KR20220053934A - 광학 장치 및 생체정보 추정 장치 - Google Patents

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Abstract

비침습적으로 생체신호를 측정하는 광학 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 광학 장치는 피검체를 측정 위치로 가이드하는 가이드부 및, 피검체가 가이드부에 진입할 때 피검체의 제1 부위를 가압하여 제2 부위의 충혈을 유도하는 가압부를 포함하는 인터페이스와, 인터페이스의 상단에 배치되어, 피검체가 측정 위치에 안착하면 상기 제2 부위로부터 생체신호를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.

Description

광학 장치 및 생체정보 추정 장치{OPTICAL APPARATUS AND APPARATUS FOR ESTIMATING BIO-INFORMATION USING THE SAME}
비침습적으로 생체신호를 측정하는 광학 장치에 관한 것이다.
라만 분광분석법과 같은 분광학적 분석 기술 기반의 비침습 광학 장치는 채혈없이 혈중 물질을 측정할 수 있으므로 사용자의 편의를 증진시킬 수 있다. 특히, 비침습 분석 기술은 개인별 피부 스펙트럼으로부터 진피층에 존재하는 간질액 분석을 통해 혈중성분의 신호 예측에 활용될 수 있다. 하지만, 라만 분광법을 이용한 성분 측정 방법은 광 조사에 의해 얻어지는 라만 스펙트럼의 신호 세기가 매우 작은 단점을 가지고 있다. 조사 광에 의한 인체 영향을 줄이기 위해 광 세기를 약하게 하는 대신 노출 시간을 늘리고 반복 측정 횟수를 증가시킬 경우 장시간의 측정 시간이 요구된다. 하지만, 측정 시간이 경과함에 따라 초기 설정한 초점 위치에서 변화가 발생할 수 있어 초기 측정된 신호 대비 시간 경과에 따른 신호의 세기는 감소하게 된다.
측정 시간에 따라 변화하는 외부 요인에 의한 측정 신호의 변화를 최소화 하기 위한 인터페이스를 구비한 광학 장치 및 그 광학 장치를 이용하여 생체정보를 추정하는 생체정보 추정 장치가 제시된다.
일 양상에 따르면, 광학 장치는 피검체를 측정 위치로 가이드하는 가이드부 및, 피검체가 가이드부에 진입할 때 피검체의 제1 부위를 가압하여 제2 부위의 충혈을 유도하는 가압부를 포함하는 인터페이스 및, 인터페이스의 상단에 배치되어, 피검체가 상기 측정 위치에 안착하면 제2 부위에 광을 조사하는 광원부 및 제2 부위로부터 산란 또는 반사된 광을 검출하여 제2 부위로부터 생체신호를 측정하는 검출부를 포함하는 측정부를 포함할 수 있다.
이때, 제1 부위는 손가락 끝 부분을 포함하고, 제2 부위는 손톱 끝 주름 부분을 포함할 수 있다.
가압부는 피검체의 제1 부위가 접촉하는 플레이트 및 상기 플레이트에 연결되어 제1 부위가 플레이트를 가압함에 따라 변형되는 탄성부재를 포함할 수 있다.
플레이트는 제1 부위 단면적의 적어도 50% 이상이 접촉할 수 있도록 형성될 수 있다.
탄성부재는 피검체가 상기 플레이트에 적어도 3N 이상의 힘을 가할 수 있도록 하는 탄성계수를 가질 수 있다.
인터페이스는 피검체의 제1 부위의 가압에 따른 플레이트의 이동을 제동하는 제동부를 더 포함할 수 있다.
제동부는 플레이트에 연결되며 일면에 돌기가 형성된 제1 걸림부 및, 인터페이스의 일면에 연결되며 제1 걸림부가 이동할 때 상기 돌기가 결합되도록 홈이 형성된 제2 걸림부를 포함할 수 있다.
가압부는 피검체의 제1 부위가 접촉하는 플레이트 및, 플레이트에 제1 부위가 접촉하면 플레이트를 구동하여 제1 부위를 가압하는 액츄에이터를 포함할 수 있다.
인터페이스는 피검체가 가이드부에 진입할 때 피검체의 측면을 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.
지지부는 피검체의 두께 및 형태에 따라 변형되는 탄성체를 포함할 수 있다.
측정부는 가압부가 피검체의 제1 부위를 가압함에 따라 돌출되는 제2 부위의 적어도 일부를 수용하도록 형성된 중공체를 포함할 수 있다.
이때, 중공체의 높이는 제2 부위의 최대 돌출 높이 및 최소 돌출 높이 중의 적어도 하나를 고려하여 결정될 수 있다.
측정부는 중공체의 상단에 배치되어 상기 돌출된 제2 부위에 접촉하도록 형성된 광학 윈도우를 더 포함할 수 있다.
