KR20150036015A - 디지털 센서를 구비한 호스트 디바이스에 배치되는 혈액 특성 측정 장치 - Google Patents

디지털 센서를 구비한 호스트 디바이스에 배치되는 혈액 특성 측정 장치 Download PDF

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Abstract

혈액 특성을 측정하기 위해 호스트 디바이스의 디지털 센서, CPU, 디스플레이와 연계하여 동작하는 장치에 있어서, 장치는, 호스트 디바이스와 결합하여 이들 사이에 챔버를 형성하도록 구성된 하우징을 포함하고, 하우징은 디지털 센서를 둘러싸도록 배치되며, 챔버 내부로 신체의 적어도 일부분이 배치되고, 챔버 내에서 신체 일부분의 끝은 디지털 센서를 덮도록 디지털 센서에 근접하여 배치되고, 광원으로부터의 광은 상기 신체 일부분의 끝으로 조사되고, 조사된 광 중 적어도 일부분의 광이 신체 일부분의 조직에 의해 반사되고, 반사된 광이 디지털 센서에 의해 수신되며, 생성된 데이터가 CPU에 의해 처리되어 혈액 특성이 판정된다.

Description

디지털 센서를 구비한 호스트 디바이스에 배치되는 혈액 특성 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING BLOOD CHARACTERISTICS FOR DEPLOYMENT ON A HOST DEVICE HAVING A DIGITAL SENSOR}
본 발명은 혈액 특성을 측정하기 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 디지털 센서, 중앙 처리 유닛 및 디스플레이를 구비한 호스트 디바이스 상에 배치되는 혈액 특성 측정 장치에 관한 것이다.
사람의 손끝과 같은 인체의 일부분을 통해 빛을 통과시켜 혈액 특성을 측정하는 장치가 알려져 있다. 이와 같은 장치는 미국 특허 출원 12/260,251호인 "Finger Deployed Device for Measuring Blood and Physiological Characteristics"에 개시되어 있으며, 본 명세서에서는 그 전문을 참조로서 포함한다.
그러나 이런 장치는 하우징, 광원, 디지털 센서, 중앙처리유닛(CPU), 디스플레이를 포함하는 포괄적인 장치이기 때문에 상대적으로 가격이 비싸다.
현재 다양한 소비자 장치가 사용되고 있는데 이들은 디지털 센서, CPU, 디스플레이를 포함하고 있다. 이런 디바이스들은 셀룰러 폰, 디지털 카메라, USB 포트와 같은 수단에 의해 부착되는 디지털 카메라를 가지고 있거나 내장된 카메라를 가지고 있는 컴퓨터를 포함할 수 있지만 이 디바이스들이 이들로 한정되는 것은 아니다. 이들 장치중 어느 것 이라도 현존하는 디지털 센서, CPU, 디스플레이를 활용하는 장치에 대한 호스트 디바이스로서 이용될 수 있다.
따라서 디지털 센서, 중앙처리유닛, 디스플레이를 구비한 호스트 디바이스 상에 배치가능한 혈액 특성 측정 장치가 필요하다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명으로 디지털 센서, 중앙처리유닛, 디스플레이를 구비한 호스트 디바이스에 배치가능한 혈액 특성 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 디지털 센서, 중앙 처리 유닛 및 디스플레이를 구비한 호스트 디바이스 상에 배치되는 혈액 특성 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 혈액 특성을 측정하기 위해 호스트 디바이스의 디지털 센서, CPU, 디스플레이와 연계하여 동작하는 장치가 제공되고, 장치는, 호스트 디바이스와 결합하여 이들 사이에 챔버를 형성하도록 구성된 하우징을 포함하고, 하우징은 디지털 센서를 둘러싸도록 배치되며, 챔버 내부로 신체의 적어도 일부분이 배치되고, 챔버 내에서 신체 일부분의 끝은 디지털 센서를 덮도록 디지털 센서에 근접하여 배치되고, 광원으로부터의 광은 상기 신체 일부분의 끝으로 조사되고, 조사된 광 중 적어도 일부분의 광이 신체 일부분의 조직에 의해 반사되고, 반사된 광이 디지털 센서에 의해 수신되며, 생성된 데이터가 CPU에 의해 처리되어 혈액 특성이 판정된다.
본 발명에 따르면, 광원은 하우징에 포함된다.
