KR20190067904A - 센서 장치 - Google Patents

Abstract

피검체(2, 21, 211)의 반응을 모니터링 하기 위한 장치(1) 및 방법은 입력 신호(5, 51, ...) 를 방출하기 위한 이미터(3)와, 상기 입력 신호 (5, 51, ...)에 대응하여 상기 피검체 (2, 21, 211)로부터의 출력 신호(6, 61, ...)를 수신하는 수신기(4) 와, 신호 생성기(7)와, 상기 출력 신호(6, 61, ...) 및 상기 입력 신호(5, 51, ...) 간의 비교로부터 상기 피검체(2, 21, 211)의 제1반응 (R1)을 평가하는 신호 분석기(8)를 포함한다. 상기 장치는 제2반응(R2)을 평가하기 위해 추가 이미터 (31, 311, ...)를 더 포함하고, 이때 상기 제1반응(R1) 또는 상기 제2반응(R2) 중 어느 하나는 미리 결정된 특성에 기초하여 상기 반응의 추가 모니터링을 위해 선택되고, 및/또는 장치(1)는 제3반응 (R3)을 평가하기 위해 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...)를 포함하며, 이때 상기 제1반응(R1) 또는 상기 제3반응(R3) 중 어느 하나는 미리 결정된 특성에 기초하여 상기 반응의 추가 모니터링을 위해 선택되며, 및/또는 상기 입력 신호(5, 51, ...)는 전자기장이고, 상기 장치(1)는 상기 입력 신호(5, 51, ...)를 변경하는 신호 변조기(9)를 더 포함하며, 이에 의해 공간 해상도로 상기 반응의 모니터링이 가능할 수 있도록 상기 제1반응(R1)이 변경된다.

Description

센서 장치

본 발명은 피검체의 반응을 모니터링하는 장치 및 피검체의 반응을 모니터링하는 방법에 관한 것이다.

살아있는 피검체의 생체 기능 또는 산업 프로세스의 제어 기능과 같은 피검체의 반응을 모니터링하는 것은 살아있는 피검체의 상태 또는 산업 공정의 상태를 평가하기 위해 매우 중요하다. 이 목적을 위해 많은 센서 장치가 개발되었다. 인간 및 동물과 같은 살아 있는 피검체의 경우 일반적으로 사용되는 방법은 센서 장치의 접촉 의존적인 적용에 기반한다. 이러한 적용은 종종 살아있는 피검체의 생체 기능과 관련된 생리학적 파라미터를 측정하기 위해 살아있는 피검체에 전극 또는 센서를 부착하는 것을 포함한다. 다른 장치, 특히 시계와 같은 휴대용 장치는 하나 이상의 광학 센서가 집적되어 있으므로 더 이상 살아있는 생물에 부착할 필요가 없는 것으로 알려져 있다. 그러나, 특히 광학 센서의 제한된 범위의 감도로 인해, 그러한 장치는 대개 피검체에 아주 근접하여야만 사용될 수 있다.

접촉 의존적 또는 위치 의존적 장치와 관련된 전술한 문제를 회피하기 위해, 살아 있는 피검체의 생리학적 조건을 모니터링 할 수 있는 비접촉 센서(contact-independent sensors)를 포함하는 장치가 개발되었다. 이 센서는 이전의 접촉 의존적 센서와 마찬가지로 심박수, 호흡수 또는 살아있는 피검체의 움직임과 같은 생체 파라미터를 식별할 수 있다. 이러한 비접촉 센서는 일반적으로 전자기 특성을 이용하고, 측정 대상인 살아있는 피검체가 그들 사이에 위치하도록 서로 대향 배치되거나, 측정 대상인 살아있는 피검체가 그들의 위 또는 옆에 위치하도록 동일 평면 상에 배치될 수 있다.

생리학적 이벤트에 대한 모니터링 시스템이 WO 2014/204721 A1에 공지되어 있는데, 여기서 피검체의 전기적 임피던스의 변화로 인한 전류의 변화를 측정함으로써 인간 및 동물의 생리학적 프로세스를 모니터링 하기 위해 전자기 임피던스 센서가 제공된다.

US 2014/0285216 A1은 차량의 시트 내에 위치한 용량성 센서로부터 수신된 생체 신호의 신호 품질을 향상시키기 위한 시스템을 개시하며, 이 때 센서는 상기 운전자로부터 전기적 임펄스를 감지한다.

미국 특허 제 2014/0276112 A1 호로부터 시스템이 알려져 있는데, 여기서 신체 상태의 변화를 결정하기 위해 전류 또는 전위 센서, 시각 센서 또는 산소 센서와 같은 센서가 생리학적 특성을 감지하는데 사용된다.

WO 2006/111877 A1은 커패시터에 의해 사용자 신체의 생체 임피던스를 유도 적으로 측정하기 위한 장치를 개시한다.

살아있는 피검대상의 상태를 모니터링 하기 위한 장치는 US 2013/0001422 A1로부터 공지되어 있으며, 여기서 상기 장치의 구성 및 기능은 모니터링 영역 또는 근처에 부착되는 RFID 태그와 같이, 대상까지의 거리를 결정하는데 적합한 범위 파인더(finder)에 의해 조정된다.

그러나, 이들 장치 및 방법 모두는 장치에서 측정될 피검체의 올바른 위치에 의존하고 및 / 또는 장치는 미리 결정된 감도 영역만을 갖는다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 극복하는, 피검체의 반응을 모니터링하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 높은 감도에서 비접촉 및 위치 독립적 반응 모니터링을 가능하게 하는, 피검체의 반응을 모니터링하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은 각각 청구항 제1항에 따른 장치 및 청구항 제5항에 따른 장치에 의해 각각 달성된다.

이 목적은 청구항 제12항에 따른 방법 및 청구항 제13항에 따른 방법에 의해 각각 달성된다.

제1측면에 따르면, 본 발명은 적어도 하나의 입력 신호를 방출하도록 형성되는 적어도 하나의 이미터, 적어도 하나의 입력 신호에 대응하여 피검체로부터 적어도 하나의 출력 신호를 수신하도록 형성되는 적어도 하나의 수신기, 적어도 하나의 이미터와 연결되고, 피검체를 침투하기 및/또는 피검체로부터 반사되기에 효과적인 적어도 하나의 입력 신호를 생성하도록 형성되는 신호 생성기, 적어도 하나의 수신기와 연결되고, 적어도 하나의 출력 신호를 적어도 하나의 입력 신호와 비교함으로써 적어도 하나의 수신기로부터 수신된 적어도 하나의 출력 신호를 분석하도록 형성된 신호 분석기를 포함하는, 피검체의 반응을 모니터링하는 장치를 제공한다. 상기 장치는 적어도 하나의 출력 신호와 적어도 하나의 입력 신호 사이의 비교로부터 피검체의 적어도 하나의 제1반응을 평가하도록 형성된다. 상기 장치는 적어도 하나의 추가 이미터를 포함하고, 이때 적어도 하나의 추가 이미터 는 적어도 하나의 수신기에 의해 수신된 적어도 하나의 출력 신호 및 적어도 하나의 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 이미터에 의해 방출된 적어도 하나의 추가 입력 신호 사이의 비교에 의해 피검체의 적어도 하나의 제2반응을 평가하기 위해 적어도 하나의 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호를 방출하도록 형성되고, 피검체의 적어도 하나의 제1반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 수신기 또는 피검체의 적어도 하나의 제2반응을 담당하는 적어도 하나의 추가 이미터 및 적어도 하나의 수신기 중 어느 하나는 미리 결정된 특성에 기초하여 피검체의 반응을 추가적으로 모니터링하기 위해 선택되고, 및/또는 상기 장치는 적어도 하나의 추가 수신기를 포함하고, 이때 적어도 하나의 추가 수신기는 적어도 하나의 추가 수신기에 의해 수신된 적어도 하나의 출력 신호 및 적어도 하나의 이미터에 의해 방출된 적어도 하나의 입력 신호 사이의 비교에 의해 피검체의 적어도 하나의 제3반응을 평가하기 위해 적어도 하나의 출력 신호를 추가적으로 수신하도록 형성되고, 피검체의 적어도 하나의 제1반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 수신기 또는 피검체의 적어도 하나의 제3반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 추가 수신기 중 어느 하나는 미리 결정된 특성에 기초하여 피검체의 반응을 추가적으로 모니터링하기 위해 선택된다.

개요의 목적을 위해, 각각 적어도 하나의 이미터 및/또는 적어도 하나의 추가 이미터는 때때로 이미터, 이미터들 또는 이미터(들)라 언급되며, 적어도 하나의 리시버 및/또는 적어도 하나의 추가 리시버는 때때로 수신기, 수신기들 또는 수신기(들)라 언급된다. 마찬가지로, 적어도 하나의 제1반응, 적어도 하나의 제2반응 및 적어도 하나의 제3반응은 때때로 각각 제1반응(들), 제2반응(들) 및 제3반응(들)이라고 언급된다.

즉, 상기 장치는 적어도 하나의 이미터에 의해 방출된 적어도 하나의 입력 신호를 적어도 하나의 수신기에 의해 수신된 적어도 하나의 출력 신호와 비교함으로써 적어도 하나의 제1반응을 결정하도록 형성된다. 상기 장치는 추가로 적어도 하나의 제2반응 및/또는 적어도 하나의 제3반응을 결정하도록 형성되고, 이때 적어도 하나의 제2반응은 적어도 하나의 수신기에 의해 수신된 적어도 하나의 출력 신호를 적어도 하나의 추가 이미터에 의해 방출된 적어도 하나의 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호와 비교함으로써 결정되고, 이때 적어도 하나의 제3반응은 적어도 하나의 추가 수신기에 의해 수신된 적어도 하나의 출력 신호를 적어도 하나의 이미터에 의해 방출된 적어도 하나의 입력 신호와 비교함으로써 결정된다. 전자의 경우, 적어도 하나의 제1반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 수신기, 또는 적어도 하나의 제2반응을 담당하는 적어도 하나의 추가 이미터 및 적어도 하나의 수신기가 미리 결정된 특성에 기초하여 피검체의 반응을 추가로 모니터링 하기 위해 선택된다. 후자의 경우, 적어도 하나의 제1반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 수신기, 또는 적어도 하나의 제3반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 추가 수신기가 미리 결정된 특성에 기초하여 피검체의 반응을 추가로 모니터링 하기 위해 선택된다.

따라서, 적어도 하나의 제1, 제2 및/또는 제3반응을 미리 결정된 특성과 비교함으로써, 특정의 적어도 하나의 이미터, 적어도 하나의 추가 이미터, 적어도 하나의 수신기 및/또는 적어도 하나의 추가 수신기는 어느 것이 원하는 적어도 하나의 출력 신호를 제공하는지, 따라서 어느 것이 피검체의 반응의 추가 모니터링에 적합한지 평가될 수 있다. 즉, 미리 결정된 특성으로부터 벗어난 제1, 제2 및 / 또는 제3반응의 결과를 낳는 적어도 하나의 이미터, 적어도 하나의 추가 이미터, 적어도 하나의 수신기 및/또는 적어도 하나의 추가 수신기는 추가 모니터링을 위해 무시되며, 반면 미리 결정된 특성에 부합되는 제1, 제2 및 / 또는 제3반응의 결과를 낳는 적어도 하나의 이미터, 적어도 하나의 추가 이미터, 적어도 하나의 수신기 및/또는 적어도 하나의 추가 수신기는 피검체의 반응의 추가 모니터링을 위해 선택된다.

광범위하게 말하면, 적어도 하나의 제1, 제2 및/또는 제3반응의 평가는 피검체의 실제 반응에 대한 후속적인 철저한 모니터링을 위해 장치 상의 적절한, 즉 민감한 영역을 대략적으로 결정하는 목적에 도움이될 수 있다. 이에 따라, 상기 장치는 장치의 특정 감도 영역 상에 피검체를 정확히 또는 고정적으로 위치시킬 필요 없이 반응의 모니터링을 가능하게 한다. 대신, 장치 상 피검체의 순간 위치에 지속적으로 최적화되고 조정될 수 있는 적응형 감도 영역이 제공된다. 그 결과, 피검체로부터의 반응은 고감도로 모니터될 수 있다.

본 발명의 맥락에서 미리 결정된 특성의 예로는 기준 신호 진폭, 기준 신호 강도, 기준 신호 주파수, 기준 신호 위상, 기준 신호 위상 변화, 기준 신호 지터(jitter), 기준 신호 스큐(skew), 기준 신호 확산 스펙트럼 등이 있고, 이것은 각각 적어도 하나의 제1반응, 적어도 하나의 제2반응, 적어도 하나의 제3반응과 관련된 신호 진폭, 신호 강도, 신호 주파수, 신호 위상, 신호 위상 변화, 신호 지터, 신호 스큐, 신호 확산 스펙트럼 등과 비교된다.

아래에서 상세히 설명하는 바와 같이, 모니터될 반응은 살아있는 피검체의 심박수 또는 호흡수와 같은 중요한 생체 기능 일 수 있다. 성인 인간, 새로 태어난 아이, 개, 쥐 및 새의 일반적인 심박수는 각각 약 1.25Hz, 2Hz, 1.5Hz, 8Hz 및 15Hz이다. 성인 인간, 새로 태어난 아이, 개, 쥐 및 조류의 일반적인 호흡 수는 각각 약 0.5Hz, 0.8Hz, 0.6Hz, 2.5Hz 및 5Hz이다. 상기 장치가 성인 인간의 호흡수를 모니터링 하는 데 사용되는 경우 미리 결정된 특성은 1.25Hz의 기준 신호 주파수가 될 수 있다.

본 발명의 맥락에서, 고감도에서의 반응의 모니터링은 고해상도 및/또는 양호한 신호 대 노이즈비 및/또는 양호한 신호 강도에서 반응을 모니터링하는 것을 지칭한다.

