KR20220026648A - Pressure sensor system for sleep monitoring - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 매트에 설치된 압력센서를 통하여 수면 상태를 모니터링 하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매트에 가해지는 압력 변화 및 압력 분포 변화를 감지하여 측정대상의 수면 중의 자세 및 생체정보 등을 지속적으로 계측하여 수면 상태를 모니터링 할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of monitoring a sleep state through a pressure sensor installed on a mat, and more particularly, by detecting a change in pressure and a change in pressure distribution applied to the mat, continuously monitoring the posture and biometric information of a measurement target during sleep. It relates to an apparatus and method capable of monitoring a sleep state by measuring.
영유아 및 욕창환자 돌봄, 간호간병 시장은 성장 가능성이 높은 시장이다. 측정대상의 건강상태, 잠자는 패턴 등을 실시간으로 모니터링하고, 주시할 수 있는 웨어러블 기기들이 최근 등장해 큰 인기를 얻고 있다.The nursing care market for infants and toddlers and pressure ulcer patients is a market with high growth potential. Wearable devices that can monitor and observe the health status and sleeping patterns of the measurement target in real time have recently appeared and are gaining great popularity.
간병 및 돌봄이 필요한 사람들(영유아, 노인, 환자 등)을 모니터링을 위하여 다양한 종류의 많은 센서를 사용하고 있다. 이로 인해, 제품의 크기가 크고 고가로 인한 부담이 발생할 수 밖에 없다.Various types of sensors are used to monitor people who need care and care (infants, the elderly, patients, etc.). Due to this, the size of the product is large and the burden due to the high price is inevitable.
이에 간단한 센서 구조를 통해 다양하고 정확한 수면 상태 모니터링을 위한 방안의 모색이 요청된다.Therefore, it is requested to find a way to monitor various and accurate sleep state through a simple sensor structure.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 매트에 설치된 압력센서만으로 수면 상태를 정확하게 모니터링하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for accurately monitoring a sleep state only with a pressure sensor installed on a mat.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 수면 상태 모니터링 방법은 압력센서 패키지로 압력을 측정하는 단계; 측정된 압력을 이용하여, 자세 변화를 추정하는 단계; 측정된 압력을 이용하여, 호흡 상태를 측정하는 단계;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a sleep state monitoring method comprises the steps of: measuring a pressure with a pressure sensor package; estimating a posture change using the measured pressure; Using the measured pressure, measuring the breathing state; includes.
본 발명에 따른 수면 상태 모니터링 방법은 측정된 압력을 이용하여, 심박 상태를 측정하는 단계; 및 측정된 압력을 이용하여, 배뇨 여부를 판별하는 단계;를 더 포함할 수 있다.A sleep state monitoring method according to the present invention comprises: measuring a heartbeat state using the measured pressure; and determining whether to urinate by using the measured pressure.
본 발명에 따른 수면 상태 모니터링 방법은 추정된 자세에 변화가 있으면, 자세 변화를 알람하는 단계; 및 측정된 호흡 상태에 이상이 있으면, 호흡 이상을 알람하는 단계;를 더 포함할 수 있다.A sleep state monitoring method according to the present invention includes the steps of notifying a change in posture when there is a change in an estimated posture; And if there is an abnormality in the measured respiration state, alarming the respiration abnormality; may further include.
본 발명에 따른 수면 상태 모니터링 방법은 측정된 심박 상태에 이상이 있으면, 심박 이상을 알람하는 단계; 및 배뇨가 있는 것으로 판단되면, 배뇨 발생 사실을 알람하는 단계;를 더 포함할 수 있다.A sleep state monitoring method according to the present invention includes the steps of notifying a heartbeat abnormality if there is an abnormality in the measured heartbeat state; And when it is determined that there is urination, the step of notifying the fact that urination has occurred; may further include.
압력 측정 단계는, 압력센서 패키지를 구성하는 압력센서들의 압력 데이터들을 합산하여 압력을 측정하는 것일 수 있다.The pressure measurement step may be to measure the pressure by adding up the pressure data of the pressure sensors constituting the pressure sensor package.
