KR20200139023A - Physiological monitoring devce, physiological monitoring system, and physiological monitoring method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 생체 모니터링 장치, 생체 모니터링 시스템 및 이를 이용하는 생체 모니터링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호흡, 움직임, 맥박 등을 비롯한 생체 신호에 기초하여 사람, 특히 영유아나 노약자, 또는 동물 등의 생체 상태(physiological condition)을 모니터링하는 생체 모니터링 장치, 생체 모니터링 시스템 및 이를 이용하는 생체 모니터링 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a living body monitoring device, a living body monitoring system, and a living body monitoring method using the same, and more particularly, to a living body state of a person, particularly an infant, the elderly, or an animal based on bio signals including breathing, movement, and pulse. It relates to a living body monitoring device for monitoring a (physiological condition), a living body monitoring system, and a living body monitoring method using the same.
영유아는 면역체계가 완벽하지 않아 외부 환경에 민감하게 반응하기 때문에 주변 환경, 예를 들어, 온도, 습도, 냄새 등을 적정 상태로 유지시켜야 한다. 최근에는 영유아가 차지하는 공간의 온도나 습도 등을 조절하는 장치나 시스템이 다양한 방식으로 개발되고 있다.Since infants and toddlers are sensitive to the external environment because their immune system is not perfect, the surrounding environment, such as temperature, humidity, and odor, must be maintained in an appropriate state. Recently, devices or systems that control the temperature or humidity of space occupied by infants and toddlers have been developed in various ways.
영유아를 보살핌에 있어 최적의 환경을 제공하기 위해서는 영유아의 건강 상태나 움직임에 관한 지속적인 점검이 필수적이다. 외부 환경을 최적의 상태로 유지한다 해도 영유아가 느끼는 온도나 습도는 개인차가 있을 뿐만 아니라, 수면 중 영유아가 제대로 호흡하고 있는지, 적절한 체온을 유지하고 있는지, 바른 자세로 놓여 있는지에 대한 감시가 필요하다. 특히, 영유아와 함께 보호자가 수면 중인 경우에는 영유아의 체온이 정상을 유지하고 있는지, 영유아의 심장 박동이나 호흡 패턴이 안정적인지를 판단하기 어렵다. In order to provide an optimal environment for caring for infants and toddlers, it is essential to continuously check their health status and movements. Even if the external environment is maintained in an optimal state, there are individual differences in temperature and humidity that infants and toddlers feel, and monitoring whether the infant is breathing properly during sleep, maintaining proper body temperature, and lying in the correct posture is necessary. . In particular, when a caregiver with an infant is sleeping, it is difficult to determine whether the infant's body temperature is maintained at a normal level, and whether the infant's heartbeat or breathing pattern is stable.
해결하고자 하는 일 과제는, 다양한 생체 정보를 종합하여 보다 정확한 생체 모니터링을 수행하는 생체 모니터링 장치, 생체 모니터링 시스템 및 생체 모니터링 방법을 제공하는 것이다.One task to be solved is to provide a biometric monitoring device, a biometric monitoring system, and a biometric monitoring method for performing more accurate biometric monitoring by synthesizing various biometric information.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-described problems, and problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings. .
본 발명의 일 양상에 따르면, 모니터링 대상에 관한 생체 정보 및 상기 모니터링 대상 주변의 환경 정보 중 적어도 하나를 감지하는 센싱 디바이스로서, 상기 모니터링 대상의 하부에 위치하는 플레이트 형상의 몸체, 상기 몸체의 주면에 2차원 어레이로 설치되고 각각 설치 위치에서의 압력을 측정하는 복수의 압력 센서를 포함하여 상기 복수의 압력 센서의 센싱값을 이용하여 상기 모니터링 대상의 동작 및 자세 중 적어도 하나를 감지하는 압력 센서 모듈을 포함하는 매트리스형 센싱 디바이스 및 상기 모니터링 대상의 목에 감기는 스트랩 및 상기 스트랩에 설치되고 상기 모니터링 대상의 기도 부위에 배치되고 상기 모니터링 대상의 호흡에 의한 진동 신호를 감지하는 호흡 센서를 포함하는 밴드형 센싱 디바이스를 포함하는 센싱 디바이스; 외부 기기와 통신하는 제1 통신 모듈, 디스플레이 및 스피커 중 적어도 하나를 포함하는 출력 모듈 및 상기 제1 통신 모듈을 통해 상기 매트리스형 센싱 디바이스로부터 상기 모니터링 대상의 동작 및 자세 중 적어도 하나에 관한 정보를 수집하고, 상기 밴드형 센싱 디바이스로부터 상기 진동 신호에 관한 정보를 수집하고, 상기 수집된 정보들을 서버로 전송하는 제1 콘트롤러를 포함하는 모니터링 디바이스; 및 상기 모니터링 디바이스로부터 상기 모니터링 디바이스가 수집한 정보들을 수신하는 제2 통신 모듈 및 인공 신경망을 이용하여 상기 수신한 정보들로부터 상기 모니터링 대상의 생체 상태가 정상 상태인지 비정상 상태인지 여부를 반영하는 결과값을 산출하고, 상기 생체 상태가 비정상 상태인 경우 상기 모니터링 디바이스의 상기 제1 콘트롤러가 상기 스피커를 통해 경고음을 출력하도록 지시하는 알람 메시지를 상기 제2 통신 모듈을 통해 상기 모니터링 디바이스로 전송하는 제2 콘트롤러를 포함하는 서버; 를 포함하는 생체 모니터링 시스템이 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, as a sensing device for sensing at least one of biometric information on a monitored object and environmental information around the monitored object, a plate-shaped body positioned under the monitoring object, and a main surface of the body A pressure sensor module that is installed in a two-dimensional array and senses at least one of the motion and posture of the monitored object using sensing values of the plurality of pressure sensors, including a plurality of pressure sensors that measure pressure at each installation location. A mattress-type sensing device comprising a mattress-type sensing device and a strap wrapped around the neck of the monitored object, and a breathing sensor installed on the strap and disposed at the airway portion of the monitoring object and detecting a vibration signal due to breathing of the monitoring object. A sensing device including a sensing device; A first communication module communicating with an external device, an output module including at least one of a display and a speaker, and information about at least one of the motion and posture of the monitored object are collected from the mattress-type sensing device through the first communication module A monitoring device including a first controller that collects information on the vibration signal from the band-type sensing device and transmits the collected information to a server; And a result value reflecting whether the biological state of the monitoring target is a normal state or an abnormal state from the received information using an artificial neural network and a second communication module that receives the information collected by the monitoring device from the monitoring device. A second controller that calculates and transmits an alarm message instructing the first controller of the monitoring device to output a warning sound through the speaker when the biological state is abnormal, to the monitoring device through the second communication module. Server comprising a; A living body monitoring system comprising a may be provided.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solution means of the subject of the present invention is not limited to the above-described solution means, and solutions not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings. I will be able to.
본 명세서의 실시예에 의하면, 환자의 호흡 신호를 비롯한 멀티-모달(multimodal) 생체 정보를 획득하고, 이를 종합하여 환자의 생체 상태(physiological condition)을 판단함으로써, 실시간으로 환자 상태에 대한 정확한 모니터링을 수행할 수 있다. According to an embodiment of the present specification, by acquiring multimodal biometric information including a patient's breathing signal, and determining the patient's physiological condition by synthesizing it, accurate monitoring of the patient's condition is performed in real time. Can be done.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the present specification and the accompanying drawings.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 생체 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 생체 모니터링 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스의 일 예의 사시도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스의 일 예의 블록도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스의 다른 예의 사시도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스의 다른 예의 분해 사시도이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스의 다른 예의 동작에 관한 도면이다.
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 생체 모니터링 방법의 순서도이다.
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 기계 학습 모델에 관한 도면이다.1 is a block diagram of a living body monitoring system according to an embodiment of the present specification.
2 is a schematic diagram of a living body monitoring system according to an embodiment of the present specification.
3 is a perspective view of an example of a sensing device according to an embodiment of the present specification.
4 is a block diagram of an example of a sensing device according to an embodiment of the present specification.
5 is a perspective view of another example of a sensing device according to an embodiment of the present specification.
6 is an exploded perspective view of another example of a sensing device according to an embodiment of the present specification.
7 is a diagram illustrating an operation of another example of a sensing device according to an embodiment of the present specification.
8 is a flowchart of a biometric monitoring method according to an embodiment of the present specification.
9 is a diagram of a machine learning model according to an embodiment of the present specification.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. The above objects, features and advantages of the present invention will become more apparent through the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings. However, in the present invention, various changes may be made and various embodiments may be provided. Hereinafter, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and in addition, an element or layer is "on" or "on" of another component or layer. What is referred to includes not only directly above another component or layer, but also a case where another layer or other component is interposed in the middle. Throughout the specification, the same reference numerals represent the same elements in principle. In addition, components having the same function within the scope of the same idea shown in the drawings of each embodiment will be described with the same reference numerals.
본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.If it is determined that a detailed description of known functions or configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from another component.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. In addition, the suffixes "module" and "unit" for constituent elements used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not themselves have distinct meanings or roles.
