KR20220070792A - 체온 추정 장치 및 방법과, 헬스케어 기기 - Google Patents
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Abstract
피검체의 체온 추정 장치가 개시된다. 일 실시예에 따르면 체온 추정 장치는 피검체의 서로 다른 둘 이상의 광 경로에서 스펙트럼을 획득하는 센서 및, 획득된 각 경로별 스펙트럼 및 기준 온도에서 측정된 기준 스펙트럼을 기초로 각 경로별 온도 기울기를 획득하고, 획득된 각 경로별 온도 기울기를 기초로 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
Description
광학 기반 센서를 이용하여 체온을 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 체온은 4대 활력징후(vital sign) 중의 하나로서 매우 중요한 임상적 의의를 지닌다. 체온 센서는 환자의 감염 여부, 약물의 열적 부작용 여부, 여성의 배란 시기 체크 등 다양한 애플리케이션에 적용이 가능하다. 하지만 피부 체온과 심부 체온은 외부 온도에 따라 차이가 날 수 있기 때문에 웨어러블 기기와 같이 휴대형 기기에서 체온을 측정하는 것은 쉽지 않다. 일반적인 체온 센서는 접촉식과 비접촉식으로 구분할 수 있다. 접촉식 센서에는 RTD(Resistance Temperature Detector), 서미스터(thermistor) 등 전기적 저항 변화를 검출하는 센서, 기전력을 검출하는 서모커플(thermocouple) 등이 있다. 또한, 비접촉식 센서에는 서모파일(thermopile), 마이크로 볼로미터 등이 있는데 이들은 체표면에서 복사하는 적외선을 검출하여 체온을 측정한다. 일반적인 체온 측정 기술은 외부 주변 온도의 변화와 습도, 공기 흐름 등 열전달에 영향을 미치는 환경 요소의 변화에 의해 영향을 많이 받게 된다.
광학 기반 센서를 통해 피부 조직의 내부 온도 기울기를 추정하여 체온을 추정하는 장치 및 방법이 제시된다.
일 양상에 따르면, 체온 추정 장치는 피검체의 서로 다른 둘 이상의 광 경로에서 스펙트럼을 획득하는 센서 및, 획득된 각 경로별 스펙트럼 및 기준 온도에서 측정된 기준 스펙트럼을 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득하고, 획득된 각 경로 사이의 온도 기울기를 기초로 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
이때, 기준 스펙트럼은 수분의 흡수 파장 대역에서 측정된 스펙트럼을 포함할 수 있다.
센서는 피검체에 광을 조사하는 광원부 및 광원부에 의해 조사되어 피검체에 의해 산란 또는 반사된 광을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.
이때, 둘 이상의 광 경로 중의 적어도 하나는 피부 진피층 이상의 깊이를 통과할 수 있다.
프로세서는 기준 스펙트럼을 기초로 각 경로별 스펙트럼을 정규화하고, 정규화된 각 경로별 스펙트럼을 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득할 수 있다.
프로세서는 기준 스펙트럼과 정규화된 각 경로별 스펙트럼을 비교하여 각 경로의 평균 온도를 추정하고, 추정된 평균 온도를 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득할 수 있다.
프로세서는 기준 온도 및 각 경로 사이의 온도 기울기를 기초로 체온 추정식을 이용하여 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
프로세서는 둘 이상의 광 경로 중의 기준 경로의 온도 기울기와 상기 기준 온도를 기초로 상기 기준 경로의 평균 온도를 추정하고, 각 경로 사이의 온도 기울기와 상기 기준 경로의 평균 온도를 기초로 상기 체온 추정식을 이용하여 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
프로세서는 서로 다른 경로 중의 길이가 가장 짧은 경로를 기준 경로로 결정할 수 있다.
또한, 체온 추정 장치는 추정된 체온을 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
일 양상에 따르면, 체온 추정 장치는 피검체의 표면보다 더 깊은 부위를 통과하는 광 경로에서 스펙트럼을 획득하는 제1 센서, 피검체의 표면에서 표면 온도를 측정하는 제2 센서 및, 획득된 스펙트럼 및 상기 표면 온도에 해당하는 기준 스펙트럼을 기초로 온도 기울기를 획득하고, 획득된 온도 기울기를 기초로 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
프로세서는 기준 스펙트럼을 기초로 상기 광 경로에서 획득된 스펙트럼을 정규화하고, 정규화된 스펙트럼을 기초로 상기 온도 기울기를 획득할 수 있다.
프로세서는 기준 스펙트럼과 정규화된 스펙트럼의 차이를 비교하여 광 경로의 평균 온도를 추정하고, 표면 온도 및 평균 온도를 기초로 온도 기울기를 획득할 수 있다.
