KR20090008786A - 생체신호측정 패치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생체 신호를 무구속, 무자각적으로 측정하기 위한 생체신호측정 패치에 대한 것으로 체온 또는 체온 및 생체전위신호를 동시에 측정할 수 있게, 피점자 또는 피검동물의 피부에 밀착하게 접촉시켜 내구성 및 정확성을 향상시키고 생체신호측정장치를 고정할 수 있게하는 생체신호측정 패치에 관한 것으로, 본 발명의 생체신호측정 패치는 생체신호 측정 패치를 보호하는 방수층; 상기 방수층의 일면에 접착되는 직물층; 상기 방수층이 접착되는 직물층의 반대편에 형성되며, 온도에 반응하는 센서가 내장되어 있는 중앙 부위 및 중앙 부위와 주변 부위를 격리하는 빈 공간인 완충지대를 가지고 피검 대상에 접착되는 점착층; 및 상기 패치를 생체신호측정장치에 탈착할 수 있는 커넥터로 이루어진 것을 특징으로 하고 나아가서는 생체전위신호를 측정할 수 있는 전극을 점착층과 동일한 평면에 3개 위치시켜 체온과 동시에 심장 박동수 및 심장의 전기적 활동을 측정하게 하여, 정확한 피검체의 건강상태를 측정하게 하여, 움직임이 많은 이동 환경에서 피검자 및 피검동물에게 불편함을 주지 않고 체온 또는 체온 및 심장 전기 활동 신호를 지속적으로 모니터링이 가능하여 실시간으로 피검체의 건강상태를 측정가능하고, 질병의 조기 발견 및 건강관리자(Care Provider)의 관리 효율을 높일 수가 있고, 또한 생체신호측정 패치의 소모품화를 통하여 동일한 측정장치로 다양한 목적에 맞는 패치를 사용하여 최적의 경제적인 투자를 통하여 원하는 목적을 얻을 수 있는 효과를 갖는다.

1. 박리지 2. 점착층 3. 전해질층 4. 완충지대 5. 온도반응센서 6. 직물층 7. 방수층

Description

생체신호측정 패치{Physiological signal sensing patch}

본 발명은 생체신호를 측정하기 위한 측정 패치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동적 환경에서 생체신호의 측정을 좀 더 정확하고 견고하게 하기 위하여 센서를 피부에 밀착하게 하고 더불어 소형 생체 신호 측정 장치를 고정하기 위한 패치에 관한 것으로 특히 체온을 동적 환경에서 연속적으로 측정하기 위한 생체신호측정 패치에 관한 것이다.

일반적으로, 체온을 재는 장치 및 기기는 공지된 바와 같이 수은의 팽창으로 눈금을 읽어 체온을 감지하는 막대형 눈금 체온계, 귀를 이용한 적외선 감지형 체온계 그리고 이마에 대는 체온계등이 나와 있다.

그러나, 이러한 종래의 체온계는, 측정의 불편함은 물론 실시간으로 연속적으로 피 검자 또는 피검동물이 동적, 정적 환경에서 지속적으로 주기적으로 측정이 불가하다.

여기서, 체온을 연속적으로 측정하는 장점은 자신의 의사 표시가 불가하거나 어려운 장애인 또는 어린아이의 상시 건강관리에 있어서 중요한 생체 신호로 활용될 수 있고 보호자등 케어프로바이더의 관리 효율을 높일 수 있으며, 항온 동물들에게도 체온이 정상범위에서 벗어남을 실시간으로 모니터링이 가능하다는 것은 동물이 치명적인 질병을 앓고 있다는 예후를 의미하는 것이며, 더불어 정상체온대비 일정 온도가 떨어지면 출산을 알리는 신호로 동물들의 건강관리에 있어서도 매우 중요한 포인트이다.

종래에는 연속적 측정이 불가능하여 시시각각 마다 변화하는 체온을 보호자나 의사,수의사 및 간호사가 수시로 측정할 수 없었기 때문에 피검자 또는 피검동물등이 중태에 빠지는 위험 체온을 정확하게 알 수 없어서 치료 시기를 놓치거나 체온을 고려한 치료 및 처방으로 치료 효과를 높일 수 없었던 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 체온 측정 피검자 및 피검동물의 체온을 장시간 무구속, 무자각으로 편안하게 측정할 수 있게 하는 체온계 패치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 동적 환경에서 측정되는 체온의 정확도를 높이기 위하여 피검자 또는 피검 동물의 생체전위신호를(심박 또는 심전도(ECG)등) 체온과 동시에 측정하여 피검자 또는 피검동물의 환경을 추정하여 측정되는 체온이 피검자 또는 피검동물의 보다 정확한 생체신호로서의 의미를 파악할 수 있게 하는 체온계 패치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 피검자 또는 피검동물에 장기간 부착할 수 있어 시시각각 변하는 체온의 변화를 케어프로바이더에게 실시간으로 전송하여 케어프로바이더의 관리효율을 높이게 하기 위하여 체온 및 생체신호를 측정 및 무선 전송하는 소형 측정장치가 장착될 수 있는 연결 장치를 가진 체온계 패치를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 생체신호 측정 패치를 보호하는 방수층; 상기 방수층의 일면에 접착되는 직물층; 상기 방수층이 접착되는 직물층의 반대편에 형성되며, 온도에 반응하는 센서가 내장되어 있는 중앙 부위 및 중앙 부위와 주변 부위를 격리하는 완충지대를 가지고 있고 피검 대상에 접착되는 점착층; 및 상기 패치를 생체신호측정장치에 탈착할 수 있는 커넥터로 이루어진 생체신호측정 패치를 제공한다.

