KR20200063477A

KR20200063477A - 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20200063477A
Application number: KR1020180149172A
Authority: KR
Inventors: 이영신; 송희석; 김경철; 박형준; 강대엽
Original assignee: (주)씨어스테크놀로지
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2020-06-05

Abstract

생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법 및 시스템을 개시한다.
본 실시예는 생체신호 측정 센서 및 운동기구를 이용한 수집한 생체신호와 운동관련정보를 동시에 모니터링하는 동시에 취합하여 저장하여, 실시간 운동관리, 장기간 운동이력 및 운동효과 정보를 서비스할 수 있는 토탈 솔루션을 제공할 뿐만 아니라, 심장재활치료에 자료 활용할 수 있도록 하는 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법 및 시스템을 제공한다.

Description

생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법 및 시스템{Method And System for Monitoring Exercise by using BioSignal Measuring Sensor And Exercise Equipment}

본 실시예는 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법 및 시스템에 관한 것이다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.

종래의 생체신호 측정장치는 운동 중 생체신호를 측정하기 위해 인체에 연결하는 전극을 포함하여야 한다. 종래의 생체신호 측정장치는 인체로부터 측정한 생체신호를 취합하기 위해서 측정한 생체신호를 저장하고 처리하는 별도의 본체와 센서가 반드시 유선으로 연결되어야만 한다. 따라서, 피검사자는 센서를 신체에 부착하고 본체를 신체 일부에 착용하여만 하기 때문에, 운동중에 생체 신호를 측정하기에 불편함이 존재하였다.

따라서, 피검사자가 운동 중에 생체신호를 측정하는 동시에 운동정보를 관리 및 분석할 수 있는 솔루션이 필요한 실정이다.

본 실시예는 생체신호 측정 센서 및 운동기구를 이용한 수집한 생체신호와 운동관련정보를 동시에 모니터링하는 동시에 취합하여 저장하여, 실시간 운동관리, 장기간 운동이력 및 운동효과 정보를 서비스할 수 있는 토탈 솔루션을 제공할 뿐만 아니라, 심장재활치료에 자료 활용할 수 있도록 하는 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법 및 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 피검사자의 신체 일부에 접촉하여 생체 신호를 측정하여 유무선통신으로 전송하는 생체신호 측정센서; 상기 피검사자의 운동량을 측정한 운동 관련 정보를 유무선통신으로 전송하는 운동기구; 상기 생체 신호 및 상기 운동 관련 정보를 유무선통신으로 수신한 후 취합하여 외부로 전달하는 게이트웨이; 상기 생체 신호 및 상기 운동 관련 정보를 동기화한 후 분석한 분석 정보를 생성하고, 상기 분석 정보를 외부로 출력하는 로컬 서버; 및 상기 분석 정보를 수신하여 기 설치된 장소에서 실시간으로 출력하여 모니터링 되도록 하는 대시보드를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템을 제공한다.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 생체신호 측정센서에서 피검사자의 신체 일부에 접촉하여 생체 신호를 측정하여 유무선통신으로 전송하는 과정; 운동기구에서 상기 피검사자의 운동량을 측정한 운동 관련 정보를 유무선통신으로 전송하는 과정; 게이트웨이에서 상기 생체 신호 및 상기 운동 관련 정보를 유무선통신으로 수신한 후 취합하여 외부로 전달하는 과정; 상기 로컬 서버에서 상기 생체 신호 및 상기 운동 관련 정보를 동기화한 후 분석한 분석 정보를 생성하고, 상기 분석 정보를 외부로 출력하는 과정; 및 대시보드에서 상기 분석 정보를 수신하여 기 설치된 장소에서 실시간으로 출력하여 실시간 모니터링 되도록 하는 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 웨어러블 센서 및 운동기구를 이용한 수집한 생체신호와 운동정보를 동시에 모니터링하면서, 저장하여 실시간 운동관리, 장기간 운동이력 및 운동효과 정보를 서비스할 수 있는 토탈 솔루션을 제공할 뿐만 아니라, 심장재활치료에 자료 활용할 수 있는 효과가 있다.

본 실시예에 의하면, 생체신호와 운동정보의 실시간 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라, 일정기간 동안의 운동효과를 파악할 수 있는 토탈 솔루션을 제공할 수 있는 효과가 있다.

