KR20120020873A - 스마트 헬스케어용 변기 시스템 - Google Patents

스마트 헬스케어용 변기 시스템 Download PDF

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KR20120020873A
KR20120020873A KR1020100084774A KR20100084774A KR20120020873A KR 20120020873 A KR20120020873 A KR 20120020873A KR 1020100084774 A KR1020100084774 A KR 1020100084774A KR 20100084774 A KR20100084774 A KR 20100084774A KR 20120020873 A KR20120020873 A KR 20120020873A
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Abstract

변기의 좌대와 팔걸이에 부착되어 용변 중인 사람의 6채널 심전도를 검출하는 심전도 전극 및, 상기 심전도 전극에서 검출한 6채널 심전도 정보를 기초로 용변 중인 사람의 심정지 발생 여부를 체크하고, 기본 R-R 파형에서 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 상실성 부정맥으로 판단하며, 안정시의 심박수가 설정 값 이상인 경우 빈맥, 설정 값 이하인 경우 서맥으로 판단하는 생체정보 분석부를 포함하여 이루어지는 스마트 헬스케어용 변기 시스템에 관한 것으로, 일상생활에서 손쉽게 심혈관 관련 질환을 모니터링하여 그로 인해 발생되는 큰 사고를 대비할 수 있고, 또한, 용변 중인 사람으로부터 위험을 발견한다면 홈네트워크나 기타 네트워크 수단을 통해 구조신호를 송신하여 만약 발생할 수 있는 심장의 이상에 대해서도 대처할 수 있다.

Description

스마트 헬스케어용 변기 시스템{Smart healthcare toilet bowl system}
본 발명은 스마트 헬스케어용 변기 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용변 중인 사람의 생체정보(예: 심박수를 이용한 상실성부정맥, 빈맥, 서맥, 심정지 기록, 심장의 이상유무 확인, 체성분 분석, 체중, 혈압, 산소포화도, 신체 각 부위별 피하지방 두께 측정)를 측정함과 아울러, 근육손상이나 뭉침을 치료하기 위한 저주파 치료를 수행하며, 용변을 마쳤을 때는 변기 커버가 자동으로 변기를 덮음과 더불어 자외선 살균램프로 살균을 하고, 천연재료의 탈취재를 변기로 분사하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템에 관한 것이다.
또한, 심박수 정보를 이용하여 일정 시간 동안 심박수가 나타나지 않거나 심실세동 신호검출 시, 해당 사용자의 위치 정보와 더불어 긴급 알람 또는 휴대폰을 통해 구조신호를 전송하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템에 관한 것이다.
최근 들어 건강에 대한 관심이 높아지면서 건강을 유지하기 위한 여러가지 서비스들이 제공되고 있다. 이러한 서비스 중 하나로서 생체정보를 측정하고, 이상 신호가 검출됐을 시 미리 알려주는 서비스가 각광받고 있으며, 이러한 검사를 하고자 할 때 종래에는 병원에서 심전도 검사를 해야만 했고 심전도 검사는 10초정도의 짧은 시간만을 검사하여 심장의 이상유무를 정확하게 알 수 없었다. 보다 자세하게는, 검사를 하기 위해서는 심장 정밀검사를 받아야만 했다(24시간 심전도 및 운동부하 심전도). 한편, 보통 용변을 보는 시간은 평균적으로 5분 이상이고, 이 시간을 활용하여 생체정보를 측정하고 이를 자주 할 수 있다는 것은 질병발견에 기회가 많아지고 질병이 발견됐을 때 조기치료를 할 수 있다는 장점이 있다.
특히 최근 심,뇌혈관 질환의 증가가 사회적으로 큰 문제가 되고 있는 만큼 심전도검사와 산소포화도 측정, 혈압측정은 질환예방 및 모니터링에 효과적일 것이다.
또한, 체성분과 체중을 측정할 수 있기에 다이어트에 관심을 가지고 있는 많은 사람들에게 따로 시간을 들이지 않고 용변 중 측정하여 시간절약과 건강관리의 두가지 이익을 억을 수 있다.
한편, 이렇게 측정된 데이터에 서버나 기타 입력장치를 통해 하루 동안의 활동시 칼로리 소모량과 섭취칼로리를 입력한다면 칼로리처방 및 운동처방을 할 수 있다.
