KR20190065090A - 헬스 케어 장치 및 헬스 케어 장치의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
일 양상에 따른 헬스 케어 장치는, 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사하는 복수의 광원과, 상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 각 파장의 광 신호를 측정하는 광 검출기와, 상기 각 파장의 광 신호를 이용하여 혈당 및 혈류 지수를 산출하고, 음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하여 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 처리부를 포함할 수 있다.
Description
헬스 케어 장치 및 헬스 케어 장치의 동작 방법과 관련된다.
인체 내에서 혈당 반응은 식품에 따라 다르게 나타난다. 또한 같은 양의 식품을 섭취하더라도 식품에 따라 서로 다른 속도로 소화 흡수된다. 다양한 탄수화물의 흡수 속도를 반영하기 위해 당지수(Glycemic Index: GI)가 고안되었다. 당지수는 식후 당질의 흡수속도를 반영하여 탄수화물의 질을 나타내는 수치로서, 각 식품의 탄수화물 50g을 섭취한 후 2시간 동안의 혈당 변화를 기준 식품이나 포도당 50g을 섭취한 경우를 100으로 하여 비교한 상대 수치이다.
그러나, 이러한 당지수는 각 개인의 특성(예컨대, 인슐린에 대한 반응 정도, 스트레스 정도)을 반영하거나, 주로 단일 식품이 아닌 복합식으로 섭취하는 실제 식생활을 반영하는 데에 한계가 있다.
혈당 및 혈류 지수를 이용하여 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정할 수 있는 헬스 케어 장치 및 헬스 케어 장치의 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 헬스 케어 장치는, 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사하는 복수의 광원과, 상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 각 파장의 광 신호를 측정하는 광 검출기와, 상기 각 파장의 광 신호를 이용하여 혈당 및 혈류 지수를 산출하고, 음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하여 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 처리부를 포함할 수 있다.
상기 처리부는, 상기 각 파장의 광 신호로부터 각 파장의 대표 파형을 추출하고, 상기 각 파장의 대표 파형을 통합하여 통합 대표 파형을 생성하고, 상기 통합 대표 파형을 분석하여 혈당 및 혈류 지수를 산출할 수 있다.
상기 처리부는, 상기 각 파장의 광 신호를 주기로 분할(segmentation)하여 복수의 분할 신호를 생성하고, 각 파장 별로 복수의 분할 신호 상호간의 유사도를 산출하고, 산출된 유사도를 기반으로 각 파장의 대표 파형을 추출할 수 있다.
상기 처리부는, 한 파장의 대표 파형에서 다른 파장의 대표 파형을 감산 또는 나누어 통합 대표 파형을 생성할 수 있다.
상기 처리부는, 상기 통합 대표 파형에서 특징을 추출하고, 추출된 특징을 기반으로 혈당 및 혈류 지수를 산출할 수 있다.
상기 처리부는, 특징과 혈당간의 관계를 정의한 혈당 산출 모델, 및 특징과 혈류 지수간의 관계를 정의한 혈류 지수 산출 모델을 이용할 수 있다.
상기 처리부는, 음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교하고, 비교 결과를 기반으로 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정할 수 있다.
상기 처리부는, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 제1 임계값 이상 증가하고, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격의 변화는 제2 임계값 미만인 경우, 섭취한 음식을 탄수화물 위주 식이라고 추정할 수 있다.
상기 처리부는, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 변화 및 혈류 지수 변동폭 변화가 제3 임계값 미만이고 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 제4 임계값 이상 증가한 경우, 섭취한 음식을 지방 위주 식이라고 추정할 수 있다.
상기 처리부는, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 증가하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 증가하는 경우에는, 식이 대사 상태를 나쁨으로 추정할 수 있다.
상기 처리부는, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 감소하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 감소하는 경우에는, 식이 대사 상태를 좋음으로 추정할 수 있다.
헬스 케어 장치는, 측정된 광 신호에서 유효 신호를 추출하는 유효 신호 추출부를 더 포함할 수 있다.
상기 유효 신호 추출부는, 가속도 센서 값이 임계값을 초과하지 않을 때에 측정된 광 신호를 유효 신호로 추출하거나, 크기 변동폭이 임계 범위 내에 있는 광 신호를 유효 신호로 추출할 수 있다.
헬스 케어 장치는, 측정된 광 신호에서 잡음을 제거하는 전처리부를 더 포함할 수 있다.
다른 양상에 따른 헬스 케어 장치의 동작 방법은, 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사하는 단계와, 상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 각 파장의 광 신호를 측정하는 단계와, 상기 각 파장의 광 신호를 이용하여 혈당 및 혈류 지수를 산출하는 단계와, 음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하여 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 혈당 및 혈류 지수를 산출하는 단계는, 상기 각 파장의 광 신호로부터 각 파장의 대표 파형을 추출하는 단계와, 상기 각 파장의 대표 파형을 통합하여 통합 대표 파형을 생성하는 단계와, 상기 통합 대표 파형을 분석하여 혈당 및 혈류 지수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 각 파장의 대표 파형을 추출하는 단계는, 상기 각 파장의 광 신호를 주기로 분할(segmentation)하여 복수의 분할 신호를 생성하는 단계와, 각 파장 별로 복수의 분할 신호 상호간의 유사도를 산출하는 단계와, 산출된 유사도를 기반으로 각 파장의 대표 파형을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 통합 대표 파형을 생성하는 단계는, 한 파장의 대표 파형에서 다른 파장의 대표 파형을 감산 또는 나누어 통합 대표 파형을 생성할 수 있다.