또한, 이하의 설명에서는 "모니터링"은 별도의 설명이 없는 이상 "생체 모니터링"으로 해석되어야 함을 미리 밝혀둔다. 따라서, 예를 들어 "모니터링 시스템(1000)"은 "생체 모니터링 시스템(1000)"과 동일한 의미로 혼용될 수 있다. In addition, in the following description, it should be noted in advance that "monitoring" should be interpreted as "living monitoring" unless otherwise stated. Thus, for example, "
본 발명의 일 양상에 따르면, 모니터링 대상에 관한 생체 정보 및 상기 모니터링 대상 주변의 환경 정보 중 적어도 하나를 감지하는 센싱 디바이스로서, 상기 모니터링 대상의 하부에 위치하는 플레이트 형상의 몸체, 상기 몸체의 주면에 2차원 어레이로 설치되고 각각 설치 위치에서의 압력을 측정하는 복수의 압력 센서를 포함하여 상기 복수의 압력 센서의 센싱값을 이용하여 상기 모니터링 대상의 동작 및 자세 중 적어도 하나를 감지하는 압력 센서 모듈을 포함하는 매트리스형 센싱 디바이스 및 상기 모니터링 대상의 목에 감기는 스트랩 및 상기 스트랩에 설치되고 상기 모니터링 대상의 기도 부위에 배치되고 상기 모니터링 대상의 호흡에 의한 진동 신호를 감지하는 호흡 센서를 포함하는 밴드형 센싱 디바이스를 포함하는 센싱 디바이스; 외부 기기와 통신하는 제1 통신 모듈, 디스플레이 및 스피커 중 적어도 하나를 포함하는 출력 모듈 및 상기 제1 통신 모듈을 통해 상기 매트리스형 센싱 디바이스로부터 상기 모니터링 대상의 동작 및 자세 중 적어도 하나에 관한 정보를 수집하고, 상기 밴드형 센싱 디바이스로부터 상기 진동 신호에 관한 정보를 수집하고, 상기 수집된 정보들을 서버로 전송하는 제1 콘트롤러를 포함하는 모니터링 디바이스; 및 상기 모니터링 디바이스로부터 상기 모니터링 디바이스가 수집한 정보들을 수신하는 제2 통신 모듈 및 인공 신경망을 이용하여 상기 수신한 정보들로부터 상기 모니터링 대상의 생체 상태가 정상 상태인지 비정상 상태인지 여부를 반영하는 결과값을 산출하고, 상기 생체 상태가 비정상 상태인 경우 상기 모니터링 디바이스의 상기 제1 콘트롤러가 상기 스피커를 통해 경고음을 출력하도록 지시하는 알람 메시지를 상기 제2 통신 모듈을 통해 상기 모니터링 디바이스로 전송하는 제2 콘트롤러를 포함하는 서버; 를 포함하는 생체 모니터링 시스템이 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, as a sensing device for sensing at least one of biometric information on a monitored object and environmental information around the monitored object, a plate-shaped body positioned under the monitoring object, and a main surface of the body A pressure sensor module that is installed in a two-dimensional array and senses at least one of the motion and posture of the monitored object using sensing values of the plurality of pressure sensors, including a plurality of pressure sensors that measure pressure at each installation location. A mattress-type sensing device comprising a mattress-type sensing device and a strap wrapped around the neck of the monitored object, and a breathing sensor installed on the strap and disposed at the airway portion of the monitoring object and detecting a vibration signal due to breathing of the monitoring object. A sensing device including a sensing device; A first communication module communicating with an external device, an output module including at least one of a display and a speaker, and information about at least one of the motion and posture of the monitored object are collected from the mattress-type sensing device through the first communication module A monitoring device including a first controller that collects information on the vibration signal from the band-type sensing device and transmits the collected information to a server; And a result value reflecting whether the biological state of the monitoring target is a normal state or an abnormal state from the received information using an artificial neural network and a second communication module that receives the information collected by the monitoring device from the monitoring device. A second controller that calculates and transmits an alarm message instructing the first controller of the monitoring device to output a warning sound through the speaker when the biological state is abnormal, to the monitoring device through the second communication module. Server comprising a; A living body monitoring system comprising a may be provided.
또 상기 모니터링 대상은, 영아, 유아, 임산부, 애완 동물 및 노약자 중 적어도 하나일 수 있다. In addition, the monitoring target may be at least one of an infant, an infant, a pregnant woman, a pet, and the elderly.
또 상기 제2 콘트롤러는, 상기 진동 신호를 미리 정해진 시간 간격에 따라 복수의 시간 세그먼트로 분할하고, 분할된 상기 복수의 시간 세그먼트 각각에 대해 주파수 성분을 추출하고, 상기 복수의 시간 세그먼트 별 주파수 성분을 2차원 매트릭스 형태로 상기 인공 신경망의 입력 레이어에 입력하고, 상기 복수의 시간 세그먼트 별 주파수 성분들과 상기 모니터링 대상의 호흡 상태가 정상 상태인지 비정상 상태인지 반영하는 식별자가 서로 태깅된 러닝 셋을 통해 학습된 상기 인공 신경망을 이용하여 상기 모니터링 대상의 호흡 상태와 관련된 생체 상태가 정상 상태인지 비정상 상태인지 여부를 반영하는 결과값을 산출할 수 있다.In addition, the second controller divides the vibration signal into a plurality of time segments according to a predetermined time interval, extracts a frequency component for each of the divided time segments, and calculates a frequency component for each of the plurality of time segments. It is input to the input layer of the artificial neural network in the form of a two-dimensional matrix, and learns through a running set tagged with an identifier reflecting whether the plurality of time segment-specific frequency components and the monitoring target's breathing state is a normal or abnormal state. Using the artificial neural network, it is possible to calculate a result value reflecting whether the biological state related to the breathing state of the monitored object is a normal state or an abnormal state.
또 상기 매트리스형 센싱 디바이스는, 상기 몸체의 주면의 가장자리에 설치되어 상기 몸체의 초기 온도를 측정하는 제1 온도 센서 및 상기 몸체의 주면의 중앙부에 설치되어 상기 모니터링 대상으로 인해 변화된 상기 몸체의 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 더 포함하고, 상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서의 센싱값을 이용하여 상기 모니터링 대상의 체온을 감지할 수 있다. In addition, the mattress-type sensing device includes a first temperature sensor installed at an edge of the main surface of the body to measure the initial temperature of the body, and a first temperature sensor installed at the center of the main surface of the body to measure the temperature of the body changed due to the monitoring A second temperature sensor to be measured may be further included, and the body temperature of the monitored object may be sensed using sensing values of the first temperature sensor and the second temperature sensor.
또 상기 센싱 디바이스는, 상기 모니터링 대상을 촬영하는 감시 카메라형 센싱 디바이스를 더 포함하고, 상기 제1 콘트롤러는, 상기 제1 통신 모듈을 통해 상기 감시 카메라형 센싱 디바이스로부터 상기 모니터링 대상의 영상에 관한 정보를 수집하고, 상기 디스플레이를 통해 상기 모니터링 대상의 영상을 실시간으로 출력할 수 있다 .In addition, the sensing device further includes a surveillance camera-type sensing device for photographing the monitoring target, and the first controller includes information on the image of the monitoring target from the surveillance camera-type sensing device through the first communication module. And, through the display, the image of the monitoring target may be output in real time.
또 상기 센싱 디바이스는 상기 모니터링 대상의 주변에 배치되고, 상기 모니터링 디바이스는 상기 모니터링 대상의 원격지에 배치될 수 있다.In addition, the sensing device may be disposed around the monitoring target, and the monitoring device may be disposed at a remote location of the monitoring target.
또 상기 센싱 디바이스들과 상기 모니터링 디바이스 간의 통신은, BLE(Bluetooth Low Energy), 블루투스(Bluetooth)나 와이파이(Wi-Fi) 중 적어도 하나의 근거리 통신 규격에 따라 수행되고, 상기 모니터링 디바이스와 상기 서버 간의 통신은, 3G, 4G, 5G 중 적어도 하나의 원거리 통신 규격에 따라 수행될 수 있다. In addition, communication between the sensing devices and the monitoring device is performed according to at least one short-range communication standard of BLE (Bluetooth Low Energy), Bluetooth, and Wi-Fi, and between the monitoring device and the server. Communication may be performed according to at least one telecommunication standard of 3G, 4G, and 5G.