필요에 따라서 근육의 손상이나 근육 뭉침 등의 치료에 이용될 수 있는 저주파 자극 패드를 연결하여 용변 중 치료도 할 수 있도록 한다.
또한, 변기에는 수많은 세균이 존재하고 있으며 이러한 세균은 면역력이 약한 노약자나 어린이, 환자에게 있어서 큰 위험을 초래할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로,
첫 번째 목적은, 심전도 전극을 변기 좌대와 별도의 팔걸이에 설치하여 용변 중 아무런 불편함 없이 생체정보가 기록되어질 수 있도록 함과 아울러, 이러한 심전도 전극을 통하여 심장의 부정맥, 심정지와 같은 생체정보를 기록하고 이상신호 발견시 알람을 통해 사용자에게 알려주는 스마트 헬스케어용 변기 시스템을 제공하는데 있다.
두 번째 목적은, 심정지가 발견된 후 사용자가 변기를 이탈했을 경우는 여러 경우가 있지만 쓰러졌다고 판단됐을 때(자외선 센서를 이용한 사용자의 존재 유무 판단), 응급신호를 소정의 전송수단을 이용하여 구조센터에 전송하여 알려주는 스마트 헬스케어용 변기 시스템을 제공하는데 있다.
세 번째 목적은, 좌대와 별도의 팔걸이에 체성분 분석용 임피던스 측정 전극과 좌대 밑에 압전센서를 부착하여 체중을 측정할 수 있도록 하고, 키와 나이, 성별과 같은 기본정보는 시스템에 미리 저장해두어 편리하게 이용할 수 있게 하며, 또한 이러한 체성분 분석자료는 홈네트워크를 통해 데이터베이스하여 언제든 변화된 데이터를 확인할 수 있도록 하며, 체성분 아니라 근적외선 피하지방 두께측정장치를 도입하여 각 부위별(허벅지, 엉덩이, 허리, 팔, 배) 체지방 두께를 측정하여 보다 정확한 체형분석이 가능하도록 함과 아울러, 상기 자료는 인터넷, 휴대폰, Smart TV , IPTV, 어플을 통해 언제든 열람이 가능하고 수치화, 도표화된 데이터를 통해 쉬운 이해를 제공할 수 있도록 하며 또한, 다이어트에 필요한 칼로리처방, 운동처방, 체형정보 등을 제공하여 사용자가 데이터를 보고 처방을 통한 다이어트를 할 수 있도록 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템을 제공하는데 있다.
네 번째 목적은, 변기의 심전도와 체성분을 분석하기 위한 팔걸이에 혈압측정 모듈과 산소포화도 측정 모듈을 설치하여 고혈압이나 산소포화도 수치가 낮을 경우 알람을 통해 위험신호를 알릴 수 있도록 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템을 제공하는데 있다.
다섯번째 목적은, 변기 본체에 저주파 물리치료기기 기능을 넣어서 근육의 치료에도 사용될 수 있도록 하여 변기에서의 시간을 건강해지는 시간으로 만들 수 있도록 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템을 제공하는데 있다.
여섯번째 목적은, 상기한 바에 따라 측정된 생체정보를 홈네트워크나 인터넷과 같은 네트워크를 통해 데이터베이스화하고, 위험신호가 발생될 경우 의료기관에 접수될 수 있도록 하며 응급신호가 발생할 경우 구조센터에 접수될 수 있도록 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템을 제공하는데 있다.