프로세서는 표면 온도 및 온도 기울기를 기초로 체온 추정식을 이용하여 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
일 양상에 따르면 체온 추정 방법은 피검체의 서로 다른 둘 이상의 광 경로에서 스펙트럼을 획득하는 단계, 획득된 각 경로별 스펙트럼 및 기준 온도에서 측정된 기준 스펙트럼을 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득하는 단계 및 획득된 각 경로 사이의 온도 기울기를 기초로 피검체의 체온을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
온도 기울기를 획득하는 단계는 기준 스펙트럼을 기초로 상기 각 경로별 스펙트럼을 정규화하고, 정규화된 각 경로별 스펙트럼을 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득할 수 있다.
온도 기울기를 획득하는 단계는 기준 스펙트럼과 정규화된 각 경로별 스펙트럼의 차이를 비교하여 각 경로별 평균 온도를 추정하고, 추정된 평균 온도를 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득할 수 있다.
체온을 추정하는 단계는 기준 온도 및 각 경로 사이의 온도 기울기를 기초로 체온 추정식을 이용하여 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
체온을 추정하는 단계는 둘 이상의 경로 중의 기준 경로의 평균 온도를 추정하고, 각 경로 사이의 온도 기울기와 상기 기준 경로의 평균 온도를 기초로 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
일 양상에 따르면 체온 추정 방법은 피검체의 심부를 통과하는 광 경로에서 스펙트럼을 획득하는 단계, 피검체의 표면에서 표면 온도를 측정하는 단계, 획득된 스펙트럼 및 상기 표면 온도에 해당하는 기준 스펙트럼을 기초로 온도 기울기를 획득하는 단계 및, 획득된 온도 기울기 및 상기 표면 온도를 기초로 피검체의 체온을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
온도 기울기를 획득하는 단계는 기준 스펙트럼을 기초로 상기 획득된 스펙트럼을 정규화하고, 정규화된 스펙트럼을 기초로 상기 온도 기울기를 획득할 수 있다.
온도 기울기를 획득하는 단계는 기준 스펙트럼과 정규화된 스펙트럼의 차이를 비교하여 광 경로의 평균 온도를 추정하고, 표면 온도 및 평균 온도를 기초로 온도 기울기를 획득할 수 있다.
체온을 추정하는 단계는 상기 표면 온도 및 온도 기울기를 기초로 체온 추정식을 이용하여 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
일 양상에 따르면, 헬스케어 기기는 본체, 본체에 장착되고, 피검체로부터 스펙트럼을 획득하는 센서, 본체에 장착된 표시부 및, 획득된 스펙트럼 및 기준 스펙트럼을 기초로 온도 기울기를 획득하여 피검체의 체온을 추정하는 제1 모드, 상기 획득된 스펙트럼을 기초로 생체정보를 추정하는 제2 모드 및, 체온 추정 및 생체정보를 추정하는 제3 모드 중의 하나를 수행하고, 수행 결과를 상기 표시부에 표시하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본체는 스마트 워치, 스마트 밴드, 스마트 안경, 스마트 이어폰, 스마트 링, 스마트 패치, 스마트 목걸이 및 스마트폰 중의 적어도 하나의 형태를 가질 수 있다.
센서부는 둘 이상의 광 경로를 갖도록 형성된 광원 및 디텍터를 포함하고, 프로세서는 기준 온도에서 측정된 기준 스펙트럼과 각 광 경로에서 획득된 각 스펙트럼을 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득하며, 획득된 각 경로 사이의 온도 기울기와 상기 기준 온도를 기초로 체온을 추정할 수 있다.
센서부는 하나의 광 경로를 갖도록 형성된 광원 및 디텍터와, 상기 피검체의 표면 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하고, 프로세서는 표면 온도에 해당하는 기준 스펙트럼과 상기 획득된 스펙트럼을 기초로 온도 기울기를 획득하고, 획득된 온도 기울기와 상기 표면 온도를 기초로 체온을 추정할 수 있다.
생체정보는 중성지방, 체지방률, 체수분, 혈당, 콜레스테롤, 카로테노이드, 단백질 및 요산, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수, 피로도, 피부 나이 및 피부 탄력도 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.
광학 기반 센서를 통해 피부 조직의 내부 온도 기울기를 추정하여 체온을 추정할 수 있다. 피부 내부 조직을 통과한 흡수 스펙트럼의 정보를 이용하여 체온을 추정하기 때문에 외부 환경 변화에 의한 영향을 최소화할 수 있어 체온 추정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 실시예에 따른 센서 구성의 실시예들이다.
