KR20160084980A - 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템 - Google Patents

스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160084980A
KR20160084980A KR1020150001761A KR20150001761A KR20160084980A KR 20160084980 A KR20160084980 A KR 20160084980A KR 1020150001761 A KR1020150001761 A KR 1020150001761A KR 20150001761 A KR20150001761 A KR 20150001761A KR 20160084980 A KR20160084980 A KR 20160084980A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
electrocardiogram
audio
smartphone
sleeping
Prior art date
Application number
KR1020150001761A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101647431B1 (ko
Inventor
남윤영
한태양
박드리
Original Assignee
순천향대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 순천향대학교 산학협력단 filed Critical 순천향대학교 산학협력단
Priority to KR1020150001761A priority Critical patent/KR101647431B1/ko
Publication of KR20160084980A publication Critical patent/KR20160084980A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101647431B1 publication Critical patent/KR101647431B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4806—Sleep evaluation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4806—Sleep evaluation
    • A61B5/4818—Sleep apnoea
    • A61B5/0402—
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/0826—Detecting or evaluating apnoea events
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1116—Determining posture transitions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6898—Portable consumer electronic devices, e.g. music players, telephones, tablet computers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7275—Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/746—Alarms related to a physiological condition, e.g. details of setting alarm thresholds or avoiding false alarms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은 취침자가 자신의 수면상태를 모니터링할 수 있는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 특징은, 취침자가 휴대하는 스마트폰(100)의 움직임 및 움직임방향을 감지하는 움직임감지센서(200)와, 취침자의 숨소리를 입력받아서 오디오신호를 스마트폰(100)에 제공하는 오디오센서(300)와, 움직임감지센서(200)에서 센싱되는 움직임을 관리하는 움직임관리부(510)와, 오디오센서(300)를 통해 전송되는 오디오신호를 관리하는 오디오관리부(520)를 포함하고, 움직임관리부(510)에서 관리되는 움직임과 오디오관리부(520)에서 관리되는 오디오신호를 이용하여 취침자의 수면상태를 모니터링하는 수면모니터링애플리케이션(500)을 포함한다.

Description

스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템{A REAL-TIME SLEEP MONITORING SYSTEM USING A SMARTPHONE}
본 발명은 취침자가 자신의 수면상태를 모니터링할 수 있는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수면 무호흡은 수면 중에 일시적으로 호흡이 정지되는 현상을 말하며, 병태생리상 폐쇄성 무호흡증, 중추성 무호흡증, 혼합형 무호흡증으로 분류할 수 있다. 이 중에서 가장 빈번하게 발생되는 것은 상기도의 협착이나 폐쇄로 인하여 일정 기간 호흡이 줄거나 정지하는 폐쇄성 수면 무호흡증이다. 이러한 수면 무호흡증은 잠자는 동안 반복적으로 상기도가 막히는 현상이 일어나면서 산소포화도가 떨어지고 코골이를 동반하여 수면의 단절과 주간 졸림이 일어난다.
수면의 단절과 과도한 주간 졸음은 인지장애 즉, 기억력장애, 판단력장애, 집중력장애 등을 일으키며, 성욕 감퇴 및 발기부전 그리고 심혈관계 합병증으로 인한 고혈압, 부정맥, 심허혈 증상을 일으킬 수 있다. 사망률 역시 증가된다는 보고가 있으며, 과도한 주간 졸림증으로 인해 사고 및 외상의 위험이 증가하기도 한다.
수면 무호흡증의 진단 및 치료 방법을 선택하는 기준은 병력검사, 이학검사, 특수 검사 등으로 나눌 수 있다.
이 중 환자의 병력검사만으로는 민감도 60%, 특이도 63%에 그쳐 수면무호흡을 평가하는데 충분하지 못하다. 따라서, 특수 검사 특히, 수면다원검사를 같이 시행하여 환자의 수면 상태 및 수면 무호흡을 진단한다.
그러나, 수면 다원 검사는 수면질환의 총체적 검사법으로 좋은 진단법이지만 가격이 비싸고 번거로우며, 숙련된 인력과 노력이 요구되는 문제점이 있다.