이하에서는 본 명세서의 일 실시예에 따른 생체 모니터링 시스템(1000)에 관하여 설명한다. Hereinafter, a living
생체 모니터링 시스템(1000)은 모니터링 대상(10)의 생체 정보를 수집하고, 수집된 환자 정보에 기초하여 환자의 생체 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과 등을 사용자에게 제공하는 시스템이다. 여기서, 모니터링 대상(10)은 사람이나 동물일 수 있다. 예를 들어, 모니터링 대상(10)에는, 영아나 유아, 노약자, 임산부 또는 애완 동물 등이 포함될 수 있다. 물론, 모니터링 대상(10)이 반드시 상술한 예시들로 한정되는 것은 아니므로, 일반인도 모니터링 대상(10)이 될 수 있다. The
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 생체 모니터링 시스템(1000)의 블록도이고, 도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 생체 모니터링 시스템(1000)의 개략도이다. 1 is a block diagram of a living
도 1을 참조하면, 생체 모니터링 시스템(1000)은 센싱 디바이스(1200), 모니터링 디바이스(1400), 및 서버(1600)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
모니터링 시스템(1000)은, 센싱 디바이스(1200)가 모니터링 대상(10)에 관한 생체 정보를 획득하고, 모니터링 디바이스(1400)가 센싱 디바이스(1200)로부터 생체 정보를 수집하여 서버(1600)로 전송하고, 서버(1600)가 수집된 생체 정보에 기반하여 생체 상태를 판단하고, 생체 상태에 이상이 감지된 경우에는 모니터링 디바이스(1400)를 통해 사용자에게 알람 메시지를 제공함으로써. 모니터링 대상(10)에 대한 생체 모니터링을 수행할 수 있다. In the
여기서, 센싱 디바이스(1200)는 주로 모니터링 대상(10)의 신체 또는 모니터링 대상(10)의 주변에 배치될 수 있고, 모니터링 디바이스(1400)는 모니터링 대상(10)의 원격지에 배치될 수 있다. 예를 들어, 영유아에 대한 생체 모니터링을 수행하는 경우라면 센싱 디바이스(1200)는 영유아가 있는 방에 배치되고, 모니터링 디바이스(1400)는 부모 등의 사용자가 있는 방에 배치될 수 있다. 또, 모니터링 시스템(1000)은 하나 또는 복수의 센싱 디바이스(1200)를 포함할 수 있다. 복수의 센싱 디바이스(1200)는 서로 다른 생체 정보를 센싱할 수 있다. Here, the
도 2를 참조하면, 모니터링 시스템(1000)은 예시적으로 영유아에 대한 모니터링을 수행할 수 있다. 구체적으로 도2에 도시된 모니터링 시스템(1000)은 센싱 디바이스(1200)로서 영유아를 받치고 영유아의 움직임을 감지하는 매트리스 및 영유아의 신체에 부착되어 영유아의 호흡 등을 감지하는 밴드, 카메라나 마이크를 이용해 영유아에 대한 이미지나 사운드를 획득하는 기기 등일 수 있다. 이에 따라 도 2에 도시된 모니터링 시스템(1000)은 획득된 다양한 생체 정보를 이용해 영유아의 건강 등을 비롯한 생체 상태를 모니터링 할 수 있다. Referring to FIG. 2, the
이하에서는 본 명세서의 일 실시예에 따른 생체 모니터링 시스템(1000)의 각 구성에 대해 다시 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. Hereinafter, each component of the living
센싱 디바이스(1200)는 모니터링 대상(10)에 관한 생체 정보 또는 모니터링 대상(10) 주변의 환경 정보를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 생체 정보는 모니터링 대상(10)의 호흡, 체온, 동작, 자세, 맥박, 심전도, 이미지, 소리 등을 포함할 수 있다. 또 센싱 디바이스(1200)는 생체 정보 이외에도 모니터링 대상(10) 주변의 환경 정보를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 환경 정보는 기온, 습도, 주변음, 조도 등을 포함할 수 있다. The
이를 위해 센싱 디바이스(1200)는 획득하는 생체 정보 또는 환경 정보를 감지하는 센서(1220)를 구비하여 생체 정보나 환경 정보를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 센서는 호흡을 감지하는 진동 센서, 체온이나 기온을 감지하는 온도 센서, 모니터링 대상(10)의 이미지를 촬영하는 이미지 센서, 소리를 감지하는 마이크 센서 등을 포함할 수 있다. To this end, the
여기서, 하나의 센싱 디바이스(1200)가 반드시 하나의 생체 정보만을 획득해야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 센싱 디바이스(1200)는 모니터링 대상(10)을 촬영하는 카메라와 모니터링 대상(10)이 내는 소리를 감지하는 마이크를 포함하는 형태로 구현될 수도 있다. 또 모니터링 시스템(1000)이 복수의 센싱 디바이스(1200)를 포함하여 구현될 수도 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 모니터링 시스템(1000)은 매트리스형 센싱 디바이스(1200a), 밴드형 센싱 디바이스(1200b) 및 카메라/마이크를 갖는 기기 형태의 센싱 디바이스(1200c)를 포함할 수 있다. Here, one
또 센싱 디바이스(1200)는 통신 모듈(1240)을 구비하고, 통신 모듈(1240)을 통해 감지한 생체 정보나 환경 정보를 모니터링 디바이스(1400)로 전송할 수 있다. In addition, the
또한, 센싱 디바이스(1200)와 모니터링 디바이스(1400)간의 통신은, BLE(Bluetooth Low Energy), 블루투스(Bluetooth)나 와이파이(Wi-Fi) 중 적어도 하나의 근거리 통신 규격에 따라 수행될 수 있다.In addition, communication between the
통신 모듈(1240)은 BLE(Bluetooth Low Energy), 블루투스(Bluetooth) 모듈, 와이파이(Wi-Fi) 모듈, 3G, 4G 또는 5G를 비롯한 이동 통신 모듈 및 그 외의 다양한 통신 규격을 통해 데이터를 송신하는 유무선 모듈을 포함할 수 있다. The
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 센싱 디바이스(1200)에는 감지되는 각종 생체 정보나 환경 정보를 처리하기 위한 콘트롤러(미도시)가 선택적으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 센싱 디바이스(1200)의 콘트롤러(미도시)는 센싱되는 신호의 노이즈를 처리하거나 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 등의 신호 처리를 수행할 수 있다. 다른 예로, 센싱 디바이스(1200)의 콘트롤러(미도시)는 생체 신호에 대한 연산을 수행하여 생체 상태를 산출할 수도 있다. 구체적으로 센싱 디바이스(1200)의 콘트롤러(미도시)는 진동 신호 형태의 생체 정보로부터 호흡수 또는 맥박수를 산출할 수 있거나, 압력 신호 형태의 생체 정보들로부터 모니터링 대상(10)의 자세나 동작을 산출할 수 있다. 또 도면에는 센싱 디바이스(1200)가 모니터링 디바이스(1400)와 통신하는 것으로 도시되어 있으나, 센싱 디바이스(1200)가 직접 서버(1600)와 통신하는 것도 가능하다.Meanwhile, although not shown in the drawing, a controller (not shown) for processing various types of biometric information or environmental information to be sensed may be optionally provided in the
상술한 각종 생체 정보 또는 환경 정보를 획득하기 위해 센싱 디바이스(1200)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 센싱 디바이스(1200)는 모니터링 대상(10)의 동작이나 자세를 감지하기 위한 매트리스형(1200a)으로 제공될 수 있다. 다른 예로, 센싱 디바이스(1200)는 모니터링 대상(10)의 호흡을 측정하는 밴드형(1200b)으로 제공될 수 있다. The
센싱 디바이스(1200)의 대표적인 몇몇 구현예에 관한 자세한 설명은 후술하기로 한다. A detailed description of some exemplary implementation examples of the
모니터링 디바이스(1400)는 센싱 디바이스(1200)가 획득한 생체 정보를 수집하고 이를 서버(1600)로 전달할 수 있다. 또 모니터링 디바이스(1400)는 사용자에게 알람 메시지 등을 출력하는 사용자 인터페이스로 동작할 수 있다. The
모니터링 디바이스(1400)는 주로 사용자가 자유롭게 들고 다니는 모바일 디바이스로 제공될 수 있다. 모니터링 디바이스(1400)는 본 명세서의 일 실시예에 따른 모니터링 시스템(1000)에만 이용되는 전용 기기일 수도 있으나, 기존의 스마트 폰이나 태블릿 등의 기기가 모니터링 디바이스(1400)로 이용될 수도 있다. The
다시 도 1을 참조하면, 모니터링 디바이스(1400)는 입력 모듈(1410), 출력 모듈(1420), 통신 모듈(1430), 메모리(1440) 및 콘트롤러(1450)를 포함할 수 있다. Referring back to FIG. 1, the
입력 모듈(1410)은 사용자로부터 입력을 받을 수 있다. 또 출력 모듈(1420)은 사용자에게 각종 정보를 출력할 수 있다. 입력 모듈(1410)의 예로는, 버튼, 마이크, 터치 패드 등을 들 수 있다. 또 출력 모듈(1420)의 예로는, 디스플레이, 스피커, 진동자 등을 들 수 있다. 여기서, 터치 패드와 디스플레이가 합쳐진 터치 스크린이 입력 모듈 및 출력 모듈이 결합된 형태로 활용될 수도 있다. The
출력 모듈(1420)은 사용자에게 다양한 정보를 제공할 수 있다. The
일 예로, 모니터링 디바이스(1400)는 출력 모듈(1420)을 통해 생체 정보나 생체 상태를 출력할 수 있다. 구체적으로 모니터링 대상(10)에 대한 이미지를 생체 정보로 촬영한 경우에는, 디스플레이를 통해 모니터링 대상(10)의 영상을 출력될 수 있다. 또는 모니터링 대상(10)에 대한 호흡 신호를 생체 정보로 획득한 경우에는, 호흡 신호에 기초하여 산출된 호흡수나 호흡 상태 등과 같은 생체 상태가 출력될 수 있다. 또는 모니터링 대상(10)의 생체 상태에 이상이 발생한 경우 등에는, 알람 메시지를 소리나 영상, 진동으로 사용자에게 출력할 수 있다. For example, the
통신 모듈(1430)은 센싱 디바이스(1200) 또는 서버(1600)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(1430)은 센싱 디바이스(1200)로부터 생체 정보를 수신할 수 있다. 또한, 통신 모듈(1430)은 매트리스형 센싱 디바이스(1200a)로부터 모니터링 대상(10)의 동작 및 자세 중 적어도 하나에 관한 정보 및 모니터링 대상(10)의 체온에 관한 정보를 수집하고, 밴드형 센싱 디바이스(1200b)로부터 모니터링 대상(10)의 호흡에 관한 정보를 수집하고, 상기 수집된 정보들을 서버(1600)로 전송할 수 있다. 또한, 통신 모듈(1430)은 감시 카메라형 센싱 디바이스(1200c)로부터 모니터링 대상(10)의 영상에 관한 정보를 수집하고, 상기 수집된 정보들을 서버로 전송할 수 있다.The
다른 예를 들어, 통신 모듈(1430)은 서버(1600)로 생체 정보를 전달하거나 서버(1600)로부터 알람 메시지 또는 생체 상태를 수신할 수 있다.For another example, the
통신 모듈(1430)은 유선 통신 또는 무선 통신을 수행하는 다양한 규격의 모듈로 구현될 수 있다. 또 모니터링 디바이스(1400)에는 통신 모듈(1430)이 복수로 구비될 수도 있다. 예를 들어, 모니터링 디바이스(1400)와 센싱 디바이스(1200) 간의 통신이 BLE(Bluetooth Low Energy), 블루투스나 와이파이와 같은 근거리 통신 규격에 따라 수행되고, 모니터링 디바이스(1400)와 서버(1600) 간의 3G, 4G 또는 5G 등의 원거리 통신 규격에 따라 수행되는 경우에는 모니터링 디바이스(1400)는 근거리 통신 모듈과 원거리 통신 모듈을 각각 구비할 수 있다. The
메모리(1440)에는 각종 정보가 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리(1440)에는 모니터링 디바이스(1400)를 구동하기 위한 오퍼레이팅 시스템(OS: Operating System)이나 센싱 디바이스(1200)로부터 획득한 생체 정보 등이 저장될 수 있다.Various types of information may be stored in the memory 1440. For example, the memory 1440 may store an operating system (OS) for driving the
메모리(1440)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또 메모리는 일시적, 영구적 또는 반영구적으로 정보를 저장할 수 있으며, 내장형 또는 탈착형으로 제공될 수 있다. The memory 1440 is a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (for example, SD or XD memory), and RAM. (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory, ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory) magnetic memory, magnetic disk And at least one type of storage medium among optical disks. In addition, the memory may temporarily, permanently or semi-permanently store information, and may be provided as an internal or removable type.