바람직하게는, 제1이미터-수신기-선택은, 적어도 하나의 이미터 및, 만약 있다면, 개별적으로, 추가 이미터 그리고, 적어도 하나의 수신기 및, 만약 있다면, 개별적으로, 추가 수신기를 포함하고, 이때 적어도 하나의 추가의 이미터-수신기-선택은, 이미터 및, 만약 있다면, 개별적으로, 추가 이미터 중 적어도 하나의 다른 것 중 적어도 하나 및 수신기 및, 만약 있다면, 개별적으로, 추가 수신기 중 적어도 하나의 다른 것 중 적어도 하나를 포함하고, 이때 적어도 하나의 제1반응은 제1이미터-수신기-선택으로부터 유도되고, 이때 적어도 하나의 제2반응 및 적어도 하나의 제3반응은 적어도 하나의 추가 이미터-수신기-선택으로부터 유도된다.

따라서, 하나 이상의 이미터-수신기-선택을 형성하기 위해 적어도 하나의 이미터, 만약 있다면, 적어도 하나의 추가 이미터, 적어도 하나의 수신기 및/또는 적어도 하나의 추가 수신기로부터의 임의의 선택이 고려될 수 있다. 상기 하나 이상의 이미터-수신기-선택은 바람직하게는 적어도 하나의 제1, 제2 및/또는 제3반응과 미리 결정된 특성 사이의 양호한 대응에 기초한다.

예를 들어, 특정 적어도 하나의 이미터 및 특정 적어도 하나의 수신기가 제1반응이 미리 결정된 특성과 크게 일치하는 결과를 낳는 경우, 상기 특정 적어도 하나의 이미터 및 상기 특정 적어도 하나의 수신기는 바람직하게는 제1이미터-수신기-선택으로 선택된다. 그후에 반응의 추가 모니터링은 바람직하게는 제1이미터-수신기-선택에 의해 수행된다.

상기 장치는 피검체 내로 적어도 하나의 입력 신호의 침투 및/또는 피검체로부터 적어도 하나의 입력 신호의 반사를 조정하기 위해 상기 적어도 하나의 입력 신호를 변경하도록 형성된 신호 변조기를 더 포함하고, 그것에 의하여 적어도 하나의 제1반응 및/또는 적어도 하나의 제2반응 및/또는 적어도 하나의 제3반응은 각각 피검체의 상기 반응을 공간 해상도로 모니터링 할 수 있도록 변경된다.

본 발명의 맥락에서, "적어도 하나의 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호를 변경하는 것"은 적어도 하나의 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호의 진폭, 위상, 주파수, 에너지 및/또는 세기를 변경하는 것으로 이해되어야 한다.

적어도 하나의 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호 각각의 진폭, 위상, 주파수, 에너지, 세기, 펄스 폭 등, 즉 물리적 특성 등을 변경함으로써, 피검체내로의 침투 깊이 및/또는 피검체로부터의 그의 반사량은 적어도 하나의 제 1, 제 2 및/또는 제3반응을 최적화하도록 변경 및 조정될 수 있으며, 이에 의해 반응은 공간 해상도로 추가로 모니터링될 수 있다.

달리 말하면, 전술한 적어도 하나의 제1, 제2 및/또는 제3반응의 선택이 신호 최적화, 즉 장치의 xy 평면 내에서의 반응의 최적화로서 이해될 수 있는 반면, 적어도 하나의 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호의 변경은 신호 최적화, 즉, z 방향에 수직인 xy 평면의 대응하는 z방향에서의 반응의 최적화로서 이해될 수 있다. x-y 평면은 x 방향 및 y 방향으로 뻗어 있으며 이미터(들) 및 수신기(들)를 각각 포함하는 평면으로 규정된다.

적어도 하나의 입력 신호 및 적어도 하나의 출력 신호는 각각 전기 신호, 바람직하게는 전자기장 인 것이 바람직하다.

즉, 입력 신호 및 추가 입력 신호 중 어느 하나, 따라서 또한 상기 입력 신호 및 추가 입력 신호에 각각 대응하는, 피검체로부터의 출력 신호 및 추가 출력 신호 중 임의의 신호가 각각 전자기장 인 것이 바람직하다.

제2측면에 따르면, 본 발명은 피검체의 반응을 모니터링 하기 위한 장치를 제공하고, 이때 장치는 적어도 하나의 입력 신호를 방출하도록 형성되는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 입력 신호에 대응하여 피검체로부터 적어도 하나의 출력 신호를 수신하도록 형성되는 적어도 하나의 수신기, 적어도 하나의 이미터와 연결되고, 피검체를 침투하기 및/또는 피검체로부터 반사되기에 효과적인 적어도 하나의 입력 신호를 생성하도록 형성되는 신호 생성기, 적어도 하나의 수신기와 연결되고, 적어도 하나의 출력 신호를 적어도 하나의 입력 신호와 비교함으로써 적어도 하나의 수신기로부터 수신된 적어도 하나의 출력 신호를 분석하도록 형성된 신호 분석기를 포함한다. 상기 장치는 적어도 하나의 출력 신호와 적어도 하나의 입력 신호 사이의 비교로부터 피검체의 적어도 하나의 제1반응을 평가하도록 형성된다. 적어도 하나의 입력 신호는 전자기장이고, 상기 장치는 피검체 내로의 적어도 하나의 입력 신호의 침투 및/또는 피검체로부터 적어도 하나의 입력 신호의 반사를 조정하기 위해 적어도 하나의 입력 신호, 특히 적어도 하나의 입력 신호의 전자기장 강도 및/또는 적어도 하나의 입력 신호의 진폭을 변경하도록 형성된 신호 변조기를 더 포함하고, 이때 적어도 하나의 입력 신호는 피검체의 반응을 공간 해상도로 모니터링 할 수 있도록 변경된다.

즉, 상기 장치는 상기 변경된 적어도 하나의 입력 신호에 대응하여 적어도 하나의 입력 신호 및 따라서 또한 피검체로부터의 적어도 하나의 출력 신호 변경하도록 형성되고, 이에 의해 적어도 하나의 제1반응도 변경된다. 전술 한 바와 같이, 임의의 입력 신호 및 임의의 추가 입력 신호, 및 따라서 또한 상기 입력 신호 및 추가 입력 신호 각각에 대응하는 피검체로부터의 임의의 출력 신호 및 추가 출력 신호는 바람직하게는 각각 전자기장이다. 따라서, 진폭 변조 및/또는 주파수 변조 및/또는 위상 변조 및/또는 에너지 변조 및/또는 세기 변조 및/또는 전자기장 기울기 변조와 같은 입력 신호들 중 임의의 하나의 변조는 진폭 및/또는 주파수 및/또는 위상 및/또는 전자기장 기울기가 그에 따라 변경되는 출력 신호 및 추가 출력 신호의 결과를 낳는다. 입력 신호의 물리적 특성에 따라, 피검체로의 특정 침투 및/또는 피검체로부터의 반사와 같은 특정 상호 작용이 생성된다. 제1시점에서 특히 변경된 입력 신호 및 변경된 추가 입력 신호를 각각 방출함으로써, 상기 제 1시점에서 특히 변경된 제 1 반응의 결과를 낳는다. 추가 시점에서 특히 변경된 입력 신호 및 변경된 추가 입력 신호를 각각 방출함으로써, 상기 추가 시점에서 특히 변경된 제 1 반응의 결과를 낳는다. 결과적으로, 상이한 시점에서의 특히 변경된 제1반응의 추가 모니터링은 시간에 따른 변화하는 반응, 즉 공간 해상도가 시간에 따라 수정되는 반응의 모니터링을 가능하게 한다.

더욱이, 입력 신호의 변경, 특히 주파수 변조는 피검체와 장치 사이의 거리를 결정할 수 있게 한다. 예를 들어, 피검체로부터 완전히 반사되는 것과 같은 입력 신호의 주파수를 선택함으로써, 그리고 특정 이미터에서 특정 수신기로 전파하기 위해 상기 입력 신호에 의해 필요한 시간, 즉 피검체에 도달하기 위해 상기 입력 신호에 의해 사용되는 시간 및 상기 수신기에 도달하기 위해 대응하는 출력 신호에 의해 사용되는 시간을 계산함으로써, 입력 신호 및 대응하는 출력 신호가 일정한 광속으로 전파하기 때문에 피사체와 장치 사이의 거리가 결정될 수 있다.

상기 장치는 적어도 하나의 추가 이미터를 포함하고, 이때 적어도 하나의 추가 이미터는 적어도 하나의 수신기에 의해 수신된 적어도 하나의 출력 신호 및 적어도 하나의 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 이미터에 의해 방출된 적어도 하나의 추가 입력 신호 사이의 비교에 의해 피검체의 적어도 하나의 제2반응을 평가하기 위해 적어도 하나의 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호를 방출하도록 형성되고, 피검체의 적어도 하나의 제1반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 수신기 또는 피검체의 적어도 하나의 제2반응을 담당하는 적어도 하나의 추가 이미터 및 적어도 하나의 수신기 중 어느 하나는 미리 결정된 특성에 기초하여 피검체의 반응을 추가적으로 모니터링하기 위해 선택되며, 상기 장치는 적어도 하나의 추가 수신기를 포함하고, 이때 적어도 하나의 추가 수신기는 적어도 하나의 추가 수신기에 의해 수신된 적어도 하나의 출력 신호 및 적어도 하나의 이미터에 의해 방출된 적어도 하나의 입력 신호 사이의 비교에 의해 피검체의 적어도 하나의 제3반응을 평가하기 위해 적어도 하나의 출력 신호를 추가적으로 수신하도록 형성되고, 피검체의 적어도 하나의 제1반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 수신기 또는 피검체의 적어도 하나의 제3반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 추가 이미터 중 어느 하나는 미리 결정된 특성에 기초하여 피검체의 상기 반응을 추가적으로 모니터링하기 위해 선택된다.

따라서, 본 발명의 제1측면에 따른 장치와 관련하여 이미 설명된 바와 같이, 본 발명의 제2측면에 따른 장치는 유사하게 바람직하게는 적어도 하나의 제1, 제2 및/또는 제3반응을 미리 결정된 특성과 비교하도록 형성되고, 특정의 적어도 하나의 이미터, 적어도 하나의 추가 이미터, 적어도 하나의 수신기 및/또는 적어도 하나의 추가 수신기는 어느 것이 원하는 적어도 하나의 출력 신호를 제공하는지, 따라서 어느 것이 피검체의 반응의 추가 모니터링에 적합한지 평가될 수 있다. 따라서, 신호의 최적화, 즉 z-방향에서의 반응의 최적화로서 이해될 수 있는 적어도 하나의 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호의 상술한 변경에 추가하여, 적어도 하나의 제1, 제2 및/또는 제3반응의 선택은 장치의 xy평면 내의 신호, 즉 반응의 최적화로서 이해될 수 있다.

본 발명의 제1측면에 따른 장치를 참조하여 여기서 제공된 설명은 본 발명의 제2측면에 따른 장치에 유사하게 적용되며 그 반대도 마찬가지이다.

적어도 하나의 이미터 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가 이미터 및/또는 적어도 하나의 수신기 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가 수신기는 바람직하게는 미리 결정된 방식으로 서로 협력하는 커패시터이다.

이미터 및 수신기가 당 업계에 공지된 집적 회로(IC)의 형태, 즉, 바람직하게는 비전도성, 유전체 기판의 플레이트("칩") 상에 제공되거나 플레이트에 통합된 전자 회로의 세트로 제공되는 것이 특히 바람직하다. 즉, 이미터 및 수신기는 바람직하게는 인쇄 회로 기판(PCB)의 형태로 제공되고 바람직하게는 비전도성 유전체 기판 상에 납땜되거나 매립된다. PCB는 단면, 양면 또는 다층 PCB로 제공될 수 있다. 도체, 즉 이미터 및 수신기는 바람직하게는 비전도성 기판 상에 적층되거나 통합된 전도성 트랙 또는 패드에 의해 서로 연결되는 것이 바람직하다.

그러나, 이미터 및 수신기는 서로 전기적으로 상호 연결되고 유전체 매체에 통합되거나 유전체 매체 상에 제공되는 박막, 포일 또는 소결된 금속의 형태의 전도체(electrodes)와 같은 전기 부품 들일 수도 있다. 비전도성 유전체 매체는 예를 들어, 유리, 세라믹, 플라스틱 필름 또는 실리콘을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 비전도성 매체로서 실리콘을 사용함으로써, 굽힘 또는 뒤틀림과 같은 변형과 관련하여 상기 장치의 높은 유연성이 제공될 수 있다.

또한, 전자 소자를 보호하고 그들의 내구성을 높이기 위해, 전자 소자, 즉 이미터 및 수신기가 아크릴 수지와 같은 수지로 오버 몰드 된 것으로 생각할 수 있다.

상기 장치는 정확히 하나 이상의 추가 이미터 및/또는 정확히 하나 이상의 추가 수신기를 포함하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 장치는 하나의 수신기 및 다양한 이미터들과 함께 제공될 수 있으며, 하나의 수신기는 다양한 이미터들로부터 방출된 다양한 입력 신호에 대응하여 피검체로부터 생성된 모든 출력 신호들을 수신한다. 수신기와 이미터의 실제 크기와 모양에 따라 큰 표면적의 반응을 얻거나 또는 반응을 매우 국지적으로 모니터링 할 수 있다.

달리 말하면, 다수의 이미터 및 적어도 하나의 수신기, 바람직하게는 단일 수신기가 최적의 반응을 얻기 위해 장치의 x-y- 방향으로 스캐닝을 허용한다. 이러한 스캐닝은 측정될 피검체의 미리 결정된 특정 위치로의 정확한 위치 설정 또는 정렬의 필요성을 대체한다. 또한, 입력 신호의 주파수 변조와 같은, 입력 신호의 변경에 추가하여 다수의 이미터와 적어도 하나, 바람직하게는 단일 수신기의 조합은 자동화 된 체적 스캐닝 및 3차원 반응 신호 검출을 가능하게 한다.

다른 한편으로, 상기 장치는 적어도 하나, 바람직하게는 단일 이미터 및 다양한 수신기와 함께 제공될 수 있으며, 다양한 수신기는 바람직하게는 단일 이미터로부터 방출된 바람직하게는 단일 입력 신호에 대응하여 생성된 출력 신호를 수신한다.

그러나, 장치 상에 임의적으로 윤곽이 형성되거나 조직되는, 임의의 바람직한 수의 수신기 및/또는 이미터와 함께 장치를 제공하는 것이 바람직하며, 이때 그들의 유효 면적이 연속적으로 팽창되거나 응축될 수 있고, 피검체의 크기 또는 특성에 맞게 적응될 수 있다.