따라서, 수면중 돌연사, 심정지로 인한 사망을 예방하기 위해 취침자의 계속적인 심박과 호흡을 모니터링할 수 있는 장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허청에 출원되어 등록된 등록특허공보 10-1096089(2011.12.13.)호가 게재되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 취침자가 자신의 수면상태를 모니터링할 수 있는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 과제는, 취침자가 휴대하는 스마트폰의 움직임으로 작동되어 스마트폰을 통해 입력되는 심전도와 오디오신호를 데이터화하여 체계적으로 관리할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 과제는, 수면중 돌연사, 심정지로 인한 사망을 예방하고자 계속적인 심박과 호흡을 모니터링할 수 있는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템은, 취침자가 휴대하는 스마트폰(100)의 움직임 및 움직임방향을 감지하는 움직임감지센서(200)와, 취침자의 숨소리를 입력받아서 오디오신호를 스마트폰(100)에 제공하는 오디오센서(300)와, 움직임감지센서(200)에서 센싱되는 움직임을 관리하는 움직임관리부(510)와, 오디오센서(300)를 통해 전송되는 오디오신호를 관리하는 오디오관리부(520)를 포함하고, 움직임관리부(510)에서 관리되는 움직임과 오디오관리부(520)에서 관리되는 오디오신호를 이용하여 취침자의 수면상태를 모니터링하는 수면모니터링애플리케이션(500)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 취침자가 자신의 수면상태를 모니터링할 수 있어서, 자신의 수면상태를 확인할 수 있고, 무호흡 및 뇌졸중도 확인할 수 있는 이점이 있다.
또한, 취침자가 휴대하는 스마트폰의 움직임으로 작동되어 스마트폰을 통해 입력되는 심전도와 오디오신호를 데이터화하여 체계적으로 관리할 수 있는 이점이 있다.
또한, 지속적으로 심박과 호흡을 모니터링할 수 있어서, 수면중 돌연사, 심정지로 인한 사망을 예방할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템을 개략적으로 보인 도면을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 적용되는 수면모니터링애플리케이션의 구성을 개략적으로 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 스마트폰을 취침자가 신체에 착용한 상태를 보인 사진이다.
도 4는 본 발명의 스마트폰을 통해 수면모니터링애플리케이션의 로딩화면과 메인화면을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 수면모니터링애플리케이션을 통해 지연시간을 설정하는 과정을 보인 도면을 도시한다.
도 6은 본 발명에 적용되는 마이크를 취침자가 얼굴에 고정시킨 상태를 보인 사진을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 수면모니터링애플리케이션을 통해 움직임감지센서와 오디오센서와 심전도측정장치에서 전송되는 신호들이 그래프로 보여지는 도면을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 수면모니터링애플리케이션을 통해 폐쇄성 무호흡증을 확인하는 과정을 보인 도면을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 수면모니터링애플리케이션을 통해 뇌졸중징후를 확인하는 과정을 보인 도면을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세히 살펴본다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템은, 움직임감지센서(200)와, 오디오센서(300)와, 수면모니터링애플리케이션(500)을 포함한다.
먼저, 스마트폰(100)은 수면모니터링애플리케이션(500)의 작동상태에 따른 특정화면이나 심전도에 대한 그래프 등을 디스플레이를 통해 표시할 수 있고, 움직임감지센서(200)가 내장될 수 있고, 오디오센서(300)가 유선이나 무선으로 연결될 수 있으며, 심전도측정장치(400)에서 전송되는 취침자의 심전도를 근거리무선통신으로 제공받는 블루투스모듈을 포함한다.
움직임감지센서(200)는 취침자가 휴대하는 스마트폰(100)의 움직임 및 움직임방향을 감지하는 가속도센서로 구성될 수 있다. 이러한, 가속도센서는 스마트폰(100)에 내장되어 스마트폰(100)의 움직임과 움직임방향을 감지하여 수면모니터링애플리케이션(500)에 제공할 수 있다.
