KR20130051922A - 심리장애(ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ) 치료를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

심리장애(ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ) 치료를 위한 장치 및 방법 Download PDF

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wearable biosensor
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로버트 골드버그
샤일렌드라 야다프
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뉴미트라 엘엘씨
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Abstract

심리장애( PSYCHOLOGICAL DISORDERS ) 치료를 위한 장치 및 방법
요약서
착용 가능한 바이오센서 장치로 착용자의 생리적 데이터를 수집하고 그 정보를 축정하여 심리장애를 진단, 감지, 모니터링 및 치료하는데 사용한다. 이 장치는 바이오센서 장치에 저장된 착용자에 대하여 개인화된 평가를 바탕으로 실시간 심리적 치료를 개시한다. 착용 가능한 바이오센서 장치로부터 수신한 데이터를 바탕으로 그리고 심리적 상태와 관련하여 라이브러리에서 치료 자극을 선택하여 연결된 디스플레이를 통하여 착용자에게 제공한다. 본 장치를 사용하여 수집되는 데이터는 세부적이거나 요약된 형태의 자료로서 의사나 환자에게 제공되어 하나 또는 그 이상의 심리장애 또는 상태 증상을 표시하거나, 치료 효과를 분석하거나, 장애 또는 아유형(subtype)을 감지 및 진단하거나, 그 근본 원인을 파악하는데 이용될 수 있다.

Description

심리장애(ＰＳＹＣＨＯＬＯＧＩＣＡＬ ＤＩＳＯＲＤＥＲＳ) 치료를 위한 장치 및 방법{DEVICES AND METHODS FOR TREATING PSYCHOLOGICAL DISORDERS}
관련 신청에 대한 상호 참조
본 신청서는 2010년 3월 4일 접수되어 현재 심사 중에 있는 미국 특허 신청번호 61/310,280에 대하여 그 전적인 우선권을 주장하는 바이며, 상기 신청 특허는 본 특허 신청서에 참조로서 인용되고 있음.
기술 분야
본 특허는 착용자의 생리적인 파라미터를 근거로 착용자의 심리적인 상태를 감지, 진단, 모니터링 및 치료할 수 있는 착용 가능한 장치 및 시스템과 방법에 관한 것이다.
발명의 배경 정보
심리장애에 대한 치료는 교육받은 정신보건 전문가에 의한 지속적인 평가를 필요로 한다. 심리장애에 관한 연구 시험은 거의 실시된 바가 없으며, 그에 따라서 심리장애에 대한 진단, 모니터링 및 치료는 매우 어렵고 긴 시간이 소요되고 있는 실정이다. 의사들은 환자와의 제한된 접촉을 통하여 환자가 스스로 진술하는 경험, 지인들이 알려주는 행동, 그리고 각종 건강 진단 등을 바탕으로 환자의 상태를 평가하고 있다. 이러한 정보를 Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders , ( DSM - IV ; IV 는 1994년 제4판 기준)에 제안된 정보와 비교하여 진단을 실시하였으며 이 비교정보는 미국 정신과의학회(American Psychiatric Association)가 규정한 심리장애의 분류 시스템을 이용하고 있다. 그 다음으로 진단 결과를 바탕으로 적절한 치료적인 양생법을 선택하였다. 의사들은 치료를 위해 환자가 진술하는 경험의 정확도와 깊이를 바탕으로 실시된 치료 양생법의 효과를 평가하고 평가를 계속 진행해 나가게 된다. 현재로서는 의사들이 다음 진료 시까지의 환자의 진행 상태를 모니터링할 수 있는 확실한 방법이 없으며, 그러므로 치료의 효과를 평가하고 증상의 변화에 따라서 필요할 경우 양생법을 변경하는 것이 어렵다. 다른 분야의 의학에서는 환자의 건강 상태를 평가하기 위하여 객관적인 측정 자료를 이용하고 있지만, 심리장애에 대해서는 아직 주관적인 진술에만 의존하고 있는 실정이다.
뿐만 아니라 의학적인 통계 자료에 의하면 심리장애를 가진 환자들 중 대다수가 심리적인 또는 정신과의학적인 치료를 받지 않고 있거나 지시를 따르지 않고 있으며, 그 이유는 정신과 치료에 대한 사회적인 인식, 병원 방문 및 진료에 소요되는 시간적인 문제, 그리고 상당한 부작용이 수반되는 약물치료 등이 제시되고 있다. 그러므로 심리장애 환자의 대부분은 진료를 받지 않거나, 부정확한 진료를 받고 있으며, 그 결과로 높은 범죄율, 자살과 관련된 사망, 치료비용의 증가, 삶의 질적 저하 등의 문제를 가지고 있는 것이다. 예를 들어, 수 십만 명의 현역 및 제대 군인들이 외상 후 스트레스 장애(post-traumatic stress disorder; PTSD)에 시달리고 있지만, 많은 경우 환자들이 진료를 원하지 않거나 진료 시설의 부족으로 진료가 실시되고 있지 못한 실정이다. 그에 따라서 지난 20년 동안에 걸쳐서 현역 및 제대 군인들의 자살 및 가정 내 폭력(학대) 등의 사건이 급속하게 증가하였다. 현재 군대는 전장에서 귀환하거나 또는 전장에 배치되기 전에 모든 군인들의 스트레스 수준, 또는 PTSD에 시달리고 있거나 걸릴 위험이 있는 군인을 식별하기 위하여 지속적으로 모니터링할 수 있는 능력을 가지고 있지 못하다. 이처럼 적절한 정신과의학적인 진료를 제공하지 못하고 있는 문제는 비단 군대뿐 아니라 사회전반에 걸친 문제로 대두되고 있다. 예를 들어, 매년 4천만 명의 불안 장애(anxiety-based disorder) 환자가 발생하는 것으로 추정되고 있지만, 그 중에서 천만 명 미만이 치료를 받고 있으며, 또한 그 중에서도 2백만 명 이하만이 적절한 치료를 받고 있는 실정이다. 정신과의학적인 진료에 새로운 방법이 발견되지 못하는 한 사람들은 적절한 진료를 찾기 위하여 계속 노력할 것이다.
발명의 요약
본 발명은 어떤 대상자에 대하여 하나 또는 그 이상의 생리적 파라미터를 하루 24 시간 모니터링하고, 축적된 생리적 데이터(객관적인 증상)을 이용하여 장기간에 걸쳐서 심리적/정신과의학적 치료를 실시간 기반으로 제공할 수 있는 장치와 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 심리장애와 관련된 하나 또는 그 이상의 생리적 파라미터를 지속적으로 측정할 수 있는 착용 가능한 바이오센서를 제공하며, 또한 바이오센서 장치로 감지한 생리적 변화와 관련된 축적 정보를 이용하여 치료를 위한 자극을 실시간으로 착용자/사용자에게 제공할 수 있는 시스템을 제공한다. 또한 심리적인 요인과 관계되는 이 생리적인 정보는 장기적으로 치료를 위한 판단과 결정에 이용된다. 의사와 환자는 이러한 축적 데이터를 이용하여 약물 처방, 약물의 복용, 진료 방법의 변경, 치료 효과의 확인 등이 가능하게 된다. 가능하게는 이러한 데이터를 이용하여 심리장애의 위험 요인을 가지고 있는 개인을 식별할 수 있으며, 그 대상으로는 전쟁이나 자연재해 등에 의한 외상을 입은 사람, 심리장애의 특수한 형태 또는 잠재적인 환자 등이 될 수 있다.
본 발명에 의한 착용 가능한 장치는 센서가 감지한 생리적 데이터를 바탕으로 심리적인 프로파일을 작성할 수 있도록 구성된 프로세서를 실장하고 있으며 또한 측정 데이터를 장기간에 걸쳐 저장할 수도 있다. 저장된 데이터 및 유도된 정보는 착용 가능한 장치에 있는 메모리 장치에 저장되어 착용자 개인의 고유한 데이터 프로파일이 된다. 이 개인 정보 프로파일은 착용자의 반응 패턴을 포함하여 착용 가능한 바이오센서가 모니터링한 데이터로 정기적으로 또는 지속적으로 업데이트 되며, 착용자의 반응에는 이전 치료 및 치료를 위한 자극과 새로운 자극에 대하여 나타나는 반응이 포함된다. 이 착용 가능한 장치는 상기 개인화된 프로파일에 대하여 측정된 생리적 상태를 비교하여 인지 행동 요법, 노출 요법, 및/또는 완화 기법 등의 적절한 치료 자극을 줄 시점을 결정한다. 그러므로 본 발명은 착용자의 정신적 상태에 맞추어 개인 맞춤형 정신과의학적 치료를 제공할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
이 치료 자극은 어떤 시간에(그리고 일정 시간에 걸쳐서) 감지된 개인의 특정한 생리적 및/또는 정신적 상태에 따라서 결정될 뿐만 아니라 장치를 착용하고 있는 사람이 직접 요법을 선택하여 자신에게 가장 적합한 심리적 및/또는 감정적 자극을 가할 수도 있는 것이다. 또한 본 발명의 착용 가능한 장치 및 치료법 제공 시스템은 무선 방식이며 개별적인 이산방식(discrete)이므로 장기간에 걸친 환자의 요법 적응을 가능하게 한다. 이와 같이 장기간 사용할 수 있으므로 충분한 데이터를 바탕으로 보다 정확한 요법을 가할 수 있으며, 환자의 증상과 약물을 포함한 특정한 치료에 대한 반응, 전체적인 정신 건강 상태를 파악할 수 있다. 이러한 자료의 보고를 통하여 이 장치를 착용하고 있는 개인 또는 다수의 잠재적인 환자에 대하여 효율적이며 광범위한 증상을 검토할 수 있게 된다. 따라서 군대, 치료 약물 시험, 연구 등에 널리 활용할 수 있다.
본 발명의 한 목적은 생리적 데이터 측정을 위한 하나 이상의 센서, 장시간에 걸쳐 측정된 생리 데이터를 저장할 수 있는 기억 장치, 저장된 데이터를 바탕으로 심리 프로파일을 추출할 수 있는 내장 프로세서, 그리고 상기 심리 프로파일에 대한 정보를 현시해주는 인터페이스를 포함한 장치를 제공하는 것이다. 생리적 및 주관적 상태를 포함하는 추출된 데이터는 패키지화 되어 필요에 따라서 원격 프로세서와 상호 통신하여 착용자와 돌보는 사람에게 치료의 추세와 성과에 대한 보고를 제공할 수 있다. 이 원격 프로세서들은 필요에 따라서 착용자의 증세 프로파일에 치료 데이터를 추가하는데 사용할 수도 있다.
심리적 프로파일은 개별적인 착용자에 고유한 것이며 다수의 생리적 데이터/파라미터로 특징지워지는 심리적 상태를 나타낼 수 있다. 이런 데이터/파라미터에는 심박수, 맥박수, 매 박동 별 심박수의 변화, 심전도(ECG), 호흡수, 체표면 온도, 체내부 온도, 방사 열유량, 전기 피부 반응(GSR), 근전도(EMG), 뇌파(EEG), 안전위도(EOG), 혈압, 수화 정도(hydration level), 근육압, 활동 수준(activity level), 신체의 자세, 또는 이러한 데이터의 결합 등이 포함된다. 환자가 보고하는 주관적인 데이터와 의사가 제공하는 치료 데이터는 이러한 생리적 측정치와 결합되어 개별 착용자에게 고유한 누적 데이터 프로파일을 만들게 된다.
바이오센서 장치의 인터페이스 또는 부속/연결 장치에 디스플레이 되는 착용자의 정보는 곧 발생할 것이 예상되는 증세에 대한 경보, 생리적 데이터에서 추출한 심리 프로파일을 바탕으로 하는 진단, 자신의 현재 정신 상태 또는 활동과 관련한 질문, 사용자에 대한 지시(예: 심호흡을 하십시오, 긴장을 푸십시오 등), 시각적인 자극(예: 조용한 광경의 이미지, 사랑하는 사람의 사진, 즐거운 동영상, 좋은 말이나 인용문 등), 또는 이런 것들의 결합이 될 수 있다. 이런 디스플레이에서 수집되는 정보는 착용자의 저장된 정보 프로파일에 있는 생리적 데이터와 연계된다.