도 2c는 온도 변화에 따른 물 흡수 스펙트럼의 변화를 도시한 것이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다/
도 4는 또 다른 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다.
도 5는 도 4의 실시예에 따른 센서 구성의 실시예이다.
도 6은 일 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다.
도 8a는 일 실시예에 따른 헬스케어 기기의 블록도이다.
도 8b는 헬스케어 기기의 구조의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 실시예에 따른 센서 구성의 실시예들이다.
도 2c는 온도 변화에 따른 물 흡수 스펙트럼의 변화를 도시한 것이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다/
도 4는 또 다른 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다.
도 5는 도 4의 실시예에 따른 센서 구성의 실시예이다.
도 6은 일 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다.
도 8a는 일 실시예에 따른 헬스케어 기기의 블록도이다.
도 8b는 헬스케어 기기의 구조의 일 실시예를 도시한 것이다.
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 1은 일 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다. 도 2a 및 도 2b는 도 1의 실시예에 따른 센서 구성의 실시예들이다. 도 2c는 온도 변화에 따른 물 흡수 스펙트럼의 변화를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 체온 추정 장치(100)는 센서(110) 및 프로세서(120)를 포함한다.
센서(110)는 피검체의 서로 다른 둘 이상의 광 경로에서 스펙트럼을 획득할 수 있다. 센서(110)는 피검체에 광을 조사하는 광원과 피검체로부터 산란, 반사 등 피검체의 조직에 반응하여 돌아오는 광을 검출하는 디텍터를 포함할 수 있다. 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 또한, 디텍터는 포토 다이오드(photo diode) 또는 포토 트랜지스터(photo transistor) 등으로 구성되거나, 분광기 또는 외부의 분광기와 연결된 도파로 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서, CCD(charge-coupled device) 이미지 센서 등으로 형성될 수 있다.
센서(110)는 스펙트럼 획득을 위해 서로 다른 파장의 광을 갖도록 형성된 광원 어레이와 단일의 디텍터로 구성될 수 있다. 이와 같이 디텍터가 단일의 포토 다이오드를 사용하는 경우 광원(S1,S2)은 파장을 분해할 수 있도록 좁은 발광 파장 대역을 갖도록 형성될 수 있으며, 서로 다른 각 광원(S1,S2)의 발광 영역이 합쳐 물의 흡수 파장 대역의 일부와 겹치도록 형성될 수 있다. 또는, 센서(110)는 스펙트럼 획득을 위해 하나의 광원과 그 광원으로부터 이격된 거리에 배치된 디텍터 어레이 또는 광 도파로 등으로 연결된 분광기로 구성될 수 있다. 이때, 디텍터 어레이는 서로 다른 중심 파장을 갖는 광학필터가 집적될 수 있다.
도 2a는 두 개의 광원(S1,S2)과 서로 다른 광 경로를 갖도록 각 광원(S1,S2)으로부터 서로 다른 거리에 하나의 디텍터(D0)가 배치된 것을 예시한 것이다. 이때, 편의상 두 개의 광원을 도시하고 있으나 광원의 개수는 제한이 되지 않는다. 도 2b는 하나의 광원(S0)과 그 광원(S0)으로부터 서로 다른 거리 상에 두 개의 디텍터(D1,D2)가 배치될 수 있다. 이때, 디텍터의 개수는 제한되지 않는다. 이하, 설명의 편의를 위해 도 2a의 예를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2a를 참조하면 광원(S1,S2)은 서로 다른 파장의 광을 조사할 수 있다. 광원(S1,S2)의 파장은 물의 흡수 스펙트럼을 측정할 수 있는 파장을 포함할 수 있다. 디텍터(D0)는 광원(S1,S2)에 의해 조사되어 피검체(OBJ)에 의해 산란 또는 반사된 광을 검출하여 흡수 스펙트럼을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(S1)에 의해 조사된 광이 피검체(OBJ) 내부의 제1 광 경로를 이동하면서 산란 또는 반사되는 광을 검출하여 제1 광 경로에 대한 스펙트럼(이하, '제1 스펙트럼'이라 함)을 획득할 수 있다. 또한, 제2 광원(S2)에 조사된 광이 피검체(OBJ) 내부의 제2 광 경로를 이동하면서 산란 또는 반사되는 광을 검출하여 제2 광 경로에 대한 스펙트럼(이하, '제2 스펙트럼'이라 함)을 획득할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 광 경로 예컨대 제2 광 경로는 피부 표면 보다 더 깊은 피부 조직 예컨대 피부 진피층(dermis) 또는 그 이상의 깊이의 피부 조직을 통과할 수 있다.
