KR20130141289A - 숙면 유도용 생체 신호 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

숙면 유도용 생체 신호 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20130141289A
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강석우
박성미
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코오롱글로텍주식회사
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Abstract

본 발명은 수면중인 사용자의 생체 신호를 모니터링하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 섬유 기반 센서를 포함하며 이 센서로 수면중인 사용자의 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정부; 생체 신호를 분석하여 사용자의 수면 상태를 검출하는 수면 상태 검출부; 및 미리 정해진 기간동안 사용자의 수면 상태를 수집 분석하여 얻은 사용자의 수면 패턴을 사용자가 소지한 단말로 건강 관리 서비스로 제공하는 건강 관리 서비스 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 시스템을 제안한다. 본 발명에 따르면 수면 환경을 과학적 근거를 바탕으로 분석하여 수면 유해 요소를 제거할 수 있으며, 숙면 환경을 안내하여 낮 시간 동안 건강한 생활과 수면 부족으로 인한 위험에 노출되지 않도록 할 수 있다.

Description

숙면 유도용 생체 신호 모니터링 시스템 및 방법 {Sound sleep guidance system and method for monitoring bio signal}
본 발명은 생체 신호를 모니터링하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 수면중인 사용자의 생체 신호를 모니터링하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래 제안된 생체 신호 측정 장치로 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 의자, 침대, 운전 시트 등에 적용되어 편안한 자세로 심전도 측정의 진행이 가능한 심전도 측정 장치가 있다.
그런데 이 장치는 사용자가 해당 의복을 착용해야만 검사를 진행할 수 있는 문제점이 있으며, 생체 신호를 측정하는 센서가 의복에 부착되어 사용자가 이물감을 느끼는 불편이 따른다. 또한 해당 의복을 착용한 사용자가 움직일 경우 측정이 불가능해지는 문제점도 있다. 또한 내구성과 내오염도 측면에서도 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수면에 방해되지 않는 무구속 무자각 생체 신호 측정을 통해 얻은 정보로 사용자의 수면 상태를 모니터링하는 생체 신호 모니터링 시스템 및 방법을 제안함을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 섬유 기반 센서를 포함하며, 상기 센서로 수면중인 사용자의 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정부; 상기 생체 신호를 분석하여 상기 사용자의 수면 상태를 검출하는 수면 상태 검출부; 및 미리 정해진 기간동안 상기 사용자의 수면 상태를 수집 분석하여 얻은 상기 사용자의 수면 패턴을 상기 사용자가 소지한 단말로 건강 관리 서비스로 제공하는 건강 관리 서비스 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 생체 신호 측정부는 매트리스 일표면에 장착되며 상기 센서로 전도성 섬유 기반 센서를 이용한다.
바람직하게는, 상기 생체 신호 측정부는 상기 사용자의 신체 일부가 상기 센서에 접촉할 때마다 상기 생체 신호로 심전도를 측정한다.
바람직하게는, 상기 건강 관리 서비스 제공부는 상기 수면 상태에서 이상이 발견될 경우 그 즉시 상기 단말로 경보 신호를 전송한다.
바람직하게는, 상기 수면 상태 검출부는 상기 생체 신호로 심전도가 측정되면 상기 심전도의 변화를 이용하여 상기 수면 상태로 상기 사용자의 호흡/무호흡 상태를 검출한다.
바람직하게는, 상기 수면 상태 검출부는 심전도 모폴로지(morphology) 정보로부터 상기 사용자의 호흡 상태를 검출하며, 호흡 신호로부터 상기 사용자의 무호흡 상태를 검출한다.
바람직하게는, 상기 수면 상태 검출부는 상기 생체 신호로 심전도가 측정되면 상기 심전도로부터 추출된 심박변이율을 이용하여 상기 수면 상태로 상기 사용자의 렘(REM)/논렘(non-REM) 수면 상태를 검출한다.
바람직하게는, 상기 수면 상태 검출부는 상기 생체 신호로 심전도가 측정되면 상기 심전도로부터 추출된 심박수를 이용하여 상기 수면 상태로 상기 사용자의 슬립(sleep)/웨이크(wake) 상태를 검출한다.
또한, 본 발명은 섬유 기반 센서로 수면중인 사용자의 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 단계; 상기 생체 신호를 분석하여 상기 사용자의 수면 상태를 검출하는 수면 상태 검출 단계; 및 미리 정해진 기간동안 상기 사용자의 수면 상태를 수집 분석하여 얻은 상기 사용자의 수면 패턴을 상기 사용자가 소지한 단말로 건강 관리 서비스로 제공하는 건강 관리 서비스 제공 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 방법을 제안한다.