*여기서, 취침자는 움직임감지센서(200)가 내장된 스마트폰(100)을 휴대한 상태로 취침할 수 있다. 즉, 취침자는 스마트폰(100)을 주머니에 넣거나 밴드를 이용하여 신체에 부착하여서 고정한 상태로 취침할 수 있다.
오디오센서(300)는 취침자의 숨소리를 입력받아서 오디오신호를 스마트폰(100)에 제공하는 마이크로폰으로 구성될 수 있다. 이러한, 오디오센서(300)는 사용자의 코에 근접되게 고정되어 숨소리를 입력받아서 스마트폰(100)로 제공할 수 있다.
또한, 오디오센서(300)는 취침자의 취침을 방해하지 않도록 협탁 등에 올려져 취침자와 이격된 상태로 숨소리를 입력받을 수 있다.
여기서, 취침자는 오디오센서(300)를 자신의 코에 근접되게 하면서 접착테이프나 고무밴드를 이용하여 고정한 상태로 취침할 수 있다.
수면모니터링애플리케이션(500)은 외부로부터 입력되는 취침자의 수면상태를 인식하여 데이터화하여 관리하면서 스마트폰(100)의 디스플레이로 출력하도록 스마트폰(100)에 설치된다.
수면모니터링애플리케이션(500)은 움직임감지센서(200)에서 센싱되는 움직임을 관리하는 움직임관리부(510)와, 오디오센서(300)를 통해 전송되는 오디오신호를 관리하는 오디오관리부(520)를 포함한다. 이러한, 수면모니터링애플리케이션(500)은 움직임관리부(510)에서 관리되는 움직임과 오디오관리부(520)에서 관리되는 오디오신호를 이용하여 취침자의 수면상태를 모니터링 할 수 있다.
움직임관리부(510)는 움직임감지센서(200)의 센싱을 인식하여 스마트폰(100)의 움직임 및 움직임방향을 측정하여 취침자의 다양한 취침자세를 측정하는 취침자세측정부(511)와, 이러한, 취침자세측정부(511)는 움직임감지센서(200)로부터 전달되는 2개의 데이터(움직임 및 움직임방향)를 이용하여 스마트폰(100)을 휴대한 취침자의 자세를 측정할 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 데이터 값의 변화를 완충하도록 데이터에 저역 통과 필터(Low-Pass Filter : LPF)를 적용해야 한다. 저역 통과 필터를 사용할 때에는 결과 데이터를 추출하기 위해 사용되는 알파(alpha) 값을 위해 아래의 수학식 1 및 수학식 2로 산출한다.
[수학식 1]
alpha = t / (t + dT)
상기 수학식 1에서
t : 저속 통과 필터의 시정수; 시정수란 센서가 가속도의 63%를 인지하는데 걸리는 시간
dT : 이벤트 전송률 혹은 이벤트 전송속도
alpha 값을 이용하여 저속 통과 필터를 적용한 중력데이터를 구한다.
[수학식 2]
중력 데이터 = alpha * 직전 중력 + (1 - alpha) * 로우 데이터
상기 수학식 2에서 로우 데이터에서 중력 데이터를 빼서 가속도를 계산한다.
가속도 = 로우 데이터 - 중력 데이터
이와 같이, 취침자세측정부(511)는 스마트폰(100)을 휴대하고 취침하는 취침자의 자세가 바로 누운 상태인지 옆으로 누운 상태인지 엎드린 상태인지를 측정할 수 있다.
그리고, 수면모니터링애플리케이션(500)은 계산된 가속도를 다음과 같은 수학식 3을 사용하여 액티 그래프를 구할 수 있다.
[수학식 3]
magnitude =
Figure pat00001
계산된 액티 그래프는 dat파일로 기록되고, 기록된 액티 그래프는 스마트폰(100)의 디스플레이로 출력될 수 있다.
취침자세측정부(511)에서 측정된 취침자의 다양한 취침자세를 체크하여 기록하는 취침자세체크부(512)를 포함한다.