적어도 하나의 이미터 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가 이미터의 총 수는 바람직하게는 적어도 하나의 수신기 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가 수신기의 총 수와 동일하다. 또는, 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 추가 이미터의 총 수가 적어도 하나의 수신기 및 적어도 하나의 추가 수신기의 총 수와 동일하지 않는 것 또한 바람직하다.

즉, 원하는 수신기 수 및/또는 이미터의 수를 제공할 수 있으며, 여기서 수신기의 총 수는 이미터의 총 수와 같을 수도 있고 아닐 수도 있다.

신호 생성기는 바람직하게는, 적어도 하나의 입력 신호를, 만약 있다면, 개별적으로, 하나 이상의 추가 이미터에 전송하도록 형성되고 및/또는 신호 생성기는 적어도 하나의 추가 출력 신호를 수신하도록 바람직하게는 적어도 하나의 추가 입력 신호를 하나 이상의 이미터 및, 만약 있다면, 개별적으로, 추가 이미터에 전송하도록 형성된다.

즉, 동일한 입력 신호 및/또는 다양한 동일하거나 상이한 입력 신호를 동시에 또는 연속적으로 하나 이상의 이미터에 전송하는 것이 가능하다. 후술되는 바와 같이, 다수의 입력 신호를 동시에 방출하는 것은, 예를 들어, 피검체에서 혈액 통로를 결정하기를 원할 때 특히 유용 할 수 있다. 이것은 2 이상의 상이한 이미터들로부터 동시에 방출되는 2 이상의 입력 신호들에 대응하는 출력 신호들을 비교함으로써 수행될 수 있다.

바람직하게는 둘 이상의 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 추가 이미터가 하나 이상의 이미터 유닛(unit)을 형성하도록 서로 연결되고, 하나 이상의 이미터 유닛은 신호 생성기로부터 동일한 입력 신호를 수신하도록 형성되며, 및/또는 바람직하게는 둘 이상의 적어도 하나의 수신기 및 적어도 하나의 추가 수신기가 하나 이상의 수신기 유닛을 형성하도록 서로 연결되고, 하나 이상의 수신기 유닛은 입력 신호에 대응하는 특정 출력 신호를 수신하도록 형성된다.

즉, 하나 이상의 이미터 유닛을 형성하는 특정 이미터에 입력 신호 또는 몇몇 입력 신호들을 동시에 또는 연속적으로 전송하는 것이 가능하다. 마찬가지로, 하나 이상의 수신기 유닛을 형성하는 특정 수신기가 특정 입력 신호에 대응하여 동시에 또는 연속적으로 각각의 출력 신호를 수신하는 것이 가능하다.

이미터 유닛의 개별 이미터들이 공통 입력 신호에 의해 공통적으로 어드레싱될 수 있고, 수신기 유닛의 개별 수신기들에 의해 수신된 출력 신호들이 공통적으로 수집될 수 있기 때문에, 이러한 설계는 장치의 제어 및 작동을 단순화시킨다.

다른 한편으로, 이미터(들) 및/또는 수신기(들)가 각각 개별적으로 어드레싱되는 장치, 즉 모든 이미터는 신호 생성기와 연결되어 있고 신호 생성기로부터 개별 입력 신호를 수신하는 장치 및/또는 개별 입력 신호에 대응하는 모든 출력 신호가 개개의 수신기에 의해 수신되고 개개의 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 등의 반응의 평가를 위해 사용되는 장치를 제공하는 것도 고려할 수 있다.

이경우 감도 영역이 이미터 및 수신기의 특정 배치 및 작동에 제한되지 않기 때문에 이러한 설계는 장치의 감도 영역에 대해 매우 높은 자유도를 제공하고, 고감도의 반응을 유도하는 이들 이미터 및 수신기를 개별적으로 어드레싱함으로써 장치 상의 피검체의 순간 위치에 따라 연속적으로 확장 또는 압축될 수 있다. 예를 들어, 다른 이미터가 개별적으로 서로 다른 입력 신호, 즉 주파수 또는 진폭 또는 펄스 폭이 다른 입력 신호를 어드레싱함으로써 동일한 시점에 심박수 및 호흡수와 같은 다른 반응을 획득하는 것이 가능하다. 또한, 하나 이상의 물리적 특성이 다른 입력 신호를 갖는 그러한 이미터들을 어드레싱 하는 것, 즉 그들의 주파수 및 펄스 폭이 다른 입력 신호(들)을 동시에 방출하는 것 등이 고려될 수 있고, 그에 따라 대응하는 혼합된 출력 신호(들)가 특정 필터 수단에 의해 분석될 수 있고, 추가의 신호 처리를 위해 그들의 개별적인 기여로 분해될 수 있다.

또한, 단순한 제어 및 작동으로부터 뿐만 아니라 장치의 감도에 대한 특정 적응성으로부터 이익을 얻도록 개별 이미터(들) 및/또는 수신기(들) 및 이미터 유닛 및/또는 수신기 유닛을 각각 포함하는 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 추가 이미터 중 둘 이상은 바람직하게는 서로 인접하게, 바람직하게는 하나 이상의 이미터 유닛 내에 배치되고, 및/또는 적어도 하나의 수신기 및 적어도 하나의 추가 수신기 중 둘 이상은 바람직하게는 서로 인접하게, 바람직하게는 하나 이상의 수신기 유닛 내에 배치된다. 서로에 인접하여 배치된 이러한 이미터(들) 및/또는 수신기(들)는 서로로부터 작은 거리로 분리될 수 있거나, 특히 어떠한 간극 없이 바로 옆의 근접 관계에 있을 수 있다. 예를 들어, 일부 이미터 및/또는 일부 수신기 및/또는 일부 이미터 유닛 및/또는 일부 수신기 유닛만 하나 이상의 클러스터(cluster)를 형성하도록 서로 작은 거리에 배치될 수 있고, 및/또는 그들은 하나 이상의 단일 개체를 형성하기 위해 서로 바로 옆의 근접 관계로 배치될 수 있다. 달리 말하면, 전자의 경우, 장치는 장치의 특정 영역에 이미터(들) 및/또는 수신기(들) 및/또는 이미터 유닛 및/또는 수신기 유닛의 증가된 밀도로 제공될 수 있고, 후자의 경우, 장치는 장치의 전체 영역을 커버하는 영역에 이미터(들) 및/또는 수신기(들) 및/또는 이미터 유닛 및/또는 수신기 유닛과 함께 제공될 수 있다. 예를 들어, 이미터(들) 및/또는 수신기(들) 및/또는 이미터 유닛 및/또는 수신기 유닛을 중첩 및 갭이 없는 하나 이상의 기하학적 모양의 형태로 배치함으로써, 이미터(들) 및/또는 수신기(들) 및/또는 이미터 유닛 및/또는 수신기 유닛을 바둑판무늬(tessellation)의 형태로 배치하는 것, 즉 장치의 평면, 바람직하게는 x-y 평면을 타일링하는 것이 고려될 수 있다. 즉, 일측면 상에, 개별적인 전자 소자는 장치 상의 그들의 병합 배치에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있는데, 예를 들어 그들은 병합된 벌집 구조(merging honeycomb structure)로서 제공될 수 있다. 다른 일측면에, 개별적인 전자 소자는, 예를 들어, 개별 벌집 구조의 형태로, 구조적으로 서로 분리될 수 있고 그리고 전도성 트랙 또는 패드에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 전자 소자들을 병합시키는 전자의 경우에, 상기 소자들에 입력 신호를 전송하기 위해 단지 하나의 전도성 트랙 또는 패드가 요구되고, 단지 하나의 전도성 트랙 또는 패드가 상기 소자들로부터 출력 신호를 수신하도록 요구된다. 후자의 경우, 개별 트랙 또는 패드는 이러한 요소를 어드레싱하는 데 필요하며, 개별 트랙 또는 패드는 그러나 공동으로 어드레싱 할 수 있도록 상호 연결될 수 있다.

적어도 하나의 이미터 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가의 이미터 및 적어도 하나의 수신기 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가 수신기는, 장치의 단일한 평면 또는 바람직하게는 평행한 복수의 평면 내에 배치되고, 상기 단일한 평면 및 평행한 복수의 평면은 바람직하게는 각각 장치의 모니터링 표면을 규정한다.

즉, 모든 전자 소자는 단일 제1평면 내에 또는 상기 제 1 평면에 평행하게 배치되거나 상기 제 1 평면에 대해 경사지거나 또는 각을 이룰 수 있는 적어도 하나의 제2평면 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 위에서 규정된 바와 같이 x-y평면 내에 놓인 단일 평면 또는 복수의 평행한 평면에 모든 전자 소자를 배치하는 것이 고려될 수 있다. 그러한 경우, 이 평면 또는 이들 평면은 각각 감도 영역의 범위가 정해지는 모니터링 표면의 범위를 정할 수 있다. 따라서 모니터링 표면은 피검체 크기의 바람직하게는 약 1배에서 피실험체 크기의 약 5배 이상으로, 특히 바람직하게는 피검체 크기의 약 2배의 영역에 걸쳐있는 장치의 표면으로 간주될 수 있다.

또한, 적어도 일부 이미터 및/또는 일부 수신기 및/또는 일부 이미터 유닛 및/또는 일부 수신기 유닛을 장치 내에서, 특히 유전체 기판 내에서 서로에 대하여 서로 마주 보게 및/또는 경사지게 및/또는 시차를 두게 및/또는 시프트되게 배치하는 것이 가능하다. 유전체 기판 상의 동일 평면 내에 및/또는 유전체 기판 내에 적어도 일부 이미터 및/또는 일부 수신기 및/또는 일부 이미터 유닛 및/또는 일부 수신기 유닛을 배치하는 것도 가능하다.

동일한 평면 내에 전자 소자가 모두 배치된 장치는 전자 소자가 서로에 대해 평행하게 배치 된 소자, 예를 들면, 전자 소자가 서로에 대해 정렬되는 장치, 예를 들어 유전체 기판을 사이에 끼우는 대향 배치 커패시터를 포함하는 장치와 비교하여 검출 체적이 증가하고 응용이 단순하다는 이점을 갖는다.

적어도 하나의 이미터 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가 이미터는, 바람직하게는 동일한 기하학적 치수 및/또는 동일한 형상을 구비하고, 및/또는 적어도 하나의 수신기 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가 수신기는, 바람직하게는 동일한 기하학적 치수 및/또는 동일한 형상을 구비한다.

적어도 하나의 이미터 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가의 이미터는 다른 기하학적 치수 및/또는 상이한 형상을 구비하고, 및/또는 적어도 하나의 수신기 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가 수신기는 상이한 기하학적 치수 및/또는 상이한 형상을 구비하는 것도 바람직하다.

따라서, 전자 소자는 임의의 바람직한 기하학적 형태 및 치수 일 수 있다. 이들 전자 소자의 형태 및 치수뿐만 아니라 장치 상의 배치의 분포 및 밀도에 따라 장치로 달성되는 공간 해상도를 변경할 수 있다.

신호 생성기는 바람직하게는 500 Hz 내지 30 MHz, 바람직하게는 1 KHz 내지 20 MHz 범위의 펄스 주파수를 갖는 하나 이상의 전기적 펄스를 생성 시키도록 형성되고, 상기 펄스는 바람직하게는 사각 또는 웨이브 형태를 가지며, 및/또는 신호 생성기는 바람직하게는 상기 하나 이상의 전기 펄스와 관련된 펄스 주기의 1 % 내지 99 % 사이의 범위의 펄스 폭을 갖는 하나 이상의 전기 펄스를 생성 시키도록 형성되며, 및/또는 신호 생성기는 바람직하게는 1 mW 내지 10 W, 바람직하게는 10 mW 내지 1 W 범위의 펄스 전력을 갖는 하나 이상의 전기 펄스를 생성하도록 형성되며, 및/또는 입력 신호는 바람직하게는 1pF 내지 1mF 범위, 특히 10 내지 900pF 범위의 용량을 생성하도록 형성된다.

예를 들어, 30 MHz 의 입력 신호 및 펄스주기 당 1 %의 펄스 폭에 대해, 약 10 ns의 절대 펄스 폭이 얻어진다. 500 Hz 의 입력 신호 및 펄스 폭 당 99 %의 펄스 폭에 대해, 약 2 ms의 절대 펄스 폭이 얻어진다.

사각 및/또는 웨이브 형태를 갖는 펄스를 생성하는 것 대신에 또는 생성하는 것 외에, 신호 생성기는 펄스 램핑(pulse ramping)과 같은 임의의 바람직한 펄스 형태 또는 펄스 형상 또는 펄스 시퀀스를 생성하도록 형성되는 것이 바람직하고, 여기서 전기 펄스는 연속적으로 증가하거나 감소하는 펄스 전력 및/또는 펄스 주파수로 생성된다. 펄스 특성, 특히 펄스 형태(들)는 바람직하게는 고품질로 신호 처리가 가능하도록 선택되고, 예를 들어, 신호 왜곡을 최소화 시키거나 전혀 갖지 않는 특정 펄스 형태를 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 제1펄스 및 제2펄스를 교대로 포함하는 모니터링 방식을 적용하는 것도 고려될 수 있으며, 여기서 제1펄스, 바람직하게는 짧은 펄스는 모든 전자 소자를 어드레싱하고, 제2펄스는 제1펄스의 결과로서 피검체의 반응이 수신된 전자 소자만을 어드레싱한다. 이렇게함으로써, 2개 이상의 바람직하게는 움직이는 피검체를 동시에 모니터링하는 것이 편리하게 가능하다. 이러한 맥락에서, 각각 제1펄스는 장치 상의 하나 이상의 피검체의 위치를 결정하기 위해 사용되는 포지셔닝 펄스로 지칭될 수 있고, 제 2 펄스는 하나 이상의 피검체의 생체 기능의 모니터링을 위해 사용되는 생체 펄스로 지칭될 수 있다. 이러한 펄스들의 시퀀스를 적용함으로써, 하나 이상의 바람직하게는 움직이는 피검체의 생체 기능의 순간적 또는 실시간 모니터링을 동시에 수행하는 것이 가능하다. 즉, 장치 상의 움직이는 피검체를 "따라갈" 수 있다. 또한, 예를 들어 짧은 펄스 입력 신호는 비교적 짧은 시간 조각에서 피검체에 대한 정보 추출을 허용하는 빠른 데이터 분석의 이점을 제공한다. 특정 전자 소자에만 펄스를 적용함으로써 동일한 결과가 달성될 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 상기 장치는 전자 요소들을 포함하는 몇몇 사분면들로 분할될 수 있으며, 여기서 모니터링이 상기 특정 사분면들에서만 마찬가지로 발휘될 수 있도록 움직이는 피검체들은 특정 사분면에 위치된다. 이것는 장치의 모든 전자 소자에 적용된 펄스에 기초한 모니터링에 비해 개별 사분면 내에서 훨씬 높은 해상도가 달성된다는 이점을 제공한다. 또한, 동일한 특성의 제1펄스 또는 제2펄스를 적용할 필요는 없다. 대신에, 예를 들어, 제1펄스 및/또는 예를 들어 그것의 주파수 또는 펄스 길이와 같은 특성이 다른 제2 펄스를 사용하는 것이 고려될 수 있다.

