KR20100044384A

KR20100044384A - 심전도 측정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20100044384A
Application number: KR1020080103497A
Authority: KR
Inventors: 오정택; 이민형; 한동균
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2010-04-30
Also published as: KR101462283B1

Abstract

본 발명은 심전도 측정 장치에 관한 것으로, 심전도 측정 장치가 투명 부도체 보호막 패널과, 상기 투명 부도체 보호막에 접촉이 발생하면 접촉면에 커패시턴스를 형성하는 복수의 투명 전극이 배열되고, 상기 투명 부도체 보호막 패널의 하부에 위치하는 투명 전극 패널과, 상기 투명 전극 패널에 전류를 인가하고, 상기 투명 부도체 보호막 패널에 접촉이 발생함에 따라, 상기 복수의 투명 전극 중 커패시턴스가 형성된 전극을 감지하여 독립된 두 개의 접촉영역을 파악하고, 실시간으로 상기 두 개의 접촉영역 각각의 정전용량을 측정하고, 상기 측정된 두 개의 정전용량의 차이를 계산하고, 상기 계산된 정전용량의 차이에 따른 전압차를 파악하고, 상기 전압차를 심전도 신호로 변경하는 제어부를 포함한다.

심전도, 정전용량, 정전용량 차이

Description

심전도 측정 방법 및 장치{ELECTROCARDIOGRAM MEASUREMENT METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 심전도(electrocardiogram:ECG)측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 터치스크린을 이용한 심전도 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.

심장 상태 및 각종 건강상태 측정에 기본이 되는 심전도 신호 검출방식으로는 2극 또는 3극 전극을 이용한 검출방식이 대표적이다. 이러한 전극 검출 방식은 전극 종류에 따라 일회용 겔 타입(gel type)의 전극을 사용하는 경우와, 도체를 이용한 드라이 타입(dry type)의 전극을 사용하는 경우로 분류할 수 있다.

이중 겔 타입 전극은 신호를 안정적으로 얻어낼 수 있기 때문에, 겔 타입의 전극이 장착된 심전도 측정기는 의료기관에서 주로 사용한다.

도체의 전극은 일반적으로 휴대용 심전도 측정기에 장착된다. 이러한 심전도 측정기는 전극을 통해 측정된 전극간의 전압차를 하이 임피던스 증폭기(High-impedance amplifier)와 같은 장치를 통해 증폭과 신호처리를 수행하여 최종 심전도 신호를 얻어낸다.

최근에는 전극의 불편함을 없애기 위한 노력으로, 전위 센서(Electro- potential sensor)를 이용한 심전도 측정 방식이 등장했으며, 이 방식은 신체주변의 전계(electric field)변화를 측정하기 위해 커패시턴스 커플링(capacitance coupling) 전극을 필요로 한다. 즉, 전위 센서를 이용한 심전도 측정 방식은 커패시턴스 픽업(capacitance pickup) 전극과 전극위에 높은 유전율의 물체를 얇게 도포하여 피부접촉면과 전극사이에 커패시턴스를 발생하게 하고, 이 커패시턴스 사이에 흐르는 변위 전류(displacement current)를 하이 임피던스 증폭기와 각종 노이즈 저감기술을 이용하여 측정함으로써, 심전도와 동일한 신호를 측정해 낸다.(Prance R J, An Ultra-low-noise electrical-potential probe for human-body scanning, (2000) Meas. Sci Technol. 11, 1-7)

그런데 겔 타입의 전극을 사용하는 심전도 측정 방식은, 일회용 겔 타입의 전극 사용시 사용자의 피부상태에 따라 피부 발진 등의 문제를 유발할 수 있고, 전극에서 심전도 측정기 본체까지 리드 선(lead-wire)이 연결되어야 하므로 휴대에 불편함이 있다.

그리고 도체의 전극을 이용한 심전도 측정 방식의 경우, 휴대 기기 안에 도체 전극을 위치시켜야 하므로 제품의 외형에 제한 조건이 발생하게 된다.