상기 혈당 및 혈류 지수를 산출하는 단계는, 상기 통합 대표 파형에서 특징을 추출하는 단계와, 추출된 특징을 기반으로 혈당 및 혈류 지수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 단계는, 음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교하는 단계와, 비교 결과를 기반으로 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 단계는, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 제1 임계값 이상 증가하고, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격의 변화는 제2 임계값 미만인 경우, 섭취한 음식을 탄수화물 위주 식이라고 추정하는 단계와, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 변화 및 혈류 지수 변동폭 변화가 제3 임계값 미만이고 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 제4 임계값 이상 증가한 경우, 섭취한 음식을 지방 위주 식이라고 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 단계는, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 증가하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 증가하는 경우에는, 식이 대사 상태를 나쁨으로 추정하는 단계와, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 감소하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 감소하는 경우에는, 식이 대사 상태를 좋음으로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
광 신호를 분석하여 혈당 및 혈류 지수를 산출하고, 산출된 혈당 및 혈류 지수를 이용하여 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정함으로써, 비침습 방법으로 식생활 패턴 및 식이 대사 상태를 추적하는 것이 가능하다.
도 1는 헬스 케어 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2는 처리부의 일 실시예를 도시한 블록도이고, 도 3은 광 신호의 특징을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4a 및 도 4b는 식이 정보 추정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 헬스 케어 장치의 동작 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 6은 혈당 및 혈류 지수 산출 과정의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 7은 헬스 케어 장치의 동작 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 8은 헬스 케어 장치의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 9는 헬스 케어 장치의 동작 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 10은 헬스 케어 장치의 동작 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 11은 손목형 웨어러블 디바이스를 도시한 도면이다.
도 2는 처리부의 일 실시예를 도시한 블록도이고, 도 3은 광 신호의 특징을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4a 및 도 4b는 식이 정보 추정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 헬스 케어 장치의 동작 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
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도 7은 헬스 케어 장치의 동작 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다.
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도 10은 헬스 케어 장치의 동작 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 11은 손목형 웨어러블 디바이스를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
한편, 각 단계들에 있어, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 수행될 수 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하고, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주 기능별로 구분한 것에 불과하다. 즉, 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있다. 각 구성부는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1는 헬스 케어 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다. 도 1의 헬스 케어 장치(100)는 소프트웨어 모듈로 구현되거나 하드웨어 칩 형태로 제작되어 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이때, 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 1을 참조하면, 헬스 케어 장치(100)는 광 센서(110) 및 처리부(120)를 포함할 수 있다.
광 센서(110)는 피검체에 소정 파장의 광을 조사하고 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 광 신호를 측정할 수 있다. 이때, 광 신호는 광전용적맥파(photoplethysmogram, PPG)일 수 있으나 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 이를 위해 광 센서(110)는 복수의 광원(111a, 111b) 및 광 검출기(112)를 포함할 수 있다.
각 광원(111a, 111b)은 서로 다른 파장 파장의 광을 피검체에 조사할 수 있다. 예를 들어, 각 광원(111a, 111b)은 근적외선(near infrared ray, NIR) 또는 가시광선(visible ray)을 피검체의 피부에 조사할 수 있다. 그러나, 측정 목적이나 측정하고자 하는 구성 성분의 종류에 따라서 각 광원(111a, 111b)에서 조사되는 광의 파장은 달라질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 각 광원(111a, 111b)은 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 또는 레이저 다이오드(laser diode) 등으로 형성될 수 있으나 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
광 검출기(112)는 각 광원(111a, 111b)에서 조사되어 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 각 파장의 광 신호를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 각 광 검출기는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor, PTr) 또는 전자 결합 소자(charge-coupled device, CCD)등으로 형성될 수 있으나 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다. 광 검출기(112)는 반드시 하나의 소자로 구성될 필요는 없으며 다수의 소자들이 모여 어레이 형태로 구성될 수 있다.
한편, 광 센서(110)는 각 광원(111a, 111b)에서 조사된 광이 피검체의 원하는 위치를 향하도록 하는 적어도 하나의 광학 요소(예컨대, 거울 등) 및/또는 피검체로부터 반사 또는 산란된 광이 광 검출기(112)로 향하도록 하는 적어도 하나의 광학 요소(예컨대, 거울 등)을 더 포함할 수 있다.
처리부(120)는 헬스 케어 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
처리부(120)는 사용자의 요청에 따라 광 센서(110)를 제어할 수 있다. 이때, 처리부(120)는 각 광원의 온(on)/오프(off)를 시분할 방식으로 제어할 수 있다. 처리부(240)는 광원별 전류 세기 및 펄스 지속 시간 등의 구동 조건을 기초로 각 광원을 구동할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 처리부(240)는 복수의 광원들의 전원을 동시에 온(on)하여 동시에 광을 조사하도록 구동할 수도 있다.