또한 이 착용 가능한 장치는 심리 프로파일 또는 감지/축적된 생리적 데이터를 휴대폰, 스마트폰, PDA, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, e-리더, 데스크톱 컴퓨터, TV, 게임기, 또는 원격 서버 등 관련 전자 장치로 직접 전송하는 송신장치를 포함할 수도 있다. 바람직하게는 이 송신장치는 데이터를 전자 장치로 실시간 무선 전송할 수 있는 것이 좋다. 여기에 적합하게 사용할 수 있는 송신 시스템의 예로는 IrDA, Bluetooth™, UWB, Z-Wave, ANT, RFID, 또는 ZigBee 송신 시스템/네트워크 등이 있다. 착용자의 프로파일 데이터는 이러한 수단을 통하여 전송되어 해당 전자 장치에 표시하거나, 프로파일로 저장되어 새 센서를 작동시키거나 또는 새로운 치료 장치를 작동시킬 수 있다. 축적된 데이터의 전송은 담당의, 간호인, 가족 또는 착용자와 관계가 있는 다른 개인이나 단체로서 착용 가능한을 돌보거나 치료에 대한 응답을 줄 수 있는 자를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 대상자의 심리장애 및/또는 심리적인 상태를 감지, 진단, 모니터링 및 치료할 수 있는 일체형, 내장형, 착용 가능한 바이오센서 장치를 제공하며, 이 장치는 하나 또는 그 이상의 생리적인 파라미터(예: 심박수, 맥박수, 매 박동 별 심박수의 변화, 심전도(ECG), 호흡수, 체표면 온도, 체내부 온도, 방사 열유량, 전기 피부 반응(GSR), 근전도(EMG), 뇌파(EEG), 안전위도(EOG), 혈압, 수화 정도(hydration level), 근육압, 활동 수준(activity level), 신체의 자세, 또는 이러한 데이터의 결합 등)를 측정할 수 있는 하나 이상의 센서, 디지털 미디어 라이브러리, 심리장애 및/또는 심리적 상태(예: 불안 장애, 외상 후 스트레스 장애, 강박 반응성 장애, 공황 장애, 공포 장애, 울증, 양극성 장애, 정신병적 장애, 중독증, 자폐증, 주의력 결핍 과잉행동 장애, 정신분열증, 뇌졸증 회복, 외상성 뇌손상, 섭식 장애(예: 신경성 식욕부진, 신경성 폭식증, 폭식/강박성 과식, 강제 배설(purging) 등), 만성 통증/통증 관리, 기준선 상태 등) 등을 대표할 수 있는 데이터를 검지된 생리적 파라미터로부터 추출할 수 있으며 추출된 데이터를 바탕으로 라이브러리에서 미디어를 선택할 수 있도록 구성된 프로세서, 대상자에게 선택된 자극을 보여주는 디스플레이 장치, 그리고 바이오센서로 감지된 축적 데이터와 프로세서가 추출한 데이터를 저장할 수 있는 기억장치 등으로 구성된다.
상기 디지털 미디어 라이브러리는 오디오 파일, 비디오 파일, 텍스트 파일, 스틸 이미지, 질문, 또는 이들의 결합 등을 포함할 수 있으며, 바이오센서 착용자 및/또는 담당의 및/또는 간병인이 선택하는 개인 맞춤형 미디어 집합이 될 수도 있다. 이 라이브러리가 제공하는 것은 착용자의 생리적 파라미터 및 심리적 프로파일 또는 이들의 결합에 의하여 제공되는 것일 수 있으며, 실시간 사건, 치료 계획, 착용자의 선호 등을 바탕으로 할 수 있으며, 그리고/또는 생리적 데이터 또는 심리적 프로파일 및/또는 착용자의 인구통계학적 데이터를 바탕으로 자동화된 것일 수도 있다.
내장된 프로세서는 감지된 생리학적 파라미터로서 시간을 통하여 축적된 데이터에서 패턴을 인식하는 하나 또는 그 이상의 알고리즘을 가지고 있다. 적절한 패턴 인식 알고리즘은 동적 베이즈만 네트워크(Dynamic Baysian Networks), 신경망, 조건적 무작위 필드(conditional random fields), 은닉 마르코프(hidden Markov) 모델, 칼만(Kalman) 필터, 퍼지 로직, 커넬 추정법(kernel estimation), k-근접 이웃(k-nearest neighbor), 학습 벡터 양자화(learning vector quantization), 가우스 모델 및/또는 방사형 기본 함수(radial basis function) 등의 기계 학습 알고리즘을 포함할 수 있다. 이러한 패턴은 연결된 디스플레이 장치에 표시되는 사건(event)을 간병인 입회 하에, 또는 자신 스스로 교정함으로써 추출할 수 있으며, 개인적인 차이, 장애 유형으로부터 일반화된 반응 프로파일, 또는 착용자의 인구통계학적 자료를 표시하는데 사용된다. 또한 이러한 패턴은 관련 장치로부터 추출하여 그러한 디스플레이 장치에 표시할 수도 있다.
또한 이 일체 내장형 착용 가능한 바이오센서는 센서가 감지한 또는 및/또는 내장된 프로세서가 추출한 데이터를 휴대폰, 스마트폰, PDA, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, e-리더, 데스크톱 컴퓨터, TV, 게임기, 또는 원격 서버 등 관련 전자 장치로 직접 전송하는 발신장치를 더 포함할 수도 있다. 바람직하게는 이 발신장치는 데이터를 실시간으로 또는 일정 시간에 대하여 축적된 패킷 형태로 다른 전자 장치에 무선 전송할 수 있는 것이 좋다. 여기에 적합하게 사용할 수 있는 송신 시스템의 예로는 IrDA, Bluetooth™, UWB, Z-Wave, ANT, RFID, 또는 ZigBee 송신 시스템/네트워크 등이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 심리장애 및/또는 심리적 상태를 감지, 진단, 모니터링 및 치료하는 시스템을 제공하는 것이다. 이 시스템은 하나 또는 그 이상의 생리적인 파라미터(예: 심박수, 맥박수, 매 박동 별 심박수의 변화, 심전도(ECG), 호흡수, 체표면 온도, 체내부 온도, 방사 열유량, 전기 피부 반응(GSR), 근전도(EMG), 뇌파(EEG), 안전위도(EOG), 혈압, 수화 정도(hydration level), 근육압, 활동 수준(activity level), 신체의 자세, 또는 이러한 데이터의 결합 등)를 측정할 수 있는 하나 이상의 착용 가능한 바이오센서 장치, 상기 감지된 생리적 파라미터를 바탕으로 심리적 상태(예: 불안, 공황, 조울증, 약물 남용 관련 갈구, 기저선 상태 등)를 나타낼 수 있는 데이터를 추출할 수 있도록 구성된 프로세서, 상기 센서로 감지된 축적 데이터와 상기 프로세서가 추출한 데이터를 저장할 수 있는 기억장치, 다른 전자 장치로 데이터를 직접 무선 송신하여 그 전자 장치가 수신한 데이터를 디스플레이 할 수 있도록 하는 송신장치 등을 포함한다. 또한 이 시스템은 디스플레이 장치와 디지털 미디어 라이브러리를 가진 전자 장치를 더 포함한다. 이 전자 장치는 착용 가능한 바이오센서 장치에서 수신한 데이터를 바탕으로 상기 라이브러리의 미디어를 선택하여 상기 디스플레이 장치에 플레이 하도록 구성된다.
이러한 전자 장치는 스마트폰, PDA, 랩탑 컴퓨터, 태블릿, e-리더기, TV, 게임기, 데스크탑 컴퓨터 등이 될 수 있다.
상기 디지털 미디어 라이브러리는 오디오 파일, 비디오 파일, 텍스트 파일, 스틸 이미지, 질문, 또는 이들의 결합 등을 포함할 수 있으며, 시스템 사용자가 선택하는 개인 맞춤형 미디어 집합이 될 수도 있다.
시스템의 착용 가능한 바이오센서 부에 탑재된 프로세서는 감지된 생리학적 파라미터로서 시간을 통하여 축적된 데이터에서 변화 및 패턴을 인식하는 하나 또는 그 이상의 알고리즘을 가지고 있다. 변화는 개인의 기저선 또는 샘플 또는 모수 레벨의 추정을 바탕으로 표시된다. 적절한 패턴 인식 알고리즘은 동적 베이즈만 네트워크(Dynamic Baysian Networks), 신경망, 조건적 무작위 필드(conditional random fields), 은닉 마르코프(hidden Markov) 모델, 칼만(Kalman) 필터, 퍼지 로직, 커넬 추정법(kernel estimation), k-근접 이웃(k-nearest neighbor), 학습 벡터 양자화(learning vector quantization), 가우스 모델 및/또는 방사형 기본 함수(radial basis function) 등의 기계 학습 알고리즘을 포함할 수 있다.
또한 이 착용 가능한 바이오센서 부에 내장되어 있는 상기 송신 장치는 데이터를 휴대폰, 스마트폰, PDA, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, e-리더, 데스크톱 컴퓨터, TV, 게임기, 또는 원격 서버 등 관련 전자 장치로 직접 전송한다. 바람직하게는 이 발신장치는 데이터를 전자 장치로 실시간 무선 전송할 수 있는 것이 좋다. 여기에 적합하게 사용할 수 있는 송신 시스템의 예로는 IrDA, Bluetooth™, UWB, Z-Wave, ANT, RFID, 또는 ZigBee 송신 시스템/네트워크 등이 있다.
또한 본 발명은 하나 또는 그 이상의 심리장애 및/또는 심리적 상태를 감지, 진단, 모니터링 및 치료할 수 있는 방법을 추가로 제공하며, 이러한 심리장애 또는 상태에는 불안 장애, 외상 후 스트레스 장애, 강박 반응성 장애, 공황 장애, 공포 장애, 울증, 양극성 장애, 정신병적 장애, 중독증, 자폐증, 주의력 결핍 과잉행동 장애, 정신분열증, 뇌졸증 회복, 외상성 뇌손상, 섭식 장애(예: 신경성 식욕부진, 신경성 폭식증, 폭식/강박성 과식, 강제 배설(purging) 및 통증 관리 등이 포함될 수 있다.
본 발명의 방법들의 한 목적은 일체내장형, 착용 가능한 바이오센서 장치를 제공하여 심리장애 및/또는 심리적 상태를 감지, 진단, 모니터링 및/또는 치료할 수 있도록 하는 것이다. 이 착용 가능한 바이오센서 장치는 하나 또는 그 이상의 생리적인 파라미터(예: 심박수, 맥박수, 매 박동 별 심박수의 변화, 심전도(ECG), 호흡수, 체표면 온도, 체내부 온도, 방사 열유량, 전기 피부 반응(GSR), 근전도(EMG), 뇌파(EEG), 안전위도(EOG), 혈압, 수화 정도, 근육압, 활동 수준, 신체의 자세, 또는 이러한 데이터의 결합 등)를 측정할 수 있는 하나 이상의 착용 가능한 바이오센서 장치, 상기 감지된 생리적 파라미터를 바탕으로 심리적 상태(예: 불안, 공황, 조울증, 물질 남용 관련 갈구, 기저선 상태 등)를 나타낼 수 있는 데이터를 추출할 수 있도록 구성된 프로세서, 디지털 미디어 라이브러리, 내장형 기억장치, 그리고 디스플레이 등을 포함한다. 사용자의 현재 심리적 상태는 착용 가능한 바이오센서 장치를 사용하여 측정한다. 현재의 심리적 상태를 로컬 데이터 파일 및/또는 저장장치에 있는 데이터와 비교하여 결정하게 되며, 이 내장된 저장장치에는 축적된 생리적 데이터 또는 그 데이터를 요약한 프로파일이 장시간 동안 저장된다. 유도된 심리적 상태를 바탕으로 디지털 라이브러리에서 적절한 치료용 자극을 선택하고 이 장치의 착용자에게 디스플레이 해준다.
상기 내장된 디지털 미디어 라이브러리는 오디오 파일, 비디오 파일, 텍스트 파일, 스틸 이미지, 질문, 또는 이들의 결합 등을 포함할 수 있으며, 시스템 사용자가 선택하는 개인 맞춤형 미디어 집합이 될 수도 있다.