전위 센서(Electro-potential sensor)를 이용한 심전도 측정 방식의 경우, 매우 미세한 변위 전류를 측정해야 하므로, 각종 노이즈에 취약하여, 커패시턴스 커플링(capacitance coupling) 전극과 측정 회로 사이의 가드(guard)처리 및 측정회로의 능동 접지(ground)처리와 같은 추가적인 노력이 필요하게 된다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 측정시 신체상 접촉 부위에 이상이 발생하지 않는 심전도 측정 방법 및 장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 각종 노이즈에 강하고, 손쉽게 구현할 수 있는 심전도 측정 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 휴대 단말에 적용되는 정전용량방식 터치센서 배열을 이용하여 심전도를 측정함으로써, 기존의 젤 및 도체 전극이 가지고 있는 피부 문제 및 휴대기 기 장착 제한과 같은 단점을 극복할 수 있으며, 커패시턴스 커플링 전극을 이용함으로써, 비교적 간단하게 심전도를 측정할 수 있다. 또한, 본 발명은 정전용량방식 터치스크린이 장착된 휴대 단말에서 측정이 가능하므로, 측정 및 측정치 시각화가 동시에 가능하다. 또한 터치스크린의 경우 이미 터치센서가 배열되어 있으면 되므로, 디자인시 전극을 추가할 필요가 없다. 그리고 기존의 커패시턴스 커플링 전극방식 사용시 사용되는 변위 전류 측정법과 달리 본 발명은 신체 내의 전계 차이에 의한 정전용량 변화 측정방식을 사용해, 회로를 단순화할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 정전용량방식으로 구현되는 터치스크린을 이용한 심전도 측정법을 제안한다. 신체내의 전계 차이로 인해 양손 간에 전압차가 발생한다. 때문에 왼쪽 손가락과 오른쪽 손가락이 정전용량방식 터치스크린의 전극 위에 접촉할 경우, 양 손가락과 전극 사이의 정전용량의 차이를 유발하게 된다. 본 발명은 이와 같은 정전용량의 차이를 감지하여, 시간에 따라 변하는 양손 간의 전압차를 추출하고, 추출된 전압차를 이용해 심전도를 측정하는 것이다.

이러한 본 발명이 적용되는 심전도 측정 장치의 구성의 일 실시예를 도1에 도시하였다. 도1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정 장치는 제어부(10), 터치스크린 관리부(20), 터치스크린 패널(30), 디스플레이부(40), 무선 통신부(50)를 포함한다.

무선 통신부(50)는 안테나를 통해 이동 통신 기지국과 무선 신호를 송,수신한다. 그리고 무선 통신부(50)는 제어부(10)로부터 입력되는 송신할 신호를 베이스밴드 신호 처리한 후 무선 신호로 변조하여 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 무선 신호를 복조하고, 베이스밴드 신호 처리를 수행한 후 제어부(10)에 제공한다.

디스플레이부(40)는 각종 데이터와 기지국으로부터 수신한 정보 또는 메모리부(60)에 저장되어 있는 데이터를 제어부(10)의 제어에 의해 LCD와 같은 디스플레이 패널에 디스플레이한다. 터치스크린이 구비된 단말의 경우, 일반적으로 디스플레이 패널은 터치스크린 패널(30)의 하단에 위치하며, 터치스크린의 동작과 디스플레이 동작은 유기적으로 연동된다.

상기 메모리부(60)는 제어부(10)의 처리 및 제어를 위한 프로그램, 참조 데이터, 갱신 가능한 각종 보관용 데이터 등을 저장하며, 제어부(10)의 워킹 메모리(working memory)로 제공된다.

터치스크린 패널(30)은 도2에 도시한 바와 같이, 투명한 상부 기판(31)과, 가로 열 및 세로 열로 교차되는 투명전극(33, 34)이 형성되는 투명 전극 패널인 보호 필름(32)을 포함한다. 여기서, 상부 기판(31)은 부도체 보호막이고, 투명전 극(33, 34)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO)을 사용하여 형성할 수 있다. 이러한 정전용량 방식의 터치스크린 패널(30)의 구조는 주지 관용의 기술이기 때문에 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

터치스크린 관리부(20)는 제어부(10)의 제어에 따라 터치스크린 모드와 심전도 특정 모드를 구분하여 동작하며, 터치스크린 패널(30)에 대한 드라이버, 센서 드라이빙 IC 등을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따라, 터치스크린 패널(30)에 대한 드라이버, 센서 드라이빙 IC는 각각 터치스크린용과 심전도 측정용에 따라 독립적으로 구현될 수도 있고, 별도의 용도 구분없이 통합적으로 구현될 수도 있다.

