KR20190067336A - 생체신호 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생체신호 측정 장치에 관한 것으로서, 상기 생체신호 측정 장치는 피부에서 생성되는 생체 신호를 감지하는 생체신호 감지부, 상기 생체신호 감지부에 연결되어 있는 동작 제어부 및 상기 동작 제어부에 연결되어 있는 길이 조정부를 포함하는 생체신호 측정 모듈, 및 상기 생체신호 측정 모듈과 체결되어 사용자의 신체에 착용되고 상기 길이 조정부에 연결되어 있는 착용부를 포함하고, 상기 동작 제어부는 상기 생체신호 감지부로부터 인가되는 신호를 판독하기 전에 상기 길이 조정부로 구동 신호를 출력하고, 상기 길이 조정부는 상기 동작 제어부로부터 인가되는 상기 구동 신호에 의해 동작하여 상기 착용부의 착용 길이를 조정하여 상기 생체신호 감지부와 상기 피부간의 이격 거리를 줄이고 접촉 면적을 증가시킨다.
Description
본 발명은 생체신호 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 형태(wearable type)의 생체신호 측정 장치에 관한 것이다.
최근 건강에 대한 관심이 증가하면서 생체 신호를 측정할 수 있는 건강관리 제품들이 크게 각광을 받고 있다.
특히 심장병이나, 고혈압, 당뇨 등과 같은 질병을 가진 환자들은 병원을 방문하여 진료를 받는 것뿐만 아니라 일상생활에서도 자신의 몸 상태를 지속적으로 관찰할 필요가 있다.
사용자의 몸 상태를 실시간으로 측정하며 건강관리를 제공하기 위해서는 사용자가 일상생활을 하는데 불편함을 느끼지 않고 항상 제품을 착용하고 다닐 수 있어야 한다.
따라서 환자의 몸 상태를 지속적으로 측정하는 건강관리 제품은 가볍고 휴대가 간편한 형태로 제작되어야 하며, 이러한 기준을 충족시키기 위하여 패치 형태(patch type)의 생체신호 측정 장치들이 개발되어 왔다.
하지만, 종래의 생체신호 측정 장치는 대부분이 사용자의 피부에 붙이는 패치 형태로 되어 있어 생체신호 측정 장치를 이용 중일 경우, 피부에 부착된 생체신호 측정 장치가 떨어질 것 같은 불안감으로 인해 사용자 스스로 움직임을 자제하게 되므로 사용자의 불편함이 증가한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 생체신호 측정 장치를 이용할 때 사용의 편리성을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 생체 신호를 측정할 때 측정의 정확도를 향상시켜 동작의 신뢰성을 높이기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 생체신호 측정 장치는 피부에서 생성되는 생체 신호를 감지하는 생체신호 감지부, 상기 생체신호 감지부에 연결되어 있는 동작 제어부 및 상기 동작 제어부에 연결되어 있는 길이 조정부를 포함하는 생체신호 측정 모듈, 및 상기 생체신호 측정 모듈과 체결되어 사용자의 신체에 착용되고 상기 길이 조정부에 연결되어 있는 착용부를 포함하고, 상기 동작 제어부는 상기 생체신호 감지부로부터 인가되는 신호를 판독하기 전에 상기 길이 조정부로 구동 신호를 출력하고, 상기 길이 조정부는 상기 동작 제어부로부터 인가되는 상기 구동 신호에 의해 동작하여 상기 착용부의 착용 길이를 조정하여 상기 생체신호 감지부와 상기 피부간의 이격 거리를 줄이고 접촉 면적을 증가시킨다.
상기 생체신호 감지부는 맥파 센서, 혈당 센서 및 체온 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 동작 제어부는 상기 맥파 센서로부터 인가되는 신호를 판독하여 심박수와 산소 포화도를 판정하고, 상기 혈당 센서로부터 인가되는 신호를 판독하여 혈당 지수를 판정하며, 상기 체온 센서로부터 인가되는 신호를 판독하여 체온을 판정할 수 있다.
상기 특징에 따른 생체신호 측정 장치는 상기 동작 제어부와 연결되어 있는 정보 출력부를 더 포함할 수 있고, 상기 동작 제어부는 판정된 심박수와 산소 포화도, 상기 혈당 지수 및 상기 체온 중 적어도 하나를 상기 정보 출력부로 출력할 수 있다.
상기 특징에 따른 생체신호 측정 장치는 상기 동작 제어부와 연결되어 있는 통신부를 더 포함할 수 있고, 상기 동작 제어부는 상기 통신부를 이용하여 상기 판정된 심박수와 산소 포화도, 상기 혈당 지수 및 상기 체온 중 적어도 하나를 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다.
