KR20170051960A - 스마트 비데를 이용한 개인 건강 분석 방법 및 이러한 방법을 수행하는 스마트 비데 - Google Patents
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Abstract
스마트 비데를 이용한 개인 건강 분석 방법 및 이러한 방법을 수행하는 스마트 비데가 개시된다. 스마트 비데를 이용한 개인 건강 분석 방법은 영상 촬상 장치를 기반으로 사용자의 대변 또는 소변에 대한 영상 정보를 획득하고 영상 정보를 기반으로 사용자의 제1 건강 정보를 생성하는 단계, 센서를 기반으로 사용자의 생체 신호를 획득하고 생체 신호를 기반으로 사용자의 제2 건강 정보를 생성하는 단계와 제1 건강 정보 및 제2 건강 정보를 사용자의 사용자 장치로 전송하는 단계를 포함할 수 있되, 영상 촬상 장치는 스마트 비데의 접촉 커버 후면 부분의 하단에 구현되고, 센서는 접촉 커버 측면 부분에 구현될 수 있다.
Description
본 발명은 비데에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스마트 비데를 이용한 개인 건강 분석 방법 및 스마트 비데에 관한 것이다.
가정용 비데는 크게 두 가지로 전자식과 기계식 비데로 구분될 수 있다. 전자식 비데는 일본에서 개발된 시스템으로 온수 공급이 안되는 곳에서 필요한 시스템이다. 전자식 비데는 여러가지 센서들과, 물을 뿜어내는 모터, 열 드라이어 장치 등으로 구현되어 있다. 전자식 비데에서는 온수가 바로 사용 가능하다. 기계식 비데는 자연 수압을 이용하여 물을 분사시키는 방식으로 구현될 수 있다.
비데 시장은 점차적으로 커지고 있다. 업계 보도 자료에 따르면, 2005년 기준 국내 가정의 비데 보급율을 20% 선이었으나, 지속적으로 비데 보급율이 증가하는 추세이다.
이러한 비데 보급의 증가와 함께 스마트 폰의 발달, 사물 인터넷의 발달과 같은 통신 네트워킹 기술의 발달을 기반으로 이러한 통신 네트워킹 기술과 비데를 결합한 상품들도 지속적으로 등장하고 있다.
본 발명의 일 측면은 스마트 비데를 이용한 개인 건강 분석 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 개인 건강 분석을 수행하는 스마트 비데를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 스마트 비데를 이용한 개인 건강 분석 방법은 영상 촬상 장치를 기반으로 사용자의 대변 또는 소변에 대한 영상 정보를 획득하고 상기 영상 정보를 기반으로 상기 사용자의 제1 건강 정보를 생성하는 단계, 센서를 기반으로 사용자의 생체 신호를 획득하고 상기 생체 신호를 기반으로 상기 사용자의 제2 건강 정보를 생성하는 단계와 상기 제1 건강 정보 및 상기 제2 건강 정보를 상기 사용자의 사용자 장치로 전송하는 단계를 포함할 수 있되, 상기 영상 촬상 장치는 상기 스마트 비데의 접촉 커버 후면 부분의 하단에 구현되고 상기 센서는 접촉 커버 측면 부분에 구현될 수 있다.
한편, 상기 제1 건강 정보는 상기 영상 정보에 포함되는 상기 사용자의 대변의 특성 정보를 기반으로 획득되고, 상기 대변의 특성 정보는 대변 색깔 정보, 대변 모양 정보, 대변 무게/양 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 대변 색깔 정보는 복수의 색깔 스펙트럼 그룹 중 상기 대변의 색깔에 해당하는 색깔 스펙트럼 그룹에 대한 정보를 포함하고, 상기 색깔 스펙트럼 그룹은 상기 영상 정보에서 ROI(region of interest)를 결정하고, 상기 ROI에 대한 RGB 기반 분석을 통해 결정되고, 상기 복수의 색깔 스펙트럼 그룹은 갈색 그룹, 적색 그룹, 어두운 색 그룹 및 밝은 색 그룹을 포함할 수 있다.
또한, 상기 대변 모양 정보는 복수의 타입 중 상기 대변의 모양에 해당하는 타입에 대한 정보를 포함하고, 상기 복수의 타입은 제1 타입 내지 제7 타입을 포함하고, 상기 대변의 모양에 해당하는 타입은 상기 제1 타입 내지 상기 제7 타입 각각에 대응되는 복수의 템플릿 이미지와 상기 대변의 모양과의 유사도를 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 센서는 ECG(electocardiography) 센서 및 PGG(photoplethysmography) 센서를 포함하고, 상기 ECG 센서는 접촉 커버 측면 부분과 접촉하는 상기 사용자의 대퇴 이두부, 반건양근 부위를 통해 심전도 신호를 센싱하고, 상기 PGG 센서는 상기 접촉 커버 측면 부분과 접촉하는 상기 사용자의 신체 부위를 통해 맥박과 산소 포화도를 측정할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 개인 건강 분석을 위한 스마트 비데 시스템은 사용자의 대변 또는 소변에 대한 영상 정보를 획득하고 상기 영상 정보를 기반으로 상기 사용자의 제1 건강 정보를 생성하도록 구현되는 영상 촬상부, 사용자의 생체 신호를 획득하고 상기 생체 신호를 기반으로 상기 사용자의 제2 건강 정보를 생성하도록 구현되는 센서부와 상기 제1 건강 정보 및 상기 제2 건강 정보를 상기 사용자의 사용자 장치로 전송하도록 구현되는 통신부를 포함할 수 있되, 상기 영상 촬상부는 상기 스마트 비데의 접촉 커버 후면 부분의 하단에 구현되고, 상기 센서부는 접촉 커버 측면 부분에 구현될 수 있다.