처리부(120)는 각 파장의 광 신호를 이용하여 혈당 및 혈류 지수를 산출하고, 산출된 혈당 및 혈류 지수를 기반으로 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정할 수 있다. 여기서, 혈류 지수는 혈류량, 혈류량 변동 정도, 또는 혈류 속도를 나타낼 수 있다. 또한, 식이 정보는 섭취한 식이 타입과 관련된 정보(예컨대, 탄수화물 위주 식이, 지방 위주 식이 등)를 포함할 수 있고, 식이 대사 상태 정보는 식이 대사 상태의 좋고 나쁨에 관한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 도 1은 2개의 광원(111a, 111b)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도 2 내지 도 4b를 참조하여 처리부(120)를 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 처리부의 일 실시예를 도시한 블록도이고, 도 3은 광 신호의 특징을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4a 및 도 4b는 식이 정보 추정을 설명하기 위한 예시도이다. 도 2의 처리부(200)는 도 1의 처리부(120)의 일 실시예일 수 있다.
도 2를 참조하면, 처리부(200)는 대표 파형 추출부(210), 통합 대표 파형 생성부(220), 특징 추출부(230), 혈당 산출부(240), 혈류 지수 산출부(250) 및 추정부(260)를 포함할 수 있다.
대표 파형 추출부(210)는 각 파장의 광 신호에서 각 파장의 대표 파형을 추출할 수 있다. 여기서, 대표 파형은 각 파장의 광 신호의 특성을 가장 잘 표현할 수 있는 신호를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 대표 파형 추출부(210)는 각 파장의 광 신호를 주기로 분할(segmentation)하여 복수의 분할 신호를 생성하고, 복수의 분할 상호간의 유사도가 가장 큰 분할 신호를 해당 파장의 대표 파형으로 추출할 수 있다. 이때, 대표 파형 추출부(210)는 유클리드 거리(Euclidean distance), 맨하탄 거리(Manhattan Distance), 코사인 거리(Cosine Distance), 마할라노비스 거리 (Mahalanobis Distance), 자카드 계수(Jaccard Coefficient), 확장 자카드 계수(Extended Jaccard Coefficient), 피어슨 상관관계 계수(Pearson's Correlation Coefficient), 스피어만 상관관계 계수(Spearman's Correlation Coefficient) 등과 같은 유사도 산출 알고리즘을 이용할 수 있다.
통합 대표 파형 생성부(220)는 각 파장의 대표 파형을 통합하여 통합 대표 파형을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통합 대표 파형 생성부(220)는 한 파장의 대표 파형에 다른 파장의 대표 파형을 감산하거나 나누어 통합 대표 파형을 생성할 수 있다. 이를 통해, 처리부(120)는 혈류에 영향을 미치는 요소들 가운데 글루코스 이외에 요소들에 의한 영향을 제거하는 것이 가능하다.
특징 추출부(230)는 생성된 통합 대표 파형으로부터 혈당 및/또는 혈류 지수의 변화를 따라가는 특징을 추출할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 특징을 더욱 자세히 설명하기로 한다. 도 3은 광 신호로서 PPG 신호를 예시한다.
도 3을 참조하면, PPG 신호(300)의 파형은 심장에서 출발하여 신체 말단부로 진행하는 진행파(propagation wave)(310)와 신체 말단부에서 다시 되돌아오는 반사파(reflection)(320, 330)의 중첩으로 구성될 수 있다. 즉, PPG 신호(300)는 3개 이상의 성분 펄스(component pulse)들(310 내지 330)의 중첩으로 구성될 수 있다. 여기서, 참조번호 300은 한 주기(Tperiod)의 PPG 신호를, 참조번호 310은 제1 성분 펄스를, 참조번호 320은 제2 성분 펄스를, 참조번호 330은 제3 성분 펄스를 각각 나타낸다. 또한, T1은 제1 성분 펄스(310)의 최대값 지점의 시간을, P1은 T1에서의 PPG 신호(300)의 진폭을, T2는 제2 성분 펄스(320)의 최대값 지점의 시간을, P2는 T2에서의 PPG 신호(300)의 진폭을, T3는 제3 성분 펄스(330)의 최대값 지점의 시간을, P3는 T3에서의 PPG 신호(300)의 진폭을, Tmax는 PPG 신호(300)의 최대값 지점의 시간을, Pmax는 Tmax에서의 PPG 신호(300)의 진폭을, Tsys는 T1 및 Tmax의 중간 지점의 시간을, Psys는 Tsys에서의 PPG 신호(300)의 진폭을, τdur은 시스템의 설정 인자(0≤τdur≤1)(예, 0.7)를, Parea는 0부터 τdur*Tperiod까지(제2 구간)의 PPG 신호(300)의 진폭합을 각각 나타낸다.