본 발명에 따르면, 하우징은 챔버의 2개의 측벽, 하나의 단벽 및 덮개를 포함하고, 호스트 디바이스는 챔버의 바닥을 포함한다.
본 발명에 따르면, 덮개는 상기 하우징에 힌지가능하게 부착된다.
본 발명에 따르면, 하우징과 상기 호스트 디바이스 사이의 결합은 장치가 호스트 디바이스에 대해 탈부착가능하게 결합된다.
본 발명에 따르면, 하우징은 셀룰러 폰, 디지털 카메라, 컴퓨터에 결합된 웹캠(webcam), 웹캠이 일체화된 컴퓨터의 적어도 일부분에 교환가능하게 배치되도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 광원은 상기 하우징 내에 구성된 전력공급식 광원이다.
본 발명에 따르면, 광원은 호스트 디바이스, 내부 배터리 및 광전지 셀 중 적어도 어느 하나에 의해 전력공급된다.
본 발명에 따르면 호스트 디바이스의 디지털 센서, CPU, 디스플레이와 연계하여 동작하는 장치를 이용하여 혈액 특성을 판정하는 방법이 제공되고, 이 방법은,
(a) 혈액 특성을 분석하기 위한 프로그램을 호스트 디바이스의 CPU에 제공하는 단계; (b) 호스트 디바이스와 결합되는 구성의 하우징을 가진 장치를 제공하는 단계; (c) 광원을 제공하는 단계; (d) 신체의 적어도 일부분이 위치되는 챔버를 규정하도록 하우징과 호스트 디바이스를 결합하는 단계 - 챔버는 실질적으로 디지털 센서를 둘러쌈 - ; (e) 챔버 내에 신체의 적어도 일부분을 위치시키는 단계로서 신체 일부분의 끝은 디지털 센서를 덮도록 디지털 센서에 근접해서 배치되는 단계; (f) 광원으로부터 광을 신체의 일부분의 끝을 향해 조사하는 단계로서 광원으로부터의 적어도 일부분의 광은 신체의 조직에 의해 반사되는 단계; (g) 디지털 센서에 의해 반사된 광의 적어도 일부분을 수신하는 단계; (h) 혈액 특성을 판정하기 위해 생성된 데이터를 CPU에 의해 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 광원으로부터 광을 조사하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 호스트 디바이스, 내부 배터리 및 광전지 셀 중 적어도 어느 하나로부터 광원에 전력을 제공하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 하우징은 상기 챔버의 적어도 3개의 측벽과 하나의 커버를 제공하도록 구성되고, 상기 호스트 디바이스는 상기 챔버의 하나의 바닥을 제공하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 상기 커버는 상기 하우징에 힌지가능하게 부착된다.
본 발명에 따르면, 하우징과 호스트 디바이스의 결합은 장치가 호스트 디바이스에 탈부착가능한 결합으로 구현된다.
본 발명에 따르면, 하우징은 셀룰러 폰, 디지털 카메라, 컴퓨터에 결합된 웹캠(webcam), 웹캠이 일체화된 컴퓨터의 적어도 일부분에 교환가능하게 배치되도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 수신하는 단계는, 디지털 센서가, 광원으로부터 신체의 적어도 일부분 끝의 모세혈관 조직으로 조사되고 반사된 광에 의해 얻어지는 시공간 컬러 픽셀 정보의 이미지를 생성하도록 구현된다.
본 발명에 따르면, 데이터는 생화학 파라미터와 혈액 파라미터를 판정하기 위한 시간공 컬러 픽셀 정보를 포함한다.
본 발명에 따르면, 호스트 다바이스의 디스플레이 상에 분석 결과를 디스플레이하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면 디지털 센서, 중앙처리유닛, 디스플레이를 구비한 호스트 디바이스에 배치가능한 혈액 특성 측정 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 방식으로 설명된다.
도 1은 셀룰러 폰 상에서 인간의 손가락에 이용된 본 발명의 장치의 아이소메트릭 도면.
도 2는 본 발명의 장치의 배치를 허용하도록 개조된 셀룰러 폰의 아이소메트릭 도면.
도 3은 본 발명의 장치의 배치 이후를 도시한 도 2의 셀룰러 폰의 아이소메트릭 도면.
