KR20120003459U - 손목형 생체신호 측정기 센서 결합 구조 - Google Patents

손목형 생체신호 측정기 센서 결합 구조 Download PDF

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Abstract

본 고안은 손목형 생체신호 측정기 센서 결합 구조에 관한 것으로서, 손목 안쪽에서 맥박 등의 생체신호를 측정하기 위한 기기의 센서를 적정한 위치에 고정하여 안정된 신호를 측정하기 위한 것이다.
생체신호 본체와 센서를 곡선 요철 구조의 홈을 통해 결합하고, 손목 굵기와 측정 위치에 따라 이 홈을 절단하여 결합하고 고정하는 구조이다.
이에 따르면 본 고안은 손목의 굵기와 측정 위치에 따라 센서의 위치를 조절하여 고정하며, 탄성이 있는 손목밴드가 안쪽으로만 휘어지도록 하여 센서의 밀착감과 고정력을 높혀 지속적으로 안정적인 생체신호를 측정할 수 있다.

Description

손목형 생체신호 측정기 센서 결합 구조 {Conbining structure for sensor in wrist type device of biological signal measurement }
본 고안은 손목형 생체신호 측정기 센서 결합 구조에 관한 것으로서, 상세하게는 손목 착용형 생체신호 측정기에서 맥박 신호 측정 위치와 손목밴드의 길이 조정이 가능하게 하는 센서 결합 구조에 관한 것이다.
최근 의공학 기술과 이동통신 기술이 발전함에 따라, 이동 통신 환경에서 다양한 건강정보를 획득하여 관리하거나 진료할 수 있는 원격 진료 및 모니터링(Telemedicine & monitoring)이 급속하게 성장하고 있다. 이를 통해 언제 어디서나 때와 장소에 구애됨 없이 자신의 건강을 관리하거나 건강상의 위험을 타인에게 실시간으로 알릴 수 있게 되었다.
이러한 신체 착용 기기는 활동에 지장 없이 안정적인 생체신호를 측정하여야 하므로, 손목이나 가슴, 허리 등의 신체에 부착되는 것이 일반적이며, 이중 활동에 가장 부담이 적은 손목 착용 기기가 다양하게 개발되고 있다. 특히, 손목 안쪽인 요골동맥 부근에서 맥박 측정이 가능하기 때문에 손목형 생체신호 측정기기는 맥박 측정을 통한 다양한 건강 정보를 제공하고 있으며 현재도 계속 발전 중에 있다.
요골동맥 부근에서 맥박을 측정하기 위해서는 개인별로 조금씩 상이한 측정위치에 신호 검출을 위한 센서측정부가 위치하여 신호를 측정하는데, 안정적이고 신뢰도 있는 측정신호를 획득하기 위해서는 센서가 정확한 위치에 안정적으로 위치하여야 한다. 지금까지 손목의 맥박을 측정하기 위해서는 압정센서(Piezo sensor)나 광학센서(PPG sensor)등이 사용되고 있으며, 이러한 센서들은 공통적으로 안정적인 신호 측정을 위해 특정한 위치에서 맥박을 측정해야 한다.
기존에는 평균적인 요골의 위치에 센서를 고정하거나, 위치 변경이 가능한 구조였으나, 위치가 고정된 경우 사용자의 손목 굵기에 따라 측정위치가 달라져 안정적 측정이 불가능한 경우가 많고, 위치변경이 가능한 경우는 고정력이 취약한 문제점 등을 가지고 있었다.
본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 손목시계형태의 생체신호 측정기에 있어서 센서위치를 조절하여 고정함으로써, 지속적으로 안정적인 생체신호를 획득하도록 하는 센서 결합 구조를 제공하는 데 있다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 고안에 따른 생체신호 측정기 센서 결합구조는 측정된 생체신호를 처리하는 생체신호 측정기 본체와, 요철구조로 이루어진 본체와 센서부 연결 밴드와, 요철구조로 이루어진 센서부 측 버클 구멍 밴드와, 본체와 버클 연결밴드와, 양측의 연결밴드를 결합하여 고정하는 버클 및 손목 안쪽의 생체신호를 측정하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 손목에 착용하여 맥박 등의 생체신호를 측정하는 생체신호 측정기에 있어 각기 위치를 달리하는 착용자의 생체신호 측정위치에 따라 센서의 위치를 선택하고 고정함으로써, 밀착감 있고 고정력 높은 센서 결합 구조를 통해 안정적이고 신뢰도 높은 생체신호를 지속적으로 측정할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 고안에 따른 손목형 생체신호 측정기 센서 결합 구조의 일 실시예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 고안의 일부를 발췌한 상측면의 사시도.
도 3은 본 고안의 일부를 발췌한 하측면의 사시도.
도 4는 본 고안에 의한 결합 구조 하측면의 투시도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 고안의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 실시 예는 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어 지는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 손목에 착용하여 맥박 등의 생체신호를 측정하는 생체신호 측정기에 있어서 본체와 이격되어 구성된 생체신호 측정 센서부를 본체와 연결하고 고정력있게 손목 밴드를 통해 결합되는 구조를 설명한다.