상기 특징에 따른 생체신호 측정 장치는 상기 동작 제어부에 연결되어 있는 정보 출력부와 통신부를 더 포함할 수 있고, 상기 동작 제어부는 상기 통신부를 이용하여 상기 사용자 단말로부터 인가되는 경고 메시지가 전송되면 상기 정보 출력부로 상기 경고 메시지를 출력할 수 있다.
상기 특징에 따른 생체신호 측정 장치는 상기 동작 제어부에 연결되어 있는 경고부를 더 포함할 수 있고, 상기 동작 제어부에 연결되어 있고 상기 통신부를 이용하여 상기 사용자 단말로부터 인가되는 경고부 구동 신호가 전송되면 상기 경고부를 동작시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 측정 장치는 팔목과 같이 사용자의 신체 부위에 착용 가능한 형태로 이루어져 있으므로 패치형의 경우에 비해 사용자의 착용감이 향상되며 사용의 편리성이 높아진다.
또한, 생체 신호를 측정할 때, 자동으로 착용되는 착용 밴드의 길이가 조정되어 피부와 생체 신호 감지부 간의 이격 거리가 좁혀지고 접촉 면적이 증가된다.
따라서, 생체 신호의 감지 동작에 대한 정확도가 높아서, 사용자는 자신의 현재 몸 상태를 정확히 판정하여 신속하고 정확한 대응 동작을 취할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 장치가 사용자의 팔목에 착용된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 개략적인 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 한 예에 대한 동작 순서도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 다른 예에 대한 동작 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 개략적인 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 한 예에 대한 동작 순서도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 신호 측정 시스템의 다른 예에 대한 동작 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 생체신호 측정 장치에 대해서 설명하도록 한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 일 실시예에 따른 생체신호 측정 장치를 구비한 생체신호 측정 시스템에 대하여 설명한다.
도 1과 도 2를 참고로 하며, 본 예의 생체신호 측정 시스템은 생체신호 측정 장치(10), 그리고 생체신호 측정 장치(10)와 통신하는 사용자 단말(20)을 구비한다.
생체신호 측정 장치(10)는, 도 1에 도시한 것처럼, 생체신호 측정 모듈(100)과 생체신호 측정 모듈(100)에 연결되어 있는 착용부(B10)를 구비한다.
생체신호 측정 모듈(100)은 원형이나 사각형과 같은 다양한 평면 형태를 갖는 시계 형태로 이루어져 있고, 착용부(B10)와의 결합을 위한 결합부가 생체신호 측정 모듈(100)의 본체 측면에 위치한다.
착용부(B10)는 가늘고 긴 띠(strip)와 같이 형태로 이루어져 손목 등과 같은 사용자가 원하는 신체 부위에 착용할 수 있는 시계 띠 형태로 이루어져 있고, 생체신호 측정 모듈(100)에 형성된 결합부에 힌지 등을 이용한 체결 구조로 결합되어 있다.
또한, 착용부(B10)에는 사용자에 의해 착용 상태를 해제할 수 있는 잠금 구조를 구비하고 있다.
따라서, 생체신호 측정 장치(10)는 생체신호 측정 모듈(100)의 양 측면에 시계 줄 형태의 착용부(B10)가 결합되어 있고, 사용자에 의해 손목 등 해당 신체 부위에 착용되거나 착용 상태를 해제할 수 있는 구조를 갖는다.
도 2를 참고로 하면, 생체신호 측정 모듈(100)은 사용자의 생체 신호를 측정하는 생체신호 감지부(110), 사용자 단말(20)과의 통신을 위한 통신부(120), 생체신호 감지부(110)와 통신부(120)에 연결되어 있는 동작 제어부(130), 동작 제어부(130)에 연결되어 있는 저장부(140), 동작 제어부(130)에 연결되어 있는 정보 출력부(150), 동작 제어부(130)에 연결되어 있는 경고부(160), 동작 제어부(130)에 연결되어 있는 모터 구동부(170), 그리고 모터 구동부(160)에 연결되어 있는 길이 조정부(180)를 구비한다.
생체신호 감지부(110)는 접촉되거나 인접하게 위치하는 사용자 피부로부터 출력되는 생체 신호를 감지하는 부분으로서, 맥파(PPG) 센서(111), 혈당 센서(112) 및 체온 센서(113)를 구비한다.
