KR20190096098A - 착탈식 측정 모듈과 부착 패드를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

착탈식 측정 모듈과 부착 패드를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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KR20190096098A
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김경호
김도윤
김무림
박상준
양성대
정하율
이우철
조병헌
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 생체신호 측정 장치 또는 전자 장치는, 하우징; 상기 하우징의 일면에 배치된 제1 전극; 상기 하우징의 일면에 배치된 제2 전극; 상기 하우징의 일면에 배치된 제3 전극; 상기 하우징의 일면에 배치된 제4 전극; 및 프로세서를 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는, 생체의 심전도 측정과 관련된 요청을 확인할 수 있고, 상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제1 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제1 신호를 감지할 수 있으며, 상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제2 신호를 감지할 수 있고, 상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제3 신호를 감지할 수 있으며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 상기 심전도와 관련된 제1 생체 신호로, 상기 제2 신호 및 상기 제3 신호를 상기 심전도와 관련된 제2 생체 신호로, 및 상기 제3 신호 및 상기 제1 신호를 상기 심전도와 관련된 제3 생체 신호로 결정할 수 있고, 및 상기 제1 생체 신호, 상기 제2 생체 신호 또는 상기 제3 생체 신호 중 적어도 하나의 생체 신호를 상기 심전도에 대한 측정 정보의 적어도 일부로 기능적으로 연결된 메모리에 저장하도록 설정될 수 있다.
상기와 같은 생체신호 측정 장치는 실시예에 따라 다양할 수 있다.

Description

착탈식 측정 모듈과 부착 패드를 포함하는 전자 장치 {ELECTRONIC DEVICE INCLUDING DETACHABLE SENSING MODULE AND ATTACHMENT PAD}
본 발명의 다양한 실시예는 전자 장치에 관한 것으로서, 예를 들면, 부착 패드에 착탈 가능하게 제공된 측정 모듈을 포함하는 생체신호 측정 장치에 관한 것이다.
심장 박동 수, 심장 리듬, 심전도(electrocardiogram; ECG), 광용적맥파(Photoplethysmography; PPG), 혈압, 혈액 내 산소 포화도, 호흡 수, 혈당, 및 체온 등의 생체신호는 사용자(또는 환자)의 건강 상태에 관한 정보를 예측할 수 있는 다양한 지표로 활용될 수 있다. 이러한 생체신호에 기반한 정보는 환자의 진료 목적뿐만 아니라, 건강 관리를 위한 목적으로도 다양하게 활용될 수 있다. 심장 박동 수, 심장 리듬, 심전도(electrocardiogram; ECG), 광용적맥파(Photoplethysmography; PPG) 등의 생체신호를 검출함에 있어, 사용자 신체에 부착되는 전자 장치가 활용될 수 있다.
한 실시예에서, 이러한 측정 장치 또는 전자 장치는, 회로 장치와 측정 전극(예: 사용자 신체에 접촉하는 전극)들이 하나의 모듈 형태로 통합되어 사용자 신체에 부착되는 구조를 가질 수 있다. 하지만 하나의 모듈 형태로 회로 장치와 측정 전극들이 통합된 측정 장치는, 전극들의 간격을 확보하는데 한계가 있을 수 있다. 예컨대, 사용자의 신체 굴곡 등을 고려하면 측정 전극들이 가까이 배치될수록 측정 장치가 사용자 신체에 부착되기 용이하지만, 측정 전극들이 가까이 배치된 만큼 측정 부위가 서로 인접하기 때문에 검출된 생체신호의 정확도가 낮아질 수 있다. 예컨대, 회로 장치와 측정 전극들이 하나의 모듈 형태로 통합된 측정 장치는, 소형화하면서 측정 정확도를 확보하는데 한계가 있을 수 있다.
다른 실시예에서, 생체신호 측정 장치는, 사용자 신체에 부착되는 복수의 패드에 각각 측정 전극(들)을 배치하고, 복수의 패드를 연결하는 스냅 구조물(snap structure)에 회로 장치를 내장한 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조는 사용자 신체에 부착하기 용이하고 측정 전극들 사이의 간격을 일정 정도 확보할 수 있는 이점이 있을 수 있다. 하지만 스냅 구조물이 사용자 신체에서 상당한 높이로 배치되어 부착 상태에서 측정 장치는 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있다.
또 다른 실시예에서, 생체신호 측정 장치는, 복수의 패드에 각각 측정 전극(들)을 배치하고, 각각의 패드는 도선(들)을 통해 회로 장치와 연결될 수 있다. 이러한 구조의 측정 장치는 각각의 패드를 사용자 신체에 부착하기 용이하고, 측정 전극의 수와 부착 위치 등이 상당히 자유로워 측정 정확도도 높을 수 있다. 하지만 도선(들)을 통해 패드의 측정 전극을 회로 장치와 연결하는 구조는 휴대가 번거로워 진료 기관이나 피트니스 센터 등의 제한된 환경에서 활용될 수 있다.
어떤 실시예에서, 측정 장치는 사용자 신체에 부착을 위해 부착 패드를 포함할 수 있다. 이러한 부착 패드는 위생 문제 등을 고려하여 대체로 1회 사용 후, 폐기, 교체되어야 하지만, 부착 패드의 교체 과정에서 측정 전극 등이 손상될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 부착 패드의 교체가 용이하며, 교체 과정에서 측정 전극(들)의 손상을 방지할 수 있는 전자 장치, 예를 들어, 생체신호 측정 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 소형화되면서도 측정 전극들 사이의 간격을 충분히 확보함으로써 생체신호 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 전자 장치, 예컨대, 생체신호 측정 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 휴대가 용이하여 다양한 환경에서도 생체신호를 측정할 수 있는 전자 장치, 예컨대, 생체신호 측정 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 생체신호 측정 장치 또는 전자 장치는, 하우징; 상기 하우징의 일면에 배치된 제1 전극; 상기 하우징의 일면에 배치된 제2 전극; 상기 하우징의 일면에 배치된 제3 전극; 상기 하우징의 일면에 배치된 제4 전극; 및 프로세서를 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는, 생체의 심전도 측정과 관련된 요청을 확인할 수 있고, 상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제1 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제1 신호를 감지할 수 있으며, 상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제2 신호를 감지할 수 있고, 상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제3 신호를 감지할 수 있으며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 상기 심전도와 관련된 제1 생체 신호로, 상기 제2 신호 및 상기 제3 신호를 상기 심전도와 관련된 제2 생체 신호로, 및 상기 제3 신호 및 상기 제1 신호를 상기 심전도와 관련된 제3 생체 신호로 결정할 수 있고, 및 상기 제1 생체 신호, 상기 제2 생체 신호 또는 상기 제3 생체 신호 중 적어도 하나의 생체 신호를 상기 심전도에 대한 측정 정보의 적어도 일부로 기능적으로 연결된 메모리에 저장하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 생체신호 측정 장치)의 부착 패드는, 결합부와, 상기 결합부로부터 서로 멀어지는 방향으로 각각 연장된 연장부들을 포함하는 패드 몸체와; 상기 패드 몸체의 제1 면에서 상기 결합부에 제공된 결합 부재와; 상기 결합 부재 내에 제공된 복수의 단자들과; 상기 패드 몸체의 제1 면과는 반대 방향을 향하는 상기 패드 몸체의 제2 면에서 상기 연장부들 각각에 배치된 복수의 측정 전극들을 포함할 수 있으며, 상기 측정 전극들은 상기 단자들 중 하나와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치 또는 생체신호 측정 장치는, 자기력을 이용하여 측정 모듈과 부착 패드를 착탈 가능하게 구성함으로써 결합 상태를 안정적으로 유지하면서 부착 패드의 교체가 용이할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 부착 패드는 측정 전극들 사이의 간격을 충분히 확보하면서 다양한 형상으로 제작 또는 변형될 수 있어 사용자 신체에 부착하기 용이할 수 있다. 예컨대, 측정 모듈을 소형화하면서도 측정 전극들 사이의 간격을 충분히 확보함으로써 생체신호 측정의 정확도를 높일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 측정 모듈이 소형화되어 휴대가 용이하며, 사용자의 필요에 따라 적절한 형상의 부착 패드를 선택하여 생체신호 측정이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 착탈식 측정 모듈과 부착 패드를 포함하는, 네트워크 환경 내의 전자 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치를 나타내는 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치를 나타내는 결합 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 측정 모듈을 나타내는 분리 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 측정 모듈에서 제1 전극의 구조를 나타내는 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 측정 모듈을 나타내는 저면도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 측정 모듈을 나타내는 측면도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 부착 패드에서 결합 부재를 나타내는 분리 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 부착 패드에서 결합 부재를 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 부착 패드에서 결합 부재를 나타내는 저면도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 부착 패드에서 패드 몸체를 나타내는 분리 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 부착 패드에서 패드 몸체를 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치에서 부착 패드의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 생체신호 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 통해 측정된 또는 결정된 생체 신호를 예시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 일부 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
'제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, '전면', '후면', '상면', '하면' 등과 같은 도면에 보이는 것을 기준으로 기술된 상대적인 용어들은 '제1', '제2' 등과 같은 서수들로 대체될 수 있다. '제1', '제2' 등의 서수들에 있어서 그 순서는 언급된 순서나 임의로 정해진 것으로서, 필요에 따라 임의로 변경될 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에서 전자 장치는 터치 패널을 구비하는 임의의 장치일 수 있으며, 전자 장치는 단말, 휴대 단말, 이동 단말, 통신 단말, 휴대용 통신 단말, 휴대용 이동 단말, 디스플레이 장치 등으로 칭할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치는 스마트폰, 휴대폰, 내비게이션 장치, 게임기, TV, 차량용 헤드 유닛, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) 컴퓨터, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등일 수 있다. 전자 장치는 무선 통신 기능을 갖는 포켓 사이즈의 휴대용 통신 단말로서 구현될 수도 있다. 또한, 전자 장치는 플렉서블 장치 또는 플렉서블 디스플레이 장치일 수 있다.
전자 장치는 서버 등의 외부 전자 장치와 통신하거나, 외부 전자 장치와의 연동을 통해 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 카메라에 의해 촬영된 영상 및/또는 센서부에 의해 검출된 위치 정보를 네트워크를 통해 서버로 전송할 수 있다. 네트워크는, 이에 한정되지 않지만, 이동 또는 셀룰러 통신망, 근거리 통신망(Local Area Network: LAN), 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network: WLAN), 광역 통신망(Wide Area Network: WAN), 인터넷, 소지역 통신망(Small Area Network: SAN) 등일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 착탈식 측정 모듈과 부착 패드를 포함하는, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)를 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196) 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커과 별개로 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry) 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155) 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜(들)을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈 등) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈 또는 전력선 통신 모듈 등)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이러한 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수의 칩들)로 구현될 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의해 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통해 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치(200)를 나타내는 블럭도이다.