심장재활 치료 솔루션의 경우 재활운동과 생체신호 모니터링이 별도의 시스템으로 이루어지고 있으며, 실시간 모니터링만 지원하고 있으나, 본 실시예에 의하면, 재활운동정보와 생체신호정보를 하나의 시스템에서 동시에 취합, 관리, 분석이 가능하기 때문에 실시간 모니터링뿐만 아니라, 일정기간 동안의 운동효과까지 추가로 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 복수의 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법 및 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 단일 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법 및 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 복수의 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 복수의 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법 및 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

본 실시예에 따른 운동 모니터링 시스템(100)은 복수의 생체신호 측정 센서(웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N), 패치형 센서(114_1,114_2,114_N)) 및 운동기구(116_1,116_2,116_N)를 이용한 수집한 생체신호와 운동정보를 동시에 모니터링하면서, 저장하여 실시간 운동관리, 장기간 운동이력 및 운동효과 정보를 서비스할 수 있는 토탈 솔루션을 제공한다.

본 실시예에 따른 운동 모니터링 시스템(100)은 웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N) 및 운동기구(116_1,116_2,116_N)를 이용한 수집한 생체신호와 운동정보를 이용하여 심장재활치료에 자료 이용한다.

본 실시예에 따른 운동 모니터링 시스템(100)은 재활운동정보와 생체신호정보를 하나의 시스템에서 동시에 취합, 관리, 분석이 가능하기 때문에 실시간 모니터링뿐만 아니라, 일정기간 동안의 운동효과까지 추가로 제공한다.

본 실시예에 따른 운동 모니터링 시스템(100)은 복수의 생체신호 측정 센서, 운동기구(116_1,116_2,116_N), 게이트웨이(120_1,120_2,120_N), AP(130), 로컬 서버(140), 관리자용 프로그램(142), 대시보드(144), 클라우드 서버(150), 운동재활센터(160)를 포함한다. 운동 모니터링 시스템(100)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

생체신호 측정센서는 피검사자의 신체 일부에 접촉하여 생체 신호를 측정하여 유무선통신으로 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로 전송한다. 생체신호 측정 센서는 복수의 웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N), 패치형 센서(114_1,114_2,114_N)를 포함한다.

웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N)는 피검사자의 신체의 일부에 착용 가능한 형태로 부착되는 센서를 의미한다. 웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N)는 산소포화도(SpO2)를 측정하는 센서를 포함한다. 웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N)는 별도의 무선통신 모듈을 구비하며, 구비된 무선통신(예컨대, BLE(Bluetooth Low Energy) 등을 이용하여 측정된 생체신호를 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로 전송한다.

웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N)는 산소포화도 측정센서를 포함한다. 산소포화도 측정센서는 피검자의 신체일부에 부착되어 산호포화도(SpO2)를 측정한 산호포화도 신호를 생성한다. 산소포화도 측정센서는 손목시계줄형태, 밴드형태, 패치형태, 의류부착형태 중 적어도 하나의 웨어러블 형태의 웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N)로 구현된다.

산소포화도 측정센서는 발광다이오드에서 두 개의 광원인 적외선 파장, 자외선 파장을 검시자의 손가락에 투사한다. 웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N)인 산소포화도 측정센서는 흡수광 다이오드에서 손가락이 흡수한 빛의 비율을 측정하여 빛의 비율을 기반으로 산소화된 헤모글로빈과 비산호화된 헤모글로빈의 차이를 기반으로 산호포화도 신호를 생성한다.

패치형 센서(114_1,114_2,114_N)는 피검사자의 신체의 일부에 패치 형태로 부착 가능한 센서를 의미한다. 패치형 센서(114_1,114_2,114_N)는 ECG 전극과 IMU 센서를 구비하고 있는 인체 부착형의 센서(바이오패치)를 의미한다. 패치형 센서(114_1,114_2,114_N)는 별도의 무선통신 모듈을 구비하며, 구비된 무선통신(예컨대, BLE(Bluetooth Low Energy) 등을 이용하여 측정된 생체신호를 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로 전송한다.

패치형 센서(114_1,114_2,114_N)는 인체 부착형 바이오패치로서, ECG 전극과 IMU 센서로 측정한 ECG 파형, 심박수(Heart Rate), 활동레벨(Activity Level), 활동량 등의 바이오데이터 측정하여 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로 전송한다.