예를 들어, 터치스크린 관리부(20)는 도7과 같이 구성될 수 있다. 도7을 참조하여, 터치스크린 관리부(20)는 심전도 드라이빙 IC/심전도 센서(301)와, 터치스크린 드라이버(302), 터치스크린 드라이빙 IC(303), 터치스크린 센서(304)를 포함할 수 있다. 터치스크린 관리부(20)는 제어부(10)의 제어하에, 터치스크린 모드일 때는 터치스크린 드라이버(302)와 터치스크린 센서(304)를 터치스크린 패널에 연결하여 일반적인 터치스크린 동작을 수행한다. 그리고 심전도 측정 모드 일 때는 터치스크린 패널과 심전도 드라이빙 IC/심전도 센서(301)를 연결하여 심전도 측정을 위한 동작을 수행한다. 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 터치스크린 드라이버(302)와 터치스크린 센서(304)의 각 전극이 동일하도록 구성할 수도 있다.

터치스크린 관리부(20)는 터치스크린 패널(30)로 AC전류를 인가하고, 터치스크린 패널(30)은 인가된 AC 전류를 터치스크린 패널(30)의 4개의 코너에 흘려준다. 이 상태에서 사람의 손이 터치스크린 패널(30)에 터치되면 전류는 사람의 몸을 통 해 지면으로 흐르게 되고, 터치스크린 관리부(20)는 이러한 전류의 흐름을 감지할 수 있다. 그리고 터치스크린 관리부(20)는 터치스크린 패널(30) 상에서 전류의 흐름이 발생한 전극을 감지할 수 있으며, 이에 따라 터치스크린 패널(30) 상에서 사람에 의해 터치가 발생한 터치 영역을 파악할 수 있다. 터치스크린 모드가 설정된 상태라면, 터치스크린 관리부(20)는 제어부(10)의 제어에 따라 일반적인 터치스크린 제어/관리 동작을 수행한다.

그리고 심전도 측정 모드에서 본 발명에 따른 터치스크린 관리부(20)는 다음과 같이 동작한다. 본 발명의 실시예에 따라 심전도 측정 모드가 설정된 상태에서 사용자가 터치패널(30) 상에 양손의 손가락을 위치시키면, 터치스크린 관리부(20)는 제어부(10)의 제어에 따라, 터치가 발생한 접촉영역 및 접촉영역에 속하는 각 전극에서 발생한 정전용량을 측정한다. 그리고 터치스크린 관리부(20)는 두 접촉영역의 정전용량 차에 따른 전압차를 계산하고, 전압차를 심전도 출력으로 변환한다. 이때, 접촉영역을 두 개의 독립된 접촉영역으로 인식하기 위해, 두 접촉영역 사이에는 미리 정해진 최소 간격이 존재해야하며, 터치스크린 관리부(20)는 상기 최소 간격의 존재 여부에 따라 접촉영역의 개수를 인식한다.

본 발명에 따라 터치스크린 관리부(20)가 심전도 측정을 위해 사용자의 양 손 간의 전압차를 측정하는 원리를 도3과 도4를 참조하여 설명한다. 도3은 본 발명의 일 실시예 따라, 정전용량방식의 터치스크린 패널(30) 위에 일정 간격을 두고 오른손과 왼손의 각 손가락을 접촉하였을 때, 전기적 등가 모델 모델링 및 전압차 측정원리를 도시한 도면이다. 도4a는 상기한 SW1(107)과 SW2(108)의 타이밍을 나타 낸 그래프이고, 도4b는 도4a의 타이밍 그래프에 따라 측정되는 전압값을 나타낸 것이고, 도4c는 왼쪽(L)과 오른쪽(R) 시상수를 나타낸 것이며, 도4d는 왼쪽(L)과 오른쪽(R)의 시상수 차이에 의한 정전용량 측정값 차이를 도시한 도면이다.

도3에서 C_s(103, 104)는 터치스크린 패널(30)에 손가락을 접촉했을 때 터치스크린 패널(30) 상에서 형성되는, 접촉영역의 커패시턴스를 나타내는 것으로, C_s,L(103)은 왼쪽 손가락 접촉에 의한 접촉영역의 커패시턴스이고, C_s,R(104)은 오른쪽 손가락 접촉에 의한 접촉영역의 커패시턴스 이다.