일 실시예에 따르면, 특징은 Pmax, P1, P2, P3, Psys, Parea, Tmax, T1, T2, T3, Tsys 중 어느 하나와, 이들의 선형 또는 비선형 조합 등을 포함할 수 있다. 그러나 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 이에 한정되지 않는다. 또한, 도 3에서 Tsys는 T1 및 Tmax의 중간 지점의 시간이라고 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, Tsys는 T1 및 Tmax 사이의 임의의 내분점도 가능하며, T1 및 T2 사이의 임의의 내분점도 가능하다.
즉, 특징 추출부(230)는 생성된 통합 대표 파형으로부터 Pmax, P1, P2, P3, Psys, Parea, Tmax, T1, T2, T3, Tsys 중 어느 하나와, 이들의 선형 또는 비선형 조합 등을 특징으로 추출할 수 있다.
혈당 산출부(240)는 추출된 특징을 분석하여 혈당을 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 혈당 산출부(240)는 소정의 혈당 산출 모델을 이용하여 혈당을 산출할 수 있다. 이때, 혈당 산출 모델은 특징과 혈당간의 관계를 정의한 것으로, 다양한 모델 구축 기법(예컨대, 기계 학습, 회귀 분석 등)을 이용하여 미리 구축되어 처리부(200)의 내부 데이터베이스 또는 외부 데이터베이스에 미리 저장될 수 있다.
혈류 지수 산출부(250)는 추출된 특징을 분석하여 혈류 지수를 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 혈류 지수 산출부(250)는 소정의 혈류 지수 산출 모델을 이용하여 혈류 지수를 산출할 수 있다. 이때, 혈류 지수 산출 모델은 특징과 혈류 지수간의 관계를 정의한 것으로, 다양한 모델 구축 기법(예컨대, 기계 학습, 회귀 분석 등)을 이용하여 미리 구축되어 처리부(200)의 내부 데이터베이스 또는 외부 데이터베이스에 미리 저장될 수 있다.
추정부(260)는 산출된 혈당 및 혈류 지수를 기반으로 음식 섭취 후 소정 시간 동안, 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하고, 모니터링 결과를 분석하여 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정할 수 있다.
추정부(260)는 음식(meal) 섭취 후 소정 시간 동안 모니터링된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교하여 섭취한 음식의 식이 정보를 추정할 수 있다. 이때, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화 정보는, 피검체가 기준 음식(reference meal) 섭취 후 소정 기간 동안, 헬스 케어 장치(100)를 통해 모니터링하여 획득되며 내부 데이터베이스 또는 외부 데이터베이스에 미리 저장될 수 있다.
예컨대, 추정부(260)는 음식(meal) 섭취 후 소정 시간 동안 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링한 결과, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및/또는 혈류 지수 변동폭이 제1 임계값 이상 증가한 반면 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격의 변화는 제2 임계값 미만인 경우에는, 섭취한 음식을 탄수화물 위주 식이라고 추정할 수 있다. 또한, 추정부(260)는 음식(meal) 섭취 후 소정 시간 동안 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링한 결과, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및/또는 혈류 지수 변동폭의 변화가 제3 임계값 미만인 반면 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 제4 임계값 이상 증가한 경우에는 섭취한 음식을 지방 위주 식이라고 추정할 수 있다.
이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 식이 정보 추정 과정을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 도 4a 및 도 4b에서 참조번호 410은 기 저장된 혈당 변화를 나타내고, 참조번호 420은 기 저장된 혈류 지수 변화를 나타낸다. 이때, 기 저장된 혈당 변화(410) 및 혈류 지수 변화(420)는 기준 음식 섭취 후 소정 시간 동안 모니터링하여 측정된 정보로서 내부 데이터베이스 또는 외부 데이터베이스에 미리 저장될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 추정부(260)는 혈류 지수 산출부(250)에서 산출된 혈당 및 혈류 지수를 기반으로 음식 섭취 후의 혈당 변화(411) 및 혈류 지수 변화(421)를 모니터링할 수 있다. 또한, 추정부(260)는 음식 섭취 후의 혈당 변화(411) 및 혈류 지수 변화(421)를 기 저장된 혈당 변화(410) 및 혈류 지수 변화(420)와 비교할 수 있다. 도 4a의 경우, 음식 섭취 후의 혈당 변동폭(h21)이 혈당 변동폭(h11)에 비하여 제1 임계값 이상 증가하고, 음식 섭취 후의 혈류 지수 변동폭(h22)이 혈류 지수 변동폭(h12)에 비하여 제1 임계값 이상 증가한 반면, 음식 섭취 후의 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격(t21)과 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격(t11)의 차이가 소정의 제2 임계값 미만이므로, 추정부(260)는 섭취한 음식을 탄수화물 위주 식이라고 추정할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 추정부(260)는 혈류 지수 산출부(250)에서 산출된 혈당 및 혈류 지수를 기반으로 음식 섭취 후의 혈당 변화(412) 및 혈류 지수 변화(422)를 모니터링할 수 있다. 또한, 추정부(260)는 음식 섭취 후의 혈당 변화(412) 및 혈류 지수 변화(422)를 기 저장된 혈당 변화(410) 및 혈류 지수 변화(420)와 비교할 수 있다. 도 4b 의 경우, 음식 섭취 후의 혈당 변동폭(h21)과 혈당 변동폭(h11)의 차이, 및 음식 섭취 후의 혈류 지수 변동폭(h22)과 혈류 지수 변동폭(h12)의 차이가 제3 임계값 미만인 반면, 음식 섭취 후의 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격(t21)이 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격(t11)에 비하여 제4 임계값 이상 증가하였으므로, 추정부(260)는 섭취한 음식을 지방 위주 식이라고 추정할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 추정부(260)는 음식(meal) 섭취 후 소정 시간 동안 모니터링된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를, 기저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교하여 식이 대사 상태 정보를 추정할 수 있다. 현재 섭취한 음식은 기준 음식과 동일한 것으로 가정한다. 즉, 추정부(260)는 피검체가 기준 음식을 섭취한 경우, 기준 음식 섭취 후 소정 시간 동안 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하고, 기저장된 혈당 및 혈류 지수 변화와 비교함으로써, 식이 대사 상태의 좋고 나쁨을 추정할 수 있다.