패치형 센서(114_1,114_2,114_N)는 심전도 측정센서, 심박수 측정센서, IMU 센서, 체온 측정센서, 혈압 측정센서를 포함한다. 심전도 측정센서는 피검자의 신체일부에 심전도(ECG: Electrocardiogram) 전극을 부착하여 심전도를 측정하여 심전도 파형을 생성한다. 심박수 측정센서는 피검자의 신체일부에 부착되어 심박수(Heart Rate)를 측정하여 심박수 정보를 생성한다. IMU(Inertial Measurement Unit) 센서는 피검자의 신체일부에 부착되어 활동레벨(Activity Level)을 측정한 활동레벨 신호 및 활동량 정보를 생성한다. 체온 측정센서는 피검자의 신체일부에 부착되어 체온을 측정하여 체온 정보를 포함한다. 혈압 측정센서는 피검자의 신체일부에 부착되어 혈압을 측정하여 혈압 정보를 생성한다.

패치형 센서(114_1,114_2,114_N)에서 측정하는 생체 신호는 심전도 파형, 심박수 정보, 활동레벨 신호, 활동량 정보, 체온 정보, 혈압 정보를 포함한다. 심전도 측정센서, 심박수 측정센서, IMU 센서, 체온 측정센서, 혈압측정센서 중 적어도 하나 이상을 포함하여 하나의 바이오 패치 형태의 패치형 센서(114_1,114_2,114_N)로 구현된다.

운동기구(116_1,116_2,116_N)는 피검사자의 운동량을 측정한 운동 관련 정보를 유무선통신으로 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로 전송한다. 운동기구(116_1,116_2,116_N)는 유선 또는 무선 인터페이스를 통해서 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)와 연결된다.

운동기구(116_1,116_2,116_N)는 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로부터 수신된 제어 명령에 의해 제어될 수 있다. 운동기구(116_1,116_2,116_N)는 운동량을 측정하는 센서를 구비하며, 구비된 운동량 측정 센서를 이용하여 측정한 운동 관련 정보를 유무선 통신으로 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로 전송한다.

운동기구(116_1,116_2,116_N)는 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)와 통신이 불가하거나 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)가 운동기구(116_1,116_2,116_N)를 제어할 수 없는 경우 이더넷(Ethernet) 등의 별도 통신 수단을 이용하여 로컬 서버(140)로 바로 연결하여 운동 관련 정보를 업로드 할 수 있다.

운동기구(116_1,116_2,116_N)는 운동종류 식별부, 운동횟수센싱부, 운동강도센싱부, 운동속도센싱부, 가동범위센싱부, 운동시간센싱부를 포함한다. 운동기구(116_1,116_2,116_N)에서 생성하는 운동 관련 정보는 운동횟수정보, 운동강도정보, 운동속도정보, 가동범위정보, 운동시간정보를 포함한다.

운동종류 식별부는 운동종류정보를 저장한다. 운동횟수센싱부는 피검사자의 운동 횟수를 측정한 운동횟수정보를 생성한다. 운동강도센싱부는 피검사자의 운동 강도를 측정한 운동강도정보를 생성한다. 운동속도센싱부는 피검사자의 운동 속도를 측정한 운동속도정보를 생성한다. 가동범위센싱부는 피검사자의 가동 범위를 측정한 가동범위정보를 생성한다. 운동시간센싱부는 피검사자의 운동시간을 측정한 운동시간정보를 생성한다.

운동기구(116_1,116_2,116_N)는 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)와 통신이 불가한 경우, 이더넷(Ethernet) 통신 방식으로 로컬 서버(140)로 운동 관련 정보를 전송한다.

게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 생체신호 측정센서(웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N), 패치형 센서(114_1,114_2,114_N))로부터 생체 신호를 유무선통신으로 수신한다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 운동기구(116_1,116_2,116_N)로부터 운동 관련 정보를 유무선통신으로 수신한다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 생체 신호와 운동 관련 정보를 취합하여 AP(130)를 경유하여 로컬 서버(140)로 전달한다.

게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 운동기구(116_1,116_2,116_N)로부터 운동횟수, 운동강도, 운동 속도, 가동범위, 시간정보 등을 포함하는 운동 관련 정보를 수신한다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N), 패치형 센서(114_1,114_2,114_N), 운동기구(116_1,116_2,116_N)와 연동하여 관련 정보들을 취합하여 로컬 서버(140)로 전송한다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 운동기구(116_1,116_2,116_N)를 이용한 1인의 생체, 운동 정보에 대한 실시간 모니터링을 지원한다.

게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 로컬 서버(140)와 통신하기 위해 와이파이(Wi-Fi) 또는 이더넷(Ethernet)을 이용한다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 별도의 단말기 내에 프로그램 행태로 설치될 수 있다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 탑재된 단말기에 구비된 디스플레이를 이용하여 실시간 생체신호 및 운동 정보를 출력하도록 할 수 있다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 스마트 디바이스 내에 애플리케이션 형태로 탑재될 수 있다.

