KR20150042450A - 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서 및 이를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템 - Google Patents

무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서 및 이를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템 Download PDF

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KR20150042450A
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electrocardiogram
data
electrocardiogram data
module
sensor
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KR20130121088A
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김민수
이종하
김윤년
박형섭
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계명대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 생체 삽입형 심전도 센서 및 이를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 심전도 측정을 위하여 생체 내에 삽입되어 생체 신호를 감지하는 내부 전극; 상기 내부 전극이 감지한 신호를 계측, 증폭 및 필터링하는 신호 처리 모듈; 상기 신호 처리 모듈로부터 전달받은 신호를 연산 및 변환하여 심전도 데이터로 처리하고, 처리된 심전도 데이터의 전송을 제어하는 마이크로컨트롤러; 및 상기 마이크로컨트롤러로부터 전송받은 심전도 데이터를 외부 수신기에 무선으로 송신하는 무선 송신 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서 및 시스템에 따르면, 내부 전극, 단일 전원 연산 증폭기를 포함하는 신호 처리 모듈, ATTiny 10 기반의 플래시 메모리(1024bytes), SRAM(32bytes), ADC(8bit, 4channel) 및 타이머(16bit)로 구성되는 마이크로컨트롤러, 및 ㎃X7044 등의 무선 송신칩으로 구성되는 무선 송신 모듈을 포함하는 생체 삽입형 심전도 센서를 이용함으로써, 생체 삽입 센서의 신체 무구속성을 높이고, 안정적으로 실시간 심전도 데이터 전송을 가능하게 하며, 무선 전원 모듈을 더 포함함으로써, 장시간 심전도를 측정 및 모니터링 할 수 있다.

Description

무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서 및 이를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템{IMPLANTABLE ECG BIOMETRIC SENSOR FOR TRANSMITTING ECG DATA TO CENTRAL SERVER AND ECG DATA TRANSMISSION SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 생체 삽입형 심전도 센서 및 이를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 무선 송수신 모듈을 이용하여 생체 삽입 센서의 신체 무구속성을 높이고, 안정적으로 실시간 심전도 데이터 전송을 가능하게 하는 시스템에 관한 것이다.
종래의 의료 환경에서는 의료인이 환자와 동일한 시간에 동일한 공간 내에 함께 있는 경우에만 생체신호의 계측이 가능하였으나, 전자공학을 비롯한 계측기술의 발전과 정보통신 기술의 서비스 영역 확대로 인해 환자를 시간적, 공간적으로 구속하지 않은 상태에서의 생체신호 계측이 가능해졌고, 최근에는 이를 ‘유비쿼터스 헬스 케어(ubiquitous healthcare)’라는 개념으로 확장하여 사용하고 있다. 일례로, 생체 신호 측정 장치, 중계형 통신장치, 모니터링 서버 간에 인터넷 망 등을 통하여 환자가 이격지에서 심전도 등을 측정하고 측정된 데이터가 관리자(의사)에게 전송될 수 있도록 하는 시스템(특허출원 제10-2008-0028231호 참조)이 있다. 그러나 종래의 생체 신호 측정 장치는, 패치형으로서, 환자가 측정 장치를 직접 부착해야하거나, 관리자가 부착해준 상태가 이격지에서 변형될 수 있으므로, 특히 심전도와 같이 측정 위치가 중요한 생체 신호의 경우에는, 측정의 정확도가 매우 떨어지는 문제가 발생하였다. 또한, 부착 상태를 유지하기 위한 노력이 필요하고, 많은 케이블들로 인하여 상당한 불편을 감수해야했다.