예컨대, 추정부(260)는 피검체가 기준 음식을 섭취한 후 소정 시간 동안 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하여, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교할 수 있다. 추정부(260)는 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및/또는 혈류 지수 변동폭이 증가하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 증가하는 경우에는, 식이 대사 상태가 나쁘다고 추정하고, 혈당 변동폭 및/또는 혈류 지수 변동폭이 감소하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 감소하는 경우에는 식이 대사 상태가 좋다고 추정할 수 있다.
도 5는 헬스 케어 장치의 동작 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 5의 동작 방법은 도 1의 헬스 케어 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 헬스 케어 장치(100)는 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사하고 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 각 파장의 광 신호를 측정할 수 있다(510).
헬스 케어 장치(100)는 각 파장의 광 신호를 이용하여 피검체의 혈당 및 혈류 지수를 산출할 수 있다(520).
헬스 케어 장치(100)는 산출된 혈당 및 혈류 지수를 기반으로 음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하고, 모니터링 결과를 기반으로 식이 정보를 추정할 수 있다(530). 일 실시예에 따르면, 헬스 케어 장치(100)는 음식(meal) 섭취 후 소정 시간 동안 모니터링된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교하여 섭취한 음식의 식이 정보를 추정할 수 있다. 예컨대, 헬스 케어 장치(100)는 모니터링한 결과, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및/또는 혈류 지수 변동폭이 제1 임계값 이상 증가한 반면 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격의 변화는 제2 임계값 미만인 경우에는, 섭취한 음식을 탄수화물 위주 식이라고 추정할 수 있다. 또한, 헬스 케어 장치(100)는 모니터링한 결과, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및/또는 혈류 지수 변동폭의 변화가 제3 임계값 미만인 반면 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 제4 임계값 이상 증가한 경우에는 섭취한 음식을 지방 위주 식이라고 추정할 수 있다.
도 6은 혈당 및 혈류 지수 산출 과정의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 6의 혈당 및 혈류 지수 산출 과정은 도 5의 혈당 및 혈류 지수 산출 단계(520)의 일 실시예일 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 헬스 케어 장치(100)는 각 파장의 광 신호에서 각 파장의 대표 파형을 추출할 수 있다(610). 예컨대, 헬스 케어 장치(100)는 각 파장의 광 신호를 주기로 분할하여 복수의 분할 신호를 생성하고, 복수의 분할 상호간의 유사도가 가장 큰 분할 신호를 해당 파장의 대표 파형으로 추출할 수 있다.
헬스 케어 장치(100)는 각 파장의 대표 파형을 통합하여 통합 대표 파형을 생성할 수 있다(620). 예컨대, 헬스 케어 장치(100)는 한 파장의 대표 파형에 다른 파장의 대표 파형을 감산하거나 나누어 통합 대표 파형을 생성할 수 있다.
헬스 케어 장치(100)는 생성된 통합 대표 파형으로부터 혈당 및/또는 혈류 지수의 변화를 따라가는 특징을 추출할 수 있다(630). 특징에 관한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
헬스 케어 장치(100)는 추출된 특징을 분석하여 혈당 및 혈류 지수를 산출할 수 있다(640). 일 실시예에 따르면, 헬스 케어 장치(100)는 혈당 산출 모델 및 혈류 지수 산출 모델을 이용하여 혈당을 산출할 수 있다.
도 7은 헬스 케어 장치의 동작 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 7의 동작 방법은 도 1의 헬스 케어 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 헬스 케어 장치(100)는 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사하고 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 각 파장의 광 신호를 측정할 수 있다(710).
헬스 케어 장치(100)는 각 파장의 광 신호를 이용하여 피검체의 혈당 및 혈류 지수를 산출할 수 있다(720). 예컨대, 헬스 케어 장치(100)는 각 파장의 광 신호에서 각 파장의 대표 파형을 추출하고, 각 파장의 대표 파형을 통합하여 통합 대표 파형을 생성하고, 생성된 통합 대표 파형으로부터 특징을 추출하고 추출된 특징을 분석하여 혈당 및 혈류 지수를 산출할 수 있다.
