KR20210070961A

KR20210070961A - Eit 전극을 이용한 측정장치

Info

Publication number: KR20210070961A
Application number: KR1020210073324A
Authority: KR
Inventors: 위헌; 장준
Original assignee: 주식회사 바이랩
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2021-06-15
Also published as: WO2020171473A1; CN113498328A; CN113498328B; KR20200102199A; US20220202308A1; EP3928693A4; JP7362150B2; KR102264402B1; EP3928693A1; JP2022520961A; KR102361383B1

Abstract

개시된 본 발명에 의한 체지방 측정장치는, 적어도 하나의 EIT 전극을 지지하여 피부에 밀착 가능한 적어도 하나의 전극부 및 전극부로부터 측정된 신호를 센싱하여 전기 임피던스 영상 정보를 측정하는 센서부를 포함하며, 전극부는 센서부에 연결되어 일회 사용된 후, 센서부로부터 분리되어 교체 가능하다. 이러한 구성에 의하면, 일회 사용된 전극부를 센서부로부터 교체할 수 있어, 경제적이면서도 사용 편의성을 증대시킬 수 있게 된다.

Description

EIT 전극을 이용한 측정장치{MEASURING DEVICE USING EIT ELECTRODE}

본 발명은 EIT 전극을 이용한 측정장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 일회 사용으로 인한 경제성과 사용 편의성을 향상시킬 수 있으며 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 EIT 전극을 이용한 측정장치에 관한 것이다.

생체 임피던스 검사는 신체에 부착한 전극을 통해 미세한 전류를 통과시키고 전압을 측정하여, 세포막과 조직에 의한 전기신호 변화의 값(생체 임피던스 값)으로 체성분을 검사하는 방법으로, 주로 근육, 지방, 세포, 체질량, 기초대사량, 체내 수분, 대사활동 및 뼈의 무기질 및 혈장 등의 체내의 건강상태를 검사하는데 이용되고 있다.

전기 임피던스영상법(EIT, Electrical Impedance Tomography)은 신체에 다수의 전극을 부착하고 전류의 주입과 전압의 측정을 반복해 신체 단면의 임피던스 분포를 영상으로 복원해 호흡과 혈류 등의 생리적 기능을 영상화하는데 이용되고 있다.

이러한 EIT 검사에는 다수의 EIT 전극이 설치된 조끼 또는 벨트 형태의 기기를 피험자가 착용하여 측정된다. 이때, EIT 전극이 마련된 기기는 다회 사용됨으로써, 타 피험자의 땀, 체취를 비롯해 세균 감염의 위험성이 존재하였다. 뿐만 아니라, 중상의 환자에 기기를 적용하고자 할 경우, 다수의 EIT 전극을 환자에 부착시키기 어려운 문제점도 발생된다.

이에 따라, 근래에는 EIT 전극을 이용해 피험자의 전기 임피던스 촬영의 편의성, 신뢰도 등을 증대시킬 수 있는 다양한 연구가 꾸준히 진행되고 있는 추세이다.

한국공개특허 제10-2015-0001225호 미국등록특허 제9949691호 한국등록실용신안 제20-0278492호

본 발명의 목적은 일회 사용 후 교체 가능한 전극을 이용하여 경제적이면서도 측정 편의성이 향상된 EIT 전극을 이용한 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 다양한 부위에 대한 계측이 가능하며 측정 조건에 따라 전극부를 변경할 수 있어 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 EIT 전극을 이용한 측정장치를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치는, 적어도 하나의 EIT 전극을 지지하여 피부에 밀착 가능한 적어도 하나의 전극부 및 상기 전극부로부터 측정된 신호를 센싱하여 전기 임피던스 영상 정보를 측정하는 센서부를 포함하며, 상기 전극부는 상기 센서부에 연결되어 일회 사용된 후, 상기 센서부로부터 분리되어 교체 가능하다.

또한, 상기 전극부는, 상기 적어도 하나의 EIT 전극을 지지하며 상기 피부에 밀착 가능하도록 길이방향으로 연장된 패드 타입의 적어도 하나의 전극 지지체를 포함하며, 상기 전극 지지체에는 상기 EIT 전극과의 전기적 연결을 위한 전극라인이 마련될 수 있다.

또한, 상기 전극 지지체의 적어도 일단은 상기 센서부와 연결되어 상기 EIT 전극과 상기 센서부를 상호 전기적으로 접속시킬 수 있다.

