KR20220001835A - 산소포화도 측정 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산소포화도 측정 장치에 관한 것으로, 각기 다른 파장대의 광을 투사하는 복수의 광원을 포함하는 광 투사부; 상기 복수의 광원을 각기 지정된 주파수에 따라 구동하는 구동부; 상기 복수의 광원을 각기 구동하는 주파수를 적어도 하나의 지정된 코드를 이용하여 변조하는 코드 변조부; 상기 광 투사부에서 투사된 후 사용자의 혈관을 투과한 다음 수신되는 광 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환 출력하는 광 수신부; 상기 광 수신부의 출력 신호를 증폭하는 신호증폭부; 상기 코드 변조부에서 사용된 동일한 코드를 이용하여 상기 신호증폭부에서 증폭된 신호를 복조하는 코드 복조부; 및 상기 광 투사부를 통해 투사된 신호 및 상기 코드 복조부를 통해 복조된 신호를 이용하여 산소 포화도를 산출하는 제어부;를 포함한다.

Description

산소포화도 측정 장치 및 그 제어 방법{APPARATUS FOR MEASURING SATURATION OF PERCUTANEOUS OXYGEN AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 산소포화도 측정 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파장대가 다른 복수의 광(光)을 코드 확산(spreading) 변조하여 동시에 혈관에 투사하고, 상기 혈관을 투과한 후 동시에 수신되는 광을 코드 역확산(despreading) 복조하여 신속하고 정확하게 산소포화도를 측정할 수 있도록 하는, 산소포화도 측정 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 산소포화도(SpO2 : Saturation of Percutaneous Oxygen)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 손가락 끝(또는 귓불)에 맥박산소측정기(Pulse Oximeter)를 장착하고 측정한 혈중 산소포화도를 의미한다.
상기 산소포화도(SpO2)(%)는, "산소와 결합한 헤모글로빈/전체 헤모글로빈(즉, 산소와 결합한 Hb + 산소와 결합하지 못한 Hb) * 100(%)"으로 산출된다.
다시 말해 적혈구 속 헤모글로빈은 산소와 결합되었는지 아닌지로 나눌 수 있는데, 산소와 결합하면 Oxygenated Hemoglobin(OxyHb), 산소와 결합하지 못하면 Deoxygenated Hemoglobin(DeoxyHb)이라고 할 수 있으며, 산소와 결합한 Hb(OxyHb)과 산소와 결합하지 못한 Hb(DeoxyHb)은 파장이 다른 영역의 광(예 : 적외선)에 대한 흡수 정도가 달라지며(즉, 헤모글로빈의 빛 흡수계수가 다름), 이러한 원리를 이용해서 파장대가 다른 복수의 광(예 : 적외선)을 현관에 투사하여 산소포화도(SpO2)를 측정한다.
참고로 파장이 길다는 것(장파)은 초당 주파수가 낮은 것을 의미하고 파장이 짧다는 것(단파)은 초당 주파수가 높다는 것을 의미한다. 따라서 신호 처리 효율을 향상시키기 위해서는 초당 주파수가 낮은 것이 바람직하다.
이러한 산소포화도(SpO2) 수치의 정상범위는 95% 이상이고, 91~94%는 모니터링이 필요한 수치이며, 90% 이하는 급성 호흡부전에 해당하는 위험 수치로서, 최근 신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19)에 의한 중증 환자의 판정 시 중요한 지표로 사용되고 있다. 따라서 산소포화도(SpO2) 측정 장치는 측정 정확도가 매우 중요하다.