게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 심전도 파형, 심박수 정보, 활동레벨 신호, 활동량 정보, 체온 정보, 혈압 정보, 산호포화도 신호, 산호포화도 신호, 운동종류정보, 운동횟수정보, 운동속도정보, 가동범위정보, 운동시간정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 동기화하여 하나의 단일 패킷으로 생성한다.

게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 단일 패킷을 생성할 때, 심전도 파형, 심박수 정보, 활동레벨 신호, 활동량 정보, 체온 정보, 혈압 정보, 산호포화도 신호, 산호포화도 신호, 운동종류정보, 운동횟수정보, 운동속도정보, 가동범위정보, 운동시간정보의 측정 시작 시간을 기준으로 동기화한다.

게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 생체신호 측정센서(웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N), 패치형 센서(114_1,114_2,114_N))로부터 저전력 블루투스(BLE) 통신 방식으로 생체 신호를 수집한다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 운동기구(116_1,116_2,116_N)로부터 유무선 통신 방식으로 운동 관련 정보를 수집한다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 생체 신호 및 운동 관련 정보를 하나의 패킷으로 취합한 후 와이파이(Wi-Fi) 방식으로 로컬 서버(140)로 전송한다.

로컬 서버(140)는 패치형 센서(114_1,114_2,114_N)로부터 수신한 바이오 데이터를 분석하여 ECG 파형, 심박수(Heart Rate), 활동레벨(Activity Level), 활동량 등을 분석하여 대시보드(144) 상에 출력하여, 모니터링되도록 한다.

로컬 서버(140)는 AP(130)를 경유하여 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로부터 수신된 생체신호, 운동관련 정보들을 취한다. 로컬 서버(140)는 취합된 생체신호, 운동 관련 정보를 임시 저장하고 대시보드(144)로 출력하도록 하는 동시에 클라우드 서버(150)로 전송하여, 해당 데이터가 백업되도록 한다. 로컬 서버(140)는 취합된 생체신호를 복수의 사용자에 대한 실시간 운동 모니터링을 위한 대시보드용 데이터로 변환하여 대시보드(144)로 전송한다.

로컬 서버(140)는 임시 저장된 생체 신호 또는 운동 관련 정보를 원격의 클라우드 서버(150)로 전송한다. 로컬 서버(140)는 생체 신호 및 운동 관련 정보를 동기화한 후 생체 신호 및 운동 관련 정보를 각각 분석한 분석 정보를 생성하고, 분석 정보를 외부로 출력한다.

로컬 서버(140)는 생체 신호를 기반으로 심전도(ECG) 파형정보, 심박수(Heart Rate)정보, 활동레벨(Activity Level)정보, 활동량정보 중 적어도 하나 이상을 분석한 분석 정보를 생성한다. 로컬 서버(140)는 분석 정보가 대시보드(144) 상에 실시간으로 출력하도록 하여 모니터링되도록 한다.

로컬 서버(140)는 운동 관련 정보를 기반으로 운동종류정보, 운동횟수정보, 운동강도정보, 운동속도정보, 가동범위정보, 운동시간정보 중 적어도 하나 이상을 분석한 분석 정보를 대시보드(144) 상에 실시간으로 출력하여 모니터링되도록 한다.

로컬 서버(140)는 운동종류정보에 심전도(ECG) 파형정보, 심박수(Heart Rate)정보, 활동레벨(Activity Level)정보, 활동량정보 중 적어도 하나 이상을 매칭하여 대시보드(144) 상에 실시간으로 출력한다.

로컬 서버(140)는 운동 관련 정보를 기반으로 실시간 운동관리 정보, 장기간 운동이력 정보 및 운동효과 정보를 분석 정보로서 생성한다. 로컬 서버(140)는 생체 신호 및 운동 관련 정보를 기반으로 심장재활치료정보를 분석 정보로서 생성한다.

대시보드(144)는 로컬 서버(140)로부터 서비스 데이터를 수신한 후 설치장소(예컨대, 재활센터) 내의 복수의 사용자에게 실시간으로 운동 정보를 출력한다. 다시 말해, 대시보드(144)는 로컬 서버(140)로부터 분석 정보를 수신하여 기 설치된 장소에서 실시간으로 출력하여 모니터링 되도록 한다.