상기 생체신호 측정 장치(200)는, 예를 들면, 도 1의 전자 장치(101)를 이루는 구성요소들 중 일부 또는 전체를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 생체신호 측정 장치(200)는 제어부(201), 전원부(202), 장착부(231a)를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 기록부(233a), 통신부(235a), 표시부(237a), 측정부(239a)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제어부(201)는 제어 유닛(main control unit; MCU)(211), 배터리 모니터(213), AFE(analog front end)(215)를 포함할 수 있다. 상기 제어 유닛(211)은, 예를 들면, 도 1의 프로세서(120)를 포함할 수 있으며, 상기 생체신호 측정 장치(200) 전반의 제어를 수행할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 배터리 모니터(213)는 상기 전원부(202)에 포함된 배터리(221)의 잔량 등을 측정할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 AEF(215)는 상기 장착부(231a)를 통해 검출된 생체신호, 예를 들어, 아날로그 전압 신호를 디지털화하여 상기 제어 유닛(211)으로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전원부(202)는 배터리(221)와 적어도 하나의 레귤레이터(223)를 포함할 수 있으며, 어떤 실시예에서, 도 1의 전력 관리 모듈(188)과 배터리(189)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 배터리(221)는 상기 생체신호 측정 장치(200) 구동을 위한 전원을 공급할 수 있으며, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 레귤레이터(223)는 상기 배터리(221)의 전원을 상기 생체신호 측정 장치(200), 예를 들어, 상기 제어 유닛(211) 등의 구동에 적합한 전압으로 변환하여 공급할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제어부(201)와 상기 전원부(202)는 실질적으로 하나의 하우징(예: 후술할 도 3의 모듈 하우징(301)) 내에 내장될 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 전원부(202) 등을 내장한 하우징은 전원의 온/오프(on/off) 또는 측정 시작/종료를 위한 스위치 장치(예: 도 3의 조작부(311a))를 포함할 수 있다. 상기 스위치 장치는 상기 전원부(202) 또는 상기 제어부(211)의 일부일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 장착부(231a)는, 상기 생체신호 측정 장치(200)를 사용자 또는 환자의 신체에 부착할 수 있는 수단을 제공할 수 있으며, 사용자 신체에 직접 접촉하여 생체신호에 대응하는 전류 또는 전압 신호를 상기 제어부(211), 예를 들면, 상기 AFE(215)로 전달할 수 있다. 예컨대, 상기 장착부(231a)는 사용자 신체에 접촉하는 전극(들)(231b)을 포함할 수 있으며, 상기 전극(231b)(예: 도 12의 측정 전극 또는 제3 배선 전극(831c))이 상기 AFE(215)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 유닛(211)은 상기 AFE(215)를 통해 수신된 디지털 신호에 기반하여 상기 생체신호 측정 장치(200)를 부착하고 있는 사용자의 심전도, 심박 등에 관한 정보를 생성할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 제어 유닛(211)에 의해 생성된 정보(예: 제1 측정 정보)는 상기 기록부(233a)에 저장될 수 있다. 예컨대, 상기 기록부(233a)는 메모리(233b)(예: 도 1의 메모리(130))를 포함함으로써, 상기 제어 유닛(211)에 의해 생성된 정보를 저장할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 유닛(211)에 의해 생성된 정보 또는 상기 기록부(233a)에 저장된 정보는 상기 통신부(235a)를 통해 다른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102))로 전송될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제어 유닛(211)에 의해 생성된 정보 또는 상기 기록부(233a)에 저장된 정보는 상기 통신부(235a)를 통해 네트워크(예: 도 1의 네트워크(199))를 경유하여 또 다른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(104)) 또는 서버(예: 도 1의 서버(108))로 전송될 수 있다. 예컨대, 상기 통신부(235a)는 BLE(Bluetooth low energy)(235b)를 포함함으로써, 생성된 또는 저장된 정보를 다른 전자 장치로 직접 또는 네트워크를 경유하여 전송할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 통신부(235a)가 다른 전자 장치와 직접 또는 네트워크를 경유하여 온라인(on-line) 상태를 유지하고 있다면, 상기 제어 유닛(211)은 생성된 정보를 상기 기록부(233a)에 저장하지 않고 다른 전자 장치로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 표시부(237a)는, 예를 들면, 상기 제어 유닛(211)의 제어에 따라 상기 생체신호 측정 장치(200)의 상태에 관한 정보를 출력할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 표시부(237a)는 광원, 예를 들면, LED(237b)(light emitting diode)를 포함함으로써, 배터리 잔량, 사용자 신체에 부착된 상태(예: 생체신호 검출 가능 여부), 다른 전자 장치 등과의 통신 가능 여부 등에 관해 시각적으로 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 LED(237b)는, 출력하는 빛의 색상이나 점멸 주기 등을 통해 다양한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 도시되지는 않지만, 상기 표시부(237a)는 상기와 같은 광원 외에도 스피커(예: 도 1의 음향 출력 장치(155)), 진동 장치(예: 도 1의 햅틱 모듈(179)), 디스플레이(예: 도 1의 표시 장치(160)) 등을 통해서도 다양한 정보를 출력할 수 있다. 상기와 같은 표시부(237a)의 구성은 상기 생체신호 측정 장치(200)의 크기나 용도, 사용자 신체에서의 부착 위치 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 측정부(239a)는 전자 장치, 예컨대, 상기 생체신호 측정 장치(200)를 착용 또는 부착하고 있는 사용자의 움직임(예: 운동량)을 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 측정부(239a)는 적어도 가속도계(239b)를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라, 자이로 센서, 기압 센서, 온도 센서, 습도 센서 등(예: 도 1의 센서 모듈(176))을 포함함으로써, 사용자의 운동량이나 생체신호 측정 당시의 환경 등을 검출할 수 있다. 상기 제어 유닛(211)은 상기 측정부(239a)에서 검출된 사용자의 운동량이나 온도, 습도 등에 관한 제2 측정 정보를 생성하여 상기 기록부(233a)에 저장할 수 있다. 상기 생체신호 측정 장치(200), 예를 들어, 상기 기록부(233a)에 저장된 상기 제1 측정 정보와 상기 제2 측정 정보는, 사용자의 체력 등 건강 상태 등을 분석할 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치(300)를 나타내는 분리 사시도이다. 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치(300)를 나타내는 결합 사시도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 전자 장치, 예컨대, 상기 생체신호 측정 장치(300)(예: 도 2의 생체신호 측정 장치(200))는, 착탈 가능하게 이루어진 하우징(예: 모듈 하우징(301))과 부착 패드(302)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 부착 패드(302)는 상기 생체신호 측정 장치(300)를 사용자의 신체에 부착할 수 있는 수단을 제공할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 부착 패드(302)는, 부착력이나 오염, 감염 등의 위생 문제를 고려하여, 사용자 신체에 부착되는 횟수가 제한될 수 있으며, 진료 기관에서는 1회 사용을 원칙으로 할 수 있다. 상기 모듈 하우징(301)은 생체신호 측정을 수행하는 회로 장치들, 예를 들면, 도 2의 제어부(201)나 전원부(202) 등을 내장하고 있으며, 자기력(magnetic force)에 의해 상기 부착 패드(302)와 결합할 수 있다. 예컨대, 부착 횟수의 제한으로 상기 부착 패드(302)가 교체되더라도 측정 모듈, 예를 들어, 상기 모듈 하우징(301)은 새 부착 패드에 결합하여 사용될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 모듈 하우징(301)의 저면(bottom face), 예를 들어, 상기 부착 패드(302)와 마주보는 면이 대체로 평면을 이루고 있으며, 상면은 돔 형상(dome shape)으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 모듈 하우징(301)은 돔 형상의 내부 공간을 형성함으로써 상술한 제어부 또는 전원부 등을 수용할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 모듈 하우징(301)은 전원부(예: 도 2의 전원부(202))의 스위치 장치 등을 조작하기 위한 조작부(311a)와, 표시부(예: 도 2의 표시부(237a))를 통해 제공되는 빛이나 이미지 또는 음향 등을 외부로 출력하는 출력부(311b)를 포함할 수 있다. 상기 조작부(311a)와 상기 출력부(311b)는 상기 모듈 하우징(301)의 상면에 배치됨으로써, 상기 모듈 하우징(301)이 상기 부착 패드(302)와 결합한 상태에서도 외부로 노출될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 부착 패드(302)는 대체로, 유연한 시트 등으로 제작된 패드 몸체(321)와, 상기 패드 몸체(321)의 일면에 제공된 결합 부재(323)를 포함할 수 있다. 상기 결합 부재(323)는 상기 모듈 하우징(301)의 일부, 예를 들면, 상기 모듈 하우징(301)의 저면을 감싸게 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 결합 부재(323)는 대체로 상기 패드 몸체(321)의 일면에서 돌출된 원형의 울타리 형태를 가짐으로써, 상기 모듈 하우징(301)이 결합을 안내하면서 일정 정도의 고정력을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 생체신호 측정 장치(300)는 정렬 키 구조를 포함함으로써, 상기 부착 패드(302)에 상기 모듈 하우징(301)이 결합하는 방향을 설정할 수 있다. 예컨대, 상기 부착 패드(302)에 대하여 일정 방향으로 정렬된 상태에서 상기 모듈 하우징(301)은 상기 부착 패드(302), 예를 들면, 상기 결합 부재(323)와 안정적으로 결합할 수 있다. 어떤 실시예에서, 이러한 정렬 키 구조는 상기 모듈 하우징(301)의 저면에서 돌출된 제1 정렬 키(first aligning key)(예: 후술할 도 7의 제1 정렬 키(633))와, 상기 결합 부재(323) 내에서 함몰된 형상의 제2 정렬 키(예: 참조번호 '325'로 지시된 정렬 홈(aligning recess))의 조합으로 이루어질 수 있다. 상기와 같은 정렬 키 구조는 그 형상과 위치가 다양하게 설계될 수 있으며, 설계된 방향으로 상기 모듈 하우징(301)이 상기 부착 패드(302)와 결합하도록 안내할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 패드 몸체(321)의 다른 면, 예를 들어, 상기 결합 부재(323)가 배치된 면의 반대 면에는 점착제가 도포될 수 있다. 예컨대, 상기 패드 몸체(321)의 다른 면, 예를 들면, 도 3에서는 가려져 보이지 않는 상기 패드 몸체(321)의 저면이 사용자의 신체에 부착될 수 있다. 사용자 신체에 부착됨에 있어, 상기 패드 몸체(321)는 유연한 시트 등으로 제작됨과 아울러 신체 굴곡에 부합하도록 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 패드 몸체(321)는 그 재질이나 형상이 사용자 신체에 부착되기 용이하게 제작될 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 패드 몸체(321)에서 상기 모듈 하우징(301)의 결합하는 영역, 예를 들어, 상기 결합 부재(323)는 일정 정도의 강성을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 패드 몸체(321)는 대체로 신체 굴곡에 대응하도록 유연하게 변형되면서, 상기 모듈 하우징(301)과의 결합 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 평면도로 볼 때, 상기 모듈 하우징(301) 또는 적어도 상기 모듈 하우징(301)의 저면은 정다각형 또는 원 형상을 가질 수 있다. 상기와 같은 모듈 하우징의 형상은 제한된 면적(예: 상기 모듈 하우징(301)의 저면의 면적)에서 더 많은 수의 전극들(예: 생체신호 검출 또는 전기 신호 전달을 위한 전극)을 배치할 수 있는 환경을 제공할 수 있다. 생체신호 검출에 있어, 더 많은 수의 전극이 배치될수록 측정의 정확도가 높아질 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극들 중 적어도 한 쌍의 전극이 사용자의 신체에 접촉하고 있다면, 해당 전극들을 통해 생체신호를 검출할 수 있다. 어떤 실시예에서, 복수의 전극들이 각각 사용자 신체에 접촉하고 있다면, 임의로 선택된 2개의 전극을 리드로 설정할 수 있다. 