자세체크부(512)에서 체크된 취침자가 어떤 자세를 몇 회 취했는지 스마트폰(100)의 화면을 통해 출력되므로 이를 확인할 수 있다.
따라서, 취침자는 취침 후에 자신이 어떤 자세를 몇 번씩 취하면서 취침하는지 스마트폰(100)을 통해 확인할 수 있다.
또한, 움직임관리부(510)는 취침자세측정부(511)에서 취침자의 자세가 바로 누운 자세나 엎드린 자세이면 시간을 카운팅하는 자세시간카운팅부(513)와, 자세시간카운팅부(513)에서 카운팅된 카운팅시간과 미리 설정된 기준시간을 비교하여 카운팅시간이 기준시간이상으로 지속되면 경고하는 취침자세경고부(514)를 더 포함한다. 여기서, 기준시간은 약20~30분으로 설정될 수 있다.
오디오관리부(520)는 오디오센서(300)에서 전송되는 오디오신호의 크기를 인식하는 오디오크기인식부(521)와, 오디오크기인식부(521)에서 인식된 오디오신호의 크기와 미리 설정된 기준신호크기를 비교하여 오디오신호의 크기가 기준신호크기보다 크면 이상으로 판단하는 오디오이상판단부(522)를 포함한다.
여기서, 오디오관리부(520)는 전송되는 오디오신호를 16비트 펄스 코드 변조를 사용하여 8khz로 기록된다. 그리고, 주변소음으로 인한 기본 노이즈를 제거하기 위해 50~-50사이의 값은 제거한다. 또한, 오디오 데이터는 dat파일과 wav 파일로 기록된다.
오디오크기인식부(521)는 오디오신호에서의 진폭의 크기를 인식할 수 있다.
오디오이상판단부(522)는 오디오크기인식부(521)를 통해 최초부터 소정시간동안 인식되는 오디오신호의 크기들의 평균을 산출하여 기준신호크기로 설정할 수 있다.
따라서, 오디오이상판단부(522)에서 이상으로 판단되면 취침자가 코를 골면서 취침하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 오디오관리부(520)는 오디오센서(300)에서 전송되는 오디오신호의 전송주기를 체크하는 전송주기체크부(523)와, 전송주기체크부(523)에서 체크되는 전송주기와 미리 설정된 기준주기를 비교하여 전송주기가 기준주기보다 길면 무호흡으로 판단하는 무호흡판단부(524)와, 무호흡판단부(524)에서 무호흡으로 판단되면 무호흡을 체크하는 무호흡체크부(525)를 포함한다.
여기서, 기준주기는 10초 동안으로 설정되는 것이 바람직하다.
따라서, 전송주기체크부(523)에서 체크되는 각각의 전송주기들은 무호흡판단부(524)를 통해 기준주기와 비교되어서 무호흡으로 판단되면 무호흡체크부(525)에서 체크된다. 즉, 무호흡으로 체크되는 횟수가 스마트폰(100)의 디스플레이를 통해 출력될 수 있어서 취침 중에 무호흡횟수를 확인할 수 있다.
또한, 오디오관리부(520)는 무호흡체크부(525)에서 체크된 무호흡횟수가 설정된 기준횟수 이상이면 경고하는 무호흡경고부(526)를 더 포함한다. 무호흡경고부(526)는 스마트폰(100)에 구비된 램프를 작동시켜서 빛으로 경고하거나 스마트폰(100)에 구비된 스피커를 작동시켜서 소리로 경고하여 취침자나 주변인에게 경고할 수 있다. 따라서, 취침자는 무호흡에 의한 산소부족 등에 의한 수면장애를 인식할 수 있다.
이와 같이, 구성되는 본 발명을 통해 취침자는 자신의 취침자세를 확인할 수 있어서 취침자세를 교정하도록 노력할 수 있고, 자신의 무호흡상태도 확인할 수 있어서 이에 대한 조취를 취할 수 있다.
따라서, 취침자는 수면 중에 발생되는 자신의 취침상태를 날마다 확인하여서 체계적으로 관리할 수 있다.