한편, 상기 제1 건강 정보는 상기 영상 정보에 포함되는 상기 사용자의 대변의 특성 정보를 기반으로 획득되고, 상기 대변의 특성 정보는 대변 색깔 정보, 대변 모양 정보, 대변 무게/양 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 대변 색깔 정보는 복수의 색깔 스펙트럼 그룹 중 상기 대변의 색깔에 해당하는 색깔 스펙트럼 그룹에 대한 정보를 포함하고, 상기 색깔 스펙트럼 그룹은 상기 영상 정보에서 ROI(region of interest)를 결정하고, 상기 ROI에 대한 RGB 기반 분석을 통해 결정되고, 상기 복수의 색깔 스펙트럼 그룹은 갈색 그룹, 적색 그룹, 어두운 색 그룹 및 밝은 색 그룹을 포함할 수 있다.
또한, 상기 대변 모양 정보는 복수의 타입 중 상기 대변의 모양에 해당하는 타입에 대한 정보를 포함하고, 상기 복수의 타입은 제1 타입 내지 제7 타입을 포함하고, 상기 대변의 모양에 해당하는 타입은 상기 제1 타입 내지 상기 제7 타입 각각에 대응되는 복수의 템플릿 이미지와 상기 대변의 모양과의 유사도를 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 센서부는 ECG(electocardiography) 센서 및 PGG(photoplethysmography) 센서를 포함하고, 상기 ECG 센서는 접촉 커버 측면 부분과 접촉하는 상기 사용자의 대퇴 이두부, 반건양근 부위를 통해 심전도 신호를 센싱하고, 상기 PGG 센서는 상기 접촉 커버 측면 부분과 접촉하는 상기 사용자의 신체 부위를 통해 맥박과 산소 포화도를 측정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 비데를 이용한 개인 건강 분석 방법 및 이러한 방법을 수행하는 스마트 비데는 사용자의 대변, 소변 상태를 기반으로 사용자의 건강 상태를 분석하고 분석된 사용자의 건강 상태에 대한 정보를 사용자 장치를 통해 사용자에게 전송할 수 있다. 이뿐만 아니라, 추가적인 센서를 기반으로 수집된 사용자의 생체 신호를 기반으로 사용자의 건강 상태를 분석하여 분석된 사용자의 건강 상태에 대한 정보를 사용자 장치를 통해 사용자에게 전송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 비데 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변기 타입에 따른 영상 촬상 장치 및 센서 장치의 구현 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비데 타입에 따른 영상 촬상 장치 및 센서 장치의 구현 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자의 대변, 소변을 통한 대소변 정보 획득 방법이 개시된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 대변의 색깔을 기반으로 한 사용자의 건강 상태 분석을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 대변의 모양/수분 함량을 기반으로 한 사용자의 건강 상태 분석을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 대변의 특성을 분석하기 위한 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 소변의 특성을 분석하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 ECG 센서를 기반으로 사용자의 심전도를 분석하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 PPG 센서를 기반으로 생체 신호를 측정하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 온도 센서를 기반으로 사용자의 온도를 센싱하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 비데 시스템의 추가 기능을 나타낸 개념도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 비데 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변기 타입에 따른 영상 촬상 장치 및 센서 장치의 구현 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비데 타입에 따른 영상 촬상 장치 및 센서 장치의 구현 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자의 대변, 소변을 통한 대소변 정보 획득 방법이 개시된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 대변의 색깔을 기반으로 한 사용자의 건강 상태 분석을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 대변의 모양/수분 함량을 기반으로 한 사용자의 건강 상태 분석을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 대변의 특성을 분석하기 위한 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 소변의 특성을 분석하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 ECG 센서를 기반으로 사용자의 심전도를 분석하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 PPG 센서를 기반으로 생체 신호를 측정하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 온도 센서를 기반으로 사용자의 온도를 센싱하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 비데 시스템의 추가 기능을 나타낸 개념도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 비데 시스템을 나타낸 블록도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조 부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 사용자의 건강 관리 기능을 수행할 수 있는 스마트 비데가 개시된다. 스마트 비데는 대변 상태(컬러, 횟수, 변화 추이)를 분석하고, 혈압, 심장 질환을 모니터링하여 사용자의 건강 상태를 체크할 수 있다. 스마트 비데에 의해 체크된 사용자의 건강 상태는 개인 맞춤형 건강 관리를 위해 사용될 수 있다. 또한, 스마트 비데에 의해 체크된 결과는 의사에게 제공되어 사용자에 대한 진단시 참조 자료로서 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 비데 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 스마트 비데 시스템은 사용자의 대변, 소변을 통한 대소변 정보(100), 사용자와 스마트 비데와의 접촉을 기반으로 한 접촉 정보(120), 주변 기기를 통한 추가 건강 관련 정보(140)를 획득할 수 있다.