C_t(101, 102)는 터치스크린 패널(30)에 손가락을 접촉했을 때 터치스크린 패널(30) 상의 접촉영역과 손가락 사이에 형성되는 커패시턴스를 나타내는 것으로, Ct,_L(101)은 왼쪽 손가락에 대응하는 커패시턴스이고, C_t,R(102)은 오른쪽 손가락에 대응하는 커패시턴스이다. V_ECG(112)는 심장박동에 의해 형성되는 왼손과 오른손사이에 전위차를 나타내며, C_G(105)는 오른쪽 다리와 지표 접지(earth ground) 사이의 커플링 커패시턴스(coupling capacitance)를 나타내고, C_k(106)는 터치스크린 관리부(20)와 지표 접지 사이의 커플링 커패시턴스를 나타낸다.

일반적으로 C_G(105)와 C_k(106)의 커플링 커패시턴스 크기는 7mF 정도가 된다. 그리고 C_s(103,104)와 C_t(101,102)의 정전용량은 pF단위를 가지며, 정전용량 변화측정을 위해 수십 kHz 주기로 충전전류를 흘려줄 경우, 위 주파수에서 C_G(105), C_k(106)의 복소 임피던스는 상대적으로 매우 작아지므로, 실질적으로 지표 접지와 단락되어 있다고 볼 수 있다.(A. Kawarada, et. al, Fully Automated Monitoring System of Health Status in Daily Life. Proceedings of the 22th Annual EMBS International Conference, Chicago, 2000.)

터치스크린 관리부(20)는 스위치 제어기(21)와 측정부(22)를 포함하며, 제1스위치 SW1(107)와 제2스위치 SW2(108)의 스위칭을 제어하고, 이하에서 언급되는 터치스크린 패널(30) 상의 여러 값을 측정한다.

제1스위치 SW1(107)이 제1채널(ch1)에 단락되고, 제2스위치 SW2(108)가 전원(111)에 단락되면 왼쪽 손가락의 접촉영역에 V_c의 전원이 공급되고, 이에 따라, C_s,L(103)과 C_t,L(101)에 전하(charge)가 누적된다. 이 누적된 전하량 Q_sw1은 다음 수학식1과 같다.

Q_sw1 = C_sLV_c+ C_tL(V_c-V_ECG)

충전이 완료되면, SW2(108)가 픽업 저항 R(109)에 단락되어 방전이 일어나게 된다. 이때 전압계(110)로 방전중 전압을 측정하고, 시상수(time constant)를 측정하여, 커패시턴스 값을 측정할 수 있다. 측정된 커패시턴스 C_mL은 다음 수학식2와 같이 나타낼 수 있다.

C_mL=C_sL+ C_tL - C_tL(V_ECG / V_c)

이후 SW1(107)이 제2채널(ch2)로 단락되고 SW2(108)가 전원에 단락되어 오른쪽 손가락의 접촉영역에 V_c의 전원이 공급되면, C_s,R(104)과 C_t,R(102)에 전하가 누적되며, 이 누적된 전하량 Q_sw2은 수학식 3과 같다.

Q_sw2 = C_sRV_c+ C_tRV_c

충전이 완료된 후 SW2(108)가 픽업 저항 R(109)에 단락되어 방전이 일어나게 된다. 이때 전압계(110)로 방전중 전압을 측정하고, 마찬가지로 시상수(time constant)를 측정하여, 커패시턴스 값을 측정할 수 있으며, 측정된 커패시턴스 C_mR은 수학식 4와 같다.

C_mR = C_sR+ C_tR

실질적으로 C_s,L(103)과C_s,R(104)은 전극 제작시 제어가 되며 가공정도에 따라 유사한 크기를 가질 수 있고,손가락 접촉으로 형성되는 두 접촉면의 면적이 유사한 크기로 형성됨에 따라 C_t,L(101)과C_t,R(102) 역시 유사한 크기를 가질 수 있으므로, C_mL과 C_mR의 차이 ΔC는 수학식 5와 같이 근사할 수 있다.

ΔC = C_t(V_ECG / V_c)

이와 같이 ΔC는 최종적으로 측정하려는 V_ECG와 비례하게 된다. 때문에 본 발명은 시간에 따라 변경되는 ΔC를 측정함으로써, 시간에 따라 변하는 양 손간의 V_ECG를 측정할 수 있다.