일곱번째 목적은, 변기커버에 자외선 살균램프와 천연재료의 살균탈취 시스템을 장착하여 변기 좌대와 변기 내부에 있는 세균을 원천적으로 차단하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트 헬스케어용 변기 시스템은,
변기의 좌대와 팔걸이에 부착되어 용변 중인 사람의 6채널 심전도를 검출하는 심전도 전극 및, 상기 심전도 전극에서 검출한 6채널 심전도 정보를 기초로 심정지 발생 여부를 체크하고, 기본 R-R 파형에서 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 상실성 부정맥으로 판단하며, 안정시의 심박수가 설정 값 이상인 경우 빈맥, 설정 값 이하인 경우 서맥으로 판단하는 생체정보 분석부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 6채널 심전도 정보를 기초로 심박변이도를 확인한 결과 일정 시간 동안 심박수가 나타나지 않거나, 심실세동 신호 검출시 사용자에게 긴급 알람을 송출하는 이상신호 알림부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 생체정보 분석부의 분석 결과 심정지가 발생되고, 자외선 센서를 이용한 소정 위치 내 사용자 유무 확인 결과 사용자가 없는 것으로 판단된 경우 구조센터에 응급 신호를 송출하는 응급신호 송출부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 생체정보 분석부에서 분석한 용변 중인 사람의 생체 정보를 변기 자체에 설치되어 해당 사용자에게 표시해서 알려주는 생체정보 표시부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 좌대와 별도의 팔걸이에 측정한 임피던스 측정전극과, 좌대 하부에 부착된 압전센서를 이용하여 체중을 측정하는 체중측정부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 체중측정부가 측정한 체중과, 미리 입력받은 해당 사용자의 신체 기본 정보(키, 나이, 성별 정보 포함)를 기반으로 용변 중인 해당 사용자의 체성분을 분석하는 체성분 분석부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 좌대와 팔걸이, 등받이 부분에 설치된 근적외선을 이용한 피하지방 두께 측정 모듈을 이용하여 용변 중인 해당 사용자의 각 부위별 체지방 두께를 측정하는 체지방 두께 측정부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 변기의 팔걸이에 설치된 혈압측정 모듈과 산소포화도 측정 모듈을 이용해 측정한 결과, 고혈압이나 산소포화도 수치가 설정 값보다 낮을 경우 위험신호를 알리는 위험신호 알림부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 용변 중인 해당 사용자의 근육손상이나 뭉침을 치료하기 위해, 변기 본체에 설치된 저주파 치료기 모듈을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 변기 커버에 장착된 자외선 살균램프 및, 변기 커버 닫힘시 살균탈취재 보관함에 보관된 살균탈취재를 자동 분사하는 살균탈취재 분사구를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 음식별 칼로리 정보를 저장한 데이터베이스와, 해당 날짜의 활동시 칼로리 소모량과 섭취한 식단을 활용하여 용변 중인 해당 사용자의 기초대사량을 근거로 영양처방하는 영양처방부를 포함한 관리서버를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 관리서버는 하루에 소모된 총 칼로리 소모량(C)(C=기초대사량(A) + 일상 생활 칼로리 소모량(B))이 해당 날짜의 식단을 토대로 산출된 칼로리 섭취량(D) 보다 적은 경우, 체중 증가 정보를 설정하고, 하루에 소모된 총 칼로리 소모량(C)(C=기초대사량(A) + 일상 생활 칼로리 소모량(B))이 해당 날짜의 식단을 토대로 산출된 칼로리 섭취량(D) 보다 많은 경우, 체중 감소 정보를 설정하며, 하루에 소모된 총 칼로리 소모량(C)(C=기초대사량(A) + 일상 생활 칼로리 소모량(B))이 해당 날짜의 식단을 토대로 산출된 칼로리 섭취량(D)과 동일한 경우, 체중 유지 정보를 설정하는 체중관리구역 설정부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 심전도 기록을 변기 시스템에 입력하는 심전도 이벤트 레코더를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 생체측정 모듈을 이용하여 일상생활에서 손쉽게 심혈관 관련 질환을 모니터링할 수 있고, 그로 인해 발생되는 큰 사고를 대비할 수 있다.
또한, 용변 중인 사람으로부터 위험을 발견한다면 홈네트워크나 기타 네트워크 수단을 통해 구조신호를 송신하고 이 구조신호는 구조대에 전송되어 만약 발생할 수 있는 심장의 이상에 대해서도 대처할 수 있다.
그리고, 사용자의 주변에 상황을 알릴 수 있도록 알람 소리를 내며, 변기커버에서 스피커를 통해 구조에 유용하도록 구조절차(예: 심장맛사지, 인공호흡 등)를 음성으로 알리는 프로그램을 동작시킬 수 있어, 이를 통해 만약에 발생할 수 있는 응급상황에 대처할 수 있도록 할 수 있다.
추가로, 심혈관 관련 질환을 조금더 정확히 보기 위해 혈압분석 및 산소포화도 측정을 할 수 있으며, 이런 기능을 활용하여 고혈압환자들에게는 혈압모니터링을 할 수 있는 기회를 많이 제공할 수 있다. 또한, 산소포화도가 85% 이하로 떨어질 경우 의료기관에 검사자의 검사항목을 전송할 수 있도록 하여 의료기관에서의 의료평가에 사용될 수 있도록 한다.
