KR20160139651A - 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템 - Google Patents

노령자 및 취약자 거동 관리 시스템 Download PDF

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권순범
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윤용기
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Abstract

본 발명은 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100)에 관한 것으로, UWB 임펄스 신호를 대상자(10)에 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하는 초광대역 레이더 모듈(110);과, 상기 수신된 대상자(10)에 대한 무선신호를 비교가능한 생체변환정보로 변환시키는 변환모듈(120);과, 상기 변환된 생체변환정보와 기 저장된 상기 대상자(10)의 생체기본정보를 비교하여 생체이상을 판단하는 생체이상 분석모듈(130);과, 상기 생체기본정보 및 상기 생체변환정보, 그리고 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 생체이상에 대한 정보를 저장하기 위한 메모리 모듈(140); 및 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 상기 생체 이상에 대한 정보를 무선망을 통해 외부 서버 또는 외부 단말에 전송하기 위한 무선통신모듈(150); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100)에 관한 것이다.

Description

노령자 및 취약자 거동 관리 시스템{Monitering System for the old and the weak}
본 발명은 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100)에 관한 것으로, UWB 임펄스 신호를 대상자(10)에 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하는 초광대역 레이더 모듈(110);과, 상기 수신된 대상자(10)에 대한 무선신호를 비교가능한 생체변환정보로 변환시키는 변환모듈(120);과, 상기 변환된 생체변환정보와 기 저장된 상기 대상자(10)의 생체기본정보를 비교하여 생체이상을 판단하는 생체이상 분석모듈(130);과, 상기 생체기본정보 및 상기 생체변환정보, 그리고 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 생체이상에 대한 정보를 저장하기 위한 메모리 모듈(140); 및 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 상기 생체 이상에 대한 정보를 무선망을 통해 외부 서버 또는 외부 단말에 전송하기 위한 무선통신모듈(150); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100)에 관한 것이다.
근래 들어, 산업 발전으로 핵가족화로 인한 사회 고 연령층의 건강관리 및 생활 소외의 문제가 자주 발생하고 있다. 또한, 고령화 현상 및 상해 질병으로 인한 집중 건강관리 대상자 수의 증가하고 있다.
이러한 고령자 또는 취약자의 경우, 주로 병상이나 침상에 있는 통상적인 입원 환자나 신생아 등의 경우와는 달리, 제한적이기는 하나 어느 정도의 거동이 가능하기에 실내에서 위치 이동이 빈번히 일어난다는 특성이 있다. 따라서, 하기 특허문헌 1의 "무선 측정 생체 신호를 이용한 신생아 건강 관리 시스템(공개특허 10-2012-0122148호)와 같이 일정한 위치에 있는 신생아를 대상으로 하는 기존의 관리 시스템은 적용하기 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 착용형 건강 감지 시스템의 경우, 대상자가 언제나 감시 시스템을 착용하고 있어야 하나, 치매 등에 의하여 통상적인 인지 기능에 문제가 있는 대상자의 경우 이와 같은 착용형 건강 감지 시스템의 상시적인 착용 상태를 보장하기 어렵다는 문제점이 있었다.
공개특허 제10-2012-0122148호
본 발명은 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하여, 특별한 장치를 신체에 착용할 필요 없이 간편한 방법으로 노약자 또는 집중 건강 모니터링이 필요한 환자의 건강 이상 여부를, 심박수 및 호흡수 움직임 상태 등을 측정해 모니터링함으로써 원격지의 보호자 및 의료진에게 알릴 수 있는 사용이 편리한 장치 및 서비스 제공 플랫폼을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