또한 입력 신호를 통해 출력 신호를 모델링 할 수 있다. 특히, 펄스 형태 예를 들어, 사각, 웨이브 또는 램프 펄스와 같은 입력 신호의 특성에 의존하여, 고조파의 주파수가 기본파의 주파수의 배수가 되는 다른 차수의 고조파를 생성 할 수 있다. 예를 들어, 정현 기본파는 다른 고조파와 스펙트럼이 잘 분리된 3차 고조파를 생성하므로 다른 고조파에 비해 적은 노이즈와 높은 해상도로 모니터링 할 수 있다. 이것은 예를 들어 회로 또는 반도체와 같은 장치 내에 존재하는 전자 부품에 의해 야기되는 열 또는 배경 노이즈에 해당하는 노이즈에 기인 할 수 있다. 전자 부품에 의해 생성된 상기 열 또는 배경 노이즈는 주로 입력 신호의 고차 고조파 주파수와 비교하여 낮은 주파수를 포함한다. 더 낮은 주파수 영역에서 피검체와 상호 작용하는 전체 입력 신호가 이미터(들) 및 열 또는 배경 노이즈의 주파수 성분을 포함하는 반면, 고주파 영역은 주로 이미터(들)의 고차 주파수로 구성된다. 따라서, 각각 파형 또는 펄스 형태에 따라, 고해상도를 갖는 특정한 고조파가 생성될 수 있으며, 이는 서로 스펙트럼적으로 가까운 몇몇 출력 신호의 분해에 특히 유용하다.

상기 장치는 바람직하게는 살아있는 피검체, 바람직하게는 포유 동물의 반응을 모니터링 하도록 적합하고, 이때 살아있는 피검체는 적어도 하나의 입력 신호로 인해 재분배되는 전하들을 갖는 유전체 매체를 포함하며, 상기 전하의 전하 재분배는 살아있는 피검체의 생체 기능에 의해 변화하고, 이때 적어도 하나의 출력 신호는 유전체 매체의 전하 재분배에 의해 변경되는 적어도 하나의 입력 신호에 대응하며, 그리고 살아있는 피검체의 반응은 생체 기능에 대응한다.

이러한 배경에서 동일한 전자 소자(들)에 상이한 주파수 및/또는 상이한 강도의 DC 전압을 적용하는 것이 유용 할 수 있다. 예를 들어, 먼저, 특정 전자 소자에 DC 전압을 인가한 다음, 상기 특정 전자 소자에 펄스를 인가하거나 또는 그 역으로 할 수 있다. 이에 따라 신호 대 노이즈비가 최적화된다. 이 관찰에 대한 가능한 설명은 첫 번째 신호가 예를 들어 유전체 매체의 쌍극자 모멘트를 생성하고 정렬하는 것과 같이 피검체를 "예비 편광(pre-polarizes)" 또는 "사전 여기(pre-excites)" 한다는 것이다. 피검체가 움직이면, 이러한 편향된 쌍극자 모멘트는 "예비 편광(pre-polarization)" 또는 "사전 여기(pre-excitation)"가 없는 경우 편향되는 것보다 더 많이 편향되며, 강한 편향은 피검체로부터 더 강한 반응을 유발할 수 있다. 이러한 신호를 연속적으로 적용하는 대신에 동시에 적용하는 것도 고려할 수 있다. 이 목적을 위해, 바람직하게는 서로 인접하여 위치하는 전자 소자, 예를 들어 제2전자 소자에 의해 둘러 싸여지는 또는 제2전자 소자에 인접하는 제1전자 소자가 선택된다. 그 후, 예를 들어, 펄스가 생체 기능의 실제 모니터링을 위해 피검체의 매체를 추가적으로 분극 또는 정렬시키는 제2전자 소자에 인가되는 동안 피검체의 매체를 분극 또는 정렬시키는 제1전자 소자에 DC 전압이 인가될 수 있다. 어느 경우 에나, 제 2신호의 강도는 제1신호의 강도보다 큰 것이 바람직하다.

장치의 응용은 포유 동물과 같은 살아있는 피검체에만 국한되지 않는다는 것을 알아야 한다. 대신 어류나 조류 등과 같은 다른 생물체의 반응을 모니터링하는 데에도 사용할 수 있다.

본 발명의 맥락에서, 생체 기능은 살아있는 피검체의 심박수, 호흡수, 다양한 뇌파, 신체 부위 위치 또는 변위 등일 수 있다.

즉, 전자기장 형태의 입력 신호가 살아있는 피검체에 인가되면, 유전체 매체는 분극화되고, 유전체 매체에 포함된 전하는 인가된 전자기장에 따라 변위된다. 피검체가 이동되거나 움직이면, 전하 재분배가 변경되어 전자기장이 바뀐다. 심장 박동이나 호흡과 같은 주기적인 생체 기능의 경우, 주기적으로 전하 재분배가 변하고 전자기장이 주기적으로 변화된다.

예를 들어, 주어진 주파수 및 전자기장 강도에서 전자기장 형태의 입력 신호가 제1시점에서 장치 상에 배치된 쥐에 인가되면, 대응하는 출력 신호가 상기 입력 신호에 대응하여 생성되며, 이때, 상기 출력 신호는 제1시점에서 쥐의 유전체 매체에서 발생하는 특정 전하 재분배에 의해 주파수 및 전자기장 강도가 변경되는 입력 신호에 대응한다. 입력 신호, 예를 들어 그것의 주파수 및 전자기장 강도를 출력 신호, 예를 들어 그것의 주파수 및 전자기장 세기와 비교함으로써, 상기 제1시점의 함수로서의 제1반응이 평가된다. 제2시점에서 입력 신호를 인가함으로써, 상기 제2시점에서 발생하는 특정 전하 재분배에 의해 주파수 및 전자기장 세기가 변경되는, 대응하는 출력 신호가 생성된다. 쥐가 호흡하기 때문에 및/또는 쥐의 심장 박동으로 인해, 인가된 전자기장은 제1시점에서 생성된 전하 재분배와 비교하여 제2시점에서 쥐의 유전체 매체에서의 상이한 전하 재분배의 결과를 낳는다. 따라서, 상이한 제1반응은 제1시점에서 평가된 제1반응과 비교하여 제2시점에서 평가된다. 상이한 시점에서 입력 신호를 인가함으로써, 특정 시점에서 발생하는 특정 전하 재분배와 관련된 상이한 제1반응이 얻어지고, 시간 상의 상이한 시점에서 평가된 전반적인 제1반응은 반응의 모니터링에 대응하고, 쥐의 호흡수 및/또는 심박수, 즉 생체 기능을 반영한다.

제1반응에 기초하여 반응을 모니터링하는 상술한 예는 임의의 하나 이상의 입력 신호 및/또는 추가 입력 신호와 관련된 제2, 제3반응 등에 유사하게 적용된다. 주파수와 같은 입력 신호의 물리적 특성에 따라, 입력 신호는 피사체로부터 완전히 또는 부분적으로 반사되거나 및 / 또는 피사체로 완전히 또는 부분적으로 투과된다. 침투 및/또는 반사 행동과 관련된 주파수는 피검체의 특성에 있어 밀도와 물질, 즉 피검체가 털을 가진 동물인지 또는 인간인지 등에 의존하기 때문에, 입력 신호는 높은 감도에서 생체 기능을 모니터하기 위해 피검체로의 원하는 침투 및/또는 반사를 달성하도록 특별히 변경된다. 상기 장치는 바람직하게는, 적어도 하나의 수신기 및, 만약 있다면, 개별적으로, 적어도 하나의 추가 수신기에 의해 수신된 적어도 하나의 출력 신호를 복조하도록 형성된 신호 복조기를 더 포함하며, 이때 상기 장치는 적어도 하나의 이미터 및 만약 있다면, 적어도 하나의 추가 이미터에 의해 방출된 입력 신호 중 적어도 하나를 선택하도록 형성된 입력 선택 장치를 더 포함하고, 및/또는 상기 장치는 적어도 하나의 수신기 및 만약 있다면, 적어도 하나의 추가 수신기에 의해 수신된 출력 신호 중 적어도 하나를 선택하도록 형성된 출력 선택 장치, 바람직하게는 멀티플렉서(multiplexer)를 더 포함하고, 및/또는 상기 장치는 적어도 하나의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하도록 형성된 아날로그-디지털 변환기를 더 포함하고, 바람직하게는 또한 디지털 신호를 처리, 바람직하게는 디지털 신호를 퓨리에 변환하도록 형성된 신호 처리기를 포함하고, 및/또한 상기 장치(1)는 무선 LAN, 이동 전화, 스마트폰, 컴퓨터, 모니터 등과 같은 다른 장치에 반응을 전달하도록 형성된 통신 모듈를 더 포함한다. 따라서, 장치는 바람직하게는 당업자에게 공지된 바와 같이 출력 신호(들)를 표준 신호 처리 하도록 형성된다.

장치에 의해 방출 및 수신되는 입력 신호 및/또는 출력 신호는 상당히 시끄러울 수 있다. 그러나 이러한 신호(들)는 표준 신호 처리 방법을 사용하여 처리 할 수 있다.

신호(들)의 미가공 데이터(raw data)는 컨볼루션 기법을 사용하여 먼저 평활화될 수 있다. 따라서, 귀중한 정보를 포함하지 않는 고주파 기여를 제거함으로써 더 부드러운 신호(들)가 획득될 수 있다. 그렇게 함으로써 바람직하게 처리해야 할 것은 사용된 회선 필터의 크기다. 필터의 폭은 바람직하게는 나중에 필요한 정보를 제거하지 않도록 선택된다. 전처리 된 신호(들)는 바람직하게 예를 들어 고속 푸리에 변환을 사용하여 주파수 도메인으로 변환된다. 주파수 영역에서 일반적으로 두 개의 주파수 범위가 중요하며 이를 통해 데이터를 추출할 수 있다. 첫 번째 범위는 0.25 Hz에서 1.75 Hz의 범위에서 호흡의 가능한 주파수를 포함하는 범위다. 두 번째 범위는 심장 박동의 가능한 주파수를 포함하는 해당 범위다. 이 범위는 5Hz에서 20Hz 범위다. 각각의 범위 내의 최대 진폭은 각각 심박 주파수 및 호흡 주파수의 주파수에 가장 가까운 주파수이다.

앞서 언급 한 바와 같이, 입력 신호, 즉, 적어도 하나의 입력 신호 및 만약 있다면, 임의의 추가 입력 신호는 피검체 내로의 침투 깊이 및/또는 피검체로부터의 반사량을 조정하도록 신호 변조기에 의해 변경된다. 신호 분석기는 특히 신호 변조기에 의해 변경된 입력 신호를 출력 신호, 즉 피검체의 유전체 매체에서 전하 재분배에 의해 변경되는 입력 신호와 비교하도록 형성되며, 수신된 출력 신호를 원래 입력 신호에 의해 보정하도록 형성된다. 이에 의해 보정된 신호는 두 개의 성분, 즉 물리적 특성, 예를 들어 변경된 특성을 갖는 원래의 (변경되지 않은) 입력 신호의 주파수, 예를 들어 피검체의 유전체 매체에 의해 변경되는 변조된 전력, 및 입력 신호, 즉 출력 신호를 포함한다. 피검체의 반응을 평가하기 위해, 신호 분석기로부터의 출력 신호는 예를 들어, 복조기에서의 그것의 주파수와 같은 원래의(변경되지 않은) 입력 신호의 물리적 특성으로 복조된다. 복조기는 바람직하게는 출력 신호의 진폭을 복조하도록, 특히 출력 신호의 고주파 및/또는 저주파 복조를 수행하도록 형성된다. 그 후, 신호 복조기의 아날로그 출력 신호는 바람직하게는 아날로그-디지털 변환기에서의 신호의 추가 처리를 위해 디지털 신호로 변환된다. 이렇게 생성된 디지털 신호는 바람직하게는 신호 처리기에서 처리된다. 푸리에 변환에 의해, 디지털 신호는 그 주파수 기여도로 변환될 수 있다. 주파수 필터와 같은 필터 또는 페이스 시프트(face shift), 스큐(skew), 지터(jitter), 진폭(amplitude), 확산 스펙트럼(spread spectrum) 등에 민감한 필터가 관심있는 정보, 특히 생체 기능을 추출하는데 사용될 수 있다. 또한, 입력/출력 신호(들)와 관련된 시간 성분(들)을 조사하는 것, 예를 들어 피검체에서 혈류, 혈압 등을 결정하기 위해 하나의 특정 이미터(들)/수신기(들)로부터의 입/출력 신호를 다른 특정 이미터(들)/수신기(들)로부터의 입/출력 신호(들)와 비교함으로써 통과 시간을 결정하는 것도 고려할 수 있다. 멀티플렉서와 같은 출력 선택 장치는 바람직하게는 미리 결정된 특성과 크게 일치하며, 따라서 반응의 추가 모니터링을 위해 바람직하게 선택되는 적어도 하나의 제1반응 및/또는 적어도 하나의 제2반응 및/또는 적어도 하나의 제3반응 등의 결과를 낳는 특정 적어도 하나의 이미터 및/또는 특정 적어도 하나의 수신기 및/또는 특정 적어도 하나의 추가 이미터 및/또는 특정 적어도 하나의 추가 수신기 및/또는 특정 적어도 하나의 이미터-수신기-선택 등을 결정하기 위해 사용된다.