예컨대, 3개의 전극이 생체신호 측정에 이용된다면, 3쌍의 전극 조합(예: 리드(lead))이 가능하며, 각각의 전극 조합을 통해 생체신호를 검출함으로써 검출된 정보를 다양화하거나 또는 검출된 정보의 정확도가 향상될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 모듈 하우징(301)에 배치된 전극들은 실질적으로 검출된 생체신호에 대응하는 전압 또는 전류 신호 등을 전달하는 경로를 제공할 수 있으며, 사용자 신체와 접촉하는 측정 전극(들)은 상기 부착 패드(예: 상기 패드 몸체(321)의 다른 면)에 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 측정 전극들은 상기 패드 몸체(321) 또는 상기 결합 부재(323)의 내부로 제공된 배선들을 통해 상기 모듈 하우징(301)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패드 몸체(321)는 신체 굴곡에 대응하여 유연하게 변형될 수 있으므로, 측정 전극들 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있는 환경을 제공할 수 있다. 상기와 같은 측정 전극들의 배치와, 상기 모듈 하우징(301)으로의 전기적 연결 구조 등에 관해서는 도 12 등을 통해 더 상세하게 살펴보게 될 것이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 측정 모듈(400)을 나타내는 분리 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300))의 측정 모듈(400)은, 제1 케이스 부재(401a)와 제2 케이스 부재(401b)의 조합으로 형성된 공간(예: 도 3의 모듈 하우징(301)의 내부 공간)에 각종 회로 장치 등을 수용할 수 있으며, 상기 제1 케이스 부재(401a)의 외측면(예: 도 3의 모듈 하우징(301)의 저면)으로 노출된 제1 전극(431a), 제2 전극(431b), 제3 전극(431c) 또는 제4 전극(431d)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 제4 전극(431d)은 생체신호(예: 심전도)를 측정함에 있어, 기준 전극으로서 제공될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 케이스 부재(401a)는, 외측면이 상기 측정 모듈(400)의 저면을 형성할 수 있으며, 상기 제1-제4 전극(431a-431d)들을 배치하기 위한 복수의 제1 개구(413a)들을 포함할 수 있다. 상기 제1 케이스 부재(401a)의 내측면(I)에는 상기 제1 개구(413a)들의 주위에 형성된 단차면(413b)이 형성될 수 있으며, 상기 제1-제4 전극(431a-431d)들의 가장자리가 상기 단차면(413b)에 고정될 수 있다. 예컨대, 상기 제1-제4 전극(431a-431d)들은 상기 제1 케이스 부재(401a)의 내측면(I)에 장착 또는 고정되며, 상기 제1 개구(413a)들을 통해 상기 측정 모듈(400)의 외부로 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 제1-제4 전극(431a-431d)들의 일부분은 상기 제1 케이스 부재(401a)의 외측면과 실질적으로 동일 평면에 위치할 수 있으며, 다른 실시예에서, 상기 제1-제4 전극(431a-431d)들의 일부분은 상기 제1 케이스 부재(401a)의 외측면에서 일정 높이만큼 돌출될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 케이스 부재(401b)는 스위치 장치 등의 조작을 위한 조작부(411a)(예: 도 3의 조작부(311a))와, 빛이나 음향을 출력하는 출력부(411b)(예: 도 3의 출력부(311b))를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 제2 케이스 부재(401a)는 각종 회로 장치(예: 도 2의 제어부(201) 또는 전원부(202) 등)를 수용하는 공간을 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 케이스 부재(401b)는 대체로 다면체 형상(polyhedron shape) 또는 돔 형상(dome shape)을 가지며 상기 제1 케이스 부재(401a)가 결합함으로써 내부 공간이 폐쇄될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 측정 모듈(400)은 지지 부재(421)와, 상기 제2 케이스 부재(401b)의 내부에 배치된 회로 기판(423)을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 회로 기판(423)은 상기 지지 부재(421)를 통해 상기 제2 케이스 부재(401b)의 내측면 상에(on or above an inner surface of the second case member(401b)) 고정될 수 있다. 상기 측정 모듈(400)의 회로 장치(들)는 상기 회로 기판(423)에 장착 또는 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 지지 부재(421)는 상기 회로 기판(423)을 지지 또는 고정하는 지지 구조물(support structure)을 포함할 수 있으며, 도시되지는 않지만, 배터리(예: 도 1 또는 도 2의 배터리(189, 221))가 상기 회로 기판(423)과 상기 지지 부재(421) 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 회로 기판(423)은 상기 지지 부재(421)와 결합하되, 배터리가 장착된 공간을 부분적으로 감싸게 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 생체신호 측정 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300)), 예컨대, 상기 측정 모듈(400)은 상기 회로 기판(423)으로부터 연장된 가요성 인쇄회로 기판(flexible printed circuit board)(425)을 더 포함할 수 있다. 상기 가요성 인쇄회로 기판(425)에는 스위치 부재(425a) 또는 발광 소자(425b)가 장착될 수 있으며, 상기 회로 기판(423), 예를 들면, 도 2의 제어부(201)에 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 가요성 인쇄회로 기판(425)은 상기 지지 부재(421)의 다른 면(예: 도 5에서 상기 제2 케이스 부재(401b)와 마주보는 면)으로 장착되어 상기 스위치 부재(425a)를 상기 조작부(411a)에 대응하게, 또는 상기 발광 소자(425b)를 상기 출력부(411b)에 대응하게 배치할 수 있다. 예컨대, 상기 가요성 인쇄회로 기판(425)은, 상기 지지 부재(421)를 기준으로 볼 때, 상기 측정 모듈(400)의 저면(예: 상기 제1 케이스 부재(401a)의 외측면)과는 반대 방향을 향하며, 상기 제2 케이스 부재(401b)의 내측면과 마주보게 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 지지 부재(421)의 다른 면(예: 상기 제1 케이스 부재(401a)를 바라보는 면)에는 상기 가요성 인쇄회로 기판(425)의 두께에 상응하는(또는 상기 가요성 인쇄회로 기판(425)의 두께보다 더 깊은) 배선홈(wiring recess)(421a)이 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 지지 부재(421) 상에 장착 또는 고정된 상태에서 상기 가요성 인쇄회로 기판(425)은 상기 배선홈(421a) 내에 위치함으로써 다른 구조물과의 간섭 등으로부터 보호될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 스위치 부재(425a)는 돔 스위치, 택트 스위치 또는 터치 센서를 포함할 수 있으며, 상기 조작부(411a)에 대응하게 배치될 수 있다. 예컨대, 사용자가 상기 조작부(411a)를 조작함에 따라 상기 스위치 부재(425a)는 상기 측정 모듈(400)의 온/오프(on/off) 신호를 발생시킬 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 측정 모듈(400)의 제어 유닛 또는 메모리(예: 도 2의 제어부(201) 또는 기록부(233a))의 설정에 따라 상기 스위치 부재(425a)는 상기 측정 모듈(400)의 작동 모드를 변경하거나 표시부의 출력 방식을 변경하는 신호를 발생시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 측정 모듈(400)이 통신 모듈(예: 도 2의 통신부(235a))를 포함하는 경우, 기 설정된 프로세서에 따라 또는 상기 스위치 부재(425a)의 조작에 따라 상기 측정 모듈(400)은 측정된 또는 저장된 생체 정보에 관한 데이터를 전송하거나 작동 모드 또는 통신 모드를 재설정(reset)할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 발광 소자(425b)는 실질적으로 도 2의 표시부(237a)를 형성하는 출력 장치의 한 예로서, 상기 측정 모듈(400)의 상태 정보 또는 생체신호 검출 결과 등에 관한 정보를 빛의 색상이나 점멸 신호 등을 조합하여 시각적으로 출력할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 발광 소자(425b)는 디스플레이 또는 음향 출력 장치로 대체되거나, 디스플레이 또는 음향 출력 장치와 함께 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 측정 모듈(400)은 작동 상태 정보 또는 생체신호 검출 결과 등에 관한 정보를 빛의 색상이나 점멸 신호뿐만 아니라, 이미지, 문자, 음향 등의 형태로 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 지지 부재(421) 또는 상기 회로 기판(423)을 수용한 상태에서 상기 제2 케이스 부재(401b)는 상기 제1 케이스 부재(401a)와 마주보게 결합할 수 있다. 예컨대, 상기 회로 기판(423) 등이 수용된 공간은 실질적으로 상기 제1 케이스 부재(401a)와 상기 제2 케이스 부재(401b)에 의해 밀폐될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 제1 케이스 부재(401a)와 상기 제2 케이스 부재(401b)를 결합함에 있어, 스크루 등의 체결 부재가 상기 제1 케이스 부재(401a)로부터 체결되어 상기 회로 기판(423) 또는 상기 지지 부재(421)를 순차적으로 관통하여 상기 제2 케이스 부재(401b)의 내측면에 결속될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 케이스 부재(401a)와 상기 제2 케이스 부재(401b)가 결합한 상태에서, 상기 제1-제4 전극(431a-431d)들은 상기 회로 기판(423)의 적어도 일부 영역과 각각 마주보게 위치할 수 있다. 도시되지는 않지만, 상기 제1-제4 전극(431a-431d)들은 각각 포고 핀(pogo pin), 씨-클립(C-clip) 등의 탄성체를 통해 상기 회로 기판(423)에 제공된 회로 장치(예: 도 2의 AFE(215))와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 측정 모듈(400)은 제1 방수 부재(419)를 포함함으로써, 외부의 이물질이나 습기 등이 내부 공간(예: 도 3의 모듈 하우징(301)의 내부 공간)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 방수 부재(419)는 상기 제1 케이스 부재(401a)의 가장자리에 대응하는 형상(예: 오-링(O-ring))으로서, 상기 제1 케이스 부재(401a)와 상기 제2 케이스 부재(401b) 사이에 개재될 수 있다. 체결 부재 등에 의해 상기 제1 케이스 부재(401a)와 상기 제2 케이스 부재(401b)가 결속되면, 상기 제1 방수 부재(419)는 상기 제1 케이스 부재(401a)와 상기 제2 케이스 부재(401b) 사이에서 일정 정도 압축되면서 밀봉 구조 또는 방수 구조를 형성할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 상기 측정 모듈(400)은 영구 자석(예: 도 6의 영구 자석(535))을 포함함으로써, 자기력에 의해 부착 패드(예: 도 3의 부착 패드(302))와 결합할 수 있다. 영구 자석 등의 배치 구조에 관해서는 도 6을 통해 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 측정 모듈에서 전극(503)의 구조를 나타내는 분리 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상술한 생체신호 측정 장치의 측정 모듈(예: 도 5의 측정 모듈(400))은 전극(503)(예: 도 5의 제1-제4 전극(431a-431d))들 중 적어도 하나에 배치된 영구 자석(535)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 영구 자석(535)는 상기 전극(503)(예: 도 5의 제1-제4 전극(431a-431d))들 각각에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극(503)은 도전성 재질(electrically conductive material)로 제작된 제1 전극 플레이트(533)와, 상기 제1 전극 플레이트(533)에 수용된 상기 영구 자석(535)을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제1 전극 플레이트(533)는 내측면에 형성된 수용홈(533a)과, 상기 수용홈(533a)의 둘레에 제공된 플랜지(533b)를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 영구 자석(535)은 상기 제1 전극 플레이트(533)의 내측면에서 상기 수용홈(533a)에 수용될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 전극 플레이트(533)가 자성체 물질(magnetic substance)(예: 스테인리스 스틸)로 제작될 수 있으며, 상기 영구 자석(535)은 별도의 고정 수단을 제공하지 않더라도 상기 수용홈(533a) 내에 고정될 수 있다. 