헬스 케어 장치(100)는 기준 음식 섭취 후 소정 시간 동안 모니터링된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를, 기저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교하여 식이 대사 상태 정보를 추정할 수 있다(730). 예컨대, 헬스 케어 장치(100)는 피검체가 기준 음식을 섭취한 후 소정 시간 동안 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하고, 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교할 수 있다. 헬스 케어 장치(100)는 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및/또는 혈류 지수 변동폭이 증가하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 증가하는 경우에는, 식이 대사 상태가 나쁘다고 추정하고, 혈당 변동폭 및/또는 혈류 지수 변동폭이 감소하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 감소하는 경우에는 식이 대사 상태가 좋다고 추정할 수 있다.
도 8은 헬스 케어 장치의 다른 실시예를 도시한 블록도이다. 도 8의 헬스 케어 장치(800)는 소프트웨어 모듈로 구현되거나 하드웨어 칩 형태로 제작되어 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이때, 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 타블렛, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 8을 참조하면, 헬스 케어 장치(800)는 광 센서(110), 유효 신호 추출부(810), 전처리부(820), 처리부(120), 입력부(830), 저장부(840), 통신부(850) 및 출력부(860)를 포함할 수 있다. 여기서, 광 센서(110) 및 처리부(120)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
유효 신호 추출부(810)는 광 센서(110)를 통해 측정된 광 신호에서 유효 신호를 추출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 유효 신호 추출부(810)는 가속도 센서 등을 포함하며, 가속도 센서 값이 임계값을 초과하지 않을 때에 측정된 광 신호를 유효 신호로 추출할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 유효 신호 추출부(810)는 크기 변동폭이 임계 범위 내에 있는 광 신호를 유효 신호로 추출할 수 있다.
전처리부(820)는 광 신호에서 잡음을 제거할 수 있다. 예컨대, 전처리부(820)는 로우 패스 필터, 이동 평균 등의 다양한 필터링 기법을 이용하여 광 신호에서 잡음을 제거할 수 있다.
입력부(830)는 사용자로부터 다양한 조작신호를 입력 받을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 입력부(830)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(touch pad)(정압/정전), 조그 휠(Jog wheel), 조그 스위치(Jog switch), H/W 버튼 등을 포함할 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.
저장부(840)는 헬스 케어 장치(800)의 동작을 위한 프로그램 또는 명령들을 저장할 수 있고, 헬스 케어 장치(800)에 입력되는 데이터 및 헬스 케어 장치(800)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(840)는 광 센서(110)를 통해 측정한 광 신호, 혈당 산출 모델, 혈류 지수 산출 모델, 기준 음식 섭취 후 소정 시간 동안 모니터링된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화 정보, 처리부(120)에서 음식 섭취 후 소정 시간 동안 모니터링된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화 정보, 처리부(120)에서 추정된 식이 정보 및 식이 대사 상태 정보 등을 저장할 수 있다. 저장부(840)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예컨대, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 헬스 케어 장치(800)는 인터넷 상에서 저장부(840)는 의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 등 외부 저장 매체를 운영할 수도 있다.
통신부(850)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 통신부(850)는 헬스 케어 장치(800)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 외부 장치로 전송하거나, 외부 장치로부터 식이 정보 추정 및 식이 대사 상태 정보 추정에 도움이 되는 다양한 데이터를 수신할 수 있다.
이때, 외부 장치는 헬스 케어 장치(800)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 사용하는 의료 장비, 결과물을 출력하기 위한 프린트 또는 디스플레이 장치일 수 있다. 이외에도 외부 장치는 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
통신부(850)는 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용하여 외부 장치와 통신할 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
출력부(860)는 헬스 케어 장치(800)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 출력부(860)는 헬스 케어 장치(800)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 청각적 방법, 시각적 방법 및 촉각적 방법 중 적어도 하나의 방법으로 출력할 수 있다. 이를 위해 출력부(860)는 디스플레이, 스피커, 진동기 등을 포함할 수 있다.
도 9는 헬스 케어 장치의 동작 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 9의 방법은 도 8의 헬스 케어 장치(800)에 의해 수행될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 헬스 케어 장치(800)는 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사하고 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 각 파장의 광 신호를 측정할 수 있다(910).
헬스 케어 장치(800)는 측정된 광 신호에서 유효 신호를 추출할 수 있다(920). 예컨대, 헬스 케어 장치(800)는 가속도 센서 등을 포함하며, 가속도 센서 값이 임계값을 초과하지 않을 때에 측정된 광 신호를 유효 신호로 추출할 수도 있고, 크기 변동폭이 임계 범위 내에 있는 광 신호를 유효 신호로 추출할 수 있다.
헬스 케어 장치(800)는 광 신호에서 잡음을 제거할 수 있다(930). 예컨대, 헬스 케어 장치(800)는 로우 패스 필터, 이동 평균 등의 다양한 필터링 기법을 이용하여 광 신호에서 잡음을 제거할 수 있다.