또한, 대상자가 특정 공간 내에서 거동을 하는 경우에도 초광대역 레이더의 대상물 탐지 및 추적 기능을 이용하여 대상자의 건강 상태를 계속적으로 모니터링하고 감지하는 것이 가능하도록 하는 것을 그 과제로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100)은, UWB 임펄스 신호를 대상자(10)에 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하는 초광대역 레이더 모듈(110);과, 상기 수신된 대상자(10)에 대한 무선신호를 비교가능한 생체변환정보로 변환시키는 변환모듈(120);과, 상기 변환된 생체변환정보와 기 저장된 상기 대상자(10)의 생체기본정보를 비교하여 생체이상을 판단하는 생체이상 분석모듈(130);과, 상기 생체기본정보 및 상기 생체변환정보, 그리고 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 생체이상에 대한 정보를 저장하기 위한 메모리 모듈(140); 및 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 상기 생체 이상에 대한 정보를 무선망을 통해 외부 서버 또는 외부 단말에 전송하기 위한 무선통신모듈(150); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 대상자(10)의 위치를 추적하여 탐색하는 기능을 더 수행하여, 상기 대상자(10)의 위치에 대하여 상기 초광대역 임펄스 신호를 조사하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대상자(10)의 현재 위치를 조사 구역에 포함하는 초광대역 레이더 모듈(110)이 상기 초광대역 임펄스 신호를 조사하고 반사되는 신호를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대상자(10)의 현재 위치를 향하여 상기 초광대역 레이더 모듈(110)이 향하도록 제어하는 대상자 추적 모듈(160); 을 더 포함하여 구성되고, 상기 초광대역 레이더 모듈(110)은 상기 대상자 추적 모듈(160)에 의하여 상기 대상자(10) 방향을 향하도록 한 후 상기 초광대역 임펄스 신호를 조사하고 반사되는 신호를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부 단말은 보호자(20) 또는 의료진(30) 중 어느 하나 이상을 포함하는 사용자의 외부 단말기인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부 서버는 의료기관 서버(40)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하는 경우, 특별한 장치를 신체에 착용할 필요 없이 간편한 방법으로 노약자 또는 집중 건강 모니터링이 필요한 환자의 건강 이상 여부를, 심박수 및 호흡수 움직임 상태 등을 측정해 모니터링함으로써 원격지의 보호자 및 의료진에게 알릴 수 있는 사용이 편리한 장치 및 서비스 제공 플랫폼을 제공하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 대상자가 특정 공간 내에서 거동을 하는 경우에도 초광대역 레이더의 대상물 탐지 및 추적 기능을 이용하여 대상자의 건강 상태를 계속적으로 모니터링하고 감지하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
도 1: 본 발명의 일 실시예에 의한 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템의 구성 블럭 다이어그램.
도 2: 본 발명의 일 실시예에 의한 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템의 초광대역 레이더 모듈의 기본적인 구성을 나타내는 모식도.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템의 초광대역 레이더 모듈의 기본적인 작동을 나타내는 모식도.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템의 초광대역 레이더 모듈의 흉강내 펄스-에코 딜레이 시간을 나타내는 그래프.
도 5: 본 발명의 일 실시예에 의한 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템의 초광대역 레이더 모듈의 흉강 조직에서 전송 안테나로부터 수신 안테나까지 순회한 펄스-에코 세기의 감소 예측 UWB 레이더 모델을 나타내는 그래프.
도 6: 본 발명의 일 실시예에 의한 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템의 대상자 이동시를 설명하기 위한 모식도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템을 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템은 도 1에 나타낸 것과 같이, UWB 임펄스 신호를 대상자(10)에 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하는 초광대역 레이더 모듈(110)과, 상기 수신된 대상자(10)에 대한 무선신호를 비교가능한 생체변환정보로 변환시키는 변환모듈(120)과, 상기 변환된 생체변환정보와 기 저장된 상기 대상자(10)의 생체기본정보를 비교하여 생체이상을 판단하는 생체이상 분석모듈(130)과, 상기 생체기본정보 및 상기 생체변환정보, 그리고 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 생체이상에 대한 정보를 저장하기 위한 메모리 모듈(140) 및 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 상기 생체 이상에 대한 정보를 무선망을 통해 외부 서버 또는 외부 단말에 전송하기 위한 무선통신모듈(150)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
먼저, 초광대역 레이더 모듈(110)에 관하여 설명한다. 상기 초광대역 레이더 모듈(110)은 도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같이, 측정하고자 하는 대상에 초광대역 임펄스 신호를 조사한 후, 상기 대상의 각 구성요소의 재질 등 특성에 따른 투과율 및 반사율의 차이에 따라 다르게 반사된 신호를 측정하는 레이더의 일종이다.