예컨대, 상기 영구 자석(535)은 자기력에 의해 상기 제1 전극 플레이트(533) 또는 상기 수용홈(533a)에 부착 또는 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 전극(503)은 상기 제1 전극 플레이트(533)의 내측면에 결합하는 제2 전극 플레이트(537)를 더 포함함으로써, 상기 영구 자석(535)을 상기 수용홈(533a) 내에 더 안정적으로 고정할 수 있다. 상기 제2 전극 플레이트(537)는 자성체 물질로 제작되어 상기 영구 자석(535)을 통해 상기 제1 전극 플레이트(533)와 결합할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 제2 전극 플레이트(537)는 실질적으로 상기 제1 전극 플레이트(533)의 내측면에 직접 결합하여 상기 수용홈(533a)을 폐쇄하며, 상기 영구 자석(535)을 고정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전극(503)(들)은 케이스 부재(501)(예: 도 5의 제1 케이스 부재(401a))의 내측면(I)에 장착될 수 있다. 상기 케이스 부재(501)는 복수의 제1 개구(513a)들을 포함할 수 있으며, 상기 내측면(I)에는 상기 제1 개구(513a)들의 주위에 형성된 단차면(513b)이 형성될 수 있다. 상기 단차면(513b)은 실질적으로 상기 플랜지(533b)에 대응하게 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 플랜지(533b)가 상기 단차면(513b)에 결합함으로써, 상기 전극(503)(들)이 상기 케이스 부재(501)의 내측면(I)에 고정될 수 있다. 상기 전극(503), 예를 들어, 상기 제1 전극 플레이트(533)가 상기 단차면(513b)에 장착 또는 고정되면, 상기 제1 전극 플레이트(533)의 외측면 중에서 상기 수용홈(533a)에 대응하는 영역은 상기 제1 개구(513a)를 통해 상기 케이스 부재(501)의 외측면으로 노출될 수 있다. 상기 제1 개구(513a)를 통해 노출된 영역(예: 상기 제1 전극 플레이트(533)의 외측면 중 일부)은 실질적으로 상기 케이스 부재(501)의 외측면과 동일 평면에 위치하거나 또는 상기 케이스 부재(501)의 외측면에서 일부 돌출될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 생체신호 측정 장치(예: 도 4의 생체신호 측정 장치(300) 또는 도 5의 측정 모듈(400))는 상기 플랜지(533b)를 모듈 하우징(예: 도 3의 모듈 하우징(301)), 예를 들어, 상기 케이스 부재(501)에 부착하는 제1 접착 부재(531)를 포함할 수 있다. 상기 제1 접착 부재(531)는 예를 들면, 양면 테이프를 포함할 수 있으며, 상기 전극(503)(예: 상기 제1 전극 플레이트(533))를 상기 제1 개구(513a) 상에 부착하여 상기 제1 개구(513a)를 밀봉하고 방수 구조를 형성할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제1 접착 부재(531)는 상기 플랜지(533b) 또는 상기 단차면(513b)에 상응하는 형상으로서, 실질적으로 상기 플랜지(533b)를 상기 단차면(513a)에 부착할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 영구 자석(535)이 상기 전극(503)의 내부로 배치되므로, 측정 모듈(예: 도 3의 모듈 하우징(301) 또는 도 5의 측정 모듈(400))의 구조가 단순화 또는 소형화될 수 있다. 예컨대, 부착 패드(예: 도 3의 부착 패드(302))와 결합하기 위한 별도의 구조물이 실질적으로 불필요(예: 상기 영구 자석(535)을 이용하여 결속력을 제공)하기 때문에, 측정 모듈의 내부 공간의 활용 효율이 높아질 수 있다. 측정 모듈 내부 공간의 활용 효율이 높아지면, 적어도 측정 모듈을 소형화가 용이하며, 동일한 크기의 측정 모듈에서는 더 큰 용량의 배터리를 배치할 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 측정 모듈을 부착 패드에 결합하는 수단으로 자기력(예: 상기 영구 자석(535))을 이용한 구조가 개시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정될 필요는 없다. 예를 들어, 후크(또는 탄성체)와 홈의 조합을 이용한 스냅-핏(snap-fit) 구조, 잠금을 해제하기 위한 해제 버튼이 스냅-핏 구조와 조합된 구조, 회전 결합(예: 나사 결합) 구조 등을 통해 측정 모듈이 부착 패드와 결합할 수 있다. 측정 모듈과 부착 패드(예: 도 3의 모듈 하우징(301)과 부착 패드(302))의 결합 구조는, 앞서 언급한 바와 같이, 생체신호 측정 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300))의 크기(예: 내부 공간의 활용 효율), 형상, 구조적 안정성 또는 상기 측정 모듈의 정렬 방향 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 측정 모듈(600)을 나타내는 저면도이다. 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 측정 모듈(600)을 나타내는 측면도이다.
도 7과 도 8을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 측정 모듈(600)(예: 도 3의 모듈 하우징(301))은 하우징(601)의 제1 면, 예를 들면, 도 4에 도시된 제1 케이스 부재의 외측면(예: 도 4의 제1 케이스 부재(401a)에서 내측면(I)의 반대 방향을 향하는 면)으로 노출된 제1-제4 전극(631a-631d)(예: 도 5의 제1-제4 전극(431a-431d))들과, 상기 하우징(601)의 제1 면에 형성된 제1 정렬 키(633)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1-제4 전극(631a-631d)들 중 인접하는 두 전극을 각각 연결하게 그려진 직선들을 조합하면 다각형이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 상기 제1-제4 전극(631a-631d)들은, 실질적으로 정사각형의 한 꼭지점을 이루게 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 측정 모듈(600)의 제1 면은 실질적으로 원(circle) 형상이며, 상기 제1-제4 전극(631a-631d)들은 상기 측정 모듈(600) 제1 면의 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 배열될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 상기와 같은 제1-제4 전극(631a-631d)들의 수와 배치는 다양할 수 있다. 다만, 상기 측정 모듈(600)이 사용자 신체에 부착되면서 강성 구조(rigid structure)를 가지는 것을 고려하면, 상기 측정 모듈(600)의 면적(예: 상기 제1-제4 전극(631a-631d)들이 배치되는 면의 면적)이 제한될 수 있다. 예컨대, 상기 측정 모듈(600)(또는 상기 측정 모듈(600)을 포함하는 생체신호 측정 장치)이 사용자 신체에 안정적으로 부착될 수 있는 면적을 고려하여, 상기 제1-제4 전극(631a-631d)들의 수와 배열이 적절하게 선택될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 4개의 전극(예: 상기 제1-제4 전극(631a-631d))이 배치되어 있으며, 임으로 선택된 한 쌍의 제1 전극이 조합되어 생체신호를 검출할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1-제4 전극(631a-631d)들 각각을 RL(right leg) 전극(예: 상기 제4 전극(631d)), LA(legt arm) 전극(예: 상기 제1 전극(631a)), RA(right arm) 전극(예: 상기 제2 전극(631b)), LL(legt leg) 전극(예: 제3 전극(631c))이라 정의하면, RL(right leg) 전극은 기준 전극으로 활용될 수 있으며, LL-RA 전극 쌍, RA-LA 전극 쌍, LA-LL 전극 쌍 각각이 생체신호를 검출하는 리드(lead)를 형성할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기에 나열한 전극 쌍들 중 적어도 하나가 생체신호를 검출할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치, 예컨대, 측정 모듈(600)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는, 생체의 심전도 측정과 관련된 입력 또는 요청을 확인하여, 상기 입력 또는 요청에 적어도 기반하여 상기 제1-제4 전극(631a-631b)을 이용하여 신호를 감지하고, 감지된 신호를 심전도와 관련된 생체 신호로 결정할 수 있다. 상기 전자 장치의 프로세서는 결정된 생체 신호(들)의 적어도 일부 또는 하나를 심전도 측정에 대한 측정 정보의 적어도 일부로서 메모리(예: 도 1의 메모리(130))에 저장할 수 있다. 어떤 실시예에서, 심전도 측정에 대한 측정 정보의 적어도 일부는 통신 모듈, 예를 들면, 도 1의 통신 모듈(190) 또는 도 2의 통신부(235a)를 통해 다른 전자 장치 또는 서버(예: 도 1의 전자 장치(102, 104) 또는 서버(108))로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 제1-제4 전극(631a-631b) 또는 상기 제1-제4 전극(631a-631b)의 조합으로 이루어진 전극 쌍을 이용하여 생체 신호를 검출 또는 측정하는 동작에 관해서는 도 15를 참조하여 더 상세하게 살펴보게 될 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 상기에 나열한 전극쌍들 중 일부는 생체신호를 검출할 수 있으며, 나머지 전극 쌍은 신체를 자극하는 전류 신호 등을 출력할 수 있다. '신체를 자극하는 전류 신호'는 치료 목적으로 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에서, '신체를 자극하는 전류 신호'가 생체신호 검출과 간섭될 수 있다면, 생체신호 검출과 신체 자극을 위한 전류 신호의 출력은 선택적으로 또는 주기적으로 번갈아가며 실행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, '측정 모듈의 제1-제4 전극(들)이 생체신호를 검출한다'라고 언급하고 있지만, 상기 제1-제4 전극(631a-631d)(들)은 실질적으로 검출된 생체신호에 대응하는 전압 또는 전류 신호를 전달하는 경로의 일부임에 유의한다, 예컨대, 후술할 부착 패드의 측정 전극(들)(예: 도 12의 제3 배선 전극(831c))이 사용자 신체에 실제로 접촉하여 생체신호를 검출하며, 상기 측정 전극이 상기 제1-제4 전극(631a-631d)들 중 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, '측정 전극'은 상기 제1-제4 전극이나 도 12의 제3 배선 전극(831c)을 포함하는 의미 또는 상기 제1-제4 전극과 도 12의 제3 배선 전극(831c)을 연결하는 배선 경로(예: 도 12의 제2 배선 전극(831b) 등)를 포함하는 의미로서 해석될 수도 있다. 후술함에 있어서도, '생체신호를 검출하는 전극'에 관해 다시 언급될 것이지만, 앞서 언급한 바와 같이, 사용자 신체에 직접 접촉하는 전극과, 그렇지 않은 전극은 본 발명의 실시예에 관한 설명 전반을 통해 또는 참조하는 도면이나 각각의 실시예 등을 통해 용이하게 구분될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 정렬 키(633)는, 상기 측정 모듈(600)을 부착 패드(예: 도 3의 부착 패드(302))에 결합하는 방향을 설정할 수 있다. 상기 제1 정렬 키(633)는 상기 측정 모듈(600)의 제1 면(예: 저면(bottom face))에서 돌출되며 방향성을 가진 다각형 형상(예: 이등변 삼각형)을 가질 수 있다. 상기 제1 정렬 키(633)는 결합 부재에 형성된 제2 정렬 키(예: 도 3의 정렬 홈(325))와 맞물릴 수 있다. 예컨대, 결합 부재에 형성된 제2 정렬 키는 상기 제1 정렬 키(633)와 상응하는 형상으로서, 상기 측정 모듈(600)은 상기 제1 정렬 키(633)와 결합 부재의 제2 정렬 키가 서로 맞물리는 방향에서 결합 부재와 결합할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 정렬 키(633)와 그에 상응하는 제2 정렬 키의 형상이나 형성 위치는 다양하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 측정 모듈(600)의 제1 정렬 키(633)가 홈 형태로 형성될 수 있으며, 결합 부재에 형성된 제2 정렬 키가 돌기 형태로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 정렬 키(633) 또는 제2 정렬 키는 직각삼각형 형상일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 측정 모듈(600)의 제1 면이 정다각형 형상 또는 원 형상일 때, 상기 제1 정렬 키(633)는 중앙부가 아닌 임의의 위치(예: 상기 측정 모듈(600)의 제1 면에서 참조번호 'P1', 'P2', 'P3'로 지시된 위치)에 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 제1-제4 전극(631a-631d)들이 도 12의 제3 배선 전극(831c)들 중 임의의 제3 배선 전극과 각각 연결되는 것이 허용된다면, 상기 제1 정렬 키(633)는 상기 제1 전극(633)들의 수에 상응하는 정다각형 형상을 가질 수도 있다. 예컨대, 4개의 상기 제1-제4 전극(631a-631d)이 상기 측정 모듈(600)에 배치되고, 기준 전극을 제공하는 전극(예: 상기 제4 전극(631d))이 도 12의 제3 배선 전극(831c)들 중 임의의 제3 배선 전극과 각각 연결되는 것이 허용된다면, 상기 제1 정렬 키(633)는 정사각형 형상을 가질 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 부착 패드에서 결합 부재(701)를 나타내는 분리 사시도이다. 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 부착 패드에서 결합 부재(701)를 나타내는 평면도이다. 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 부착 패드에서 결합 부재(701)를 나타내는 저면도이다.