또한, 체성분 분석시스템을 채용해 다이어트에 관심있는 사용자에게 별도의 시간을 추가시키지 않고 용변시간을 건강관리 시간으로 활용하는 장점이 있다.
용변중 측정된 체성분 데이터는 홈네트워크를 통해 체성분 변화, 체지방 두께, 체형변화와 같은 시각적데이터와 그래프, 표와 같은 데이터를 통해서 사용자의 이해를 쉽게 도울 수 있으며, 여기에 체성분 데이터를 토대로 사용자에게 꼭 맞는 칼로리처방과 운동처방을 제공함으로써 다이어트에 맞는 최적의 환경을 즉각적으로 손쉽게 제공할 수 있다.
그리고, 측정된 데이터는 홈네트워크를 통해 TV, 컴퓨터, 휴대폰을 통해 언제든 편리하게 모니터링 할 수 있으며, 비데 자체 디스플레이창에서도 손쉽게 확인할 수 있다.
또한, 면역력이 약한 노약자나 어린이, 환자들이 사용할 때 세균에 의한 감염의 위험성을 차단하여 국민건강에 이바지할 수 있다.
특히, 가정 내의 변기의 좌대와 변기속의 세균을 살균하여 세균에 의한 질병예방, 병원에서의 세균에 의한 감염차단에 큰 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 헬스케어용 변기 시스템의 시스템 구성도
도 2는 본 발명에 따른 스마트 헬스케어용 변기 시스템의 표시부 및 조작부를 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 스마트 헬스케어용 변기 시스템의 6채널 심전도 유도방법을 도시한 도면
도 4는 본 발명에 따른 스마트 헬스케어용 변기 시스템의 심전도 예시도
도 5는 본 발명에 따른 스마트 헬스케어용 변기 시스템의 동작을 순서대로 도시한 플로우챠트
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 헬스케어용 변기 시스템을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 시스템은 심전도 전극(101)과, 체성분 분석용 임피던스 측정전극(102), 근적외선을 이용한 피하지방 두께 측정모듈, 산소포화도 측정 모듈(103), 혈압 측정 모듈(104), 저주파 치료기 모듈(105) 등으로 구성된 구조이다.
도 1과 도 2의 변기 커버에는 자외선 살균램프(106)와 천연재료의 살균 및 탈취재 분사 부분인 살균탈취재 분사구(107)가 구성된다. 그리고, 측정부에서 측정된 값을 분석하고 저장하며 표시해주는 표시부(109)와 본 시스템의 저장부, 조작부(110), 음성안내를 위한 스피커, 전송부 등이 구성된다.
여기서, 생체정보 분석부는 변기의 좌대와 팔걸이에 부착되어 용변 중인 사람의 6채널 심전도를 검출하는 심전도 전극(101)에 연결되어, 상기 심전도 전극(101)에서 검출한 6채널 심전도 정보를 기초로 심정지 발생 여부를 체크하고, 기본 R-R 파형에서 허용 오차 범위(예: ±20% 범위)를 벗어나는 경우 상실성 부정맥으로 판단하며, 안정시의 심박수가 설정 값(예: 90회) 이상인 경우 빈맥, 심박수가 설정 값(예: 60회) 이하인 경우 서맥으로 판단하는 구성으로 된 것이다.
이상신호 알림부는 상기 6채널 심전도 정보를 기초로 심박 변이도를 확인하고, 확인 결과 일정 시간 동안 심박수가 나타나지 않거나, 심실세동 신호 검출시 사용자에게 긴급 알람을 송출하는 것이다. 그리고, 해당 데이터를 직접다운로드, 휴대폰을 이용한 무선다운로드, 또는 홈네트워크를 통한 전송과 같은 수단으로 측정된 심전도를 전송한다.
응급신호 송출부는 상기 생체정보 분석부의 분석 결과 심정지가 발생되고, 자외선 센서를 이용한 소정 위치 내 사용자 유무 확인 결과 사용자가 없는 것으로 판단된 경우(즉, 용변 중인 해당 사용자가 쓰러졌다고 판단된 경우) 구조센터에 응급 신호를 송출한다.