한편, 도 2a 및 도 2b에서 T0는 기준 온도를 나타낸 것이다. 여기서 기준 온도는 피검체의 표면 온도를 의미할 수 있다. 표면 온도는 외부 온도 센서 등을 이용하여 피검체로부터 측정된 표면 온도 또는, 일반적으로 널리 알려진 표면 온도일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 미리 정의된 임의의 온도로서 예컨대 일반적인 상온의 온도일 수도 있다. T1은 제1 광 경로의 평균 온도(이하, '제1 평균 온도'라 함)로서 예컨대, 제1 광 경로 상에서 최대 침투 깊이의 평균 온도일 수 있다. T2는 제2 광 경로의 평균 온도(이하, '제2 평균 온도'라 함)로서 예컨대 제2 경로 상에서 최대 침투 깊이의 평균 온도일 수 있다. 또한, 도 2c는 온도 변화에 따른 물의 흡수 스펙트럼을 예시한 것이다. 이때, 기준 온도에서 수분의 흡수 파장 대역에서 측정된 스펙트럼 또는, 임의의 온도에서 측정된 스펙트럼을 기준 온도에 상응하도록 변환한 스펙트럼을 기준 스펙트럼으로 정의할 수 있다.
센서(110)에 의해 획득된 제1 스펙트럼 및 제2 스펙트럼은 서로 다른 유효 광 경로 길이와 침투 깊이를 가지며 유효 광 경로에 대해 아래의 수학식 1과 같이 선적분으로 표현할 수 있다.
여기서, A1(T) 및 A2(T)는 각각 센서(110)에 의해 측정된 제1 스펙트럼 및 제2 스펙트럼을 나타낸다. L1은 제1 광원(S1)으로부터 디텍터(D0) 사이의 유효 광 경로를 나타내고, L2은 제2 광원(S2)으로부터 디텍터(D0) 사이의 유효 광 경로를 나타낸다. T(s)는 광 경로상 위치(s)에 따른 온도 변화 함수를 나타낸 것이고, 
는 물의 단위 길이당 흡수계수로서 광 경로상 위치(s)에 따라 달라지는 온도 변화(T)에 따라 달라지는 값이다. 
는 제1 광 경로에서의 유효 흡수계수, 
는 제2 광 경로에서의 유효 흡수계수를 나타낸다. T0, T1 및, T2는 도 2a에 도시된 바와 같이 각각 기준 온도, 제1 평균 온도, 제2 평균 온도를 나타낸다. (T0,T1)은 기준 온도에서부터 제1 평균 온도까지의 온도 구간을 의미하고, (T0,T2)는 기준 온도에서부터 제2 평균 온도까지의 온도 구간을 의미한다.
프로세서(120)는 센서(110)에 의해 획득된 서로 다른 광 경로를 갖는 제1 스펙트럼 및 제2 스펙트럼을 이용하여 피검체의 체온을 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 센서(110)에 의해 획득된 제1 스펙트럼 및 제2 스펙트럼을 정규화할 수 있다. 예컨대, 프로세서(120)는 기준 스펙트럼의 광 경로를 기초로 제1 스펙트럼 및 제2 스펙트럼의 크기를 정규화할 수 있다. 이때, 미리 정의된 스케일링 요소를 곱하거나 나누어 정규화할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 각 스펙트럼에서 피검체의 성분(예: 혈당 등)을 제거하여 순수 물 흡수 스펙트럼을 획득할 수 있다. 예컨대, 각 스펙트럼에서 피검체의 성분 스펙트럼을 빼서 피검체의 성분의 영향을 제거할 수 있으며, 이때, 피검체의 성분 스펙트럼은 그 성분에 대하여 보편적으로 알려진 스펙트럼이거나, 전처리를 통해 사용자로부터 미리 획득된 스펙트럼일 수 있다.
프로세서(120)는 이와 같이 정규화된 각 스펙트럼과 기준 스펙트럼을 기초로 각 경로별로 평균 온도를 추정하고, 추정된 각 경로의 평균 온도를 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득할 수 있다. 여기서, 각 경로 사이의 온도 기울기는 제1 경로의 제1 평균 온도와 제2 경로의 제2 평균 온도 사이의 유효 온도 차를 의미할 수 있다.
예컨대, 아래의 수학식 2는 기준 스펙트럼과 정규화된 제1 흡수 스펙트럼을 이용하여 제1 경로상의 제1 평균 온도를 획득하는 함수의 일 예이다. 이와 같이 기준 온도에서 제1 평균 온도까지의 온도 구간 (T0,T1)에서 측정된 제1 스펙트럼 곡선을 기준 스펙트럼과 겹치도록 하는 유효 온도차를 획득할 수 있다. 기준 온도(T0)와 유효 온도차를 더하여 제1 경로의 평균 온도(T1)를 추정할 수 있다.