관리자용 프로그램(142)은 별도의 단말기(예컨대, 스마트 디바이스)에 프로그램 형태로 탑재될 수 있다. 관리자용 프로그램(142)은 로컬 서버(140) 또는 클라우드 서버(150)로 접속하여 생체 신호 또는 운동 관련 정보를 수신하여 출력하거나 로컬 서버(140) 또는 클라우드 서버(150)로부터 서비스를 제공받을 수 있다. 관리자용 프로그램(142)은 로컬 서버(140)와 클라우드 서버(150)에 접속하여 전체 데이터를 관리할 수 있는 프로그램으로서, PC 또는 스마트기기에 설치되어 사용될 수 있다. 관리자용 프로그램(142)은 로컬 서버(140)로 접속하며, 분석 정보를 출력하도록 한다.

클라우드 서버(150)는 측정된 생체 신호 도는 운동 관련 정보를 저장하고 관리한다. 클라우드 서버(150)는 생체 신호를 측정하는 피 검사자에 해당하는 사용자 정보를 저장하고 관리한다. 클라우드 서버(150)는 생체신호 및 운동관련정보를 저장하며 일정기간 동안의 운동효과 등을 분석하여 접속한 관리자용 프로그램(142)으로 서비스 형태로 제공한다. 클라우드 서버(150)는 생체 신호, 운동 관련 정보, 분석 정보를 수신하여 저장한다.

운동재활센터(160)는 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로부터 생체신호 또는 운동 관련 정보를 수신하여 운동재활 프로그램의 입력 데이터로 이용할 수 있다. 운동재활센터(160)는 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)뿐만 아니라 로컬 서버(140) 또는 클라우드 서버(150)로부터 서비스를 제공받을 수 있다. 운동재활센터(160)는 수신된 생체 신호, 운동 관련 정보, 분석 정보를 기반으로 피검사자별 재활운동정보를 생성한다.

도 2는 본 실시예에 따른 단일 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법 및 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

본 실시예에 따른 1인 운동 모니터링 시스템(200)은 웨어러블 센서(112_1), 패치형 센서(114_1), 운동기구(116_1), 게이트웨이(120_1), 로컬 서버(130)를 포함한다. 1인 운동 모니터링 시스템에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

1인 운동 모니터링 시스템(200)은 하나의 운동기구(116_1,116_2,116_N)를 이용하여 1인의 운동 모니터링을 수행한다. 1인 운동 모니터링 시스템(200)은 1인에 특화된 운동 중 생체신호 모니터링을 위한 센서를 무선의 웨어러블 행태의 폼팩터를 제공하여, 한 명의 사용자에 특화된 서비스를 제공할 수 있다.

1인 운동 모니터링 시스템(200)은 1인에 특화된 운동 중의 생체신호 데이터와 운동정보를 동시에 관리, 저장하고 분석한 서비스를 제공한다. 1인 운동 모니터링 시스템(200)은 생체신호와 운동의 실시간 모니터링 서비스 뿐만 아니라, 일정기간 동안의 운동효과를 분석해서 서비스할 수 있다.

1인 운동 모니터링 시스템(200)은 1인에 특화된 심장재활 치료 솔루션의 경우 재활운동 정보와 생체신호 정보를 하나의 시스템에서 동시에 취합, 처리하고 분석하여 실시간 모니터링뿐만 아니라, 일정기간 동안의 운동 효과를 제시할 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 복수의 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

생체신호 측정센서는 피검사자의 신체 일부에 접촉하여 생체 신호를 측정하여 유무선통신으로 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로 전송한다. 생체신호 측정센서는 웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N), 패치형 센서(114_1,114_2,114_N)를 포함한다.

패치형 센서(114_1,114_2,114_N)는 피검사자의 신체 일부에 접촉하여 생체 신호를 측정하여 유무선통신으로 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로 전송한다(S310). 단계 S310에서, 패치형 센서(114_1,114_2,114_N)는 심전도 측정센서, 심박수 측정센서, IMU 센서, 체온 측정센서, 혈압 측정센서를 포함한다.

심전도 측정센서는 피검자의 신체일부에 심전도(ECG: Electrocardiogram) 전극을 부착하여 심전도를 측정하여 심전도 파형을 생성한다. 심박수 측정센서는 피검자의 신체일부에 부착되어 심박수(Heart Rate)를 측정하여 심박수 정보를 생성한다. IMU 센서는 피검자의 신체일부에 부착되어 활동레벨(Activity Level)을 측정한 활동레벨 신호 및 활동량 정보를 생성한다. 체온 측정센서는 피검자의 신체일부에 부착되어 체온을 측정하여 체온 정보를 포함한다. 혈압 측정센서는 피검자의 신체일부에 부착되어 혈압을 측정하여 혈압 정보를 생성한다. 생체신호 측정센서에서 생성하는 생체 신호는 심전도 파형, 심박수 정보, 활동레벨 신호, 활동량 정보, 체온 정보, 혈압 정보를 포함한다.