사용자의 대변, 소변을 통한 대소변 정보(100)는 사용자가 스마트 비데를 사용하여 대변 또는 소변을 볼 경우, 스마트 비데 시스템에 구현된 영상 촬상 기기, 화학 분석 기기 등을 기반으로 획득될 수 있다. 예를 들어, 스마트 비데 시스템은 영상 촬상 기기를 통해 대변의 색깔, 모양 양, 출혈 유무뿐만 아니라, 미생물(예를 들어, 기생충) 등의 존재 여부에 대한 정보도 획득할 수 있다.
사용자와 스마트 비데와의 접촉을 기반으로 한 접촉 정보(120)는 스마트 비데와 접촉되는 사용자의 신체 일부(예를 들어, 허벅지, 엉덩이 부위 등)를 기반으로 센서에 의해 센싱된 센싱 정보일 수 있다. 스마트 비데에 구현된 ECG(electocardiography), PPG(photoplethysmography)와 같은 센서를 기반으로 사용자의 심전도, 맥박 등에 대한 정보가 획득될 수 있다.
주변 기기를 통한 추가 건강 관련 정보(140)는 스마트 비데의 주변에 추가로 구현된 장치(예를 들어, 체중계, 혈압계) 등을 통해 획득되는 정보일 수 있다.
스마트 비데 시스템에 구현된 영상 촬상 장치, 센서가 바로 사용자의 건강 상태에 대한 분석을 수행하고, 결과 정보를 사용자에게 제공할 수도 있으나, 추가적으로 사용자 장치, 스마트 비데 서버를 통한 사용자의 건강 상태에 대한 분석이 수행될 수도 있다. 사용자 장치, 스마트 비데 서버도 하나의 스마트 비데 시스템으로 해석될 수 있다.
예를 들어, 영상 촬상 장치에 의해 생성된 영상 정보 및 센서에 의해 센싱된 센싱 정보는 무선 통신을 통해 사용자 장치(예를 들어, 사용자의 스마트 폰)으로 전송되어 사용자 장치에 구현된 건강 상태 분석 어플리케이션을 통해 분석될 수 있다. 사용자 장치에 의해 생성된 건강 상태 분석 결과는 사용자에게 제공될 수 있다.
또 다른 예를 들어, 영상 촬상 장치에 의해 생성된 영상 정보 및 센서에 의해 센싱된 센싱 정보는 사용자 장치를 통해 스마트 비데 서버로 전송될 수 있다. 스마트 비데 서버는 수신한 영상 정보 및 센싱 정보를 분석하고 건강 상태 분석 결과는 사용자 장치로 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스마트 비데 시스템은 사용자가 착용한 암 밴드를 식별하고, 암 밴드를 기반으로 스마트 비데를 사용한 사용자의 대/소변에 대한 영상 정보 및 암 밴드를 착용한 사용자의 신체 상태 정보를 스마트 비데 서버로 전송하여 관리할 수도 있다.
이러한 암 밴드 기반의 사용자의 건강 상태 분석을 위해 우선 사용자 별 암 밴드를 스마트 비데 시스템에 등록할 수 있다. 암 밴드 고유의 식별 정보가 스마트 비데 시스템에 등록되고, 암 밴드가 스마트 비데에 접근하는 경우, 암 밴드와 스마트 비데 사이의 네트워크가 형성될 수 있다. 예를 들어, 스마트 비데는 스캐닝 신호를 전송하여 인접한 암 밴드의 존재 여부에 대해 스캐닝할 수 있고, 특정 암 밴드가 일정 거리 이내에 있는 경우, 특정 암 밴드에 대응되는 사용자의 스마트 비데의 이용을 탐지할 수 있다. 즉, 스마트 비데는 암 밴드를 기반으로 사용자의 접근 여부를 확인할 수 있고, 사용자의 대/소변 촬상 영상 정보 및 사용자의 신체 상태 정보를 스마트 비데 서버로 전송할 수 있다.
이하, 스마트 비데로 표현되나, 위와 같은 건강 상태 분석을 위한 영상 촬상 장치 및 센서는 비데 구조가 아닌 다양한 변기에도 설치될 수 있다. 이하, 변기 타입에 따른 사용자의 대소변에 대한 정보(100)를 획득하기 위한 영상 촬상 장치 및 사용자와 변기와의 접촉을 기반으로 접촉 정보(120)를 획득하기 위한 센서 장치의 설치 방법이 구체적으로 개시된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변기 타입에 따른 영상 촬상 장치 및 센서 장치의 구현 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2에서는 에드-온(Add-on) 타입의 기존 변기/비데에서 영상 촬상 장치 및 센서 장치의 구현 방법이 개시된다.
도 2의 (A)에서는 에드-온 타입의 기존 변기/비데에 구현된 센서 장치(250)와 영상 촬상 장치(200)가 개시된다.