그러나 산소포화도(SpO2) 측정 장치는 귓볼이나 손가락 등에 장착하여 국소 관류를 통해 동맥혈의 산소포화도와 맥박을 측정하는 원리이다 보니, 측정 도중에 말초 혈관이 수축되는 상황(예 : 의약품 주입이나 체온이 저감되는 상황)에서는 시간이 경과됨에 따라 국소 관류가 빠르게 나빠지면서 정확한 산소포화도의 측정에 어려움이 있으며, 또한 센서를 통해 입력되는 주변 노이즈로 인해서도 측정의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 측정 시간을 최소화시키고 주변 노이즈에 의한 영향을 최소화시켜 산소포화도(SpO2) 측정할 수 있도록 함으로써 산소포화도(SpO2)를 신속 정확하게 측정할 수 있고, 또한 신뢰성을 유지할 수 있도록 하는 산소포화도 측정 장치가 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2017-0128657호(2017.11.23. 공개, 산소포화도 측정 장치 및 측정 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 파장대가 다른 복수의 빛을 코드 확산 변조하여 동시에 혈관에 투사하고, 상기 혈관을 투과한 후 동시에 수신되는 빛을 코드 역확산 복조하여 신속하고 정확하게 산소포화도를 측정할 수 있도록 하는, 산소포화도 측정 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 산소포화도 측정 장치는, 각기 다른 파장대의 광을 투사하는 복수의 광원을 포함하는 광 투사부; 상기 복수의 광원을 각기 지정된 주파수에 따라 구동하는 구동부; 상기 복수의 광원을 각기 구동하는 주파수를 적어도 하나의 지정된 코드를 이용하여 변조하는 코드 변조부; 상기 광 투사부에서 투사된 후 사용자의 혈관을 투과한 다음 수신되는 광 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환 출력하는 광 수신부; 상기 광 수신부의 출력 신호를 증폭하는 신호증폭부; 상기 코드 변조부에서 사용된 동일한 코드를 이용하여 상기 신호증폭부에서 증폭된 신호를 복조하는 코드 복조부; 및 상기 광 투사부를 통해 투사된 신호 및 상기 코드 복조부를 통해 복조된 신호를 이용하여 산소 포화도를 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 코드 변조부에서 이용할 적어도 하나의 지정된 코드를 생성하여 내부 메모리에 저장하고 상기 코드 복조부에서 신호 복조 시 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산소포화도 측정 장치가 산소포화도를 측정하는 신체의 해당 부분에서 체온을 검출하는 체온 검출부; 및 상기 검출된 체온이 지정된 기준보다 작을 경우에 신체의 해당 부분의 온도를 지정된 기준으로 상승시키기 위한 온열부;를 더 포함하고, 체온이 미리 지정된 체온 이상으로 상승하기 전까지, 상기 제어부는, 미리 설정된 룩업테이블에 기초하여, 산소포화도 측정 값에 보정값을 반영하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산소포화도 측정 장치는 장치의 상태를 확인해 볼 수 있는 시험용 지그(Jig)를 삽입할 수 있도록 구현되며, 상기 시험용 지그의 삽입을 검출하고, 상기 삽입된 시험용 지그에 설정된 산소포화도 정보를 검출할 수 있는 지그 정보 검출부;를 더 포함하고, 상기 지그 정보 검출부는, 상기 시험용 지그의 삽입을 검출하고, 상기 삽입된 시험용 지그의 정보를 검출하기 위한 복수의 단자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 산소포화도 측정 장치의 제어 방법은, 산소포화도 측정 장치의 제어부가 광 투사부에서 동시에 투사할 광신호에 대응하는 주파수를 변조할 적어도 하나의 코드를 생성하고, 이 코드를 내부 메모리에 저장하는 단계; 상기 제어부가 상기 동시에 투사할 광신호에 대응하는 주파수를 상기 생성된 적어도 하나의 코드를 이용하여 변조하는 단계; 상기 제어부가 상기 변조된 주파수에 따라 광 투사부의 광원을 동시에 구동하여 해당하는 광신호를 광 투사부를 통해 투사하는 단계; 상기 제어부가 광 수신부를 통해 광신호를 수신하고, 상기 변조에 사용된 동일한 코드를 이용하여 상기 수신된 광신호를 복조하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 투사된 