착용 가능한 바이오센서 장치에 탑재된 프로세서는 감지된 생리학적 파라미터로서 시간을 통하여 축적된 데이터에서 변화 및 패턴을 인식하는 하나 또는 그 이상의 알고리즘을 가지고 있다. 변화는 개인의 기저선 또는 샘플 또는 모수 레벨의 추정을 바탕으로 표시된다. 적절한 패턴 인식 알고리즘은 동적 베이즈만 네트워크(Dynamic Baysian Networks), 신경망, 조건적 무작위 필드(conditional random fields), 은닉 마르코프(hidden Markov) 모델, 칼만(Kalman) 필터, 퍼지 로직, 커넬 추정법(kernel estimation), k-근접 이웃(k-nearest neighbor), 학습 벡터 양자화(learning vector quantization), 가우스 모델 및/또는 방사형 기본 함수(radial basis function) 등의 기계 학습 알고리즘을 포함할 수 있다.
로컬 데이터 파일이 저장되는 내장 기억장치는 예를 들어 12 시간 이상의 데이터를 저장할 수 있도록 가급적 큰 용량을 가지는 것이 바람직하며(예: 1,000 시간 이상의 데이터 저장 용량), 메모리 칩, 메모리 카드 또는 메모리 스틱 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 플래시 메모리로서 필요 시 용량을 확장할 수 있는 것이 좋다.
또한 이 착용 가능한 바이오센서 장치는 축적된 또는 추출된 데이터를 휴대폰, 스마트폰, PDA, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, e-리더, 데스크톱 컴퓨터, TV, 게임기, 또는 원격 서버 등 관련 전자 장치로 직접 전송하는 발신장치를 더 포함할 수도 있다. 바람직하게는 이 발신장치는 데이터를 전자 장치로 실시간 무선 전송할 수 있는 것이 좋다. 여기에 적합하게 사용할 수 있는 송신 시스템의 예로는 IrDA, Bluetooth™ UWB, Z-Wave, ANT, RFID, 또는 ZigBee 송신 시스템/네트워크 등이 있다.
본 발명의 방법들의 또 다른 목적은 심리장애 및/또는 심리적 상태를 감지, 진단, 모니터링 및/또는 치료할 수 있는 착용 가능한 바이오센서 장치 및 연결된 전자 장치를 포함하는 시스템을 제공하여 하는 것이다. 이 착용 가능한 바이오센서 장치는 하나 또는 그 이상의 생리적인 파라미터(예: 심박수, 맥박수, 매 박동 별 심박수의 변화, 심전도(ECG), 호흡수, 체표면 온도, 체내부 온도, 방사 열유량, 전기 피부 반응(GSR), 근전도(EMG), 뇌파(EEG), 안전위도(EOG), 혈압, 수화 정도, 근육압, 활동 수준, 신체의 자세, 또는 이러한 데이터의 결합 등)를 측정할 수 있는 하나 이상의 착용 가능한 바이오센서 장치, 상기 감지된 생리적 파라미터를 바탕으로 심리적 상태(예: 불안, 공황, 조울증, 물질 남용 관련 갈구, 기저선 상태 등)를 나타낼 수 있는 데이터를 추출할 수 있도록 구성된 프로세서, 내장형 기억장치, 그리고 축적된 또는 추출된 데이터를 휴대폰, 스마트폰, PDA, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, e-리더, 데스크톱 컴퓨터, TV, 게임기, 또는 원격 서버 등 관련 전자 장치로 직접 전송하는 송신장치 등을 포함한다. 이 전자 장치는 디스플레이 장치와 디지털 미디어 라이브러리를 포함한다.
이 착용 가능한 바이오센서 장치는 하나 또는 그 이상의 생리적 파라미터를 측정하는데 사용되며 사용자의 현재 심리적 상태를 이 착용 가능한 바이오센서 장치를 이용하여 결정하게 된다. 현재의 심리적 상태를 로컬 데이터 파일에 있는 데이터와 비교하여 결정하게 되며, 이 내장 저장장치에는 축적된 생리적 데이터 또는 그 데이터를 요약한 프로파일이 장시간 동안 저장된다. 이 착용 가능한 바이오센서는 현재의 심리적 상태를 전자 장치로 송신하며, 송신되는 데이터에는 유도된 심리적 상태를 바탕으로 적절한 미디어를 디지털 라이브러리에서 선택하기 위한 지시가 포함되며, 선택된 미디어는 전자 장치를 통해 착용자에게 제시된다.
전자 장치에 저장되어 있는 상기 디지털 미디어 라이브러리는 오디오 파일, 비디오 파일, 텍스트 파일, 스틸 이미지, 질문, 또는 이들의 결합 등을 포함할 수 있으며, 시스템 사용자가 선택하는 개인 맞춤형 미디어 집합이 될 수도 있다.
착용 가능한 바이오센서 장치 부분에 탑재된 프로세서는 감지된 생리학적 파라미터로서 시간을 통하여 축적된 데이터에서 변화 및 패턴을 인식하는 하나 또는 그 이상의 알고리즘을 가지고 있다. 변화는 개인의 기저선 또는 샘플 또는 모수 레벨의 추정을 바탕으로 표시된다. 적절한 패턴 인식 알고리즘은 동적 베이즈만 네트워크(Dynamic Baysian Networks), 신경망, 조건적 무작위 필드(conditional random fields), 은닉 마르코프(hidden Markov) 모델, 칼만(Kalman) 필터, 퍼지 로직, 커넬 추정법(kernel estimation), k-근접 이웃(k-nearest neighbor), 학습 벡터 양자화(learning vector quantization), 가우스 모델 및/또는 방사형 기본 함수(radial basis function) 등의 기계 학습 알고리즘을 포함할 수 있다.
착용 가능한 바이오센서 장치에 로컬 데이터 파일이 저장되는 내장 기억장치는 예를 들어 12 시간 이상의 데이터를 저장할 수 있도록 가급적 큰 용량을 가지는 것이 바람직하며(예: 1,000 시간 이상의 데이터 저장 용량), 메모리 칩, 메모리 카드 또는 메모리 스틱 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 플래시 메모리로서 필요 시 용량을 확장할 수 있는 것이 좋다.
본 발명의 장치, 시스템 및 방법의 모든 목적에 있어서, 착용 가능한 바이오센서 장치는 하나 또는 그 이상의 센서를 가지며, 이 센서는 전기피부 반응(GSR) 센서, 온도 센서, 심박수 센서, 산소포화도 센서, 혈압 센서, 또는 이런 센서의 조합이 될 수 있다. 바람직하게는 이 착용 가능한 바이오센서 장치가 최소한 GSR 센서를 구비하는 것이 좋다. 또한 선택으로서 본 착용 가능한 장치는 가속도계 및/또는 GPS를 더 포함할 수도 있다. 이 착용 가능한 바이오센서 장치는 시계 및 착용자가 어떤 사건이나 일상적인 활동의 시간 소인(time stamping)을 기록할 수 있는 버턴을 더 구비할 수도 있다.
본 발명의 장치, 시스템 및 방법의 모든 목적에 있어서, 착용 가능한 바이오센서 장치는 최소한 센서, 기억장치, 프로세서에 전력을 공급할 수 있는 전원을 포함하며, 이러한 전원으로서는 은, 알칼리, 수은, 아연-공기 또는 리튬 버턴형, 코인형, 또는 시계 건전지 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 장치, 시스템 및 방법의 모든 목적에 있어서, 착용 가능한 바이오센서 장치는 다색도 LED 디스플레이 장치와 같은 LED 디스플레이를 구비하여 감지된 생리적 및/또는 심리적 조건이나 상태 등을 착용자에게 신호해주거나 경고할 수 있도록 할 수 있다(예: 적색 LED = 극심한 스트레스/불안/흥분, 황색 LED = 경고, 불안/흥분 수준의 상승, 녹색 = 정상/이완/기저선 상태).
본 발명의 장치, 시스템 및 방법의 모든 목적에 있어서, 착용 가능한 바이오센서 장치는 손목(예: 손목시계, 팔찌), 발목(예: 발찌), 손가락(예: 반지), 팔(예: 팔 밴드), 다리(예: 다리 밴드), 발(예: 양말이나 신발)에 착용할 수 있는 형태인 것이 바람직하다.
본 발명의 장치, 시스템 및 방법의 모든 목적에 있어서, 착용 가능한 바이오센서 장치의 내장 기억장치는 12 시간 이상의 데이터를 저장할 수 있도록 가급적 큰 용량을 가지는 것이 바람직하며(예: 1,000 시간 이상의 데이터 저장 용량), 메모리 칩, 메모리 카드 또는 메모리 스틱 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 플래시 메모리로서 필요 시 용량을 확장할 수 있는 것이 좋다.
본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치, 시스템 및 방법은 의사 또는 보건 전문가들이 병원 내외에서 환자를 모니터링 하는 것을 지원하는데 사용할 수 있으며 따라서 심리장애를 진단하고 치료하는데 사용할 수 있는 것이다. 또한 본 발명의 개인 맞춤형 착용 가능한 바이오센서 장치를 사용하여 24 시간 모니터링 함으로써 어떤 심리장애 및/또는 심리적 상태를 통제하고 치료하는데 대한 정보를 더 많이 제공할 수 있게 된다. 예를 들어, 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치를 사용하면 환자가 어떤 심리적인 사건을 유발시키는 인자를 파악하는데 도움이 될 수 있으며, 그 사건과 연관된 생리적 인자를 바탕으로 심리적 사건을 경험하고 있다는 것을 인지하는데 도움을 줄 수 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치(착용자에게 맞춤형이 될 수 있음)가 감지한 연관된 생리적 인자는 장치의 착용자에게 사건을 완화시킬 수 있는 치료적 자극을 즉시 제공하도록 할 수 있다. 본 장치를 사용하여 수집되는 데이터는 세부적이거나 요약된 형태의 자료로서 의사나 환자에게 제공되어 하나 또는 그 이상의 심리장애 또는 상태 증상을 표시하거나, 치료 효과를 모니터링 하고 분석하거나, 장애 또는 아유형(subtype)을 감지 및 진단하거나, 그 근본 원인을 파악하는데 이용될 수 있다. 이 수집된 데이터는 연결된 장치를 통하여 디스플레이 될 수 있으며 보안 프로토콜을 사용하여 착용자의 사생활을 보호해줄 수 있다.
또한 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치, 시스템 및 방법은 심리적인 사건의 개시를 예측하는데 도움을 줄 수 있으며 증세의 시작과 부합되는 치료적 자극을 착용자에게 제공하여 사건의 시작을 억제하는데 도움을 줄 수도 있다. 이러한 치료적인 자극은 시각적, 청각적, 또는 촉감적 경고 형태로 제공되어 착용자를 임박한 또는 진행되고 있는 증상 사건으로부터 보호할 수 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치의 사용에 의하여 장기적인 추세를 추적함으로써 약물요법의 시작과 종료에 따른 치료의 분석 및 치료를 위한 결정이 가능하게 되며, 증상이 재발을 알 수 있게 되고, 바이오센서 장치에 저장된 개인 프로파일의 증상 추세를 하이라이트하고 관련 장치로 전송할 수도 있게 된다.
또한 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치, 시스템 및 방법은 PTSD, 공황장애, 사회 공포증(social phobia), 강박반응성 장애 등과 같은 불안 장애, 광장 공포증(agoraphobia)과 말하기 공포증(glossophobia) 등과 같은 특정 공포증(specific phobia) 등에 시달리고 있거나, 불안 장애, 외상 후 스트레스 장애, 강박-반응성 장애, 공황 장애, 공포 장애, 울증, 양극성 장애, 정신병적 장애, 중독증, 주의력 결핌 과잉행동 장애, 뇌졸증 회복, 외상성 뇌손상, 자폐증, 정신분열증, 수면 장애, 만성 통증, 섭식 장애(예: 신경성 식욕부진, 신경성 폭식증, 폭식/강박성 과식, 강제 배설 등) 등에 시달리고 있는 환자를 하루 24 시간 지속적으로 모니터링 하는데 극히 유용하다. 또한 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치, 시스템 및 방법은 이러한 장애와 관련된 증상 사건에 치료를 위한 개입 또는 방지 수단을 실시간으로 제공한다. 착용 시간이 증가할수록 바이오센서는 착용자 고유의 생리적 증상의 변화(정상/이완/기저선 상태로부터의 변화)에 매우 밀접하게 조절되어 치료 과정 역시 그 착용자 개인에게 맞춤화될 수 있다.
본 발명의 다양한 목적, 특징, 대상, 장점, 그리고 세부 사항을 아래에서 자세한 설명과 첨부 도면, 청구항 등을 통하여 보다 명확하게 기술한다.