헬스 케어 장치(800)는 각 파장의 광 신호를 이용하여 피검체의 혈당 및 혈류 지수를 산출할 수 있다(940).
헬스 케어 장치(800)는 산출된 혈당 및 혈류 지수를 기반으로 음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하고, 모니터링 결과를 기반으로 식이 정보를 추정할 수 있다(950).
도 10은 헬스 케어 장치의 동작 방법의 다른 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 10의 방법은 도 8의 헬스 케어 장치(800)에 의해 수행될 수 있다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 헬스 케어 장치(800)는 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사하고 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 각 파장의 광 신호를 측정할 수 있다(1010).
헬스 케어 장치(800)는 측정된 광 신호에서 유효 신호를 추출할 수 있다(1020). 예컨대, 헬스 케어 장치(800)는 가속도 센서 등을 포함하며, 가속도 센서 값이 임계값을 초과하지 않을 때에 측정된 광 신호를 유효 신호로 추출할 수도 있고, 크기 변동폭이 임계 범위 내에 있는 광 신호를 유효 신호로 추출할 수 있다.
헬스 케어 장치(800)는 광 신호에서 잡음을 제거할 수 있다(1030). 예컨대, 헬스 케어 장치(800)는 로우 패스 필터, 이동 평균 등의 다양한 필터링 기법을 이용하여 광 신호에서 잡음을 제거할 수 있다.
헬스 케어 장치(800)는 각 파장의 광 신호를 이용하여 피검체의 혈당 및 혈류 지수를 산출할 수 있다(1040).
헬스 케어 장치(800)는 기준 음식 섭취 후 소정 시간 동안 모니터링된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를, 기저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교하여 식이 대사 상태 정보를 추정할 수 있다(1050).
도 11은 손목형 웨어러블 디바이스를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 손목형 웨어러블 디바이스(1100)는 스트랩(1110) 및 본체(1120)를 포함할 수 있다.
스트랩(1110)은 본체(1120)의 양측에 연결되어 서로 체결될 수 있도록 분리 형성되거나, 스마트 밴드 형태로 일체로 형성될 수 있다. 스트랩(1110)은 본체(1120)가 사용자의 손목에 착용되도록 손목을 감쌀 수 있도록 플렉서블(flexible)한 부재로 형성될 수 있다.
본체(1120)는 본체 내부에 전술한 헬스 케어 장치(100, 800)를 탑재할 수 있다. 또한, 본체(1120) 내부에는 손목형 웨어러블 디바이스(1100) 및 헬스 케어 장치(100, 800)에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다.
광 센서는 본체(1120) 하부에 사용자의 손목을 향해 노출되도록 장착될 수 있다. 이를 통해 사용자가 손목형 웨어러블 디바이스(1100)를 착용하면 자연스럽게 광 센서가 사용자의 피부에 접촉할 수 있다.
손목형 웨어러블 디바이스(1100)는 본체(1120)에 장착되는 디스플레이(1121)와 입력부(1122)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이(1121)는 손목형 웨어러블 디바이스(1100), 헬스 케어 장치(100, 800)에서 처리된 데이터 및 처리 결과 데이터 등을 표시할 수 있다. 입력부(1122)는 사용자로부터 다양한 조작신호를 입력 받을 수 있다.
본 발명의 일 양상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 작성되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
100: 헬스 케어 장치
110: 광 센서
120: 처리부
111a, 111b: 광원
112: 광 검출기
110: 광 센서
120: 처리부
111a, 111b: 광원
112: 광 검출기
Claims (22)
- 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사하는 복수의 광원;
상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 각 파장의 광 신호를 측정하는 광 검출기; 및
상기 각 파장의 광 신호를 이용하여 혈당 및 혈류 지수를 산출하고, 음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하여 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 처리부; 를 포함하는,
헬스 케어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 각 파장의 광 신호로부터 각 파장의 대표 파형을 추출하고,
상기 각 파장의 대표 파형을 통합하여 통합 대표 파형을 생성하고,
상기 통합 대표 파형을 분석하여 혈당 및 혈류 지수를 산출하는,
헬스 케어 장치. - 제2항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 각 파장의 광 신호를 주기로 분할(segmentation)하여 복수의 분할 신호를 생성하고,
각 파장 별로 복수의 분할 신호 상호간의 유사도를 산출하고,
산출된 유사도를 기반으로 각 파장의 대표 파형을 추출하는,
헬스 케어 장치. - 제2항에 있어서,
상기 처리부는,
한 파장의 대표 파형에서 다른 파장의 대표 파형을 감산 또는 나누어 통합 대표 파형을 생성하는,
헬스 케어 장치. - 제2항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 통합 대표 파형에서 특징을 추출하고,
추출된 특징을 기반으로 혈당 및 혈류 지수를 산출하는,
헬스 케어 장치. - 제5항에 있어서,
상기 처리부는,
특징과 혈당간의 관계를 정의한 혈당 산출 모델, 및 특징과 혈류 지수간의 관계를 정의한 혈류 지수 산출 모델을 이용하는,
헬스 케어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 처리부는,