광신호와 상기 복조된 광신호를 이용하여 산소포화도를 산출하거나 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부가 산소포화도를 측정할 때 체온을 동시에 측정하는 단계; 상기 제어부가 상기 측정한 체온이 미리 지정된 체온 이상인지 체크하는 단계; 및 상기 측정한 체온이 미리 지정된 체온 이상이 아닌 경우, 상기 제어부가, 온열부 구동을 온 시킨 후, 체온이 미리 지정된 체온 이상으로 상승하기 전까지, 미리 설정된 룩업테이블에 기초하여, 산소포화도 측정 값에 보정값을 반영하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산소포화도 측정 장치에 시험용 지그의 삽입이 검출될 경우, 상기 제어부가 산소포화도 측정 모드에서 상태 확인 모드로 전환하여 상기 시험용 지그에 설정된 산소포화도 정보를 인출하는 단계; 상기 제어부가 상기 시험용 지그에 광을 투사하여 상기 시험용 지그의 실제 산소포화도를 측정하는 단계; 상기 제어부가 상기 시험용 지그에서 실제 측정한 산소포화도와 상기 지그에서 인출한 산소포화도 정보를 비교하는 단계; 및 상기 제어부가 실제 산소포화도 및 시험용 지그에 설정된 산소포화도를 비교하여 오차 범위 내에서 동일한지 여부를 판단한 결과를 바탕으로 상기 산소포화도 측정 장치의 상태를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 파장대가 다른 복수의 빛을 코드 확산 변조하여 동시에 혈관에 투사하고, 상기 혈관을 투과한 후 동시에 수신되는 빛을 코드 역확산 복조하여 신속하고 정확하게 산소포화도를 측정할 수 있도록 한다.
도 1은 기존의 산소포화도 측정 장치의 개략적인 형태를 보여주는 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 도 1에 있어서, 시험용 지그의 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 산소포화도 측정 장치 및 그 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치는, 광 투사부(110), 구동부(120), 코드 변조부(130), 광 수신부(140), 신호증폭부(150), 코드 복조부(160), 제어부(170), 정보 출력부(180), 체온 검출부(190), 온열부(191), 및 지그 정보 검출부(200)를 포함한다.
상기 광 투사부(110)는 각기 다른 파장대의 광을 투사하는 복수의 광원(예 : 적색 LED, 적외선 LED 등)을 포함한다.
또한 상기 광 투사부(110)는, 상기 구동부(120)의 구동에 따라, 상기 복수의 광원을 동시에 구동하거나 개별로 구동할 수 있다.
상기 구동부(120)는 상기 복수의 광원(예 : 적색 LED, 적외선 LED 등)을 각기 다르게 지정된 주파수에 따라 구동할 수 있다.
또한 상기 구동부(120)는 상기 복수의 광원을 구동하기 위한 주파수를, 상기 코드 변조부(130)를 통해, 지정된 코드를 이용하여 변조할 수 있다.
상기 코드 변조부(130)는 상기 복수의 광원을 구동하기 위한 주파수를 지정된 하나의 코드를 이용하여 주파수 호핑 확산 스펙트럼 방식으로 변조하거나, 또는 상기 복수의 광원을 구동하기 위한 각기 다른 주파수를 지정된 복수의 코드를 각기 이용하여 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 방식으로 각기 변조할 수도 있다.
이 때 상기 코드 변조부(130)에서 이용할 지정된 하나의 코드 또는 지정된 복수의 코드는, 상기 제어부(170)에서 생성할 수 있으며, 이 때 생성된 코드(예 : 하나의 코드, 복수의 코드)는 내부 메모리(미도시)에 저장되어, 상기 코드 복조부(160)에서 신호 복조 시 사용할 수 있다.
상기 광 수신부(140)는 상기 광 투사부(110)에서 투사된 후 사용자의 혈관을 투과한 다음 수신되는 광 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환 출력하는 적어도 하나의 광 수신 소자(예 : 포토다이오드)를 포함한다.
상기 신호증폭부(150)는 상기 광 수신부(140)의 출력 신호를 증폭한다.
이 때 상기 신호증폭부(150)를 통해 증폭되어 출력된 신호에는 잡음(노이즈)가 포함될 수 있다. 하지만, 상기 포함된 잡음(노이즈)은 상기 코드 복조부(160)에서 지정된 코드를 이용하여 복조하는 과정에서 제거된다.