최근에는, 종래 측정 장치의 문제를 해결하기 위하여, 피부에 직접 이식하거나 삽입하는 형태의 생체 신호 측정 센서에 대한 연구가 이루어지고 있다. 생체 삽입형 생체 신호 측정 센서는, 피부에 침습적으로 삽입되는 것이므로, 초소형으로 제작되는 것이 바람직하고, 신체 무속성을 높이기 위해서는 부수적 외부 장치와의 케이블선을 통한 연결을 최소화하여야 한다. 즉, 소형화된 센서 내부에 측정, 연산, 통신 및 전원 기능이 모두 구비되어야 하고, 각 기능은 외부 장치와 무선으로 연결될 수 있는 모듈의 개발이 요구되고 있으나, 구체적 모듈 및 시스템에 대한 개발은 미비한 실정이다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 내부 전극, 단일 전원 연산 증폭기를 포함하는 신호 처리 모듈, ATTiny 10 기반의 플래시 메모리(1024bytes), SRAM(32bytes), ADC(8bit, 4channel)와 타이머(16bit)로 구성되는 마이크로컨트롤러, 및 ㎃X7044 등의 무선 송신칩으로 구성되는 무선 송신 모듈을 포함하는 생체 삽입형 심전도 센서를 이용함으로써, 생체 삽입 센서의 신체 무구속성을 높이고, 안정적으로 실시간 심전도 데이터 전송을 가능하게 하며, 무선 전원 모듈을 더 포함함으로써, 장시간 심전도를 측정 및 모니터링 할 수 있는, 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서 및 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서는,
심전도 측정을 위하여 생체 내에 삽입되어 생체 신호를 감지하는 내부 전극;
상기 내부 전극이 감지한 신호를 계측, 증폭 및 필터링하는 신호 처리 모듈;
상기 신호 처리 모듈로부터 전달받은 신호를 연산 및 변환하여 심전도 데이터로 처리하고, 처리된 심전도 데이터의 전송을 제어하는 마이크로컨트롤러; 및
상기 마이크로컨트롤러로부터 전송받은 심전도 데이터를 외부 수신기에 무선으로 송신하는 무선 송신 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 내부 전극은,
금 전극(Gold electrode)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 신호 처리 모듈은,
단일 전원 연산 증폭기(Single Op-amp)를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 마이크로컨트롤러는,
비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 아날로그 디지털 컨버터, 및 타이머를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 무선 송신 모듈은,
송신 주파수가 300 내지 450㎒일 수 있다.
바람직하게는, 상기 무선 송신 모듈에서,
송신되는 데이터 포맷은 OOK(on-off-keying)/ASK(amplitude shift keying)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 생체 삽입형 심전도 센서는,
너비가 4.5 내지 5.5㎜이고, 길이는 29.5 내지 30.5㎜이며, 두께는 0.3 내지 0.5㎜로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 생체 삽입형 심전도 센서는,
충전용 코일, 상기 충전용 코일을 통하여 유도된 전력을 수신하는 무선 전력 수신부, 및 상기 수신된 전력을 충전하는 충전용 배터리부를 포함하는 무선 전원 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템은,
심전도 측정을 위하여 생체 내에 삽입되어 생체 신호를 감지하는 내부 전극, 상기 내부 전극이 감지한 신호를 계측, 증폭 및 필터링하는 신호 처리 모듈, 상기 신호 처리 모듈로부터 전달받은 신호를 연산 및 변환하여 심전도 데이터로 처리하고, 처리된 심전도 데이터의 전송을 제어하는 마이크로컨트롤러, 및 상기 마이크로컨트롤러로부터 전송받은 심전도 데이터를 외부 수신기에 무선으로 송신하는 무선 송신 모듈을 포함하여 구성되는 생체 삽입형 심전도 센서;
상기 생체 삽입형 심전도 센서의 무선 송신 모듈과 통신하여 상기 심전도 데이터를 수신하는 심전도 데이터 수신 모듈;
상기 심전도 데이터 수신 모듈과 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 데이터를 중앙 서버에 전송하는 심전도 데이터 전송 모듈; 및
상기 데이터 전송 모듈을 통하여 상기 심전도 데이터를 전송받는 중앙 서버를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 생체 삽입형 심전도 센서의 내부 전극은, 금 전극(Gold electrode)일 수 있다.
바람직하게는,
상기 생체 삽입형 심전도 센서의 상기 신호 처리 모듈은, 단일 전원 연산 증폭기(Single Op-amp)를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는,
상기 생체 삽입형 심전도 센서의 상기 마이크로컨트롤러는, 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 아날로그 디지털컨버터, 및 타이머를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는,
상기 생체 삽입형 심전도 센서의 상기 무선 송신 모듈은,
송신 주파수가 300 내지 450㎒일 수 있다.