도 4는 힌지방식의 리드(lid)가 개방된 위치에 있는 본 발명의 장치의 아이소메트릭 도면.
본 발명은 디지털 센서, 중앙 처리 유닛을 구비한 호스트 디바이스 상에 배치되는 혈액 특성 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 혈액 특성 측정용 장치의 이론과 동작은 첨부된 도면과 발명의 상세한 설명을 통해 보다 명확하게 이해될 것이다.
전술한 배경 기술에서 설명한 바와 같이, 사람의 손가락과 같은 인체의 일부분에 빛을 통과시켜 혈액 특성을 측정하는 독립된 장치가 알려져 있다. 이들 장치 모두 디지털 센서, CPU, 디스플레이 유닛을 포함한다.
또한 이에 한정되는 것은 아니지만, 셀룰러 폰(특히 도시된 바와 같은 스마트폰), 디지털 스틸 또는 비디오 카메라, 및 USB 포트와 같은 수단을 통한 부착식 디지털 카메라 또는 내장식 카메라와 다운로드되어 이들 디바이스에서 구동되는 어플리케이션(Apps)를 가진 컴퓨터와 같은 디바이스가 점차 정교해지고 있다. 이들 장치들 중 어느 것이라도 장치의 호스트 디바이스로서 동작되는데, 장치는 호스트 디바이스에 존재하는 디지털 센서, CPU 및 디스플레이를 이용한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단어 "호스트 디바이스"는 전술하여 설명한 것과 같이 CPU, 내장식 또는 부착식 디지털 이미지 센서(이하 디지털 센서)를 구비한, 전술하여 설명한 바와 같은 어떤 디바이스일 수 있다.
본 발명은 혈액 특성을 측정하기 위해 호스트 디바이스에 결합되어 이용되는 장치이다. 이를 위해, 사용자는 필수의 소프트웨어/어플리케이션을 다운로드하고 설치하기만 하면 된다. 본 발명의 장치는 호스트 디바이스와 결합되어 호스트 디바이스의 디지털 센서를 덮는다. 이런 결합은 하기하는 바와 같이 본 발명의 장치와 전술한 호스트 디바이스와의 탈부착가능한 연결을 포함한다. 대안적으로 본 발명의 장치 하우징은, 손가락 또는 발가락과 같은 사용자의 일부분(appendage)에 직접 배치되고 디지털 센서를 덮는 위치에서 호스트 디바이스에 수동으로 유지될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 하우징은 광원(light source)과 함께 구성되고, 이는 챔버로 주변광(ambient light)이 진입하는 것을 허용하도록 단벽(end wall)(16) 내에 구멍(hole)일 수 있다. 전술한 바와 같이 구성되면, 구멍은 주면광을 지향시키고(directing) 및/또는 증폭하는 렌즈를 포함할 수 있다. 주변광은 이에 한정되는 것은 아니지만 태양광과 같은 자연 발생되는 것일 수 있다. 대안적으로, 주변광은 이에 한정되는 것은 아니지만 백열 전구(incandescent light bulbs), 형광 전구, LED광, 레이저 광과 같은 인위적 발광 소자에 의해 공급되는 것일 수 있다.
바람직하게, 그러나, 광원은 단일 엘리먼트 요소들의 어레이, 예를 들면 단벽(16)의 내부표면에 바람직하게 실장되는 LED일 수 있다. 이와 같은 구성에서, 광원은 이에 한정되는 것은 아니지만 호스트 디바이스 또는 내부 배터리 또는 광전지 셀(도 3의 90)의 수단에 대한 전기적 접속에 의해 전원공급될 수 있다. 전력공급된 광원은 제어 유닛을 필요로 한다. 이와 같은 제어 유닛은 장치의 커버, 측벽, 단벽 중 어느 하나에 위치될 수 있다.
대안적으로 탈부착가능한 광원이 호스트 디바이스 상에 직접 배치될 수도 있고 본 발명의 장치에 의해 제어된다.
호스트 디바이스가 플래시 유닛을 포함한다면 호스트 플래시는 본 발명의 광원으로서 사용될 수도 있다.
호스트 디바이스의 디지털 센서는 광원에 의해 방사되고 손가락 끝 모세혈관 조직에서 반사된 광으로부터 시공간적(spatial-temporal) 컬러 픽셀 정보의 이미지를 생성한다. 시공간적 컬러 픽셀 정보는 호스트 디바이스 CPU에 의해 생화학(bio chemical) 파라미터 및 혈액 파라미터(hemodynamic parameters)를 계산하는데 이용된다. 그 결과는 호스트 디바이스의 디스플레이 유닛에 표시된다.