또한, 상기 전극 지지체의 상기 적어도 하나의 EIT 전극이 지지되는 일면에는 상기 전극 지지체를 상기 피부에 부착시키기 위한 접착수단이 마련되며, 상기 접착수단은 상기 적어도 하나의 EIT 전극을 노출시켜 상기 피부에 접촉시키는 노출공이 관통 형성될 수 있다.

또한, 상기 EIT 전극은 접착력을 가지는 스티커 타입으로 복수개 마련되어 각각 개별적으로 상기 피부에 접착되며, 상기 복수의 EIT 전극은 각각 연결라인을 통해 센서부와 연결될 수 있다.

또한, 상기 전극부는, 상기 센서부와 연결 가능한 적어도 하나의 전극 지지체 및 상기 전극 지지체로부터 연장되어 상기 전극 지지체와 상기 적어도 하나의 EIT 전극을 각각 전기적으로 연결시키는 적어도 하나의 전극라인을 포함할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 전극라인은 상기 전극 지지체로부터 연장되는 길이가 상호 상이할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 EIT 전극은 식별 색상 또는 그림이 형성된 표시체가 마련되며, 상기 전극부는 상기 EIT 전극의 정보를 제공하기 위한 바코드 또는 RFID(Radio Frequency Identification) 태그가 마련될 수 있다.

또한, 상기 센서부는 적어도 하나 마련되며, 상기 전극부는 복수개 마련되어 상기 적어도 하나의 센서부에 동시에 연결 가능할 수 있다.

또한, 상기 센서부는 상기 피부에 접착되어 상기 전극부에 의해 측정되는 전극전위의 기준을 제공하는 기준전극(reference electrode)과 연결되며, 상기 센서부에 상기 기준전극이 장착되어, 상기 기준전극의 접착력으로 상기 센서부가 상기 피부에 부착될 수 있다.

또한, 상기 센서부는 상기 전극부에 의해 측정되는 전극전위의 기준을 제공하는 기준전극(reference electrode)과 연결되며, 상기 센서부는 상기 기준전극과 전극라인을 통해 연결 가능하도록 상기 전극부와 기준전극 인근에 놓여질 수 있다.

또한, 상기 EIT 전극은 복수개 마련되되, 상기 복수의 EIT 전극 중 어느 하나는 상기 전극부에 의해 측정되는 전극전위의 기준을 제공하는 기준전극(reference electrode)으로 마련되어 상기 센서부와 연결될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 일회 사용 후 폐기 가능한 전극부를 센서부에 대해 교체 가능하게 연결함으로써, 전극부의 일회 사용으로 인한 세균 감염과 같은 기존의 문제점을 개선할 수 있어 피험자의 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.

둘째, 상대적으로 저렴한 전극부를 일회 사용함으로써, 경제적이다.

셋째, 다양한 측정 조건에 대응하여 전극부를 교체 가능함으로써, 측정 다양성 확보와 함께 측정 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.

넷째, 사용자가 센서부에 전극부를 연결 및 분리시키는 교체 동작이 간편하여, 사용 편의성이 우수하다.

다섯째, 전극부의 부착 위치 변경이 용이하여, 하나의 센서부를 공유하여 다양한 전기 임피던스 촬영 정보를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 EIT 전극을 이용한 측정장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전극부를 개략적으로 분해 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전극부의 상면도, 측면도 및 하면도를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 전극부의 변형예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 센서부를 개략적으로 확대 분해한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 센서 연결체의 타면에 기준전극이 마련된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 피험자의 피부에 전극부 및 센서부가 부착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치가 피험자에 부착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 전극부의 다양한 변형예들을 개략적으로 도시한 평면도들이다.
도 10은 도 9에 도시된 전극부가 전극 보호체와 연결된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제3실시예에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치의 전극부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 전극이 피험자의 피부에 부착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 제4실시예에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치의 전극부를 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고,
도 14는 도 13에 도시된 전극이 피험자의 피부에 부착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치(1)는 전극부(10) 및 센서부(20)를 포함한다.

참고로, 본 실시예에서 설명하는 EIT 전극을 이용한 측정장치(1)는 피험자의 피부(S)(도 7 참조)에 부착되어 폐호흡 및 심박출량을 모니터링하기 위해 측정하는 것으로 도시 및 설명한다. 그러나, 꼭 이에 한정되는 것은 아니며, EIT 전극을 이용한 측정장치(1)가 폐호흡 및 심박출량 뿐만 아니라, 체지방, 체세포, 수분량, 뼈의 무기질, 혈장, 기초 대사량 등과 같은 다양한 생체 정보들 중에서 어느 하나를 측정하여 모니터링하도록 변형 가능함은 당연하다.