바람직하게는,
상기 생체 삽입형 심전도 센서의 상기 무선 송신 모듈에서 송신되는 데이터 포맷은 OOK(on-off-keying)/ASK(amplitude shift keying)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 생체 삽입형 심전도 센서는,
너비가 4.5 내지 5.5㎜이고, 길이는 29.5 내지 30.5㎜이며, 두께는 0.3 내지 0.5㎜로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 생체 삽입형 심전도 센서는,
충전용 코일, 상기 충전용 코일을 통하여 유도된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 모듈, 및 상기 수신된 전력을 충전하는 충전용 배터리 모듈을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 심전도 데이터 수신 모듈은,
상기 심전도 데이터를 상기 심전도 데이터 전송 모듈로 전송하는 CPLD(Complex Progra㎜able Logic Device)를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 심전도 데이터 전송 모듈은,
상기 심전도 데이터 수신 모듈과 직렬 포트로 연결되고,
와이파이 모듈을 포함하여 와이파이 망을 통하여 상기 중앙 서버에 상기 심전도 데이터를 전송할 수 있다.
바람직하게는, 상기 중앙 서버는,
상기 사용자 식별 코드별로 분류된 심전도 데이터를 전송받아 실시간으로 디스플레이하고, 상기 데이터를 사용자별, 시간별로 구분하여 저장하며, 저장된 심전도 데이터를 호출하여 실시간으로 출력할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서 및 시스템에 따르면, 내부 전극, 단일 전원 연산 증폭기를 포함하는 신호 처리 모듈, ATTiny 10 기반의 플래시 메모리(1024bytes), SRAM(32bytes), ADC(8bit, 4channel) 및 타이머(16bit)로 구성되는 마이크로컨트롤러, 및 ㎃X7044 등의 무선 송신칩으로 구성되는 무선 송신 모듈을 포함하는 생체 삽입형 심전도 센서를 이용함으로써, 생체 삽입 센서의 신체 무구속성을 높이고, 안정적으로 실시간 심전도 데이터 전송을 가능하게 하며, 무선 전원 모듈을 더 포함함으로써, 장시간 심전도를 측정 및 모니터링 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서의 구성을 도식화한 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서의 구성을 도식화한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서에서 신호 처리 모듈에 구비되는 단일 전원 연산 증폭기를 구성하는 회로도를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서에서 마이크로컨트롤러 및 무선 송신 모듈을 구성하는 회로도를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서의 구성을 도식화한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서의 형태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템의 구성을 도식화한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템의 구성을 도식화한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서의 구성을 도식화한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생세 삽입형 심전도 센서는, 내부 전극(100), 신호 처리 모듈(200), 마이크로컨트롤러(300) 및 무선 송신 모듈(400)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서의 구성을 도식화한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 내부 전극(100)은 금 전극(110)일 수 있고, 신호 처리 모듈(200)은 단일 전원 연산 증폭기(210)를 포함하여 구성될 수 있으며, 마이크로컨트롤러(300)는 비휘발성 메모리(310), 휘발성 메모리(320), 아날로그 디지털 컨버터(330) 및 타이머(340)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하에서는 도 1 및 도 2에 개시된 각 구성에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
내부 전극(100)은, 심전도 측정을 위하여 생체 내에 삽입되어 생체 신호를 감지하는 역할을 할 수 있다. 내부 전극(100)은 표피 내부에 완전히 삽입 또는 이식되는 것이므로 피부나 세포외용액이 전해질 역할을 하여 인터페이스의 제약 조건이 감소한다는 장점이 있다. 또한, 종래의 패치형과 달리 장시간 동안 실시간 측정 시 안정적으로 접촉을 유지하기 위해 노력을 기울일 필요가 없으며, 일관되게 정확한 위치에서 측정되므로 정밀한 측정이 가능하다. 바람직하게는 금 전극(Gold electrode)을 이용할 수 있다.