도면을 참조하면, 도 1은 스마트폰(4) 상에 배치된 장치(2)를 나타내고 그에 따라 인간의 손가락(6)이 들어가는 챔버가 형성된다.
도 2 및 도 3은 장치(2)의 하우징(10)과 호스트 디바이스(4) 사이의 탈부착가능한 결합의 일례를 나타낸다. 도시된 바와 같이 결합은, 호스트 디바이스(4)에 구성된 홈부(14,14') 속으로 장치 하우징(10) 상의 평행한 측벽(12,12')이 슬라이딩 교합하는 것으로 달성된다. 이와 같은 홈부는 호스 디바이스에 대한 보호 커버에 구성될 수 있다는 것은 자명하며, 보호 커버는 일반적으로 널리 사용된다. 또한 본 발명의 장치와 호스트 디바이스와의 결합은 후크(hook)와 루프(loop) 방식, 클램프, 클립, 탄성 밴드, 호스트 디바이스와 직접적으로 상호작용하는 것들, 또는 대안적으로 호스트 디바이스에 배치된 보호 커버에 대해 상호작용하는 것들과 같은 것 중에서 적당한 수단에 의해 실질적으로 획득될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.
도 3에 도시한 바와 같이, 장치 하우징(10)은 2개의 측벽(12,12'), 하나의 단벽(16), 하나의 커버(18)를 포함한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 커버(18)는 하우징(10)에 힌지가능하게 부착될 수 있고, 이는 하우징(10)과 호스트 디바이스(4)의 일부분에 의해 규정되는 챔버(30)로 손가락이 삽입되는 것을 도와준다. 디지털 센서로서 동작하는 호스트 디바이스(4)의 디지털 카메라(40)는, 장치 하우징(10)이 호스트 디바이스(4)에 배치될 때 챔버(30) 내에 위치되고 실질적으로 챔버 내에서 폐쇄(enclosed)된다.
도 4는 하우징 커버(18)의 힌지 구성을 개략적으로 도시한 도면으로 단벽(16)과 광원(20)을 더 도시하고 있다.
본 발명은 이 장치를 사용하는 방법을 제공한다. 이 방법은 다음의 단계, 즉
(1) 혈액 특성을 분석하기 위한 프로그램을 호스트 디바이스의 CPU에 제공하는 단계;
(2) 호스트 디바이스와 결합되는 구성의 하우징을 가진 장치를 제공하는 단계;
(3) 광원을 제공하는 단계;
(4) 신체의 적어도 일부분이 위치되는 챔버를 규정하도록 하우징과 호스트 디바이스를 결합하는 단계 - 챔버는 실질적으로 디지털 센서를 둘러쌈 - ;
(5) 챔버 내에 신체의 적어도 일부분을 위치시키는 단계로 신체 일부분의 끝은 디지털 센서를 덮도록 디지털 센서에 근접해서 배치되는 단계;
(6) 광원으로부터 광을 신체의 일부분의 끝을 향해 조사하는 단계로서 광원으로부터의 적어도 일부분의 광은 신체의 조직에 의해 반사되는 단계;
(7) 디지털 센서에 의해 반사된 광의 적어도 일부분을 수신하는 단계;
(8) 혈액 특성을 판정하기 위해 생성된 데이터를 CPU에 의해 처리하는 단계;
(9) 호스트 디바이스의 디스플레이 유닛에 그 결과를 디스플레이하는 단계;를 포함한다.
전술한 설명은 본 발명의 실시예를 예시하는 것으로 다른 많은 실시예가 본 발명의 범위 내에서 구현가능하다는 것은 자명하다.