콘트롤러(1450)는 모니터링 디바이스(1400)의 각 구성을 제어하거나 각종 정보를 처리하고 연산할 수 있다. 예를 들어, 출력 모듈(1420)을 통해 모니터링 대상(10)에 대한 생체 정보 또는 생체 상태를 출력할 수 있다. 다른 예를 들어, 콘트롤러(1450)는 디스플레이를 통해 모니터링 대상(10)의 영상을 출력할 수 있다. 이때, 영상은 실시간으로 출력될 수 있다. The controller 1450 may control each component of the
콘트롤러(1450)는 소프트웨어, 하드웨어 및 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어적으로 콘트롤러(1450)는 FPGA((field programmable gate array)나 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 반도체 칩, 및 그 외의 다양한 형태의 전자 회로로 구현될 수 있다. 또 예를 들어, 소프트웨어적으로 콘트롤러(1450)는 상술한 하드웨어에 따라 수행되는 논리 프로그램이나 각종 컴퓨터 언어 등으로 구현될 수 있다.The controller 1450 may be implemented in software, hardware, and combinations thereof. For example, in hardware, the controller 1450 may be implemented as a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), a semiconductor chip, and other various types of electronic circuits. In terms of software, the controller 1450 may be implemented as a logic program or various computer languages executed according to the above-described hardware.
이하의 설명에서 별도의 언급이 없는 경우 모니터링 디바이스(1400)의 동작은 콘트롤러(1450)의 제어를 받아 수행되는 것으로 이해될 수 있다. In the following description, unless otherwise stated, the operation of the
서버(1600)는 모니터링 디바이스(1400)로부터 생체 정보를 수신하고, 이에 기초하여 생체 상태를 판단할 수 있다. 또 서버(1600)는 생체 상태가 비정상인 경우 모니터링 디바이스(1400)로 알람 메시지를 전송하여, 모니터링 디바이스(1400)가 사용자에게 알람 메시지를 출력하도록 할 수 있다. The
서버(1600)는 통신 모듈(1620), 메모리(1640) 및 콘트롤러(1660)를 포함할 수 있다. The
서버(1600)는 통신 모듈(1620)을 통해 모니터링 디바이스(1400)와 데이터를 송수신할 수 있다. 통신 모듈(1620)은 모니터링 디바이스(1400)로부터 모니터링 디바이스(1400)가 수집한 생체 정보를 수신하거나 또는 모니터링 디바이스(1400)에 생체 상태 또는 알람 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 모니터링 디바이스(1400)와 서버(1600)간의 통신은 3G, 4G, 5G 등 이동 통신 규격에 따라 수행될 수 있다. The
메모리(1640)에는 각종 정보가 저장될 수 있고, 콘트롤러(1660)는 서버(1600)의 각 구성을 제어하거나 각종 정보를 처리하고 연산할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1640)에는 수신한 생체 정보가 모니터링 대상(10)과 관련되어 저장될 수 있고, 콘트롤러(1660)는 이를 참조하여 모니터링 대상(10)에 대한 생체 상태를 판단할 수 있다. 한편, 후술하겠지만 생체 상태의 판단에는 기계 학습 모델이 이용될 수 있는데, 이 경우에는 메모리(1640)에 기계 학습 모델이 저장되어 있고, 콘트롤러(1660)가 이를 이용하여 생체 상태를 판단할 수 있다.Various types of information may be stored in the
또한, 콘트롤러(1660)는 인공 신경망을 이용하여 모니터링 디바이스로(1400)부터 수신한 정보들로부터 모니터링 대상(10)의 생체 상태가 정상 상태인지 비정상 상태인지 여부를 반영하는 결과값을 산출하고, 생체 상태가 비정상 상태인 경우 모니터링 디바이스(1400)의 콘트롤러(1450)가 스피커를 통해 경고음을 출력하도록 지시하는 알람 메시지를 통신 모듈(1620)을 통해 모니터링 디바이스(1400)로 전송할 수 있다.In addition, the
이에 대한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다. A more detailed description of this will be described later.
이들 서버(1600)의 구성은 상술한 모니터링 디바이스(1400)의 통신 모듈(1420), 메모리(1440) 및 콘트롤러(1450)와 동일 또는 유사하게 구현될 수 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또 이하의 설명에서 별도의 언급이 없는 경우 서버(1600)의 동작은 콘트롤러(1660)의 제어를 받아 수행되는 것으로 이해될 수 있다. Since the configuration of these
또, 모니터링 시스템(1000)에는 서버(1600)가 하나 또는 복수일 수 있다. 예를 들어, 서버(1600)는 본 명세서에서 설명되는 서버(1600)의 기능을 통합 수행하는 단일한 물리적 객체일 수도 있으나, 본 명세서에서 설명되는 서버(1600)의 기능을 각각 수행하는 복수의 물리적 객체로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 서버(1600)는 생체 정보를 저장하는 데이터 베이스 서버, 인공 지능 알고리즘을 통해 생체 정보로부터 생체 상태를 판단하는 인공 지능 서버, 인터넷을 통해 생체 모니터링을 위한 웹 페이지를 운영하는 웹 서버 등으로 분산되어 있을 수 있다. In addition, the
이하에서는 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스(1200)의 몇몇 구현예에 관해 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, some implementation examples of the
종래의 센싱 디바이스(1200)의 대표적인 예로는, 카메라와 스피커가 결합된 감시 카메라 형태의 기기(1200c)를 들 수 있다. 본 명세서에서는 감시 카메라 형태의 기기(1200c) 이외에도 매트리스형 기기(1200a)와 밴드형 기기(1200b)가 센싱 디바이스(1200)에 포함될 수 있다. A representative example of the
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스(1200)의 일 예의 사시도이다. 3 is a perspective view of an example of a
일 예에 따르면, 센싱 디바이스(1200)는, 도 3에 도시된 바와 같이 모니터링 대상(10)의 하부에 배치되는 매트리스형으로 제공될 수 있다. 매트리스형 디바이스(1200a)는 무구속, 무자각 센서를 이용하여 모니터링 대상(10), 특히 영유아의 수면 중 호흡, 맥박, 울음소리, 위치, 자세, 동작 및 체열 변화와 관련한 생체 정보를 검출할 수 있다. According to an example, the
매트리스형 센싱 디바이스(1200a, 이하 '매트리스 디바이스'라고 함)는 쿠션감이 있는 평면 플레이트 형태로 제공될 수 있다. 다시 말해, 매트리스 디바이스(1200a)는 플레이트 형태의 몸체를 가질 수 있다. 매트리스 디바이스(1200a)의 몸체는 모니터링 대상(10)이 매트리스 디바이스(1200a) 위에서 수면을 취하거나 앉아서 생황을 하기 적당한 크기를 가질 수 있다. The mattress-
매트리스 디바이스(1200a)에는 다양한 센서가 부착되어 상술한 각종 생체 정보를 획득할 수 있다. 획득된 생체 정보들은 모니터링 디바이스(1400)로 전송될 것이다. Various sensors are attached to the
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스(1200)의 일 예의 블록도이다.4 is a block diagram of an example of a
도 4를 참조하면, 매트리스 디바이스(1200a)는 복수의 센서(1220)를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 센서(1220a, 1220b, 1220c)는 진동 센서(1220a), 온도 센서(1220b) 및 압력 센서(1220c)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
진동 센서(1220a)는 매트리스 디바이스(1200a) 위에 있는 모니터링 대상(10)으로부터 발생하는 진동을 센싱할 수 있다. 모니터링 대상(10)에 의해 발생하는 진동은 모니터링 대상(10)의 발화, 호흡, 맥박, 기침, 움직임 등에 의해 유발될 수 있다. 예를 들어, 진동 센서(1220a)는 영유아의 들숨과 날숨에 의한 진동을 감지하거나, 영유아의 맥박에 의한 진동을 감지하여 이를 전기적 신호로 변환시킬 수 있다.The
모니터링 대상(10)이 진동 센서(1220a)와 직접 접촉하고 있는 경우 진동 센서(1220a)는 모니터링 대상(10)으로부터 직접 진동을 감지할 수 있다. 또는 모니러팅 대상(10)이 진동 센서(1220a)와 접촉하지 않고 있는 경우 진동 센서(1220a)는 매트리스를 매질로 모니터링 대상(10)으로부터 전파되는 진동을 감지할 수 있다. 진동 센서(1220a)는 PVDF(PolyVinyliDene Fluoride) 센서나 그 외의 압전(piezoelectric) 센서일 수 있다. When the
온도 센서(1220b)는 모니터링 대상(10)의 체온, 매트리스의 온도 또는 기온을 측정할 수 있다. 온도 센서(1220b)는 모니터링 대상(10)과 접촉해 체온을 측정하거나, 매트리스에 부착되어 매트리스의 온도를 측정하거나, 외부로 노출되어 기온을 측정할 수 있다. 이때, 기온은 모니터링 대상(10)의 체열 변화에 따른 매트리스 온도 변화의 기준값을 설정하기 위한 용도로 사용될 수 있다.The