여기에서, 오작동을 방지하기 위한 장치는 피부전기저항을 통한 방법이 사용되며, 반드시 측정부가 검사자의 몸에 부착되어진 상태에서만 이 기능이 동작되도록 구현할 수 있다. 심정지에 의해 사용자가 변기에서 이탈했을 경우 알람이나 네트워크를 통한 구조신호를 발신한다.
생체정보 표시부(109)는 변기 커버 자체에 부착되거나 별도의 모니터로 장착될 수 있다. 상기 생체정보 분석부에서 분석한 용변 중인 사람의 생체 정보를 해당 사용자에게 표시해서 알려준다.
체중측정부는 좌대와 별도의 팔걸이에 측정한 임피던스 측정전극(102)과, 좌대 하부에 부착된 압전센서를 이용하여 체중을 측정하며, 상기 체중측정부가 측정한 체중과, 미리 입력받은 해당 사용자의 신체 기본 정보(키, 나이, 성별 정보 포함)를 기반으로 용변 중인 해당 사용자의 체성분을 분석한다.
추가로, 체지방 두께 측정부 즉, 좌대와 팔걸이, 등받이 부분에 설치된 근적외선을 이용한 피하지방 두께 측정 모듈을 이용하여 용변 중인 해당 사용자의 각 부위별(예: 허벅지, 엉덩이, 허리, 팔, 배 등)로 체지방 두께를 측정하는 체지방 두께 측정부를 포함한다.
상기 자료는 인터넷, 휴대폰, 어플을 통해 언제든 열람이 가능하고 수치화, 도표화된 데이터를 통해 쉬운 이해를 제공한다.
위험신호 알림부는 변기의 팔걸이에 설치된 혈압측정 모듈(104)과 산소포화도 측정 모듈(103)을 이용해 측정한 결과, 혈압의 이상이나 산소포화도 수치가 설정 값보다 낮을 경우 위험신호를 알려준다.
즉, 심전도와 체성분 분석을 위해 팔걸이 부분에 혈압측정 모듈(104)과 산소포화도 측정 모듈(103)을 설치하여 심혈관 질환 및 성인병관련 측정을 자주할 수 있도록 한다.
저주파 치료기 모듈(105)은 용변 중인 해당 사용자의 근육손상이나 뭉침을 치료하기 위해, 변기 본체에 설치된 것으로, 운동 및 일상생활에서의 근육손상에 대한 치료를 용변 중 시간을 활용하여 이용할 수 있도록 한 것이다.
추가로, 본 발명은 변기 커버에 장착된 자외선 살균램프(106) 및, 변기 커버 닫힘시 살균탈취재 보관함에 보관된 살균탈취재를 자동 분사하는 살균탈취재 분사구(107)를 더 포함한다. 즉, 변기커버 전면부에 살균램프를 장착하여 좌대를 살균하고, 천연재료의 살균탈취재는 변기 내부에 분사되어 변기 내부의 살균까지 할 수 있는 시스템을 장착한다.
보다 바람직하게 본 발명에 따른 스마트 헬스케어용 변기 시스템은 전술한 자외선 살균램프(106)와 살균탈취재 분사구(107)가 자동으로 작동하도록 구성될 수 있다. 즉, 스마트 헬스케어용 변기 시스템은 사용자의 착석 여부를 판단할 수 있는 센서부(미도시)와 변기 커버를 개폐할 수 있는 변기 커버 구동부(미도시)를 더 구비하여, 센서부로부터 출력되는 센싱정보에 따라 사용자가 용변을 보기 위하여 변기에 착석한 후 용변을 마치고 변기에서 이탈하는 것을 검출하여, 사용자가 용변 후 변기에서 이탈하는 경우 변기 커버 구동부가 작동되어 자동으로 변기 커버가 닫힌 후 전술한 자외선 살균램프(106)와 살균탈취재 분사구(107)가 미리 설정된 시간 동안 작동되어 살균 및 탈취가 이루어진 후, 다시 변기 커버 구동부가 작동되어 변기 커버가 열리도록 구성될 수 있다.