또한, 측정부는 수평 방향 또는 수직 방향으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다.
또한, 광학 장치는 인터페이스의 하단에 배치되어 상기 측정부의 수직 이동에 의해 상기 제2 부위에 가해지는 힘/압력을 측정하는 센서를 더 포함할 수 있다.
광원부는 제2 부위의 원하는 초점 위치에 광이 조사될 수 있도록 회전 가능하도록 구성된 반사 거울을 포함할 수 있다.
검출부는 제2 부위로부터 산란 또는 반사된 광을 집광하는 집광 렌즈를 더 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 피검체의 제1 부위를 가압하여 제2 부위의 충혈을 유도하고, 충혈된 제2 부위로부터 생체신호를 측정하는 광학 장치 및, 측정된 생체신호를 이용하여 생체정보를 추정하는 프로세서를 포함하고, 광학 장치는 피검체를 측정 위치로 가이드하는 가이드부 및 피검체가 가이드부에 진입할 때 피검체의 제1 부위를 가압하여 제2 부위의 충혈을 유도하는 가압부를 포함하는 인터페이스 및, 인터페이스의 상단에 배치되어, 피검체가 상기 측정 위치에 안착하면 상기 제2 부위로부터 생체신호를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.
생체정보는 카로티노이드, 혈당, 당 섭취량, 중성지방, 콜레스테롤, 칼로리, 단백질, 체내 수분, 체외 수분 및 요산 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
측정 부위의 산란 효율을 높이기 위한 광학 장치를 제시할 수 있다. 또한, 광학 장치를 이용하여 외부 요인에 의한 스펙트럼 간섭을 최소화 하여 생체정보 추정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 1a는 광학 장치의 일 실시예를 도시한 정면도이다.
도 1b는 광학 장치의 다른 실시예를 도시한 정면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 인터페이스의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 측정부의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 측정부를 이동시키는 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체정보 추정 장치의 블록도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 생체정보 추정 장치의 블록도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1a는 광학 장치의 일 실시예를 도시한 정면도이다.
도 1a를 참조하면, 광학 장치(100)는 인터페이스(110) 및 측정부(120)를 포함한다.
인터페이스(110)는 측정 시간의 경과에 따른 외부 측정 환경의 변화, 피검체(OBJ)의 탄력도의 변화 또는 피검체의 위치 변화 등 다양한 요인에 따라 측정부(120)에 의해 측정되는 신호의 변화를 최소화 하기 위해 피검체를 측정 위치로 가이드하고 안착을 유도하는 가이드부(111)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 가이드부(111)는 피검체(OBJ)가 삽입될 수 있는 공간으로 형성될 수 있다.
인터페이스(110)는 피검체(OBJ)가 가이드부(111)에 삽입될 때 피검체의 제1 부위(P1)를 가압하여 제2 부위(P2)의 충혈을 유도하는 가압부(112)를 포함할 수 있다. 이때, 피검체(OBJ)는 손가락일 수 있으며, 제1 부위(P1)는 손가락 끝이고, 제2 부위(P2)는 손톱 끝 부위(nailfold)일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 예컨대, 제1 부위(P1)는 손가락 측면 부위로서 예컨대 제2 부위(P2) 위치의 일측면 또는 양측면 부분일 수 있다. 일반적으로 인체 내의 성분에 대한 측정 효율을 높이기 위해 손톱 끝 부위(nailfold)가 적합한 위치로 알려져 있다. 본 실시예의 인터페이스(110)는 이와 같이 손톱 끝 부위에서 혈관 내 순환하고 있는 혈액의 유속을 낮추고 양을 증가시켜 혈관의 부피가 증가하도록 하여 손톱 끝 부위에서의 광의 산란 효율을 높일 수 있다.
측정부(120)는 인터페이스(110)의 상단에 배치될 수 있다. 인터페이스(110)의 상단은 피검체(OBJ)가 가이드부(111)에 삽입되어 측정 위치에 안착할 때 피검체의 제2 부위(P2)가 위치하는 영역에 개구부(미도시)가 형성될 수 있으며, 그 개구부(미도시)에 측정부(120)의 하단부가 결합될 수 있다.
측정부(120)는 피검체(OBJ)가 인터페이스(110)의 가이드부(111)에 안착하면 피검체(OBJ)의 제2 부위(P2)에 광을 조사하는 광원부와 피검체(OBJ)로부터 산란, 반사 또는 투과 등 반응하여 돌아오는 광(이하, '산란광'이라 함)을 검출하여 생체신호 예컨대 스펙트럼 데이터를 획득하는 검출부를 포함할 수 있다. 광원부와 검출부는 온축(on-axis) 또는 오프축(off-axis) 등 그 배치 형태에 제한되지 않는다.