또한, 밴드 디바이스(1200b)는 상기 몸체의 주면의 가장자리에 설치되어 상기 몸체의 초기 온도를 측정하는 제1 온도 센서(1220b-1) 및 상기 몸체의 주면의 중앙부에 설치되어 상기 모니터링 대상(10)으로 인해 변화된 상기 몸체의 온도를 측정하는 제2 온도 센서(1220b-2)를 포함하고 상기 제1 온도 센서(1220b-1) 및 상기 제2 온도 센서(1220b-2)의 센싱값을 이용하여 모니터링 대상(10)의 체온을 감지하는 온도 센서 모듈을 포함할 수 있다.In addition, the
압력 센서(1220c)는 매트리스에 부착되어 모니터링 대상(10)으로부터 인가되는 압력을 감지할 수 있다. 압력이 센싱되면 모니터링 대상(10)의 자세나 동작에 관한 생체 정보가 획득될 수도 있다. 압력 센서(1220c)는 FSR(Force-sensing resistor) 센서를 비롯한 다양한 형태로 제공될 수 있다. The
상술한 매트리스 디바이스(1200a)에는 복수의 센서가 다양한 형태로 배치될 수 있다. 다음은 그 몇몇 예이다. A plurality of sensors may be arranged in various forms in the
매트리스 디바이스(1200a)에는 센서가 2차원 어레이로 배열될 수 있다. 예를 들어, 다시 도 3을 참조하면, 매트리스(1202)에는 센서가 매트리스(1202)의 각 모서리에 배치되는 등 여러 형태로 배열될 수 있다. 또는, 센서는 매트리스(1202)에 3×3 어레이로 배열될 수 있다. 센서의 간격이나 위치, 배치 등은 매트리스의 전체적인 크기나, 모니터링 대상(10), 예를 들어 영유아의 키, 체중 등에 따라 결정될 수 있다. Sensors may be arranged in a two-dimensional array in the
여기서, 센서(1220)는 상술한 진동 센서(1220a), 온도 센서(1220b) 및 압력 센서(1220c) 중 어느 하나이거나 또는 적어도 둘 이상이 포함된 복합 센서일 수 있다. 복합 센서에 구비된 진동 센서는 호흡, 맥박, 울음소리에 의한 진동 변화를 감지할 수 있다. 진동 센서(1220a)는 압전 센서로서 탄성체에 발생한 변위나 변형에 따른 전압 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 영유아의 들숨과 날숨에 의한 진동을 감지하거나, 영유아의 맥박에 의한 진동을 감지하거나, 영유아의 울음소리에 의한 진동 변화를 감지하여 이를 전기적 신호로 변환시킬 수 있다. Here, the
진동 센서(1220a) 중 적어도 일부는 모니터링 대상(10)이 누운 자세를 취하는 경우 머리가 놓이는 영역 또는 그 인접한 영역에 배치될 수 있다. 머리가 놓이는 영역이나 그 부근에 배치된 진동 센서(1220a)는 모니터링 대상(10)의 호흡이나 맥박, 발화 등에 의해 발생한 진동을 감지하여 모니터링 대상(10)의 호흡 상태, 호흡수, 맥박 상태, 맥박수, 울음과 관련된 정보를 감지할 수 있다. At least some of the
압력 센서(1220c)는 모니터링 대상(10)의 자세, 움직임 등을 검출하는 기능을 갖는다. 미리 정해진 어레이 형태로 배열된 압력 센서(1220c)는, 각 개별 압력 센서(1220c)에서 감지되는 압력의 조합을 통해 모니터링 대상(10)의 자세나 움직임을 감지할 수 잇게 된다. 예를 들어, 매트리스 디바이스(1200a)는 모니터링 대상(10)의 하부에 위치하는 플레이트 형상의 몸체 주면에 2차원 어레이로 설치되고 각각 설치 위치에서의 압력을 측정하는 복수의 압력 센서를 포함하여 상기 복수의 압력 센서의 센싱값을 이용하여 상기 모니터링 대상(10)의 동작 및 자세 중 적어도 하나를 감지하는 압력 센서 모듈을 포함할 수 있다.The
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스의 다른 예의 사시도이고, 도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스의 다른 예의 분해 사시도이다. 5 is a perspective view of another example of a sensing device according to an embodiment of the present specification, and FIG. 6 is an exploded perspective view of another example of the sensing device according to an embodiment of the present specification.
일 예에 따르면, 센싱 디바이스(1200)는, 도 5에 도시된 바와 같이 모니터링 대상(10)의 신체에 부착되는 밴드형으로 제공될 수 있다. 밴드형 센싱 디바이스(1200b)는 모니터링 대상(10), 특히 영유아의 수면 중 호흡, 맥박, 울음소리 및 체열 변화와 관련한 생체 정보를 검출할 수 있다. According to an example, the
밴드형 센싱 디바이스(1200b, 이하 '밴드 디바이스,'라고 함)는 목 부위를 감싸는 밴드 형태로 제공될 수 있다. 도 5를 참조하면, 밴드 디바이스(1200b)는 호흡이나 발화 등에 의해 발생하는 진동 신호를 감지하도록 목 부위에 밀착 배치되는 호흡 센서가 있는 본체(1204)와 센서의 위치를 고정시키고 목 부위와 밀착되도록 텐션을 제공하여 상기 모니터링 대상(10)의 목에 감기는 스트랩(1206)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 밴드형 센싱 디바이스(1200b) 는 모니터링 대상(10)의 목에 감기는 스트랩(1206) 및 스트랩(1206)에 설치되고 모니터링 대상(10)의 기도 부위에 배치되고 모니터링 대상(10)의 호흡에 의한 진동 신호를 감지하는 호흡 센서(1220)를 포함할 수 있다.The band-
물론, 스트랩(1206)은 밴드 디바이스(1200b)의 필수적인 구성은 아니며, 예를 들어, 호흡 센서가 목 부위에 부착되도록 하는 접착 수단으로 대체될 수도 있다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위해 스트랩(1206) 부분을 제외한 밴드 디바이스(1200b)의 본체를 "밴드 디바이스(1200b)"로 지칭하기로 한다. Of course, the
예시적으로 밴드 디바이스(1200b)는 위에서 보았을 때 사각형 형태로 제작될 수 있다. 구체적으로, 밴드 디바이스(1200b)는 부착 부위(12)를 감쌀 수 있도록 일단이 더 긴 직사각형 형태일 수 있다.For example, the
밴드 디바이스(1200b)는 커버(1250), 접착층(1255), 절연막(1260), 압전 필름(1270) 및 케이스(1275)가 순서대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 이때 통신 모듈(1240b)은 압전 필름(1270)과 수평으로 위치하면서 절연막(1260)과 케이스(1275) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 밴드 디바이스(1200b)는 최하층에 커버(1250)가 위치하고, 커버(1250) 위에 접착층(1255)이 위치하며, 접착층(1255) 위에 압전 필름(1270) 및 통신 모듈(1240b)이 위치하며, 최상층에 케이스(1275)가 위치하는 적층 구조일 수 있다. 도 5 및 도 6에는 통신 모듈(1240b)이 무선 통신 모듈인 것으로 도시하였으나, 본 명세서의 일 실시예에 따른 밴드 디바이스(1200b)가 이로 인해 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다. The
접착층(1255)은 박막 형태로 제공될 수 있다. 접착층(1255)은 접착성, 전도성 및 유연성을 모두 구비하는 겔 상의 물질로 제공될 수 있다. 여기서, 겔 상의 물질의 예로는, 하이드로 겔이 이용될 수 있다. The
접착층(1255)은 밴드 디바이스(1200b)를 부착 부위(12)에 고정시키는 역할을 할 수 있으므로, 접착층(1255)의 접착력이 충분하다면 밴드 디바이스(1200b)에서 스트랩(1206)이 제외될 수 있다. 반대로, 밴드 디바이스(1200b)가 스트랩(1206)을 구비하고, 이로 인해 목 부위에 센서가 충분히 고정될 수 있다면, 밴드 디바이스(1200b)에서 접착층(1255)이 제외될 수도 있다.Since the
한편, 접착층(1255)을 구성하는 겔 상의 물질은 부착 부위(2)에 밴드 디바이스(1200b)를 접착시키는 이외에도 하부 전극(1273)의 접지를 위한 전기적 채널 기능과 호흡 진동에 대한 필터링 기능을 더 가질 수 있다.On the other hand, the gel-like material constituting the
절연막(1260)은 박막 형태로 제공될 수 있다. 절연막(1260)은 접착층(1255)과 압전 필름(1270) 사이에 개재될 수 있다. 위에서 보았을 때 절연막(1260)의 면적은 압전 필름(1270)의 면적 이상으로 제공될 수 있다.The insulating
한편, 절연막(1260)에는 관통공(1261)이 형성될 수 있다. 관통공(1261)은 압전 필름(1270)과 접착층(1255)을 전기적으로 연결함으로써, 압전 필름(1270)을 접착층(1255)을 통해 신체에 접지시키는 구성이다.Meanwhile, a through
관통공(1261)은 절연막(1260)의 상면에서 하면까지 절연막(1260)을 관통하면서 연장되는 빈 공간일 수 있다.The through
관통공(1261)은 접착층(1255), 절연막(1260) 및 압전 필름(1270)이 포개지는 경우, 접착층(1255)과 압전 필름(1270)에 맞닿는 절연막(1260)의 일 영역에 형성될 수 있다. 이로써, 접착층(1255), 절연막(1260) 및 압전 필름(1270)이 밀착되어서 포개지는 경우, 관통공(1261)에 대응되는 접착층(1255)의 일부가 관통공(1261) 내부로 삽입되면서 압전 필름(1270)의 하부 전극(1273)에 접촉될 수 있다. 이로써 관통공(1261)에 대응되는 영역에서는 압전 필름(1270)과 접착층(1255)이 전기적으로 연결될 수 있다.The through
압전 필름(1270)은 압전 소자(1272), 상부 전극(1271) 및 하부 전극(1273)을 포함할 수 있다. 압전 필름(1270)은, 압전 소자(1272)로 진동이 전달되면 압전 소자(1272)에 전위차가 발생하고 전위차에 의해 상부 전극(1271)과 하부 전극(1273) 간에 전기 신호가 인가됨으로써, 진동을 감지할 수 있다. 다시 말해, 본 명세서의 실시예에 따른 밴드 디바이스(1200b)는 진동을 감지하는 센서 모듈로서 진동 센서인 압전 필름(1270)을 포함할 수 있다. 이에 따라 밴드 디바이스(1200b)는 압전 필름(1270)이 목 부위에 위치되면 호흡, 맥박, 움직임, 발화 등에 의해 발생하는 진동 신호를 감지할 수 있다. 압전 필름(1270)은 예를 들어 상술한 PVDF 재질로 제공될 수 있다. The