본 발명에 따른 생체신호측정 패치에 있어서, 상기 점착층의 중앙부위 또는 주변부위에 형성시킨 심장전기활동 측정용 전극과, 상기 측정용 전극으로부터의 측정신호가 상기 생체신호측정기에 전달되는 커넥터로 구성되는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 움직임이 많은 이동 환경에서 피검자 및 피검동물에게 불편함을 주지 않고 체온 또는 체온 및 심장 전기 활동 신호를 지속적으로 모니터링이 가능하여 실시간으로 피검자의 건상상태를 측정가능하게 하여, 질병의 조기 발견 및 건강관리자(Care Provider)의 관리 효율을 높일 수가 있다.

또한 생체신호측정 패치의 소모품화를 통하여 동일한 측정장치로 다양한 목적에 맞는 패치를 사용하여 최적의 경제적인 투자를 통하여 원하는 목적을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 생체신호 측정패치 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체신호측정 패치는

크게 온도반응센서(5)와, 박리지(1), 직물층(6), 점착층(2)(Adhesive Silicon), 스냅커넥터(8) 및 방수층(7)으로 이루어져 있다.

즉, 상기 방수층(7)은 동적 환경에서의 측정의 정확도 및 패치의 내구성을 높이는 역할을 하며, 방수층 하단에 위치한 직물층(6)은 패치의 기본 형상을 유지하며 피검자 또는 피검동물이 편안함을 느낄 수 있는 어느 정도의 쿠션 제공 및 점착층 또는 전극층이 조정되는 역활을 한다. 또한 점착층은 사용자가 한번 피부 표면에 접착한다면 쉽게 떨어지지 않고, 그것의 점착성을 잃지 않고 반복적으로 재사용할 수 있다.

상기 점착층은 미끄러짐이 없이 사용자의 심한 운동을 견디어 낼 수 있고, 심지어 점착성의 감소 없이 물이나 땀을 견디어 낼 수 있다. 또한 점착층이 더러워진다면(즉, 먼지나 털등) 비눗물이나 일반 물로 세탁하여 원치 않는 입자들을 제거할 수 있고 점착성을 충분히 회복할 수 있다. 이러한 재질의 대표적인 것으로 코닝사의 점착성 실리콘을(Adhesive Silicon)을 들 수 있다.

상기 점착층(2)은 온도감응센서(5)가 내제된 중앙부와 주변부로 분리되어 있으며 이 분리된 공간은 빈 공간으로 체온 측정시 주변부위로부터 받는 외부요인을 최대한 감소화하며 급작한 온도변화를 완화시켜주는 역할을 한다.

또한 점착층의 중앙부위의 크기는 온도감응센서와 연결되는 단자가 형성된(도시안됨) 생체신호측정장치(20)의 하면에 형성된 공간부를 형성하는 단열부위와 같은 크기로 형성되게 하여 외부와의 단열효과를 높일 수 있다.

또한 상기 생체신호측정 패치를 생체신호측정장치와 착탈식으로 연결가능한 커넥터가 형성되어 있어 패치와 측정장치가 별도의 구정장치 없이 피검자 또는 피검동물에게 부착할 수 있게 한다.

따라서 피검자 또는 피검동물이 무구속적, 무자각적으로 체온을 측정할 수 있어 시시각각 변화하는 체온의 변화를 모니터링할 수 있게 한다.

도 2 내지 3은 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸 것으로, 체온 및 심장전기활동을 동시에 측정하는 생체신호측정 패치 구성도이다.

동적환경에서 체온을 연속적으로 잰다면 피검자 또는 피검동물의 내/외부 상태를 인지하여야 만이 측정되는 체온의 정확한 의미를 파악할 수가 있다. 예를 들어 피검자 또는 피검동물이 심박수가 평상시와 상이한 반응을 보일 때의 측정되는 체온의 변화는 일반적인 체온의 변화와는 다른 또 다른 의미를 내포할 수 있으므로, 심장전기활동의 신호도 같이 측정하면 보다 정확한 생체신호를 판독하는 데 도움이 될 것이다. 즉, 도 2 및 도 3에서와 같이 점착층과 동일한 평면에 전해질(electrolyte)과 같은 전도성 물질로 이루어진 전극을 3개 위치하여 심장전기활동을 측정할 수 있다.