광원부는 소정 파장의 광, 예컨대, 가시광선 또는 적외선 등을 피검체(OBJ)의 제2 부위(P2)에 조사할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 측정 목적이나 분석 대상 등에 따라 광의 파장은 달라질 수 있다. 광원부는 반드시 단일의 발광체로 구성될 필요는 없으며, 다수의 발광체의 집합으로 구성될 수도 있다. 광원부가 다수의 발광체의 집합으로 구성되는 경우, 다수의 발광체는 측정 목적에 적합하도록 서로 다른 파장의 광을 방출하거나, 모두 동일한 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 광원부는 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(laser diode) 또는 형광체 등으로 형성될 수 있으나 이는 일 실시예에 불과하다. 광원부는 특정 파장의 광을 선택하기 위한 필터(예컨대, 클린업 필터(clean up filter), 밴드패스 필터(bandpass filter) 등) 및/또는 조사된 광이 피검체의 원하는 위치로 향하도록 하는 광학 요소(예컨대, 반사 거울 등)를 포함할 수 있다.
검출부는 피검체(OBJ)의 제2 부위(P2)로부터 산란광을 수집할 수 있다. 검출부는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor, PTr) 또는 이미지 센서(예: CMOS, CCD) 등을 포함할 수 있다. 검출부는 반드시 하나의 소자로 구성될 필요는 없으며, 다수의 소자들이 어레이를 구성할 수 있다. 또한, 검출부는 필터(예컨대, 노치 필터(notch filter), 롱패스 필터(long pass filter) 등), 렌즈(예컨대, 컬렉션 렌즈(collection lens), 조준 렌즈(collimating lens), 포커싱 렌즈(focusing lens) 등), 파이버(fiber), 도파관, 그레이팅(grating) 등을 더 포함할 수 있다.
도 1b는 광학 장치의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 1b를 참조하면 다른 실시예의 광학 장치(100)는 인터페이스(110), 측정부(120) 및 힘/압력 센서(130)를 포함할 수 있다. 인터페이스(110) 및 측정부(120)는 도 1a에서 설명한 바와 같다.
힘/압력 센서(130)는 측정부(120가 배치된 인터페이스(110)의 상단의 반대인 인터페이스(110)의 하단에 배치될 수 있다. 힘/압력 센서(130)는 측정부(120)가 인터페이스(110)의 상단에서 피검체(OBJ)의 제2 부위(P2)를 누르는 힘/압력을 측정할 수 있다. 예컨대, 측정부(120)가 피검체(OBJ)의 제2 부위(P2)에 접촉한 상태에서 오랜 시간 동안 측정하는 경우 피검체(OBJ)의 위치가 이동하거나 제2 부위(P2)의 탄성도 변화에 따라 초기 설정된 힘/압력이 변경될 수 있다. 따라서, 이와 같이 힘/압력 센서(130)를 통해 측정된 힘/압력은 생체신호를 측정하는 시간 동안 측정부(120)가 피검체(OBJ)에 작용하는 힘/압력이 일정하게 유지되도록 하거나, 시간 경과에 따라 측정부(120)가 피검체(OBJ)의 제2 부위(P2)에 작용하는 힘/압력의 변화를 기초로 생체신호를 보정하는데 활용될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 인터페이스의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a를 참조하면 인터페이스(110)의 가압부(112)는 피검체(OBJ)가 가이드부(111)에 진입할 때 제1 부위(P1)가 접촉하는 플레이트(112a)와, 인터페이스(110)와 플레이트(112a) 사이에 연결되는 탄성부재(112b)를 포함할 수 있다. 플레이트(112a)는 피검체(OBJ)의 제1 부위(P1) 단면적의 50% 이상이 접촉할 수 있도록 형성될 수 있으며, 원형, 사각형 등 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 탄성부재(112b)는 스프링, 고무 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 탄성부재(112b)는 피검체(OBJ)의 제1 부위(P1)이 플레이트(112a)에 최소 3N 이상의 힘을 가할 수 있도록 하는 탄성계수를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 인터페이스(110)는 피검체(OBJ)의 제1 부위(P1)가 플레이트(112a)에 접촉하여 수동으로 힘을 가함에 따라 탄성부재(112b)가 수축되어 플레이트(112a)가 이동하는 것을 제동하는 제동부(211)를 더 포함할 수 있다. 제동부(211)는 플레이트(112a)에 연결된 제1 걸림부(211a)와, 인터페이스(110)에 연결된 제2 걸림부(211b)를 포함할 수 있다. 제1 걸림부(211a)의 일면에는 돌기가 형성되고 제2 걸림부(211b)에는 홈이 형성되어, 플레이트(112a)가 이동함에 따라 제1 걸림부(211a)가 함께 이동하여 제1 걸림부(211a)에 형성된 돌기가 제2 걸림부(211b)에 형성된 홈에 결합하는 방식으로 플레이트(112a)의 이동을 제동할 수 있다. 다만, 제동부(211)의 구조는 도시된 바에 제한되지 않는다. 제동부(211)는 플레이트(112a)의 제동 위치를 조정할 수 있도록 형성되어, 피검체(OBJ)의 특성 예컨대 손가락의 크기에 상관없이 제2 부위(P2)가 측정부(120) 하단에 위치하도록 할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 인터페이스(110)의 가압부(112)는 피검체(OBJ)가 가이드부(111)에 진입하여 제1 부위(P1)가 접촉하는 플레이트(112a)와, 인터페이스(110)와 플레이트(112a) 사이에 배치된 액츄에이터(112c)를 포함할 수 있다. 플레이트(112a)는 피검체(OBJ)의 제1 부위(P1) 단면적의 50% 이상이 접촉할 수 있도록 형성될 수 있으며, 원형, 사각형 등 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 액츄에이터(112c)는 모터식, 인코더식, 피에조 방식 등 그 구동 방식에 있어 특별하게 제한되지 않는다.