도면의 간단한 설명
도면에서는 유사한 구조와 품목은 동일하거나 유사한 참조 번호를 여러 도면에 걸쳐서 대표적으로 사용하고 있다. 도면의 그림은 반드시 축척에 비례하는 것이 아니며, 본 발명의 원리 및 공개되는 실시예를 도시하기 위하여 강조 표현을 널리 사용하고 있다.
그림 1은 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치로서 팔목이나 발목에 착용할 수 있도록 구성된 실시예를 보여주는 개략도이다.
그림 2는 본 발명의 한 방법에 따른 데이터 전송 경로의 예를 보여주는 흐름도이다.
그림 3은 환자의 자기-보고 및 치료적 자극을 보여주는 활동 패널(Activity Panel)인 주석 패널(Annotate Panel)의 한 예로서 착용 가능한 바이오센서 장치 또는 연결된 전자 장치에 디스플레이 될 수 있는 것이다.
그림 4는 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치에서 데이터 처리 경로의 한 예를 보여주는 흐름도이다.
그림 5는 본 발명에 의거한 실시간 모니터링 및 치료 방법의 실시예를 보여주는 흐름도이다.
그림 6은 본 발명의 장치와 방법이 제공하는 건강 루프(wellness loop)를 보여주는 개략도이다.
그림 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 중앙집중식 컴퓨터 인프라 및 대시보드의 흐름도이다.
명세서
본 발명은 어떤 사람(환자 또는 병사 등)의 하나 또는 그 이상의 생리적 파라미터를 연속적으로 모니터링하고 심리장애를 표시 및/또는 치료할 수 있는 장치, 시스템 및 방법을 제공한다. 보다 구체적으로 본 발명은 대상자의 하나 또는 그 이상의 생리적 파라미터를 감지할 수 있으며, 감지된 생리적 파라미터를 특정한 심리적 상태와 결부시키고, 감지된 생리적/심리적 상태를 바탕으로 착용자에게 치료 자극을 실시간으로 제공할 수 있는 는 착용 가능한 바이오센서 장치 및 시스템을 제공한다. 착용자 시간이 증가할수록 착용 가능한 바이오센서 장치는 착용자에게 밀접하게 조절되어 증상적 사건을 신속하게 감지하고 필요 시 맞춤형 치료를 제공할 수 있게 된다. 이 개인 맞춤화는 장치 및/또는 연결 전자 장치에 저장되는 착용자 프로파일과 함께 센서 및 관련 방법에 내장되며 정상적으로 사용하는 동안 접속할 수 있게 된다. 바이오센서의 개인화된 기능은 다른 장치로 이전될 수 있지만 여전히 그 개인에게 특화된 것이다. 이 착용자의 개인적 프로파일은 치료 요법을 목적으로 자극의 종류와 시간을 결정하여 착용 가능한 장치 및/또는 연결 전자 장치에 표시할 수 있다. 착용자가 본 장치 사용을 통해 수집된 데이터는 하나 또는 그 이상의 심리장애 및/또는 심리적 상태를 진단, 감지, 모니터링 하는데 이용되어 착용 가능한 바이오센서 장치 및/또는 연결된 전자 장치에 표시된다.
그림 1은 본 발명에 의한 착용 가능한 바이오센서 장치의 실시예를 보여준다. 그림 1에서 보는 바와 같이, 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치 10은 하나 또는 그 이상의 생리적 파라미터 및/또는 활동 수준을 측정하는 하나 또는 그 이상의 센서 1, 기억/데이터 저장장치 2, 하나 또는 그 이상의 센서가 감지하는 생리적 데이터를 읽고 분석하는 프로세서 또는 마이크로프로세서 3, 송신기 4(바람직하게는 무선 송신장치), 전원 5(예: 배터리), 그리고 옵션 장치인 디스플레이 6을 포함한다. 센서1, 기억장치 2, 프로세서 3, 송신기 4, 전원 5 그리고 옵션 장치인 디스플레이 6은 중앙 하우징 8에 장착되거나 내장되어 착용 가능한 구성품 7에 부착된다. 그림 1에 도시된 실시예는 모듈형 설계로서 신체의 일부에 편리하게 착용 또는 부착될 수 있는 것이며, 그 착용 위치는 예를 들어 손목(예: 팔찌 또는 시계 형태), 발목(예: 발찌), 손가락(예: 반지 형태), 동체, 팔(예: 팔 밴드 또는 수갑), 다리(예: 다리 밴드 또는 수갑), 발(예: 양말, 신발 형태) 등이 될 수 있다.
그림 2는 본 발명의 한 방법에 따른 데이터 전송 경로의 예를 보여주는 흐름도이다. 그림 2의 실시예에서 착용자는 배터리를 전원으로 사용하는 바이오센서 장치 10을 착용하여 하나 또는 그 이상의 생리적 파라미터를 측정한다. 이 착용 가능한 바이오센서 장치 10은 바이오센서가 수집하는 생리적 데이터를 바탕으로 심리적 상태를 파악할 수 있는 데이터를 분석하고 유도할 수 있도록 구성된 프로세서를 가지고 있다. 처리된 데이터는 착용 가능한 바이오센서 장치에 로컬 파일로 연속 저장된다. 프로세서는 장치에 저장되어 있는 개인 맞춤형 교정 프로파일(착용자의 고유 정보)을 바탕으로 감지된 생리적 데이터를 실시간으로 분석한다. 그 다음, 이 착용 가능한 바이오센서 장치는 감지된 또는 추출된 데이터를 개인 지역 네트워크를 통하여 휴대폰, 스마트폰, PDA, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, e-리더, 데스크톱 컴퓨터, TV, 게임기 등의 전자 장치 9로 전송한다. 이 전자 장치 9는 심리장애 및/또는 심리적 상태의 치료용 자극을 제공하는 청각적, 시각적, 텍스트 및 동영상 등이 있는 디지털 미디어 라이브러리를 가지고 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치 10으로부터 전송되는 데이터를 수신한 전자 장치 9는 라이브러리에서 선택한 미디어를 바이오센서 장치 10을 착용하고 있는 사람에게 보여준다(예: 디스플레이 화면 및/또는 스피커 장치 및/또는 액츄에이터를 통하여). 이 미디어는 착용 가능한 바이오센서 장치 10에서 수신한 데이터를 바탕으로 선택된다. 또 다르게는, 디지털 라이브러리를 착용 가능한 바이오센서 장치에 탑재하여 착용 가능한 바이오센서 장치가 모니터링 및 치료 시스템을 일체화한 장치를 구성하고 생리적 파라미터를 감지할 수 있으며, 감지된 생리적 파라미터에서 고도로 개인 특화된 착용자의 교정 프로파일을 이용하여 심리적 상태를 파악할 수 있는 데이터를 유도(추출)할 수 있고, 디지털 미디어 라이브러리로부터 치료 자극을 선택하여 장애 착용자에게 보여주도록 구성할 수도 있다.
그림 2는 본 발명에 의한 또 다른 실시예를 보여준다. 그림 2에 의하면 착용 가능한 바이오센서 장치 10은 전술한 바와 같이 클라우드 컴퓨팅 네트워크 12(가상 컴퓨터, 소프트웨어, 데이터 액세스, 및 저장 서비스로서 사용자는 서비스 제공자의 물리적인 위치나 장비의 구성을 알 필요가 없음)를 통하여 전자 장치 9 및/또는 중앙식 컴퓨터 시스템 11과 인터페이스 된다. 이와 같은 구성에서 착용 가능한 바이오센서 장치에서 수신한 데이터는 환자, 그 가족, 간병인, 담당의 등이 환자의 증상 프로파일을 원격 진단, 감지, 모니터링 및 추적하는데 이용할 수 있다.
대부분의 목적에 있어서 센서들은 하루 24 시간에 걸쳐 장시간 동안 동작하도록 하는 것이 바람직하다. 그러므로 착용 가능한 바이오센서 장치는 성인 또는 아동이 수면, 세수, 타이핑 등 일상 생활에 지장을 받지 않고 장시간 동안(수 일 또는 수 주일 간) 편안하게 착용할 수 있어야 할 것이다. 또한 특히 군인, 경찰, 소방관 등 고위험 또는 높은 스트레스를 받는 직업 종사자들이 편리하게 사용할 수 있는 위치에 착용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 착용 가능한 바이오센서 장치는 팔 밴드, 손목 밴드, 팔찌 또는 손목시계 모양, 손 밴드 또는 장갑, 반지, 발목 밴드, 신발, 양말 등과 같이 착용이 편리하고 독립적이며, 씻을 수 있는 디자인이 바람직하다.
하나 또는 그 이상의 센서가 내장되거나 또는 부착되는 착용 가능한 밴드의 재질은 편안하고 유연하며 통풍이 잘 되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라서 유연하고 통풍이 가능하며, 물에 젖지 않는 재료로서는 Gore-Tex?(공급자: W. L. Gore & Assoc., Newark, Del.), Dryline?(공급자: sold by Milliken & Company, Spartanburg, S.C.) 등의 제품을 사용할 수도 있다. 이 제품들은 신축성이 있는 직물로서 내부 표면은 친수성이고 외부 표면은 소수성이므로 착용자의 피부에서 발산되는 수분이 직물을 통과하여 외부 표면에서 쉽게 증발될 수 있다. 이와 다르게 다른 소수성, 통풍성 재질을 사용할 수도 있다. 이런 제품의 예로서는 eVent? fabric(공급자: BHA Group, Inc., Kansas City, Mo.) 또는 Epic? 직물(공급자: Nextec Applications, Inc., Bonsall, Calif.) 등이 있다. 실시예에 따라서는 85% 나일론이나 15% Lycra? 등의 신축성이 있는 합성 메시를 사용할 수도 있다. 탄력성을 가진 천이나 가죽 등도 효과적으로 사용할 수 있다.
실시예에 따라서는 착용 가능한 밴드의 양 끝을 유연한 클로저(closure)로 체결할 수도 있다. 이런 유연한 체결 수단의 한 예로서 벨크로(Velcro?) 또는 금속 체결구 등이 있다.
착용 가능한 바이오센서 장치는 하나 또는 그 이상의 센서를 구비하여 심박수(교감 또는 부교감 신경의 각성), 맥박수, 매 박동 별 심박수의 변화, 심전도(EKG또ECG), 호흡수, 체표면 온도, 체내부 온도, 방사 열유량, 전기 피부 반응(GSR), 근전도(EMG), 뇌파(EEG), 안전위도(EOG), 혈압, 수화 정도(hydration level), 근육압, 활동 수준(activity level), 신체의 자세, 및/또는 혈관의 광학적 반사율 등의 생리적 데이터를 수집할 수 있다.
실시예에 따라서 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치는 최소한 교감신경 각성의 척도인 피부전기 활성(electrodermal activity; EDA) 또는 전기피부 반응(GSR)을 측정하는 하나 또는 그 이상의 센서를 포함할 수도 있다. EDA 센서용 전극은 도전성 직물과 섬유, 도전성 중합체, 도전성 엘라스토머 또는 금속 등 하나 또는 그 이상의 전기도체 재료로 만들 수 있다. 실시예에 따라서 EDA 센서는 은-염화은 등의 금속 전극으로서 하우징에 장착되거나 부분적으로 내장되어 노출된 전극이 피부에 접촉할 수 있도록 구성된다. 전극이 장착되거나 부분적으로 내장되는 하우징은 팔, 손목, 발목 등에 착용할 수 있는 직물 밴드에 부착될 수 있다. 또 다르게는 스냅형 연결구 또는 이와 유사한 수단으로 금속 전극을 직물 밴드에 탈착 가능한 방식으로 부착할 수도 있다. 전극(또는 전극의 리드선)을 회로(또는 회로 연결선)에 연결하는데 금속 스냅을 사용할 수도 있다. 스냅이 서로 체결되면 전극과 회로가 전기적으로 연결되며 서로 분리되면 전기적 연결도 분리된다. 따라서 스냅으로 착용 가능한 밴드에 부착된 전극을 회로와 연결 및 분리할 수 있다. 그러므로 전극이 부착된 착용 가능한 밴드를 분리하여 세탁하거나 교환할 수 있게 된다. 금속 스냅의 위치는 달라질 수 있다. 예를 들어 스냅을 전극에 가깝게, 또는 회로에 가깝게 부착할 수 있다. 또 다르게는 금속 스냅 대신 다른 전기 연결구를 사용할 수도 있다. 실시예에 따라서 전기 연결구는 경량이며 최소한 연결 부재 중 하나는 세탁이 가능한 것이라야 한다.