맥파(PPG, photo-plethysmography) 센서(111)는 정해진 색상(예, 녹색과 적색)의 빛을 각각 발광하는 발광부[예, 발광 다이오드(LED)]와 피부에 의해 반사되는 발광부의 빛을 수광하는 수광부[예, 포토다이오드(photodiode)]를 구비하고 있고, 동맥과 정맥의 상태에 따른 신호를 출력하여 심박수와 산소 포화도를 파악할 수 있도록 한다.
혈당 센서(112)은 사용자의 혈당을 감지하여 감지된 혈당 지수에 해당하는 상태의 신호를 동작 제어부(130)로 출력한다. 이러한 혈당 센서(112)는 비접촉 방식으로 혈당을 감지하는 센서일 수 있다.
따라서, 동작 제어부(130)는 혈당 센서(112)로부터 인가되는 신호를 이용하여 현재의 혈당 지수가 정상 상태인지를 판단하게 된다.
체온 센서(113)는 사용자의 체온을 측정하여 해당 상태를 신호를 출력하는 것으로서, 동작 제어부(130)는 체온 센서(113)에서 출력되는 신호를 이용하여 현재 사용자의 체온을 판정한다.
이러한 생체신호 감지부(110)의 센서(111-113) 중 적어도 하나는 생략될 수 있고, 다른 종류의 생체 정보를 측정하는 센서가 추가될 수 있다.
예를 들어, 심전도(ECG, electrocardiogram) 센서를 추가로 구비할 수 다. 이때, 심전도 센서는 심장을 중심으로 왼쪽 부분과 오른쪽 부분을 접촉하기 위한 두 개의 접촉부를 구비하고 있고 이 두 개의 접촉부에 각각 왼손과 오른손을 각각 올리면 심전도와 맥박, 심박 변이도(HRV, heart rate variability), 스트레스 지수에 해당하는 생체 신호가 동작 제어부(130)로 출력할 수 있다.
통신부(120)는 사용자 단말(200)과의 통신을 위한 것으로서, 근거리 통신 모듈을 구비할 수 있다.
이때, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband) 또는 지그비(ZigBee) 등이 이용될 수 있다.
동작 제어부(130)는 본 예의 생체신호 측정 장치의 동작을 전반적으로 제어하는 제어 유닛으로서, 생체신호 감지부(110)로부터 인가되는 생체 신호를 이용하여 사용자의 몸 상태를 판정하고 판정된 몸 상태를 사용자 단말(20)로 전송한다.
저장부(140)는 생체신호 측정 장치의 동작에 필요한 데이터나 명령 또는 동작 중에 발생되는 데이터 등이 저장되어 있는 메모리(memory) 등으로 이루어진 저장 매체이다.
정보 출력부(150)는 동작 제어부(130)의 제어에 따라 필요한 정보를 출력하는 것으로서, 예를 들어, 생체신호 감지부(110)에 의해 측정된 생체 정보를 출력할 수 있다.
이러한 정보 출력부(150)는 액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display)나 유기 발광 표시 장치(OLED, organic light emitting display) 등으로 이루어질 수 있다.
경고부(160)는 측정된 생체 정보의 상태가 비정상 상태인 경우, 사용자에게 현재 자신의 몸 상태가 비정상임을 알려주기 위한 것으로서, 발광 다이오드와 같은 발광부, 경고음을 출력하는 경고음 발생기 및 진동 발생기 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
따라서, 사용자는 경고부(160)의 동작에 따라 혈당, 심박수 또는 체온 등이 비정상 상태임을 인지하여, 필요한 응급 조치를 신속히 취할 수 있다.
길이 조정부(170)는 모터(motor) 등을 구비하고 있고, 동작 제어부(130)로부터 인가되는 구동 신호에 따라 동작 상태가 변하여 착용부(B10)의 착용 상태, 즉 해당 신체 부위에 감겨 있는 착용부(B10)의 감김 정도를 변화시킨다.
도 1과 같이, 착용부(B10)가 생체신호 측정 모듈(100)의 양 측면에 일측이 각각 연결되어 있는 한 쌍의 착용 밴드를 구비할 경우, 한 쌍의 착용 밴드 중 하나의 착용 밴드에 일측이 연결되어 있는 길이 조정끈(171)의 타측과 길이 조정부(170)가 연결된다. 이때 길이 조정끈(171)은 한 쌍의 착용 밴드 중 다른 착용 밴드에 연결되어 있다. 이때, 길이 조정부(170)와 길이 조정끈(171)은 연결되어 있는 착용 밴드 내부에 위치할 수 있다.