액츄에이터(112c)는 피검체(OBJ)의 제1 부위(P1)가 플레이트(112a)에 접촉하면 소정의 제어신호에 따라 플레이트(112a)를 구동하여 자동으로 제1 부위(P1)를 가압할 수 있다. 이때, 제어신호는 광학 장치(100)와 유무선으로 연결되거나 광학 장치(100)를 포함한 장치(이하, '제어 장치'라 함)에 의해 생성될 수 있다. 이때, 플레이트(112a)의 구동 범위 등에 관한 정보는 피검체(OBJ)의 특성을 기초로 미리 설정되어 제어 장치의 저장부에 저장될 수 있으며, 제어 장치는 저장부의 구동 범위 등의 정보를 기초로 액츄에이터(112c)를 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.
도 2c는 인터페이스(110)의 위에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도 2c를 참조하면, 인터페이스(110)는 피검체가 가이드부(111)에 진입할 때 피검체의 측면을 지지하는 지지부(212)를 더 포함할 수 있다. 지지부(212)는 피검체가 접촉하는 지지대(212a)와 피검체의 두께 및/또는 형태 등에 따라 변형되는 탄성체(212b)를 포함할 수 있다. 이때, 탄성체(212b)는 스프링(1), 공 형태의 고무(2) 또는 클립(3) 등으로 형성될 수 있으나 이는 일 예들에 불과하다. 지지부(212)는 피검체의 두께 및/또는 형태 등에 따라 양쪽 지지대(212a)의 폭이 조정되어 피검체의 측면을 적절하게 고정할 수 있으며, 이로 인해 가압부(112)와 피검체의 제1 부위의 중심 위치를 일치시킬 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 측정부의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 측정부(120)의 일 실시예를 간략하게 도시한 것이다. 도 3a를 참조하면 측정부(120)는 인터페이스(110)의 상단에 배치되며 피검체의 제1 부위(P1)가 가압부(112)에 의해 가압됨에 따라 돌출되는 제2 부위(P2)로부터 생체신호를 측정할 수 있다.
측정부(120)는 피검체(OBJ)의 제2 부위(P2)에 광을 조사하는 광원부(311,312)와, 피검체(OBJ)로부터 산란된 광을 검출하는 검출부(313,314,315)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 광원부(311,312)는 검출부(313,314,315)의 측면에 오프축 형태로 배치되어, 측면 방향에서 피검체(OBJ)의 제2 부위(P2)에 광을 조사할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 광원부(311,312)와 검출부(313,314,315)가 온축 형태로 배치되는 것이 가능하다.
광원부는 하나 이상의 발광체(311)를 포함할 수 있다. 각 발광체(311)는 서로 다른 파장의 광을 조사할 수 있다. 또한, 광원부는 발광체(311)에서 조사된 광을 제2 부위(P2)의 원하는 초점 방향으로 향하도록 조절하는 반사 거울(312)을 포함할 수 있다. 이때, 반사 거울(312)은 광의 조사 방향을 조절할 수 있도록 회전 가능하게 형성될 수 있다.
검출부는 피검체(OBJ)의 제2 부위(P2)에서 방출되는 광을 집광하는 하나 이상의 집광 렌즈(314,315)를 포함할 수 있다. 이때, 집광 렌즈(314,315)는 평행화 렌즈(collimating lens), 포커싱 렌즈(focusing lens) 등으로 형성될 수 있다. 검출부는 집광 렌즈(314,315) 등에 의해 집광된 광을 수광하는 수광부(313)를 포함할 수 있다. 수광부(313)는 단일 포토 다이오드, 포토 다이오드 어레이, 이미지센서 등을 포함할 수 있다. 또한, 검출부는 여기 도시되지 않았지만 수광부와 연결된 파이버, 도파관, 그레이팅 등을 더 포함할 수 있다.