또한, 본 발명은 취침자의 신체에서 심장의 수축에 따른 활동 전류 및 활동 전취차를 측정하여 파상곡선으로 기록하는 심전도를 스마트폰(100)로 전송하는 심전도측정장치(400)를 더 포함한다.
이러한, 심전도측정장치(400)는 취침자의 신체에 부착되어 심장의 수축에 따른 활동 전류 및 활동 전위차를 센싱하는 심전도패드(410)와, 심전도패드(410)에서 센싱되는 심전도를 데이터화하는 심전도변환부(420)와, 심전도변환부(420)에서 변환된 데이터를 무선으로 스마트폰(100)로 전송하는 심전도블루투스모듈(430)을 포함한다.
또한, 수면모니터링애플리케이션(500)는 심전도측정장치(400)에서 측정되는 심전도를 관리하는 심전도관리부(530) 및 심전도관리부(530)에서 관리되는 심전도에서 심전도진폭 및 심전도주기의 순간적인 변동에 의한 심박변이율의 이상을 판단하여 부정맥을 판단하는 부정맥징후판단부(531)를 더 포함한다.
여기서, 부정맥징후판단부(531)는 심전도주기를 근거로 심박변이도 시계열 분석법의 RMSSD(the square root of the mean squared differences of successive NN intervals)를 이용하여 뇌졸중의 발명의 원인이 되는 부정맥을 판단하여서 뇌졸중징후를 판단할 수 있다.
즉, 심전도주기를 이용하는 수학식 을 통해 시계열 분석법(RMSSD)을 구하고, RMSSD > 0.05 이면 뇌졸중으로 판단한다.
뇌졸중징후를 판단하는 수학식 4는 다음과 같다.
[수학식 4]
NN intervals = rrmedian / sampling rate
Figure pat00002
상기 수학식 4에서와 같이, 취침자의 심전도를 측정하여서 뇌졸중징후를 판단할 수 있어서 이에 대한 조취를 취하여서 양질의 수면상태를 개선할 수 있으면서 쳬계적으로 건강을 관리할 수 있다.
또한, 섀넌 엔트로피(Shannon Entropy)를 이용하여 심전도에서 심전도진폭 및 심전도주기의 순간적인 변동에 의한 심박변이율의 이상을 판단하여 부정맥을 판단할 수 있다. 여기서, 섀넌 엔트로피는 확률변수에 대한 불확실성의 정량적 측정을 제공한다. 섀넌 엔트로피는 데이터의 일부 기간 동안에 규칙성을 나타내는 패턴의 실행 가능성을 정량화한다.
그리고, 수면모니터링애플리케이션(500)는 심전도관리부(530)에서 관리되는 심전도에서 심전도진폭 및 심전도주기의 변동이 설정된 시간동안 발생되지 않으면 경고하는 심정지경고부(532)를 더 포함한다. 이러한, 심정지경고부(532)는 빛으로 경고하는 램프이거나 소리로 경고하는 알람일 수 있다.
상기와 같이, 심정지경고부(532)에서 심전도진폭 및 심전도주기의 변동이 미리 설정된 시간동안 발생되지 않으면 수면중 심정지가 발생된 것으로 판단할 수 있으므로, 주변에 빛이나 소리로 경고하여 취침자의 수면중 심정지로 인한 사망사고를 예방할 수 있다.