또한 EDA 센서는 의료용품 제조에 사용되는 은도금한 92% 나일론 8% Dorlastan? 천(Cat. #A251, Less EMF, Inc., Albany, N.Y.)으로 제작할 수도 있다. 이 도전성 직물은 세탁이 가능하며 피부가 숨을 쉴 수 있도록 해주고, 탄력성을 오래 유지하며 피부와 일정한 접촉력을 제공한다. 또 다르게는 도전성 실이나 섬유로 전극을 제작하여 직물 또는 다른 재료에 삽입할 수도 있다. 예를 들어 Bekaert(Winston Salem, N.C.)사 제품인 도전성 스테인리스 강을 사용할 수 있다. 도전성 실은 기존의 금속 와이어보다 변형률 피로현상이 작으므로 이 방법은 착용감과 내구성이 우수하다. 또 다르게는 도전성 엘라스토머 또는 중합체를 전극 재료로 사용할 수도 있다. PEDOT로 알려져 있는 Poly(3,4-에틸렌디옥시치오펜)은 이러한 도전성 엘라스토머의 한 예이다. 탄소 침지 고무는 도전성 중합체의 한 예이다. 이러한 도전성 엘라스토머는 일반적으로 통기성이 없으므로 덜 바람직한 재료이다. 이 통기성 문제는 타공 등의 공기를 통하게 하는 방법으로 해결할 수 있는 경우가 있다. 예를 들어 탄화 고무(carbonized rubber)에 이런 방법으로 통기성을 부여할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서는 피부전기 활성(EDA) 센서 모듈을 사용하여 EDA를 체외에서 측정하고 있으며, 이를 위하여 피부에 저전압을 가하고 전압강하를 측정한다. 이 측정회로를 구성하는데 있어서 가장 큰 기술적인 어려움은 넓은 동적 범위를 유지하면서 저전력 회로를 설계하는 것이다. 피부의 전기저항은 100K 옴부터 10M 옴까지 몇 자리 수의 범위로 달라질 수 있다는 것은 잘 알려져 있으며 이 범위 내에서 미세한 변화를 측정할 수 있어야 하는 것이다. 넓은 동적 범위와 높은 감도는 전압 레일을 증가시킴으로서 가능하게 된다. 또 다르게는 디지털 방식으로 제어되는 가변 이득 증폭기를 사용하여 동적 범위를 최대화하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 비용이 많이 들고 복잡하며 전력 소비가 큰 외부 마이크로 프로세서를 필요로 한다.
본 발명의 일부 실시예에서는 피부의 전기 전도도에 따라서 진동 주파수가 변화하는 진동 회로를EDA 회로로 사용하여 시간 영역에 대한 피부 전기 전도도를 측정하고 있다. 피부의 전기저항을 직접 측정하는 대신 이 주파수를 측정함으로써 낮은 전력 레일과 제한된 동적 범위 하에서 보다 정확한 측정이 가능하게 된다.
OP-앰프와 센서에 안정된 전압을 공급하고 배터리 사용시간을 늘리기 위하여 저전력 저잡음 전압조정기(LM1962, National Semiconductor)를 사용할 수도 있다. 이 전압조정기는 바이오센서 모듈이 사용될 때만 전력을 인가할 수 있는 핀이 있어서 EDA 바이오센서의 전체 소비전력을 20 마이크로 와트 이하로 감소시켜 준다.
착용 가능한 바이오센서 장치는 상술한 EDA 센서 외에 생리적 반응을 측정하는 센서를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어 착용 가능한 바이오센서 장치는 온도 센서(예: LM60 등의 저전력 바이오센서), 심박수 측정 바이오센서, 산소포화도 바이오센서, 혈압 바이오센서, 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라서 착용 가능한 바이오센서 장치는 하나 또는 그 이상의 심박수(HR) 및 심박 변동(HRV) 측정용 센서를 포함할 수 있다. 혈액의 광선 흡수율은 광선의 파장에 의존하므로 두 개의 서로 다른 파장을 가진 LED를 사용하면 이 두 가지 색 LED 측정값의 차이에서 혈액의 상대적인 산소 포화도를 측정할 수 있다.
기존의 PPG 장치는 한 개의 LED 등만 사용하고 있다. 그러나 본 발명에서는 여러 개의 LED를 가진 PPG 장치를 사용할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서는 PPG 포토다이오드로 피부에서 반사되는 광선을 흡수한다. 또 다른 실시예에서는 PPG 포토다이오드로 체 조직을 투과하는 광선을 흡수한다.
이 착용 가능한 바이오센서 장치는 동작 센서를 더 구비할 수도 있다. 예를 들어 집적회로를 가진 아날로그 동작센서(SQ-SEN-200, Signal Quest, Lebanon, N.H.)를 사용할 수 있다. 가속도계와 비교할 때 이 아날로그 센서의 장점은 1 mA 이하의 전류로 동작하며 가격이 저렴하다는 것이다. 또 다르게는 3-축 디지털 가속도계 등을 포함하여 다양한 종류의 동작 센서를 사용할 수도 있다. 동작 센서는 기본적으로 댐핑 스프링 위에 검증 질량이 설치된 구조인 마이크로 전자-기계 시스템(MEMS)로서 검증 질량의 처짐을 아날로그 또는 디지털 적으로 측정하는 방식의 다양한 종류를 사용할 수 있다. 예를 들어 이 처짐은 스프링에 부착된 압전소자로 측정하거나, 고정된 보와 검증 질량에 부착된 보 사이의 캐패시턴스 변화로 측정할 수 있다. 또한 다른 예로서 가속도계는 작은 가열된 기체 돔을 구비하고 돔 중심의 처짐을 측정하는 방식일 수도 있다.
또한 동작 센서를PPG 신호 게이트에 사용하여 동작 도중 심박수를 무시하거나 삭제할(cleaned) 수도 있다. 그러나 낮 또는 밤 중에 착용자의 손목이 정지 상태에 있어서 HR 또는 HRV의 순간적인 측정이 가능하게 되는 시간은 얼마든지 있다는 것을 유의할 필요가 있다. 동작, EDA 및 HR/HRV의 조합은 특히 호흡 정지와 같은 수면 단계 및 상태를 인지하는 것과 밀접한 관계가 있다. 실시예에 따라서 여러 개의 PPG 센서를 사용할 수도 있다. 복수 개의 PPG 신호는 신호 처리장치로 조합하여 동작 장치에서 발생하는 잡음을 감소시킨다. 본 발명의 일부 실시예에서는 로그 감지를 적용하여 동작 장치의 취급을 지원하고 있다.
본 발명은 하나 또는 그 이상의 센서(PPG 심박수 센서, 동작 센서, 온도 센서 등)를 착용 가능한 바이오센서 장치에서 완전히 분리할 수 있도록 구현될 수도 있다. 이 방법은 예를 들어 밴드 또는 다른 센서가 부착되어 있는 부재를 세탁할 때 센서를 쉽게 분리하거나 또는 교체할 수 있도록 해준다. 또 다른 실시예에서는 하나 또는 그 이상의 센서를 플라스틱 또는 다른 방수성 또는 내수성 재료로 코팅하여 예를 들어 손목 밴드에 센서가 부착된 상태로 세탁할 수 있게 할 수도 있다. PPG 센서의 경우 이러한 코팅은 LED가 방사하는 광선(적색 또는 적외선 포함)의 파장을 투과시켜서 포토다이오드가 흡수하도록 할 수도 있다. 온도 바이오센서의 경우 이 코팅은 열전도율이 높은 재질이 바람직하다. 밴드를 세탁할 때 센서를 분리하지 않는 실시예에서 무선통신 모듈과 안테나 등 분리 가능한 회로와 센서를 리드 선으로 연결할 수도 있다. 센서(또는 센서의 리드선)을 분리 가능한 회로(또는 회로 연결선)에 반복적으로 연결 및 분리하기 위하여 금속 스냅 또는 다른 전기 커넥터를 사용할 수도 있다.
착용 가능한 바이오센서 장치는 착용자의 지리적 위치 정보를 제공하기 위하여 GPS 장치를 더 포함할 수 있다. 이러한 정보는 착용 가능한 바이오센서 장치에 설치된 하나 또는 그 이상의 센서가 감지하는 생리적 반응의 변화를 유발하거나 기여하는 인자 또는 단서를 제공하는 것일 수 있다.
착용 가능한 바이오센서 장치는 하나 또는 그 이상의 센서가 감지하는 하나 또는 그 이상의 생리적 파라미터의 변화를 유발하거나 기여하는 유의한 사건에 시간 소인을 부여하는 시계 및 버턴을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치는 생리적 및 동작 데이터를 개인화된 신호 또는 경고로 매핑할 수 있는 프로세서를 내장할 수도 있다. 이러한 신호나 경보는 촉발될 가능성이 있는 불안 발작, 공황 발작 또는 착용자가 알고자 할 수 있는 다른 상태를 표시하는 것일 수 있으며, 또는 예를 들어 텍스트 메시지, 이메일 등을 통하여 다른 사람 또는 장치에 통보하거나 지원을 요청할 수 있고, 가족이나 의사에게 최근의 증상을 알려줄 수도 있다. 바람직하게는, 착용 가능한 바이오센서 장치에 탑재된 프로세서는 하나 또는 그 이상의 센서로 요약 메트릭스(summary metrics)와 패턴 인식 알고리즘을 사용하여 실시간으로 측정한 생리적 데이터를 분석하고, 이 알고리즘은 바이오센서 장치에 저장된 개인화 프로파일에 의거하여 점진적으로 개인 맞춤화되며, 치료 요법의 적용을 요하는 데이터의 패턴을 식별할 수 있도록 한다. 또 다르게는, 이 패턴 분석 및 인지 기능을 클라우드 컴퓨팅 네트워크에서 수행할 수도 있다. 또 다른 실시예에서는 이 패턴 분석 및 인지 기능을 착용 가능한 바이오센서 장치로부터 직접 또는 간접적으로 무선을 통하여 데이터를 수신하는 장치에서 수행하도록 할 수도 있다.
본 발명의 일부 실시예에서는 기계 학습을 포함하지 않는 단순한 분류 방식만 사용하여 데이터 패턴을 인식하고 있다. 예를 들어 이런 방식에서는 여러 사용자의 생리적 패턴을 단순히 평균하거나 취합하여 유도한 기준을 적용하여 데이터를 분류할 수도 있다. 이 방식은 기저선을 조절하여 특정한 사용자의 생리에 맞도록 수정하고 고도로 개인화된 프로파일 파일로 작성하여 착용 가능한 바이오센서 장치 또는 연관된 전자 장치(예: 스마트 폰, PDA, 랩탑 컴퓨터, 태블릿, e-리더, TV, 게임기, 등)에 저장하고, 센서 데이터가 축적됨에 따라서 기능을 발휘하고 있는 바이오센서 장치에 일체화 시키게 된다. 예를 들어 착용자로부터 수집되는 생리적 및/또는 물리적 데이터를 바탕으로 착용자 전용의 실시간 경보를 점진적으로 갱신하고 개선해 나가게 된다. 이 개인화 프로파일은 바이오센서 자체에서 산출하거나 또는 휴대형 전자 장치, 또는 네트워크 장치에서 산출할 수 있다.
대부분의 실시예에서 기계 학습을 적용하면 패턴 인식이 더 정확해진다. 예를 들어 기계 학습은 분류 알고리즘이 그 영향 또는 맥락의 차이, 또는 사용자들 사이의 생리적 차이를 고려하여 맞춤화될 수 있도록(단순한 기저선 대비 조정이 아닌 보다 세밀하게) 해준다. 기계 학습 알고리즘은 한정된 숫자의 예로부터 학습할 수 있으며, 이때 데이터는 사람이 감지할 수 없는 잡음이나 복잡한 패턴을 포함할 수 있다. 예상되는 반응 기능은 관찰된 데이터 패턴을 고도로 구체적인 모델로 작성하여 시계열 데이터에서 유의한 효과를 조사할 수 있도록 해주며 각 개인별로 맞춤화된 프로파일을 통해 개인과 연결된다.