본 고안에 따른 생체신호 측정기 센서 결합 구조의 일 실시예는 도 1을 참조하여 설명하면, 측정된 생체신호를 처리하는 생체신호 측정기 본체(100)와, 요철구조로 이루어진 본체와 센서부 연결 밴드(201)와, 요철구조로 이루어진 센서부 측 버클 구멍 밴드(202)와, 본체와 버클 연결밴드(203)와, 양측의 연결밴드를 결합하여 고정하는 버클(300) 및 손목 안쪽의 생체신호를 측정하는 센서부(400)로 구성된다. 이러한 생체신호 측정기는 일반적으로 손목 안쪽의 요골을 통해 맥박을 측정하고 이를 통해 혈중산소포화도(SpO2)와 활동량등의 정보를 획득한다. 맥박을 정확도 높게 측정하기 위해서는 개인별로 요골의 위치가 미세하게 상이하여 가장 맥박 측정이 잘되는 부위에 센서를 위치하게 하여야 하며, 활동 중에도 상시 측정하기 위해서는 이 측정위치가 지속적으로 안정적으로 유지되어야 한다. 맥박을 측정하는 센서는 손목의 안쪽에 위치하여 지속적으로 맥박 신호를 측정하고, 이렇게 측정된 신호를 처리하여 착용자에게 전달하는 본체는 손목 바깥쪽 손등방향에 위치하여 수시로 측정되는 상황을 확인할 수 있도록 한다. 이처럼 측정 센서와 본체가 이격되어 구성되므로 이들간의 거리와 위치를 고정하여 유지시켜주는 결합 구조가 필요하다. 이를 위해 손목시계 형태의 생체신호 측정기의 손목 밴드가 통상적으로 2개로 구성되어 있는 것을, 본 고안에서는 손목의 요골 부근을 지나는 손목 밴드를 두 개로 분리하고, 그 사이에 센서부를 배치하여 손목굵기에 따라 위치를 달리할 수 있도록 하였다.
도 2와 3은 본 고안의 일부를 발췌한 사시도로, 도 2는 상측면을, 도 3은 하측면을 상세히 설명한다. 일반적인 시계의 손목밴드는 버클이 구비된 부분과 버클 구멍이 구비된 부분으로 구성되어 있는데, 본 고안은 버클 구멍이 구비된 부분을 두 개로 분리하였다. 분리된 손목 밴드는 본체에 연결되는 연결밴드(201)과 버클 구멍 밴드(202)로 그 사이에 센서부(400)를 연결하여 고정한다. 분리된 면 측에 다수의 곡면 요철구조인 밴드 고정 상단 홈(204)를 위치하여, 손목의 굵기와 요골의 위치에 맞춰 홈을 따라 절단한 후 센서부와 결합하여 고정한다. 예를 들어 손목이 아주 굵은 경우, 홈을 절단하지 않고 최대한 손목밴드를 길게 하여 사용하면 되고, 손목이 아주 얇을 경우, 여러개의 밴드 고정 상단 홈을 제거하고 마지막 하나만 남겨두고 고정하여 결합하여 사용하면 된다.
손목에 맞게 밴드 고정 상단 홈(204)을 절단하고, 밴드 위치 고정 핀(306)을 절단하고 난 후 센서부와 가장 가까운 밴드 위치 고정 핀 구멍에 끼워 넣고, 센서부(400)의 상단 케이스(401) 밴드 고정 상단 홈 고정부(4012)에 맞춰 넣은 후 고정 핀 고정부(4013)에 끼워 위치를 고정한다. 본체와 센서부 연결밴드(201) 및 센서부 측 버클 구멍 밴드(202)를 센서부 상단 케이스(401)에 고정한 후, 측정센서모듈(403)을 상단 수납부(4011)에 위치시키고, 하단 케이스(402)와 결합나사(305)를 이용하여 결합한다. 센서부 상단케이스(401)와 하단케이스(402)를 결합하는 방법은 결합나사(305)를 이용하는 방법 외에 클립형식 등의 다른 방법도 가능하며 반드시 이에 한정하지는 않는다. 본체와 센서부 연결밴드(201)의 배면(아랫면)에 센서 연결배선 수납부(2011) 공간이 있어 연결배선이 손목밴드 내부로 연결될 수 있으며, 이 연결배선(404)는 flexible PCB 등 유연한 구조로 손목의 굵기에 따라 센서부의 위치가 달라져도 단선이 되지 않도록 한다.
밴드 고정 상단 홈(204)를 따라 절단된 두 개의 손목 밴드(201, 202)는 상측면으로는 센서부 상단 케이스(401)의 밴드고정 상단 홈 고정부(4012)에 의해 고정되고 지지되며, 하측면으로는 센서부 하단 케이스(402)의 밴드 하단 고정부(4022)에 의해 고정되고 지지된다. 밴드 고정 상단 홈 고정부(4012)는 곡선 요철 형태인 밴드고정 상단 홈(202) 형태를 따라 지지하므로, 손목 바깥쪽으로 손목밴드가 휘어지지 않도록 지탱한다. 반면, 밴드 하단 고정부(4022)는 손목밴드가 손목 안쪽으로 휘는 것을 막지 않도록 최소한의 지지공간만을 남겨두고 하측면의 지지면을 없애 손목의 형태대로 탄성이 있는 손목밴드(201, 202)가 휘어질 수 있도록 하였다.
도 4는 본 고안에 의한 생체신호 측정기 센서 결합 구조의 하측면 투시도이다. 도면에서 보는 바와 같이 본체와 센서부 연결밴드(201)와 센서부 측 버클 구멍 밴드(202)가 센서부(400)의 센서 상단 케이스(401)에 의해 밴드 고정 상단 홈 고정부(4012)가 가로막아 상측으로 지지되어 휘지 못하는 반면, 하측으로는 센서 하단 케이스(402)의 밴드 하단 고정부(4022)가 밴드의 가장자리 부분만 지지하여 쉽게 돌지 않도록 하면서, 위치는 고정된 상태에서 하측으로 개방되어 있어 탄성 소재의 손목밴드가 자연스럽게 휘어지도록 한다. 이러한 구조를 통해 센서부(400)가 손목으로부터 들뜨지 않으면서 자연스럽게 휘어짐으로써, 밀착감을 높이고 고정력을 유지하여 지속적으로 안정적인 생체신호를 손목에서 측정할 수 있다.
전술한 본 고안에 따른 생체신호 측정기 센서 결합 구조에 대한 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 고안에 속한다.
100 : 생체신호 측정기 본체
201 : 본체와 센서부 연결 밴드
2011 : 센서 연결배선 수납부
202 : 센서부 측 버클 구멍 밴드
203 : 본체와 버클 연결 밴드
204 : 밴드 고정 상단 홈
205 : 버클구멍
206 : 밴드위치 고정 핀 구멍
300 : 버클
305 : 센서부 결합 나사
306 : 밴드위치 고정 핀
400 : 센서부
401 : 센서부 상단 케이스
4011 : 측정센서모듈 상단 수납부
4012 : 밴드고정 상단 홈 고정부
4013 : 밴드위치 고정 핀 고정부
402 : 센서부 하단 케이스
4021 : 측정센서모듈 하단 수납부
4022 : 밴드 하단 고정부
4023 : 센서부 결합 나사 구멍
403 : 측정센서모듈
404 : 센서 연결배선