이하, 본 발명의 작동과정을 설명한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 취침자는 스마트폰(100)을 자신의 신체에 고정한 상태로 취침자리에 눕는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수면모니터링애플리케이션(500)을 실행 시키면 로딩된 후에 스마트폰(100)을 통해 메인 화면이 디스플레이 된다. 메인화면에서 보이는 모니터링버튼, 데이터분석버튼, 뇌졸중분석버튼, 퀄리티분석버튼 들 중에서 모니터링버튼을 선택하면 수면모니터링애플리케이션(500)이 작동된다. 여기서, 데이터분석버튼을 선택하면 취침중에 발생된 취침자의 자세데이터와, 숨소리 데이터와, 심전도 데이터를 확인할 수 있고, 뇌졸중분석버튼을 선택하면 심전도관리부(530)에서 판단된 뇌졸중여부를 확인할 수 있으며, 퀄리티분석버튼을 선택하면 양질의 수면여부를 확인할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 수면모니터링애플리케이션(500)의 시간지연설정버튼을 선택하여 수면모니터링애플리케이션(500)가 소정시간 경과 후에 작동되도록 지연시간을 설정할 수 있다. 즉, 취침자가 완전한 취침상태를 이룬 상태에서 수면모니터링애플리케이션(500)가 작동되도록 취침자 자신에게 적합한 지연시간을 설정할 수 있다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 오디오센서(300)를 코에 근접시킨 상태로 고정시키고, 심전도측정장치(400)의 심전도패드(410)를 자신의 신체에 밀착시킨 상태로 취침한다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 수면모니터링애플리케이션(500)을 통해 심전도측정장치(400)에서 전송되는 취침자의 심전도 신호(ECG)가 그래프로 출력되고, 움직임감지센서(200)에서 센싱상태가 그래프로 출력되며, 오디오센서(300)로 입력되는 숨소리와 호흡도 그래프로 출력된다. 이때, 무호흡에 대한 횟수도 표시된다.
이와 같이, 취침이 이루어진 후에 도 8에 도시된 바와 같이, 수면모니터링애플리케이션(500)을 통해 취침한 날짜를 선택하면 폐쇄성 무호흡증(OSA)을 확인할 수 있고, 도 9에 도시된 바와 같이, 뇌졸중분석에 대한 원하는 날짜를 선택하고 심전도 신호(ECG)버튼을 선택하면 화면으로 출력되는 뇌졸중징후를 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 할 수 있어서, 건강을 관리할 수 있는 건강관리 시스템에 적용되어 널리 사용될 수 있는 매우 유용한 발명이라 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의의 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 스마트폰 200 : 움직임감지센서
300 : 오디오센서 400 : 심전도측정장치
410 : 심전도패드 420 : 심전도변환부
430 : 심전도블루투스모듈 500 : 수면모니터링애플리케이션
510 : 움직임관리부 511 : 취침자세측정부
512 : 취침자세체크부 513 : 자세시간카운팅부
514 : 취침자세경고부 520 : 오디오관리부
521 : 오디오크기인식부 522 : 오디오이상판단부
523 : 전송주기체크부 524 : 무호흡판단부
525 : 무호흡체크부 526 : 무호흡경고부
530 : 심전도관리부 531 : 부정맥징후판단부
532 : 심정지경고부

Claims (15)

  1. 취침자가 휴대하는 스마트폰(100)의 움직임 및 움직임방향을 감지하는 움직임감지센서(200)와,
    취침자의 숨소리를 입력받아서 오디오신호를 스마트폰(100)에 제공하는 오디오센서(300)와,
    움직임감지센서(200)에서 센싱되는 움직임을 관리하는 움직임관리부(510)와, 오디오센서(300)를 통해 전송되는 오디오신호를 관리하는 오디오관리부(520)를 포함하고, 움직임관리부(510)에서 관리되는 움직임과 오디오관리부(520)에서 관리되는 오디오신호를 이용하여 취침자의 수면상태를 모니터링하는 수면모니터링애플리케이션(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 움직임감지센서(200)는 취침자가 휴대하는 스마트폰(100)에 내장된 상태로 스마트폰(100)의 움직임 및 움직임방향을 감지하는 가속도센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 오디오센서(300)는 취침자의 숨소리를 입력받아서 오디오신호를 스마트폰(100)에 제공하는 마이크로폰으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 움직임관리부(510)는