여기서, A0(T0)는 기준 온도(T0)에서 측정된 기준 스펙트럼을 나타낸다. 
는 정규화된 제1 스펙트럼, 
는 기준 스펙트럼과 정규화된 제1 스펙트럼의 차이를 나타낸다. 
는 물의 흡수 온도계수로 전처리를 통해 미리 획득된 값이며, 
는 구하고자 하는 제1 경로에 대한 유효 온도차를 나타낸다. 제1 경로의 평균 온도(T1)는 기준 온도(T0)와 유효 온도차(
)를 더하여 추정할 수 있다. 기준 스펙트럼과 정규화된 제1 스펙트럼의 차이(
)는 위 식과 같이 물의 흡수 온도계수(
)와 유효 온도차(
)의 관계로 변환할 수 있다. "minimize" 함수는 위 함수식의 값을 최소가 되도록 하는 유효 온도차(
)를 출력하는 함수이다.
마찬가지로, 프로세서(120)는 위 수학식 2를 적용하여 기준 스펙트럼과 정규화된 제2 스펙트럼을 기초로 제2 경로상의 평균 온도를 획득할 수 있다. 즉, 기준 온도에서 제2 평균 온도까지의 온도 구간 (T0,T2)에서 측정된 제2 스펙트럼 곡선을 기준 스펙트럼과 겹치도록 하는 유효 온도차를 획득할 수 있다. 기준 온도(T0)와 유효 온도차를 더하여 제2 경로의 평균 온도(T2)를 추정할 수 있다.
프로세서(120)는 이와 같이 획득된 제1 평균 온도, 제2 평균 온도 및 기준 온도를 이용하여 피검체의 체온을 추정할 수 있다. 예를 들어, 아래의 수학식 3 및 수학식 4를 통해 구하고자 하는 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
여기서, Tc는 구하고자 하는 피검체의 체온을 나타낸다. Kg는 피검체 조직의 열 전달 계수로 전처리를 통해 미리 획득되는 값이다. C는 캘리브레이션 상수로서 전처리를 통해 미리 획득되는 값이다. 
는 제1 경로의 유효 온도차, 
는 제2 경로의 유효 온도차를 나타낸다. 여기서, 
은 제1 경로와 제2 경로 사이의 온도 기울기를 나타낸다. Ts는 기준 경로의 평균 온도로서, 기준 경로는 제1 광 경로 및 제2 광 경로 중의 어느 하나일 수 있다. 예컨대 기준 경로는 광 경로가 가장 짧은 제1 광 경로일 수 있으며 이때, 제1 평균 온도는 수학식 4를 통해 획득할 수 있다. 참고로 제2 평균 온도는 위 수학식 4를 통해 기준 온도와 제2 경로의 온도 온도차를 더하여 획득할 수 있다.
본 실시예에 따르면 피검체의 체온 추정 시점에 피검체의 정확한 표면 온도를 알 수 없으므로 표면에 근접한 위치의 제1 평균 온도와 상대적으로 깊은 위치의 제2 평균 온도의 상대적인 관계를 통해 체온을 추정함으로써 외부 주변 온도의 변화와 습도, 공기 흐름 등의 열전달에 미치는 환경 요소의 영향을 최소할 수 있다.
도 3은 다른 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 체온 추정 장치(300)는 센서(310), 프로세서(320), 저장부(330), 출력부(340) 및 통신부(350)를 포함할 수 있다. 이때, 센서(310), 프로세서(320) 구성은 도 1의 실시예의 센서(110) 및 프로세서(120)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
저장부(330)는 체온 추정과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어 센서(310)를 통해 획득된 스펙트럼, 프로세서(320)의 처리 결과, 예컨대 정규화된 각 스펙트럼, 제1 평균 온도, 제2 평균 온도 및 최종 체온을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(330)는 체온 추정 모델, 기준 온도, 기준 온도에 따른 기준 스펙트럼, 사용자 특성 정보 등을 포함할 수 있다. 이때, 사용자 특성 정보는 사용자의 나이, 성별, 건강 상태 등을 포함할 수 있다.