패치형 센서(114_1,114_2,114_N)는 심전도 측정센서, 심박수 측정센서, IMU 센서, 체온 측정센서, 혈압측정센서 중 적어도 하나 이상을 포함하여 하나의 바이오 패치 형태로 구현된다.

웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N)는 피검사자의 신체 일부에 접촉하여 생체 신호를 측정하여 유무선통신으로 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로 전송한다(S320). 단계 S320에서, 웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N)는 피검자의 신체일부에 부착되어 산호포화도(SpO2)를 측정한 산호포화도 신호를 생성하는 산소포화도 측정센서를 포함한다.

산소포화도 측정센서는 손목시계줄형태, 밴드형태, 패치형태, 의류부착형태 중 적어도 하나의 웨어러블 형태의 웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N)로 구현된다. 산소포화도 측정센서는 발광다이오드에서 두 개의 광원인 적외선 파장, 자외선 파장을 검시자의 손가락에 투사한다. 산소포화도 측정센서는 흡수광 다이오드에서 손가락이 흡수한 빛의 비율을 측정하여 빛의 비율을 기반으로 산소화된 헤모글로빈과 비산호화된 헤모글로빈의 차이를 기반으로 산호포화도 신호를 생성한다.

운동기구(116_1,116_2,116_N)는 피검사자의 운동량을 측정한 운동 관련 정보를 유무선통신으로 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)로 전송한다(S330). 단계 S330에서, 운동기구(116_1,116_2,116_N)에서 생성하는 운동 관련 정보는 운동횟수정보, 운동강도정보, 운동속도정보, 가동범위정보, 운동시간정보를 포함한다.

운동기구(116_1,116_2,116_N)는 운동종류 식별부, 운동횟수센싱부, 운동강도센싱부, 운동속도센싱부, 가동범위센싱부, 운동시간센싱부를 포함한다.

운동종류 식별부는 운동종류정보를 저장한다. 운동횟수센싱부는 피검사자의 운동 횟수를 측정한 운동횟수정보를 생성한다. 운동강도센싱부는 피검사자의 운동 강도를 측정한 운동강도정보를 생성한다. 운동속도센싱부는 피검사자의 운동 속도를 측정한 운동속도정보를 생성한다. 가동범위센싱부는 피검사자의 가동 범위를 측정한 가동범위정보를 생성한다. 운동시간센싱부는 피검사자의 운동시간을 측정한 운동시간정보를 생성한다. 운동기구(116_1,116_2,116_N)는 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)와 통신이 불가한 경우, 이더넷(Ethernet) 통신 방식으로 로컬 서버(140)로 운동 관련 정보를 전송한다.

게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 생체신호 측정센서(웨어러블 센서(112_1,112_2,112_N), 패치형 센서(114_1,114_2,114_N))로부터 생체 신호를 유무선통신으로 수신한다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 운동기구(116_1,116_2,116_N)로부터 운동 관련 정보를 유무선통신으로 수신한다. 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 생체 신호와 운동 관련 정보를 취합하여 AP(130)를 경유하여 로컬 서버(140)로 전달한다(S340).

단계 S340에서, 게이트웨이(120_1,120_2,120_N)는 심전도 파형, 심박수 정보, 활동레벨 신호, 활동량 정보, 체온 정보, 혈압 정보, 산호포화도 신호, 산호포화도 신호, 운동종류정보, 운동횟수정보, 운동속도정보, 가동범위정보, 운동시간정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 동기화하여 하나의 단일 패킷으로 생성한다.

로컬 서버(140)는 생체 신호 및 운동 관련 정보를 동기화한 후 생체 신호 및 운동 관련 정보를 각각 분석한 분석 정보를 생성하고, 분석 정보를 대시보드(144)로 출력되도록 한다(S350).

단계 S350에서, 로컬 서버(140)는 생체 신호를 기반으로 심전도(ECG) 파형정보, 심박수(Heart Rate)정보, 활동레벨(Activity Level)정보, 활동량정보 중 적어도 하나 이상을 분석한 분석 정보를 생성한다. 로컬 서버(140)는 분석 정보가 대시보드(144) 상에 실시간으로 출력하도록 하여 모니터링되도록 한다.