전극부(10)는 피부(S)에 밀착 가능한 적어도 하나의 EIT 전극(11)을 구비한다. 이러한 전극부(10)는 도 2 및 도 3의 도시와 같이, EIT 전극(11)과 전극 지지체(13)를 포함한다. 여기서, 도 3의 (a)는 전극부(10)의 상면도, (b)는 측면도 그리고, (c)는 하면도이다.

EIT 전극(11)은 도 2와 같이 복수개 마련될 수 있으며, 상호 길이방향으로 이격되도록 일렬로 배치될 수 있다. 그러나, 도 2의 도시로 한정되는 것은 아니며, EIT 전극(11)이 단수개 마련되거나, 복수개가 다열 및 다행으로 상호 이격되도록 마련될 수 있다.

전극 지지체(13)는 적어도 하나의 EIT 전극(11)을 지지하며, 길이방향으로 연장되며 피부(S)에 밀착 가능하도록 얇은 띠 형상을 가진다. 또한, 전극 지지체(13)에는 하나의 EIT 전극(11) 또는 복수의 EIT 전극(11)이 상호 이격되도록 마련되며, EIT 전극(11)과의 전기적 접속을 위한 전극라인(14)이 형성될 수 있다.

참고로, EIT 전극(11)을 지지하는 전극 지지체(13)에 전극라인(14)이 내장되도록 마련되어 EIT 전극(11) 근처에 전자회로가 위치함으로써, EIT 촬영방식에서의 측정 데이터의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 전극 지지체(13)는 적어도 하나 마련되어, 피험자의 피부(S)에 부착된 센서부(20)에 연결되며, 사용 후에는 센서부(20)로부터 분리되어 폐기된다.

또한, 복수의 EIT 전극(11)에는 사용자의 식별을 위한 표시체(12)가 마련된다. 표시체(12)는 EIT 전극(11)가 적용되는 위치 또는 내장된 EIT 전극(11)의 위치를 표시할 수 있도록 식별 가능한 이미지 또는 칼라로 형성될 수 있다. 이러한 표시체(12)는 복수의 EIT 전극(11)들에 각각 대응하여 복수개 마련되는 것으로 도시하나, 복수의 EIT 전극(11)들 중에서 일부에만 마련될 수도 있다.

본 실시예에서는, 하나의 전극 지지체(13)에 복수의 EIT 전극(11)이 지지되며, EIT 전극(11)은 피험자의 앞면에 부착되는 제1전극영역(11a)과 피험자의 뒷면에 부착되는 제2전극영역(11b)으로 구별될 수 있다. 도 3의 도시에서는 제1 및 제2전극영역(11a)(11b)이 각각 4개씩 마련되어 총 8개의 EIT 전극(11)이 전극 지지체(13)에 지지되는 것으로 예시하나, 도 2의 도시로 EIT 전극(11)의 개수가 한정되지 않음은 당연하다.

도 2 및 도 3에 도시된 전극 지지체(13)는 적어도 한 쌍으로 마련되어, 각각의 일단(13a)은 센서부(20)에 연결된다. 아울러, 전극 지지체(13)의 타단(13b)은 피험자의 둘레를 따라 피부(S)에 밀착된다(도 7 참조). 그로 인해, 피험자에 대해 총 16개의 EIT 전극(11)이 부착되어 16채널 방식으로 피험자에 전류를 인가하게 된다. 이때, 전극 지지체(13)의 일단(13a)에는 센서부(20)에 삽입되어 전기적으로 접속 가능한 삽입체(15)가 마련될 수 있다. 삽입체(15)는 전극라인(14)을 통해 복수의 EIT 전극(11)들과 전기적으로 연결됨과 아울러, 센서부(20)와 연결되는 접속체(15a)를 가지며, 접속체(15a)는 삽입 하우징(15b)에 지지하여 보강재(15c)에 보호된다.

한편, 도 2와 같이, 제1 및 제2전극영역(11a)(11b)은 상호 다른 두개 이상의 색상 및 그림을 가짐으로서, 사용자의 식별을 가이드한다. 예컨대, 전극 지지체(13)의 일단(13a)측에 마련되는 제1전극영역(11a)의 EIT 전극(11)에는 파랑색의 표시체(12)가 마련되며, 전극 지지체(13)의 타단(13b)측에 마련되는 제2전극영역(11b)의 EIT 전극(11)에는 빨간색의 표시체(12)가 마련되어, 센서부(20)와 연결된 일단(13a)의 식별을 가이드할 수 있다. 아울러, 본 실시예에서는 피험자의 몸통을 따라 부착되는 것으로 예시함에 따라, 피험자의 앞면에 부착될 제1전극영역(11a)에는 신체의 앞면 그림의 표시체(12)가 마련되고, 피험자의 뒷면에 부착될 제2전극영역(11b)에는 신체의 뒷면 그림의 표시체(12)가 마련될 수 있다.