도 3을 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 결합 부재(예: 도 3의 결합 부재(323))는 부착 패드(예: 도 3의 부착 패드(302))의 일부로서, 패드 몸체(예: 도 3의 패드 몸체(321))의 제1 면(예: 도 13의 제1 면(F1))에 장착될 수 있다. 도 9를 참조하면, 상기 결합 부재(701)(예: 도 3의 결합 부재(323))는 측정 모듈(예: 도 3의 모듈 하우징(301) 또는 도 5의 측정 모듈(400))의 일부분을 감싸는 형상으로 제공될 수 있다. 한 실시예에서, 상기 결합 부재(701)는 안착 플레이트(711)와 제2 방수 부재(715)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 결합 부재(701)는 측정 모듈의 제1-제4 전극(예: 도 5의 제1-제4 전극(431a-431d))과 각각 대응하는 제1-제4 단자(731a-731d)(들)와, 상기 안착 플레이트(711)를 패드 몸체에 부착하는 제2 접착 부재(721)를 더 포함할 수 있다. 후술하겠지만, 상기 제1-제4 단자(731a-731d)들은 실질적으로 패드 몸체에 배치되는 제1 배선 전극(예: 도 12의 제1 배선 전극(831a))과 전기적으로 연결되거나, 상기 제1 배선 전극의 일부일 수 있다. 상기 제2 접착 부재(721)는 실질적으로 패드 몸체의 제1 면(예: 도 13의 제1 면(F1))에 배치된 또는 부착된 양면 테이프를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 안착 플레이트(711)는 측정 모듈(예: 도 5의 측정 모듈(400))의 적어도 일부, 예를 들면, 저면에 대응하는 형상이며, 가장자리에 형성된 울타리 구조를 포함함으로써 측정 모듈의 측면의 적어도 일부를 감싸게 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 안착 플레이트(711)는 측정 모듈의 일부분을 감싸는 또는 수용하는 형상을 가질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 제2 방수 부재(715)는 대체로 상기 안착 플레이트(711)의 가장자리에 상응하는 폐곡선 형상으로서, 측정 모듈이 수용되는 공간(예: 울타리 구조에 의해 형성된 공간)의 내부로 장착될 수 있다. 예컨대, 측정 모듈이 상기 안착 플레이트(711)에 수용되었을 때 (또는 상기 안착 플레이트와 결합했을 때) 상기 제2 방수 부재(715)는 상기 안착 플레이트(711)와 측정 모듈 사이(예: 도 3의 모듈 하우징(301)과 결합 부재(323) 사이)로 이물질이나 수분 등이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 측정 모듈이 수용되는 공간 상에는 상기 안착 플레이트(711)를 관통하는 제2 개구(713)들이 형성될 수 있다. 상기 제2 개구(713)들은 실질적으로 측정 모듈의 제1-4 전극(들)(예: 도 5의 제1-제4 전극(431a-431d))과 상응하는 위치에 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 측정 모듈이 수용되는 공간 상에는 상기 안착 플레이트(711)를 관통하는 제1 정렬 홀(aligning hole)(733a)이 형성될 수 있다. 상기 제1 정렬 홀(733a)은, 예를 들면, 측정 모듈의 제1 정렬 키(예: 도 7의 제1 정렬 키(633))에 상응하는 제2 정렬 키(733)(예: 도 3의 정렬 홈(325))의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1-제4 단자(731a-731d)는 상기 제2 개구(713)들 각각에 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 상기 제1-제4 단자(731a-731d)가 상기 안착 플레이트(711)의 저면에 장착되어 상기 제2 개구(713)를 통해 측정 모듈이 수용되는 공간 상으로 노출될 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제1-제4 단자(731a-731d)(들)는 또 다른 접착 부재를 통해 상기 안착 플레이트(711)에 장착되어 상기 제2 개구(713)들을 폐쇄할 수 있다. 예컨대, 상기 제1-제4 단자(731a-731d)(들)는 또 다른 접착 부재를 통해 상기 안착 플레이트(711)에 장착되어 상기 제2 개구(713)들 상에서 방수 구조를 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 측정 모듈(예: 도 5의 측정 모듈(400))이 상기 결합 부재(701)와 결합했을 때, 상기 제1-제4 단자(731a-731d)(들)는 측정 모듈의 전극(예: 도 5의 제1-제4 전극(431a-431d))들 중 하나와 전기적으로 접촉할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1-제4 단자(731a-731d)는 도전성 재질 또는 자성체 물질(magnetic substance)을 포함할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 상기 제1-제4 단자(731a-731d)는 도전성 재질로 제작되어 측정 모듈의 전극(예: 도 5의 제1-제4 전극(431a-431d))들 중 하나와 전기적으로 접촉할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 제1-제4 단자(731a-731d)는 자성체 물질로 제작되어 영구 자석(예: 도 6의 영구 자석(535))의 자기력에 의해 측정 모듈의 제1-제4 전극과 인력을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제1-제4 단자(731a-731d)는 전기적인 접속을 제공하면서, 자기력을 이용하여 측정 모듈(예: 도 3의 모듈 하우징(301) 또는 도 5의 측정 모듈(400))을 상기 안착 플레이트(711)에 결합, 고정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 접착 부재(721)는 양면 테이프 또는 상기 안착 플레이트(711)의 저면에 도포된 접착제로 형성될 수 있다. 상기 제2 접착 부재(721)는 상기 안착 플레이트(711)를 패드 몸체(예: 도 3의 패드 몸체(321))에 부착시킬 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제2 접착 부재(721)는 상기 제1 정렬 홀(733a)과 상응하는 제2 정렬 홀(733b)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 정렬 홀(733a)과 상기 제2 정렬 홀(733b)이 조합되어 제1 정렬 키(예: 도 7의 제1 정렬 키(633))와 상응하는 제2 정렬 키(예: 도 3의 정렬 홈(325))를 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제2 접착 부재(721)는 상기 안착 플레이트(711)가 아닌 패드 몸체의 제1 면(예: 도 13의 제1 면(F1))에 제공될 수도 있으며, 어떤 실시예에서는 상기 안착 플레이트(711)와 패드 몸체 각각에 제공될 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 패드 몸체에 관해서는 도 12 등을 통해 살펴보기로 한다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 부착 패드에서 패드 몸체(801)를 나타내는 분리 사시도이다. 도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치의 부착 패드에서 패드 몸체(801)를 나타내는 평면도이다.