대시보드(144)는 로컬 서버(140)로부터 분석 정보를 수신하여 기 설치된 장소에서 실시간으로 출력하여 모니터링 되도록 한다(S360).

도 3에서는 단계 S310 내지 단계 S360을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이 도 3에 기재된 본 실시예에 따른 에 따른 복수의 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 에 따른 복수의 생체신호 측정 센서와 운동기구를 이용한 운동 모니터링 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

112_1,112_2,112_N: 웨어러블 센서
114_1,114_2,114_N: 패치형 센서
116_1,116_2,116_N: 운동기구
120_1,120_2,120_N: 게이트웨이
130: AP 140: 로컬 서버
142: 관리자용 프로그램 144: 대시보드
150: 클라우드 서버 160: 운동재활센터

Claims

피검사자의 신체 일부에 접촉하여 생체 신호를 측정하여 유무선통신으로 전송하는 생체신호 측정센서;
상기 피검사자의 운동량을 측정한 운동 관련 정보를 유무선통신으로 전송하는 운동기구;
상기 생체 신호 및 상기 운동 관련 정보를 유무선통신으로 수신한 후 취합하여 외부로 전달하는 게이트웨이;
상기 생체 신호 및 상기 운동 관련 정보를 동기화한 후 분석한 분석 정보를 생성하고, 상기 분석 정보를 외부로 출력하는 로컬 서버; 및
상기 분석 정보를 수신하여 기 설치된 장소에서 실시간으로 출력하여 모니터링 되도록 하는 대시보드
를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 생체신호 측정센서는,
피검자의 신체일부에 심전도(ECG: Electrocardiogram) 전극을 부착하여 심전도를 측정하여 심전도 파형을 포함하는 상기 생체 신호를 생성하는 심전도 측정센서;
상기 피검자의 신체일부에 부착되어 심박수(Heart Rate)를 측정하여 심박수 정보를 포함하는 상기 생체 신호를 생성하는 심박수 측정센서;
상기 피검자의 신체일부에 부착되어 활동레벨(Activity Level)을 측정한 활동레벨 신호 및 활동량 정보를 포함하는 상기 생체 신호를 생성하는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서;
상기 피검자의 신체일부에 부착되어 체온을 측정하여 체온 정보를 포함하는 상기 생체 신호를 생성하는 체온 측정센서; 및
상기 피검자의 신체일부에 부착되어 혈압을 측정하여 혈압 정보를 포함하는 상기 생체 신호를 생성하는 혈압 측정센서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제2항에 있어서,
상기 심전도 측정센서, 상기 심박수 측정센서, 상기 IMU 센서, 상기 체온 측정센서, 상기 혈압측정센서 중 적어도 하나 이상을 포함하여 하나의 바이오 패치 형태의 패치형 센서로 구현되는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제2항에 있어서,
상기 생체신호 측정센서는,
상기 피검자의 신체일부에 부착되어 산호포화도(SpO2)를 측정한 산호포화도 신호를 생성하는 산소포화도 측정센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제4항에 있어서,
상기 산소포화도 측정센서는,
손목시계줄형태, 밴드형태, 패치형태, 의류부착형태 중 적어도 하나의 웨어러블 형태의 웨어러블 센서로 구현되는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제4항에 있어서,
상기 산소포화도 측정센서는,
발광다이오드에서 두 개의 광원인 적외선 파장, 자외선 파장을 검시자의 손가락에 투사하고, 흡수광 다이오드에서 상기 손가락이 흡수한 빛의 비율을 측정하여 상기 빛의 비율을 기반으로 산소화된 헤모글로빈과 비산호화된 헤모글로빈의 차이를 기반으로 상기 산호포화도 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제4항에 있어서,
상기 운동기구는,
운동종류정보를 저장하는 운동종류 식별부;
상기 피검사자의 운동 횟수를 측정한 운동횟수정보를 포함하는 상기 운동 관련 정보를 생성하는 운동횟수센싱부;
상기 피검사자의 운동 강도를 측정한 운동강도정보를 포함하는 상기 운동 관련 정보를 생성하는 운동강도센싱부;
상기 피검사자의 운동 속도를 측정한 운동속도정보를 포함하는 상기 운동 관련 정보를 생성하는 운동속도센싱부;
상기 피검사자의 가동 범위를 측정한 가동범위정보를 포함하는 상기 운동 관련 정보를 생성하는 가동범위센싱부; 및