상기 코드 복조부(160)는 상기 신호증폭부(150)에서 증폭된 신호에, 상기 코드 변조부(130)에서 사용된 동일한 코드를 이용하여 복조를 수행한다. 즉, 상기 코드 변조부(130)에서 변조에 사용된 방식에 따라 지정된 하나의 코드 또는 지정된 복수의 코드를 이용하여 복조를 수행한다.
상기 제어부(170)는 상기 광 투사부(110)를 통해 투사된 신호 및 상기 코드 복조부(160)를 통해 복조된 신호를 이용하여 산소 포화도를 산출한다. 이 때 상기 광 투사부(110)를 통해 투사된 광 신호와 상기 광 수신부(140)를 통해 수신된 광 신호를 이용하여 산소포화도를 산출하는 원리는 기존에 이미 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
그러나 본 실시예에서는 상기 광 신호를 투사하기 전에 지정된 코드를 이용하여 변조하고 이 변조된 신호를 동일한 코드를 이용하여 복조하기 때문에 잡음(노이즈)이 제거됨으로써 기존과 동일한 방식으로 산소포화도를 산출하더라도 제거된 잡음(노이즈)만큼 정확도가 향상되는 효과가 있다.
또한 본 실시예에서는 상기 광 투사부(110)를 통해 복수의 광원을 동시에 구동하여 광 신호를 투사할 수 있으므로, 기존에 복수의 광원을 순차로 구동하여 광 신호를 투사하는 방식 대비 산소포화도 측정 시간을 단축시키는 효과가 있다.
상기 정보 출력부(180)는 상기 제어부(170)에서 산출한 산소포화도 값을 출력하기 위한 디스플레이(미도시) 및 케이블로 연결된 단말 장치(미도시)에 전송하기 위한 통신 수단(미도시)을 포함한다.
상기 체온 검출부(190) 및 온열부(191)는, 귓볼이나 손가락 등에 장착하여 산소포화도를 측정하는 산소포화도 측정 장치의 특성 상, 측정 도중에 체온이 저감되어 말초 혈관이 수축되는 경우에 정확도가 떨어질 수 있는 문제점을 해소하기 위하여, 손가락에서 체온을 검출하고, 상기 검출된 체온이 지정된 기준보다 작을 경우에 손가락의 온도를 지정된 기준으로 상승시키기 위한 온열부(예 : 히터)를 포함한다.
다만 상기 온열부(191)는 신체의 전체적인 체온을 상승시키기 위한 것이 아니라 산소포화도 측정 부위의 체온만 일시적으로 지정된 기준 체온으로 상승 유지시키기 위한 목적이므로 미소 전류에 의해 작동될 수 있게 구현된다.
상기 지그 정보 검출부(200)는 본 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치의 정확도를 유지하기 위하여 수시로 상태(예 : 정상, 고장)를 확인해 볼 수 있는 지그(Jig)를 삽입할 경우, 상기 지그(즉, 시험용 지그)의 삽입을 검출하고, 상기 삽입된 지그의 정보(즉, 지그에 설정된 산소포화도 정보)를 검출한다(도 6 참조).
또한 상기 지그 정보 검출부(200)는, 상기 지그의 삽입을 검출하고, 상기 삽입된 지그의 정보(즉, 지그에 설정된 산소포화도 정보)를 검출하기 위한 복수의 단자를 포함할 수 있다.
도 6은 도 1에 있어서, 시험용 지그의 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도로서, 상기 시험용 지그는 본 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치에 손가락 대신 삽입할 수 있는 형태로 구현되며, 일 측에 본 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치의 본체와 접속할 수 있는 복수의 단자를 구비한다.
이 때 상기 복수의 단자를 통해 구동 전원을 인가받거나 시험용 지그의 내부에 저장된 정보를 전송할 수 있다.
또한 상기 시험용 지그의 표면 일 측에는 해당 시험용 지그에 설정된 산소포화도 정보가 인쇄되어 있으며 이는 사용자의 유관으로도 쉽게 시험용 지그에 설정된 산소포화도 정보를 확인할 수 있도록 한다.
이 때 상기 시험용 지그의 표면에 인쇄된 산소포화도 정보와 상기 시험용 지그의 내부에 저장된 산소포화도 정보는 동일하다.