도 12와 도 13을 참조하면, 부착 패드(800)의 패드 몸체(801)(예: 도 3의 패드 몸체(321))는 신체의 굴곡에 대응하여 유연하게 변형될 수 있는 시트 등으로 제작될 수 있으며 도 9 등에 도시된 결합 부재(701)와 함께 상기 부착 패드(800)(예: 도 3의 부착 패드(302))를 완성할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 부착 패드(800)는 탄성을 가진 재질을 포함할 수 있다. 도 12와 도 13에서는 결합 부재를 생략한 상태로 상기 부착 패드(800)를 도시하고 있음에 유의한다. 상기 패드 몸체(801)는 베이스 시트(801a), 복수의 접착층(801b, 801c), 측정 전극(들) 또는 배선 구조 등을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 베이스 시트(801a)는 실질적으로 상기 패드 몸체(801)의 외형을 형성하는 유연성 시트로서, 측정 전극(들) 또는 배선 구조 등이 외부로 드러나는 것을 은폐할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 베이스 시트(801a)의 상면(예: 상기 패드 몸체의 제1 면(F1))에는 제2 접착 부재(821)(예: 도 9의 제2 접착 부재(721))가 제공될 수 있다. 상기 제2 접착 부재(821)는 도 9의 결합 부재(701)와 상기 패드 몸체(801) 중 어느 하나에 또는 각각에 제공될 수 있음은 앞서 언급한 바 있다. 어떤 실시예에서, 상기 제2 접착 부재(821)가 제2 정렬 홀(833)(예: 도 9의 제2 정렬 홀(733b))을 포함한다면, 상기 제2 정렬 홀(833)은 상기 베이스 시트(801a)와 부착되는 방향에서 폐쇄되어 홈 형태(recessed shape)를 가질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 베이스 시트(801a)는 단면 스티커(sticker)로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 베이스 시트(801a)의 저면은 배선 구조 등을 고정하기 위한 접착제가 도포될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 복수의 접착층은 제1 접착층(801b)과 제2 접착층(801c)을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제1 접착층(801b)은 상기 베이스 시트(801a)의 저면에 직접 부착되는 양면 테이프를 포함할 수 있다. 앞서 언급한 바 있는 배선 구조(예: 후술할 제2 배선 전극(831b)) 등은 적어도 부분적으로 상기 베이스 시트(801a)와 상기 제1 접착층(801b) 사이에 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제2 접착층(801c)은 상기 제1 접착층(801b)에 도포된 점착제를 포함할 수 있으며, 상기 패드 몸체(801) 또는 생체신호 측정 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300))를 사용자 신체에 직접 부착할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 접착층(801c)은 사용자 신체와 직접 접촉하는 점착층일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 패드 몸체(801)는 저점착 보호 필름(822)을 더 포함할 수 있다. 상기 저점착 보호 필름(822)은 상기 제2 접착층(801c)에 부착된 필름으로서, 상기 패드 몸체(801) 또는 상기 부착 패드(800)의 제작, 유통 또는 보관 과정에서 상기 제2 접착층(801c)의 오염을 방지할 수 있다. 예컨대, 상기 부착 패드(800)가 실제 사용되는 시점에서 상기 저점착 보호 필름(822)은 상기 패드 몸체로부터 제거될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 평면도로 볼 때, 상기 패드 몸체(801)는 결합부(811a)와 연장부(811b)들을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 결합부(811a)는 결합 부재(예: 도 9의 결합 부재(701))가 배치되는 영역을 의미하는 것으로서, 상기 제2 접착 부재(821)가 상기 결합부(811a) 상에 배치될 수 있다. 상기 연장부(811b)들은 상기 결합부(811a)로부터 서로 다른 방향으로 각각 연장될 수 있다. 상기 연장부(811a)들 각각은 측정 전극(예: 후술할 제3 배선 전극(831c))들 중 하나를 배치하기 위한 영역으로서 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 연장부(811a)들은 측정 전극들 사이의 간격을 확보함으로써 생체신호 검출에서의 정확도 등을 향상시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 배선 구조는 제1 배선 전극(831a)들과 제2 배선 전극(831b)들을 포함할 수 있으며, 상기 측정 전극(들)(예: 후술할 제3 배선 전극(831c))을 측정 모듈(예: 도 5의 측정 모듈(400))과 전기적으로 연결할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 제1 배선 전극(831a)들은 상기 베이스 시트(801a) 또는 상기 제2 접착 부재(821)에 형성된 관통홀에 배치될 수 있으며, 단자(예: 도 9의 제1-제4 단자(731a-731d))와 전기적으로 접촉하거나 또는 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전극(831c)들은 도전성을 가지면서 양면 테이프 구조(예: 접착성)를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 제1 배선 전극(831a)들은 상기 결합부(811a) 내에 배치될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 상기 제1 배선 전극(831a)(들)은 각각 상술한 제1-제4 단자(예: 도 9의 제1-제4 단자(731a-731d)) 중의 어느 하나의 일부이거나, 제1-제4 단자가 상기 제1 배선 전극(831a)의 일부로서 제공될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 배선 전극(831b)들은 은 또는 염화은 재질로 형성되어 도전성과 일정 정도의 유연성을 가질 수 있다. 상기 제2 배선 전극(831b)들은 상기 제1 배선 전극(831a)으로부터 각각 연장될 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 제2 배선 전극(831b)들 중 일부의 단부는 상기 연장부(811b)들 중 하나에, 상기 제2 배선 전극(831b)들 중 어느 하나의 단부는 상기 결합부(811a) 에 각각 위치할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기와 같은 배선 구조의 적어도 일부, 예를 들면, 상기 제3 배선 전극(831c)들은 상기 베이스 시트(801a)와 상기 제1 접착층(801b) 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 측정 모듈(예: 도 5의 측정 모듈(400))이 4개의 제1-제4 전극(431a-431d)을 포함하고 있다면, 상기 연장부(811b)는 3개로 이루어질 수 있다. 상기 제1 배선 전극(831a) 또는 상기 제3 배선 전극(831c)의 수는 각각 측정 모듈의 제1-제4 전극(예: 도 5의 제1-제4 전극(431a-431d))의 수에 상응하게 제공될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 제2 배선 전극(831b)들 중 일부는 상기 결합부(811a) 내에서 상기 제1 배선 전극(831a)들 중 어느 하나로부터 각각 연장되며 그 단부는 상기 연장부(811b)들 중 하나에 각각 위치될 수 있다. 단부가 상기 연장부(811b)들 중 하나에 위치된 제3 배선 전극(831c)들은 측정 모듈의 제1-제4 전극(예: 도 7의 제1-제4 전극(631a-631d))들 중 측정 리드(lead)를 형성하는 LL(legt leg) 전극, RA(right arm) 전극, LA(legt arm) 전극과 연결될 수 있다. 예컨대, 단부가 상기 연장부(811a)들 중 하나에 각각 위치된 제2 배선 전극(831b)(예: 측정 전극)들은 실질적으로 검출된 생체신호나 생체신호에 대응하는 전압 또는 전류 신호를 전달할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 배선 전극(831b)들 중 어느 하나는 상기 제1 배선 전극(831a)들 중 나머지 하나로부터 연장되되, 그의 단부는 상기 결합부(811a) 내에 위치할 수 있다. 예컨대, 상기 제3 배선 전극(831c)들 중 어느 하나는 상기 결합부(811a) 내에 위치할 수 있으며, 측정 모듈의 제1-제4 전극들 중 기준 전극(예: 도 7의 제4 전극(631d) 또는 RL(right leg) 전극)과 연결될 수 있다. 한 실시예에서, 기준 전극과 연결된 제2 배선 전극(831b)의 단부 또는 기준 전극과 연결된 제3 배선 전극(831c)은 상기 결합부(811a)의 중앙에 위치할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 패드 몸체(801)에 제공되는 측정 전극(들)은 상기 제2 배선 전극(831b)의 단부에 각각 제공된 상기 제3 배선 전극(831c)들을 포함할 수 있다. 상기 제3 배선 전극(831c)들은 상기 패드 몸체(801)의 제1 면(F1)과는 반대 방향을 향하는 제2 면, 예를 들면, 상기 제2 접착층(801c) 상에서 외부로 노출될 수 있다. 예컨대, 상기 제3 배선 전극(831c)들은 도 10의 제1 단자(731a), 제2 단자(731b), 제3 단자(731c) 또는 제4 단자(731d)와는 다른 방향(예: 반대 방향)에서 상기 부착 패드(800) 또는 상기 패드 몸체(801)의 외부로 노출될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 접착층(801c)이 사용자 신체(피부)에 부착되었을 때, 상기 제3 배선 전극(831c)들은 사용자 신체와 직접 접촉할 수 있다. 상기 제3 배선 전극(831c)(들)은 도전성 하드로겔(hydrogel)로 이루어져 사용자 신체와 접촉된 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 한 실시예에서, 생체신호는 상기 제3 배선 전극(831c)(들)에 의해 검출되어, 상기 제2 배선 전극(831b)(들), 상기 제1 배선 전극(831a)(들)(또는 도 9의 제1-제4 단자(731a-731d)(들))를 경유하여 측정 모듈, 예를 들면, 도 5의 제1-제4 전극(431a-431d)(들)으로 전달될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 배선 전극(831c)들은 대체로 상기 연장부(811b)(들)에 각각 배치되므로, 상기 결합부(811b) 내에 위치하는 제1 배선 전극(831a)들 또는 도 7의 제1-제4 전극(631a-631d)들보다 더 큰 간격을 두고 배열될 수 있다. 예컨대, 상기 부착 패드(800)는 측정 전극들(예: 상기 제3 배선 전극(831c)들) 사이의 간격을 충분히 확보함으로써, 안정적으로 생체신호를 검출할 수 있는 환경을 조성할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제3 배선 전극(831c)들 중 어느 하나는 상기 결합부(811a)의 중앙에 위치할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 배선 전극(831b)들 중 상기 결합부(811a) 내에 위치된 제2 배선 전극의 단부에 상기 제3 배선 전극(831c)들 중 어느 하나가 배치되어 측정 모듈의 기준 전극(예: 도 7의 RL 전극)과 전기적으로 연결될 수 있다. 사용자 또는 환자의 신체에 접촉함에 있어, 기준 전극(예: 도 7의 제4 전극(631d))와 연결된 측정 전극(예: 상기 제3 배선 전극(831c)들 중 하나)은 나머지의 상기 제3 배선 전극들과 동일한 간격을 두고 배치될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 장치에서 부착 패드(900)의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 상기 부착 패드(900)(예: 도 13의 부착 패드(800))(들)의 형상, 예를 들면, 연장부(예: 도 13의 연장부(811b))가 연장된 방향이나 길이는 다양할 수 있다. 한 실시예에서, 대체로 정삼각형에 기반한 형상의 부착 패드(들)는 신체의 굴곡이 완만한 부위에 부착될 수 있다. 다른 실시예에서, 가슴 사이의 골 부분이나 늑골 아래와 같이 정삼각형에 기반한 형상의 부착 패드(들)가 안정적으로 부착하기 어려운 부위라면, 대체로 알파벳 'T' 자 형상 또는 'Y' 자 형상에 기반한 부착 패드가 용이하게 부착될 수 있다. 상기와 같은 다양한 형상의 부착 패드(들)에서, 결합부(911a)의 구조는 실질적으로 도 9의 결합 부재(701) 또는 도 13의 결합부(811a)와 동일할 수 있다. 예컨대, 상기 부착 패드(900)(들)의 형상이 다르다 하더라도 측정 모듈(예: 도 5의 측정 모듈(400))과 결합하여 생체신호 측정 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300))를 구성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 부착 패드(들)는 적어도 하나의 슬릿(911)을 포함함으로써 신체의 굴곡진 부분에도 안정적으로 부착될 수 있다. 예컨대, 상기 슬릿(911)(들)은 상기 부착 패드(900)(들)의 유연성을 향상시킬 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 부착 패드(900)(예: 도 13의 패드 몸체(801))의 면적을 줄여 부착 패드의 유연성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 참조번호 '901'로 지시된 부착 패드와 같이, 제3 전극 또는 제4 전극(예: 도 12의 제2 배선 전극(831b) 또는 제3 배선 전극(831c))을 배치할 수 있는 최소한의 면적 또는 형상으로 연장부(예: 도 13의 연장부(811b))가 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 패드 몸체(예: 도 13의 패드 몸체(801))의 불필요한 부분을 부분적으로 제거함으로써 부착 패드의 유연성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 참조번호 '902'로 지시된 부착 패드와 같이, 배선 구조(예: 도 12의 제2 배선 전극(831b) 또는 제3 배선 전극(831c))가 배치되지 않은 영역에서 부분적으로 패드 몸체를 제거하여 외형상으로는 정삼각형을 이루면서 유연한 부착 패드가 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 생체신호 측정 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300))는 강성(rigidity)을 가진 모듈 하우징 또는 측정 모듈(예: 도 5의 측정 모듈(400))을 소형화하고, 유연한(또는 사용자 신체에 부착되기 용이한) 부착 패드(예: 도 12의 부착 패드(800))에 측정 전극(예: 도 12의 제3 배선 전극(831c))들을 배치할 수 있다. 예컨대, 부착 패드의 유연성을 이용하여 굴곡진 신체 부위에도 용이하게 부착될 수 있으며, 측정 전극들 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있다. 회로 장치 등을 내장한 모듈 하우징 또는 측정 모듈은 부착 패드에 내장된 배선 구조를 통해 측정 전극들과 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 모듈 하우징 또는 측정 모듈은 자기력에 의해 부착 패드와 안정된 결합 상태를 유지하며, 부착 패드의 교체가 용이할 수 있다. 이러한 자기력은 모듈 하우징 또는 측정 모듈에 제공된 전극(예: 도 6의 전극(503))과 부착 패드에 제공된 전극(예: 도 9의 제1-제4 단자(731a-731d))에 의해 형성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 측정 전극은 4개로 이루어질 수 있다. 예컨대, 생체신호 측정 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300))는 1개의 기준 전극과 적어도 3개의 측정용 전극을 포함할 수 있으며, 3개의 측정용 전극 중 임의로 선택된 2개의 전극이 쌍을 이루어(또는 리드를 형성하여) 생체신호를 검출할 수 있다. 측정용 전극이 3개라면 임의로 선택된 2개의 전극으로 이루어진 전극 쌍 또한 3개가 형성될 수 있다. 예컨대, 하나의 생체신호 측정 장치에서 3개의 리드(lead)를 통해 생체신호를 측정할 수 있으며, 생체신호 측정이 가능한 리드(예: 전극 쌍)이 많을수록 측정의 정확도가 향상될 수 있다.