따라서, 길이 조정부(170)의 동작에 의해 길이 조정끈(171)의 위치가 연결되어 있는 착용 밴드를 당기거나 풀어주는 방향으로 이동함에 따라, 해당 신체 부위를 감고 있는 착용 밴드의 길이는 감소하거나 증가하게 되고, 착용 밴드의 감김 정도는 변하게 된다.
따라서, 생체 정보를 획득하는 시기가 되면, 동작 제어부(130)는 길이 조정부(170)로 해당 상태의 구동 신호를 출력하여 길이 조정 밴드(171)를 당겨 해당 신체 부위에 감겨있는 착용부(B1)의 조임 정도를 증가시킨다.
이러한 길이 조정부(170)의 동작에 의해 생체신호 감지부(110)와 해당 신체 부위의 피부와의 이격 거리는 감소하고 접촉 면적이 증가하여 생체 신호 측정 정확도가 올라간다.
사용자 단말(20)은 사용자가 직접 휴대 가능한 단말로서, 하나의 예로서 스마트 폰(smart phone)일 수 있다.
이러한 사용자 단말(20)은 도 2에 도시한 것처럼 사용자 입력부(210), 통신부(220), 사용자 입력부(210)와 통신부(220)에 연결된 동작 제어부(230), 동작 제어부(230)에 연결된 저장부(240), 그리고 동작 제어부(230)에 연결된 정보 출력부(250)를 구비한다.
사용자 입력부(210)는 사용자가 사용자 단말(200)의 동작 제어를 위한 명령 등에 관련된 신호를 발생시켜 동작 제어부(230)로 출력한다.
이러한 사용자 입력부(210)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(touch pad), 조그 휠(jog wheel), 조그(jog) 스위치 또는 마우스(mouse) 등으로 구성될 수 있다.
통신부(220)는 생체신호 측정 모듈(100)과의 통신을 위한 것으로서, 생체신호 측정 모듈(100) 등과 같은 다른 전자 기기가 위치한 네트워크 사이의 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함한다.
이러한 통신부(220)는 근거리 통신 모듈 이외에 이동통신 모듈과 인터넷 모듈 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다.
이동 통신 모듈은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말 및 서버 중 적어도 하나와 무선으로 신호(즉, 무선 신호)를 송수신한다. 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 단문 메시지나 멀티미디어 메시지의 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
인터넷 모듈은 무선 또는 유선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 인터넷 모듈은 사용자 단말(20)에 내장되거나 외장될 수 있다.
인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(WiFi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access) 또는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.
근거리 통신 모듈은 이미 기술한 것처럼 근거리 통신을 위한 모듈로서, 블루투스, RFID, 적외선 통신, UWB 또는 지그비 등의 통신 기술을 이용할 수 있다.
동작 제어부(230)는 사용자 입력부(210)를 통해 인가되는 신호를 이용하여 사용자 단말(20)의 동작을 제어하고, 생체신호 측정 장치(10)로부터 인가되는 생체 정보를 이용하여 사용자의 몸 상태를 판정하고, 판정된 사용자의 몸 상태가 비정상 상태인 경우, 생체신호 측정 모듈(100)을 통해 사용자에게 경고 신호를 출력한다.
저장부(240)는, 이미 기술한 것처럼, 사용자 단말(20)의 동작에 필요한 데이터나 동작 중에 발생하는 데이터를 저장하는 저장 매체이다.
정보 출력부(250) 역시 동작 제어부(230)의 제어에 따라 해당 정보를 출력하는 표시장치로서, 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치 등으로 이루어질 수 있다.
다음, 도 3을 참고로 하여, 이러한 구조를 갖는 생체신호 측정 시스템의 동작을 설명한다.
본 예의 경우, 생체신호 측정 모듈(1000)이나 사용자 단말(20)에 별도의 구동 스위치를 구비하여, 구동 스위치가 동작될 때마다 생체신호 측정 장치(10)의 동작이 이루어져 사용자의 생체 정보를 획득한다.
하지만, 이와는 달리, 사용자의 생체 정보의 측정 주기는 사용자에 의해 정해질 수 있고, 이 경우, 생체신호 측정 모듈(100)은 정해진 측정 주기마다 사용자의 생체 신호를 측정할 수 있다.
따라서, 측정 주기마다 생체 정보를 획득하는 경우, 구동 스위치의 동작 여부를 판단해 생체신호 감지부(10)를 동작시켜 생체 정보를 획득하는 대신, 측정 주기를 판단하여 생체신호 감지부(10)를 동작시켜 생체 정보를 획득하는 것을 제외하면 나머지 동작은 동일하다.