이상과 같이 제1 및 제2전극영역(11a)(11b)의 EIT 전극(11)에는 적어도 두개 이상의 색상 및 그림을 가지는 표시체(12)에 의해 사용자에게 식별력을 제공하며, EIT 전극(11)이 적용되는 부위 및 조건에 따라 표시체(12)의 색상 및 그림은 도 4와 같이 다양하게 변경 가능하다.

또한, 전극 지지체(13)는 자체 접착력을 가지는 스티커(Sticker) 또는 피부(S)에 밀착 가능한 패드(Pad) 타입으로 마련될 수 있다. 본 실시예에서는 도 2 및 도 3의 도시와 같이, 전극 지지체(13)에 접착수단(16)이 적층되는 패드 형상을 가짐으로써, 피부(S)에 부착되는 것으로 예시한다.

접착수단(16)은 전극 지지체(13)에 대응되도록 길이 방향으로 연장되는 띠 형상을 가지며, 전극 지지체(13)에 지지된 EIT 전극(11)을 외부로 노출시키기 위한 노출공(16a)이 관통 형성된다. 아울러, 도 3의 (c)와 같이, 전극부(10)의 하면 즉, 접착수단(16)의 접착면에는 피험자의 피부(S)에 부착되기 전의 접착력과 EIT 전극(11)의 보호를 위해, 접착면에 보호필름(17)이 부착됨이 바람직하다.

이상과 같이, 전극부(10)는 전극 지지체(13)에 복수의 EIT 전극(11)이 지지되고, 복수의 EIT 전극(11)은 접착수단(16)의 노출공(16a)을 통해 노출된 상태로 보호필름(17)에 의해 보호된다. 이 후, 피험자의 피부(S)에 부착될 때에는, 보호필름(17)이 접착수단(16)으로부터 분리되어, 접착수단(16)의 접착력에 의해 복수의 EIT 전극(11)들이 전극 지지체(13)에 지지된 상태로 피부(S)에 밀착되게 된다.

한편, 자세히 도시되지 않았으나, 전극부(10)는 각각의 정보 예컨대, 정품 여부, 측정 부위, 측정 대상 등과 같은 정보를 제공할 수 있는 바코드 또는 RFID(Radio Frequency Identification) 태그가 마련될 수 있다. 이러한 전극부(10)의 바코드 또는 RFID 태그 등은 외부 전자기기와의 전기적 신호 교환을 통해 정보를 제공할 수도 있다.

센서부(20)는 전극부(10)와 선택적으로 연결됨으로써, 연결된 전극부(10)로부터 측정된 신호를 센싱하여 피험자의 폐호흡 및 심박출량과 같은 체성분을 측정한다. 이러한 센서부(20)는 도 5의 도시와 같이, 센서(21)와 센서 연결체(22)를 포함한다.

센서(21)는 전극부(10)로부터 입력되는 신호를 센싱한다. 이러한 센서(21)는 전극부(10)의 EIT 전극(11)으로 전류를 주입하여 임피던스를 측정함으로써, 피험자의 폐호흡 및 심박출량을 센싱하게 된다.

센서 연결체(22)는 센서(21)에 마련된 접속 포트(23)와 전기적으로 연결되어, 외부의 전자기기와 센서(21)를 상호 연결시킨다. 이러한 센서 연결체(22)에는 외부의 모니터와 같은 디스플레이장치, 제어기기 등과 같은 전자기기(M)(도 7 참조)와의 신호 교환을 위한 연결 포트(25)가 마련된다. 참고로, 연결 포트(25)를 통해 외부와 전기적 신호 교환이 가능할 뿐만 아니라, 센서(21)로 전력을 공급할 수도 있다.

한편, 센서(21)의 양측면에는 전극부(10)의 삽입체(15)가 삽입되어 연결되는 삽입구(24)가 마련된다. 이때, 삽입구(24)에 도 3 및 도 4에 도시된 삽입체(15)가 버클(Buckle) 방식으로 결합됨으로써 센서부(20)에 전극부(10)가 연결되는 것으로 도시 및 예시하나, 센서부(20)에 대한 전극부(10)의 연결 방식은 다양하게 변형 가능하다.