    움직임감지센서(200)의 센싱을 인식하여 스마트폰(100)의 움직임 및 움직임방향을 측정하여 취침자의 다양한 취침자세를 측정하는 취침자세측정부(511)와,
    취침자세측정부(511)에서 취침자의 다양한 취침자세를 체크하여 기록하는 취침자세체크부(512)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서, 움직임관리부(510)는
    취침자세측정부(511)에서 취침자의 자세가 바로 누운 자세나 엎드린 자세이면 시간을 카운팅하는 자세시간카운팅부(513)와,
    자세시간카운팅부(513)에서 카운팅된 카운팅시간과 미리 설정된 기준시간을 비교하여 카운팅시간이 기준시간이상으로 지속되면 경고하는 취침자세경고부(514)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 오디오관리부(520)는
    오디오센서(300)에서 전송되는 오디오신호의 크기를 인식하는 오디오크기인식부(521)와,
    오디오크기인식부(521)인식부에서 인식된 오디오신호의 크기와 미리 설정된 기준신호크기를 비교하여 오디오신호의 크기가 기준신호크기보다 크면 이상으로 판단하는 오디오이상판단부(522)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 오디오이상판단부(522)는 오디오크기인식부(521)를 통해 최초부터 소정시간동안 인식되는 오디오신호의 크기들의 평균을 산출하여 기준신호크기로 설정하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서, 오디오관리부(520)는
    오디오센서(300)에서 전송되는 오디오신호의 전송주기를 체크하는 전송주기체크부(523)와,
    전송주기체크부(523)에서 체크되는 전송주기와 미리 설정된 기준주기를 비교하여 전송주기가 기준주기보다 길면 무호흡으로 판단하는 무호흡판단부(524)와,
    무호흡판단부(524)에서 무호흡으로 판단되면 무호흡을 체크하는 무호흡체크부(525)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 기준주기는 10초 동안으로 설정되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서, 오디오관리부(520)는 무호흡체크부(525)에서 체크된 무호흡횟수가 설정된 기준횟수 이상이면 경고하는 무호흡경고부(526)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서, 취침자의 신체에서 심전도를 측정하고 측정된 심전도를 데이터화하여 스마트폰(100)로 전송하는 심전도측정장치(400)를 더 포함하고,
    수면모니터링애플리케이션(500)는
    심전도측정장치(400)에서 측정되는 심전도를 관리하는 심전도관리부(530)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서, 심전도측정장치(400)는
    취침자의 신체에 부착되어 심장의 수축에 따른 활동 전류 및 활동 전위차를 센싱하는 심전도패드(410)와,
    심전도패드(410)에서 센싱되는 심전도를 데이터화하는 심전도변환부(420)와,
    심전도변환부(420)에서 변환된 데이터를 무선으로 스마트폰(100)로 전송하는 심전도블루투스모듈(430)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서, 심전도관리부(530)는 심전도측정장치(400)에서 측정되는 심전도에서 심전도진폭 및 심전도주기의 순간적인 변동에 의한 심박변이율의 이상을 판단하여 부정맥을 판단하는 부정맥징후판단부(531)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서, 부정맥징후판단부(531)는 심전도주기를 이용하는 수학식 을 통해 시계열 분석법(RMSSD)을 구하고, RMSSD > 0.05 이면 뇌졸중으로 판단하며,
    Figure pat00003

    여기서 NN intervals = rrmedian / sampling rate인 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
  15. 청구항 11에 있어서, 심전도관리부(530)는 전도측정장치(400)에서 측정되는 심전도에서 심전도진폭 및 심전도주기의 변동이 설정된 시간동안 발생되지 않으면 경고하는 심정지경고부(532)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템.