도 2의 (A)를 참조하면, 센서 장치(250)와 영상 촬상 장치(200)는 에드-온 타입의 기존 변기/비데의 쉬트(Sheet)에 패드 형태로 부착 될 수 있다. 영상 촬상 장치(200)는 영상 촬상을 위한 프로세싱을 수행하는 메인 보드와 베터리를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하, U 또는 O자 형태의 접촉 커버를 가지는 변기에서 사용자의 허벅지와 닫는 부분은 접촉 커버 측면 부분, 사용자의 엉덩이 골과 마주하는 부분은 접촉 커버 후면 부분이라는 용어로 표현될 수 있다.
영상 촬상 장치(200)는 접촉 커버 후면 부분의 하단에 구현되어 사용자의 대변 및/또는 소변에 대한 영상을 촬상할 수 있다.
도 2의 (B)를 참조하면, 영상 촬상 장치의 설치를 위한 설치 구조는 회전 구조를 가질 수 있다. 영상 촬상 장치는 회전 구조를 기반으로 접촉 커버 측면 부분, 접촉 커버 후면 부분의 서로 다른 기울기에 따라 적응적으로 설치될 수 있다 또한, 폭 조정을 위한 연성 재질로 구현될 수 있다. 즉, 설치 구조가 기존 변기의 다양한 형상 및 사이즈 대응을 위한 고정부와 변경부로 구성되고, 변경부를 통해 다양한 형상 및 사이즈에 대응한 영상 촬상 장치의 설치가 가능할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비데 타입에 따른 영상 촬상 장치 및 센서 장치의 구현 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3에서는 비데형/커버형의 변기에서 영상 촬상 장치 및 센서 장치의 설치 방법이 개시된다.
도 3을 참조하면, 영상 촬상 장치(300)는 접촉 커버 후면 부분의 하단에 구현되어 사용자의 대변 및/또는 소변에 대한 영상을 촬상할 수 있다. 또한, 센서(350)는 접촉 커버 측면 부분에 구현되어 사용자의 생체 신호를 센싱할 수 있다.
비데형 변기의 경우, 세정 노즐이 구현되어 있으므로 세정 노즐을 통해 분사되는 물을 사용하여 영상 촬상 장치(300)의 렌즈에 대한 세척이 가능하도록 세정 노즐의 위치와 영상 촬상 장치(300)의 렌즈의 위치가 조정될 수 있다.
이하, 영상 촬상 장치(300) 및 센서(350)로부터 획득된 정보를 기반으로 한 사용자의 정보 분석이 개시된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자의 대변, 소변을 통한 대소변 정보 획득 방법이 개시된다.
도 4에서는 사용자의 대변의 특성 정보를 기반으로 사용자의 건강 상태를 분석하는 방법이 개시된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 비데에서는 영상 촬상 장치에 의해 촬상된 대변 영상을 기반으로 대변의 특성 정보(색깔, 모양, 무게/양)에 대한 분석이 수행될 수 있다. 추가적인 정밀 분석으로 대변 영상을 기반으로 출혈 유무, 지방 포함 여부, 백혈구, 원생 동물, 기생충, 세균성 질환 여부 등에 대한 분석이 수행될 수도 있다.
예를 들어, 대변의 색깔을 갈색, 적색, 어두운색 계열, 밝은 색 계열로 구분하여 사용자의 건강 상태에 대한 분석이 수행될 수 있다. 갈색 계열이 정상 범위로 분류되고, 복수의 색깔 범주(또는 색깔 스펙트럼)(예를 들어, 4가지 색깔 범주)로 구분하여 사용자의 건강 상태에 대한 분석이 수행될 수 있다.
또한, 대변의 모양/수분 함량 정도에 따라 사용자의 대변은 타입1 내지 타입 7로 구분될 수 있다. 타입1~타입2는 수분 함량이 70% 이하인 대변을 지시하고, 타입3~타입4는 수분 함량이 70% 초과 80% 미만인 대변을 지시하고, 타입 5~타입7은 수분 함량이 80% 이상인 대변을 지시할 수 있다. 타입 3~타입4의 대변이 정상 범위로 분류될 수 있다. 각 타입에 대해서는 후술한다.
또한, 대변의 무게/양에 따라 사용자의 대변이 많음, 보통, 적음으로 분류될 수 있다. 일반적으로 100~250g의 대변이 정상 범위로 분류될 수 있다. 사용자의 대변이 기름지고 양이 많은 경우, 대장/직장/췌장염에 의한 흡수 장애가 의심될 수 있다.
이하, 구체적인 사용자의 대변의 특성 정보의 분류가 개시된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 대변의 색깔을 기반으로 한 사용자의 건강 상태 분석을 나타낸 개념도이다.
도 5를 참조하면, 다양한 색깔 스펙트럼에서 사용자의 대변 색깔과 유사도가 높은 색깔이 선택되고, 사용자의 대변 색깔과 대응되는 그룹에 대한 정보를 기반으로 사용자의 건강 상태가 분석될 수 있다. 사용자의 대변은 갈색 그룹, 적색 그룹, 어두운 색 그룹, 밝은 색 그룹 중 하나의 그룹으로 분류될 수 있다.