이러한 센서부(20)는 접착력을 가지는 접착수단을 구비하여, 피험자의 피부(S)에 부착된 후에, 전극부(10)와 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 전극부(10)에 의해 측정되는 전극전위의 기준을 제공하기 위한 기준전극(reference electrode)(26)이 센서부(20)에 마련되며, 기준전극(26)의 접착력에 의해 센서 (21)가 피부(S)에 부착되는 것으로 도시 및 예시한다.

즉, 본 실시예에서는 기준전극(26)의 접착력을 이용해 센서부(20)가 피부(S)에 부착되는 것이다. 이러한 기준전극(26)을 이용하여 피부(S)에 부착되는 경우, 센서부(20)의 센서(21)에는 제1스냅(27)이 마련되고, 기준전극(26)에는 제1스냅(27)에 대응되는 제2스냅(28)이 마련됨으로써, 제1 및 제2스냅(27)(28)의 상호 결합에 의해 센서(21)에 기준전극(26)이 장착되게 된다. 이러한 센서(21)와 기준전극(26)의 결합 방식은 도시된 예로만 한정되지 않음은 당연하다.

또한, 도 6의 도시에서는 기준전극(26)이 센서(21)에 대해 일체로 마련되는 것으로 도시하였으나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 즉, 자세히 도시되지 않았으나, 기준전극(26)이 센서(21)와 별도로 마련되어 센서(21)로부터 이격된 위치에서 피험자의 피부(S)에 부착되어 전극부(10)의 측정 전극전위의 기준을 제공할 수도 있다. 뿐만 아니라, 복수의 EIT 전극(11)들 중 어느 하나가 기준전극으로 마련되어 센서부(20)와 연결되는 변형 실시예도 가능하다.

이렇게 센서부(20)가 기준전극(26)의 접착력을 이용하지 않을 경우, 센서부(20)는 양면 테이프와 같은 접착력을 가지는 접착수단이 피부(S)에 부착되는 부착면에 마련됨으로써, 센서부(20)가 피부(S)에 부착될 수 있다. 참고로, 센서부(20)가 기준전극(26)의 접착력과 함께 별도의 접착수단을 구비하여, 피부(S)에 이중으로 부착되는 변형예도 가능하다. 또한, 센서부(20)가 피부(S)에 부착되지 않고 전극부(10)와 연결되도록 피험자 인근에 놓여지는 변형예도 가능함은 당연하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치(1)의 전기 임피던스 촬영 동작을 도 7을 참고하여 설명한다.

우선, 도 7의 (a)와 같이 피험자의 측정하고자 하는 위치의 피부(S)에 센서부(20)를 위치시킨다. 본 실시예에서는 센서부(20)가 기준전극(26)의 접착력을 이용해 피험자의 피부(S)에 부착되는 것으로 설명한다.

피험자의 피부(S)에 센서부(20)가 놓여진 상태에서, 전극부(10)를 센서부(20)에 연결시킨다. 보다 구체적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 8개의 EIT 전극(11)을 지지하는 전극 지지체(13)가 한 쌍으로 마련되어, 한 쌍의 전극 지지체(13) 각각의 일단(13a)이 센서(21)의 삽입구(24)에 삽입되어 연결된다. 아울러, 도 7의 (b)와 같이 한 쌍의 전극 지지체(13) 각각의 타단(13b)은 피험자의 둘레를 따라 피부(S)에 부착된 상태이다.

이때, 사용자는 표시체(12)의 이미지와 색상으로 복수의 EIT 전극(11)들을 식별하여, 센서부(20)에 대해 전극부(10)를 연결시킨다. 보다 구체적으로, 사용자는 피험자의 앞면에는 제1전극영역(11a)이 위치하도록 부착시키고, 피험자의 뒷면에는 제2전극영역(11b)이 위치하도록 전극부(10)를 센서부(20에 연결시키는 것이다.

참고로, 전극부(10)는 보호필름(17)이 분리된 접착수단(16)의 접착력에 의해 전극 지지체(13)가 피부(S)에 부착됨으로써, 접착수단(16)의 노출공(16a)을 통해 노출된 EIT 전극(11)이 피부(S)에 직접 접촉되어 전류를 인가한다.

이렇게 센서부(20)에 전극부(10)가 연결되면, 전극부(10)가 피험자의 체내로 미세한 전류를 통과시키며, 센서부(20)는 전기신호 변화를 센싱하여 피험자의 폐호흡 및 심박출량과 같은 생체 정보를 측정하게 된다. 이렇게 측정된 정보는 외부에 마련된 모니터 등과 같은 외부기기(M)로 외부라인(L)을 통해 제공된다.