바람직하게는, 상기 생체 신호 측정 단계는 상기 센서로 매트리스 일표면에 장착된 전도성 섬유 기반 센서를 이용한다.
바람직하게는, 상기 생체 신호 측정 단계는 상기 사용자의 신체 일부가 상기 센서에 접촉할 때마다 상기 생체 신호로 심전도를 측정한다.
바람직하게는, 상기 건강 관리 서비스 제공 단계는 상기 수면 상태에서 이상이 발견될 경우 그 즉시 상기 단말로 경보 신호를 전송한다.
바람직하게는, 상기 수면 상태 검출 단계는 상기 생체 신호로 심전도가 측정되면 상기 심전도의 변화를 이용하여 상기 수면 상태로 상기 사용자의 호흡/무호흡 상태를 검출한다.
바람직하게는, 상기 수면 상태 검출 단계는 심전도 모폴로지(morphology) 정보로부터 상기 사용자의 호흡 상태를 검출하며, 호흡 신호로부터 상기 사용자의 무호흡 상태를 검출한다.
바람직하게는, 상기 수면 상태 검출 단계는 상기 생체 신호로 심전도가 측정되면 상기 심전도로부터 추출된 심박변이율을 이용하여 상기 수면 상태로 상기 사용자의 렘(REM)/논렘(non-REM) 수면 상태를 검출한다.
바람직하게는, 상기 수면 상태 검출 단계는 상기 생체 신호로 심전도가 측정되면 상기 심전도로부터 추출된 심박수를 이용하여 상기 수면 상태로 상기 사용자의 슬립(sleep)/웨이크(wake) 상태를 검출한다.
본 발명에 따르면 다음 효과를 얻을 수 있다. 수면 무호흡증이 있는 환자들의 수면 중 특이 상황에 대하여 경보 신호를 전달하여 장기간 수면 무호흡증이 지속되는 것을 방지하여 위험도를 낮출 수 있다. 또한 수면 환경을 과학적 근거를 바탕으로 분석하여 수면 유해 요소를 제거할 수 있다. 또한 숙면 환경을 안내하여 낮 시간 동안 건강한 생활과 수면 부족으로 인한 위험에 노출되지 않도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 신호 모니터링 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 숙면 유도 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 모니터링 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 매트리스 시스템의 기능도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 신호 모니터링 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 신호 모니터링 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1에 따르면, 생체 신호 모니터링 시스템(100)은 생체 신호 측정부(110), 수면 상태 검출부(120), 건강 관리 서비스 제공부(130) 및 주제어부(140)를 포함한다.
생체 신호 측정부(110)는 섬유 기반 센서를 포함하며, 섬유 기반 센서로 수면중인 사용자의 생체 신호를 측정하는 기능을 수행한다.
생체 신호 측정부(110)는 매트리스 일표면에 장착된다. 생체 신호 측정부(110)는 섬유 기반 센서로 전도성 섬유 기반 센서를 이용할 수 있다. 생체 신호 측정부(110)는 사용자의 신체 일부가 섬유 기반 센서에 접촉할 때마다 생체 신호로 심전도를 측정할 수 있다.
수면 상태 검출부(120)는 생체 신호를 분석하여 사용자의 수면 상태를 검출하는 기능을 수행한다.
수면 상태 검출부(120)는 생체 신호로 심전도가 측정되면 심전도의 변화를 이용하여 사용자의 호흡/무호흡 상태를 사용자의 수면 상태로 검출할 수 있다. 이때 수면 상태 검출부(120)는 심전도 모폴로지(morphology) 정보로부터 사용자의 호흡 상태를 검출하며, 호흡 신호로부터 사용자의 무호흡 상태를 검출할 수 있다.
또한 수면 상태 검출부(120)는 생체 신호로 심전도가 측정되면 심전도로부터 추출된 심박변이율을 이용하여 사용자의 렘(REM)/논렘(non-REM) 수면 상태를 사용자의 수면 상태로 검출할 수 있다.
또한 수면 상태 검출부(120)는 생체 신호로 심전도가 측정되면 심전도로부터 추출된 심박수를 이용하여 사용자의 슬립(sleep)/웨이크(wake) 상태를 사용자의 수면 상태로 검출할 수 있다.