사용자의 대변이 갈색 그룹으로 분류되는 경우, 사용자의 대변은 건강한 대변(healthy stool)로 판단될 수 있다. 영양분에 따라 색의 변화도가 있으므로 섭취한 음식에 따른 색깔 스펙트럼의 조정이 필요하다.
사용자의 대변이 적색 그룹으로 분류되는 경우, 사용자의 대변은 혈변(bloody stool)로 판단될 수 있다. 많은 경우, 항문 부근(항문, 직장, 하부 대장)에서의 출혈로 인해 혈변이 발생될 수 있다. 또는 대장암, 콜레라와 같은 질환에 의해 혈변이 발생될 수 있다.
사용자의 대변이 어두운 색 그룹으로 분류되는 경우, 사용자의 대변은 변비성 대변(constipation stool)으로 판단될 수 있다. 많은 경우, 장 속에 오래 머무는 경우, 대변의 색이 진해질 수 있다. 또는 소화성 궤양, 위염, 위암과 같이 내부 소화 장기의 상태가 좋지 않거나 출혈로 인해 대변의 색이 진해질 수 있다.
사용자의 대변이 밝은 색 그룹으로 분류되는 경우, 사용자의 대변은 영향 불균형 대변(inanition stool)로 판단될 수 있다. 영양분이 모자란 경우 또는 담도 폐쇄 질환이 발생한 경우, 영향 불균형 대변이 발생될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 대변의 모양/수분 함량을 기반으로 한 사용자의 건강 상태 분석을 나타낸 개념도이다.
도 6을 참조하면, 사용자의 대변은 다양한 모양/수분 함량에 따라 타입1 내지 타입7로 구분될 수 있다.
타입1의 대변은 콩처럼 작고 딱딱한 모양을 가지는 수분 함량 70% 미만의 대변일 수 있다.
타입2의 대변은 딱딱하고 울퉁불퉁한 모양을 가지는 수분 함량 70% 미만의 대변일 수 있다.
타입 1 및 타입 2의 대변은 변비로 분류될 수 있다. 사용자의 대변이 타입 1 및 타입 2의 대변인 경우, 스마트 비데 시스템은 사용자에게 섬유질 위주의 식단 및 수분 섭취 및 운동을 사용자에게 추천할 수 있다. 또한, 사용자의 대변이 타입 1 및 타입 2의 대변인 경우, 스마트 비데 시스템은 장기간 지속서행성변비(척추 손상, 선천적으로 대장의 신경전도 시간이 느린 질환), 골반저근소실증(변이 배출되는 과정이 정상적으로 진행되지 않는 질환), 대장종양, 장폐색, 갑상선기능저하증 같은 대사성이상 등 기질적 질환의 가능성에 대해서도 사용자에게 알릴 수 있다.
타입3의 대변은 주름진 소시지 모양을 가지는 수분 함량 70% 이상~80% 미만의 대변일 수 있다.
타입4의 대변은 바나나 모양, 뱀 모양의 말랑말랑한 수분 함량 70%이상~80% 미만의 대변일 수 있다.
타입 3 및 타입 4의 대변은 정상으로 분류될 수 있다.
타입5의 대변은 경계가 분명한 덩어리 모양을 가지는 수분 함량 80% 이상의 대변일 수 있다.
타입6의 대변은 찐득찐득한 덩어리 모양을 가지는 수분 함량 80% 이상의 대변일 수 있다.
타입7의 대변은 덩어리 없이 물로 구성된 모양을 가지는 수분 함량 80% 이상의 대변일 수 있다.
타입 5 내지 타입 7의 대변은 설사 증세로 분류될 수 있다. 사용자의 대변이 타입 5 내지 타입 7의 대변인 경우, 스마트 비데 시스템은 배가 심하게 아프거나, 38.5℃이상의 고열로 힘들거나, 이틀이 넘도록 쉬지 않고 계속 설사를 한다면 병원을 찾아서 진단을 받아야 함을 사용자에게 알릴 수 있다. 또한, 설사는 대개 지나치게 많은 섬유질 섭취, 심한 스트레스, 상한 음식 섭취, 위장의 염증, 불결한 위생 관리로 병균이 우리 몸에 들어온 전염성인 경우가 많으므로 스마트 비데 시스템은 외출 후나 식사 전에는 항상 손을 깨끗하게 씻고 급성 설사 증세를 보인다면 끓여서 식힌 물과 죽, 미음을 먹으면서 배를 따뜻하게 할 것을 사용자에게 알릴 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 대변의 특성을 분석하기 위한 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7을 참조하면, 우선 변기 내에서 촬상 영역(region of interest, ROI)를 결정할 수 있다(단계 S700).
변기 내에서 영역은 복수의 영역으로 미리 분할되어 있을 수 있고, 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역이 촬상 영역으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 복수의 영역 중 사람의 대변 색깔의 스펙트럼에 포함되는 색깔을 가지는 영역으로 판단되는 영역이 대변이 위치한 영역으로 결정될 수 있고, 해당 영역이 촬상 영역으로 선택될 수 있다.
촬상 영역에서 RGB(red, green, blue) 히스토그램을 결정한다(단계 S710).
촬상 영역 내에 위치한 대변을 촬상하고 대변의 색깔 분석을 위해 촬상 영상에 대한 RGB 히스토그램을 결정한다.