학습 기계를 사용하면 분류 기능을 데이터에 대한 반응에 적응하도록 할 수 있다. 실시예에 따라서 이 방식은 예를 들어 동일한 착용자가 환경에 따라서 달라질 수 있는 복잡한 데이터 패턴을 프로세서가 인식하도록 유연성을 부여할 수도 있다.
발명의 한 실시예에서는 동적 베이지안 네트워크(Dynamic Bayesian Networks; DBN)이 적용된 기계 학습을 이용하여 생리적, 정서적, 맥락적인 데이터의 패턴을 더 잘 인식하도록 하고 있다. DBN을 이용하면 여러 장점을 얻을 수 있다. 첫째, DBN은 복잡한 동적 시스템을 모델링 하는데 매우 적합하다. 예를 들어 약물을 다시 사용하기 전에 작용할 수 있는 시간-가변적인 합병증으로 혼동되는 행동 상태를 모델링 하는데 이용할 수 있다. DBN은 잡음 데이터, 미지의 수량 및 불확실한 사건을 처리하도록 설계된다. DBN은 변수들 사이의 순간적인 상호관계뿐만 아니라 그 값들의 시간에 대한 변화를 표시할 수 있다. 둘째, 학습 알고리즘이 모델 복잡도와 성능 사이의 균형 유지에 중점을 두므로 DBN은 제한된 데이터로부터 일반화될 수 있다. 지나치게 복잡한 모델은 어떤 데이터 집합을(연속적인 생리적 모니터링 데이터 등) 완벽하게 설명할 수 있을지 몰라도 특정한 데이터 집합의 특징(예: 그 날의 습도 등)을 기술하는 것이므로 일반화될 수는 없는 것이다. 모델의 복잡도를 낮추면 알고리즘은 그 패턴에 대하여 수용할 수 있는 가장 단순한 설명을 인식하게 되며, 이 설명은 기존 데이터의 잡음에 보다 큰 저항성을 가지고 미래의 데이터로 보다 더 잘 일반화할 수 있게 되는 경향을 보인다. 셋째, 개인의 생리적 상태는 변화하는 것이다. DBN은 어떤 개인의 생리적 변화를 예측할 수 있도록 해주는 계층적인 모델(데이터가 일 대 다 관계를 보여주는 분지 패턴으로 조직화되는)을 구축하는데 매우 적합하다. 넷째, DBN은 계산을 효율적으로 할 수 있게 해준다. 계산에 소요되는 시간은 시퀀스의 길이에 대하여 선형이며 실시간으로 수행될 수도 있다. 계산의 복잡도는 네트워크의 복잡도에 따라서 증가하지만 이 학습 알고리즘은 일반화를 위해 단순한 네트워크를 생성하도록 노력한다. 그 결과로 효율적인 계산이 가능하게 된다. 그러므로 DBN에서 유도된 분류자(classifier)는 최소한의 계산으로 정확한 결과를 얻을 수 있다. 이와 같은 계산의 효율성은 프로세스가 휴대폰 등 이동용 기기에 탑재된 것일 때 더욱 중요한 장점이 된다.
본 발명은 패턴 인식 알고리즘이 기존의 지식(학습 데이터 이외에)을 포함하도록 구현할 수도 있다. 예를 들어 기존의 지식에는 변환-불변성 데이터 데이터에 관한 지식 등이 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 DBN 학습 알고리즘이 기존의 지식을 구조에 걸쳐서 적절한 사전 분포로 통합하여 생리적으로 관련이 있는 모델의 검색을 안내하도록 하고 있으며, 이 과정에서도 단순 모델은 여전히 선호된다. 뿐만 아니라 DBN의 조건적 확률표(conditional probability tables; CPT)는 영역 별로 특화된 지식을 통합하는 방식으로 파라미터화 된다. 본 발명의 한 실시예에서는 교차-검증(cross-validation)을 적용하여 조절 가능한 모델 파라미터를 설정하고 있다. 교차 검증에서는 데이터의 일부를 학습에서 제외하여 시험에 대신 이용하며 이것을 전체 데이터 집합에 대하여 반복 적용한다.
본 발명의 일부 실시예에서는 학습 알고리즘의 결과로서 DBN의 구조 및 파라미터 집합을 얻고 있다. 예를 들어 학습 데이터는 처방 오피오이드 자극과 연관된 생리적 상태 및 맥락을 나타내지만, 그 목적은 한 분류자가 재발 위험의 State X를 예측하도록 하는 것이며, 이것은 학습된 DBN을 관찰되지 않은 재발 상태 노드에 적용하는 것과 동일하다. 그 다음 이 변수의 예측은 학습 네트워크 상에서 동작하는 단순한 메시지 전달 알고리즘인 신뢰확산(Belief Propagation; BP) 알고리즘을 적용하여 사용된다. DBN을 이용하는 장점 중 하나는 BP에 소요되는 계산 시간은 시퀀스의 길이에 선형 비례하며, 따라서 저전력 소비 시스템을 구현하는데 장애가 되지 않는다는 것이다.
학습 알고리즘은 완전히 규정된 DBN을 생성하도록 데이터를 사용하여 교육할 수 있다. 그 결과물은 변수들의 상호관계를 결정하는 그래프 구조 및 개별적인 변수가 모델 내의 직접적인 원인에 의하여 어떻게 영향을 받는지 결정하는 CPT이다. DBN을 사용하는 이점 중 하나는 신경망과 같은 블랙 박스 접근법에 비해 즉시 해석할 수 있는 모델을 제공한다는 것이다.
또 다르게는 본 발명은 DBN 이외의 기계 학습 접근법으로 구현할 수도 있다. 예를 들어 신경망, 조건적 무작위 필드(conditional random fields), 은닉 마르코프(hidden Markov) 모델, 칼만(Kalman) 필터, 퍼지 로직, 커넬 추정법(kernel estimation), k-근접 이웃(k-nearest neighbor), 학습 벡터 양자화(learning vector quantization), 가우스 모델, 방사형 기본 함수(radial basis function) 분류자 및 기타 통계적인 분류 접근법으로 구현될 수도 있다.
본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치는 내장 기억장치를 구비하여 하나 또는 그 이상의 센서로부터 수집되거나 프로세서가 처리한 데이터를 지속적으로 바이오센서에 저장하여 착용자의 장치에 대한 개인적인 이력을 바탕으로 미래의 바이오센서 거동에 영향을 주도록 한다. 내장된 프로세스 및 기억장치는 실시간 데이터를 저장되어 있는 착용자의 개인화된 프로파일과 비교할 때 다른 장치나 시스템 등 외부 서버를 사용할 필요가 없다. 착용 가능한 바이오센서는 독립형 또는 다른 전자 장치(예: 스마트폰, PDA, 랩탑 컴퓨터, 태블릿, e-리더, TV, 게임기 등)와 연계하여 작동된다. 독립형 모드에서는 착용 가능한 바이오센서 장치가 외부 시스템의 지원 없이 데이터를 수집, 처리, 분석하고 치료 자극을 제공한다. 뿐만 아니라 독립형 모드에서는 착용자에게 맞춤화되며 휴대 기기 및 네트워크 컴퓨터 장치를 통하여 공유할 수 있는 로컬 데이터 파일(이하 개인화 프로파일 또는 개인화된 프로파일이라 칭한다)을 저장한다. 개인화된 프로파일은 착용 가능한 바이오센서 장치에 보안성을 유지하면서 저장되며 연결된 컴퓨터 상에 백업된다. 그러므로 개인화된 프로파일은 새로운 센서 및/또는 휴대형 전자 장치(예: 스마트폰, PDA, 랩탑 컴퓨터, 태블릿, e-리더, TV, 게임기 등)과 연계하여 작동된다(기존 장치가 상실 또는 손상될 경우). 적응형 알고리즘은 개인화된 로컬 프로파일의 정보를 이용하여 착용자의 특정한 치료 요구에 따라서 제공되는 자극을 실시간 기반으로 조절한다.
바람직하게는 내장된 기억장치의 용량은 수 시간 내지 수 천 시간의 데이터를 기록할 수 있는 것이 좋으며 또한 필요 시 확장할 수 있도록 하는 것이 좋다. 일부 센서에서는 비휘발성 메모리를 사용하여 착용 가능한 바이오센서 장치 전체의 전력 소비율을 최소화 하고 있다. 바람직하게는 플래시 메모리 또는 그와 유사한 것으로서 메모리 칩, 카드, 스틱 등을 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치에 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치는 하나 또는 그 이상의 센서, 프로세스, 기억장치 외에 하나 또는 그 이상의 센서가 측정한 데이터 및/또는 프로세서가 추출한 데이터를 전송하는 송신기를 추가로 포함한다. 이 송신기는 개인 영역 네트워크를 통하여 데이터를 직접 다른 전자 장치로 전송할 수 있는 단거리 무선 송신기인 것이 바람직하며, 여기에 이용할 수 있는 무선 네트워크 기술로는 ANT, IrDA, UWB, Z-Wave, RFID, ZigBee 또는 Bluetooth™ 등이 있다. 일부 실시예에서는 착용 가능한 바이오센서 장치가 Bluetooth™ 기술을 사용하여 데이터를 휴대형 이동 기기(예: 휴대폰, 스마트 폰, PDA 등), 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 태블릿, 또는 e-리더 등에 직접 전송하여 중간 허브 또는 무선기지국 없이 수신하는 전자 장치에서 직접 디스플레이 되도록 하고 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치에는 마이크로 프로세서가 구비되어 Bluetooth™ 또는 다른 데이터 송신 모듈과 하나 또는 그 이상의 센서를 인터페이스 하고 있다.
착용 가능한 바이오센서 장치는 선택적으로 사용자 제어 ON/OFF 스위치 또는 기능을 구비하여 사용자가 데이터 전송을 중단하거나 또는 동일하거나 별도의 스위치로 이벤트 발생 시 신호할 수 있도록 할 수도 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치에 구비되는 하나 또는 그 이상의 센서는 하나 또는 그 이상의 생리적 파라미터를 감지하고 모니터링하며 내장된 프로세서는 데이터를 실시간 기반으로 분석하여 데이터의 패턴을 감지/식별한다. 일부 실시예에서는 내장 프로세서가 감지된 생리적 데이터를 장치에 부수되어 있는 사용자의 개인화된 프로파일(내장 데이터 파일)의 심리적 상태와 매핑하는 알고리즘을 더 구비하고 있다. 내장 프로세서는 감지 또는 추출된 데이터를 바탕으로 지시를 생성한다. 데이터와 지시는 착용 가능한 바이오센서 장치로 전송되거나(예: 일체형 모니터링 및 치료 방식 구현), Bluetooth™ 등의 네트워크를 통하여 연결된 전자 장치로 직접 전송되며, 이러한 전자 장치로는 전술한 바와 같이 휴대형 전자 장치가 바람직하다.
본 발명의 한 특징은 착용 가능한 바이오센서 장치가 다색 LED 디스플레이와 같은 LED 디스플레이를 더 구비할 수 있는 것이다. 내장된 프로세서가 생성한 데이터 및/또는 지시는 이 LED 디스플레이를 통하여 착용자에게 주는 경고 또는 신호로 변환될 수 있으며, 감지된 생리적 및/또는 심리적 상태나 조건 등을 착용자에게 실시간 기반으로 알려줄 수 있다(예: 적색 LED: 심한 스트레스, 불안, 흥분, 황색 LED: 경고, 불안, 흥분 수준의 상승, 녹색 LED: 정상, 이완, 기저선 상태).