도 3은 6채널(I, II, III, aVR, aVF, aVL) 심전도 그래프의 유도방법을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 심박수 측정기의 동작을 설명하기 위한 심박수를 측정하는 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
심전도 측정 모듈은 심전도를 측정/기록하고, 측정된 심전도 정보를 변기의 전송부를 통해 관리서버로 전송하거나 휴대폰이나 홈 네트워크로 전송할 수 있도록 구성한다. 또는, 측정된 심전도에 기초하여 심박변이도 정보와 부정맥 정보, 심전도의 이상유무를 사용자에게 제공하도록 구성될 수도 있다. 변기 자체가 독자적으로 심전도 정보를 표시부에 표시할 수도 있다.
도 4에 도시된 심전도 그래프를 참조할 때, 상실성 부정맥은 R-R 파형에서 ±20% 범위를 벗어남을 의미하고, Pause 신호는 R-R 간의 시간이 2초 이상인 것을 의미하며, 빈맥은 안정시의 심박수가 90회 이상을 의미한다. 서맥은 심박수가 60회 이하를 의미한다. 여기에서 이러한 심박수 설정값은 바꿀 수 있다.
또한, 측정된 6채널의 심전도의 QRS의 값을 X값과 Y값으로 계산하여 심장의 질환 유무를 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 변기를 이용하여 측정된 심전도에 기초하여 상실성 부정맥에 대한 정확한 진단이 가능하게 된다.
측정된 데이터는 변기 자체 및 개인용 컴퓨터, 노트북, 이동통신 단말기, 가정용 IP TV, Smart TV 등의 정보통신기기 중 하나의 기기가 채택되어 이용될 수 있으며, 유선 또는 무선을 통해 홈네트워크에 연결되어 변기로부터 출력되는 사용자의 생체정보를 입력받게 된다.
이러한 기능을 수행하기 위하여 본 발명에 따른 변기는 측정부, 표시부, 중앙 처리장치, 통신부, 저장부 등을 구비하고 있다. 보다 바람직하게, 본 발명에 따른 변기는 스마트폰이나 IP TV, Smart TV를 이용하여 구현될 수 있으며, 전술한 전용 프로그램은 스마트폰의 어플 형식, IPTV 프로그램 형식으로 공급되도록 구현될 수 있다,
관리서버는 변기로부터 전송되는 생체정보를 수신/저장하고, 수신된 사용자의 생체정보를 이용하여 심장질환의 이상유무, 체성분과 관련된 측정정보, 영양처방정보, 운동처방, 혈압정보를 생성하여 휴대폰, 컴퓨터, IPTV, Smart TV, 네트워크가 가능한 개인용 정보기기에 전송되도록 한다.
본 발명에 따른 관리서버에 측정용 변기로부터 전송된 사용자의 생체정보를 분석하는 알고리즘과 산출방식 등에 대하여 살펴 보면 아래와 같다.
영양처방에서 기초대사량의 공식은 다음의 [수학식 1]을 이용하여 산출된다.
[수학식 1]
남자 : 66.47 + (13.75 x 체중) + (5 x 키) - (6.76 x 나이)
여자 : 655.1 + (9.56 x 체중) + (1.85 x 키) - (4.68 x 나이)
[수학식 1]을 이용하여 사용자가 측정된 데이터에 자신의 그날 그날의 활동시 칼로리 소모량과 섭취한 식단을 관리서버로 전송하면, 관리서버는 이를 활용하여 사용자의 기초대사량을 근거로 영양처방 한다. 물론, 다음날 추천 식단도 처방하여 사용자에게 제공하도록 구성될 수 있다. 이러한 기능을 수행하기 위하여 음식별 칼로리 정보 등 관련정보가 데이터베이스로 관리서버에 구비된다.
또한, 본 발명에 따른 관리서버는 에너지 밸런스결과를 통한 체중 감소 구역 및 체중 유지구역 처방을 사용자에게 제공할 수 있다. 즉, 추정된 기초대사량을 토대로 칼로리 섭취량에 따른 체중 관리 구역을 설정한다.
구체적으론 다음과 같다.
'기초대사량(A) + 일상생활 칼로리 소모량(B) = 하루에 소모된 총 칼로리 소모량(C)'로서, 일상생활 칼로리 소모량은 각각의 활동(예:청소, 빨래, 몇분 동안 걷기, 배드민턴 등)을 도표화 하여 사용자에게 제공하고, 사용자가 측정된 데이터를 조작하여 제공된 리스트 중 자신에게 해당되는 활동을 선택하면 이를 이용하여 관리서버에서 사용자의 총 칼로리 소모량을 산출하는 방식이 적용된다.