케이스(1275)는 밴드 디바이스(1200b)의 최상면에 위치할 수 있다. 케이스(1275)는 대체로 박막 형태일 수 있다. 케이스(1275)는 위에서 보았을 때 절연막(1260)과 동일하거나 절연막(1260) 이상의 면적을 가질 수 있다. 케이스(1275)는 절연막(1260)을 위에서 덮으면서 포개질 수 있고, 그 사이에 압전 필름(1270) 및 통신 모듈(1240b)이 개재될 수 있다.The
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 센싱 디바이스(1200)의 다른 예의 동작에 관한 도면이다. 7 is a diagram illustrating another example operation of the
도 7을 참조하여, 밴드 디바이스(1200b)는 부착 부위(12), 예를 들어 모니터링 대상(10)의 목 부위에 부착된 결합된 상태에서 호흡 등으로 인해 발생된 진동을 감지할 수 있다. Referring to FIG. 7, the
구체적으로, 목 부위에서 발생한 진동은, 접착층(1255)으로 전달될 수 있다. 진동은 접착층(1255)과 절연막(1260)을 거쳐 압전 필름(1270)으로 전달될 수 있다. 압전 필름(1270)은 진동에 따른 외력을 받고, 이에 따라 압전 필름(1270)을 사이에 둔 상부 전극(1271)과 하부 전극(1273) 사이에 전기 신호가 생성될 수 있다. 이때, 하부 전극(1273)은 관통공(1261)을 통해 접착층(1255)에 전기적으로 연결된 상태일 수 있으며, 접착층(1255)을 통해 모니터링 대상(10)의 신체에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라 하부 전극(1273)이 접지됨으로 압전 필름(1270)에서 생성되는 전기 신호에서 노이즈가 감소하여 보다 정확한 진동 신호를 얻을 수 있게 된다. 절연막(1260)은 압전 필름(1270)의 주면을 신체와 전기적으로 차단함으로써, 신체의 미세 전류로 인해 압전 필름(1270)에서 발생하는 전기 신호에 노이즈가 발생하는 것이 최소화될 수 있다. Specifically, vibration generated in the neck region may be transmitted to the
이하에서는 본 명세서의 일 실시예에 따른 생체 모니터링 방법에 관하여 설명한다. 이하의 설명에서는 상술한 생체 모니터링 시스템(1000)을 이용하여 생체 모니터링 방법이 수행되는 것으로 설명하겠으나, 이는 단순히 설명의 편의를 위한 것에 불과하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모니터링 방법은 상술한 생체 모니터링 시스템(1000) 이외에도 유사한 기능을 가지는 다른 장치나 시스템에 의해서도 수행될 수 있다. Hereinafter, a biometric monitoring method according to an embodiment of the present specification will be described. In the following description, it will be described that the biometric monitoring method is performed using the
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 생체 모니터링 방법의 순서도이다. 8 is a flowchart of a biometric monitoring method according to an embodiment of the present specification.
도 8을 참조하면, 생체 모니터링 방법은, 생체 정보를 감지하는 단계(S1100), 생체 정보를 수집하는 단계(S1200), 생체 정보에 기초하여 생체 상태를 모니터링하는 단계(S1300) 및 이상이 발생한 경우 알람 메시지를 출력하는 단계(S1400)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the biometric monitoring method includes: detecting biometric information (S1100), collecting biometric information (S1200), monitoring a biometric state based on the biometric information (S1300), and when an abnormality occurs. The step of outputting an alarm message (S1400) may be included.
이하에서는 상술한 각 단계들에 관하여 상세히 설명한다. Hereinafter, each of the above-described steps will be described in detail.
생체 모니터링 시스템(1000)은 생체 정보를 감지할 수 있다(S1100).The
센싱 디바이스(1200)는 모니터링 대상(10)에 부착되거나 또는 모니터링 대상(10)의 근처에 배치되어 모니터링 대상(10)으로부터 생체 정보를 감지할 수 있다. 나아가 센싱 디바이스(1200)는 모니터링 대상(10)의 주변 환경에 대한 환경 정보를 감지할 수도 있다. The
예를 들어, 모니터링 시스템(1000)은 센싱 디바이스(1200)로서 매트리스 디바이스(1200a), 밴드 디바이스(1200b) 및 카메라/마이크를 가지는 감시 카메라 형태의 센싱 디바이스(1200c)를 포함할 수 있다. 감시 카메라형 센싱 디바이스(1200c)는 모니터링 대상(10)을 촬영할 수 있고, 모니터링 대상(10)으로부터 또는 그 주변의 소리를 녹음할 수 있다. For example, the
이때, 매트리스 디바이스(1200a), 밴드 디바이스(1200b) 및 감시 카메라 형태의 센싱 디바이스(1200c)는, 각각 호흡, 맥박, 체온, 기온, 자세, 움직임, 이미지, 소리 중 적어도 하나 이상의 생체 정보를 감지할 수 있다. In this case, the
생체 모니터링 시스템(1000)은 생체 정보를 수집할 수 있다(S1200).The
모니터링 디바이스(1400)는 센싱 디바이스(1200)로부터 센싱 디바이스(1200)가 감지한 생체 정보를 수집할 수 있다. 구체적으로 모니터링 디바이스(1400)는 통신 모듈(1430)을 통해 하나 또는 복수의 센싱 디바이스(1200)로부터 생체 정보를 수신할 수 있다. 생체 정보의 수집은 주로 BLE(Bluetooth Low Energy), 블루투스나 와이파이 등의 근거리 통신을 통해 수행될 수 있다. The
생체 모니터링 시스템(1000)은 생체 정보에 기초하여 생체 상태를 모니터링할 수 있다(S1300). 여기서, 생체 상태의 모니터링이란, 모니터링 대상(10)의 생체 상태가 어떤 상태인지를 지속적으로 판단하고, 판단 결과에 따라 모니터링 대상(10)에 이상이 발생했는지를 검출하는 것을 의미할 수 있다. The living
서버(1600)는 모니터링 디바이스(1400)로부터 모니터링 디바이스(1400)가 수집한 생체 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로 서버(1600)는 통신 모듈을 통해 모니터링 디바이스(1400)로부터 생체 정보를 전달받을 수 있다. 여기서, 생체 정보의 전달은 주로 이동 통신과 같은 원거리 통신이나, LAN과 같은 유선 통신을 통해 수행될 수 있다. The
서버(1600)가 각종 생체 정보를 수집하면, 이에 기초하여 생체 상태에 대한 판단, 진단 내지는 분석을 수행할 수 있다. 구체적으로 콘트롤러(1660)는 생체 정보를 종합적으로 고려하여 모니터링 대상(10)의 생체 상태를 판단할 수 있다. 여기서, 생체 상태란, 생체 정보는 모니터링 대상(10)으로부터 직접적으로 검출되는 신호인데 반해, 이를 해석한 결과를 의미할 수 있다. 일 예로, 생체 정보가 호흡으로 인한 진동 신호이고, 생체 상태는 해당 호흡 진동 신호를 분석한 결과로, 호흡수나 호흡 상태, 과호흡 상태인지 여부, 무호흡 상태인지 여부, 호흡 상태에 기초한 건강 상태 등일 수 있다.When the
생체 정보에 기초한 생체 상태의 판단, 진단 내지 분석은 다양한 알고리즘으로 구현될 수 있는데, 예를 들어, 딥 러닝 기반의 인공 신경망을 이용하는 기계 학습 모델을 들 수 있다. 물론, 서버(1600)가 반드시 딥 러닝 계열의 기계 학습 모델을 이용해야만 하는 것은 아니며, 다양한 다른 기법을 이용하여 생체 상태의 판단, 진단 내지 분석을 수행하는 것도 가능하다. 한편, 생체 상태의 판단, 진단 내지 분석을 수행하는 기계 학습 모델의 예에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다. The determination, diagnosis, or analysis of a living body state based on biometric information can be implemented with various algorithms, for example, a machine learning model using an artificial neural network based on deep learning. Of course, the
서버(1600)는 생체 상태에 관한 정보를 획득하면, 이에 기초하여 모니터링 대상(10)의 이상 여부를 체크할 수 있다. 예를 들어, 영유아의 경우 호흡수는 일반적인 정상 상태에서 분당 150회 이상인데, 생체 정보로서 감지된 호흡수 내지는 호흡 진동 신호에 기반하여 추출한 생체 상태로서의 호흡수가 분당 120회 미만으로 판단되면, 서버(1600)는 이를 이상 상태로 판단할 수 있다. When the
모니터링 시스템(1000)은 이상이 발생한 경우 알람 메시지를 출력할 수 있다(S1400).The
모니터링 디바이스(1400)는 사용자에게 경고나 알람 메시지를 출력할 수 있다. 구체적으로는, 서버(1600)가 상태 이상 발생/감지 시 알람 메시지를 생성하고, 이를 모니터링 디바이스(1400)에 전달하고, 알람 메시지를 전달받은 모니터링 디바이스(1400)는 사용자에게 경고나 알람 메시지를 출력할 수 있다. The
이하에서는 본 명세서의 일 실시예에 따른 생체 상태를 판단/진단 내지 분석하는 알고리즘에 관하여 설명한다. Hereinafter, an algorithm for determining/diagnosing or analyzing a living body state according to an embodiment of the present specification will be described.