도 4는 UWB 레이더 모델에 의해 예상되는 대상자(10)의 흉강에서의 UWB 펄스-에코 딜레이 시간을 나타내는 그래프이고, 도 5는 상기 대상자(10)흉강 조직에서 전송 안테나로부터 수신 안테나까지 순회한 펄스-에코 세기의 감소 예측 UWB 레이더 모델을 나타내는 그래프이다. 도 4에서 각 스텝들은 각 경계에서 에코(echo)의 원인이 된다. 그래프의 감소는 조직에서의 선형적인 감쇠를 설명한다. 도 5에서 반사계수의 허수부와 복합 반사는 무시된다.
도 4를 참조하면, 피부(skin), 지방(fat), 근육(muscle), 연골(cartilage), 폐(lung), 심장(heart)으로 갈수록 UWB 임펄스의 진행 속도가 늦어지는 것을 알 수 있다. 도 5를 참조하면, 피부(skin), 지방(fat), 근육(muscle), 연골(cartilage), 폐(lung), 심장(heart)으로 갈수록 UWB 임펄스의 세기가 감소된다.
이와 같은 특성을 고려하여 상기 초광대역 레이더 모듈(110)에서 측정된 상기 대상자(10)로부터 반사되는 무선신호는 변환모듈(120)을 통하여 비교가능한 생체변환정보로 변환된다. 즉, 상기 대상자(10)로부터 반사되는 무선신호로부터 상기 대상자(10)의 심박수, 심박주기, 호흡수 및 호흡주기 등을 포함하는 실시간 생체 변환 정보를 획득한다. 즉, 적절한 파장(예를 들어 파장 12.5cm 내외의 마이크로웨이브) 또는 적절한 주파수(예를 들어 3~10Ghz 내외의 마이크로웨이브)의 무선주파수를 1mW - 10mW 범위의 출력으로 주사하면, 수분을 많이 함유하는 상기 대상자(10)의 인체 조직의 특성상 무선주파수를 반사하게 되는 데, 이때 폐와 심장은 공기 또는 혈액이 출입하고 수축 및 팽창이 주기적으로 반복되므로, 도플러 효과에 의해 반사되는 반송 무선주파수에 위상의 변화가 있게 된다. 따라서, 상기 변환모듈(120)은, 상기 대상자(10)로부터 반사되어 온 변조된 무선주파수를 통하여 심박수, 심박주기, 호흡수 및 호흡주기 등을 포함하는 실시간 생체 변환 정보를 획득할 수 있다.
한편, 상기 초광대역 레이더 모듈(110)은, 어느 정도의 거동이 가능하기에 실내에서 위치 이동이 빈번히 일어난다는 특성을 가지는 상기 대상자(10)의 위치를 추적하여 탐색하는 기능을 더 수행하여, 상기 대상자(10)의 위치에 대하여 상기 초광대역 임펄스 신호를 조사하도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 기능을 구현하는 실시예로는 다양한 실시예가 가능하며, 그 일 실시예로는 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 대상자(10)가 위치하는 공간 내에서 벽체(w)등 초광대역 임펄스 신호의 투과가 불가능한 구성 요소에 따른 암영대가 가능한 한 존재하지 않도록 초광대역 레이더 모듈(110)을 다수 개 배치하여 둔 후, 상기 대상자(10)의 현재 위치를 조사 구역에 포함하는 초광대역 레이더 모듈(도 6에에서 '110b'로 구분하여 표현)에서 상기 초광대역 임펄스 신호를 조사하고 반사되는 신호를 측정하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 대상자(10)의 위치를 추적하여 탐색하는 기능을 더 수행하는 다른 실시예의 경우, 도 1에 나타낸 것과 같이 상기 대상자(10)의 현재 위치를 향하여 상기 초광대역 레이더 모듈(110)이 향하도록 제어하는 대상자 추적 모듈(160)을 더 포함하여 구성되고, 상기 초광대역 레이더 모듈(110)은 상기 대상자 추적 모듈(160)에 의하여 상기 대상자(10) 방향을 향하도록 한 후 상기 초광대역 임펄스 신호를 조사하고 반사되는 신호를 측정하는 것도 가능하다.
다음으로, 생체이상 분석모듈(130)에 관하여 설명한다. 상기 생체이상 분석모듈(130)은 도 1에 나타낸 것과 같이, 상기 변환된 생체변환정보와 기 저장된 상기 대상자(10)의 생체기본정보(즉, 상기 대상자(10)에게 기대되거나 적용될 수 있는 안전한 건강 상태에서의 생체 기본 정보)를 비교하여 생체이상을 판단하는 기능을 가진다. 이 경우, 상기 생체기본정보 및 상기 생체변환정보, 그리고 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 생체이상에 대한 정보는 도 1에 나타낸 것과 같이 상기 메모리 모듈(140)에 누적되어 저장되고 관리된다.
한편, 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 상기 생체 이상에 대한 정보는 도 1에 나타낸 것과 같이 무선통신모듈(150)을 통하여 무선망을 통해 외부 서버 또는 외부 단말에 전송되도록 하는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 외부 단말은 즉각적으로 보하자 또는 의료진에게 상기 대상자(10)의 이상 상태를 알릴 수 있도록 상기 보호자(20) 또는 의료진(30) 중 어느 하나 이상을 포함하는 사용자의 외부 단말기인 것이 바람직하다. 또한, 상기 외부 서버는 의료기관 서버(40)를 포함하도록 하여, 전송된 상기 생체 이상에 대한 정보 상기 의료기관의 응급 담당 부서 등이 신속히 출동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 대상자 20: 보호자
30: 의료진 40: 의료기관 서버
100: 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템
110: 초광대역 레이더 모듈
120: 변환모듈
130: 생체이상 분석모듈
140: 메모리 모듈
150: 무선통신모듈
160: 대상자 추적 모듈