Claims (6)

  1. 손목에 착용하여 맥박 등의 생체신호를 측정하는 생체신호 측정기에 있어서,
    측정된 생체신호를 처리하는 생체신호 측정기 본체(100)와;
    요철구조로 이루어진 본체와 센서부 연결 밴드(201)와;
    요철구조로 이루어진 센서부 측 버클 구멍 밴드(202)와;
    본체와 버클 연결밴드(203)와;
    양측의 연결밴드를 결합하여 고정하는 버클(300); 및
    손목 안쪽의 생체신호를 측정하는 센서부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 손목형 생체신호 측정기 센서 결합 구조
  2. 제 1항에 있어서
    상기 본체와 센서부 연결 밴드(201) 및 센서부 측 버클 구멍 밴드(202)는,
    요철구조의 밴드 고정 상단 홈(204)과;
    밴드위치 고정 핀 구멍(206)으로 구성되고,
    밴드위치 고정 핀(306)을 이용하여 상기 센서부(400)와 결합되는 것을 특징으로 하는 손목형 생체신호 측정기 센서 결합 구조
  3. 제 1항에 있어서
    상기 센서부는,
    생체신호 측정 센서 모듈(403)과;
    센서 모듈을 수납하는 상단 수납부(4011), 요철구조의 밴드를 고정하는 밴드 고정 상단 홈 고정부(4012), 고정 핀을 꽂아 고정하는 핀 고정부(4013)로 구성된 센서부 상단케이스(401)와;
    센서 모듈을 수납하는 하단 수납부(4021), 밴드의 하단을 지지하는 밴드 하단 고정부(4022)로 구성되는 센서부 하단 케이스(402)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 손목형 생체신호 측정기 센서 결합 구조
  4. 제 1항 또는 3항에 있어서
    상기 센서부는,
    생체신호 측정기 본체와 측정 센서 모듈을 연결하여 전원을 공급하고 측정 신호를 전달하는 센서 연결 배선(404)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손목형 생체신호 측정기 센서 결합 구조
  5. 제 1항에 있어서
    본체와 센서부 연결밴드(201)는,
    하단면에 센서 연결배선 수납부(2011)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체신호 측정기 센서 결합구조
  6. 제 1항 내지 5항에 있어서
    착용자의 손목 굵기로 인해 상이한 생체신호 측정 위치에 맞춰 본체와 센서부 연결밴드(201)와 센서부 측 버클 구멍 연결밴드(202)의 밴드 고정 상단 홈(204)을 따라 절단하고, 밴드 위치 고정핀(306)으로 센서부 상단 케이스(401)에 고정한 후, 측정 센서 모듈(403)을 수납하여 센서부 하단 케이스(402)와 결합하는 것을 특징으로 하는 생체신호 측정기 센서 결합 구조

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