일 예에 따르면, 상술한 알고리즘은 딥 러닝 계열의 인공 신경망을 이용하는 기계 학습 모델로 구현될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 인공 신경망은 서버(1600)의 메모리에 모델링이 저장되고, 서버(1600)의 콘트롤러(1660)에 의해 생체 정보를 입력값으로 입력받아 생체 상태를 출력값으로 출력할 수 있다. According to an example, the above-described algorithm may be implemented as a machine learning model using an artificial neural network of a deep learning series. In an embodiment of the present invention, the artificial neural network may store modeling in a memory of the
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 기계 학습 모델에 관한 도면이다.9 is a diagram of a machine learning model according to an embodiment of the present specification.
도 9를 참조하면, 인공 신경망은 입력 레이어, 은닉 레이어 및 출력 레이어를 포함할 수 있다. 이러한 인공 신경망은 입력 레이어로 입력될 입력 데이터와 미리 확인된 출력값이 서로 태깅된 러닝 셋을 통해 고도로 학습된 뒤, 입력 데이터로부터 정확한 출력값을 도출하도록 학습될 수 있다. Referring to FIG. 9, the artificial neural network may include an input layer, a hidden layer, and an output layer. The artificial neural network can be learned to derive an accurate output value from the input data after the input data to be input to the input layer and the output value checked in advance are highly learned through a running set tagged with each other.
본 명세서에서는 입력 레이어에, 생체 정보가 입력 데이터로 이용될 수 있다. In this specification, biometric information may be used as input data in the input layer.
일 예로, 인공 신경망은 입력 레이어에는 한 종류의 생체 정보가 입력 데이터로 입력되고, 그와 관련된 결과값이 출력 레이어로 출력되도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 호흡 진동 신호가 입력 데이터로 입력되고, 출력값으로 호흡수나 호흡 상태, 또는 호흡 상태의 이상 여부 등이 출력될 수 있다. 이처럼 설계된 인공 신경망의 경우에는 생체 정보가 여러 종류인 경우에는 생체 정보의 종류의 개수만큼의 인공 신경망이 필요할 수 있다. As an example, the artificial neural network may be designed such that one type of biometric information is input to an input layer as input data and a result value related thereto is output to an output layer. For example, a breathing vibration signal may be input as input data, and as an output value, the number of breaths, breathing state, or abnormality of the breathing state may be output. In the case of an artificial neural network designed as described above, when there are several types of biometric information, as many artificial neural networks as the number of types of biometric information may be required.
다른 예로, 인공 신경망은 입력 레이어에는 복수의 종류의 생체 정보가 입력 데이터로 입력되고, 그와 관련된 결과값이 출력 레이어로 출력되도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 호흡 진동 신호, 압력 감지 신호, 체온 신호, 이미지, 소리 등의 복수의 생체 정보가 입력 데이터로 입력되고, 출력값으로 호흡수나 호흡 상태, 동작 상태, 자세, 울음 여부, 건강 상태, 체온 상태, 각 상태 개별적인 이상 여부 또는 각 상태를 종합한 건강 이상 여부 등이 출력될 수 있다. 이처럼 설계된 인공 신경망은 단일한 인공 신경망을 통해 여러 종류의 생체 정보를 종합하여 처리할 수 있다. As another example, the artificial neural network may be designed such that a plurality of types of biometric information is input to an input layer as input data, and a result value related thereto is output to an output layer. For example, a plurality of biometric information such as respiratory vibration signal, pressure detection signal, body temperature signal, image, sound, etc. is input as input data, and as output values, respiratory rate or breathing state, motion state, posture, crying status, health state, body temperature The state, whether each state is an individual abnormality, or whether each state is combined with a health abnormality may be output. The artificial neural network designed in this way can synthesize and process various types of biometric information through a single artificial neural network.
한편, 본 명세서에서는 매트리스 디바이스(1200a) 또는 밴드 디바이스(1200b)를 통해 호흡 진동 신호를 생체 정보로 수집하고, 이로부터 모니터링 대상(10)의 호흡 상태나 이상 여부를 모니터링 할 수 있다. Meanwhile, in the present specification, a breathing vibration signal may be collected as biometric information through the
이를 위한 인공 신경망의 일 예는, 입력 레이어를 2차원으로 설계할 수 있다. 이때, 입력 레이어는 시간축과 주파수축의 두 축을 가지는 2차원 매트릭스로 설계될 수 있다. 콘트롤러(1660)는 생체 정보로서 진동 신호를 모니터링 디바이스(1400)로부터 전달받으면, 이를 웨이브렛 형태의 세그먼트로 분리할 수 있다. 다시 말해, 시간 도메인으로 정의되는 진동 신호가 전달되면, 일정한 시간 구간에 해당하는 부위를 추출하고, 해당 부위를 복수의 단위 시간으로 분할한 뒤, 각 분할된 세그먼트 별로 퓨리에 변환을 수행하여 주파수 성분을 추출할 수 있다. 이와 같은 과정을 거치면, 콘트롤러(1660)는 진동 신호로부터 시간축과 주파수축을 가지는 2차원 매트릭스 데이터를 생성할 수 있다. As an example of an artificial neural network for this, the input layer may be designed in two dimensions. In this case, the input layer may be designed as a two-dimensional matrix having two axes of a time axis and a frequency axis. When the
본 명세서의 일 실시예에서는, 이러한 2차원 매트릭스(시간 세그먼트 별 주파수 스펙트럼 세기 정보)를 입력받을 수 있는 입력 레이어를 가지도록 인공 신경망을 설계하고, 이에 대해 호흡 상태(예를 들어, 호흡 이상 여부)를 태깅하여 러닝 셋을 생성할 수 있다. 이처럼 생성된 러닝 셋으로 학습된 인공 신경망은 학습 완료 후, 실시간으로 서버(1600)에 전달되는 진동 신호에 기초하여 모니터링 대상(10)의 호흡 상태나 이상 여부를 판단해 낼 수 있게 된다. 이를 통해, 결과적으로 모니터링 대상(10)의 건강 상태나 상태 이상에 대한 모니터링이 수행될 수 있다. In an embodiment of the present specification, an artificial neural network is designed to have an input layer that can receive such a two-dimensional matrix (frequency spectrum intensity information for each time segment), and a breathing state (for example, whether or not there is a breathing abnormality) You can create a running set by tagging. The artificial neural network learned with the generated running set can determine whether the
다시 말해, 콘트롤러(1660)는, 모니터링 디바이스(1400)로부터 수신한 진동 신호를 미리 정해진 시간 간격에 따라 복수의 시간 세그먼트로 분할하고, 분할된 상기 보수의 시간 세그먼트 각각에 대해 주파수 성분을 추출하고, 상기 복수의 시간 세그먼트 별 주파수 성분을 2차원 매트릭스 형태로 인공 신경망의 입력 레이어에 입력하고, 상기 복수의 시간 세그먼트 별 주파수 성분들과 모니터링 대상(10)의 호흡 상태가 정상 상태인지 비정상 상태인지 반영하는 식별자가 서로 태깅된 러닝 셋을 통해 학습된 상기 인공 신경망을 이용하여 모니터링 대상(10)의 호흡 상태와 관련된 생체 상태가 정상 상태인지 비정상 상태인지 여부를 반영하는 결과값을 산출할 수 있다.In other words, the
한편, 이상에서는 서버(1600)가 상술한 알고리즘을 연산하는 것으로 설명하였으나, 학습이 완료된 후 서버(1600)가 학습된 알고리즘을 모니터링 디바이스(1400)로 디플로잉하여, 로컬에서 인공 지능 모니터링이 수행되는 것도 가능하다.Meanwhile, in the above, it has been described that the
이상에서 설명한 본 명세서의 실시예에 따른 생체 모니터링 방법에서 설명된 각 단계들은 모두 필수적인 것은 아니므로 생체 모니터링 방법이 그 단계를 전부 포함하는 것은 물론 일부만 포함하여 수행되는 것도 가능하다. 또 각 단계들이 설명된 순서는 설명의 편의를 위한 것에 불과하므로, 생체 모니터링 방법에서 각 단계들이 반드시 설명된 순서대로 진행되어야 하는 것은 아니다.Since all the steps described in the biometric monitoring method according to the embodiment of the present specification described above are not essential, the biometric monitoring method may include not only all of the steps but also some of them. In addition, since the order in which the steps are described is only for convenience of description, the steps in the biometric monitoring method do not necessarily have to be performed in the order described.