KR1020150001761A 2015-01-07 2015-01-07 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템 KR101647431B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150001761A KR101647431B1 (ko) 2015-01-07 2015-01-07 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150001761A KR101647431B1 (ko) 2015-01-07 2015-01-07 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160084980A true KR20160084980A (ko) 2016-07-15
KR101647431B1 KR101647431B1 (ko) 2016-08-10

Family

ID=56505904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150001761A KR101647431B1 (ko) 2015-01-07 2015-01-07 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101647431B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200129434A (ko) * 2019-05-08 2020-11-18 주식회사 엔플러그 수유를 위한 IoT 조명장치의 제어 시스템 및 방법
KR20220118688A (ko) 2021-02-19 2022-08-26 한양대학교 에리카산학협력단 스마트 발목 밴드, 스마트 발목 밴드를 이용한 신체 진단 시스템 및 신체 진단 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101912666B1 (ko) 2017-02-20 2018-12-28 가천대학교 산학협력단 수면상태 분석장치 및 수면상태 분석 방법
KR102324471B1 (ko) * 2019-06-03 2021-11-10 계명대학교 산학협력단 휴대형 수면 무호흡증 컴퓨터 보조 진단 센서 장치 및 그 제어 방법
KR102634326B1 (ko) 2021-10-13 2024-02-07 가천대학교 산학협력단 뇌파 기반의 수면안대 온도 제어장치 및 방법
KR102603248B1 (ko) * 2022-07-29 2023-11-16 주식회사 무니스 수면 중 뒤척임 측정 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101057001B1 (ko) * 2009-06-01 2011-08-16 (주)맨 텍 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템
US20110251504A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 The Johns Hopkins University Methods for determining risk of ventricular arrhythmia
KR20140144499A (ko) * 2013-06-11 2014-12-19 삼성전자주식회사 휴대 단말 장치를 이용한 수면 품질 측정 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101057001B1 (ko) * 2009-06-01 2011-08-16 (주)맨 텍 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템
US20110251504A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 The Johns Hopkins University Methods for determining risk of ventricular arrhythmia
KR20140144499A (ko) * 2013-06-11 2014-12-19 삼성전자주식회사 휴대 단말 장치를 이용한 수면 품질 측정 방법 및 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200129434A (ko) * 2019-05-08 2020-11-18 주식회사 엔플러그 수유를 위한 IoT 조명장치의 제어 시스템 및 방법
KR20220118688A (ko) 2021-02-19 2022-08-26 한양대학교 에리카산학협력단 스마트 발목 밴드, 스마트 발목 밴드를 이용한 신체 진단 시스템 및 신체 진단 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101647431B1 (ko) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101647431B1 (ko) 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템
JP6947875B2 (ja) 生体情報出力装置
CN108289639B (zh) 生物计量信息监测系统
EP3334337B1 (en) Monitoring of sleep phenomena
JP6497425B2 (ja) 心拍監視方法および装置
JP6216439B2 (ja) 目覚めに好適な人の睡眠段階を決定するための方法
CN112804941A (zh) 用于检测生理事件的装置和方法
JP4883380B2 (ja) 生体生理検出装置
JP2004154512A (ja) 生体信号強度測定方法、並びに就寝状態判定方法及び就寝状態監視装置
JP2007061203A (ja) 体温センサ付き検出端を用いた睡眠中呼吸音の解析による睡眠時無呼吸症候群の検出・評価システム
JP7297190B2 (ja) 警報発出システム
US10373714B1 (en) Determination of bed-time duration using wearable sensors
CN110876621A (zh) 一种基于神经网络的睡眠呼吸暂停综合症检测系统
JP2004130012A (ja) 生体信号強度測定方法、並びに就寝状態判定方法及び就寝状態監視装置
CN109730659B (zh) 一种基于微波信号监测的智能床垫
KR20120066868A (ko) 실시간 호흡 및 심박 측정을 통한 사용자의 건강상태 결정 장치 및 방법
JP2007151979A (ja) 被験者健康状態見守り装置
CA3100475C (en) Apparatus and a method for monitoring a patient during his sleep
JP2008080071A (ja) 睡眠の質評価装置
KR101332828B1 (ko) 수면패턴 검출장치를 이용한 수면장애 알림시스템
WO2017038966A1 (ja) 生体情報出力装置、生体情報出力方法及びプログラム
JP2001120507A (ja) 生命徴候検知及び異常判断を行う装置
CN111904399A (zh) 一种针对老年人的呼吸监测病床
JP2017080141A (ja) 呼吸解析装置、呼吸解析方法及びプログラム
US20240099592A1 (en) Monitoring of breathing and heart function

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190821

Year of fee payment: 4