상기 피검사자의 운동시간을 측정한 운동시간정보를 포함하는 상기 운동 관련 정보를 생성하는 운동시간센싱부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 운동기구는,
상기 게이트웨이와 통신이 불가한 경우, 이더넷(Ethernet) 통신 방식으로 상기 로컬 서버로 상기 운동 관련 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제7항에 있어서,
상기 게이트웨이는,
상기 심전도 파형, 상기 심박수 정보, 상기 활동레벨 신호, 상기 활동량 정보, 상기 체온 정보, 상기 혈압 정보, 상기 산호포화도 신호, 상기 산호포화도 신호, 상기 운동종류정보, 상기 운동횟수정보, 상기 운동속도정보, 상기 가동범위정보, 상기 운동시간정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 동기화하여 하나의 단일 패킷으로 생성하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제9항에 있어서,
상기 게이트웨이는,
상기 단일 패킷을 생성할 때, 상기 심전도 파형, 상기 심박수 정보, 상기 활동레벨 신호, 상기 활동량 정보, 상기 체온 정보, 상기 혈압 정보, 상기 산호포화도 신호, 상기 산호포화도 신호, 상기 운동종류정보, 상기 운동횟수정보, 상기 운동속도정보, 상기 가동범위정보, 상기 운동시간정보의 측정 시작 시간을 기준으로 동기화하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제11항에 있어서,
상기 게이트웨이는,
상기 생체신호 측정센서로부터 저전력 블루투스(BLE) 통신 방식으로 상기 생체 신호를 수집하고,
상기 운동기구로부터 유무선 통신 방식으로 상기 운동 관련 정보를 수집하고,
상기 생체 신호 및 상기 운동 관련 정보를 하나의 패킷으로 취합한 후 와이파이(Wi-Fi) 방식으로 상기 로컬 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 로컬 서버는,
상기 생체 신호를 기반으로 심전도(ECG) 파형정보, 심박수(Heart Rate)정보, 활동레벨(Activity Level)정보, 활동량정보 중 적어도 하나 이상을 분석한 상기 분석 정보가 대시보드 상에 실시간으로 출력하여 모니터링되도록 하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제12항에 있어서,
상기 로컬 서버는,
상기 운동 관련 정보를 기반으로 운동종류정보, 운동횟수정보, 운동강도정보, 운동속도정보, 가동범위정보, 운동시간정보 중 적어도 하나 이상을 분석한 상기 분석 정보를 상기 대시 보드 상에 실시간으로 출력하여 모니터링되도록 하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제13항에 있어서,
상기 로컬 서버는,
상기 운동종류정보에 심전도(ECG) 파형정보, 심박수(Heart Rate)정보, 활동레벨(Activity Level)정보, 활동량정보 중 적어도 하나 이상을 매칭하여 상기 대시 보드 상에 실시간으로 출력하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제12항에 있어서,
상기 로컬 서버는,
상기 운동 관련 정보를 기반으로 실시간 운동관리 정보, 장기간 운동이력 정보 및 운동효과 정보를 상기 분석 정보로서 생성하며,
상기 생체 신호 및 상기 운동 관련 정보를 기반으로 심장재활치료정보를 상기 분석 정보로서 생성하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
제1항에 있어서,
상기 로컬 서버로 접속하며, 상기 분석 정보를 출력하도록 하는 관리자용 프로그램;
상기 생체 신호, 상기 운동 관련 정보, 상기 분석 정보를 수신하여 저장하는 클라우드 서버; 및
수신된 상기 생체 신호, 상기 운동 관련 정보, 상기 분석 정보를 기반으로 피검사자별 재활운동정보를 생성하는 운동재활센터
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 시스템.
생체신호 측정센서에서 피검사자의 신체 일부에 접촉하여 생체 신호를 측정하여 유무선통신으로 전송하는 과정;
운동기구에서 상기 피검사자의 운동량을 측정한 운동 관련 정보를 유무선통신으로 전송하는 과정;
게이트웨이에서 상기 생체 신호 및 상기 운동 관련 정보를 유무선통신으로 수신한 후 취합하여 외부로 전달하는 과정;
상기 로컬 서버에서 상기 생체 신호 및 상기 운동 관련 정보를 동기화한 후 분석한 분석 정보를 생성하고, 상기 분석 정보를 외부로 출력하는 과정; 및
대시보드에서 상기 분석 정보를 수신하여 기 설치된 장소에서 실시간으로 출력하여 실시간 모니터링 되도록 하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 모니터링 방법.