이러한 생체신호측정 패치에 대한 내용중 심장활동측정관련 상세한 내역은 본 발명인이 기 출원한 한국특허출원번호 2005-0070911 또는 한국특허출원번호 2005-0127557를 참조할 수 있다.

도 4는 도 2의 I-II선 절단면을 나타내는 사용상태 사시도이다.

본 도면은 생체신호측정장치 및 생체신호측정패치의 결합상태를 나타내는 도면으로, 생체신호 측정 장치의 스냅커넥터(8)는 생체신호측정장치(20)의 커넥터 연결부(도시 안됨)에 3곳이 체결됨과 더불어 온도반응센서 연결부(9)도 생체신호측정장치(20)의 연결부(도시 안됨)에 연결된다. 이렇게 연결될 경우 생체신호측정장치(20)의 단열부위(10)는 점착층의 중앙부위 외곽사이즈와 동일하게 맞닿아 온도반응센서가 위치된 점착부(2)의 중앙부가 피부에 밀착할 수 있게함과 아울러 외부와 단열시켜주는 역할을 하여 보다 정확한 온도를 측정할 수 있게 해 준다.

이때 온도반응센서는 점착층의 중앙부에 내장되어 성형될 수도 있고, 부착될 수도 있다.

사용자는 원하는 생체신호측정패치를 생체신호측정장치(20)에 부착한 후에 박리지(1)를 제거한 후에 원하는 측정부위에 붙이면 원하는 생체신호 측정이 가능한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 생체신호측정장치의 신호처리 및 전송부의 블록다이러그램을 나타낸 것이다.

구체적으로 언급하면 체온 및 심장 전기 활동 측정을 위한 패치의 신호 처리 및 전송부의 블록다이러그램을 나타낸 것이다.

점착층의 중앙에 위치한 온도반응센서(써미스터, 써머커플 등)으로 입력되는 신호를 온도보상회로부(25)를 거쳐, 제어부로 입력되며, 또한 전극부(3)로부터 입력되 는 생체전위신호를 입력받아 차동(differential)신호 성분을 증폭하고 공통모드(common-mode) 신호 성분을 제거하는 차동 증폭기(24)와, 상기 온도신호 및 생체전위신호를 입력받아 가공하는 제어부(21)와 상기 가공된 신호를 생체 전위 신호로서 무선 통신을 사용하여 외부로 전송하는 무선 송신부(22)를 포함할 수 있다.

여기서 온도반응센서는 센싱 해상도 및 반응도등에 따라 다양한 규격 및 스펙이 있을 수 있어 용도별로 다양한 센서를 삽입하여 여러 용도로 응용할 수 있다. 예를 들어 체온 변화의 트랜드를 살피기 위해서는 해상도가 적은 내구성이 좋은 온도 반응센서를 사용한 패치를 생체신호측정장치(20)에 부착한다든지, 체온 변화의 민감도 측정이 필요한 경우 센싱 해상도가 높고 오차범위가 작은 고가의 온도 반응센서가 내장된 패피를 사용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 생체신호측정 패치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1의 다른 일례를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 1의 다른 일례를 나타내는 사시도이다.

도 4는 도 2의 I-II선 절단면을 나타내는 사용상태 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 생체신호측정장치의 신호처리 및 전송부의 블록다이러그램을 나타낸 것이다.

Claims (3)

1. 패치의 내구성을 높이는 역할을 하는 방수층(7)과,

   패치의 기본 형상을 유지하며 피검자 또는 피검동물이 편안함을 느낄 수 있는 상기 방수층 하단에 접착되고 점착층을 형성시키는 근간이 되는 직물층(6)과,

   상기 직물층(6) 하단에 형성된 점착층(2)과,

   생체신호측정장치와 착탈될 수 있게 연결되고, 상기 직물층(6) 및 방수층(7)에 형성된 스냅커넥터(8)로 구성된 생체신호측정용 패치에 있어서,

   상기 점착층은 중앙부위 및 주변부위를 나누는 빈 공간인 완충지대(4)를 가지고 있고, 상기 중앙부위는 온도반응센서(5)가 내장된 것을 특징으로 하는 생체신호측정용 패치.
2. 제 1항에 있어서,

   중앙부위는 생체신호측정장치와 결합시에 생체신호측정장치의 단열부위의 외곽과 사이즈가 동일한 것을 특징으로 하는 생체신호 측정 패치
3. 제 1항에 있어서,

   상기 점착층은 적어도 3개의 전극을 가지고, 상기 스냅 커넥터는 상기 3개의 전극에서 나오는 생체신호를 생체신호측정장치로 전송하는 역할을 하는 생체신호측정용 패치

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