칼로리 섭취량(D)은 그날 먹은 식단을 토대로 산출되며, 전술한 바와 같이 관리서버에서 음식 리스트를 사용자에게 제공하고, 사용자가 제공된 리스트 중 자신이 섭취한 식단에 해당되는 음식을 선택하면, 이를 이용하여 관리서버에서 사용자의 칼로리 섭취량을 산출하는 방식이 적용된다.
다음은 전술한 바와 같은 기준에 따라 판단되어 사용자에게 제공되는 체중 관리 구역 분류와 실제적으로 사용자에게 제공되는 정보의 예시이다.
1. 체중 증가 구역 (C<D)
"체중 증가 구역은 당신을 혼란하게 만들 수 있습니다. 너무 많이 먹게 되면, 신진대사는 그런 과다한 칼로리를 연소시켜 버리기 위해 과다하게 열심히 움직입니다. 결과적으로 체중은 매우 천천히 불어납니다. 심지어 섭취해야 하는 것 보다 훨씬 많이 섭취함으로써 이런 초과 중량을 유지할지도 모릅니다. 체중을 감소시키려고 시도할 때, 당신은 체중 유지 구역을 가로질러 체중 감소 구역에 도달하기 위해 보통과는 달리 많은 양의 칼로리를 감량할 필요가 있을 수 있습니다."
2. 체중 유지 구역(C=D or CD)
"체중 유지 구역내에서의 섭취는 " 당신의 신진대사까지 먹는" 것이 어떤 느낌인지를 가르쳐 줍니다. 이것은 매우 편안하고 만족스러운 생활방식이어야 하는데, 이것은 신체가 요구하는 만큼 정확하게 영양소를 섭취하는 방법을 습득했다는 것을 의미합니다."
3. 체중 감소 구역(C>D)
"체중 감소 구역은 당신이 더 먹을 수 있지만 그렇지 않고 체내의 영양소를 소비하여 체중이 감소하는 것을 가리킵니다. 이 구역에서의 신체는 건강하고, 행복하며 만족스러울 것입니다. 다이어트가 이렇게 좋은 느낌일 때 당신이 가질 성공을 상상해 보십시오!"
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 관리서버는 전술한 과정을 통하여 사용자에게 '심장 관련 질환의 이상유무(각종 부정맥)', '심박 변이도 그래프 표시', 체성분 관련 측정데이터(피하지방 두께측정 기능 포함)', '혈압 및 산소포화도 측정)'를 제공하고, 동시에 운동처방정보 및 영양처방정보를 사용자에게 제공하여 종합적이고 다각적인 건강관리가 이루어질 수 있도록 동작하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 변기 시스템의 동작 과정을 순서대로 나타낸 도면이다.
먼저, 사용자가 용변을 보면 변기 시스템은 각종 생체정보를 측정한다. 측정되는 생체정보는 다음과 같다.
6채널의 심전도, 각종 부정맥(빈맥, 서맥, 심정지 등), 체성분, 피하지방 두께, 체중, 혈압, 산소포화도 측정을 한 후 측정용 변기는 측정된 데이터를 분석하고 생체정보를 자체 측정용 변기에 저장을 한다(S501~S503).
저장을 한 후 각종 생체정보를 표시하고(S504), 측정된 데이터는 네트워크에 전송되어진다. 사용자가 사용이 완료된 후 변기는 자동으로 좌대와 변기 내부를 살균 및 탈취를 하게 된다(S505~S506).
상기 측정된 데이터를 분석한 후 심정지나 심장에 중대한 문제가 발생됐을 시 본 변기 시스템은 알람 소리를 내고 네트워크를 통해 구조센터에 구조요청과 측정된 데이터를 전송하게 된다. 혹시 모를 심장마비에 대비하여 심장마비 관련 구조절차를 변기 내부에서 안내할 수 있으며 일상적인 쓰러짐이 발생한 경우 일상적인 구조절차를 안내할 수 있다(S507~S509).