신호 처리 모듈(200)은, 내부 전극이 감지한 신호를 계측, 증폭 및 필터링하는 역할을 할 수 있다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 신호 처리 모듈(200)은 아날로그 서킷을 이용하여 감지된 신호를 심전도 측정에 부합되는 약적 수치로 계측(Instrumentation)하고, 신호를 증폭(Amplification)하며, 증폭된 신호를 필터링(Filtering)할 수 있다. 필터링된 신호는 마이크로컨트롤러(300, MCU)로 전송되고, 무선 송신 모듈(Wireless chip, 400)을 통하여 외부에 구비된 수신기로 송신될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서에서 신호 처리 모듈에 구비되는 단일 전원 연산 증폭기를 구성하는 회로도를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 증폭용 OP-amp는 단일 전원 연산 증폭기(Single Op-amp, 210)를 포함하여 구성될 수 있으며, 실시예에 따라서는 OPA333을 사용할 수 있다.
마이크로컨트롤러(300)는, 신호 처리 모듈로부터 전달받은 신호를 연산 및 변환하여 심전도 데이터로 처리하고, 처리된 심전도 데이터의 전송을 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 바람직하게는, 비휘발성 메모리(310, 예: 플래시 메모리, 1024bytes), 휘발성 메모리(320, 예: SRAM, 32bytes), 아날로그 디지털 컨버터(330, 예: 8bit, 4channel) 및 타이머(340, 예: 16bit)를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 휘발성 메모리(320)에는 전원이 작동하여 측정 및 전달되는 데이터가 임시 저장될 수 있고, 비휘발성 메모리(310)에는 컨트롤 관련 정보(데이터 측정 및 데이터 전송 시간, 횟수)와 기타 데이터가 저장될 수 있으며, 타이머(340)를 통해 설정된 시간에 데이터를 전송받고 전달하는 일련의 센서 작동 컨트롤이 효율적으로 수행될 수 있다. 본 발명에서 제안하는 생체 삽입형 센서는 전원 공급 및 관리가 중요한바, 메모리(310, 320) 및 타이머(340)를 이용함으로써, 효율적으로 데이터의 전달 및 저장이 수행될 수 있다. 아날로그 디지털 컨버터(330)는 아날로그 신호인 측정 전위 신호를 디지털 신호인 실제 전위 데이터로 변환하여 출력할 수 있다. 여기서, 실제 전위 데이터는 측정 전위 신호의 양자화된 값일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서에서 마이크로컨트롤러 및 무선 송신 모듈을 구성하는 회로도를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로컨트롤러(300)는 ATtiny10(8-bit Micro controller)에 기반하여 구성될 수 있는데, ATtiny10은, 12㎒의 처리 속도를 가지고 1.8 내지 5.5V의 전원을 가지며 8bit 16개 레지스터, 6개 핀(pin)을 가진다.
무선 송신 모듈(400)은, 마이크로컨트롤러(300)로부터 전송받은 심전도 데이터를 외부 수신기에 무선으로 송신하는 역할을 수행할 수 있다. 바람직하게는, 송신 주파수가 300 내지 450㎒일 수 있으며, 송신되는 데이터 포맷은 OOK(on-off-keying)/ASK(amplitude shift keying)일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 무선 송신 모듈(400)은 ㎃X7044에 기반하여 구성될 수 있다. ㎃X7044에 기반하는 송신 칩은 전원 전압이 2.1 내지 3.6V이고, 데이터 속도는 100kbps이며, 출력 전력은 50Ω 부하에 대한 13dBm이고, 전원 전류는 7.7㎃이하이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서의 구성을 도식화한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 생체 삽입형 심전도 센서는, 충전용 코일(510), 충전용 코일(510)을 통하여 유도된 전력을 수신하는 무선 전력 수신부(520), 및 수신된 전력을 충전하는 충전용 배터리부(530)를 포함하는 무선 전원 모듈(500)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 센서 외측 면에 감겨진 충전용 코일(400)을 통하여 무선으로 전력을 수신받고, 수신받은 전력을 충전용 배터리부(530)를 통하여 전력을 계속해서 충전하여 사용하도록 구성할 수 있다. 