저장부(330)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 등의 저장매체를 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
출력부(340)는 프로세서(320)의 처리 결과를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 출력부(340)는 디스플레이에 각 경로 상의 평균 온도, 최종 체온 추정값 등을 표시할 수 있다. 이때, 체온 추정값이 정상 범위를 벗어나면 사용자가 쉽게 인식할 수 있도록 색깔이나 선의 굵기 등을 조절하거나 정상 범위를 함께 표시함으로써 사용자에게 경고 정보를 제공할 수 있다. 또한, 출력부(340)는 시각적 표시와 함께 또는 단독으로 스피커 등의 음성 출력 모듈, 햅틱 모듈 등을 이용하여 음성, 진동, 촉감 등의 비시각적인 방식으로 사용자에게 체온 추정값을 제공할 수 있다.
통신부(350)는 외부 기기와 통신하여 체온 추정과 관련된 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 외부 기기는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 정보 처리 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 체온 추정 결과를 사용자의 스마트폰 등의 외부 기기에 전송하여 사용자가 상대적으로 성능이 우수한 기기를 통해 성분 분석 결과를 관리 및 모니터링하도록 할 수 있다.
통신부(350)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.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다. 도 5는 도 4의 실시예에 따른 센서 구성의 실시예이다.
도 4를 참조하면, 체온 추정 장치(400)는 제1 센서(410), 프로세서(420) 및 제2 센서(430)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 센서(410)와 프로세서(420) 구성은 도 1의 실시예의 센서(110) 및 프로세서(120)와 동일하므로 중복되지 않은 구성을 위주로 설명은 생략한다. 또한, 도 4에는 도시되어 있지 않지만 본 실시예의 체온 추정 장치(400)는 도 3의 저장부(330), 출력부(340) 및 통신부(350)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 센서(410)는 하나의 광원(S3)과 하나의 디텍터(D3)를 포함할 수 있다. 이때, 광원(S3)과 디텍터(D3) 사이의 거리는 온도를 추정하고자 하는 피부 깊이 예컨대, 피부 진피층 이상의 깊이를 침투하는 광 경로를 갖도록 배치될 수 있다. 다만, 광원 및 디텍터의 개수는 제한되지 않는다.
제2 센서(430)는 제1 센서(410)가 피검체(OBJ)로부터 스펙트럼을 획득하는 동안 피검체의 표면 온도(T0)를 측정할 수 있다. 제2 센서(430)는 접촉식 또는 비접촉식 온도 센서(TE)일 수 있으며, 도시된 바와 같이 광원(S3)과 디텍터(D3) 사이에 배치될 수 있다. 다만, 그 배치 위치에 특별히 제한되는 것은 아니다.
프로세서(420)는 제1 센서(410)에서 획득된 스펙트럼과 제2 센서(430)에서 측정된 표면 온도를 기초로 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(420)는 전술한 바와 같이 표면 온도에서 수분의 흡수 파장 대역에서 미리 측정된 기준 스펙트럼 또는, 임의의 온도에서 측정된 물 또는 피부로부터 측정된 스펙트럼을 표면 온도에 상응하는 스펙트럼으로 변환한 스펙트럼을 기초로 정규화하고, 위 수학식 2를 통해 정규화된 스펙트럼과 기준 스펙트럼을 기초로 그 광 경로의 평균 온도를 추정하고, 표면 온도 및 추정된 평균 온도를 기초로 피부 표면과 그 광 경로 사이의 온도 기울기를 획득할 수 있다.
프로세서(420)는 아래의 수학식 5를 통해 최종적인 체온을 추정할 수 있다.
여기서, Tc는 구하고자 하는 피검체의 최종 체온을 나타낸다. Kg는 피검체 조직의 열 전달 계수로 전처리를 통해 미리 획득되는 값이다. C는 캘리브레이션 상수로서 전처리를 통해 미리 획득되는 값이다. T0는 표면 온도를 나타낸다. 
는 표면 온도와 광 경로의 평균 온도 사이의 유효 온도차로, 즉 표면과 광 경로 사이의 온도 기울기를 나타낸다.
본 실시예에 따르면 피검체의 체온 추정 시점에 피검체의 정확한 표면 온도를 알 수 있으므로 피검체의 표면 온도와 상대적으로 깊은 위치 사이의 온도 기울기를 이용하여 최종 체온을 추정함으로써 체온 추정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다.
도 6은 도 1 및 도 3의 실시예에 따른 체온 추정 장치(100,300)에 의해 수행되는 체온 추정 방법의 일 실시예이다. 앞에서 상술하였으므로 중복 설명을 피하기 위해 간단히 설명한다.
도 6을 참조하면, 먼저 체온 추정 장치는 피검체의 서로 다른 복수의 광 경로에서 복수의 스펙트럼을 측정할 수 있다(610). 이때, 복수의 광 경로는 피검체 표면에 근접한 깊이를 지나는 경로와 피검체의 깊은 위치의 피부 진피층 이상을 통과하는 경로를 포함할 수 있다.