그러나, 상술한 바와 같이 수신된 신호(들)을 처리하는 것 이외에 또는 처리하는 대신에, 신호(들)가 출력 선택 장치를 통과 한 직후, 즉, 예를 들면 복조기에 의한 신호 (들)의 임의의 추가 처리없이 출력 신호(들)를 직접적으로 분석하는 것도 고려할 수 있다. 이러한 "직접"신호 분석은 수신된 출력 신호(들)가 이미 양호한 신호 대 노이즈 비를 갖는 경우에 특히 적절하다. 이 경우의 적절한 신호 분석 방법은 소위 첨두치 분석 (peak-to-peak analysis)을 포함 할 수 있으며, 이를 통해 반응 주파수와 같은 물리적 특성이 쉽게 평가될 수 있다.

제3측면에 따르면, 본 발명은 상술한 바와 같은 장치에 의해 피검체의 반응을 모니터링하는 방법을 제공한다.

상기 방법은 피검체를 장치의 영역에 위치시키는 단계와, 적어도 하나의 입력 신호를 생성하는 단계와, 적어도 하나의 이미터에 의해 적어도 하나의 입력 신호를 방출하는 단계와, 적어도 하나의 수신기에 의해 적어도 하나의 출력 신호를 수신하는 단계와, 신호 분석기에 의해 적어도 하나의 제1반응을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 적어도 하나의 추가 이미터에 의해 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호를 방출하는 단계, 적어도 하나의 수신기에 의해 수신된 적어도 하나의 출력 신호 및 적어도 하나의 추가 이미터에 의해 방출된 입력 신호 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호를 비교함으로써 피검체의 적어도 하나의 제2반응를 평가하는 단계, 그리고 미리 결정된 특성에 기초하여 피검체의 반응을 추가적으로 모니터링 하기 위해, 피검체의 적어도 하나의 제1반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 수신기 또는 피검체의 적어도 하나의 제2반응을 담당하는 적어도 하나의 추가 이미터 및 적어도 하나의 수신기 중 어느 하나를 선택하는 단계, 그리고 적어도 하나의 추가 수신기에 의해 적어도 하나의 출력 신호를 수신하는 단계, 적어도 하나의 추가 수신기에 의해 수신된 출력 신호 및 적어도 하나의 이미터에 의해 방출된 입력 신호를 비교함으로써 피검체의 적어도 하나의 제3반응을 평가하는 단계, 그리고 미리 결정된 특성에 기초하여 피검체의 반응을 추가적으로 모니터링 하기 위해, 피검체의 적어도 하나의 제1반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 수신기 또는 피검체의 적어도 하나의 제3반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 추가 수신기 중 어느 하나를 선택하는 단계로 구성된 단계의 그룹으로부터 선택된 단계를 더 포함한다.

앞서 요약한 바와 같이, 피검체를 장치 상에 배치하면, 적어도 하나의 제1반응 및 적어도 하나의 제2반응 및/또는 적어도 하나의 제3반응이 결정된다. 그 다음, 적어도 하나의 제1반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 추가 수신기 또는 적어도 하나의 제2반응을 담당하는 적어도 하나의 추가 이미터 및 적어도 하나의 수신기 및/또는 적어도 하나의 제3반응을 담당하는 적어도 하나의 이미터 및 적어도 하나의 추가 수신기는 적어도 하나의 제1, 제2 및/또는 제3반응과 미리 결정된 특성의 비교에 기초하여 피검체의 반응을 추가로 모니터링 하기 위해 선택된다. 피검체를 장치의 영역에 배치하는 것은 피검체를 입력 신호 범위 내 및/또는 출력 신호를 수신하는 수신기 범위 내에 배치하는 것으로 이해될 수 있다. 상기 영역은 위에서 규정된 감도 영역을 포함하고 및/또는 상기 영역은 감도 영역이 결정되는 모니터링 표면을 한정하는 것이 바람직하다. 또한, 예를 들어 피검체를 장치 상에 직접 놓음으로써 피검체가 장치와 물리적 접촉을 하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 피검체가 각각 장치 또는 감도 영역 또는 모니터링면과 물리적으로 직접 접촉하지 않고, 오히려 이들로부터 거리를 두고 배치될 수 있으며, 그에 따라 상기 영역은 반응의 모니터링이 실행 가능한 장치와 피검체 사이의 영역에 해당한다.

제4측면에 따르면, 본 발명은 상술한 바와 같은 장치에 의해 피검체의 반응을 모니터링하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 피검체를 장치의 영역에 위치시키는 단계, 적어도 하나의 입력 신호를 생성하는 단계, 적어도 하나의 이미터에 의해 적어도 하나의 입력 신호를 방출하는 단계, 적어도 하나의 수신기에 의해 적어도 하나의 출력 신호를 수신하는 단계, 신호 분석기에 의해 적어도 하나의 제1반응을 결정하는 단계, 피검체 내로의 적어도 하나의 입력 신호의 침투 및/또는 피검체로부터 적어도 하나의 입력 신호의 반사를 조정하기 위해 신호 변조기에 의해 적어도 하나의 입력 신호, 특히 적어도 하나의 입력 신호의 전자기장 강도 및/또는 적어도 하나의 입력 신호의 진폭을 변경하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 입력 신호는 피검체의 반응을 미리 결정된 특성에 기초하여 공간 해상도로 모니터링 할 수 있도록 변경된다.

앞에서 설명한 것처럼 입력 신호의 물리적 특성에 따라 피검체로의 특정 침투 및/또는 피검체로부터의 반사와 같은 특정 상호 작용이 발생된다. 특히 변경된 입력 신호 및/또는 변경된 추가 입력 신호를 각각 방출함으로써, 높은 감도 및 공간 해상도로 반응을 도출할 수 있도록 상이한 시점에 걸쳐 피검체 내로의 최적의 침투 및/또는 피검체로부터의 반사를 갖는 제 1 반응을 모니터링 하는 것을 허용한다.

이미 언급한 바와 같이, 피검체는 적어도 하나의 입력 신호로 인해 재분배되는 전하를 갖는 유전체 매체를 포함하는 살아있는 피검체, 바람직하게는 포유 동물인 것이 바람직하며, 이때 상기 전하의 전하 재분배는 살아있는 피검체의 생체 기능에 의해 변화하고, 적어도 하나의 출력 신호는 유전체 매체의 전하 재분배에 의해 변경되는 적어도 하나의 입력 신호에 대응하며, 그리고 살아있는 피검체의 반응은 생체 기능에 대응한다.

상기 방법은 바람직하게는 적어도 하나의 특정 이미터 및/또는 만약 있다면, 적어도 하나의 특정 추가 이미터를 선택하는 단계를 더 포함하고, 이 단계는 피검체의 반응을 미리 결정된 특성에 기초하여 최대 신호 강도 및/또는 최대 공간 해상도 및/또는 최소 입력 신호 에너지 소비로 모니터링을 가능하게 하며, 및/또는 적어도 하나의 특정 수신기 및/또는 만약 있다면 적어도 하나의 특정 추가 수신기를 선택하는 단계를 더 포함하고, 이 단계는 피검체의 반응을 미리 결정된 특성에 기초하여 최대 신호 강도 및/또는 최대 공간 해상도 및/또는 최소 입력 신호 에너지 소비로 모니터링을 가능하게 한다.

즉, 장치의 특정 감도 영역에 피검체를 위치시킬 필요 없이 반응을 모니터링 할 수 있다. 대신, 선호 감도의 영역을 결정할 수 있으며, 장치에서 피검체의 순간 위치로 지속적으로 최적화 및 조정될 수 있다. 결과적으로, 피검체로부터의 반응은 고감도 및 양호한 공간 해상도로 모니터링될 수 있다. 덜 적합한 전자 부품이 모니터링에 사용되지 않기 때문에, 및/또는 주로 물리적 특성이 최적화된 입력 신호가 모니터링에 사용되기 때문에, 장치는 낮은 에너지 소비로 작동될 수 있다. 이에 따라, 장치의 서비스 기간이 향상되고 유지 비용이 감소될 수 있다. 또한, 최적화되고 표적화된 입력 신호의 사용으로 인해, 피검체는 건강 문제와 관련하여 살아있는 피검체의 경우에 특히 중요한, 최적화되지 않은 방사선을 사용하는 것과 비교하여 적은 방사선에 노출된다.

즉, 장치의 상이한 부분이 동시에 또는 연속적으로 어드레싱 및/또는 판독될 수 있도록 모든 전자 소자를 개별적으로 어드레싱하거나 특정 전자 소자를 결합하는 것이 특히 바람직하다. 또한 장치의 상이한 부분이 서로 다른 물리적 특성의 신호의 방출과 함께 동시에 사용될 수 있도록 특정 주파수, 또는 진폭, 또는 펄스 폭 등의 입력 신호로 특정 개별 전자 소자를 어드레싱 하는 것이 특히 바람직하고, 및/또는 장치의 상이한 부분이 서로 다른 물리적 특성의 신호의 방출과 함께 동시에 사용될 수 있도록 각 경우에 상이한 주파수 및 상이한 진폭과 같은 상이한 물리적 특성을 갖는 입력 신호로 특정 개별 전자 소자를 어드레싱하는 것이 바람직하다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하지만, 이것은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하기 위한 것이지 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다. 도면에서,
도1은 제1피검체로부터의 반응을 모니터링하는 동안 제1실시예에서의 본 발명에 따른 장치의 사시도를 도시한다.
도2는 제2피검사체로부터의 반응을 모니터링하는 동안 제2실시예에서의 상기 장치의 사시도를 도시한다.
도3는 제3피검사체로부터의 반응을 모니터링하는 동안 제3실시예에서의 상기 장치의 사시도를 도시한다.
도4는 상기 장치의 상이한 구성 요소 및 그들의 상호 작용을 개략적으로 도시한다.
도5는 장치의 전자 소자의 제1배치 및 활성화를 도시한다.
도6은 장치의 전자 소자의 제2배치 및 활성화를 도시한다.
도7은 장치의 전자 소자의 제3배치 및 활성화를 도시한다.
도8은 장치의 전자 소자의 제5배치 및 활성화를 도시한다.
도9는 장치의 전자 소자의 제6배치 및 활성화를 도시한다.
도10은 장치의 전자 소자의 제7배치 및 활성화를 도시한다.
도11는 장치의 전자 소자의 제8배치 및 활성화를 도시한다.
도12는 전자 소자의 잠재적인 기하학적 치수 및 형상의 제1선택을 도시한다.
도13는 전자 소자의 잠재적인 기하학적 치수 및 형상의 제2선택을 도시한다.
도14는 인접한 전자 소자들의 제1배치을 도시한다.
도15는 인접한 전자 소자들의 제2배치을 도시한다.

도1 내지 도3은 본 발명에 따른 장치(1)의 상이한 실시예를 도시한다. 예를 들어, 장치(1)는 하우징(18)에 통합될 수 있고 유전체 매체(17)를 포함하는 쥐(2)의 반응을 모니터하는데 사용될 수 있다. 또한 유전체 매체(171)를 포함하는 어린이(21)의 반응을 모니터하기에 적합한 기구(19) 내에 장치(1)를 배치하는 것, 또는 유전체 매체(1711)를 포함하는 성인(211)의 반응을 모니터하기 위해 장치(1)를 카시트(20)에 통합하는 것도 가능하다.

장치(1)는 생명 기능과 같은 반응을 비접촉적(contact-independently)으로 측정하는 능력을 가지며, 따라서 털을 지닌 동물에 적용하기에 특히 흥미롭다. 전극이 있는 최첨단 방법은 발이나 꼬리와 같이 동물의 비모피 영역에 국한되어 사용이 복잡하다. 발광 센서는 다이오드가 모피에 침투 할 수 없기 때문에 거의 사용할 수 없다.

상기 장치(1)는 잠재적으로 유해할 수 있는 상황을 지원하기 위해 인간에게도 적용 가능하다. 이러한 상황은 자동차, 비행기, 자전거 또는 사람이 제어하는 다른 움직이는 물체에서 발생할 수 있다. 의식을 잃거나 치명적인 사고는 극적인 결과를 초래할 수 있다.

장치(1)은 생리학적 파라미터 감지가 크기, 성별, 위치 또는 기타 다른 신체 파라미터에 따라 달라지지 않기 때문에 특히 적합하다. 또한 신호 최적화는 측정할 대상만 조사에 노출되어, 그에 따라 최소 선량으로 노출되도록 보장한다.

정지된 피검체의 모니터링은 많은 경우에 이들이 유해한 사건에 가장 취약한 대상이기 때문에 중요하다. 이는 신생아, 병원 내 환자 또는 가정의 노인 또는 기타 유해한 사건에 노출될 위험이 높은 피검체의 경우가 해당된다. 장치(1)는 안전 프로토콜을 시작하고 도움이 필요한 피검체를 돕기 위해 경보 또는 다른 사람에게 SMS 또는 전화와 같은 다른 통지 수단을 사용하여 생리학적 파라미터를 신속하게 보고 할 수 있다. 생리학적 파라미터의 감지는 그것이 민감도의 범위 내에 있는 한 대상의 크기 및 장치(1) 상의 위치에 의존하지 않기 때문에 특히 적합하다.