RGB 값에 대한 정규화를 수행하고 전체 ROI 픽셀에 대한 RGB 값의 평균 비율을 결정한다(단계 S720).
광량과 무관하게 RGB 값을 결정하기 위해 RGB 값에 대한 정규화를 수행한다.
아래의 수학식을 기반으로 RGB 값에 대한 정규화가 수행될 수 있다.
<수학식>
여기서, r은 RGB 중 Red에 대응되는 값, g은 RGB 중 Green에 대응되는 값, b는 RGB 중 Blue에 대응되는 값일 수 있다.
정규화를 수행하고, 촬상 영역에 포함되는 전체 ROI 픽셀에 대한 RGB 값의 평균 비율을 결정할 수 있다.
미리 설정된 변의 색깔 스펙트럼과 비교하여 현재 대변에 해당하는 색깔 스펙트럼을 결정한다(단계 S730).
단계 S720을 기반으로 결정된 전체 ROI 픽셀에 대한 RGB 값의 평균 비율과 미리 설정된 변의 색깔 스펙트럼을 비교하여 현재 대변에 해당하는 색깔 스펙트럼이 결정된다.
예를 들어, 도 7에 개시된 바와 같이 의학적으로 분류되는 6가지의 대변의 색깔 스펙트럼 중 현재 대변에 해당하는 색깔 스펙트럼이 결정될 수 있다.
변의 형태는 다양한 변의 형태에 대한 템플릿 모델을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 스마트 비데 시스템에는 다양한 변의 형태(타입1~타입7)에 대한 템플릿 이미지가 저장되어 있을 수 있다. 스마트 비데 시스템은 변의 형태에 대한 템플릿 이미지와 현재 대변의 이미지를 비교하여 가장 유사한 템플릿 이미지에 대응되는 타입을 현재 대변의 타입으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 현재 대변의 이미지와 타입 4의 템플릿 이미지의 유사도가 가장 높은 경우, 현재 대변의 형태는 타입 4로 결정될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 소변의 특성을 분석하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8에서는 스마트 비데 시스템에 구현된 화학 분석 기기를 기반으로 한 사용자의 소변의 상태에 대한 분석 방법이 개시된다.
도 8을 참조하면, 사용자의 소변에 포함되는 요당, 요단백, 요잠혈, 요 산도, 요 백혈구, 아질산염, 빌리루빈, 케톤체, 유로빌리노겐 등이 화학 분석 기긱를 통해 분석될 수 있다.
만약, 정상 수치를 벋어나는 경우, 스마트 비데 시스템은 사용자 장치를 통해 현재 사용자의 소변 상태에 대한 정보 및 관련된 질환에 대한 정보를 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 ECG 센서를 기반으로 사용자의 심전도를 분석하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 9를 참조하면, ECG 센서는 접촉 커버 측면 부분에 설치되어 접촉 커버 측면 부분과 접촉되는 대퇴 이두부, 반건양근 부위에서 심전도 신호를 센싱할 수 있다.
대퇴 이두부, 반건양근 부위에서 측정된 심전도 신호는 손바닥에서 측정되는 심전도 신호보다 진폭이 작을 수 있다. 이러한 진폭에 대한 차이를 고려하여 대퇴 이두부, 반건양근 부위에서 측정된 심전도 신호에 대한 보정을 수행하여 보다 정확한 심전도 분석이 수행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 PPG 센서를 기반으로 생체 신호를 측정하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 10을 참조하면, PPG 센서는 접촉 커버 측면 부분/또는 별도의 측정 가능 부위에 설치되어 사용자의 신체 부위에서 사용자의 맥박 및 산소 포화도를 측정할 수 있다. 도 10에서는 설명의 편의상 손가락을 예시하였으나, 구현에 따라 사용자와 변기의 접촉 부위에서 사용자의 맥박 및 산소 포화도가 측정될 수 있다. 예를 들어, PGG 센서는 상기 접촉 커버 측면 부분과 접촉하는 상기 사용자의 신체 부위(예를 들어, 허벅지)를 통해 맥박과 산소 포화도를 측정할 수 있다.
예를 들어, PPG 센서는 광원을 이용한 혈류 분석을 통해 생체 정보인 맥박과 산소 포화도를 측정할 수 있다. 심장의 수축기와 이완기에 변화하는 혈류량 및 산소를 포함한 헤모글로빈 농도를 측정하여 맥박과 산소 포화도 정보를 획득할 수 있다.
맥박 측정의 경우, 맥박 측정 부위가 손가락인 경우, 붉은 LED를 사용하고, 맥박 측정 부위가 그 외의 부위인 경우, 녹색 LED를 사용하여 맥박을 측정할 수 있다. 산소 포화도는 붉은 LED와 IR LED를 사용하여 헤모글로빈과 산소 포함 헤모글로빈 비율을 측정하여 결정될 수 있다.
위와 같은 센서뿐만 아니라, 가스(Gas) 센서가 사용되어 사용자의 방귀를 센싱하여 분석할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 온도 센서를 기반으로 사용자의 온도를 센싱하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 11을 참조하면, 온도 센서는 리어 가이드 커버 타입(rear guide cover type)으로 구현될 수 있다.