이하에서는 도 15를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300) 또는 도 7의 측정 모듈(400))의 생체신호 측정 방법에 관해 살펴보기로 한다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 생체신호 측정 방법을 설명함에 있어, '도 7의 제1-제4 전극(631a-631d)을 이용하여 신호를 감지한다'라고 언급될 수 있으나, 앞서 살펴본 바와 같이, 사용자 또는 환자의 신체에 직접 접촉하는 측정 전극은 실질적으로 부착 패드(예: 도 3 또는 도 12의 부착 패드(302, 800))의 제3 배선 전극(831c)을 의미하는 것임에 유의한다. 예컨대, '제1-제4 전극(631a-631d)을 이용하여 신호를 감지한다'라는 것은 '제1-제4 전극(631a-631d)이 도 12의 제3 배선 전극(831c)을 통해 사용자 또는 환자의 신체에 전기적으로 연결되어 신호를 감지함'을 의미할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 생체신호 측정 방법(1500)을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 통해 측정된 또는 결정된 생체 신호를 예시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 상기 방법(1500)은 측정에 관한 입력 또는 요청을 수신(또는 확인)하는 동작(1501), 수신 또는 확인된 요청에 적어도 기반하여 신호를 감지하는 동작(1502), 감지된 신호들의 조합을 통해 생체 신호를 결정하는 동작(1503) 또는 생체 신호를 저장하는 동작(1504)을 포함할 수 있으며, 전자 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300) 또는 도 7의 측정 모듈(400))의 프로세서에 의해 이러한 동작들이 순차적으로 또는 임의의 순서로 실행될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 측정에 관한 입력 또는 요청을 수신하는 동작(1501)은 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2의 제어 유닛(211))가 측정 요청(예: 심전도 등의 생체신호 측정 요청) 또는 시작에 관한 신호를 수신 또는 확인하는 동작으로서, 조작부(예: 도 3의 조작부(311a))의 조작에 의해 발생된 신호를 프로세서가 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300))가 사용자 또는 환자의 신체에 부착되었을 때, 상기 전극들(예: 도 7의 제1-제4 전극(631a-631d))을 통해 수신되는 신호가 최초로 수신되면, 상기 프로세서는 이러한 최초의 신호를 '측정에 관한 입력 또는 요청'으로 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 신호를 감지하는 동작(1502)은, 측정에 관한 요청에 적어도 기반하여 사용자 또는 환자의 신체에서 발생하는 신호를 감지하는 동작으로서, 상기 프로세서는 상기 제1-제4 전극(예: 도 7의 제1-제4 전극(631a-631d))을 이용하여 신호를 감지할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 제1 전극(631a)과 상기 제4 전극(631d)(예: 기준 전극)을 이용하여 제1 신호를 감지(1502a)하고, 상기 제2 전극(631b)과 상기 제4 전극(631d)을 이용하여 제2 신호를 감지(1502b)하며, 상기 제3 전극(631c)과 상기 제4 전극(631d)을 이용하여 제3 신호를 감지(1502c)할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 감지된 신호들의 조합을 통해 생체 신호를 결정하는 동작(1503)은 감지된 제1-제3 신호를 심전도와 관련된 생체 신호로 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 16을 더 참조하면, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 감지된 제1 신호 및 제2 신호를 심전도와 관련된 제1 생체 신호(S1)로 결정할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 프로세서는 감지된 제2 신호 및 제3 신호를 심전도와 관련된 제2 생체 신호(S2)로 결정할 수 있으며, 감지된 제3 신호 및 제1 신호를 심전도와 관련된 제3 생체 신호(S3)로 결정할 수 있다. 예컨대, 하나의 전자 장치를 통해 복수의 생체 신호가 검출될 수 있으므로, 생체 신호 측정의 정확도가 향상될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제4 전극(631d)은 상기 제1 전극(631a), 상기 제2 전극(631b) 또는 상기 제3 전극(631c)에 대하여 기준 전극으로서 제공되며, 제1 생체 신호는 (상기 제4 전극(631d)의 전위를 기준으로 하여) 실질적으로 상기 제1 전극(631a)과 상기 제2 전극(631b)을 통해 감지된 신호의 상호 비교 또는 조합에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 생체 신호는 상기 제1 전극(631a)과 상기 제2 전극(631b)으로 이루어진 전극 쌍 또는 리드(lead)를 통해 감지된 신호(들)에 기반하여 결정될 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 제2 생체 신호는 상기 제2 전극(631b)과 상기 제3 전극(631c)으로 이루어진 전극 쌍 또는 리드(lead)를 통해 감지된 신호(들)에 기반하여 결정될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제3 생체 신호는 상기 제3 전극(631c)과 상기 제1 전극(631a)으로 이루어진 전극 쌍 또는 리드(lead)를 통해 감지된 신호(들)에 기반하여 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 생체 신호를 저장하는 동작(1504)은 메모리(예: 도 1의 메모리(130))에 저장하는 동작으로서, 상기 프로세서는 결정된 생체 신호들 중 적어도 하나를 심전도에 관한 측정 정보의 적어도 일부로 메모리에 저장하도록 설정될 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 제1 생체 신호, 상기 제2 생체 신호 또는 상기 제3 생체 신호 중 적어도 하나의 생체 신호가 심전도에 관한 측정 정보의 일부가 될 수 있으며, 프로세서는 심전도에 관한 측정 정보의 일부로서 상기와 같은 생체 신호를 메모리에 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 상기 메모리는 상기 전자 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300) 또는 도 7의 측정 모듈(400))에 탑재되며 프로세서와 기능적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 메모리는 상기 전자 장치와 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널을 통해 연결된 다른 전자 장치 또는 서버(예: 도 1의 전자 장치(102, 104) 또는 서버(108))에 탑재될 수 있다. 예컨대, 생체 신호를 저장하는 동작(1504)에서, 상기 프로세서는 측정 정보의 적어도 일부를 직접 통신 채널 또는 무선 통신 채널을 통해 연결된 다른 전자 장치 또는 서버로 전송하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 생체신호 측정 장치 또는 전자 장치(예: 도 3의 생체신호 측정 장치(300))는,
하우징(예: 도 3의 모듈 하우징(301) 또는 도 5의 측정 모듈(400));
상기 하우징의 일면에 배치된 제1 전극(예: 도 7의 제1 전극(631a));
상기 하우징의 일면에 배치된 제2 전극(예: 도 7의 제2 전극(631b));
상기 하우징의 일면에 배치된 제3 전극(예: 도 7의 제3 전극(631c));
상기 하우징의 일면에 배치된 제4 전극(예: 도 7의 제4 전극(631d)); 및
프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함할 수 있으며, 상기 프로세서는,
생체의 심전도 측정과 관련된 요청을 확인할 수 있고,
상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제1 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제1 신호를 감지할 수 있으며,
상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제2 신호를 감지할 수 있고,
상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제3 신호를 감지할 수 있으며,
상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 상기 심전도와 관련된 제1 생체 신호로, 상기 제2 신호 및 상기 제3 신호를 상기 심전도와 관련된 제2 생체 신호로, 및 상기 제3 신호 및 상기 제1 신호를 상기 심전도와 관련된 제3 생체 신호로 결정할 수 있고, 및
상기 제1 생체 신호, 상기 제2 생체 신호 또는 상기 제3 생체 신호 중 적어도 하나의 생체 신호를 상기 심전도에 대한 측정 정보의 적어도 일부로 기능적으로 연결된 메모리(예: 도 1의 메모리(130))에 저장하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 하우징의 일면에 착탈 가능하게 제공된 부착 패드(예: 도 3의 부착 패드(302))를 더 포함할 수 있으며,
상기 부착 패드는,
상기 제1 전극과 전기적으로 접촉 또는 연결 가능한 제1 단자(예: 도 9의 제1 단자(731a));
상기 제2 전극과 전기적으로 접촉 또는 연결 가능한 제2 단자(예: 도 9의 제2 단자(731b));
상기 제3 전극과 전기적으로 접촉 또는 연결 가능한 제3 단자(예: 도 9의 제3 단자(731c)); 및
상기 제4 전극과 전기적으로 접촉 또는 연결 가능한 제4 단자(예: 도 9의 제4 단자(731d))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 부착 패드는 탄성을 가진 재질을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 부착 패드는 자기력에 의해 상기 하우징의 일면에 결합하는 결합 부재(예: 도 3의 결합 부재(323))를 더 포함할 수 있으며,
상기 결합 부재는 자기력에 의해 상기 하우징의 적어도 일부분을 감싸게 결합할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 부착 패드는 상기 일면에 장착된 결합 부재를 더 포함할 수 있으며,
상기 제1 단자, 상기 제2 단자, 상기 제3 단자 또는 상기 제4 단자는 상기 결합 부재 내에 배열될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 부착 패드는,
상기 제1 단자, 상기 제2 단자, 상기 제3 단자 또는 상기 제4 단자와 각각 전기적으로 연결된 제1 배선 전극(예: 도 12의 제1 배선 전극(831a))들;
상기 제1 배선 전극들로부터 각각 연장된 제2 배선 전극(예: 도 12의 제2 배선 전극(831b))들; 및
상기 제2 배선 전극들 각각의 단부에 제공된 제3 배선 전극(예: 도 12의 제3 배선 전극(831c))들을 더 포함할 수 있으며,
상기 부착 패드 상에서, 상기 제3 배선 전극들은 상기 제1 단자, 상기 제2 단자, 상기 제3 단자 또는 상기 제4 단자와는 다른 방향에서 노출될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 배선 전극들의 배열 간격은 상기 제1 단자, 상기 제2 단자, 상기 제3 단자 또는 상기 제4 단자의 배열 간격보다 더 크게 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 배선 전극들은 도전성 하이드로겔(hydrogel)로 이루어질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 부착 패드는 상기 제3 배선 전극들이 노출된 면에 형성된 점착층(예: 도 12의 제2 점착층(801c))을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 부착 패드는,