그 다음, 기준 스펙트럼 및 단계(610)에서 획득된 각 경로별 스펙트럼을 이용하여 각 경로별 온도 기울기를 획득할 수 있다(620). 전술한 바와 같이 위 수학식 2를 통해 기준 스펙트럼과 정규화된 제1 스펙트럼, 정규화된 제2 스펙트럼을 기초로 각 경로의 평균 온도를 추정하고, 각 경로의 평균 온도를 이용하여 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득할 수 있다.
그 다음, 각 경로 사이의 온도 기울기를 기초로 최종 체온을 추정할 수 있다(630). 전술한 수학식 3, 수학식 4를 통해 각 경로 사이의 온도 기울기 및 기준 온도를 이용하여 피검체의 체온을 추정할 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다.
도 7은 도 4의 실시예에 따른 체온 추정 장치(400)에 의해 수행되는 체온 추정 방법의 일 실시예이다. 이하 간단하게 설명한다.
도 7을 참조하면, 먼저 체온 추정 장치는 피검체의 하나의 광 경로에서 흡수 스펙트럼을 측정할 수 있다(710). 이때, 광 경로는 피검체의 진피층 이상의 깊이를 통과하는 경로를 포함할 수 있다.
그 다음, 피검체로부터 스펙트럼을 측정하는 동안 피검체의 표면 온도를 측정할 수 있다(720).
그 다음, 기준 스펙트럼 및 단계(710)에서 획득된 스펙트럼을 이용하여 표면 온도와 그 광 경로 상의 평균 온도 사이의 온도 기울기를 획득할 수 있다(730).
그 다음, 온도 기울기 및 표면 온도를 기초로 최종 체온을 추정할 수 있다(740).
도 8a는 일 실시예에 따른 헬스케어 기기의 블록도이다. 본 실시예의 헬스케어 기기(800)는 별도의 체온 측정 기기 또는, 스마트 워치, 스마트 밴드, 스마트 안경, 스마트 이어폰, 스마트 목걸이, 스마트 링, 스마트 패치, 및 스마트폰 등의 전자 장치로 제작될 수 있다. 도 8b는 헬스케어 기기의 구조의 일 실시예로서 손목에 착용하는 스마트 워치를 도시한 것이다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 실시예의 헬스케어 기기(800)는 전술한 체온 추정 기능과 함께 생체정보를 추정하는 기능을 포함할 수 있다. 이때, 생체정보는 중성지방, 체지방률, 체수분, 혈당, 콜레스테롤, 카로테노이드, 단백질 및 요산, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수, 피로도, 피부 나이 및 피부 탄력도 등을 포함할 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면 스마트 워치 형태의 헬스케어 기기(800)는 본체(MB)와 스트랩(ST)을 포함할 수 있다.
본체(MB)는 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 본체(MB) 및/또는 스트랩(ST)의 내부에는 각종 구성에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다. 스트랩(ST)은 사용자의 손목을 감싸는 형태로 구부려질 수 있도록 플렉시블(flexible)하게 형성될 수 있다. 스트랩(ST)은 서로 분리된 제1 스트랩과 제2 스트랩으로 구성될 수 있다. 제1 스트랩과 제2 스트랩의 일단부는 각각 본체(MB)의 양측에 연결되고, 제1 스트랩과 제2 스트랩의 타단부에 형성된 체결수단을 이용하여 서로 체결될 수 있다. 이때, 체결수단은 자석 결합, 벨크로(velcro) 결합, 핀 결합 등의 방식으로 형성될 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 스트랩(ST)은 이에 제한되지 않으며 밴드 형태와 같이 서로 분리되지 않는 일체로 형성될 수도 있다.
본체(MB)에는 다양한 구성들이 탑재된다. 도 8a에 도시된 바와 같이 센서(810), 프로세서(820), 표시부(830), 저장부(840) 및, 통신부(850)가 장착될 수 있다. 다만, 폼 팩터(form factor)의 사이즈 및 형태 등에 따라 표시부(830), 저장부(840), 및 통신부(850) 중의 일부와, 온도 센서(813)는 생략될 수 있다.