상기 제어부(170)는 지그의 삽입이 검출될 경우, 산소포화도 측정 장치의 상태 확인 모드(또는 시험 모드)로 변경하고, 상기 지그에 광을 투사하여 측정한 지그의 실제 산소포화도와 상기 지그에서 검출한 산소포화도 값(즉, 지그에 설정된 산소포화도 값)을 비교하여, 오차 범위 내에서 동일한지 여부를 판단한다. 즉, 상기 제어부(170)는 오차 범위 내에서 두 산소포화도 값(예 : 실제 산소포화도, 지그에 설정된 산소포화도)이 동일하면 정상 상태로 판정하고, 두 산소포화도 값이 동일하지 않으면 고장 상태로 판정한다.
예컨대 본 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치를 실제 환자에 사용하기 전에 상기 지그를 이용하여 상태를 먼저 확인한 후 정상 상태로 판정된 경우에만 사용함으로써 장치의 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(170)는 산소포화도 측정 장치의 광 투사부(110)에서 동시에 투사할 광신호에 대응하는 주파수를 변조할 적어도 하나의 코드를 생성하고, 이 코드를 내부 메모리(미도시)에 저장한다(S101).
또한 상기 제어부(170)는 상기 동시에 투사할 광신호에 대응하는 주파수를 상기 생성된 적어도 하나의 코드를 이용하여 변조한다(S102).
또한 상기 제어부(170)는 상기 변조된 주파수에 따라 광 투사부(110)의 광원을 동시에 구동하여 해당하는 광신호를 광 투사부를 통해 투사한다(S103).
또한 상기 제어부(170)는 광 수신부(140)를 통해 광신호를 수신하고, 상기 변조에 사용된 동일한 코드를 이용하여 상기 수신된 광신호를 복조한다(S104).
또한 상기 제어부(170)는 상기 투사된 광신호와 상기 복조된 광신호를 이용하여 산소포화도를 산출한다(S105).
그러나 본 실시예에서는 상기 광 신호를 투사하기 전에 지정된 코드를 이용하여 변조하고 이 변조된 신호를 동일한 코드를 이용하여 복조하기 때문에 잡음(노이즈)을 제거함으로써 제거된 잡음(노이즈)만큼 산소포화도의 측정 정확도를 향상시키는 효과가 있고, 또한 기존에 복수의 광원을 순차로 구동하여 광 신호를 투사하는 방식 대비 복수의 광원을 동시에 구동하여 광 신호를 투사할 수 있으므로, 산소포화도 측정 시간을 단축시키는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 제어부(170)는 본 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치를 이용하여 산소포화도를 측정할 때 체온(예 : 산소포화도를 측정하는 손가락의 체온)을 동시에 측정한다(S201).
또한 상기 제어부(170)는 상기 측정한 체온이 미리 지정된 체온(예 : 36.5도) 범위(예 : ±0.2도) 이상인지 체크한다(S202).
이에 따라 상기 측정한 체온이 미리 지정된 체온(예 : 36.5도) 범위(예 : ±0.2도) 이상인 경우(S202의 예), 온열부 구동을 오프 시킨 상태에서 산소포화도 측정을 계속한다(S203).
그러나 상기 측정한 체온이 미리 지정된 체온(예 : 36.5도) 범위(예 : ±0.2도) 이상이 아닌 경우(S202의 아니오), 온열부 구동을 온 시킨 후(S204), 체온이 미리 지정된 체온(예 : 36.5도) 범위(예 : ±0.2도) 이상으로 상승하기 전까지, 미리 설정된 룩업테이블(미도시)(예 : 실험에 의하여 산출된 룩업테이블)에 기초하여, 산소포화도 측정 값에 보정값을 반영하여 출력한다(S205).
이에 따라 본 실시예는 측정 도중에 체온이 저감되어 말초 혈관이 수축되는 경우에 정확도가 떨어질 수 있는 문제점을 해소하여 산소포화도 측정 정확도를 향상시키는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 제어부(170)는 본 실시예에 따른 산소포화도 측정 장치에 시험용 지그의 삽입이 검출되면, 산소포화도 측정 모드에서 상태 확인 모드(또는 시험 모드)로 전환한다(S301).