도1 내지 도3에서, 장치(1)는 입력 신호(5, 51, 511, 5111, 51111)를 방출하는 하나의 이미터(3) 및 상기 입력 신호에 대응하여 피검체 (2,21, 211)로부터 출력 신호(6, 61, 611, 6111, 61111) 를 수신하는 하나의 수신기(4)를 포함한다. 여기서 단지 하나의 이미터 (3) 및 하나의 수신기(4)가 각각 신호를 방출하고 수신하기 위해 사용되는 반면, 입력 신호(5, 51, 511, 5111, 51111)는 변경되고 입력 신호의 물리적 특성에 따라, 피검체(2, 21, 211) 안으로/로부터 입력 신호 (5, 51, 511, 5111, 51111)의 상이한 침투 깊이 및/또는 반사량이 얻어진다. 즉, 여기에 표시된 입력 신호의 변경은 z 방향으로의 반응 최적화에 대응한다. 그러나 아래에서 더 자세히 설명하겠지만, 장치(1)은 실제로 장치(1)에서 피검체(2, 21, 211)의 가능한 위치에서 최적의 반응을 얻기 위해 장치의 x-y방향에서 스캐닝을 가능하도록 다수의 이미터(3, 31, ...)와 수신기(4, 41 ...)로 구성될 수 있다.

이 도면들로부터 다음과 같이 제1입력 신호(5)는 피검체(2, 21, 211)로부터 대응하는 출력 신호(6)의 완전한 반사의 결과를 낳는 주파수 또는 진폭을 갖고, 반면 예를 들어 제4입력 신호(5111)는 피검체 (2, 21, 211)로의 완전한 침투의 결과를 낳는 주파수 또는 진폭을 갖는다. 특히, 도1의 제3입력 신호(511) 및 도 2 및 도3의 제4입력 신호(5111)는 각각 쥐(2), 어린이(21) 및 성인(211)의 심장 영역으로 침투하도록 저정된 물리적 특성을 갖는다. 따라서, 결과 출력 신호(611, 6111)는 각각 쥐(2), 어린이(21) 및 성인(211)의 심장 박동에 의해 최대로 변경되는 입력 신호(511, 5111)에 대응한다. 이 경우, 각각의 특정 제3입력 신호(511) 및 제4입력 신호(5111)는 따라서 심장 박동의 모니터링에 최적이다.

이들 도면에서, 모든 전자 소자, 즉 모든 이미터 및 모든 수신기는 모니터링 표면(24)을 한정하는 단일 제1평면(E1) 내에 배치된다. . 여기서, 상기 모니터링 표면(24)은 각각의 피검체(2, 21, 211)의 크기의 약 2배 크기의 영역에 걸쳐 있고, 이에 따라 장치(1)에 배치된 피검체(2, 21, 211)의 반응에 대한 철저한 모니터링에 적합한, 예를 들어 민감한 영역을 규정한다. 상기 평면(E1)은 x방향 및 y방향에 의해 걸쳐있는 장치(1)의 x-y평면 내에 배치되고, 이때 대응하는 z방향은 상기 x-y평면으로부터 수직으로 연장된다. 따라서, 각각 E2평면은 y방향 및 z방향으로 걸쳐있는 y-z 평면 내에 배치된 영역으로 규정될 수 있고 E21평면은 x 방향으로 x방향 및 y방향으로 걸쳐있는 xz 평면 내에 배치된 영역으로 규정될 수 있다.

도4는 장치(1)의 다양한 구성 요소를 개략적으로 도시한다. 통신 모듈(15), 주파수 생성기(7), 신호 변조기(9), 전자기장의 생성을 위한 전자 소자(3, 31, ... 4, 41, ...), 멀티플렉서(16), 신호 복조기(12), 아날로그-디지털 변환기(13), 신호 분석기(8) 및 신호 처리기(14)가 도시되어 있다. 이 예에서, 주파수 생성기(7)는 신호 변조기(9)로 전송되는 입력 신호를 생성하며, 이때 입력 신호는 그 위상 및/또는 진폭 및/또는 주파수 및/또는 전자기장 강도 등이 변경된다. 여기서, 3 개의 변경된 입력 신호들(5, 51, 511)은 3개의 상이한 이미터들 (3, 31, 311)에 개별적으로 전송된다. 여기서 장치(1)의 영역에 배치된 피검체로부터 출력 신호(6, 61, 611)를 수신하는 3개의 수신기(4, 41, 411)가 제공된다. 출력 신호들(6, 61, 611)은 출력 신호들 중 하나(61)를 선택하여 신호 복조기(12) 및 신호 분석기 (8)로 각각 전송하는 멀티플렉서(16)로 전송된다. 신호 분석기(8)는 신호 변조기(9)에 의해 변경된 입력 신호를 출력 신호(61)와 비교하고 수신된 출력 신호(61)를 원래의 입력 신호에 의해 보정한다.

그 후, 신호 분석기(8)로부터의 출력 신호(61)는 신호 복조기(12)에서 원래의 (변경되지 않은) 입력 신호의 물리적 특성으로 복조된다. 그 후, 신호 복조기(12)의 아날로그 출력 신호(61)는 아날로그-디지털 변환기(13)에서의 신호의 추가 처리를 위해 디지털 신호로 변환된다. 이와 같이 생성된 디지털 신호는 신호 처리기(14)에서 추가로 처리되며, 여기서 실제 제1 / 제2 / ...반응(들) 및 생체 기능과 관련된 실제 반응이 결정되고, 그후 신호를 무선 LAN, 휴대 전화, 스마트폰, 컴퓨터 또는 모니터(도시되지 않음)로 송신하는 통신 모듈(15)로 전송된다.

도5 내지 도11은 장치(1)의 전자 소자의 상이한 배치 및 활성화 방식을 도시하며, 이에 따라 많은 다른 장치 및 활성화 방법이 또한 고려될 수 있다. 특히 도5의 장치(1)는 장치의 x방향과 y방향에 걸쳐 있는 동일한 제1평면 (E1) 내에 배치된 3개의 이미터(3, 31, 311) 및 3개의 수신기(4, 41, 411)로 구성된다. 이러한 배치에서, 이미터(3, 31, 311)는 단일 벌집 구조(single honeycomb structure)에 병합되는 육각형 수신기(4, 41, 411) 내에 배치되는 포인트의 형태로 제공된다. 구조적으로 분리된 이미터들(3, 31, 311) 각각은 특정 이미터에 이르는 개별 전도성 트랙 또는 패드(21, 211, 2111)에 의해 특정 입력 신호(5, 51, 511)와 함께 개별적으로 어드레싱된다. 도1 내지 도3과 유사하게, 개개의 입력 신호들(5, 51, 511)은 각각의 경우에 유사하게 변경되고, 여기서 이들 입력 신호들(5, 51, 511)은 피검체로부터 상이한 침투 깊이 및 반사량을 달성하도록 그들의 진폭에서 변경된다. 즉, 여기에 표시된 입력 신호의 변경은 마찬가지로 z방향의 반응 최적화에 대응한다. 상기 입력 신호들에 대응하는 피검체로부터의 출력 신호들은 이 경우 장치 상의 그들의 병합 배치에 의해 모두 서로 함께 상호 연결된 수신기들(4, 41, 411)로부터 수신된다. 따라서, 단지 하나의 전도성 트랙 또는 패드(21111)가 상기 소자들로부터 출력 신호를 전송하기 위해 제공된다. 입력 신호들(5, 51, 511)은 z방향에서 반응의 최적화 동안 피검체로의 상이한 침투 깊이 및/또는 피검체체로부터의 반사량에 도달하도록 주파수 및/또는 진폭과 같은 상이한 물리적 특성들로 각각 생성된다. 이 도면에서, 점선 및 점선으로 표시된 구조(22, 221, ...)는 현재 모니터링에 사용되지 않는 전자 소자에 대응한다. 그러나, 이들 전자 소자도 마찬가지로 x-y평면, 즉 장치의 평면(E1) 내에서의 반응의 최적화를 위해 장치(1)의 민감한 영역을 피검체에 적응시키기 위하여 마찬가지로 어드레싱될 수 있다. 또한, 이 도면에 도시된 장치는 거기에 실제로 묘사된 전자 소자의 수에 제한되지 않고, 임의의 원하는 수의 그러한 전자 소자를 포함 할 수 있다. 이는 도면에 도시된 임의의 다른 장치에도 적용된다.

도6 내지 도11의 장치는 각각 장치(1) 상에서 개별적으로 배치되고 어드레싱되는 일부 전자 소자 및 임의의 크기 및 복잡성의 병합 네트워크를 형성하도록 결합된 일부 전자 소자를 도시한다. 단일 전자 소자의 특정 조합은 인가된 전자기장의 크기 및 형상을 결정하고, 즉, 이는 이미터(3, ...)가 수신기(4, ...)에 대해 어떻게 배치되는지에 따라 좌우되며 그 반대도 마찬가지이다. 그것들은 그들의 구조적 디자인에 의해, 예를 들면, 구조를 결합하거나, 또는 그들의 배선, 즉 전도성 경로 또는 트랙을 연결하는 것에 의한 전자적 활성화에 의해 결합될 수 있다. 즉, 각각의 전자 소자는 단독으로 작동될 수 있거나, 또는 구조적으로 결합될 때, 모든 전자 소자 또는 전자 소자의 일부만이 동시에 작동될 수 있다. 또한, 각각의 개별적인 전자 소자는 작동 및 결과적인 전자기장 설계에 관한 자유도의 정도를 더 증가시키는 더 작은 전자 소자로 구성되거나 더 작은 전자 소자를 포함 할 수 있다. 네트워크를 형성하는 하나의 전자 소자를 가짐으로써 동시에 여러 전자기장을 형성 할 수 있는데, 즉, 전체 또는 일부 네트워크를 사용하여 총 측정을 가능하게 하고 단일 전자 소자 또는 단일 전자 소자의 단일 구조를 사용하여 세밀하고 집중된 측정을 가능하게 한다. 또한, 각각의 전자 소자의 기하학적 치수 및/또는 형상에 관계없이 동일한 시점에서의 전자 소자의 배치 및 배선의 의미에서 상이한 구조를 갖는 동시 측정이 가능해진다. 즉, 장치의 민감한 영역을 연속적으로 확대 및 축소 할 수 있도록 원하는 만큼의 많은 전자 소자를 결합 및 활성화 및 비활성화 할 수 있다. 또한, 전자기장 강도 및/또는 펄스 폭 등을 조정하는 것과 같이, 입력 신호(들)의 물리적 특성을 연속적으로 변화시키는 것이 가능하다. 또한, 동일한 하나 이상의 입력 신호(들)에 의해 또는 물리적으로 상이한 하나 이상의 입력 신호(들)에 의해 특정 전자 소자를 개별적으로 또는 공통적으로 어드레싱하는 것이 가능하다.

예를 들어, 도6에서, 제1이미터(3) 및 제2이미터(31)는 하나의 공통 전도성 트랙(21)에 의해 동일한 입력 신호(5)를 받는 단일 벌집 구조를 형성하도록 서로 직접 인접하게 배치된다. 또한, 하나의 제 3이미터(311) 및 하나의 제4이미터(3111)는 병합되며 전도성 트랙(211)을 경유하는 하나의 입력 신호(51)에 의해 공통적으로 어드레싱될 뿐만 아니라, 하나의 제5 이미터(31111) 및 하나의 제6이미터(311111)는 병합되며, 전도성 트랙(2111)을 경유하는 하나의 입력 신호(511)에 의해 공통적으로 어드레싱 된다. 유사하게, 하나의 제1수신기(4) 및 제2수신기(41)는 하나의 공통 전도성 트랙 (21111)에 의해 출력 신호(6)를 전송하는 단일 벌집 구조를 형성하도록 서로 직접 인접하게 배치된다. 또한, 하나의 제 3수신기(411) 및 하나의 제4수신기(4111)는 병합되며 전도성 트랙(211111)을 경유하는 하나의 출력 신호(61)를 공통적으로 전송할 뿐만 아니라, 하나의 제 5수신기(41111) 및 하나의 제6수신기(411111)는 병합되며 전도성 트랙(2111111)을 경유하는 하나의 출력 신호(611)를 공통적으로 전송한다. 모든 이미터(3, 31, 311, 3111, 31111, 311111)는 장치의 평면(E1)을 따라 연장되는 제1공통 수평면 내에 배치되고, 모든 수신기 (4, 41, 411, 4111, 41111, 411111)는 z 방향에 대해 제1평면 아래에 배치되는, 또한 장치의 평면(E1)을 따라 연장되는 제2공통 수평면 내에 배치된다. 따라서 파선 및 점선으로 표시된 수직선에 의해 표시된 바와 같이, 수신기(4, 41, 411, 4111, 41111, 411111)는, 이미터(3, 31, 311, 3111, 31111, 311111)의 폭(dE)보다 큰 폭 (dR)을 갖는다. 여기서, 제1 및 제2이미터들(3, 31) 및 제1 및 제2 수신기들(4, 41)은 입력 신호(5) 및 출력 신호(6)에 기초한 제1반응의 평가를 위해 사용되는 제1이미터-수신기-선택을 형성한다. 유사하게, 제3 및 제4이미터들(311, 3111) 및 제3 및 제4수신기들 (411, 4111)은 추가 입력 신호(51) 및 추가 출력 신호(61)에 기초하여 제2반응의 평가를 위해 사용되는 제2이미터-수신기-선택을 형성하고, 제5 및 제6 이미터들 (31111, 311111) 및 제5 및 제6수신기들(41111, 411111)은 추가 입력 신호(511) 및 추가 출력 신호(611)에 기초한 제3반응의 평가를 위해 사용되는 제3이미터-수신기-선택을 형성한다. 광선(light lines)으로 표시된 구조(22, 221, ...)는 모니터링을 위해 현재 사용되지 않는 전자 소자에 대응하지만, 이것은 전술한 바와 같이 반응의 최적화를 위해 장치(1)의 민감한 영역을 피검체에 적용하기 위하여 마찬가지로 어드레싱될 수 있다.

도7의 장치(1)에서, 4개의 이미터들 (3, 31, 311, 3111)은 병합 구조를 가지며 장치의 평면(E1)을 따라 연장되는 하나의 제1수평면 내에 공통적으로 배치된다. 이들 이미터는 전도성 트랙(21)에 의해 전기적으로 연결되고 따라서 동일한 입력 신호(5)를 동시에 수신한다. 또한 E1평면을 따라 연장되고 z방향에 대해 제 1 수평면 아래에 위치되는 제2수평면에는 또한 병합 구조를 갖는 4 개의 수신기(4, 41, 411, 4111)가 있다. 여기서, 입력 신호(5)를 공통으로 수신하는 하나의 단일 이미터 유닛(10)을 형성하도록 모든 이미터들(3, 31, 311, 3111)은 함께 병합되고, 출력 신호(6)를 공통으로 전송하는 하나의 단일 수신기 유닛 (11)을 형성하도록 모든 수신기들 (4, 41, 41, 4111)은 함께 병합된다. 이것은 도6 도시된 장치의 이미터 및 수신기의 병합 구조와 명백하게 대조되는데, 여기에서 이미터 및 수신기는 단지 쌍으로 병합되고, 이에 의해 서로로부터 일정 거리에 배치되는 이미터 유닛(10, 101, 1011) 및 수신기 유닛(11, 111, 1111)을 형성한다.