건강 관리 서비스 제공부(130)는 미리 정해진 기간동안 사용자의 수면 상태를 수집 분석하여 사용자의 수면 패턴을 얻으며, 사용자의 수면 패턴을 사용자가 소지한 단말로 건강 관리 서비스로 제공하는 기능을 수행한다.
건강 관리 서비스 제공부(130)는 수면 상태에서 이상이 발견될 경우 그 즉시 사용자가 소지한 사용자 단말로 경보 신호를 전송할 수 있다.
주제어부(140)는 생체 신호 모니터링 시스템(100)을 구성하는 각 구성부의 전체 작동을 제어하는 기능을 수행한다.
다음으로 도 1의 생체 신호 모니터링 시스템의 일실시예로써 무구속 생체신호 센서(non-constrained bio-signal sensor)를 이용한 숙면 유도 시스템(sound sleep guidance system)에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 숙면 유도 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다. 이하 설명은 도 2를 참조한다.
숙면 유도 시스템(200)은 스마트 매트리스(smart mattress: 210), 스마트폰(smart phone: 220), 및 웹 서버(230)를 포함한다.
스마트 매트리스(210)는 건강 모니터링 스마트 매트리스로서 섬유 기반 센서(211)를 일표면에 장착한다. 스마트 매트리스(210)는 센서부, 통신부 및 전원부를 포함한다.
센서부는 섬유 기반 센서(211)를 포함한다. 센서부는 섬유 기반 센서(211)로 섬유 기반 무구속 생체 신호 측정 센서, 섬유 기반 수면 상태 측정 센서, 수면 환경 센서 등을 포함할 수 있다. 섬유 기반 무구속 생체 신호 측정 센서는 심전도(ECG), 호흡 등을 측정하기 위한 것이며, 섬유 기반 수면 상태 측정 센서는 코골이, 뒤척임 등을 측정하기 위한 것이다. 수면 환경 센서는 소음, 빛, 진동, 온도 등을 측정하기 위한 것이다.
통신부는 센서 측정 정보를 송수신하는 장치이며, 전원부는 관련 제품 전기 안전 기준에 부합하는 저전력 소비 기반의 전원 공급부를 의미한다.
스마트폰(220)은 수면 상태를 분석하는 서비스를 제공하기 위한 것이며, 웹 서버(230)는 수면 패턴 및 생체 신호 정보를 분석하여 건강 관리 서비스를 제공하기 위한 것이다. 스마트폰(220)과 웹 서버(230)는 정보 제공 서비스부로 구현될 수 있다. 정보 제공 서비스부는 측정된 생체 신호(ECG와 호흡)와 수면 단계를 분석할 수 있는 알고리즘을 구비하며, 이 알고리즘을 이용하여 스마트폰(220)의 앱이나 웹 서버(230)에 의한 웹 사이트(web site)를 통해 측정된 정보 및 가공 정보를 제공할 수 있다.
스마트 매트리스(210)와 스마트폰(220) 간 데이터 송수신에는 근거리 무선 통신 예컨대 블루투스(bluetooth) 통신(241)이 이용될 수 있다. 스마트폰(220)은 이동통신망(ex. CDMA망)(242)을 통해 무선 네트워크(243)에 접속하며 인터넷(244)을 통해 웹 서버(230)로 데이터를 전송할 수 있다.
다음으로 도 1의 생체 신호 모니터링 시스템이 생체 신호를 모니터링하는 방법을 일실시예를 들어 설명한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 신호 모니터링 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 이하 설명은 도 3을 참조한다.
전도성 섬유 기반 센서가 신체 일부가 닿으면 심전도 신호 95% 이상의 R-peak가 검출된다(310). 그러면 이 R-peak를 이용하여 수면 상태와 관련한 다양한 정보를 얻을 수가 있다.
먼저 호흡시 심전도의 변화를 이용하여 수면중인 사용자의 호흡 상태나 무호흡 상태를 검출할 수 있다.
호흡 상태는 심전도 R 피크 간격 정보나 심전도 모폴리지(morphology) 정보로부터 검출할 수 있다(320).
심전도 R 피크 간격 정보로부터 호흡 상태를 검출하는 방법(330)은 다음과 같다. 이 방법은 호흡성 동성 부정맥(respiratory sinus arrhythmia)이라고 불리는 호흡에 의해 발생되는 심박의 변이 현상에 근거한다. 사람의 호흡 사이클에서 흡기 동안에는 심박수가 증가하고, 호기 동안에는 심박수가 감소한다. 따라서 심전도 신호의 R 피크 간격을 구하고 그 간격에 보간법(interpolation)을 적용하면 호흡 신호를 검출하는 것이 가능해진다.