도 3b는 측정부(120)의 다른 실시예를 간략하게 도시한 것이다. 도 3b를 참조하면 측정부(120)는 인터페이스(110)의 상단에 배치되며 피검체의 제1 부위(P1)가 가압부(112)에 의해 가압됨에 따라 돌출되는 제2 부위(P2)로부터 생체신호를 측정할 수 있다.
측정부(120)는 피검체(OBJ)와 접촉하는 하단부에 중공체(316)가 형성될 수 있다. 중공체(316)는 오-링(O-ring)이나 스페이서(spacer) 등의 중공관 형태의 튜브를 포함할 수 있다. 피검체(OBJ)의 제1 부위(P1)이 가압부(111)에 의해 가압되어 돌출된 제2 부위(P2)의 적어도 일부분이 중공체(316)에 수용될 수 있다. 이때, 중공체(316)의 높이 또는 두께는 피검체(OBJ)의 탄성 또는 점성 특성에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 제1 부위(P1)의 가압에 따라 돌출되는 제2 부위(P2)의 최대 돌출 높이 및/또는 최소 돌출 높이를 고려하여 결정될 수 있으며, 일 예로 최소 돌출 높이보다 낮게 설계될 수 있다.
또한, 측정부(120)의 하단부 중공체(316)의 상부에 광학 윈도우(317)가 형성될 수 있다. 광학 윈도우(317)는 광이 투과할 수 있는 소재 예컨대, 석영(quartz), MgF2, CaF2, BK7, ZnSe 등의 소재로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 광학 윈도우(317)는 피검체(OBJ)의 제2 부위(P2)에 접촉하여 돌출된 부위를 평평하게 하여, 측정 시간에 따라 제2 부위(P2)의 돌출 높이가 변화하더라도 광원부가 초점 거리로부터 멀어지는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 광학 윈도우(317)는 레이저 열에 의한 피부 표면의 수분 증발에 따른 건조 현상을 방지할 수 있다.
예를 들어, 도 3c의 (1-1) 및 (1-2)는 입사하는 광과 방출되는 광이 평행한 온축 형태를 예시한 것이다. 중공체(316) 및 광학 윈도우(317)가 형성되지 않은 경우(1-1) 시간의 경과에 따라 제2 부위(P2)의 돌출된 높이가 점차 낮아지게 되어 초기 설정된 초점 거리를 벗어나게 되고 이에 따라 측정된 스펙트럼의 강도가 점차 감소할 수 있다. 중공체(316) 및 광학 윈도우(317)가 형성된 경우(1-2) 측정 시간에 따라 제2 부위(P2)의 돌출 높이가 변화하더라도 광원부가 초점 거리로부터 멀어지는 현상을 최소화할 수 있어 측정된 신호의 성능을 향상시킬 수 있다.
마찬가지로, 도 3c의 (2-1) 및 (2-2)는 입사하는 광과 방출되는 광이 평행하지 않은 오프축 형태를 예시한 것이다. 중공체(316) 및 광학 윈도우(317)가 형성되지 않은 경우(1-1) 시간의 경과에 따라 제2 부위(P2)의 초점 위치가 수직 방향과 수평 방향으로 모두 변화하게 되어 측정된 신호의 성능은 더욱 감소될 수 있다. 이에 반해 중공체(316) 및 광학 윈도우(317)가 형성된 경우(1-2) 측정 시간에 따라 제2 부위(P2)의 돌출 높이가 일정하게 유지하기 때문에 측정된 스펙트럼 신호의 성능과 강도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 측정부를 이동시키는 실시예들을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이 측정부(120)는 인터페이스(110)의 상단에 배치되어 수직 방향 및/또는 수평 방향으로 이동되도록 형성될 수 있다.
도 4a를 참조하면 측정부(120)와 인터페이스(110)는 나사 결합(411)을 통해 서로 결합될 수 있다. 이때, 사용자가 수동으로 또는 제어 장치의 제어에 따라 자동으로 측정부를 회전시킴으로써 측정부(120)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 이와 같이 측정부(120)의 높이를 조정함으로써 측정부(120)와 피검체(OBJ)의 제2 부위 사이의 접촉압력을 조절할 수 있다. 이때, 도 1b에 도시된 바와 같이 광학 장치(100)가 인터페이스(110)의 하단에 힘/압력 센서(130)를 포함하는 경우 사용자 또는 제어 장치는 힘/압력 센서(130)에 의해 측정된 힘/압력을 기초로 측정부(120)와 제2 부위 사이의 접촉압력이 미리 설정된 접촉압력으로 유지되도록 측정부(120)의 높이를 조절할 수 잇다.