도8에 도시된 장치(1)는 각각 단일 입력 신호(5, 51, ...)를 수신하고, 단일 출력 신호 (6, 61, ...)를 전송하도록 하나의 전도성 트랙(21, 211, ...)에 의해 어드레싱되는 단일 이미터들(3, 31, 311, 3111) 및 단일 수신기들(4,41,411,4111)를 포함한다. 도6 및 도7에 도시된 장치에서와 같이, 모든 이미터들(3, 31, 311, 3111)은 평면 (E1)을 따라 연장된 공통의 제1수평면 내에 배치되고, 모든 수신기들(4, 41, 411, 4111)은 평면 (E1)을 따라 연장되고 z 방향에 대해 제 1 수평면 아래에 위치하는, 공통의 제2수평면 내에 배치된다. 도6 및 도7에 도시된 장치의 이미터 및 수신기와는 달리, 이미터 및 수신기는 서로 병합되지 않는다. 대신에, 이미터들 및 수신기들은 각각 벌집 구조의 형태로 제공되지만, 개별 전자 소자들은 서로 직접 접촉하지 않는다. 대신에, 개개의 전자 소자들은 서로 근접하여 배치되지만 서로 이격되어 배치된다.

도9 내지 도11에서 다음과 같이, 하나 이상의 단일 전자 소자가 수신기 유닛 및/또는 이미터 유닛에 추가될 수 있다. 이들은 의도된 적용 및 전자기장 설계에 따라 임의의 크기 및 형상 일 수 있다. 이미터보다 많은 수신기를 가지는 것 및 그 반대의 경우는 다른 전자기장 설계를 동시에 사용할 수 있도록 허용한다. 특히 이미터 및 수신기의 서로 다른 구조의 작동은 최적의 전자기장 설계 및 신호 감지가 가능하게 한다.

도9에 도시된 장치(1)는 기본적으로 병합된 이미터들(3, 31, 311, 3111, 31111, 311111) 및 병합된 수신기들(4, 41, 411, 4111, 41111, 411111)의 배치 및 작동에 대해 도6에 도시된 장치(1)에 대응한다. 그러나, 도9의 장치(1)는 이미터 유닛 (10, 101, 1011)의 병합 구조 내에 위치하는 단일 전자 소자인 추가의 이미터들(3111111, 31111111, 311111111)를 더 포함한다. 이 경우, 단일 이미터 소자(3111111, 31111111, 311111111)는 이미터 유닛(10, 101, 1011)과 같이 평면(E1)을 따라 연장된 동일한 수평면 내에 배치된 원형 요소로서 제공된다. 이들 단일 이미터 각각은 분리된 입력 신호(5111, 51111, 511111)를 수신하도록 전도성 트랙에 의해 개별적으로 어드레싱된다.

마찬가지로, 도10 및 도11에는 도7 및 도8에 도시된 장치(1)에 주로 대응하지만 개별적으로 어드레싱되는 단일 전자 요소를 추가로 포함하는 장치(1)가 도시되어 있다. 이와 같이, 도10은 벌집 구조의 형태인 4개의 병합 이미터 (3, 31, 311, 3111)를 갖는 장치(1)를 도시하며, 이때 하나의 벌집의 각각의 중심에 단일 이미터(31111, 311111, 3111111)가 배치된다. 이 이미터들(31111, 311111, 3111111)은 원형 형태를 가지며, 병합된 이미터들의 평면 (E1)을 따라 연장된 수평면 내에 배치된다. 병합 이미터에 의해 형성된 단일 이미터 유닛(10)은 공통적으로 동일한 입력 신호 (5)에 의해 어드레싱되는 반면에, 개별 이미터들(31111, 311111, 3111111)은 각각 단일 전자 트랙 (2111, 21111, 211111)에 의해 개별적으로 어드레싱되고, 따라서 독립적으로 상이한 입력 신호(51, 511, 5111)를 수신하도록 조정된다.

도8에 따른 장치의 전자 소자 이외에, 도11의 장치는 단일 입력 신호를 독립적으로 수신하도록 단일 전도성 트랙(211111, 2111111, 21111111)에 의해 각각 어드레싱되는 단일 이미터(31111, 311111, 3111111)를 포함한다. 이 예에서, 단일 이미터는 육 각형 형태로로 제공되고, 이미터(3, 31, 311, 3111)와 같이 평면(E1)을 따라 연장된 동일한 수평면 내에 배치된다.

도9 내지 도11에서는 개개의 이미터를 포함하는 장치만 도시되어 있다. 그러나, 이러한 장치에 개개의 수신기를 제공하거나, 이러한 장치에 개개의 이미터 및 수신기를 각각 제공하는 것도 가능하다.

도12 및 도13은 전자 소자의 가능한 기하학적 치수 및 형상을 도시한다. 그러나, 기하학적 치수 및 형상은 이들 도면에 도시된 것으로 제한되지 않는다. 전자 소자는 임의의 크기 및/또는 형상 일 수 있으며, 임의의 방식으로 장치 상에 배치될 수 있다. 　 각각의 특정 설계에는 특정 장단점이 있으며 의도하는 용도에 따라 선택되어야 한다. 의도된 용도에 따라, 전자 소자의 크기, 형상 및 배치가 인가된 전자기장의 형상을 결정하기 때문에, 전자 소자의 특정한 크기, 형상 및 배치가 다른 것보다 적절하다.

일반적으로, 장치는 입력 신호를 방출하고 출력 신호를 수신하도록 조정된 커패시터와 같은 적어도 2개의 전자 소자로 구성되어야 한다. 커패시터는 동일 평면 또는 상이한 평면 상에서 서로의 상부에 또는 서로 공간적으로 분리되도록 배치될 수 있다. 커패시터는 동일한 형상 또는 상이한 형상을 가질 수 있다. 커패시터의 크기와 형상은 전자기장의 형상과 민감도를 결정한다. 상기 장치는 또한 상이한 크기 및/또는 형상의 전자 소자로 구성될 수 있다. 따라서, 이미터(3, 31, ...)의 수는 수신기(4, 41 ...)의 수와 같아서는 안되며, 수신기 소자보다 더 많은 이미터 소자가 있을 수 있으며 그 반대로도 가능하다.

도12로부터 알 수 있듯이, 커패시터는 서로의 내에 또는 서로를 둘러싸거나 서로의 상부에 또는 각각의 옆, 기타 등에 배치되는 나선형, 원형, 직사각형, 선, 별, 타원과 같은 임의의 형상 및 크기를 가질 수 있다.

또한, 개별 전자 소자는 다르게 배선될 수 있으며, 접지, 즉 유도선을 왜곡시킬 수 있으며, 다른 배선 특성을 사용하여 전자기장 설계 방식을 더 추가할 수 있다.

도14 및 도15는 더 큰 구조에 결합되는 단일 전자 요소의 상이한 배치를 도시한다. 그러한 배치로부터, 최적의 신호 감지를 가능하게 하는 전체 네트워크, 각각 결합된 전자 소자 또는 오직 단일 전자 소자의 특정 구조만을 사용할 수 있는 가능성이 나타난다. 이들 각각의 배치는 상이한 전자기장 특성을 가지며, 의도된 용도에 따라, 넓은 또는 편평한 전자기장, 급경사 또는 관통 전자기장, 원형 체적 전자기장 등을 생성하기 위해 다르게 어드레싱된다.

예를 들어, 도14에서, 항상 3개의 이미터들(3, 31, ...) 및 3개의 수신기들(4, 41, ...)은 3중 벌집 형태로 이미터 유닛들(10, 101, ...) 및 수신기 유닛들(11, 111, ...)을 형성하도록 각각 병합된다. 따라서, 항상 하나의 이미터 유닛(10)과 하나의 수신기 유닛(11)은 각각 다른 이미터 유닛(101, 1011, ...) 및 다른 수신기 유닛(111, 1111, ...)에 의해 형성된 다른 엔티티(entity) 또는 클러스터(231, 2311, ...)로부터 공간적으로 분리된 하나의 엔티티 또는 클러스터(23)를 형성하도록 결합된다.

이미터들 및 수신기들의 이러한 클러스터들(23, 231, ...)은 도15에 도시된 장치와 유사하게 형성된다. 따라서, 하나의 클러스터는 하나의 3인조 수신기(4) 뿐만 아니라 다른 3인조 이미터(31111)로 완전히 둘러싸인 4개의 단일 이미터(3, 31, 311, 3111)를 포함한다. 각각의 클러스터(23, 231, ...)는 다른 클러스터(2311, 23111, ....)로부터 공간적으로 분리된다.

이들 도면은 공간적으로 분리된 클러스터만을 도시하지만, 이와 같이 클러스터를 예를 들면 병합 벌집 구조를 갖는 연속 벌집의 형태로 서로 인접하게 배치하는 것도 가능하다.

또한, 전술 한 바와 같이, 전자 소자의 다양한 배치 및 그의 활성화 설계가 고려될 수 있다. 예를 들어, 도15를 참조하면, 클러스터들(23, 231, 2311, 23111)의 중심에 위치한 이미 터들(3111)을 제1입력 신호, 예컨대 DC전압으로 개별적으로 또는 공통으로 어드레싱하는 것, 그리고, 상기 이미터(3111) 주위에 각각 배치된 이미터들(3, 31, 311)을 또다른, 즉 짧은 펄스와 같은 제2입력 신호로 동시에 또는 연속적으로 어드레싱하는 것이 가능하다. DC 전압 및 펄스를 제1 및 추가 입력 신호로서 인가하는 대신에, 제1 및 제2 입력 신호로서, 상기 제1주파수와 상이한 제1주파수의 제1펄스 및 제2주파수의 제2펄스를 인가하는 것이 가능하다. 또는, 고조파를 생성시키는 하나 이상의 입력 신호를 인가하는 것이 고려될 수 있으며, 이때 고조파는 그 후 대상을 모니터 하는데 사용된다.

1 장치 19 기구
2, 21, 211 피검체 20 시트
3, 31, ... 이미터 21,211, ... 전도성 트랙
4, 41, ... 수신기 22,221, ... 비활성 구조
5, 51, ... 입력 신호 23,231, ... 클러스터(cluster)
6, 61, ... 출력 신호 24 모니터면
7 신호 생성기 25 입력 선택 장치
8 신호 분석기 R1 제1반응
9 신호 변조기 R2 제2반응
10, 101, ...이미터 유닛 R3 제3반응
11, 111, ...수신기 유닛 R 반응
12 복조기 E1 제1평면
13 아날로그-디지털 변환기
14 신호 처리기 E2,E21 제2평면
15 통신 모듈 x x방향
16 출력 선택 장치 y y방향
17,171,1711 유전체 매체 z z방향

Claims (15)