심전도 모폴로지 정보로부터 호흡 상태를 검출하는 방법(330)은 다음과 같다. 사람이 호흡을 할 때마다, 즉 흡기 호기 사이클마다 심전도 전극의 위치의 변동이 존재한다. 그러므로 심전도 리드의 축이 매 호흡 사이클마다 변하게 되고 이런 축의 변화가 호흡과 상당한 상관 관계를 가진다. 따라서 심전도 신호에서 웨이블릿(wavelet) 변환을 적용하면 원하고자 하는 대역(호흡 신호인 경우 대략적으로 0.2~0.8Hz)의 신호 성분을 검출하는 것이 가능해진다.
무호흡 상태는 호흡 신호로부터 검출할 수 있다. 호흡 신호로부터 수면 무호흡증(OSA)을 검출하는 방법(340)은 다음과 같다. 수면 무호흡증이 발생하게 되면 호흡 신호의 크기가 일정 수준 이상으로 줄어들게 되고, 호흡 관련 대역의 주파수 크기가 그에 따라 줄어들게 된다. 따라서 호흡 신호의 크기 정보를 이용하면 무호흡 상태를 검출하는 것이 가능해진다. 예컨대, 호흡 신호의 피크를 검출하고 이전 신호들의 크기보다 50% 이하의 신호들이 10초 이상 발생하면 수면 무호흡증이라 판별할 수 있다.
심전도를 이용하여 사용자가 현재 렘(REM) 수면 단계인지 논렘(non-REM) 수면 단계인지를 추정할 수 있다(360).
호흡 리듬이나 호흡 변화율을 이용하여 REM과 non-REM을 구분하는 기존의 방식과는 다르게 심전도로부터 추출된 심박변이율을 이용할 수 있다. 특히 비선형 파라미터를 고려하여 심전도에서 추출한 R-peak로부터 심박변이율(Heart Rate Variability)을 추출할 수 있다.
추출한 R-peak로부터 심박변이율의 3종류인 시간 영역(Time-domain), 주파수 영역(Frequency-domain), 비선형(non-linear) 파라미터를 추출한다. 이후, 추출한 심박변이율 파라미터들과 수면 단계 간의 상관 관계를 분석한다. 각각의 심박변이율 파라미터들은 수면 단계에 따라 다른 특성을 보이며, 영향력 또한 다르다. 이 점을 이용하여 수면 단계와 심박변이율 파라미터의 상관 관계를 분석하고, 수면 단계 추정에 용이한 파라미터를 추출한다. 그러면 심박변이율을 이용한 REM/non-REM 수면 단계를 추정하는 것이 가능해진다.
심전도를 이용하여 사용자가 슬립(sleep) 상태인지 웨이크(wake) 상태인지를 구분할 수 있다(350). 수면 중 움직임을 검출하여 wake를 추정했던 기존의 방식과는 다르게 심전도로부터 추출된 심박수와 심박변이율을 이용할 수 있다.
심전도에서 추출한 R-peak로부터 심박수를 추출하여 sleep/wake를 구분하는 방법은 다음과 같다. 측정된 심전도 신호에서 R-peak를 검출하고 연속한 R-peak 사이의 간격 측정을 통해 심박수 데이터를 얻는다. 이후 추출한 심박수로부터 sleep 상태인지 wake 상태인지를 구분한다.
통계학적 분석에 따라 sleep/wake를 구분하는 방법은 다음과 같다. 수면 시와 깨어있는 상태에서의 심박은 유의미한 차이를 보인다. 일반적인 사람의 경우 수면시 심박수가 깨어있는 상태의 경우보다 약 10bpm(beat per minute) 정도 낮게 나타나며 그 분산 또한 작다. 따라서 일정 시간 구간 내에서의 심박수의 평균값 및 분산 등을 이용해 임계값(threshold)를 정하고 이 임계값을 이용하면 sleep 상태와 wake 상태를 구분할 수 있다.
심박 변이도 파라미터 분석에 따라 sleep/wake를 구분하는 방법은 다음과 같다. 수면시와 깨어있는 상태에서의 자율신경계의 작용은 유의미한 차이를 보인다. 일반적인 사람의 경우 깨어있을 때에 비해 수면시 교감 신경은 비활성화되고 부교감 신경은 활성화된다. 따라서 심박 변이도의 다양한 시간 및 주파수 도메인 파라미터로 자율신경계의 작용을 평가하면 sleep 상태와 wake 상태를 구분할 수 있다.