또한 상기 제어부(170)는 상기 시험용 지그에 설정된 산소포화도 정보를 인출한다(S302).
또한 상기 제어부(170)는 상기 시험용 지그에 광을 투사하여 산소포화도를 측정한다(S303).
또한 상기 제어부(170)는 상기 시험용 지그에서 실제 측정한 산소포화도와 상기 지그에서 인출한 산소포화도 정보(즉, 지그에 설정된 산소포화도 정보)를 비교한다(S304).
또한 상기 제어부(170)는 상기 두 산소포화도 값(예 : 실제 산소포화도, 지그에 설정된 산소포화도)을 비교하여 오차 범위 내에서 동일한지 여부를 판단한 결과를 바탕으로 산소포화도 측정 장치의 상태를 출력한다(S305).
예컨대 상기 제어부(170)는 오차 범위 내에서 두 산소포화도 값이 동일하면 산소포화도 측정 장치의 상태를 정상 상태로 판정하고, 오차 범위 내에서 두 산소포화도 값이 동일하지 않으면 산소포화도 측정 장치의 상태를 고장 상태로 판정한다.
이와 같이 본 실시예는 산소포화도 측정 장치의 상태를 실제 환자에 사용하기 전에 상기 시험용 지그를 이용하여 미리 판정함으로써 산소포화도 측정 장치의 측정 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
110 : 광 투사부 120 : 구동부
130 : 코드 변조부 140 : 광 수신부
150 : 신호증폭부 160 : 코드 복조부
170 : 제어부 180 : 정보 출력부
190 : 체온 검출부 191 : 온열부
200 : 지그 정보 검출부

Claims (7)

  1. 각기 다른 파장대의 광을 투사하는 복수의 광원을 포함하는 광 투사부;
    상기 복수의 광원을 각기 지정된 주파수에 따라 구동하는 구동부;
    상기 복수의 광원을 각기 구동하는 주파수를 적어도 하나의 지정된 코드를 이용하여 변조하는 코드 변조부;
    상기 광 투사부에서 투사된 후 사용자의 혈관을 투과한 다음 수신되는 광 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환 출력하는 광 수신부;
    상기 광 수신부의 출력 신호를 증폭하는 신호증폭부;
    상기 코드 변조부에서 사용된 동일한 코드를 이용하여 상기 신호증폭부에서 증폭된 신호를 복조하는 코드 복조부; 및
    상기 광 투사부를 통해 투사된 신호 및 상기 코드 복조부를 통해 복조된 신호를 이용하여 산소 포화도를 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소포화도 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 코드 변조부에서 이용할 적어도 하나의 지정된 코드를 생성하여 내부 메모리에 저장하고 상기 코드 복조부에서 신호 복조 시 사용하는 것을 특징으로 하는 산소포화도 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 산소포화도 측정 장치가 산소포화도를 측정하는 신체의 해당 부분에서 체온을 검출하는 체온 검출부; 및
    상기 검출된 체온이 지정된 기준보다 작을 경우에 신체의 해당 부분의 온도를 지정된 기준으로 상승시키기 위한 온열부;를 더 포함하고,
    체온이 미리 지정된 체온 이상으로 상승하기 전까지, 상기 제어부는, 미리 설정된 룩업테이블에 기초하여, 산소포화도 측정 값에 보정값을 반영하는 것을 특징으로 하는 산소포화도 측정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 산소포화도 측정 장치는 장치의 상태를 확인해 볼 수 있는 시험용 지그(Jig)를 삽입할 수 있도록 구현되며,
    상기 시험용 지그의 삽입을 검출하고, 상기 삽입된 시험용 지그에 설정된 산소포화도 정보를 검출할 수 있는 지그 정보 검출부;를 더 포함하고,
    상기 지그 정보 검출부는,
    상기 시험용 지그의 삽입을 검출하고, 상기 삽입된 시험용 지그의 정보를 검출하기 위한 복수의 단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소포화도 측정 장치.