1. 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)를 방출하도록 형성되는 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 입력 신호 (5, 51, ...)에 대응하여 피검체(2, 21, 211)로부터 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)를 수신하도록 형성되는 적어도 하나의 수신기(4);
   상기 적어도 하나의 이미터(3)와 연결되고, 상기 피검체(2, 21, 211)를 침투하기 및/또는 상기 피검체(2, 21, 211)로부터 반사되기에 효과적인 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)를 생성하도록 형성되는 신호 생성기(7); 및
   상기 적어도 하나의 수신기(4)와 연결되고, 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)를 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)와 비교함으로써 상기 적어도 하나의 수신기(4)로부터 수신된 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)를 분석하도록 형성된 신호 분석기,
   를 포함하는 상기 피검체 (2, 21, 211)의 반응을 모니터링 하는 장치(1)에 있어서,
   상기 장치(1)는 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)와 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...) 사이의 비교로부터 상기 피검체((2, 21, 211)의 적어도 하나의 제1반응(R1)을 평가하도록 형성되고,
   상기 장치(1)는 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...) 는 상기 적어도 하나의 수신기(4)에 의해 수신된 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...) 및 상기 적어도 하나의 입력 신호(5) 및/또는 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...)에 의해 방출된 적어도 하나의 추가 입력 신호(51, 511, ...) 사이의 비교에 의해 상기 피검체(2, 21, 211)의 적어도 하나의 제2반응(R2)을 평가하기 위해 상기 적어도 하나의 입력 신호(5) 및/또는 상기 적어도 하나의 추가 입력 신호(51, 511, ...)를 방출하도록 형성되고, 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제1반응(R1)을 담당하는 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 수신기(4) 또는 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제2반응(R2)을 담당하는 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...) 및 상기 적어도 하나의 수신기(4) 중 어느 하나는 미리 결정된 특성에 기초하여 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 반응을 추가적으로 모니터링하기 위해 선택되며; 및/또는
   상기 장치(1)는 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...)는 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...)에 의해 수신된 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...) 및 상기 적어도 하나의 이미터(3)에 의해 방출된 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...) 사이의 비교에 의해 상기 피검체(2, 21, 211)의 적어도 하나의 제3반응(R3)을 평가하기 위해 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)를 추가적으로 수신하도록 형성되고, 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제1반응(R1)을 담당하는 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 수신기(4) 또는 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제3반응(R3)을 담당하는 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...) 중 어느 하나는 미리 결정된 특성에 기초하여 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 반응을 추가적으로 모니터링하기 위해 선택되는 것을 특징으로 하는 피검체(2, 21, 211)의 반응을 모니터링 하는 장치(1).
2. 제1항에 있어서, 제1이미터-수신기-선택은 상기 이미터(3) 및, 만약 있다면, 개별적으로, 상기 추가 이미터(들)(31, 311, ...) 중 적어도 하나 및 상기 수신기(4) 및, 만약 있다면, 개별적으로, 상기 추가 수신기(들)(41, 411, ...) 중 적어도 하나를 포함하고,
   적어도 하나의 추가 이미터-수신기-선택은 상기 이미터(3) 및, 만약 있다면, 개별적으로, 상기 추가 이미터(들)(31, 311, ...) 중 또 다른 적어도 하나 및 상기 수신기(4) 및, 만약 있다면, 개별적으로, 상기 추가 수신기(들)(41, 411, ...) 중 또 다른 적어도 하나를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 제1반응(R1)은 상기 제1이미터-수신기-선택으로부터 유도 가능하고,
   상기 적어도 하나의 제2반응(R2) 및/또는 상기 적어도 하나의 제3반응(R3)은 상기 적어도 하나의 추가 이미터-수신기-선택으로부터 유도 가능한, 장치(1).
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한항에 있어서, 상기 피검체(2, 21, 211) 내로의 상기 적어도 하나의 입력 신호(5)의 침투하기 및/또는 상기 피검체(2, 21, 211)로부터 상기 적어도 하나의 입력 신호(5)의 반사를 조정하기 위해 상기 적어도 하나의 입력 신호(5)를 변경하도록 형성된 신호 변조기(9)를 더 포함하고, 그것에 의하여 상기 적어도 하나의 제1반응(R1) 및/또는 상기 적어도 하나의 제2반응(R2) 및/또는 상기 적어도 하나의 제3반응(R3)은 각각 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 반응을 공간 해상도로 모니터링 할 수 있도록 변경되는, 장치(1).
4. 전술한 항 중 어느 한항에 있어서, 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...) 및 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ..)는 각각 전기 신호이고, 바람직하게는 전자기장인, 장치(1).
5. 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)를 방출하도록 형성되는 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 입력 신호 (5, 51, ...)에 대응하여 피검체(2, 21, 211)로부터 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)를 수신하도록 형성되는 적어도 하나의 수신기(4);
   상기 적어도 하나의 이미터(3)와 연결되고, 상기 피검체(2, 21, 211)를 침투하기 및/또는 상기 피검체(2, 21, 211)로부터 반사되기에 효과적인 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)를 생성하도록 형성되는 신호 생성기(7); 및
   상기 적어도 하나의 수신기(4)와 연결되고, 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)를 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)와 비교함으로써 상기 적어도 하나의 수신기(4)로부터 수신된 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)를 분석하도록 형성된 신호 분석기,
   를 포함하는 상기 피검체 (2, 21, 211)의 반응을 모니터링 하는 장치(1)에 있어서,
   이 때, 상기 장치(1)는 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)와 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...) 사이의 비교로부터 상기 피검체((2, 21, 211)의 적어도 하나의 제1반응(R1)을 평가하도록 형성되고,
   상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)는 전자기장이고, 상기 장치(1)는 상기 피검체(2, 21, 211) 내로의 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)의 침투 및/또는 상기 피검체(2, 21, 211)로부터 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)의 반사를 조정하기 위해 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...), 특히 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)의 전자기장 강도 및/또는 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)의 상기 진폭을 변경하도록 형성된 신호 변조기(9)를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)는 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 반응을 공간 해상도로 모니터링 할 수 있도록 변경되는 것을 특징으로 하는 피검체 (2, 21, 211)의 반응을 모니터링 하는, 장치(1).
6. 제5항에 있어서, 상기 장치(1)는 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...)를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...)는 상기 적어도 하나의 수신기(4)에 의해 수신된 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...) 및 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...)에 의하여 방출된 상기 적어도 하나의 추가 입력 신호(5) 및/또는 상기 적어도 하나의 추가 입력 신호(51, 511, ...) 사이의 비교에 의해 상기 피검체(2, 21, 211)의 적어도 하나의 제2반응(R2)을 평가하기 위해 상기 적어도 하나의 입력 신호(5) 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호(51, 511, ...)를 방출하도록 형성되고, 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제1반응(R1)을 담당하는 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 수신기(4) 또는 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제2반응(R2)을 담당하는 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...) 및 상기 적어도 하나의 수신기(4) 중 어느 하나는 미리 결정된 특성에 기초하여 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 반응을 추가적으로 모니터링하기 위해 선택되고, 및/또는
   상기 장치(1)는 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...)는 상기 적어도 하나의 수신기(4)에 의해 수신된 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...) 및 상기 적어도 하나의 이미터(3)에 의하여 방출된 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...) 사이의 비교에 의해 상기 피검체(2, 21, 211)의 적어도 하나의 제3반응(R3)을 평가하기 위해 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)를 추가적으로 수신하도록 형성되고, 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제1반응(R1)을 담당하는 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 수신기(4) 또는 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제3반응(R3)을 담당하는 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...) 중 어느 하나는 미리 결정된 특성에 기초하여 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 반응을 추가적으로 모니터링하기 위해 선택되는, 장치(1).
7. 전술한 항 중 어느 한항에 있어서, 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...) 중 2 이상은 하나 이상의 이미터 유닛(10, 101, ...)을 형성하기 위해 서로 연결되고, 상기 하나 이상의 이미터 유닛(10, 101, ...)은 상기 신호 생성기(7)로부터 동일한 입력 신호(5, 51, ...)를 수신하도록 형성되고, 및/또는
   상기 적어도 하나의 수신기(4) 및 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...) 중 2 이상은 하나 이상의 수신기 유닛(11, 111, ...)을 형성하기 위해 서로 연결되고, 상기 하나 이상의 수신기 유닛(11, 111, ...)은 입력 신호(5, 51, ...)에 반응하는 특정 출력 신호(6, 61, ...)를 수신하도록 형성되는, 장치(1).
8. 전술한 항 중 어느 한항에 있어서, 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...) 중 2 이상은 서로 인접하게, 바람직하게는 하나 이상의 이미터 유닛(10, 101, ...) 내에 배치되고, 및/또는
   상기 적어도 하나의 수신기(4) 및 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...) 중 2 이상은 서로 인접하게, 바람직하게는 하나 이상의 수신기 유닛(10, 101, ...) 내에 배치되는, 장치(1).
9. 전술한 항 중 어느 한항에 있어서, 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및, 만약 있다면, 개별적으로, 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...)는, 상기 적어도 하나의 수신기(4) 및, 만약 있다면, 개별적으로, 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...)는 상기 장치(1)에서 단일한 평면(E1, E2, E21) 또는 바람직하게는 평행한 복수의 평면(E1, E2, E21) 내에 배치되고, 상기 단일한 평면(E1, E2, E21) 및 평행한 복수의 평면(E1, E2, E21)은 각각 상기 장치(1)의 모니터링 표면(24)을 바람직하게는 규정하는, 장치(1).
10. 전술한 항 중 어느 한항에 있어서, 상기 장치(1)는 살아있는 피검체(2, 21, 211), 바람직하게는 포유 동물의 반응을 모니터링 하도록 되어 있고, 살아 있는 피검체(2, 21, 211)는 적어도 하나의 입력 신호로 인해 재분배되는 전하를 갖는 유전체 매체(17, 171, 1711)를 포함하고,
    상기 전하들의 전하 재분배는 상기 살아있는 피검체(2, 21, 211)의 생체 기능에 의해 변화되고,
    적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)는 상기 유전체 매체(17, 171, 1711)의 상기 전하 재분배에 의해 변경되는 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)에 대응되고,
    상기 살아있는 피검체의 반응은 상기 생체 기능에 대응되는, 장치(1).
11. 전술한 항 중 어느 한항에 있어서, 상기 적어도 하나의 수신기(4) 및, 만약 있다면, 개별적으로, 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...)에 의해 수신된 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)를 복조하도록 형성된 신호 복조기(12)를 더 포함하고, 및/또는
    상기 장치(1)는 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및, 만약 있다면, 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...)에 의해 방출된 상기 입력 신호(5, 51, ...) 중 적어도 하나를 선택하도록 형성된 입력 선택 장치(25)를 더 포함하고, 및/또는
    상기 장치(1)는 상기 적어도 하나의 수신기(4) 및, 만약 있다면, 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...)에 의해 수신된 상기 출력 신호(6, 61, ..) 중 적어도 하나를 선택하도록 형성된 출력 선택 장치(16), 바람직하게는 멀티플렉서를 더 포함하고, 및/또는
    상기 장치(1)는 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ..)를 디지털 신호로 변환하도록 형성된 아날로그-디지털 변환기(13)를 더 포함하고, 바람직하게는 또한 상기 디지털 신호를 처리, 바람직하게는 상기 디지털 신호를 퓨리에 변환하도록 형성된 신호 처리기(14)를 포함하고, 및/또는
    상기 장치(1)는 무선 LAN, 이동 전화, 스마트폰, 컴퓨터, 모니터 등과 같은 다른 장치에 반응을 전달하도록 형성된 통신 모듈(15)를 더 포함하는, 장치(1).
12. 전술한 항 중 어느 한항에 따른 장치(1)에 의해 피검체 (2, 21, 211)의 반응을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    - 상기 피검체 (2, 21, 211)를 상기 장치 (1)의 영역에 위치시키는 단계;
    - 상기 적어도 하나의 입력 신호 (5, 51, ...)를 생성하는 단계;
    - 상기 적어도 하나의 이미터(3)에 의해 상기 적어도 하나의 입력 신호 (5, 51, ...)를 방출하는 단계;
    - 상기 적어도 하나의 수신기(4)에 의해 상기 적어도 하나의 출력 신호 (6, 61, ...)를 수신하는 단계;
    - 상기 신호 분석기 (8)에 의해 상기 적어도 하나의 제 1 반응 (R1)을 결정하는 단계;
    를 포함하고,
    - 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...)에 의해 상기 입력 신호(5) 및/또는 적어도 하나의 추가 입력 신호(51, 511, ...)를 방출하는 단계, 상기 적어도 하나의 수신기(4)에 의해 수신된 상기 적어도 하나의 출력 신호(6) 및 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...)에 의해 방출된 상기 입력 신호(5) 및/또는 상기 적어도 하나의 추가 입력 신호(51, 511, ...)를 비교함으로써 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제2반응(R2)를 평가하는 단계, 그리고 상기 미리 결정된 특성에 기초하여 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 반응을 추가적으로 모니터링 하기 위해, 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제1반응(R1)을 담당하는 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 수신기(4) 또는 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제2반응(R2)을 담당하는 상기 적어도 하나의 추가 이미터(31, 311, ...) 및 상기 적어도 하나의 수신기(4) 중 어느 하나를 선택하는 단계; 그리고
    - 상기 적어도 하나의 추가 수신기 (41, 411, ...)에 의해 상기 적어도 하나의 출력 신호 (6, 61, ...)를 수신하는 단계, 상기 적어도 하나의 추가 수신기(41, 411, ...)에 의해 수신된 상기 출력 신호(6) 및 상기 적어도 하나의 이미터(3)에 의해 방출된 상기 입력 신호(5)를 비교함으로써 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제3반응(R3)를 평가하는 단계, 그리고 상기 미리 결정된 특성에 기초하여 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 반응을 추가적으로 모니터링 하기 위해, 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제1반응(R1)을 담당하는 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 수신기(4) 또는 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 적어도 하나의 제3반응(R3)을 담당하는 상기 적어도 하나의 이미터(3) 및 상기 적어도 하나의 추가 수신기 (41, 411, ...) 중 어느 하나를 선택하는 단계;
    로 구성된 단계의 그룹으로부터 선택된 단계를 더 포함하는 방법.
13. 제3항 내지 제11항 중 어느 한항에 따른 장치(1)에 의해 피검체 (2, 21, 211)의 반응을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    - 상기 피검체(2, 21, 211)를 상기 장치(1)의 영역에 위치시키는 단계;
    - 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)를 생성하는 단계;
    - 상기 적어도 하나의 이미터(3)에 의해 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)를 방출하는 단계;
    - 상기 적어도 하나의 수신기(4)에 의해 상기 적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)를 수신하는 단계;
    - 상기 신호 분석기(8)에 의해 상기 적어도 하나의 제 1 반응(R1)을 결정하는 단계; 그리고
    - 상기 피검체(2, 21, 211) 내로의 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)의 침투 및/또는 상기 피검체(2, 21, 211)로부터 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)의 반사를 조정하기 위해 신호 변조기(9)에 의해 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...), 특히 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)의 전자기장 강도 및/또는 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)의 상기 진폭을 변경하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 제1반응(R1)는 상기 피검체(2, 21, 211)의 상기 반응을 상기 미리 결정된 특성에 기초하여 공간 해상도로 모니터링 할 수 있도록 변경되는 단계
    를 포함하는 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 피검체(2, 21, 211)는 살아있는 피검체(2, 21, 211), 바람직하게는 포유 동물이며, 적어도 하나의 입력 신호로 인해 재분배되는 전하를 갖는 유전체 매체(17, 171, 1711)를 포함하고,
    상기 전하들의 전하 재분배는 상기 살아있는 피검체(2, 21, 211)의 생체 기능에 의해 변화되고,
    적어도 하나의 출력 신호(6, 61, ...)는 상기 유전체 매체(17, 171, 1711)의 상기 전하 재분배에 의해 변경되는 상기 적어도 하나의 입력 신호(5, 51, ...)에 대응되고,
    상기 살아있는 피검체의 반응은 상기 생체 기능에 대응되는, 방법.
15. 제12항 내지 제14항에 있어서,
    적어도 하나의 특정 이미터(3) 및/또는, 만약 있다면, 적어도 하나의 특정 추가 이미터(31, 311, ...)를 선택하는 단계를 더 포함하고, 이 단계는 상기 피검체(2, 21, 211)의 반응을 상기 미리 결정된 특성에 기초하여 최대 신호 강도 및/또는 최대 공간 해상도 및/또는 최소 입력 신호(5) 에너지 소비로 모니터링을 가능하게 하는 단계이며, 및/또는
    적어도 하나의 특정 수신기(4) 및/또는, 만약 있다면, 적어도 하나의 특정 추가 수신기(41, 411, ...)를 선택하는 단계를 더 포함하고, 이 단계는 상기 피검체(2, 21, 211)의 반응을 상기 미리 결정된 특성에 기초하여 최대 신호 강도 및/또는 최대 공간 해상도 및/또는 최소 입력 신호(5) 에너지 소비로 모니터링을 가능하게 하는 단계인, 방법.
    

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