이상 320 단계 내지 360 단계를 통해 수면 상태를 검출하는 방법에 대해서 설명하였다. 320 단계 내지 360 단계에 따라 수면 상태가 검출되면 통신(370)을 통해 웹 서버로 수면 상태와 관련된 정보가 전송되고 이 정보는 사용자가 휴대한 모바일 기기를 통해 디스플레이된다(380).
이상 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 생체 신호 모니터링 시스템은 스마트 매트리스(smart mattress)를 이용한 무구속 생체 신호 모니터링 시스템을 의미한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 매트리스 시스템의 기능도이다.
본 발명의 근본적인　목적은 잠을 잘자기 위함이다. 이 목적을 위해서는 잠을 잘자고 있는지를 측정하여야 하고 측정치를 향상시키기 위해서 어떤 부분이 개선되어야 하는지 알아야 한다.
잠을 잘자고 있는지를 측정하기 위해 일반적으로 병원에서 수면다원검사를 실시한다. 수면다원검사 항목은 뇌파, 눈 움직임(REM), 턱 근전도, 코골이, 호흡량, 가슴 움직임, 배 움직임, 심전도, 다리 움직임, 산소 포화도 등이다. 병원에서의 수면다원검사는 비용도 적지 않고 병원이라는 환경의 낯설음, 많은 수의 전극을 신체에 부착해야 하는 불편함　때문에 검사결과의 신뢰성에도 많은 영향을 미치고　있다.
대다수의 사람들이 집에서 일상적으로 수면시 사용하는 침구류에서, 전극을 몸에 부착하지 않고 수면다원검사에서 얻을 수 있는 정보를 얻을 수 있다면 병원에서 행하고 있는　수면다원검사의 단점을 개선할 수 있으리라 보고, 침구류에　신체를 구속하지 않고(무구속), 측정대상자가 인식하지 못하는(무자각) 상태에서 수면다원검사에서 측정하는 정보를 얻을 수 있는 장비를 장착하여 매일매일의 수면 상태를 측정하고 DB화하여　보다 더　숙면을 취할 수 있도록 가이드하고 수면다원검사의 단점을 개선하고 숙면 측정 기술을 보편화하는데 본 발명의 의의가 있다.
이상 설명한 바와 같이 사용자의 수면 상태를 모니터링하고 수면 관련 질병을 추정하는 것은 daily life에서의 질 높은 활동과 높은 상관 관계를 보인다. 따라서 본 발명은 수면다원 검사시에 소모되는 시간과 비용을 절감할 수 있고, 수면다원 검사 결과를 판독하는 정신과 의사나 수면 기사들의 결정을 보조할 수 있는 역할을 할 수도 있다.
앞서 설명한 바 있지만, 도 4에 도시된 스마트 매트리스를 이용한 무구속 생체 신호 모니터링 시스템(400)은 스마트 매트리스(410)의 섬유 기반 센서(411)를 통해 수면에 방해되지 않는 무구속 무자각 생체 신호 측정(ECG: 421)이 가능해진다. 또한 생체 신호 모니터링 시스템(400)은 코골이(422), 뒤척임(423), 체온 정보(424) 등을 분석하여 수면 상태를 모니터링할 수 있어 수면 중 응급 상황 발생시 경보 신호를 전송할 수 있다. 또한 생체 신호 모니터링 시스템(400)은 스마트폰의 앱(App: 431), 모바일 앱 서버(Mobile App Server: 432), 웹 사이트(Web site: 433) 등을 통해 수면 상태와 생체 신호 정보 분석을 통한 건강 관리 서비스 제공이 가능해진다.
본 발명에 따르면 건강한 수면을 유도하여 만성 질환으로 인한 사회적 의료보험비용 감소 및 수면 부족으로 인한 사고 예방 효과도 얻을 수 있다.
다음으로 도 1의 생체 신호 모니터링 시스템의 생체 신호 모니터링 방법에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 신호 모니터링 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 이하 설명은 도 1 및 도 5를 참조한다.
먼저 생체 신호 측정부(110)가 섬유 기반 센서로 수면중인 사용자의 생체 신호를 측정한다(S500).