Claims (18)

  1. 혈액 특성을 측정하기 위해 호스트 디바이스의 디지털 센서, CPU, 디스플레이와 연계하여 동작하는 장치에 있어서,
    상기 장치는, 호스트 디바이스와 결합하여 이들 사이에 챔버를 형성하도록 구성된 하우징을 포함하고, 하우징은 디지털 센서를 둘러싸도록 배치되며,
    상기 챔버 내부로 신체의 적어도 일부분이 배치되고, 챔버 내에서 신체 일부분의 끝은 디지털 센서를 덮도록 디지털 센서에 근접하여 배치되고, 광원으로부터의 광은 상기 신체 일부분의 끝으로 조사되고, 조사된 광 중 적어도 일부분의 광이 신체 일부분의 조직에 의해 반사되고, 반사된 광이 디지털 센서에 의해 수신되며, 생성된 데이터가 CPU에 의해 처리되어 혈액 특성이 판정되는 것을 특징으로 하는 혈액 특성 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 하우징에 포함되는 것을 특징으로 하는 혈액 특성 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 챔버의 2개의 측벽, 하나의 단벽 및 덮개를 포함하고, 호스트 디바이스는 상기 챔버의 바닥을 포함하는 혈액 특성 특정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 덮개는 상기 하우징에 힌지가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 혈액 특성 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 호스트 디바이스 사이의 결합은 상기 장치가 호스트 디바이스에 대해 탈부착가능하게 결합되는 혈액 특성 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 셀룰러 폰, 디지털 카메라, 컴퓨터에 결합된 웹캠(webcam), 웹캠이 일체화된 컴퓨터의 적어도 일부분에 교환가능하게 배치되도록 구성된 혈액 특성 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 하우징 내에 구성된 전력공급식 광원인 것을 특징으로 하는 혈액 특성 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광원은 호스트 디바이스, 내부 배터리 및 광전지 셀 중 적어도 어느 하나에 의해 전력공급되는 것을 특징으로 하는 혈액 특성 측정 장치.
  9. 호스트 디바이스의 디지털 센서, CPU, 디스플레이와 연계하여 동작하는 장치를 이용하여 혈액 특성을 판정하는 방법에 있어서,
    (a) 혈액 특성을 분석하기 위한 프로그램을 호스트 디바이스의 CPU에 제공하는 단계;
    (b) 호스트 디바이스와 결합되는 구성의 하우징을 가진 장치를 제공하는 단계;
    (c) 광원을 제공하는 단계;
    (d) 신체의 적어도 일부분이 위치되는 챔버를 규정하도록 하우징과 호스트 디바이스를 결합하는 단계 - 챔버는 실질적으로 디지털 센서를 둘러쌈 - ;
    (e) 챔버 내에 신체의 적어도 일부분을 위치시키는 단계로서 신체 일부분의 끝은 디지털 센서를 덮도록 디지털 센서에 근접해서 배치되는 단계;
    (f) 광원으로부터 광을 신체의 일부분의 끝을 향해 조사하는 단계로서 광원으로부터의 적어도 일부분의 광은 신체의 조직에 의해 반사되는 단계;
    (g) 디지털 센서에 의해 반사된 광의 적어도 일부분을 수신하는 단계;
    (h) 혈액 특성을 판정하기 위해 생성된 데이터를 CPU에 의해 처리하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광원으로부터 광을 조사하는 단계를 더 포함하고, 상기 광원은 전력공급식 광원인 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    호스트 디바이스, 내부 배터리 및 광전지 셀 중 적어도 어느 하나로부터 상기 광원에 전력을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 챔버의 적어도 3개의 측벽과 하나의 커버를 제공하도록 구성되고, 상기 호스트 디바이스는 상기 챔버의 하나의 바닥을 제공하도록 구성된 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 커버는 상기 하우징에 힌지가능하게 부착되도록 구현되는 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 호스트 디바이스의 결합은 상기 장치가 호스트 디바이스에 탈부착가능한 결합으로 구현되는 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 하우징은 셀룰러 폰, 디지털 카메라, 컴퓨터에 결합된 웹캠(webcam), 웹캠이 일체화된 컴퓨터의 적어도 일부분에 교환가능하게 배치되도록 구성된 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는, 디지털 센서가, 광원으로부터 신체의 적어도 일부분 끝의 모세혈관 조직으로 조사되고 반사된 광에 의해 얻어지는 시공간 컬러 픽셀 정보의 이미지를 생성하도록 구현된 방법.
  17. 제17항에 있어서,
    상기 데이터는 생화학 파라미터와 혈액 파라미터를 판정하기 위한 시간공 컬러 픽셀 정보를 포함하는 방법.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 호스트 다바이스의 디스플레이 상에 분석 결과를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 방법.
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