따라서, 먼저, 생체신호 측정 시스템의 동작에 필요한 전원이 공급되어, 생체신호 측정 시스템의 동작이 시작되어 생체신호 측정 장치(10)와 사용자 단말(20)의 동작이 시작되면, 사용자 단말(20)은 사용자 입력부(210)로부터 인가되는 신호를 판독하여 생체 신호 획득을 위한 구동 신호가 입력되었는지 판단한다(S11).
사용자의 동작에 의해 사용자 입력부(210)를 구동 신호가 입력되면(S11), 사용자 단말(20)은 통신부(220)를 통하여 생체신호 측정 장치(10)로 생체정보를 요청한다(S12).
본 예와 달리, 생체 신호 획득을 위한 구동 신호의 생성을 위해 사용자 입력부(210)를 이용하는 대신에, 사용자 단말(20)에 별도로 구비되어 있고 사용자의 동작에 따라 온 상태 또는 오프 상태가 되는 구동 스위치를 이용할 수 있다. 이 경우, 사용자 단말(20)의 동작 제어부(230)는 구동 스위치가 온된 상태로 판단되면 구동 신호가 인가된 상태로 판단한다.
사용자 단말(20)로부터 생체 정보가 요청되면(S12), 생체신호 측정 장치(10)의 동작 제어부(130)는 전원부(도시하지 않음)를 동작시켜 생체신호 감지부(110)로 구동 전원을 인가하여 생체신호 감지부(110)를 동작 시킨다(S13).
생체신호 측정 모듈(100)은 휴대용 전원을 이용하므로, 필요할 경우만 생체신호 감지부(110)로의 전원 공급을 실시하므로, 생체신호 측정 모듈(100)의 불필요한 전원 소모가 방지한다.
다음, 생체신호 측정 모듈(100)의 동작 제어부(130)는 길이 조정부(170)로 구동 신호를 출력한다(S14).
길이 조정부(170)에 구비된 모터의 동작에 의해 길이 조정 밴드(171)의 위치가 변하여 착용부(B10)의 착용 길이를 줄인다. 즉, 착용부(B10)의 조임 정도가 증가되어, 생체신호 측정 모듈(100)에 부착된 생체신호 감지부(110)와 사용자의 피부 간의 이격 거리를 줄어들고 접촉 면적은 증가하게 된다.
이때, 줄어드는 착용부(B10)의 착용 길이는 길이 조정부(170)로 인가되는 구동 신호의 인가 시간에 따라 정해질 수 있고, 인가 시간은 이미 정해져 있거나 사용자에 의해 정해질 수 있다.
이처럼, 착용부(B10)의 착용 길이를 감소시켜 생체신호 감지부(110)와 피부와의 이격 거리와 접촉 면적이 조정되면, 생체신호 측정 모듈(100)의 동작 제어부(130)는 생체신호 감지부(110)의 각 센서(111-113)로부터 인가되는 신호를 판독하여 각 판독된 신호에 해당하는 생체 정보를 획득한다(S15).
따라서, 동작 제어부(130)는 맥파 센서(111)로부터 인가되는 신호를 이용하여 심박수와 산소 포화도를 판정하고, 혈당 센서(112)로부터 인가되는 신호를 이용하여 현재 혈당 지수를 판정하며, 체온 센서(113)로부터 인가되는 신호를 이용하여 현재 체온을 판정하여, 심박수, 혈당 지수 및 체온으로 이루어진 생체 정보를 획득한다.
다음, 동작 제어부(130)는 획득된 생체 정보를 정보 출력부(150)로 출력하여 현재 측정된 생체 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 하고(S16), 통신부(120)를 통해 현재 측정된 생체 정보를 사용자 단말(20)로 전송한다(S17).
따라서, 사용자 단말(20)의 동작 제어부(230)는 통신부(220)를 통해 생체신호 측정 장치(10)로부터 생체 정보가 전송되면(S17), 전송된 생체 정보를 저장부(240)에 저장한다(S18).
대안적인 예에서, 동작 제어부(130)는 생체신호 감지부(110)로부터 인가되는 신호를 이용한 생체 정보 획득 동작을 수행하지 않고, 생체신호 감지부(110)로부터 인가되는 신호를 바로 사용자 단말(20)로 전송하여 사용자 단말(20)에 의해 생체 정보가 획득되도록 할 수 있다. 이 경우, 생체신호 측정 모듈(100)은 사용자 단말(20)로부터 전송되는 생체 정보를 수신 받아 정보 출력부(150)로 출력하고, 사용자 단말(20)은 생체신호 측정 모듈(100)로부터의 생체 정보 수신 동작 없이 자신의 판정 동작에 의해 획득한 생체 정보를 바로 저장부(240)에 저장하게 된다.