  5. 산소포화도 측정 장치의 제어부가 광 투사부에서 동시에 투사할 광신호에 대응하는 주파수를 변조할 적어도 하나의 코드를 생성하고, 이 코드를 내부 메모리에 저장하는 단계;
    상기 제어부가 상기 동시에 투사할 광신호에 대응하는 주파수를 상기 생성된 적어도 하나의 코드를 이용하여 변조하는 단계;
    상기 제어부가 상기 변조된 주파수에 따라 광 투사부의 광원을 동시에 구동하여 해당하는 광신호를 광 투사부를 통해 투사하는 단계;
    상기 제어부가 광 수신부를 통해 광신호를 수신하고, 상기 변조에 사용된 동일한 코드를 이용하여 상기 수신된 광신호를 복조하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 투사된 광신호와 상기 복조된 광신호를 이용하여 산소포화도를 산출하거나 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소포화도 측정 장치의 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부가 산소포화도를 측정할 때 체온을 동시에 측정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 측정한 체온이 미리 지정된 체온 이상인지 체크하는 단계; 및
    상기 측정한 체온이 미리 지정된 체온 이상이 아닌 경우,
    상기 제어부가, 온열부 구동을 온 시킨 후, 체온이 미리 지정된 체온 이상으로 상승하기 전까지, 미리 설정된 룩업테이블에 기초하여, 산소포화도 측정 값에 보정값을 반영하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산소포화도 측정 장치의 제어 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 산소포화도 측정 장치에 시험용 지그의 삽입이 검출될 경우,
    상기 제어부가 산소포화도 측정 모드에서 상태 확인 모드로 전환하여 상기 시험용 지그에 설정된 산소포화도 정보를 인출하는 단계;
    상기 제어부가 상기 시험용 지그에 광을 투사하여 상기 시험용 지그의 실제 산소포화도를 측정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 시험용 지그에서 실제 측정한 산소포화도와 상기 지그에서 인출한 산소포화도 정보를 비교하는 단계; 및
    상기 제어부가 실제 산소포화도 및 시험용 지그에 설정된 산소포화도를 비교하여 오차 범위 내에서 동일한지 여부를 판단한 결과를 바탕으로 상기 산소포화도 측정 장치의 상태를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산소포화도 측정 장치의 제어 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004515274A (ja) * 2000-11-23 2004-05-27 センテック アーゲー 生理学的パラメータの測定用センサ及びその方法
KR20060046211A (ko) * 2004-05-28 2006-05-17 아사히 가세이 덴시 가부시끼가이샤 센서의 시험용 지그 기판 및 시험 장치 및 시험 방법
JP2014124381A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Spectratech Inc 生体情報計測装置
KR20160053007A (ko) * 2014-10-30 2016-05-13 한국과학기술원 펌웨어 기반의 휴대 및 확장이 가능한 광분광학 시스템 및 그 제어 방법
KR20180087894A (ko) * 2017-01-25 2018-08-03 연세대학교 원주산학협력단 귀 착용형 건강관리 모니터링 시스템

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120029361A (ko) * 2010-09-16 2012-03-26 케이티메드 주식회사 생체신호의 디지털 신호 처리용 실험키트
US11026608B2 (en) * 2017-01-09 2021-06-08 Vox Biomedical Llc Cerebral oximetry using time-gated direct sequence spread spectrum

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004515274A (ja) * 2000-11-23 2004-05-27 センテック アーゲー 生理学的パラメータの測定用センサ及びその方法
KR20060046211A (ko) * 2004-05-28 2006-05-17 아사히 가세이 덴시 가부시끼가이샤 센서의 시험용 지그 기판 및 시험 장치 및 시험 방법
JP2014124381A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Spectratech Inc 生体情報計測装置
KR20160053007A (ko) * 2014-10-30 2016-05-13 한국과학기술원 펌웨어 기반의 휴대 및 확장이 가능한 광분광학 시스템 및 그 제어 방법
KR20180087894A (ko) * 2017-01-25 2018-08-03 연세대학교 원주산학협력단 귀 착용형 건강관리 모니터링 시스템

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