압력센서 패키지를 구성하는 압력센서들은, 압력센서 패키지 상에서 격자로 배열되어 있을 수 있다.The pressure sensors constituting the pressure sensor package may be arranged in a grid on the pressure sensor package.
압력센서 패키지 상에서 중앙에 배열된 압력센서들은, 좌측과 우측에 배열된 압력센서들 보다 낮은 영역에 위치할 수 있다.The pressure sensors arranged in the center on the pressure sensor package may be located in a lower area than the pressure sensors arranged on the left and right sides.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 압력을 측정하는 압력센서 패키지; 압력센서 패키지에서 측정된 압력을 이용하여, 자세 변화를 추정하고, 호흡 상태를 측정하는 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 상태 모니터링 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a pressure sensor package for measuring the pressure; A device for estimating a change in posture and measuring a breathing state by using the pressure measured by the pressure sensor package is provided.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 압력센서만을 이용한 간단한 센서 구조를 통해, 수면 상태를 정확하게 모니터링하는 것이 가능해진다.As described above, according to embodiments of the present invention, it is possible to accurately monitor a sleep state through a simple sensor structure using only a pressure sensor.
특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 측정 대상자가 누워있는 공간에서의 현재 수면 상태 또는 주변 상황을 모니터링할 수 있어 발생할 수 있는 위험을 미연에 방지할 수 있으며, 간병 및 돌봄 시장에 인력난과 관련하여 원격 모니터링을 통해 인력난 해소에 도움을 줄 수 있게 된다.In particular, according to embodiments of the present invention, it is possible to monitor the current sleeping state or the surrounding situation in the space where the subject to be measured is lying, thereby preventing possible risks in advance, and related to the shortage of manpower in the nursing and care market. This will help alleviate the manpower shortage through remote monitoring.
도 1은 본 발명의 실시예에 활용 가능한 압력센서 패키지
도 2는, 도 1에 도시된 압력센서 패키지를 측면에서 절단하여 도시한 도면,
도 3은, 도 1에 도시된 압력센서 패키지를 이용하여, 영유아 및 노인의 상태를 모니터링하는 상황,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 상태 모니터링 시스템의 블럭도,
도 5는 수면 상태 획득장치의 수면 상태 취득/모니터링 방식의 설명에 제공되는 도면,
도 6은 수면 상태 획득장치에 의한 구체적인 생체정보 처리 과정의 설명에 제공되는 흐름도이다.1 is a pressure sensor package that can be used in an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a view showing the pressure sensor package shown in Figure 1 cut from the side;
3 is a situation of monitoring the condition of infants and the elderly using the pressure sensor package shown in FIG. 1;
4 is a block diagram of a sleep state monitoring system according to an embodiment of the present invention;
5 is a diagram provided for explanation of a sleep state acquisition/monitoring method of a sleep state acquisition device;
6 is a flowchart provided to explain a specific biometric information processing process by the sleep state acquisition device.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명의 실시예에서는, 매트에 설치된 압력 변화 감지센서를 통한 수면 상태 획득장치를 제시한다. 본 발명의 실시예에 따른 장치는, 압력 변화 및 압력 분포 변화를 감지하여 측정 대상의 움직임 및 생체정보(호흡/심박) 등을 지속적으로 계측하여 생활 패턴 및 현재 상태를 모니터링 할 수 있는 장치이다.In an embodiment of the present invention, a device for acquiring a sleep state through a pressure change sensor installed on the mat is provided. A device according to an embodiment of the present invention is a device capable of monitoring a life pattern and a current state by continuously measuring the movement and biometric information (respiration/heart rate) of a measurement target by sensing a change in pressure and a change in pressure distribution.
기구 설계 및 회로 최적화/소형화를 통해 압력 변화를 감지할 수 있는 센서 1종류만으로 생체정보(호흡/심박)을 측정하고 또한 압력 분포의 변화를 바탕으로 간병 및 돌봄이 필요한 사람들(영유아, 노인, 환자 등)에 대한 원격 모니터링이 가능하게 한다.Biometric information (respiration/heart rate) is measured with only one sensor that can detect pressure changes through device design and circuit optimization/miniaturization, and people who need care and care based on changes in pressure distribution (infants, the elderly, patients etc.) to enable remote monitoring.