다음, 사용자 단말(20)의 동작 제어부(230)는 저장부(240)에 저장된 생체 정보 각각을 이미 정해진 범위의 각 설정 범위와 비교한다(S19).
따라서, 생체 정보 중에서 설정 범위를 벗어난 생체 정보가 존재하면(S110), 사용자 단말(20)의 동작 제어부(230)는 설정 범위를 벗어난 생체 정보의 종류를 판단한다(S111).
그런 다음, 설정 범위를 벗어난 생체 정보에 대한 해당 경고 메시지를 저장부(240)로부터 읽어와(S112), 판독된 경고 메시지와 함께 경고부 구동 신호를 생체신호 측정 모듈(100)로 전송한다(S113).
예를 들어, 심박수가 설정 범위를 벗어난 경우, '심장 이상'이라는 경고 메시지가 선택되고, 산소 포화도가 설정 범위를 벗어나면, '저산소증 우려'라는 경고 메시지가 선택된다. 또한, 체온이 설정 범위를 벗어나는 경우, '저체온 상태' 또는 '발열 상태'라는 경고 메시지가 선택될 될 수 있다.
혈당 지수가 설정 범위를 벗어나게 되면 '저혈당 주의' 또는 '고혈당 주의'라는 경고 메시지가 선택될 수 있다.
이처럼, 사용자 단말(20)의 동작 제어부(230)는 측정된 현재 생체 정보의 각 크기가 설정 범위에 포함되는 지의 여부를 이용하여 현재 사용자의 몸 상태를 판정하고, 판정의 몸 상태를 알리는 경고 메시지를 생체신호 측정 장치(10)로 전송한다.
이때, 대안적인 예에서, 설정 범위를 벗어난 생체 정보의 상태, 즉 하한값에 도달하지 못한 경우나 상한값을 벗어난 경우에 따라 선택된 경고 메시지 뿐만 아니라 해당 생체 정보의 상태에 해당하는 간단한 응급 처치법에 관련된 정보 역시 저장부(240)에서 선택되어 생체신호 측정 모듈(100)로 함께 전송될 수 있다.
이로 인해, 생체신호 측정 모듈(100)의 동작 제어부(130)는 통신부(120)를 통해 전송되는 경고 메시지를 정보 출력부(150)로 출력하여, 사용자가 현재 자신의 몸 상태, 즉 심박수, 혈당 또는 체온 상태가 정상인지를 알 수 있도록 한다(S114).
또한, 생체신호 측정 장치(10)의 동작 제어부(130)는 사용자 단말(20)로 전송되는 경고부 구동 신호에 따라 경고부(160)를 동작 시킨다(S115).
이러한 경고부(160)의 동작에 따라 사용자는 자신의 현재 신체 상태가 비정상 상태임을 인지하여, 정보 출력부(150)로 출력되는 경고 메시지를 신속하게 확인하여 필요한 응급 조치를 취할 수 있도록 한다.
추가적으로 응급 처치법도 함께 전송되는 경우, 사용자는 정보 출력부(150)로 출력되는 응급 처치법대로 자신의 몸을 관리하여 응급 사고의 발생을 예방하게 된다
이로 인해, 저혈당 쇼크, 저산소증, 심장 마비 등과 같은 위험한 상황의 발생을 미연에 방지하거나 예방하게 된다.
본 발명의 다른 예로서, 사용자가 운전 중인 경우, 사용자 단말(20)은 생체 신호를 이용하여 운전자의 졸음 여부, 저혈당 상태, 저산소증 여부, 심장 마비 가능성 등과 같은 현재 운전 동작에 악영향을 줄 수 있는 생체 상태를 판정해 운전자에게 경고를 줄 수 있다.
이러한, 본 예의 생체신호 측정 시스템의 동작은 도 4a 및 도 4b와 같다.
즉, 도 3의 단계(S11-S17)와 동일한 동작을 통하여, 생체신호 측정 모듈(10)로부터 생체신호 감지부(110)의 동작에 의해 판정된 생체 정보가 전송되면(S21-S27), 사용자 단말(20)의 동작 제어부(230)는 전송된 생체 정보(즉, 심박수, 산소 포화도, 혈당 지수 및 체온)를 저장부(240)에 저장한다(S28).