도 4b를 참조하면 측정부(120)와 인터페이스(110)는 가드레일(412) 등을 통해 서로 결합될 수 있으며, 사용자가 수동으로 또는 제어 장치의 제어에 따라 자동으로 측정부를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 예컨대, 손가락이 가이드부(110)에 안착할 때, 손가락의 길이, 두께, 손톱의 크기 등 다양한 요인에 따라 제2 부위의 위치가 조금씩 다를 수 있으므로, 측정부(120)의 하단부가 피검체의 제2 부위에 정확하게 접촉할 수 있도록 측정부(120)의 위치를 수평 방향으로 조절할 수 있다.
도 4c를 참조하면 측정부(120)의 상단 및 측면부에 액츄에이터(413a,413b)가 형성되어 액츄에이터(413a,413b)를 통해 측정부(120)의 위치를 수평 및 수직 방향으로 자동으로 조절할 수 있다. 이때, 측정부(120)의 이동 범위 등에 관한 정보는 제어 장치의 저장부에 미리 설정될 수 있으며, 제어 장치는 저장부에 설정된 이동 범위 정보를 기초로 액츄에이터(413a,413b)를 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 생체정보 추정 장치의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 생체정보 추정 장치(500)는 광학 장치(510) 및 프로세서(520)를 포함할 수 있다.
광학 장치(510)는 인터페이스와 측정부를 포함한다. 인터페이스는 측정 시간 동안 피검체의 위치 변화 및/또는 측정 부위의 탄성도 변화 등 혈관 내부의 측정 성분의 실제 변화가 아닌 외부 요인에 의한 스펙트럼 간섭을 최소화 하기 위한 가이드부와, 피검체의 소정 부위를 가압하여 피검체의 측정 부위를 충혈시키는 가압부를 포함할 수 있다. 가압부는 피검체의 소정 부위를 가압하여 측정 부위에서의 혈액의 흐름에 의한 펄스를 멈추도록 하여 노이즈를 감소시킬 수 있으며, 측정 부위가 충혈되어 모세혈관 두께가 확대되고 혈액 볼륨이 증가하여 산란광 신호를 증가시킬 수 있다. 측정부는 피검체의 측정 부위에 광을 조사하고 피검체의 측정 부위로부터 산란 또는 반사된 광을 검출하여 스펙트럼 신호를 획득할 수 있다. 광학 장치(510)는 도 1a 내지 도 4c를 참조하여 자세히 설명하였으므로 이하 생략한다.
프로세서(520)는 광학 장치(510)와 유선으로 직접 또는 무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 프로세서(520)는 생체정보 추정 요청을 수신하면 피검체를 광학 장치(510)의 인터페이스에 안착시키도록 안내할 수 있다.
프로세서(520)는 광학 장치(510)를 제어하는 제어신호를 생성하여 광학 장치(510)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(520)는 피검체가 인터페이스에 안착하면 측정부의 위치를 제어하는 제어신호를 생성하여 측정부의 위치를 자동으로 조절하거나, 사용자가 측정부의 위치를 수동으로 조절할 수 있도록 안내할 수 있다. 프로세서(520)는 힘/압력 센서로부터 측정부와 피검체 사이의 힘/압력 데이터를 수신하면, 수신된 힘/압력 데이터를 기초로 측정부와 피검체 사이의 접촉압력이 일정하게 유지되도록 측정부의 높이를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(520)는 측정부의 위치가 피검체의 측정 부위에 접촉하도록 조절되면 측정부의 광원을 구동할 수 있다. 광원부가 복수의 발광체를 포함하는 경우 각 발광체를 시분할하여 순차 구동하거나 동시 구동할 수 있다.
프로세서(520)는 광학 장치(510)로부터 스펙트럼 신호가 수신되면, 수신된 스펙트럼 신호를 분석하여 생체정보를 추정할 수 있다. 이때, 생체정보는 산소 포화도, 카로티노이드, 혈당, 당 섭취량, 중성지방, 콜레스테롤, 칼로리, 단백질, 체내 수분, 체외 수분, 요산 및 알코올 등을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 프로세서(520)는 미리 정의된 생체정보 추정 모델을 이용하여 흡광도 데이터를 기초로 생체정보를 추정할 수 있다. 이때, 생체정보 추정 모델은 파장별 흡광도와 생체정보 사이의 상관관계를 정의한 것으로, 복수의 사용자들로부터 획득된 파장별 흡광도와 정답 생체정보 측정값들을 학습데이터로 이용하여 학습을 통해 미리 생성될 수 있다. 생체정보 추정 모델은 기계 학습, 신경망, 인공 지능 등을 이용하여 선형/비선형 함수식 등으로 생성될 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 생체정보 추정 장치의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 다른 실시예의 생체정보 추정 장치(600)는 광학 장치(510), 프로세서(520), 입력부(610), 저장부(620), 출력부(630) 및 통신부(640)를 포함할 수 있다. 광학 장치(510) 및 프로세서(520)는 앞에서 자세히 설명하였으므로 이하 생략한다.