리어 가이드 타입을 기반으로 구현되는 경우, 외부 기구물 등의 간섭 요인이 없이 FOV(field of view)가 확보됨에 따라 체온계의 특성의 핵심인 측정 값의 정확도가 향상될 수 있다.
온도 센서(1100)는 타 부품의 발열시 메인 기판을 통한 열전도가 되지 않도록 메인 기판과 최대한 독립적으로 구현될 수 있다. 또한, 외부의 열 전달을 차단하기 위한 Deco 구조(1120)를 추가하여 열 전달을 차단하고, 내부의 열을 방열할 수 있다. 즉, Deco 구조(1120)를 기반으로 외부의 열 유입이 차단되고, 제품 상/하부의 열 평형 특성이 개선되어 온도 측정의 정확도가 상향될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 비데 시스템의 추가 기능을 나타낸 개념도이다.
도 12의 (A) 및 (B)를 참조하면, 사용자 장치는 사용자의 관심 분야 정보를 스마트 비데 시스템으로 전송할 수 있고, 스마트 비데 시스템은 사용자가 대변 또는 소변을 볼 경우, 사용자의 관심 분야와 관련된 뉴스/음악 등을 구현된 멀티미디어 장치를 통해 제공할 수 있다.
또한, 도 12의 (C)를 참조하면, 스마트 비데 시스템에서는 현재 사용자가 소변을 봤는지 대변을 봤는지 여부를 분류하여 스마트 비데 시스템을 통해 대변 또는 소변을 제거하기 위해 제공될 물의 양을 조절할 수 있다. 이뿐만 아니라, 현재 사용자가 소변을 봤는지 대변을 봤는지 여부를 분류하여 스마트 비데 시스템을 통해 서로 다른 노이즈를 발생시킬 수 있다.
또한, 도 12의 (D)를 참조하면, 스마트 비데 시스템에서는 가스 센서를 기반으로 사용자에 의한 가스의 발생을 감지하여, 가스가 발생한 경우, 공기 청정 기능을 수행할 수 있다.
이뿐만 아니라, 스마트 비데 시스템은 변기 오염도를 실시간으로 측정하여 기준치를 초과시 자동으로 변기 뚜껑을 닫고 세척 기능을 실행할 수 있다. 변기의 상태 및 청소 히스토리는 사용자 장치로 전송되고, 세척이 완료된 경우, 변기 뚜껑을 다시 열어 사용자에게 사용 가능함을 알릴 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 비데 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 13을 참조하면, 스마트 비데 시스템은 통신부(1300), 센서부(1310), 파워부(1330), 프로세서부(1320), 영상 촬상부(1340)를 포함할 수 있다.
통신부(1300)는 외부의 사용자 장치 또는 스마트 비데 서버와의 통신을 위해 구현될 수 있다. 예를 들어, 통신부(1300)는 블루투스를 기반으로 구현될 수 있고, 블루투스 통신을 기반으로 사용자 장치와 통신할 수 있다. 통신부는 전술한 바와 같이 사용자의 암 밴드를 식별하고, 암 밴드를 기반으로 사용자의 접근 여부에 대해 판단할 수 있다.
센서부(1310)는 ECG 센서, PPG 센서, 온도 센서 등을 포함할 수 있다.
프로세서부(1320)는 AP(application processor), MCP(multichip package) 등을 포함할 수 있다.
파워부(1330)는 스마트 비데 시스템에 전력을 공급하기 위해 구현될 수 있다.
영상 촬상부(1340)는 사용자의 대변, 소변의 영상을 촬상하기 위해 구현될 수 있다.
센서부(1310)에 의해 센싱된 데이터는 프로세서(AP)(1320)를 통해 처리되어 통신부(1300)를 통해 센서 분석 데이터로서 사용자 장치로 제공될 수 있고, 영상 촬상부(1340)에 의해 촬상되어 생성된 영상 정보는 AP를 통해 처리되어 통신부를 통해 사용자 장치로 영상 분석 데이터로서 제공될 수 있다. 전술한 바와 같이 센싱 결과에 대한 분석 및 촬상된 영상에 대한 분석은 사용자 장치 또는 스마트 비데 서버에 의해 분석될 수도 있다.
사용자 장치는 분석된 결과를 디스플레이를 통해 출력할 수 있다.