다음, 동작 제어부(230)는 심박수의 변화와 체온 변화를 이용하여 현재 운전자가 졸음 운전 상태인지 판단한다(S29).
사람이 잠이 올 경우, 심박수의 변화가 느려 지고 체온은 떨어지게 된다. 따라서, 동작 제어부(230)는 이전 단계에서 판정된 이전 심박수와 이전 체온 그리고 현재 단계에서 판정된 현재 심박수와 현재 체온의 변화를 각 판정하여, 심박수의 변화량과 체온의 변화량이 모두 설정값 이상이면 현재 운전자의 상태를 졸음 상태로 판단할 수 있다.
따라서, 현재 운전자의 상태가 졸음 상태로 판단되면(S210), 동작 제어부(230)는 '졸음 운전 주의'라는 해당 경고 메시지를 저장부(240)에서 선택하 읽어온 후(S211), 경고부 구동 신호와 함께 판독된 해당 경고 메시지를 생체신호 측정 모듈(100)로 전송한다(S212).
따라서, 생체신호 측정 모듈(100)의 동작 제어부(130)는 전송된 경고 메시지를 정보 출력부(150)로 출력하고 또한 경고부(160)를 동작시켜, 사용자를 졸음 상태에게 깨어나게 한다(S213, S214).
대안적인 예에서, 사용자 단말(20)이 경고부를 구비하고 있는 경우, 사용자 단말(20)의 동작 제어부(230)는 자신의 경고부로 구동 신호를 출력하여 경고부를 동작시킨다. 이런 경우, 생체신호 측정 장치(10)와 사용자 단말(20)의 각 경고부가 동시에 동작하므로, 운전자는 좀 더 신속하게 졸음 상태에서 깨어나게 되고 자신의 졸음 운전 상태를 신속하게 인지하게 된다.
하지만, 판정된 운전자의 상태가 졸음 상태가 아닌 경우(S210), 사용자 단말(20)의 동작 제어부(230)는, 이미 단계(S19-S115)를 참고로 하여 기술한 것과 동일하게, 전송된 각 생체 정보의 값과 설정 범위를 비교하여 설정 범위를 벗어난 생체 정보가 존재하는지 판단하고, 설정 범위를 벗어난 생체 정보가 존재할 경우, 해당 설정 정보와 설정 범위에 대한 비교 결과에 해당하는 경고 메시지를 저장부(240)에 읽어와 경고부 구동 신호와 함께 생체 신호 측정 장치(10)로 전송한다(S215-S219).
이로 인해, 생체신호 측정 장치(10)의 동작 제어부(130)는 정보 출력부(150)로 전송된 경고 메시지를 출력하여, 획득된 생체 정보 중에서 비정상 상태를 생체 정보가 존재함을 사용자에게 알려줘 필요한 조치를 취할 수 있도록 하고, 경고부(160)를 동작시켜 사용자가 자신의 몸 상태가 비정상 상태임을 신속히 인지하여 안전 운전을 수행하도록 한다(S220, S221).
이처럼, 사용자의 생체 정보를 획득하기 위한 생체신호 측정 장치(10)가 패치 형태가 아니라 시계 형태로 제작되어 팔목 등과 같은 해당 신체 부위에 착용된다. 따라서, 생체신호 측정 장치(10)를 착용할 경우에도 착용자의 신체 활동에 지장을 초래하지 않고 착용자의 활동이 자유로워져 사용자의 만족도가 증가한다.
또한, 사용자의 신체 일부에 착용되는 생체신호 측정 장치(10)를 이용하여 사용자의 생체 정보를 획득할 경우, 생체 정보의 정확한 획득을 위해 착용부(B10)의 착용 상태를 변화시켜 생체신호 감지부(110)와 피부와의 이격 거리를 줄이고 접촉 면적을 증가시킨다. 이로 인해, 생체신호 감지부(110)의 각 센서(111-113)에 대한 해당 감지 동작의 신뢰성이 향상되어, 각 센서(111-113)를 이용하여 획득된 생체 정보의 신뢰성 역시 향상된다.
본 실시예의 경우, 사용자 단말(20)이 생체 정보의 정상 여부를 판정하는 동작을 실시한다.