생체 신호 측정부(110)는 섬유 기반 센서로 매트리스 일표면에 장착된 전도성 섬유 기반 센서를 이용할 수 있다. 생체 신호 측정부(110)는 사용자의 신체 일부가 섬유 기반 센서에 접촉할 때마다 생체 신호로 심전도를 측정할 수 있다.
S500 단계 이후 수면 상태 검출부(120)가 생체 신호를 분석하여 사용자의 수면 상태를 검출한다(S510).
수면 상태 검출부(120)는 생체 신호로 심전도가 측정되면 심전도의 변화를 이용하여 사용자의 호흡/무호흡 상태를 사용자의 수면 상태로 검출할 수 있다. 이때 수면 상태 검출부(120)는 심전도 모폴로지(morphology) 정보로부터 사용자의 호흡 상태를 검출하며, 호흡 신호로부터 사용자의 무호흡 상태를 검출할 수 있다.
수면 상태 검출부(120)는 생체 신호로 심전도가 측정되면 심전도로부터 추출된 심박변이율을 이용하여 사용자의 렘(REM)/논렘(non-REM) 수면 상태를 사용자의 수면 상태로 검출할 수 있다.
또한 수면 상태 검출부(120)는 생체 신호로 심전도가 측정되면 심전도로부터 추출된 심박수를 이용하여 사용자의 슬립(sleep)/웨이크(wake) 상태를 사용자의 수면 상태로 검출할 수 있다.
S520 단계 이후 건강 관리 서비스 제공부(130)가 미리 정해진 기간동안 사용자의 수면 상태를 수집 분석하여 얻은 사용자의 수면 패턴을 사용자가 소지한 단말로 건강 관리 서비스로 제공한다(S530).
건강 관리 서비스 제공부(130)는 수면 상태에서 이상이 발견될 경우 그 즉시 사용자가 소지한 사용자 단말로 경보 신호를 전송할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 생체 신호 모니터링 시스템 110 : 생체 신호 측정부
120 : 수면 상태 검출부 130 : 건강 관리 서비스 제공부
140 : 주제어부 210 : 스마트 매트리스
211 : 섬유 기반 센서 220 : 스마트폰
230 : 웹 서버

Claims (9)

  1. 섬유 기반 센서를 포함하며, 상기 센서로 수면중인 사용자의 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정부;
    상기 생체 신호를 분석하여 상기 사용자의 수면 상태를 검출하는 수면 상태 검출부; 및
    미리 정해진 기간동안 상기 사용자의 수면 상태를 수집 분석하여 얻은 상기 사용자의 수면 패턴을 상기 사용자가 소지한 단말로 건강 관리 서비스로 제공하는 건강 관리 서비스 제공부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체 신호 측정부는 매트리스 일표면에 장착되며 상기 센서로 전도성 섬유 기반 센서를 이용하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 생체 신호 측정부는 상기 사용자의 신체 일부가 상기 센서에 접촉할 때마다 상기 생체 신호로 심전도를 측정하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 건강 관리 서비스 제공부는 상기 수면 상태에서 이상이 발견될 경우 그 즉시 상기 단말로 경보 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수면 상태 검출부는 상기 생체 신호로 심전도가 측정되면 상기 심전도의 변화를 이용하여 상기 수면 상태로 상기 사용자의 호흡/무호흡 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수면 상태 검출부는 심전도 모폴로지(morphology) 정보로부터 상기 사용자의 호흡 상태를 검출하며, 호흡 신호로부터 상기 사용자의 무호흡 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수면 상태 검출부는 상기 생체 신호로 심전도가 측정되면 상기 심전도로부터 추출된 심박변이율을 이용하여 상기 수면 상태로 상기 사용자의 렘(REM)/논렘(non-REM) 수면 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수면 상태 검출부는 상기 생체 신호로 심전도가 측정되면 상기 심전도로부터 추출된 심박수를 이용하여 상기 수면 상태로 상기 사용자의 슬립(sleep)/웨이크(wake) 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 시스템.
  9. 섬유 기반 센서로 수면중인 사용자의 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정 단계;
    상기 생체 신호를 분석하여 상기 사용자의 수면 상태를 검출하는 수면 상태 검출 단계; 및
    미리 정해진 기간동안 상기 사용자의 수면 상태를 수집 분석하여 얻은 상기 사용자의 수면 패턴을 상기 사용자가 소지한 단말로 건강 관리 서비스로 제공하는 건강 관리 서비스 제공 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 모니터링 방법.
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