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 심전도 전극 102 : 체성분 분석용 임피던스 측정전극
103 : 산소포화도 측정 모듈 104 : 혈압 측정 모듈
105 : 저주파 치료기 모듈 106 : 자외선 살균램프
107 : 살균탈취재 분사구 108 : 근적외선 송,수신부
109 : 표시부 110 : 조작부

Claims (13)

  1. 변기의 좌대와 팔걸이에 부착되어 용변 중인 사람의 6채널 심전도를 검출하는 심전도 전극; 및
    상기 심전도 전극에서 검출한 6채널 심전도 정보를 기초로 용변 중인 사람의 심정지 발생 여부를 체크하고, 기본 R-R 파형에서 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 상실성 부정맥으로 판단하며, 안정시의 심박수가 설정 값 이상인 경우 빈맥, 설정 값 이하인 경우 서맥으로 판단하는 생체정보 분석부를 포함하여 이루어지는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 6채널 심전도 정보를 기초로 심박변이도를 확인한 결과 일정 시간 동안 심박수가 나타나지 않거나, 심실세동 신호 검출시 사용자에게 긴급 알람을 송출하는 이상신호 알림부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체정보 분석부의 분석 결과 심정지가 발생되고, 자외선 센서를 이용한 소정 위치 내 사용자 유무 확인 결과 사용자가 없는 것으로 판단된 경우 구조센터에 응급 신호를 송출하는 응급신호 송출부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체정보 분석부에서 분석한 용변 중인 사람의 생체 정보를 변기 자체에 설치되어 해당 사용자에게 표시해서 알려주는 생체정보 표시부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    좌대와 별도의 팔걸이에 측정한 임피던스 측정전극과, 좌대 하부에 부착된 압전센서를 이용하여 체중을 측정하는 체중측정부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 체중측정부가 측정한 체중과, 미리 입력받은 해당 사용자의 신체 기본 정보(키, 나이, 성별 정보 포함)를 기반으로 용변 중인 해당 사용자의 체성분을 분석하는 체성분 분석부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    좌대와 팔걸이, 등받이 부분에 설치된 근적외선을 이용한 피하지방 두께 측정 모듈을 이용하여 용변 중인 해당 사용자의 각 부위별 체지방 두께를 측정하는 체지방 두께 측정부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    변기의 팔걸이에 설치된 혈압측정 모듈과 산소포화도 측정 모듈을 이용해 측정한 결과, 고혈압이나 산소포화도 수치가 설정 값보다 낮을 경우 위험신호를 알리는 위험신호 알림부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    용변 중인 해당 사용자의 근육손상이나 뭉침을 치료하기 위해, 변기 본체에 설치된 저주파 치료기 모듈을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    변기 커버에 장착된 자외선 살균램프; 및
    변기 커버 닫힘시 살균탈취재 보관함에 보관된 살균탈취재를 자동 분사하는 살균탈취재 분사구를 더 포함하되,
    상기 자외선 살균램프와 상기 살균탈취재 분사구는 사용자가 용변 후 변기에서 이탈하는 경우 자동으로 변기 커버가 닫히며 미리 설정된 시간동안 작동되는 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    음식별 칼로리 정보를 저장한 데이터베이스와, 해당 날짜의 활동시 칼로리 소모량과 섭취한 식단을 활용하여 용변 중인 해당 사용자의 기초대사량을 근거로 영양처방하는 영양처방부를 포함한 관리서버를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 관리서버는
    하루에 소모된 총 칼로리 소모량(C)(C=기초대사량(A) + 일상 생활 칼로리 소모량(B))이 해당 날짜의 식단을 토대로 산출된 칼로리 섭취량(D) 보다 적은 경우, 체중 증가 정보를 설정하고,
    하루에 소모된 총 칼로리 소모량(C)(C=기초대사량(A) + 일상 생활 칼로리 소모량(B))이 해당 날짜의 식단을 토대로 산출된 칼로리 섭취량(D) 보다 많은 경우, 체중 감소 정보를 설정하며,
    하루에 소모된 총 칼로리 소모량(C)(C=기초대사량(A) + 일상 생활 칼로리 소모량(B))이 해당 날짜의 식단을 토대로 산출된 칼로리 섭취량(D)과 동일한 경우, 체중 유지 정보를 설정하는 체중관리구역 설정부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 심전도 기록을 변기 시스템에 입력하는 심전도 이벤트 레코더를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 헬스케어용 변기 시스템.
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