본 발명의 실시예에서는, 하나의 압력센서 패키지를 통하여 전압 변화를 필터링하여 호흡. 심박 모니터링, 간병 및 돌봄이 필요한 사람들에 대한(영유아, 노인, 환자 등) 움직임 파악 및 무게 변화에 따른 대소변 감지 가능 등 다기능 수행이 가능하다.In an embodiment of the present invention, breathing by filtering the voltage change through one pressure sensor package. It is possible to perform multi-functional functions such as monitoring heart rate, detecting movement for people in need of nursing and care (infants, the elderly, patients, etc.) and detecting urine and urine according to weight changes.
도 1은 본 발명의 실시예에 활용 가능한 압력센서 패키지(100)을 도시한 도면이다. 압력센서 패키지(100)는 도1에 도시된 바와 같이, 다수의 압력센서들(1~12)을 포함하여 구성된다.1 is a view showing a
도시된 바와 같이, 압력센서 패키지(100)를 구성하는 압력센서들(1~12)은 압력센서 패키지(100) 상에서 격자로 배열되어 있다.As shown, the
도 1에서 압력센서 패키지(100)를 구성하는 압력센서들(1~12)의 개수는 12개인데, 개수는 예시적인 것에 불과하다. 12개가 아닌 다른 개수의 압력센서들로 압력센서 패키지(100)를 구현하는 것이 가능하다.The number of
압력센서 패키지(100)에서 압력센서들(1~12)이 위치한 지점들은 압력 변화를 효과적으로 측정하기 위한 것이다.Points at which the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 활용 가능한 압력센서 패키지(100)는 다중 센서 기능을 하나의 센서 패키지로 구현한 것인데, 기구의 구조와 디자인을 간단하게 하고, 제조 비용을 절감할 수 있게 한다. 나아가, 사용 방법도 다순하다는 점에서 사용자 편의성도 증가한다.As such, the
도 2는, 도 1에 도시된 압력센서 패키지(100)를 측면에서 절단하여 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view showing the
도 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 압력센서 패키지(100) 상에서 중앙에 배열된 압력센서들(2,5,8,11)는, 좌측에 배열된 압력센서들(1,4,7,10) 보다 낮은 영역에 위치하고, 우측에 배열된 압력센서들(3,6,9,12) 보다 낮은 영역에 위치하고 있다.As can be seen from FIG. 2 , the
도 3에는, 도 1에 도시된 압력센서 패키지(100)를 이용하여, 영유아의 상태를 모니터링하는 상황이다. 도시된 바와 같이, 영유아는 압력센서 패키지(100) 상에서 높이가 낮은 중앙에 편안하게 누워 있을 수 있다. 나아가, 좌측 영역과 우측 영역이 중앙 영역 보다 높기 때문에, 뒤집기에 의한 질식 등의 위험이 없다는 점에서 유용하다.In FIG. 3 , using the
한편, 압력센서 패키지(100)를 구성하는 압력센서들(1~12)의 행 배선과 열 배선에 의해 도통되어, 압력센서들(1~12)에 의해 측정된 압력 신호들을 합산하여 전체 압력을 측정하고, 압력 변화를 모니터링할 수 있다. 압력센서들(1~12) 각각에서 출력되는 센서 신호가 미약하기 때문에 채택한 구성이다.On the other hand, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 상태 모니터링 시스템의 블럭도이다.4 is a block diagram of a sleep state monitoring system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 수면 상태 모니터링 시스템은, 도 4에 도시된 바와 같이, 압력센서 패키지(100), 생체정보 획득장치(200) 및 사용자 단말(300)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4 , the sleep state monitoring system according to an embodiment of the present invention is configured to include a
압력센서 패키지(100)는 도 1에 도시된 것을 의미한다. 이에 대해서는 상술한 바 있다The
생체정보 획득장치(200)는 압력센서 패키지(100)를 구성하는 압력센서들(1~12)에서 생성된 센서 데이터들에 대해 필요한 신호 처리하고, 이를 이용하여 생체 상태를 파악한다.The biometric
이를 테면, 수면 상태 모니터링 영유아 시스템을 침대에 구현한 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 생체정보 획득장치(200)는 측정된 압력 신호를 증폭하고 필터링한 후 A/D 변환하여 신호 처리한 후에, 압력 변화량을 기초로, 1) 자세 변화를 추정하고, 2) 심박수/호흡수를 추정하며, 3) 배뇨 여부를 추정할 수 있다.For example, when the sleep state monitoring system for infants and toddlers is implemented in a bed, as shown in FIG. 5 , the biometric
나아가, 자세 변화 추정 결과는 수면의 질을 측정하거나 영유아의 뒤집기 모니터링 등에 활용할 수 있다.Furthermore, the postural change estimation result can be used to measure the quality of sleep or monitor the turning over of infants and young children.