입력부(610)는 생체정보 추정 장치(600)의 각 구성요소 예컨대 프로세서(520)에 사용될 명령 및/또는 데이터를 사용자 또는 외부 기기로부터 수신할 수 있다. 입력부(610)는 마이크, 마우스, 키보드, 터치 스크린, 및/또는 디지털 펜(스타일러스 펜 등)을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
저장부(620)는 광학 장치(510)의 구동(예: 측정부의 수평/수직 이동 범위와 관련된 정보, 광원 구동 조건 등) 및/또는 생체정보 추정과 관련된 기준 정보(예: 생체정보 추정 모델, 사용자의 특성 정보 등)를 저장할 수 있다. 이때, 사용자의 특성 정보는 사용자의 건강 상태나 성별, 나이 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 생체정보 추정 장치(600)의 각종 구성들에 의해 생성 및/또는 처리된 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(620)는 전술한 바와 같이 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예컨대, 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 등의 저장매체를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
출력부(630)는 생체정보 추정 장치(600)의 각종 구성들에 의해 생성 또는 처리된 데이터를 외부에 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(630)는 외부로 음향 신호를 출력하는 음향 출력 장치를 포함할 수 있다. 음향 출력 모듈은 스피커 및/또는 리시버를 포함할 수 있다. 또한, 출력부(630)는 데이터를 시각적으로 외부에 제공하는 표시 장치를 포함할 수 있다. 표시 장치는 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 등을 포함할 수 있다. 표시 장치는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(Touch Circuitry) 및/또는 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(압력 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 출력부(630)는 데이터를 촉감이나 진동 등으로 출력하는 햅틱 모듈을 포함할 수 있다. 햅틱 모듈은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(진동, 움직임 등) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈은 모터, 압전 소자, 및/또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
통신부(640)는 외부 기기와 통신하여 생체정보 추정 장치(600)의 각 구성들에 의해 생성 및/또는 처리된 데이터를 외부 기기로 송신하고, 외부 기기로부터 생체정보 추정 장치(600)에서 활용될 데이터를 수신할 수 있다. 외부 기기는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 정보 처리 장치를 포함할 수 있다. 통신부(840)는 블루투스(Bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 포함하는 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 외부 기기와 통신할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 광학 장치 110: 인터페이스
120: 측정부 111: 가이드부
112: 가압부 500: 생체정보 추정 장치
510: 광학 장치 520: 프로세서
610: 입력부 620: 저장부
630: 출력부 640: 통신부

Claims (19)

  1. 피검체를 측정 위치로 가이드하는 가이드부 및, 피검체가 가이드부에 진입할 때 피검체의 제1 부위를 가압하여 제2 부위의 충혈을 유도하는 가압부를 포함하는 인터페이스; 및
    상기 인터페이스의 상단에 배치되어, 피검체가 상기 측정 위치에 안착하면 피검체의 제2 부위에 광을 조사하는 광원부와 상기 제2 부위로부터 산란 또는 반사된 광을 검출하여 제2 부위로부터 생체신호를 측정하는 검출부를 포함하는 측정부를 포함하는 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부위는 손가락 끝 부분을 포함하고, 상기 제2 부위는 손톱 끝 주름 부분을 포함하는 광학 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가압부는
    피검체의 제1 부위가 접촉하는 플레이트 및 상기 플레이트에 연결되어 제1 부위가 플레이트를 가압함에 따라 변형되는 탄성부재를 포함하는 광학 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 플레이트는
    상기 제1 부위 단면적의 적어도 50% 이상이 접촉할 수 있도록 형성되는 광학 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 탄성부재는
    피검체가 상기 플레이트에 적어도 3N 이상의 힘을 가할 수 있도록 하는 탄성계수를 갖는 광학 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 인터페이스는
    피검체의 제1 부위의 가압에 따른 플레이트의 이동을 제동하는 제동부를 더 포함하는 광학 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제동부는
    상기 플레이트에 연결되며 일면에 돌기가 형성된 제1 걸림부 및, 인터페이스의 일면에 연결되며 제1 걸림부가 이동할 때 상기 돌기가 결합되도록 홈이 형성된 제2 걸림부를 포함하는 광학 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가압부는
    피검체의 제1 부위가 접촉하는 플레이트 및, 플레이트에 제1 부위가 접촉하면 플레이트를 구동하여 제1 부위를 가압하는 액츄에이터를 포함하는 광학 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스는
    피검체가 가이드부에 진입할 때 피검체의 측면을 지지하는 지지부를 더 포함하는 광학 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지부는
    피검체의 두께 및 형태에 따라 변형되는 탄성체를 포함하는 광학 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는
    가압부가 피검체의 제1 부위를 가압함에 따라 돌출되는 제2 부위의 적어도 일부를 수용하도록 형성된 중공체를 포함하는 광학 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 중공체의 높이는 상기 제2 부위의 최대 돌출 높이 및 최소 돌출 높이 중의 적어도 하나를 고려하여 결정되는 광학 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 측정부는
    상기 중공체의 상단에 배치되어 상기 돌출된 제2 부위에 접촉하도록 형성된 광학 윈도우를 더 포함하는 광학 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 측정부는 수평 방향 또는 수직 방향으로 이동 가능하도록 형성되는 광학 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 인터페이스의 하단에 배치되어 상기 측정부의 수직 이동에 의해 상기 제2 부위에 가해지는 힘/압력을 측정하는 센서를 더 포함하는 광학 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는
    상기 제2 부위의 원하는 초점 위치에 광이 조사될 수 있도록 회전 가능하도록 구성된 반사 거울을 포함하는 광학 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는
    상기 제2 부위로부터 산란 또는 반사된 광을 집광하는 집광 렌즈를 더 포함하는 광학 장치.