이와 같이 무선으로 전력을 충전하는 구성을 채택함으로써, 전원 모듈을 최소화하여 센서 크기를 줄이고, 케이블 연결로 인한 신체 구속 문제를 해결하며, 장시간 동안 안정적으로 심전도 데이터를 측정할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서의 형태를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 생체 삽입형 심전도 센서의 구성 방식에 따르면, 너비가 4.5 내지 5.5㎜이고, 길이는 29.5 내지 30.5㎜이며, 두께는 0.3 내지 0.5㎜로 형성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 동작 전압은 3V, 동작 전류는 6㎃, 송신주파수는 434㎒, 송신 데이터량은 4800bps, 송신 전력은 -10dBm, A/D 해상도는 10bit, A/D 샘플은 300sample/s일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템의 구성을 도식화한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템은, 생체 삽입형 심전도 센서(10), 심전도 데이터 수신 모듈(20), 심전도 데이터 전송 모듈(30) 및 중앙 서버(40)를 포함하여 구성될 수 있다. 생체 삽입형 심전도 센서(10)는 앞서 도 1 내지 7과 관련하여 설명한 바와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템의 구성을 도식화한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 심전도 데이터 수신 모듈(20)은, 생체 삽입형 심전도 센서(10)의 무선 송신 모듈(400)과 통신하여 심전도 데이터를 수신하는 역할을 수행할 수 있고, 심전도 데이터 전송 모듈(30)은, 심전도 데이터 수신 모듈(20)과 유선 또는 무선으로 연결되어 심전도 데이터를 중앙 서버(40)에 전송하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 도 9 및 10에 도시된 바와 같이, 심전도 데이터 수신 모듈(20)은 CPLD(Complex Progra㎜able Logic Device)를 포함하여 구성될 수 있고, 심전도 데이터 전송 모듈(30)은 와이파이 모듈(31)을 포함하여 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, CPLD(Complex Progra㎜able Logic Device)는 심전도 데이터를 심전도 데이터 전송 모듈(30)로 전송하는 역할을 수행할 수 있고, 실시예에 따라서는, 무선 송신 모듈(400. Wireless transmitter)은 ㎃X 7044 기반으로 구성될 수 있고, 심전도 데이터 수신 모듈(20, Receiver)은 ㎃X 1744, XC2C128 기반으로 구성될 수 있다. 또한, 심전도 데이터 전송 모듈(30)은, 심전도 데이터 수신 모듈(20)과 직렬 포트(예: RS232)로 연결될 수 있고, 와이파이 망을 통하여 중앙 서버(40)에 심전도 데이터를 전송할 수 있다.
중앙 서버(40)는, 데이터 전송 모듈(30)을 통하여 심전도 데이터를 전송받을 수 있다. 바람직하게는, 사용자 식별 코드별로 분류된 심전도 데이터를 전송받아 실시간으로 디스플레이하고, 데이터를 사용자별, 시간별로 구분하여 저장하며, 저장된 심전도 데이터를 호출하여 실시간으로 출력할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 본 발명의 일실시예에 따른 생체 삽입형 심전도 센서
20: 심전도 데이터 수신 모듈 21: CPLD
30: 심전도 데이터 전송 모듈 31: 와이파이 모듈
40: 중앙 서버 100: 내부 전극
110: 금 전극 200: 신호 처리 모듈
210: 단일 전원 연산 증폭기 300: 마인드컨트롤러
310: 비휘발성 메모리 320: 휘발성 메모리
330: 아날로그 디지털 컨버터 340: 타이머
400: 무선 송신 모듈 500: 무선 전원 모듈
510: 충전용 코일 520: 무선 전력 수신부
530: 충전용 배터리부

Claims (19)

  1. 생체 삽입형 심전도 센서로서,
    심전도 측정을 위하여 생체 내에 삽입되어 생체 신호를 감지하는 내부 전극;
    상기 내부 전극이 감지한 신호를 계측, 증폭 및 필터링하는 신호 처리 모듈;
    상기 신호 처리 모듈로부터 전달받은 신호를 연산 및 변환하여 심전도 데이터로 처리하고, 처리된 심전도 데이터의 전송을 제어하는 마이크로컨트롤러; 및
    상기 마이크로컨트롤러로부터 전송받은 심전도 데이터를 외부 수신기에 무선으로 송신하는 무선 송신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내부 전극은,
    금 전극(Gold electrode)인 것을 특징으로 하는, 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리 모듈은,
    단일 전원 연산 증폭기(Single Op-amp)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러는,
    비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 아날로그 디지털 컨버터, 및 타이머를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 무선 송신 모듈은,
    송신 주파수가 300 내지 450㎒인 것을 특징으로 하는, 선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 무선 송신 모듈에서,
    송신되는 데이터 포맷은 OOK(on-off-keying)/ASK(amplitude shift keying)인 것을 특징으로 하는, 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서.