본 발명의 또 다른 특징은 연결 또는 관련된 전자 장치에 디지털 미디어 라이브러리를 저장하는 것이다. 이 디지털 미디어 라이브러리는 하나 또는 그 이상의 텍스트 파일, 동영상 파일, 스틸 이미지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 이들은 바이오센서 장치의 착용자에게 치료를 위한 자극의 역할을 한다. 예를 들어 디지털 미디어 라이브러리는 일련의 운동, 질문, 시험, 요약 보고서, 실시간 기반의 데이터-구동 그래픽, 오디오 컨텐츠(예: 긍정적이며 영감을 주는 문구, 인용문, 이야기, 개인적인 지시 등), 음악 컨텐츠(예: 고전음악, 자연의 소리 등), 동영상 컨텐츠(예: 운동 시범, 마음을 안정시켜주는 광경 등), 및/또는 사진(사랑하는 사람, 좋아하는 광경 등) 등을 포함할 수 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치로부터 데이터 및/또는 지시를 수신한 전자 장치는 바이오센서 장치 착용자에게 선택된 미디어 파일을 실시간으로 제공, 디스플레이 또는 플레이 하며(예: 장치의 디스플레이 화면 또는 스피커를 통하여), 이때 미디어 파일의 선택은 착용자의 개인화된 프로파일을 바탕으로 하고 실시간 치료에 대한 이전의 반응을 반영하여 결정되며, 따라서 착용자에게 치료 자극을 실시간으로 제공할 수 있게 된다. (여기서 치료 자극은 인지 행동 요법, 노출 요법, 심호흡 등 호흡요법, 명상 기법, 사진, 오디오, 비디오, 텍스트 등이 될 수 있다.) 선택된 미디어는 착용 가능한 바이오센서 장치로부터 직접 수신된 데이터 및/또는 지시에 따라서, 착용자의 개인화 프로파일을 기반으로 하고 실시간 치료에 대한 이전의 반응을 반영하여 결정된다.
또 다르게는 디지털 미디어 라이브러리를 착용 가능한 바이오센서 장치(일체형 착용 가능한 모니터링 및 치료 장치)의 내장 기억장치에 저장하고, 착용자의 개인화 프로파일을 기반으로 하고 실시간 치료에 대한 이전의 반응을 반영하여 착용자에게 치료 자극을 준다.
이 디지털 미디어 라이브러리는 텍스트, 오디오, 비디오, 또는 이미지 파일 라이브러리로서 착용자의 개인적인 선호를 바탕으로 미리 선정된 것이다. 다시 말하면, 이 디지털 라이브러리는 그 개인에게 최대한의 감정적 및/또는 치료 자극을 줄 수 있는 개인 맞춤형으로 선정된 미디어일 수 있다. 이 디지털 미디어 라이브러리는 필요에 따라서 착용자나 담당의가 장치 자체에서 또는 연계된 장치를 통하여 원격으로 수정할 수 있다. 예를 들어 새로운 미디어 파일을 인터넷을 통하여 장치로 보낼 수 있다. 착용자 또는 담당의의 선택에 따라서 하나 또는 그 이상의 미디어 파일을 삭제하거나 업로드할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서는 사용자의 피드백을 데이터 처리 알고리즘의 학습에 이용되는 데이터의 일부로 사용할 수 있으며, 개인화 파일도 마찬가지로 이용할 수 있다. 이 피드백은 다양한 방법으로 얻을 수 있다. 예를 들어 사용자가 심리적 사건을 인지 및/또는 방지할 수 있도록 도움을 주는 실시예에서는 스마트폰, PDA, 노트북 컴퓨터, 태블릿 TV, 게임기, e-리더 등 이동 컴퓨터 장치로 주석 패널 및/또는 활동 패널을 디스플레이할 수도 있다. 이 패널들은 아래에서 설명하는 것과 같이 사용자 피드백을 수집하는데 사용될 수도 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치가 프로세서를 내장하고 있는 구현에서는 수집된 사용자 피드백이 착용 가능한 바이오센서 장치 및/또는 연결된 전자 장치로 전송되어 알고리즘을 학습시키고 보정해준다. 또 다르게는 착용 가능한 바이오센서 장치 자체에 주석 패널 14 및 활동 패널 13이 구비되어 사용자 피드백을 수집하고 알고리즘을 학습시킨다(그림 3). 치료의 초기 선택은 착용자에게 제공된 특정한 자극에 대한 착용자의 생리적 반응 결과를 수집하여 더욱 개인에게 맞춤화된다. 시간이 경과하면 평가를 적용하여 착용자의 치료 결과가 주어진 자극에 반응하여 변화함에 따라서 그에 적응하는 적응형 알고리즘을 조절해 줄 수 있다. 이 적응형 접근법은 장치와 자극에 대한 착용자의 생리적 및 심리적 반응에 고도로 적응될 수 있도록 해준다.
주석 패널 14는 여러 개의 스크린으로 구성되는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)이다. 사용자는 이 패널을 사용하여 현재의 정서 또는 정신 상태(스트레스, 불란, 울증, 통증 악화, 좌절, 상실감 또는 자신에 대한 보상의 욕구, 처방 오피오이드 갈구, 또는 기타의 감정, 행동, 또는 중요하다고 생각되는 사건 등)를 스스로 보고할 수 있다. 또한 이 주석 패널을 사용하여 다양한 맥락, 사건 또는 상황을 기술함으로써 발현 방지 개입에 대한 착용자 자신의 보고서를 제출할 수도 있다. 이 주석(annotation)은 참가자가 신뢰할 수 있는 임의의 위치에서 작성할 수 있으며 모든 데이터는 보안을 유지하여 저장 및 전송된다. 그림 3은 현재의 기분/정신 상태를 스스로 보고하는 주석 패널 14의 예이다.
사용자는 활동 패널 13을 GUI로 이용하여 스트레스 또는 울증을 겪고 있을 때 자신의 현재 활동을 보고할 수 있다. 예를 들어 사용자는 활동 패널에서 출퇴근(Commute), 업무중(Working), 개인 활동(Personal), 오락(Fun), 운동(Exercise), 휴식(Relaxing), 식사(Eating), 미팅(Meeting), 대화(Talking) 또는 기타(Other) 등의 활동을 선택할 수도 있다. 시간이 경과함에 따라서 이들 항목은 가장 빈번하게 선택된 것, 시점, 공간적 위치 등 다양한 인자에 의거하여 분류된다. 이 예에서는 가장 일반적인 활동을 선정하여 활동 패널의 화면 상부에 배치하였다(사용자가 식별하기 쉽도록). 스트레스 및 약물 갈구와 가장 관련성이 높은 활동은 쉽게 식별할 수 있는 위치 또는 별도 범주로 분류 배치하였다. 그림 3은 활동 패널 13의 한 예이다. 실시예에 따라서, 전자 장치 또는 착용 가능한 바이오센서 장치를 통하여 주석 패널 14에 주석을 입력하면 활동 패널 13로 가게 되며, 그 반대로 설정할 수도 있다.
바람직하게는, 착용 가능한 바이오센서 장치(또는 클라우드 컴퓨팅 네트워크)에 탑재된 프로세서는 하나 또는 그 이상의 센서를 사용하여 실시간으로 측정한 생리적 데이터를 분석하며, 분석에는 개인화된 프로파일 및/또는 패턴 인식 알고리즘을 사용하여 착용자가 스스로 보고한 데이터와 수집된 생리적 데이터를 조합하여 치료의 필요 여부를 표시하는 패턴을 식별한다. 치료의 제공은 착용 가능한 바이오센서 장치 또는 다른 전자 장치에 실시간으로 직접 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 그림 3에서 보는 것과 같이 착용 가능한 바이오센서 또는 전자 장치에 "심호흡을 하십시오."라는 치료 메시지 15를 직접 디스플레이할 수 있다.
그림 4는 본 발명의 도시적인 구현을 보여주는 블록 다이아그램으로서, DBN 등과 같은 기계 학습 알고리즘을 사용하는 착용 가능한 바이오센서 장치 내에서 고수준 기능의 데이터 처리 경로를 나타낸 것이다. 생리적 데이터는 센서에서 직접 수신된다. 또한 사용자의 주석/활동 데이터를 전자 장치 또는 착용 가능한 바이오센서 장치에 구비되는 주석 패널 및 활동 패널을 통하여 수집할 수 있다. 이들 데이터에 대하여 거듭 반복되는 생리적 데이터, 주석/활동 데이터, 시간 데이터 등은 학습 알고리즘의 학습에 사용되는 데이터 집합이 된다. 학습 알고리즘은 개인화된 프로파일을 생성한다(그림 4의 "개인화된 요약 메트릭스("personalized summary metrics")). 이전의 데이터를 학습 알고리즘에 적용할 수 있으며 개인화된 메트릭스 모델의 검증에 이용할 수 있다. 개인화된 프로파일은 착용 가능한 바이오센서 장치 또는 전자 장치에서 생리적 데이터를 실시간으로 분석하는데 이용되며, 이 분석을 통하여 패턴과 사건, 치료의 적용 여부를 결정하는 기준치 등을 인식하고 파악한다.
본 발명은 그림 5에 도시한 것과 같은 단계로 구성되는 방법으로 구현될 수도 있다. 그림 5에서 생리적/활동 데이터는 착용 가능한 바이오센서 장치를 사용하여 수집한다. 장치(또는 클라우드 컴퓨팅 네트워크)에 탑재된 마이크로 프로세서가 데이터를 실시간으로 읽고 분석하며, 로컬 데이터 파일의 형태로 전송하여 저장 및 이전의 데이터와 비교할 수 있도록 한다. 불규칙적인 패턴이 감지되면 착용 가능한 바이오센서 장치는 착용 가능한 바이오센서 장치 또는 전자 장치로 내장된 로직 신호를 발신하여 착용 가능한 바이오센서 장치(일체형 모니터링 및 치료 구현 장치일 경우) 또는 연결된 전자 장치에서 치료 자극을 실시간으로 제공하도록 한다. 또 다르게는 일체형 모니터링 및 치료 구현 장치일 경우 치료 자극을 착용 가능한 바이오센서 장치를 통하여 제공할 수도 있다 다른 방법으로는 "경고"를 중앙 컴퓨터 시설로 전송하여 데이터를 저장 및 처리하거나 간병인에게 전화, 문자 메시지, 이메일 등을 통하여 경고를 전달할 수도 있다.
착용 가능한 바이오센서 장치는 치료 제공 시스템(착용 가능한 바이오센서 장치에 탑재 및/또는 별도 전자 장치에 탑재)과 함께 환자의 심리적 상태 또는 기분을 요구에 따라서 감지, 통보, 및 개선하는 전용 건강 루프(그림 6)를 생성한다. 이 루프는 착용 가능한 바이오센서 장치를 사용하여 착용자의 생리적 파라미터(바이오메트릭 신호)를 실시간으로 측정하기 시작한다. 측정된 바이오메트릭 신호는 내장된 프로세서에 의하여 분석되고 내장된 기억장치에 저장되며, 사용자의 심리적 상태(사용자의 기분) 및 개인화된 프로파일에 매핑된다. 전달 시스템(예: 별도 전자 장치 또는 착용 가능한 바이오센서 장치 자체)은 보고된 정신 상태 관련 정보를 이용하여 개인화된 정보, 이미지, 또는 시청각 컨텐츠를 제공하여 감지 및 분석된 생리적 데이터를 바탕으로 사용하여 현재 기분을 개선해준다. 이 루프 타임라인은 사용자 및 기분 상태에 따라서 달라진다. 초기 사용 시에는 내장된 프로세서가 특정한 컨텐츠(학습 프로토콜 포함)에 대한 착용자의 경험 및 생리적 데이터로부터 학습하게 된다. 시간이 경과하면 프로세서가 사용자의 생리와 경험 관련 정보를 수집하여 사용자의 기분을 이해하고, 갱신된 정보를 사용자의 개인화된 파일에 저장하여 향후 장치가 실시간 자극 및/또는 경고 등의 형태로 수행할 기능에 참고하도록 한다.
본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치는 하나 또는 그 이상의 센서, 프로세서, 무선 송신지, 마이크로 컨트롤러의 전원 공급장치를 포함한다. 적절한 전원장치로는 예를 들어 버턴형, 동전형 또는 시계용 건전지로서 은, 알칼리, 수은, 아연-공기, 또는 리튬 버턴 또는 건전지 등이 있다. 일부 실시예에서는 충전 가능한 건전지를 사용하여 센서, 프로세서, 무선 송신기, 마이크로 컨트롤러 등에 전력을 공급한다. 이렇게 하면 장기간에 걸쳐 많은 숫자의 일회용 건전지를 구입할 필요가 없게 되며 건전지를 착용 가능한 바이오센서 장치 내부에 완전히 내장하여 기후나 안전상의 문제가 없도록 할 수 있다. 뿐만 아니라 바이오센서는 건전지 충전을 위하여 착용자의 움직임, 체온조절 기타 다른 사건에 있어서도 착용자를 구속할 수 있다.