한편, 측정이 완료되면, 센서부(20)로부터 전극부(10)는 분리되어 폐기됨으로써, 일회 사용된다. 이 후, 또 다시 피험자의 폐호흡 및 심박출량을 측정하고자 할 경우, 부착된 센서부(20)에 새로운 전극부(10)를 연결시켜 체성분을 측정한 후, 또 다시 분리하여 폐기한다. 이와 같이, 센서부(20)에 비해 상대적으로 저렴한 전극부(10)만이 일회 사용한 후에 폐기됨으로써, 세균 감염 없이 다양한 측정 조건에 대한 적용성이 우수하며 경제적이다.

도 8을 참고하면, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치(100)가 개략적으로 도시된다.

제2실시예에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치(100)는 전극부(110)와 센서부(120)를 포함한다. 여기서, 센서부(120)의 구성은 도 1 내지 도 7을 참고하여 설명한 제1실시예와 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다.

제2실시예에 의한 전극부(110)는 도 9의 도시와 같이, 복수의 EIT 전극(111)이 전극 지지체(113a)(113b)(113c)(113d)에 마련된다. 이때, 전극 지지체(113)에는 전극라인(114)이 마련되어, 복수의 EIT 전극(111)을 상호 전기적으로 연결한다. 여기서, 복수의 EIT 전극(111)은 표시체(112)에 의해 식별 가능하다.

또한, 전극 지지체(113)는 접착력을 가지고 피험자의 피부(S)에 부착됨으로써, 전극부(110)는 일종의 스티커 전극 방식으로 피험자에 전류를 인가하게 된다. 참고로, 피험자에 부착된 전극부(110)의 개수는 도시된 예로 한정되지 않는다.

이러한 스티커와 같은 전극부(110)는 피험자의 피부(S)에 복수개 부착되어, 연결라인(119)을 통해 하나의 센서부(120)와 동시에 연결될 수 있다. 이때, 센서부(120)는 단일개 마련되어 피험자의 피부(S)에 부착된 상태에서 복수의 전극부(110)와 연결라인(119)을 통해 연결되게 된다.

센서부(120)는 복수의 전극부(110)들로부터 제공된 전기신호 변화값을 센싱하여 측정된 전기 임피던스 촬영 정보를 외부기기(M)로 제공한다. 이러한 전극부(110)와 센서부(120)의 연결에 의해 폐호흡, 심박출량과 같은 생체 정보의 측정이 완료되면, 복수의 전극부(110)들은 분리되어 폐기된다.

한편, 센서부(120)는 자세히 도시되지 않았으나, 제1실시예와 마찬가지로 기준전극(미도시)과 연결되어 기준전극의 접착력을 공유하여 피부(S)에 부착될 수 있다. 그러나, 센서부(120)가 별도의 리드선을 이용해 기준전극(미도시)과 연결되고, 기준전극은 피부(S)에 부착되고 센서부(120)는 전극부(110)와 연결 가능한 위치에 미부착 상태로 놓여질 수도 있다.

도 9를 참고하면, 전극부(110)의 다양한 실시예들이 도시된다.

도 9의 (a)는 피험자의 전면에 부착 가능한 3개의 EIT 전극(111)을 가지는 전극 지지체(113a)가 도시되며, (b)에는 피험자의 뒷면에 부착 가능한 3개의 EIT 전극(111)을 지지하는 전극 지지체(113b)가 도시된다. 또한, 도 9의 (c)와 (d)에는 각각 4개의 EIT 전극(111)을 지지하는 전극 지지체(113c)(114d)가 도시된다. 여기서, 도 9의 (a) 및 (c)에 도시된 전극 지지체(113a)(113c)에 지지되는 EIT 전극(111)들은 피험자의 앞면에 부착되도록 표시체(112)에 의해 식별되며, 도 9의 (b) 및 (d)에 도시된 전극 지지체(113b)(113d)에 지지되는 EIT 전극(111)들은 피험자의 뒷면에 부착되도록 표시체(112)에 의해 식별된다.

이러한 도 9의 (a) 내지 (d)에 도시된 전극 지지체(113a)(113b)(113c)(113d)들은 측정하고자 하는 조건에 따라 EIT 전극(111)의 개수를 선택하여, 센서부(120)와 선택적으로 연결되도록 마련된다.