  18. 피검체의 제1 부위를 가압하여 제2 부위의 충혈을 유도하고, 충혈된 제2 부위로부터 생체신호를 측정하는 광학 장치; 및
    상기 측정된 생체신호를 이용하여 생체정보를 추정하는 프로세서를 포함하고,
    상기 광학 장치는
    피검체를 측정 위치로 가이드하는 가이드부 및 피검체가 가이드부에 진입할 때 피검체의 제1 부위를 가압하여 제2 부위의 충혈을 유도하는 가압부를 포함하는 인터페이스; 및
    상기 인터페이스의 상단에 배치되어, 피검체가 상기 측정 위치에 안착하면 상기 제2 부위로부터 생체신호를 측정하는 측정부를 포함하는, 생체정보 추정 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 생체정보는
    산소 포화도, 카로티노이드, 혈당, 당 섭취량, 중성지방, 콜레스테롤, 칼로리, 단백질, 체내 수분, 체외 수분 및 요산 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보 추정 장치.







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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55118738A (en) * 1979-03-07 1980-09-11 Sumitomo Electric Industries Measuring device for breathing function of internal organ and tissue of living body
US5077476A (en) * 1990-06-27 1991-12-31 Futrex, Inc. Instrument for non-invasive measurement of blood glucose
US5436455A (en) 1990-06-27 1995-07-25 Futrex Inc. Non-invasive near-infrared quantitative measurement instrument
US5638818A (en) * 1991-03-21 1997-06-17 Masimo Corporation Low noise optical probe
US5370114A (en) 1992-03-12 1994-12-06 Wong; Jacob Y. Non-invasive blood chemistry measurement by stimulated infrared relaxation emission
US6517283B2 (en) 2001-01-16 2003-02-11 Donald Edward Coffey Cascading chute drainage system
US7460696B2 (en) 2004-06-01 2008-12-02 Lumidigm, Inc. Multispectral imaging biometrics
US20050187438A1 (en) 2004-02-24 2005-08-25 Skymoon Research & Development, Llc Anti-stokes raman in vivo probe of analyte concentrations through the human nail
US7333186B2 (en) * 2004-03-17 2008-02-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and device for measuring biological information
WO2005107579A1 (en) 2004-05-11 2005-11-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Measurement head for non-invasive blood analysis
WO2006127766A1 (en) 2005-05-25 2006-11-30 Bayer Healthcare Llc Methods of using raman spectral information in determining analyte concentrations
US20070060842A1 (en) 2005-08-29 2007-03-15 Manuel Alvarez-Icaza Lancing cap kit applied pressure sensing cap
JP5095986B2 (ja) 2005-11-30 2012-12-12 学校法人慶應義塾 経爪無侵襲血中物質測定装置及び爪甲蒸散装置
JPWO2007108513A1 (ja) 2006-03-22 2009-08-06 パナソニック株式会社 バイオセンサーおよび成分濃度測定装置
KR100871074B1 (ko) 2007-02-01 2008-11-28 삼성전자주식회사 비침습형 혈당 측정 장치 및 그 방법
US20090060296A1 (en) 2007-08-30 2009-03-05 Atmel Switzerland Sensor Security
US8203704B2 (en) * 2008-08-04 2012-06-19 Cercacor Laboratories, Inc. Multi-stream sensor for noninvasive measurement of blood constituents
US20160317060A1 (en) * 2013-05-23 2016-11-03 Medibotics Llc Finger Ring with Electromagnetic Energy Sensor for Monitoring Food Consumption
RU2508904C1 (ru) 2012-11-23 2014-03-10 Юрий Ильич Гурфинкель Способ и устройство для оценки риска сердечно-сосудистых осложнений
US10646143B2 (en) 2013-03-08 2020-05-12 Alethus, Inc. Optically discriminative detection of matters in tissues and turbid media and applications for non-invasive assay

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