참조로, V_ECG의 크기가 1 mV 정도이고, 공급전원이 1V일 경우, V_ECG / Vc 의 크기는 1X10^-3이고 C_t는 pF 단위가 된다. 따라서 실제 측정되는 ΔC는 fF정도의 매우 미세한 양이 된다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에서는 aF까지 차이까지 측정이 가능한 "acem messelectronic gmbh"사의 PS021를 이용할 수 있다.

터치스크린 관리부(20)는 상기와 같은 원리로 측정된 각 접촉영역의 정전용량을 제어부(10)로 출력한다. 제어부(10)는 입력되는 두 정전용량을 이용해 그 차이 ΔC를 계산하고, ΔC를 이용해 양손 간의 전압차 V_ECG를 파악한다. 그리고 제어부(10)는 파악된 V_ECG를 심전도 출력으로 변경하여, 디스플레이부(40)에 디스플레이 한다.

상기와 같이 구성되는 심전도 측정 장치의 동작 과정을 도5에 도시하였다. 도5를 참조하여, 심전도 측정 장치의 제어부(10)는 201단계에서 터치스크린과 관련하여 심전도(ECG) 측정 모드 설정 요구가 있는지 확인한다. 사용자는 메뉴 선택등을 통해 심전도 측정 모드를 설정할 수 있다. 심전도 측정 모드 설정 요구가 있으 면 제어부(10)는 205단계로 진행하고, 심전도 측정 모드 설정요구가 아닌 터치스크린 모드 설정 요구가 있으면 203단계로 진행한다. 제어부(10)는 203단계에서 일반적인 터치스크린 동작을 수행하도록 터치스크린 관리부(20)를 제어한다.

사용자는 메뉴 선택 등을 통해 심전도 측정 모드 설정 요구를 입력한 후 자신의 양손을 터치스크린 패널(30) 상의 적정 위치에 접촉한다. 예를 들어, 도6에 도시한 도면처럼 심전도 측정 장치를 감싸 쥐는 식으로, 양 손의 엄지손가락을 터치스크린 패널(30) 상에 위치시킬 수 있다.

터치스크린 패널(30) 상에 손가락이 접촉되면, 터치스크린 패널(30)과 손가락이 접촉된 면적에 해당하는 접촉영역의 커패시턴스가 변경됨에 따라, 터치스크린 관리부(20)는 접촉이 발생했음을 감지할 수 있으며, 접촉영역 또한 파악할 수 있다. 이때 터치스크린 관리부(20)는 접촉영역 사이에 최소 간격이 존재하는 경우에 두 개의 독립된 접촉영역이 존재함을 파악하고, 두 접촉영역의 위치를 검출하여 제어부(10)로 출력한다. 이에 따라 제어부(10)는 205단계에서 두 개의 접촉영역을 파악한다. 이후, 207단계에서 제어부(10)는, 도6과 같이, 파악된 두 개의 접촉영역 사이에 기본 심전도 화면을 디스플레이한다. 상기 기본 심전도 화면은 심전도 신호가 표시되는 심전도 표시 영역(230)의 외곽선 및 심전도와 관련된 정보로 구성될 수 있다. 상기 심전도 표시 영역(230)의 크기는 본 발명의 실시예에 따라 고정될 수 도 있고, 두 개의 접촉영역의 간격에 비례하여 조정될 수도 있다. 즉, 제어부(10)가 두 개의 접촉영역의 간격에 따라 두 접촉영역 사이에 심전도 표시 영역(230)이 삽입될 수 있도록 크기를 결정할 수 있다. 그리고 심전도 표시 영 역(230)의 위치 또한 두 접촉영역의 사이에 위치하도록 결정된다. 심전도 표시 영역(230)의 위치는 심전도 표시 영역(230)의 크기가 고정적인 경우에도 두 접촉영역의 위치에 따라 변경될 수 있다. 또는 접촉영역의 위치와 상관없이 고정적 위치를 가질 수도 있다.

이후, 209단계 내지 211단계에서 터치스크린 관리부(20)는 시간에 따라 변경되는 각 접촉영역의 정전용량을 측정하여 제어부(10)로 출력한다. 제어부(10)는 211단계에서 동일한 시점에 두 정전용량의 차이에 따른 전압차를 계산하고, 213단계로 진행하여, 전압차를 심전도 출력으로 변환한다. 그리고 제어부(10)는 심전도 표시 영역(230) 심전도 신호(240)를 디스플레이한다.