음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교하고, 비교 결과를 기반으로 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는,
헬스 케어 장치. - 제7항에 있어서,
상기 처리부는,
기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 제1 임계값 이상 증가하고, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격의 변화는 제2 임계값 미만인 경우, 섭취한 음식을 탄수화물 위주 식이라고 추정하는,
헬스 케어 장치. - 제7항에 있어서,
상기 처리부는,
기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 변화 및 혈류 지수 변동폭 변화가 제3 임계값 미만이고 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 제4 임계값 이상 증가한 경우, 섭취한 음식을 지방 위주 식이라고 추정하는,
헬스 케어 장치. - 제7항에 있어서,
상기 처리부는,
기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 증가하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 증가하는 경우에는, 식이 대사 상태를 나쁨으로 추정하는,
헬스 케어 장치. - 제7항에 있어서,
상기 처리부는,
기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 감소하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 감소하는 경우에는, 식이 대사 상태를 좋음으로 추정하는,
헬스 케어 장치. - 제1항에 있어서,
측정된 광 신호에서 유효 신호를 추출하는 유효 신호 추출부; 를 더 포함하는,
헬스 케어 장치. - 제12항에 있어서,
상기 유효 신호 추출부는,
가속도 센서 값이 임계값을 초과하지 않을 때에 측정된 광 신호를 유효 신호로 추출하거나,
크기 변동폭이 임계 범위 내에 있는 광 신호를 유효 신호로 추출하는,
헬스 케어 장치. - 제1항에 있어서,
측정된 광 신호에서 잡음을 제거하는 전처리부; 를 더 포함하는,
헬스 케어 장치. - 피검체에 서로 다른 파장의 광을 조사하는 단계;
상기 피검체로부터 반사 또는 산란된 광을 수신하여 각 파장의 광 신호를 측정하는 단계; 및
상기 각 파장의 광 신호를 이용하여 혈당 및 혈류 지수를 산출하는 단계; 및
음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 모니터링하여 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 단계; 를 포함하는,
헬스 케어 장치의 동작 방법. - 제15항에 있어서,
상기 혈당 및 혈류 지수를 산출하는 단계는,
상기 각 파장의 광 신호로부터 각 파장의 대표 파형을 추출하는 단계;
상기 각 파장의 대표 파형을 통합하여 통합 대표 파형을 생성하는 단계; 및
상기 통합 대표 파형을 분석하여 혈당 및 혈류 지수를 산출하는 단계; 를 포함하는,
헬스 케어 장치의 동작 방법. - 제16항에 있어서,
상기 각 파장의 대표 파형을 추출하는 단계는,
상기 각 파장의 광 신호를 주기로 분할(segmentation)하여 복수의 분할 신호를 생성하는 단계;
각 파장 별로 복수의 분할 신호 상호간의 유사도를 산출하는 단계; 및
산출된 유사도를 기반으로 각 파장의 대표 파형을 추출하는 단계; 를 포함하는,
헬스 케어 장치의 동작 방법. - 제16항에 있어서,
상기 통합 대표 파형을 생성하는 단계는,
한 파장의 대표 파형에서 다른 파장의 대표 파형을 감산 또는 나누어 통합 대표 파형을 생성하는,
헬스 케어 장치의 동작 방법. - 제16항에 있어서,
상기 혈당 및 혈류 지수를 산출하는 단계는,
상기 통합 대표 파형에서 특징을 추출하는 단계; 및
추출된 특징을 기반으로 혈당 및 혈류 지수를 산출하는 단계; 를 포함하는,
헬스 케어 장치의 동작 방법. - 제15항에 있어서,
상기 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 단계는,
음식 섭취 후의 혈당 변화 및 혈류 지수 변화를 기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화와 비교하는 단계; 및
비교 결과를 기반으로 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 단계; 를 포함하는,
헬스 케어 장치의 동작 방법. - 제20항에 있어서,
상기 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 단계는,
기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 제1 임계값 이상 증가하고, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격의 변화는 제2 임계값 미만인 경우, 섭취한 음식을 탄수화물 위주 식이라고 추정하는 단계; 및
기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 변화 및 혈류 지수 변동폭 변화가 제3 임계값 미만이고 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 제4 임계값 이상 증가한 경우, 섭취한 음식을 지방 위주 식이라고 추정하는 단계; 를 포함하는,
헬스 케어 장치의 동작 방법. - 제20항에 있어서,
상기 식이 정보 또는 식이 대사 상태 정보를 추정하는 단계는,
기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 증가하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 증가하는 경우에는, 식이 대사 상태를 나쁨으로 추정하는 단계; 및
기 저장된 혈당 변화 및 혈류 지수 변화에 비하여, 혈당 변동폭 및 혈류 지수 변동폭 중 적어도 하나가 감소하거나, 혈당 피크와 혈류 지수 피크 사이의 시간 간격이 감소하는 경우에는, 식이 대사 상태를 좋음으로 추정하는 단계; 를 포함하는,
헬스 케어 장치의 동작 방법.
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