메시지 출력부는 상기 위치 조절부의 상기 부착 위치 조절 메시지를 출력하는 것인 심장 혈관계 진단 패치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 신호 처리부는 상기 신호 분석부에서 분석되는 상기 디지털 심장 검진 신호가 미리 정해진 위험 상태로 판단되는 경우 위험 메시지를 생성하는 위험 메시지 생성부를 더 포함하는 것이고,
    상기 메시지 출력부는 상기 위험 메시지 생성부의 상기 위험 메시지를 출력하는 것인 심장 혈관계 진단 패치.
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