  7. 제1항에 있어서, 상기 생체 삽입형 심전도 센서는,
    너비가 4.5 내지 5.5㎜이고, 길이는 29.5 내지 30.5㎜이며, 두께는 0.3 내지 0.5㎜로 형성되는 것을 특징으로 하는, 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서.
  8. 제1항에 있어서, 상기 생체 삽입형 심전도 센서는,
    충전용 코일, 상기 충전용 코일을 통하여 유도된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 모듈, 및 상기 수신된 전력을 충전하는 충전용 배터리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선으로 심전도 데이터를 중앙 서버에 전송하는 생체 삽입형 심전도 센서.
  9. 무선 심전도 데이터 전송 시스템으로서,
    심전도 측정을 위하여 생체 내에 삽입되어 생체 신호를 감지하는 내부 전극, 상기 내부 전극이 감지한 신호를 계측, 증폭 및 필터링하는 신호 처리 모듈, 상기 신호 처리 모듈로부터 전달받은 신호를 연산 및 변환하여 심전도 데이터로 처리하고, 처리된 심전도 데이터의 전송을 제어하는 마이크로컨트롤러, 및 상기 마이크로컨트롤러로부터 전송받은 심전도 데이터를 외부 수신기에 무선으로 송신하는 무선 송신 모듈을 포함하여 구성되는 생체 삽입형 심전도 센서;
    상기 생체 삽입형 심전도 센서의 무선 송신 모듈과 통신하여 상기 심전도 데이터를 수신하는 심전도 데이터 수신 모듈;
    상기 심전도 데이터 수신 모듈과 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 데이터를 중앙 서버에 전송하는 심전도 데이터 전송 모듈; 및
    상기 데이터 전송 모듈을 통하여 상기 심전도 데이터를 전송받는 중앙 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 생체 삽입형 심전도 센서의 내부 전극은, 금 전극(Gold electrode)인 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 생체 삽입형 심전도 센서의 상기 신호 처리 모듈은, 단일 전원 연산 증폭기(Single Op-amp)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 생체 삽입형 심전도 센서의 상기 마이크로컨트롤러는, 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 아날로그 디지털 컨버터, 및 타이머를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 생체 삽입형 심전도 센서의 상기 무선 송신 모듈은,
    송신 주파수가 300 내지 450㎒인 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 생체 삽입형 심전도 센서의 상기 무선 송신 모듈에서 송신되는 데이터 포맷은 OOK(on-off-keying)/ASK(amplitude shift keying)인 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
  15. 제9항에 있어서, 상기 생체 삽입형 심전도 센서는,
    너비가 4.5 내지 5.5㎜이고, 길이는 29.5 내지 30.5㎜이며, 두께는 0.3 내지 0.5㎜로 형성되는 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
  16. 제9항에 있어서, 상기 생체 삽입형 심전도 센서는,
    충전용 코일, 상기 충전용 코일을 통하여 유도된 전력을 수신하는 무선 전력 수신 모듈, 및 상기 수신된 전력을 충전하는 충전용 배터리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
  17. 제9항에 있어서, 상기 심전도 데이터 수신 모듈은,
    상기 심전도 데이터를 상기 심전도 데이터 전송 모듈로 전송하는 CPLD(Complex Progra㎜able Logic Device)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
  18. 제9항에 있어서, 상기 심전도 데이터 전송 모듈은,
    상기 심전도 데이터 수신 모듈과 직렬 포트로 연결되고,
    와이파이 모듈을 포함하여 와이파이 망을 통하여 상기 중앙 서버에 상기 심전도 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
  19. 제9항에 있어서, 상기 중앙 서버는,
    상기 사용자 식별 코드별로 분류된 심전도 데이터를 전송받아 실시간으로 디스플레이하고, 상기 데이터를 사용자별, 시간별로 구분하여 저장하며, 저장된 심전도 데이터를 호출하여 실시간으로 출력하는 것을 특징으로 하는, 생체 삽입형 무선 심전도 센서를 이용한 심전도 데이터 전송 시스템.
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