하지만, 이에 한정되지 않고 대안적인 예에서, 이러한 사용자 단말(20)의 동작은 생체신호 측정 모듈(100)의 동작 제어부(130)에 의해 행해져, 동작 제어부(130)에서 판정된 생체 정보를 이용하여 사용자의 몸 상태가 이상 여부와 졸음 운전 여부 등을 판정할 수 있다. 이런 경우, 도 3 내지 도 4b를 참고로 하여 설명한 사용자 단말(20)의 동작 제어부(230)의 동작은 생체신호 측정 모듈(100)의 동작 제어부(130)에 의해 행해지며, 이를 위한 생체신호 측정 모듈(100)의 저장부(140)의 저장 내용 역시 사용자 단말(20)의 저장부(240)의 저장 내용과 같다.
이상, 본 발명의 생체신호 판정 장치의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 생체신호 측정 장치
20: 사용자 단말
100: 생체신호 측정 모듈 110: 생체신호 감지부
111: 맥파 센서 112: 혈당 센서
113: 체온 센서 120, 220: 통신부
130, 230: 동작 제어부 140, 240: 저장부
150, 250: 정보 출력부 160: 경고부
170: 길이 조정부 B10: 착용부
100: 생체신호 측정 모듈 110: 생체신호 감지부
111: 맥파 센서 112: 혈당 센서
113: 체온 센서 120, 220: 통신부
130, 230: 동작 제어부 140, 240: 저장부
150, 250: 정보 출력부 160: 경고부
170: 길이 조정부 B10: 착용부
Claims (7)
- 피부에서 생성되는 생체 신호를 감지하는 생체신호 감지부, 상기 생체신호 감지부에 연결되어 있는 동작 제어부 및 상기 동작 제어부에 연결되어 있는 길이 조정부를 포함하는 생체신호 측정 모듈; 및
상기 생체신호 측정 모듈과 체결되어 사용자의 신체에 착용되고 상기 길이 조정부에 연결되어 있는 착용부
를 포함하고,
상기 동작 제어부는 상기 생체신호 감지부로부터 인가되는 신호를 판독하기 전에 상기 길이 조정부로 구동 신호를 출력하고,
상기 길이 조정부는 상기 동작 제어부로부터 인가되는 상기 구동 신호에 의해 동작하여 상기 착용부의 착용 길이를 조정하여 상기 생체신호 감지부와 상기 피부 간의 이격 거리를 줄이고 접촉 면적을 증가시키는
생체신호 측정 장치. - 제1항에서,
상기 생체신호 감지부는 맥파 센서, 혈당 센서 및 체온 센서 중 적어도 하나를 포함하는 생체신호 측정 장치. - 제2항에서,
상기 동작 제어부는 상기 맥파 센서로부터 인가되는 신호를 판독하여 심박수와 산소 포화도를 판정하고, 상기 혈당 센서로부터 인가되는 신호를 판독하여 혈당 지수를 판정하며, 상기 체온 센서로부터 인가되는 신호를 판독하여 체온을 판정하는 생체신호 측정 장치. - 제3항에서,
상기 동작 제어부와 연결되어 있는 정보 출력부를 더 포함하고
상기 동작 제어부는 판정된 심박수와 산소 포화도, 상기 혈당 지수 및 상기 체온 중 적어도 하나를 상기 정보 출력부로 출력하는
생체신호 측정 장치. - 제3항에서,
상기 동작 제어부와 연결되어 있는 통신부
를 더 포함하고,
상기 동작 제어부는 상기 통신부를 이용하여 상기 판정된 심박수와 산소 포화도, 상기 혈당 지수 및 상기 체온 중 적어도 하나를 상기 사용자 단말로 전송하는
생체신호 측정 장치. - 제5항에서,
상기 동작 제어부에 연결되어 있는 정보 출력부와 통신부
를 더 포함하고,
상기 동작 제어부는 상기 통신부를 이용하여 상기 사용자 단말로부터 인가되는 경고 메시지가 전송되면 상기 정보 출력부로 상기 경고 메시지를 출력하는
생체신호 측정 장치. - 제6항에서,
상기 동작 제어부에 연결되어 있는 경고부
를 더 포함하는
상기 동작 제어부에 연결되어 있고 상기 통신부를 이용하여 상기 사용자 단말로부터 인가되는 경고부 구동 신호가 전송되면 상기 경고부를 동작시키는
생체신호 측정 장치.
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| KR (1) | KR20190067336A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090008786A (ko) | 2007-07-19 | 2009-01-22 | 지우솔루션주식회사 | 생체신호측정 패치 |
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2017
- 2017-12-07 KR KR1020170167169A patent/KR20190067336A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090008786A (ko) | 2007-07-19 | 2009-01-22 | 지우솔루션주식회사 | 생체신호측정 패치 |
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