대안으로서, 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치에 의하여 감지 및 저장된 데이터는 중앙 컴퓨터 시설로 전송하여 전용 데이터 저장 및 분석하여 치료 요약 보고서, 컴퓨터 메트릭스, 그리고 기록된 활동과의 상관관계 등을 생성하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 착용 가능한 바이오센서 장치로부터 데이터를 장치로 전송할 수 있으며 여기에 이용할 수 있는 무선통신 프로토콜에는 Bluetooth™, RFID, 휴대폰, 가정 및 기업 네트워크 등이 있다. 전자 장치는 데이터를 예를 들어 휴대폰 통신망, 컴퓨터 통신망(인터넷 등) 등을 통하여 원격 서버로 전송한다. 또 다르게는, 착용 가능한 바이오센서 장치에 의하여 감지 및/또는 저장된 데이터는 휴대폰 통신망을 통하여 중앙 컴퓨터 시설로 전송되거나, 컴퓨터 통신망을 통하여 담당의를 포함한 제3자에게 전송되어 담당의거 심리장애를 진단하고 환자의 진행상태를 모니터링 하여 치료 약물의 투여 계획 및 치료를 위한 양생법을 알려줄 수 있도록 할 수 있다(그림 7). 환자와 담당의는 인터넷 등으로 통하여 중앙 컴퓨터 시설에 저장되어 있는 데이터에 접속하고 요약 보고서를 작성하거나 데이터를 추가할 수도 있다. 담당의와 간병인은 대시보드를 사용하여 심리장애를 진단하고, 치료 관련 결정 사항을 모니터링 및 통지하며, 환자에게 자신의 상태를 보다 잘 통제할 수 있도록 교육할 수도 있다. 이러한 대시보드의 실시예는 착용자 전용의 그래프와 그림으로서 새 정보가 입력되면 갱신되며, 이러한 새 정보로는 생리적 데이터, 치료 효과, 전체적인 패턴의 보고, 활동 및 주석 패널을 통한 자신의 보고 정보 등이 포함될 수 있으며 이런 정보로 한정되지 않는다. 대시보드는 개별적인 착용자 및/또는 의료용 약물의 시험 또는 군대와 같이 다수의 착용자에 대한 집합적인 보고를 분석하도록 구성할 수 있다.
본 명세서에 기술되는 장치와 방법은 다양한 용도에 사용될 수 있는 것이다. 예를 들어 이 명세서에 기술되는 장치/시스템은 어떤 개인이 바이오센서 장치를 착용하고 센서, 프로세서, 개인화된 프로파일이 착용자의 생리적 변화를 정상시/기준선 상태에 대하여 상대적으로 감지 및 인지하며, 이런 변화 데이터는 불만이나 공포 등 증상을 예시하는 것이 되도록 구현할 수 있다. 바이오센서 착용자는 임박한 증상의 발작에 대하여 경고를 받을 수 있으며 호흡법 등 선택된 자극을 제공받게 되고, 이러한 경고나 자극은 착용 가능한 바이오센서 장치 또는 연계된 휴대용 전자 장치를 통하여 수신하여 불안 또는 공포의 발작을 극복할 수 있게 된다.
또 다른 실시예는 웅변 공포증이 있는 사람의 사례이다. 착용 가능한 바이오센서 장치/시스템은 이런 사람들에게 임박한 내부적인 생리적 변화를 알려주고 중요한 사업적 회합을 시작하기 직전에 치료 자극(예: 안정감을 주는 노래, 동기부여/격려 메시지, 심호흡 지시 등)을 주도록 구현할 수 있다.
또 다른 실시예에서는 전장에서 귀환하여 외상 후 스트레스 장애(PTSD)의 위험이 있는 군인이나 제대군인에게 착용 가능한 바이오센서 장치/시스템을 제공하도록 구현할 수도 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치에 내장되는 센서, 프로세서, 개인화된 프로파일은 착용자의 정상적/기준선 상태와 비교한 생리적 변화를 감지하고 PTSD의 위험 여부를 예측할 수 있다. 착용 가능한 바이오센서는 문자 메시지, 이메일 등의 경고를 무선으로 가족이나 상급자에게 전송하여 정신과의사의 치료를 받을 필요가 있다는 것을 알려준다. 또한 본 발명의 장치/시스템은 군인, 경관, 소방관 또는 스트레스의 위험이 높은 직업인에게 사용하여 기준선 데이터를 수집하고 이들이 외상 후 스트레스 증후군에 걸리기 전에 정신건강 상태의 기준을 추적하도록 구현 할 수도 있다.
또 다른 실시예에서는 본 발명의 장치/시스템을 심리장애 분석에 사용할 수도 있다. 예를 들어 울증을 겪고 있는 사람이 정신과의사에게 자신의 염려를 알려줄 수 있다. 정신과의사는 본 착용 가능한 바이오센서 장치/시스템을 지정된 기간 동안(예: 1주, 2주, 3주, 4주, 1개월, 3개월, 6개월, 9개월, 1년 등) 하루 24시간 착용하도록 권고할 수 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치가 감지한 생리적 데이터와 그 패턴은 내장된 개인 맞춤형 프로파일에 저장 및/또는 원격 서버로 무선 전송할 수도 있다. 데이터는 그 다음 진료 시에 바이오센서로부터 다운로드하거나 지정된 착용 기간 동안 정기적으로 대시보드를 통하여 접속하여 담당의가 중요한 울증, 불안을 수반하는 울증, 공격을 수반한 울증 등의 발작 여부를 파악할 수도 있다.
또한 본 발명의 장치/시스템은 담당의가 치료 양생법의 효과를 파악하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어 담당의는 최근 처방한 약품이 환자에게 의도한 약효를 발휘하였는지 알 필요가 있다. 정신과의사는 본 착용 가능한 바이오센서 장치/시스템을 지정된 기간 동안(예: 1주, 2주, 3주, 4주, 1개월, 3개월, 6개월, 9개월, 1년 등) 하루 24시간 착용하도록 권고할 수 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치가 감지한 생리적 데이터와 그 패턴은 내장된 개인 맞춤형 프로파일에 저장 및/또는 원격 서버로 무선 전송할 수도 있다. 데이터는 그 다음 진료 시에 바이오센서로부터 다운로드하거나 지정된 착용 기간 동안 어떤 시점에서 대시보드를 통하여 접속하여 담당의는 투여한 약이 환자의 증세 완화에 효과가 있는지 확인할 수 있다.
또한 본 발명의 장치/시스템은 환자가 치료 양생법의 효과를 파악하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어 정신과의사는 본 착용 가능한 바이오센서 장치를 사용하여 의심이 많은 환자에게 정신과 치료 또는 약이 매주 증세를 완화시키고 있다는 것을 환자에게 확인시켜 줄 수도 있다.
또한 본 발명의 장치/시스템은 부모 및/또는 의사가 아동이 주의력 결핌 과잉행동 장애가 있는지 파악하는데 이용될 수도 있다. 이때 아동은 본 착용 가능한 바이오센서 장치/시스템을 지정된 기간 동안(예: 1주, 2주, 3주, 4주, 1개월, 3개월, 6개월, 9개월, 1년 등) 하루 24시간 착용하게 된다. 착용 가능한 바이오센서 장치가 감지한 생리적 데이터와 그 패턴은 내장된 개인 맞춤형 프로파일에 저장 및/또는 원격 서버로 무선 전송할 수도 있다. 데이터는 다음 진료 시에 다운로드 하거나, 착용 기간 동안 부모 및/또는 의사가 대시보드를 통하여 원하는 시점에 접속하여 확인할 수 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치가 감지한 생리적 데이터와 패턴을 통하여 아동의 감정 상태가 학교에 있는 동안 어떻게 변화하는지 파악할 수도 있다.
또한 본 발명의 장치/시스템은 불법적인 약물의 중독자가 다시 약물을 사용하는 것을 억제하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어 판사가 형사 피고인에게 집행유예 기간 동안 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치를 착용하도록 명령할 수도 있다. 착용 가능한 바이오센서 장치에 내장되는 센서, 프로세서, 개인화된 프로파일은 착용자의 정상적/기준선 상태와 비교한 생리적 변화를 측정하여 약물 갈구 또는 약물 사용을 예지하는 변화를 감지하고 인식할 수 있다. 형사 피고인은 임박한 증상의 발작에 대하여 경고를 받을 수 있으며 사랑하는 사람의 사진 등 선택된 자극을 제공받게 되고, 이러한 경고나 자극은 착용 가능한 바이오센서 장치 또는 연계된 휴대용 전자 장치를 통하여 수신하여 약물에 대한 갈구를 극복할 수 있게 된다. 대시보드를 치료 프로그램에 대한 피고인의 각성을 표시하는데 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 장치/시스템은 운동선수가 운동 상의 문제를 극복하거나 경쟁 불안을 극복하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어 프로 야구 선수가 어떤 베이스로 송구하는데 어려움을 느낄 수도 있다. 언제 선수의 불안 수준이 최고조에 도달하는지, 훈련하는 동안 치료법을 어떻게 적용하는 것이 좋은지 조사하도록 본 발명의 착용 가능한 바이오센서 장치를 구현할 수도 있다.
또한 본 발명의 장치/시스템은 보험회사에서 일반인 또는 위험 직업인(경관 등)의 일상적인 스트레스를 추적하고 전신 건강의 위험을 식별하는데 사용하도록 구현할 수도 있다. 증세 프로파일이 높은 심리적 스트레스 또는 장애 위험을 표시하는 사람들을 식별하도록 취합 보고서를 작성할 수 있다.
또한 본 발명의 장치/시스템은 의약품의 시험에서 약효를 파악하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어 착용 가능한 바이오센서 장치로 시험 약물과 관련되는 생리적 데이터를 수집하여 약물의 효과 및 시험 대상자의 플라시보 효과에 대한 객관적인 데이터를 수집할 수 있다.
본 발명의 일부 구현 실시예를 제시하였다. 이러한 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 명세서의 기술 범위 내에서 다른 실시예 및 그 다양한 변형 및 구현 실시예의 조합 등이 가능할 것이다.

Claims (20)

  1. 심리적 상태를 측정하기 위한 착용 가능한 장치로서:
    생리적 데이터를 측정하는 센서,
    시간에 걸쳐 축적되는 생리적 데이터를 저장하는 기억장치,
    축적된 생리적 데이터로부터 심리적 프로파일을 추출하는 프로세서,
    상기 심리적 프로파일과 관련된 정보를 디스플레이 하는 인터페이스를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로파일은 사용자 개인에게 고유한 것인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 심리적 파라미터는 심박수, 맥박수, 매 박동 별 심박수의 변화, 심전도(ECG), 호흡수, 체표면 온도, 체내부 온도, 방사 열유량, 전기 피부 반응(GSR), 근전도(EMG), 뇌파(EEG), 안전위도(EOG), 혈압, 수화 정도(hydration level), 근육압, 활동 수준(activity level), 신체의 자세, 또는 이러한 데이터의 결합 등이 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 심리적 프로파일은 복수 개의 생리적 데이터로 특징지워지는 심리적 상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 정보는 진단, 질문, 사용자에 대한 지시, 또는 시각적인 자극인 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 프로파일 또는 상기 정보를 전자 장치로 전달하는 송신장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 송신장치는 데이터를 전자 장치로 실시간 무선전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, PDA, 랩탑 컴퓨터, 태블릿, e-리더기, TV, 게임기 등인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 송신장치는 IrDA, Bluetooth™ UWB, Z-Wave, ANT, RFID, 또는 ZigBee 송신장치 등에서 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 센서는 전기피부 반응(GSR) 센서, 온도 센서, 심박수 센서, 산소포화도 센서, 혈압 센서, 또는 이런 센서의 조합인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 가속도계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, GPS 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제1항에 있어서, 시계 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서 청구항 13의 착용 가능한 장치로서, 착용자가 어떤 사건(이벤트)에 시간 소인을 부여할 수 있는 버턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 기억장치는 최소한 12 시간 이상의 데이터를 저장할 수 있는 용량을 가진 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 기억장치는 메모리 칩, 베모리 카드 또는 메모리 스틱인 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 기억장치는 플래시 메모리인 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제1항에 있어서, 최소한 센서, 기억장치 및 프로세서에 전력을 공급하는 전원공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 착용 가능한 바이오센서 장치는 손목, 발목, 손가락, 몸체, 팔, 다리, 발 등에 착용할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 착용 가능한 바이오센서 장치는 손목시계, 팔찌, 반지, 팔 밴드, 다리 밴드, 발목 밴드, 신발, 양말 등의 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
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