Claims (6)

  1. UWB 임펄스 신호를 대상자(10)에 조사시켜 반사되는 무선신호를 수신하는 초광대역 레이더 모듈(110);
    상기 수신된 대상자(10)에 대한 무선신호를 비교가능한 생체변환정보로 변환시키는 변환모듈(120);
    상기 변환된 생체변환정보와 기 저장된 상기 대상자(10)의 생체기본정보를 비교하여 생체이상을 판단하는 생체이상 분석모듈(130);
    상기 생체기본정보 및 상기 생체변환정보, 그리고 상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 생체이상에 대한 정보를 저장하기 위한 메모리 모듈(140); 및
    상기 생체이상 분석모듈(130)에 의해 판단된 상기 생체 이상에 대한 정보를 무선망을 통해 외부 서버 또는 외부 단말에 전송하기 위한 무선통신모듈(150); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100).
  2. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 초광대역 레이더 모듈(110)은 ,
    대상자(10)의 위치를 추적하여 탐색하는 기능을 더 수행하여, 상기 대상자(10)의 위치에 대하여 상기 초광대역 임펄스 신호를 조사하는 것을 특징으로 하는 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100).
  3. 청구항 제 2항에 있어서,
    상기 대상자(10)의 현재 위치를 조사 구역에 포함하는 초광대역 레이더 모듈(110)이 상기 초광대역 임펄스 신호를 조사하고 반사되는 신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100).
  4. 청구항 제 2항에 있어서,
    상기 대상자(10)의 현재 위치를 향하여 상기 초광대역 레이더 모듈(110)이 향하도록 제어하는 대상자 추적 모듈(160); 을 더 포함하여 구성되고,
    상기 초광대역 레이더 모듈(110)은 상기 대상자 추적 모듈(160)에 의하여 상기 대상자(10) 방향을 향하도록 한 후 상기 초광대역 임펄스 신호를 조사하고 반사되는 신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100).
  5. 청구항 제 3항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 단말은 보호자(20) 또는 의료진(30) 중 어느 하나 이상을 포함하는 사용자의 외부 단말기인 것을 특징으로 하는 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100).
  6. 청구항 제 3항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 서버는 의료기관 서버(40)인 것을 특징으로 하는 노령자 및 취약자 거동 관리 시스템(100).
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