이에 따라, 사용자는 자신의 심전도를 직관적이고, 편리하게 확인할 수 있다. 심전도 정보는 데이터화하여 메모리부(60)에 저장될 수 있으며, 무선 통신부(50)를 통해 병원 등으로 외부의 특정 목적지로 전달될 수도 있다. 그리고 심전도 정보의 외부 전달은 심전도 측정과 동시에 이루어질 수도 있다.

한편, 터치스크린 관리부(20)는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도7과 달리 구성될 수도 있다. 이를 도8에 도시하였다.

도8은 심전도 측정을 위해 사용되는 PS021(acem messelectronic gmbh)과 같은 고성능 정전용량 측정기를 이용해 전극 배열을 스캔하여 정전용량 터치스크린을 구현하는 방식으로, 터치스크린 동작을 위한 기능부와 심전도 측정을 위한 기능부가 통합하여 구성할 수 있다는 장점을 가진다. 이에 따라, 터치스크린 관리부(20)는 터치스크린 동작 모드와 심전도 측정 모드 모두에서 동작하는 드라이버(312), 센서(313), 통합 드라이빙 IC(311)로 구성될 수 있다.

도9는 손가락에 의한 접촉 면적이 정전용량측정 단위 셀 보다 클 경우에 심전도 측정을 위해 다수의 단위 셀에서의 정전용량 측정치를 이용하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 정전용량방식 전극 배열에서 정전용량을 픽셀 대 픽셀로 측정할 경우, 두 개의 접촉영역 중 왼손에 해당하는 접촉영역(ROA L)과 오른손에 해당하는 접촉영역(ROA R)을 번갈아 측정한다. 그리고 두 접촉영역의 비교치를 누적하는 방식을 이용, 왼손과 오른손 차이를 최대한 동시간대에 측정할 수 있게 한다. 도9에 도시된 바와 같이, 왼손 접촉영역(ROA L)에 전극 1, 전극 2, 전극 3, 전극 4, 전극 5, 전극 6이 포함되고, 오른손 접촉영역(ROA R)에 전극 1', 전극 2', 전극 3', 전극 4', 전극 5', 전극 6'이 포함되는 경우, 각 대응 전극을 1 대 1로 매칭하여 정전용량차를 측정할 수 있다. 그리고 각 전극간의 정전용량 차이를 최종적으로 더하여, 왼손 접촉영역(ROA L)과 오른손 접촉영역(ROA R)의 정전용량 차이를 측정하는 것이다.

다른 방식으로는 정전용량방식 전극 배열에서 정전용량을 블록 대 블록으로 측정하는 방식이 있을 수 있다. 즉, 왼손 접촉영역(ROA L)에 해당하는 정전용량을 계산하고, 오른손 접촉영역(ROA R)에 해당하는 정전용량을 계산하여, 두 정전용량의 차이를 계산함으로써, 왼손과 오른손 사이의 정전용량차이를 측정한다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기한 실시예에서는 심전도 표시 영역(230)의 위치가 접촉영역에 따라 변경될 수 있는 경우를 설명하였으나, 심전도 표시 영역(230)의 위치가 고정되도록 구성할 수도 있다. 이에 따라, 심전도 측정 모드가 설정되면 심전도 표시 영역(230)을 먼저 디스플레이하여, 사용자가 심전도 표시 영역(230)을 고려하여 손가락을 위치하도록 구성할 수도 있다. 그리고 터치스크린 관리부(20)가 제어부(10)에 포함되도록 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정 장치의 구성을 나타낸 도면,

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 패널의 구조를 나타낸 도면,

도3은 본 발명의 일 실시예 따라 정전용량방식의 터치스크린 패널 위에 일정 간격을 두고 오른손과 왼손의 각 손가락을 접촉하였을 때, 전기적 등가 모델 모델링 및 전압차 측정원리를 도시한 도면,

도4a 내지 도4d는 각종 측정값을 나타내는 그래프를 도시한 도면,

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정 장치의 동작 과정을 나타낸 도면,

도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정 장치의 사시도,

도7 및 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 관리부의 구성을 나타낸 도면,

도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 측정 방식을 나타낸 도면.