생체정보 획득장치(200)에 의한 구체적인 생체정보 처리 과정이 도 6에 도시되어 있다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수면 상태 모니터링 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.A detailed biometric information processing process by the biometric
도 6에 도시된 바와 같이, 생체정보 획득장치(200)는 측정된 압력 데이터를 호흡/심박수 추정 알고리즘에 입력하여 호흡/심박수를 추정하고, 추정된 호흡/심박수에 이상이 있는 경우에는 사용자 단말(300)에 알람을 발생시킨다.6, the biometric
또한, 생체정보 획득장치(200)는 측정된 압력 데이터로부터 압력센서 패키지(100)의 포인트별 압력 변화를 감지하고, 감지 결과로부터 영유아의 자세 변화를 감지한다. 감지 결과 자세 변화가 발생한 경우, 이를 테면, 영유아가 자세를 뒤집은 경우, 생체정보 획득장치(200)는 사용자 단말(300)에 알람을 발생시킨다.In addition, the biometric
나아가, 압력센서 패키지(100)의 포인트별 압력 변화는 배뇨 여부를 확인하는데 이용할 수 있다. 구체적으로, 영유아의 기저귀가 위치하는 포인트의 압력이 주변 포인트의 압력 보다 급격하게 변화한 경우, 생체정보 획득장치(200)는 배뇨가 있었던 것으로 판단하고, 사용자 단말(300)에 알람을 발생시킨다.Furthermore, the pressure change for each point of the
지금까지, 매트에 설치된 압력센서 패키지, 이를 이용한 생체정보 획득장치 및 모니터링 시스템에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.So far, a preferred embodiment of the pressure sensor package installed on the mat, the biometric information acquisition device and the monitoring system using the same has been described in detail.
위 실시예에서는, 압력센서만으로 다양한 생체 상태를 정확하게 모니터링하기 위한 방안을 제시하였다.In the above embodiment, a method for accurately monitoring various biological states using only a pressure sensor was presented.
이에 의해, 압력센서만을 이용한 간단한 센서 구조를 통해, 다양한 생체 상태를 정확하게 모니터링하는 것이 가능해지고, 측정 대상자가 누워있는 공간에서의 현재 건강 상태 또는 주변 상황을 모니터링할 수 있어 발생할 수 있는 위험을 미연에 방지할 수 있으며, 간병 및 돌봄 시장에 인력난과 관련하여 원격 모니터링을 통해 인력난 해소에 도움을 줄 수 있게 된다.Thereby, through a simple sensor structure using only the pressure sensor, it becomes possible to accurately monitor various biological states, and it is possible to monitor the current health state or the surrounding situation in the space where the subject to be measured is lying, thereby avoiding possible risks in advance. In relation to the shortage of manpower in the nursing and care market, it is possible to help solve the manpower shortage through remote monitoring.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다.On the other hand, it goes without saying that the technical idea of the present invention can also be applied to a computer-readable recording medium containing a computer program for performing the functions of the apparatus and method according to the present embodiment. In addition, the technical ideas according to various embodiments of the present invention may be implemented in the form of computer-readable codes recorded on a computer-readable recording medium.
컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.The computer-readable recording medium may be any data storage device readable by the computer and capable of storing data. For example, the computer-readable recording medium may be a ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical disk, hard disk drive, or the like. In addition, the computer-readable code or program stored in the computer-readable recording medium may be transmitted through a network connected between computers.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
1~12 : 압력센서
100 : 압력센서 패키지
200 : 생체정보 획득장치
300 : 사용자 단말1~12: pressure sensor
100: pressure sensor package
200: biometric information acquisition device
300: user terminal
Claims (6)
수면 상태 모니터링 시스템이, 측정된 압력을 이용하여, 자세 변화를 추정하는 단계;
수면 상태 모니터링 시스템이, 측정된 압력을 이용하여, 호흡 상태를 측정하는 단계;를 포함하고,
압력센서 패키지를 구성하는 압력센서들은,
압력센서 패키지 상에서 격자로 배열되어 있으며,
압력센서 패키지 상에서 중앙에 배열된 압력센서들은,
좌측과 우측에 배열된 압력센서들 보다 낮은 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 수면 상태 모니터링 방법.
A sleep state monitoring system, comprising: measuring a pressure with a pressure sensor package;
estimating, by the sleep state monitoring system, a change in posture by using the measured pressure;
Including, by the sleep state monitoring system, using the measured pressure, measuring a breathing state;
The pressure sensors constituting the pressure sensor package are,
They are arranged in a grid on the pressure sensor package,
The pressure sensors arranged in the center on the pressure sensor package,
Sleep state monitoring method, characterized in that it is located in a lower area than the pressure sensors arranged on the left and right.
수면 상태 모니터링 시스템이, 측정된 압력을 이용하여, 심박 상태를 측정하는 단계; 및 수면 상태 모니터링 시스템이, 측정된 압력을 이용하여, 배뇨 여부를 판별하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 상태 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
measuring, by the sleep state monitoring system, a heartbeat state using the measured pressure; and determining, by the sleep state monitoring system, whether urination by using the measured pressure.
수면 상태 모니터링 시스템이, 추정된 자세에 변화가 있으면, 자세 변화를 알람하는 단계; 및
수면 상태 모니터링 시스템이, 측정된 호흡 상태에 이상이 있으면, 호흡 이상을 알람하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 상태 모니터링 방법.
3. The method according to claim 2,
alarming, by the sleep state monitoring system, if there is a change in the estimated posture; and
The sleep state monitoring system, if there is an abnormality in the measured breathing state, alarming the breathing abnormality; Sleep state monitoring method further comprising a.
수면 상태 모니터링 시스템이, 측정된 심박 상태에 이상이 있으면, 심박 이상을 알람하는 단계; 및
수면 상태 모니터링 시스템이, 배뇨가 있는 것으로 판단되면, 배뇨 발생 사실을 알람하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 상태 모니터링 방법.
3. The method according to claim 2,
alarming, by the sleep state monitoring system, if there is an abnormality in the measured heartbeat state; and
When the sleep state monitoring system determines that there is urination, alarming the fact that urination has occurred; the sleep state monitoring method further comprising a.
압력 측정 단계는,
압력센서 패키지를 구성하는 압력센서들의 압력 데이터들을 합산하여 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 수면 상태 모니터링 방법.
The method according to claim 1,
The pressure measurement step is
A sleep state monitoring method, characterized in that the pressure is measured by adding up the pressure data of the pressure sensors constituting the pressure sensor package.
압력센서 패키지에서 측정된 압력을 이용하여, 자세 변화를 추정하고, 호흡 상태를 측정하는 장치;를 포함하고,
압력센서 패키지는,
격자로 배열된 다수의 압력센서들을 포함하고,
중앙에 배열된 압력센서들은,
좌측과 우측에 배열된 압력센서들 보다 낮은 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 수면 상태 모니터링 시스템.a pressure sensor package that measures pressure;
Using the pressure measured in the pressure sensor package, estimating a change in posture, and a device for measuring a breathing state; including,
Pressure sensor package,
Including a plurality of pressure sensors arranged in a grid,
Pressure sensors arranged in the center,
Sleep state monitoring system, characterized in that it is located in a lower area than the pressure sensors arranged on the left and right.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200107165A KR20220026648A (en) | 2020-08-25 | 2020-08-25 | Pressure sensor system for sleep monitoring |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230141018A (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-10 | 한국전자기술연구원 | Apnea detection method based on non-constrained multiple ballistic sensor |
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2020
- 2020-08-25 KR KR1020200107165A patent/KR20220026648A/en unknown
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