자기력에 의해 상기 하우징에 결합하는 결합 부재; 및
상기 결합 부재가 배치되는 결합부(coupling portion)(예: 도 13의 결합부(811a))와, 상기 결합부로부터 각각 연장된 연장부(extending portion)(예: 도 13의 연장부(811b))들을 포함할 수 있으며,
상기 제3 배선 전극들은 상기 연장부들 각각에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 하우징의 제1 면은 원(circle) 형상이며, 상기 제1 전극들은 상기 하우징의 제1 면에서 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 배열될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는, 상기 하우징의 제1 면에서 돌출된 또는 함몰된 적어도 하나의 제1 정렬 키(first aligning key)(예: 도 7의 제1 정렬 키(633))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 또는 상기 제4 전극 중 적어도 하나는,
내측면에 형성된 수용홈(예: 도 6의 수용홈(533a))과, 상기 수용홈의 둘레에 제공되어 상기 하우징의 내측면에 지지 또는 고정되는 플랜지(예: 도 6의 플랜지(533b))를 포함하는 도전성(electrically conductive) 재질의 제1 전극 플레이트(예: 도 6의 제1 전극 플레이트(533); 및
상기 수용홈에 수용된 영구 자석(예: 도 6의 영구 자석(535))을 포함할 수 있으며,
상기 제1 전극 플레이트의 외측면 중 상기 수용홈에 대응하는 영역이 상기 하우징(예: 도 7의 하우징(601))의 제1 면으로 노출될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 플랜지가 상기 하우징의 내측면에 부착 또는 고정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 영구 자석은 자기력에 의해 상기 수용홈 내에 고정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치, 예를 들어, 생체신호 측정 장치용 부착 패드(예: 도 12의 부착 패드(800))는,
모듈 하우징 또는 측정 모듈이 결합하는 결합부(예: 도 13의 결합부(811a))와, 상기 결합부로부터 서로 멀어지는 방향으로 각각 연장된 연장부(예: 도 13의 연장부(811b))들을 포함하는 패드 몸체(예: 도 12의 패드 몸체(801));
상기 패드 몸체의 제1 면에서 상기 결합부에 제공된 결합 부재(예: 도 9의 결합 부재(701));
상기 결합 부재 내에 제공된 복수의 단자들; 및
상기 패드 몸체의 제1 면과는 반대 방향을 향하는 상기 패드 몸체의 제2 면에서 상기 연장부들 각각에 배치된 복수의 측정 전극들을 포함할 수 있으며,
상기 측정 전극들은 상기 단자들 중 하나와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 결합 부재는, 상기 단자들이 배열된 면에서 돌출된 또는 함몰된 적어도 하나의 정렬 키를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 패드 몸체는, 상기 연장부들 중 적어도 하나의 가장자리에서 형성된 적어도 하나의 슬릿을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 단자들은 영구 자석에 인접하게 위치할 때 자기력에 의한 인력을 발생시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 측정 전극들은 도전성 하이드로겔(hydrogel)로 이루어지며, 상기 측정 전극들 사이의 간격은 상기 단자들 사이의 간격보다 더 크게 형성될 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 구체적인 실시예에서는 생체신호 측정 장치에 관해 개시하고 있지만, 생체신호 측정 장치의 부착 패드는 저주파 치료 등 치료 용도로도 활용될 수 있다.
200, 300: 생체신호 측정 장치 301: 모듈 하우징
302, 800: 부착 패드 321, 801: 패드 몸체
323, 701: 결합 부재 400: 측정 모듈
431a-431d: 제1-4 전극 535: 영구 자석
633: 제1 정렬 키 733: 제2 정렬 키

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 일면에 배치된 제1 전극;
    상기 하우징의 일면에 배치된 제2 전극;
    상기 하우징의 일면에 배치된 제3 전극;
    상기 하우징의 일면에 배치된 제4 전극; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    생체의 심전도 측정과 관련된 요청을 확인하고,
    상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제1 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제1 신호를 감지하고,
    상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제2 신호를 감지하고,
    상기 요청에 적어도 기반하여, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극을 이용하여 제3 신호를 감지하고,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 상기 심전도와 관련된 제1 생체 신호로, 상기 제2 신호 및 상기 제3 신호를 상기 심전도와 관련된 제2 생체 신호로, 및 상기 제3 신호 및 상기 제1 신호를 상기 심전도와 관련된 제3 생체 신호로 결정하고, 및
    상기 제1 생체 신호, 상기 제2 생체 신호 또는 상기 제3 생체 신호 중 적어도 하나의 생체 신호를 상기 심전도에 대한 측정 정보의 적어도 일부로 기능적으로 연결된 메모리에 저장하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 전자 장치는 상기 하우징의 일면에 착탈 가능하게 제공된 부착 패드를 더 포함하고,
    상기 부착 패드는,
    상기 제1 전극과 전기적으로 접촉 또는 연결 가능한 제1 단자;
    상기 제2 전극과 전기적으로 접촉 또는 연결 가능한 제2 단자;
    상기 제3 전극과 전기적으로 접촉 또는 연결 가능한 제3 단자; 및
    상기 제4 전극과 전기적으로 접촉 또는 연결 가능한 제4 단자를 포함하는 전자 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 부착 패드는 탄성을 가진 재질을 포함하는 전자 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 부착 패드는 자기력에 의해 상기 하우징의 일면에 결합하는 결합 부재를 더 포함하고,
    상기 결합 부재는 자기력에 의해 상기 하우징의 적어도 일부분을 감싸게 결합하는 전자 장치.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 부착 패드는 상기 일면에 장착된 결합 부재를 더 포함하고,
    상기 제1 단자, 상기 제2 단자, 상기 제3 단자 또는 상기 제4 단자는 상기 결합 부재 내에 배열된 전자 장치.
  6. 제2 항에 있어서, 상기 부착 패드는,
    상기 제1 단자, 상기 제2 단자, 상기 제3 단자 또는 상기 제4 단자와 각각 전기적으로 연결된 제1 배선 전극들;
    상기 제1 배선 전극들로부터 각각 연장된 제2 배선 전극들; 및
    상기 제2 배선 전극들 각각의 단부에 제공된 제3 배선 전극들을 더 포함하고,
    상기 부착 패드 상에서, 상기 제3 배선 전극들은 상기 제1 단자, 상기 제2 단자, 상기 제3 단자 또는 상기 제4 단자와는 다른 방향에서 노출된 전자 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제3 배선 전극들의 배열 간격은 상기 제1 단자, 상기 제2 단자, 상기 제3 단자 또는 상기 제4 단자의 배열 간격보다 더 크게 형성된 전자 장치.
  8. 제6 항에 있어서, 상기 제3 배선 전극들은 도전성 하이드로겔(hydrogel)로 이루어진 전자 장치.
  9. 제6 항에 있어서, 상기 부착 패드는 상기 제3 배선 전극들이 노출된 면에 형성된 점착층을 더 포함하는 전자 장치.
  10. 제6 항에 있어서, 상기 부착 패드는,
    자기력에 의해 상기 하우징에 결합하는 결합 부재; 및
    상기 결합 부재가 배치되는 결합부(coupling portion)와, 상기 결합부로부터 각각 연장된 연장부(extending portion)들을 포함하고,
    상기 제3 배선 전극들은 상기 연장부들 각각에 배치된 전자 장치.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 하우징의 제1 면은 원(circle) 형상이며, 상기 제1 전극들은 상기 하우징의 제1 면에서 원주 방향을 따라 등각도 간격으로 배열된 전자 장치.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 전자 장치는, 상기 하우징의 제1 면에서 돌출된 또는 함몰된 적어도 하나의 제1 정렬 키(first aligning key)를 더 포함하는 전자 장치.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 또는 상기 제4 전극 중 적어도 하나는,
    내측면에 형성된 수용홈과, 상기 수용홈의 둘레에 제공되어 상기 하우징의 내측면에 지지 또는 고정되는 플랜지를 포함하는 도전성(electrically conductive) 재질의 제1 전극 플레이트; 및
    상기 수용홈에 수용된 영구 자석을 포함하고,
    상기 제1 전극 플레이트의 외측면 중 상기 수용홈에 대응하는 영역이 상기 하우징의 제1 면으로 노출된 전자 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 플랜지가 상기 하우징의 내측면에 부착 또는 고정된 전자 장치.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 영구 자석은 자기력에 의해 상기 수용홈 내에 고정된 전자 장치.
  16. 생체신호 측정 장치용 부착 패드에 있어서,
    모듈 하우징 또는 측정 모듈이 결합하는 결합부와, 상기 결합부로부터 서로 멀어지는 방향으로 각각 연장된 연장부들을 포함하는 패드 몸체;
    상기 패드 몸체의 제1 면에서 상기 결합부에 제공된 결합 부재;
    상기 결합 부재 내에 제공된 복수의 단자들; 및
    상기 패드 몸체의 제1 면과는 반대 방향을 향하는 상기 패드 몸체의 제2 면에서 상기 연장부들 각각에 배치된 복수의 측정 전극들을 포함하고,
    상기 측정 전극들은 상기 단자들 중 하나와 각각 전기적으로 연결된 부착 패드.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 결합 부재는, 상기 단자들이 배열된 면에서 돌출된 또는 함몰된 적어도 하나의 정렬 키를 포함하는 부착 패드.
  18. 제16 항에 있어서, 상기 패드 몸체는, 상기 연장부들 중 적어도 하나의 가장자리에서 형성된 적어도 하나의 슬릿을 더 포함하는 부착 패드.
  19. 제16 항에 있어서, 상기 단자들은 영구 자석에 인접하게 위치할 때 자기력에 의한 인력을 발생시키는 부착 패드.
  20. 제16 항에 있어서, 상기 측정 전극들은 도전성 하이드로겔(hydrogel)로 이루어지며, 상기 측정 전극들 사이의 간격은 상기 단자들 사이의 간격보다 더 크게 형성된 부착 패드.
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