참고로, 도 10의 도시와 같이, 전극부(110)의 전극 지지체(113)가 EIT 전극(111)를 표시하기 위한 표시체(112)와 전극라인(114)이 마련되는 일종의 얇은 패드로 마련되고, 이러한 전극 지지체(113)에 접착수단(116)이 적층되어 EIT 전극(111)을 노출시킨 상태로 전극 지지체(113)를 피부(S)에 접착시킬 수도 있다. 이때, 접착수단(116)에는 복수의 EIT 전극(111)과의 센서부(120) 사이의 전기적 연결을 위한 연결라인(119)이 마련될 수 있으며, 접착수단(116)은 보호필름(미도시)에 의해 보호될 수 있다.

도 11에는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치의 전극부(210)가 개략적으로 도시된다. 참고로, 제3실시예에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치의 센서부의 구성은 앞서 설명한 제1 및 제2실시예와 유사하므로, 자세한 설명 및 도시는 생략한다.

도 11과 같이 제3실시예에 의한 전극부(210)는 복수의 EIT 전극(211)과 이를 지지하는 전극 지지체(212)를 포함한다. 전극 지지체(212)에 대해 복수의 EIT 전극(211)들은 전극라인(213)을 통해 연결된다. 이때, 전극라인(213)은 전극 지지체(212)에 대해 분리되어 복수의 EIT 전극(211)으로 각각 연장된 리드 형상을 가진다. 또한, 전극 지지체(212)의 단부에는 센서부(도 1 참고)와의 전기적 연결을 위한 접속체(214)가 마련된다.

이러한 구성을 가지는 제3실시예에 의한 전극부(210)는 복수의 EIT 전극(211) 각각이 자체 접착력을 가지는 스티커 타입으로 마련된다. 그로 인해, 앞서 설명한 띠 형상의 전극 지지체(13)(113)에 비해, 도 12와 같이 EIT 전극(211)의 위치를 전극 지지체(212)에 대해 상대적으로 자유롭게 조정 가능하다. 보다 구체적으로, 복수의 EIT 전극(211)들이 상호 수평 방향으로 일렬로 나란하게 배치되는 제1 및 제2실시예의 경우 뿐만 아니라, 도 12와 같이 EIT 전극(211)들이 대각선 방향으로 피부(S)에 각각 밀착되어 체성분을 측정하는 것과 같이, EIT 전극(211)들의 부착 위치 변경이 용이하다.

참고로, 제3실시예에 의한 스티커 타입의 전극부(210)도 센서부와 연결되어 일회 사용 후, 분리되어 폐기된다.

도 13을 참고하면, 본 발명의 바람직한 제4실시예에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치의 전극부(310)가 개략적으로 도시된다. 참고로, 제4실시예에 의한 EIT 전극을 이용한 측정장치의 센서부(도 1 참고)의 구성은 앞서 설명한 제1 및 제2실시예와 유사하므로, 자세한 설명 및 도시는 생략한다.

제4실시예에 의한 전극부(310)는 복수의 EIT 전극(311)과 이를 지지하는 전극 지지체(312)를 포함하며, 전극 지지체(312)의 단부에는 센서부(도 1 참고)와의 전기적 연결을 위한 접속체(314)가 마련된다. 여기서, 전극 지지체(312)에 대해 복수의 EIT 전극(311)들은 전극라인(313)을 통해 연결되되, 전극라인(313)의 길이가 상호 상이하다. 즉, 전극라인(313)은 전극 지지체(312)에 대해 분리되어 서로 다른 길이를 가지고 복수의 EIT 전극(311)과 연결됨으로써, 복수의 EIT 전극(311)이 센서부(미도시)로부터 서로 다른 길이로 연장되어 연결되게 된다.

이러한 제4실시예에 의하면, 복수의 EIT 전극(311)들이 각각 피험자의 피부(S)에 부착 가능하도록 스티커 타입으로 마련되어, 피험자의 피부(S)에 복수개가 부착될 수도 있다.

참고로, 제4실시예에서와 같이 EIT 전극(311)은 앞서 설명한 원형의 EIT 전극들과 달리, 길이방향으로 연장된 타원 형상을 가질 수 있다. 이러한 EIT 전극(311)의 형상은 제1 내지 제4실시예들로 한정되지 않으며, 원형, 타원형, 다각형으로 측정 조건에 적합한 다양한 형태로 마련될 수 있다.