Claims

심전도 측정 장치에 있어서,

투명 부도체 보호막 패널과,

상기 투명 부도체 보호막에 접촉이 발생하면 접촉면에 커패시턴스를 형성하는 복수의 투명 전극이 배열되고, 상기 투명 부도체 보호막 패널의 하부에 위치하는 투명 전극 패널과,

상기 투명 전극 패널에 전류를 인가하고, 상기 투명 부도체 보호막 패널에 접촉이 발생함에 따라, 상기 복수의 투명 전극 중 커패시턴스가 형성된 전극을 감지하여 독립된 두 개의 접촉영역을 파악하고, 실시간으로 상기 두 개의 접촉영역 각각의 정전용량을 측정하고, 상기 측정된 두 개의 정전용량의 차이를 계산하고, 상기 계산된 정전용량의 차이에 따른 전압차를 파악하고, 상기 전압차를 심전도 신호로 변경하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 투명 전극 패널의 하부에 위치하여 상기 제어부의 제어에 따라 데이터를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하며,

상기 제어부는 상기 심전도 신호를 상기 디스플레이부에 실시간으로 표시함을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어부의 제어에 따라 무선 통신을 수행하는 무선 통 신부를 더 구비하며,

상기 제어부는 상기 심전도 신호를 메모리부에 저장하고, 상기 무선 통신부를 통해 지정된 목적지로 전송함을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
투명 부도체 보호막 패널과, 상기 투명 부도체 보호막에 접촉이 발생하면 접촉면에 커패시턴스를 형성하는 복수의 투명 전극이 배열되고, 상기 투명 부도체 보호막 패널의 하부에 위치하는 투명 전극 패널을 구비하는 심전도 측정 장치의 심전도 측정 방법에 있어서,

상기 심전도 측정 장치에 구비된 투명 부도체 보호막 패널에 접촉이 발생함에 따라, 상기 복수의 투명 전극 중 커패시턴스가 형성된 전극을 감지하여 독립된 두 개의 접촉영역을 파악하는 과정과,

실시간으로 상기 두 개의 접촉영역 각각의 정전용량을 측정하고, 상기 측정된 두 개의 정전용량의 차이를 계산하는 과정과,

상기 계산된 정전용량의 차이에 따른 전압차를 파악하고, 상기 전압차를 심전도 신호로 변경하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 심전도 측정 방법.
제4항에 있어서, 상기 심전도 신호를 상기 투명 전극 패널의 하부에 위치하는 디스플레이부에 실시간으로 표시하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 심전도 측정 방법.
제5항에 있어서, 상기 심전도 신호를 메모리부에 저장하고, 무선 통신을 수행하는 무선 통신부를 통해 지정된 목적지로 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 심전도 측정 방법.
심전도 측정 장치에 있어서,

투명 부도체 보호막에 접촉이 발생하면 접촉면에 커패시턴스를 형성하는 복수의 투명 전극이 배열되고, 상기 투명 부도체 보호막 패널의 하부에 위치하는 투명 전극 패널을 포함하는 정전용량 방식의 터치스크린 패널과,

상기 터치스크린 패널에 전류를 인가하고, 상기 투명 부도체 보호막 패널에 접촉이 발생함에 따라 상기 복수의 투명 전극 중 커패시턴스가 형성된 전극을 감지하여 독립된 두 개의 접촉영역을 파악하고, 실시간으로 상기 두 개의 접촉영역 각각의 정전용량을 측정하는 터치스크린 관리부와,

상기 터치스크린 관리부에서 입력되는 상기 측정된 두 개의 정전용량의 차이를 계산하고, 상기 계산된 정전용량의 차이에 따른 전압차를 파악하고, 상기 전압차를 심전도 신호로 변경하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
제7항에 있어서, 상기 터치스크린 패널의 하부에 위치하여 상기 제어부의 제어에 따라 데이터를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하며,

상기 제어부는 상기 심전도 신호를 상기 디스플레이부에 실시간으로 표시함을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
제8항에 있어서, 상기 제어부는 상기 심전도 신호가 표시되는 심전도 표시 영역의 크기와 위치를 상기 두 개의 접촉영역의 간격에 따라 결정함을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
제8항에 있어서, 상기 제어부는 상기 심전도 신호가 표시되는 심전도 표시 영역의 크기와 위치는 미리 정해져 있음을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.