또한 이상에서 설명한 본 명세서의 실시예에 따른 생체 모니터링 방법에서 수행 주체에 대해 별도의 언급이 없는 단계는 모니터링 디바이스(1400)의 콘트롤러(1450) 및 서버(1600)의 콘트롤러(1660) 중 적어도 하나에 의해 수행될 수 있다. In addition, in the biometric monitoring method according to the exemplary embodiment of the present specification described above, the step without a separate reference to the performing subject is performed by at least one of the controller 1450 of the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments of the present invention described above may be implemented separately or in combination with each other.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (7)
외부 기기와 통신하는 제1 통신 모듈, 디스플레이 및 스피커 중 적어도 하나를 포함하는 출력 모듈 및 상기 제1 통신 모듈을 통해 상기 매트리스형 센싱 디바이스로부터 상기 모니터링 대상의 동작 및 자세 중 적어도 하나에 관한 정보를 수집하고, 상기 밴드형 센싱 디바이스로부터 상기 진동 신호에 관한 정보를 수집하고, 상기 수집된 정보들을 서버로 전송하는 제1 콘트롤러를 포함하는 모니터링 디바이스; 및
상기 모니터링 디바이스로부터 상기 모니터링 디바이스가 수집한 정보들을 수신하는 제2 통신 모듈 및 인공 신경망을 이용하여 상기 수신한 정보들로부터 상기 모니터링 대상의 생체 상태가 정상 상태인지 비정상 상태인지 여부를 반영하는 결과값을 산출하고, 상기 생체 상태가 비정상 상태인 경우 상기 모니터링 디바이스의 상기 제1 콘트롤러가 상기 스피커를 통해 경고음을 출력하도록 지시하는 알람 메시지를 상기 제2 통신 모듈을 통해 상기 모니터링 디바이스로 전송하는 제2 콘트롤러를 포함하는 서버;를 포함하는,
생체 모니터링 시스템.A sensing device that senses at least one of biometric information on a monitored object and environmental information around the monitored object, and is installed in a plate-shaped body located under the monitoring object, and installed in a two-dimensional array on the main surface of the body. A mattress-type sensing device including a plurality of pressure sensors measuring pressure at a position, and a pressure sensor module that senses at least one of the motion and posture of the monitored object using sensing values of the plurality of pressure sensors, and the A sensing device including a strap wrapped around the neck of a monitoring target and a breathing sensor installed on the strap and disposed at an airway portion of the monitoring target and detecting a vibration signal by breathing of the monitoring target;
A first communication module communicating with an external device, an output module including at least one of a display and a speaker, and information about at least one of the motion and posture of the monitored object are collected from the mattress-type sensing device through the first communication module A monitoring device including a first controller collecting information on the vibration signal from the band-type sensing device and transmitting the collected information to a server; And
A result value reflecting whether the biological state of the monitoring object is a normal state or an abnormal state from the received information using an artificial neural network and a second communication module that receives the information collected by the monitoring device from the monitoring device A second controller that calculates and transmits an alarm message instructing the first controller of the monitoring device to output a warning sound through the speaker when the biological state is an abnormal state to the monitoring device through the second communication module Including; server including;
Biometric monitoring system.
상기 모니터링 대상은, 영아, 유아, 임산부, 애완 동물 및 노약자 중 적어도 하나인
생체 모니터링 시스템.The method of claim 1,
The monitoring target is at least one of infants, infants, pregnant women, pets and the elderly
Biometric monitoring system.
상기 제2 콘트롤러는, 상기 진동 신호를 미리 정해진 시간 간격에 따라 복수의 시간 세그먼트로 분할하고, 분할된 상기 복수의 시간 세그먼트 각각에 대해 주파수 성분을 추출하고, 상기 복수의 시간 세그먼트 별 주파수 성분을 2차원 매트릭스 형태로 상기 인공 신경망의 입력 레이어에 입력하고, 상기 복수의 시간 세그먼트 별 주파수 성분들과 상기 모니터링 대상의 호흡 상태가 정상 상태인지 비정상 상태인지 반영하는 식별자가 서로 태깅된 러닝 셋을 통해 학습된 상기 인공 신경망을 이용하여 상기 모니터링 대상의 호흡 상태와 관련된 생체 상태가 정상 상태인지 비정상 상태인지 여부를 반영하는 결과값을 산출하는
생체 모니터링 시스템.The method of claim 1,
The second controller divides the vibration signal into a plurality of time segments according to a predetermined time interval, extracts a frequency component for each of the divided time segments, and sets a frequency component for each of the plurality of time segments to 2 It is input to the input layer of the artificial neural network in the form of a dimensional matrix, and the frequency components of the plurality of time segments and the identifier reflecting whether the breathing state of the monitoring target is in a normal state or an abnormal state are learned through a running set tagged with each other. Using the artificial neural network to calculate a result value reflecting whether the biological state related to the breathing state of the monitoring target is a normal state or an abnormal state
Biometric monitoring system.
상기 매트리스형 센싱 디바이스는, 상기 몸체의 주면의 가장자리에 설치되어 상기 몸체의 초기 온도를 측정하는 제1 온도 센서 및 상기 몸체의 주면의 중앙부에 설치되어 상기 모니터링 대상으로 인해 변화된 상기 몸체의 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 더 포함하고,
상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서의 센싱값을 이용하여 상기 모니터링 대상의 체온을 감지하는,
생체 모니터링 시스템.The method of claim 1,
The mattress-type sensing device is installed at the edge of the main surface of the body to measure the initial temperature of the body, and the first temperature sensor is installed at the center of the main surface of the body to measure the temperature of the body changed due to the monitoring object. Further comprising a second temperature sensor,
Detecting the body temperature of the monitoring target using the sensing values of the first temperature sensor and the second temperature sensor,
Biometric monitoring system.
상기 센싱 디바이스는, 상기 모니터링 대상을 촬영하는 감시 카메라형 센싱 디바이스를 더 포함하고,
상기 제1 콘트롤러는, 상기 제1 통신 모듈을 통해 상기 감시 카메라형 센싱 디바이스로부터 상기 모니터링 대상의 영상에 관한 정보를 수집하고, 상기 디스플레이를 통해 상기 모니터링 대상의 영상을 실시간으로 출력하는
생체 모니터링 시스템.The method of claim 1,
The sensing device further includes a surveillance camera type sensing device for photographing the monitoring object,
The first controller collects information on the image of the monitoring target from the surveillance camera-type sensing device through the first communication module, and outputs the image of the monitoring target in real time through the display.
Biometric monitoring system.
상기 센싱 디바이스는 상기 모니터링 대상의 주변에 배치되고, 상기 모니터링 디바이스는 상기 모니터링 대상의 원격지에 배치되는,
생체 모니터링 시스템.The method of claim 1,
The sensing device is disposed around the monitoring target, and the monitoring device is disposed at a remote location of the monitoring target,
Biometric monitoring system.
상기 센싱 디바이스들과 상기 모니터링 디바이스 간의 통신은, BLE(Bluetooth Low Energy), 블루투스(Bluetooth)나 와이파이(Wi-Fi) 중 적어도 하나의 근거리 통신 규격에 따라 수행되고,
상기 모니터링 디바이스와 상기 서버 간의 통신은, 3G, 4G, 5G 중 적어도 하나의 원거리 통신 규격에 따라 수행되는,
생체 모니터링 시스템.The method of claim 1,
Communication between the sensing devices and the monitoring device is performed according to a short-range communication standard of at least one of Bluetooth Low Energy (BLE), Bluetooth, and Wi-Fi,
Communication between the monitoring device and the server is performed according to at least one long-distance communication standard of 3G, 4G, and 5G,
Biometric monitoring system.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020190065553A KR20200139023A (en) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | Physiological monitoring devce, physiological monitoring system, and physiological monitoring method using the same |
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