이상과 같이, 제1 내지 제4실시예에 도시된 전극부(10)(110)(210)(310)들은 모두 피험자에 대해 부착되는 위치를 다양하게 변경할 수 있도록 마련되며, 피험자의 측정 조건에 따라 EIT 전극(11)(111)(211)(311)의 개수 또한, 변경 가능하다. 그로 인해, 피험자의 폐호흡 및 심박출량 측정 뿐만 아니라, 다양한 체성분 정보를 전기 임피던스 촬영을 통해 측정할 수 있게 된다. 또한, 센서부(20)(120)에 대해 전극부(10)(110)(210)이 연결되어 사용된 후, 분리되어 폐기됨으로써, 세균 감염과 같은 기존의 문제점도 개선할 수도 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1, 100: EIT 전극을 이용한 측정장치
10, 110, 210, 310: 전극부
11, 111, 211, 311: EIT 전극
13, 113, 212, 312: 전극 지지체
20, 120: 센서부
21: 센서
22: 센서 연결체

Claims

복수의 EIT 전극을 지지하여 피부에 밀착 가능한 전극 지지체에 상기 복수의 각 EIT 전극과 전기적 연결을 위한 복수의 전극라인이 내장된 적어도 하나 이상의 전극부; 및
적어도 하나 이상의 센서 연결체를 통해서 상기 전극부와 외부의 전자기기 사이를 전기적으로 연결하여 전기적인 신호를 교환하도록 구성되는 센서부;를 포함하며,
상기 센서부는, 상기 적어도 하나 이상의 전극부의 삽입체를 삽입하여 상호 전기적으로 접속시키는 적어도 하나 이상의 삽입구를 구비하여, 상기 복수의 내장된 전극라인을 통해서 상기 복수의 EIT 전극과 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 EIT 전극을 이용한 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 전극부는,
상기 삽입체를 상기 삽입구에 결합하고 분리하는 것을 통해 상기 전극부를 상기 센서부에 결합하거나 분리하여 교체함으로써, 상기 센서부에 연결되어 일회 사용된 후 상기 센서부로부터 분리되어 교체가 가능한(disposable) 것을 특징으로 하는 EIT 전극을 이용한 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 센서 연결체는,
특정 EIT 전극으로 전류를 주입하고 나머지 EIT 전극으로부터 입력되는 신호를 센싱하도록 상기 외부의 전자기기와 신호를 교환하여 전기 임피던스를 측정하도록 함으로써, 상기 적어도 하나 이상의 전극부와 상기 외부의 전자기기 사이의 상기 전기적인 신호의 연결을 수행하도록 하며,
상기 복수의 전극라인으로 구성된 상기 적어도 하나 이상의 전극부를 상기 센서부와 연결하는 구조를 통해 상기 임피던스 측정의 정확도를 확보하도록 하는 것을 특징으로 하는 EIT 전극을 이용한 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전극 지지체는,
상기 적어도 하나의 EIT 전극을 지지하며 상기 피부에 밀착 가능하도록 길이방향으로 이격되도록 연장되어 배치되거나, 다열 혹은 다행으로 상호 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 EIT 전극을 이용한 측정장치.
청구항 4에 있어서,
상기 전극 지지체의 상기 적어도 하나의 EIT 전극이 지지되는 일면에는 상기 전극 지지체를 상기 피부에 부착시키기 위한 접착수단이 마련되며,
상기 접착수단은, 상기 적어도 하나의 EIT 전극을 노출시켜 상기 피부에 접촉시키는 노출공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 EIT 전극을 이용한 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 EIT 전극은, 각각 접착력을 가지는 스티커 타입으로 복수개 마련되어 각각 개별적으로 상기 피부에 접착되는 것을 특징으로 하는 EIT 전극을 이용한 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 전극라인은 상기 전극 지지체에 내장되어 연장되는 길이가 상호 상이한 것을 특징으로 하는 EIT 전극을 이용한 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 센서부는, 상기 피부에 접착되어 상기 전극부에 의해 측정되는 전극전위의 기준을 제공하는 기준전극(reference electrode)과 연결되며,
상기 센서부에 상기 기준전극이 장착되어, 상기 기준전극의 접착력으로 상기 센서부가 상기 피부에 부착되는 것을 특징으로 하는 EIT 전극을 이용한 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 센서부는, 상기 전극부에 의해 측정되는 전극전위의 기준을 제공하는 기준전극(reference electrode)과 연결되며,
상기 센서부는, 상기 기준전극과 전극라인을 통해 연결 가능하도록 상기 전극부와 기준전극 인근에 놓여지는 것을 특징으로 하는 EIT 전극을 이용한 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 EIT 전극 중 어느 하나는 상기 전극부에 의해 측정되는 전극전위의 기준을 제공하는 기준전극(reference electrode)으로 마련되어 상기 센서부와 연결되는 것을 특징으로 하는 EIT 전극을 이용한 측정장치.