이와 같은 스마트 비데를 이용한 개인 건강 분석 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (12)
- 스마트 비데를 이용한 개인 건강 분석 방법은,
영상 촬상 장치를 기반으로 사용자의 대변 또는 소변에 대한 영상 정보를 획득하고 상기 영상 정보를 기반으로 상기 사용자의 제1 건강 정보를 생성하는 단계;
센서를 기반으로 사용자의 생체 신호를 획득하고 상기 생체 신호를 기반으로 상기 사용자의 제2 건강 정보를 생성하는 단계; 및
상기 제1 건강 정보 및 상기 제2 건강 정보를 상기 사용자의 사용자 장치로 전송하는 단계를 포함하되,
상기 영상 촬상 장치는 상기 스마트 비데의 접촉 커버 후면 부분의 하단에 구현되고,
상기 센서는 접촉 커버 측면 부분에 구현되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 건강 정보는 상기 영상 정보에 포함되는 상기 사용자의 대변의 특성 정보를 기반으로 획득되고,
상기 대변의 특성 정보는 대변 색깔 정보, 대변 모양 정보, 대변 무게/양 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제2항에 있어서,
상기 대변 색깔 정보는 복수의 색깔 스펙트럼 그룹 중 상기 대변의 색깔에 해당하는 색깔 스펙트럼 그룹에 대한 정보를 포함하고,
상기 색깔 스펙트럼 그룹은 상기 영상 정보에서 ROI(region of interest)를 결정하고, 상기 ROI에 대한 RGB 기반 분석을 통해 결정되고,
상기 복수의 색깔 스펙트럼 그룹은 갈색 그룹, 적색 그룹, 어두운 색 그룹 및 밝은 색 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 3항에 있어서,
상기 대변 모양 정보는 복수의 타입 중 상기 대변의 모양에 해당하는 타입에 대한 정보를 포함하고,
상기 복수의 타입은 제1 타입 내지 제7 타입을 포함하고,
상기 대변의 모양에 해당하는 타입은 상기 제1 타입 내지 상기 제7 타입 각각에 대응되는 복수의 템플릿 이미지와 상기 대변의 모양과의 유사도를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제4항에 있어서,
상기 센서는 ECG(electocardiography) 센서 및 PGG(photoplethysmography) 센서를 포함하고,
상기 ECG 센서는 접촉 커버 측면 부분과 접촉하는 상기 사용자의 대퇴 이두부, 반건양근 부위를 통해 심전도 신호를 센싱하고,
상기 PGG 센서는 상기 접촉 커버 측면 부분과 접촉하는 상기 사용자의 신체 부위를 통해 맥박과 산소 포화도를 측정하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제5항에 있어서,
상기 사용자는 상기 사용자의 암 밴드에 의해 식별되고,
상기 암 밴드는 상기 스마트 비데에 미리 상기 사용자에 대응되어 등록되고,
상기 스마트 비데는 스캐닝 신호를 기반으로 상기 스마트 비데에 인접한 상기 암 밴드를 식별하는 것을 특징으로 하는 방법. - 개인 건강 분석을 위한 스마트 비데 시스템은,
사용자의 대변 또는 소변에 대한 영상 정보를 획득하고 상기 영상 정보를 기반으로 상기 사용자의 제1 건강 정보를 생성하도록 구현되는 영상 촬상부;
사용자의 생체 신호를 획득하고 상기 생체 신호를 기반으로 상기 사용자의 제2 건강 정보를 생성하도록 구현되는 센서부; 및
상기 제1 건강 정보 및 상기 제2 건강 정보를 상기 사용자의 사용자 장치로 전송하도록 구현되는 통신부를 포함하되,
상기 영상 촬상부는 상기 스마트 비데의 접촉 커버 후면 부분의 하단에 구현되고,
상기 센서부는 접촉 커버 측면 부분에 구현되는 것을 특징으로 하는 스마트 비데 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 제1 건강 정보는 상기 영상 정보에 포함되는 상기 사용자의 대변의 특성 정보를 기반으로 획득되고,
상기 대변의 특성 정보는 대변 색깔 정보, 대변 모양 정보, 대변 무게/양 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 비데 시스템. - 제8항에 있어서,
상기 대변 색깔 정보는 복수의 색깔 스펙트럼 그룹 중 상기 대변의 색깔에 해당하는 색깔 스펙트럼 그룹에 대한 정보를 포함하고,
상기 색깔 스펙트럼 그룹은 상기 영상 정보에서 ROI(region of interest)를 결정하고, 상기 ROI에 대한 RGB 기반 분석을 통해 결정되고,
상기 복수의 색깔 스펙트럼 그룹은 갈색 그룹, 적색 그룹, 어두운 색 그룹 및 밝은 색 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 비데 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 대변 모양 정보는 복수의 타입 중 상기 대변의 모양에 해당하는 타입에 대한 정보를 포함하고,
상기 복수의 타입은 제1 타입 내지 제7 타입을 포함하고,
상기 대변의 모양에 해당하는 타입은 상기 제1 타입 내지 상기 제7 타입 각각에 대응되는 복수의 템플릿 이미지와 상기 대변의 모양과의 유사도를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 스마트 비데 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 센서부는 ECG(electocardiography) 센서 및 PGG(photoplethysmography) 센서를 포함하고,
상기 ECG 센서는 접촉 커버 측면 부분과 접촉하는 상기 사용자의 대퇴 이두부, 반건양근 부위를 통해 심전도 신호를 센싱하고,
상기 PGG 센서는 상기 접촉 커버 측면 부분과 접촉하는 상기 사용자의 신체 부위를 통해 맥박과 산소 포화도를 측정하는 것을 특징으로 하는 스마트 비데 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 사용자는 상기 사용자의 암 밴드에 의해 식별되고,
상기 암 밴드는 상기 스마트 비데에 미리 상기 사용자에 대응되어 등록되고,
상기 스마트 비데는 스캐닝 신호를 기반으로 상기 스마트 비데에 인접한 상기 암 밴드를 식별하는 것을 특징으로 하는 스마트 비데 시스템.
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