센서(810)는 서로 다른 복수의 광 경로를 갖도록 둘 이상의 광원(811)과 적어도 하나의 디텍터(812) 또는 적어도 하나의 광원(811)과 둘 이상의 디텍터(812)를 포함할 수 있다. 또한, 센서(810)는 도시된 바와 같이 온도 센서(813)를 더 포함할 수 있으나, 온도 센서(813)는 필요에 따라 생략될 수 있다. 센서(810)는 온도 센서(813)를 포함하는 경우 하나의 광 경로를 갖도록 하나의 광원(811)과 하나의 디텍터(812)를 포함할 수 있다. 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 또한, 디텍터는 포토 다이오드(photo diode) 또는 포토 트랜지스터(photo transistor) 등으로 구성되거나, 분광기 또는 외부의 분광기와 연결된 도파로 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서, CCD(charge-coupled device) 이미지 센서 등으로 형성될 수 있다.
센서(810)는 본체(MB)가 사용자의 손목에 착용될 때 사용자의 손목 상부에 접촉할 수 있도록 본체(MB)의 후면에 배치될 수 있다.
프로세서(820)는 본체(MB) 내부에 실장되며 센서(810)를 비롯한 다양한 구성들과 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(820)는 센서(810)로부터 둘 이상의 서로 다른 광 경로를 갖는 스펙트럼을 수신하면, 저장부((840)로부터 기준 온도 및 기준 스펙트럼을 추출하고, 복수의 스펙트럼, 기준 온도 및 기준 스펙트럼을 이용하여 전술한 바와 같이 체온을 추정할 수 있다. 또한, 프로세서(820)는 센서(810)로부터 하나의 광 경로를 갖는 스펙트럼과 표면 온도가 수신되면 저장부(840)로부터 표면 온도에 해당하는 기준 스펙트럼을 추출하고, 추출된 표면 온도, 기준 스펙트럼 및 스펙트럼을 이용하여 체온을 추정할 수 있다.
또한, 프로세서(820)는 센서(810)로부터 수신된 흡수 스펙트럼을 이용하여 생체정보를 추정할 수 있다. 예를 들어, 흡수 스펙트럼의 흡광도와 생체정보 간의 상관 관계를 정의한 생체정보 추정 모델을 이용하여 생체정보를 추정할 수 있다. 이때, 생체정보 추정 모델은 전처리 과정에서 딥러닝, 인공 지능 등의 학습을 통해 미리 획득될 수 있다. 또는, NAS(Net Analyte Signal) 분석 기법 등을 활용하여 흡수 스펙트럼으로부터 예컨대 혈당을 추정할 수 있다. 이때, 표면 온도에서의 기준 스펙트럼을 기초로 생체정보 추정 모델을 보정할 수 있다. 또는, 흡수 스펙트럼을 기초로 산란계수를 획득하고, 획득된 산란계수를 기초로 예컨대 중성지방을 추정할 수 있다. 이상, 생체정보 추정의 다양한 예들을 설명하였으나 이에 제한되는 것이 아니며 이미 알려진 다양한 기법들을 활용하여 흡수 스펙트럼을 기초로 생체정보들을 추정할 수 있다.
한편, 프로세서(820)는 둘 이상의 헬스케어 모드 중에서 선택적으로 어느 하나를 수행할 수 있다. 예컨대, 헬스케어 모드는 체온을 추정하는 제1 모드 및 생체정보를 추정하는 제2 모드 및 체온과 생체정보를 모두 추정하는 제3 모드를 포함할 수 있다. 제3 모드는 체온 추정과 생체정보 추정을 동시 또는 순차적으로 수행할 수 있다. 제1 모드, 제2 모드 및 제3 모드 중의 어느 하나가 기본 모드로 설정될 수 있다. 기본 모드는 사용자에 의해 수정될 수 있다. 이때, 기본 모드 설정 정보는 저장부(840)에 저장될 수 있다. 프로세서(820)는 표시부(830), 조작부(860) 및 그 밖의 입력 수단을 통해 입력되는 사용자의 요청에 따른 모드 또는 저장부(840)에 미리 설정된 기준 모드를 수행하여 체온 및/또는 생체정보를 추정할 수 있다.
표시부(830)는 본체(MB)의 전면에 배치될 수 있다. 표시부(830)는 디스플레이를 포함하며, 이때 디스플레이는 터치 입력이 가능한 터치스크린을 포함할 수 있다. 표시부(830)는 프로세서(820)에 의해 수행되는 다양한 기능 예컨대 체온 및/또는 생체정보 추정과 관련된 가이드 정보 및/또는 추정 결과를 표시할 수 있다.
저장부(840)는 헬스케어 기기(800)의 다양한 기능들을 수행하는데 필요한 정보를 저장한다. 예를 들어, 기준 온도, 기준 스펙트럼 등의 체온 추정과 관련된 정보, 생체정보 추정 모델 등의 생체정보 추정과 관련된 정보, 사용자의 특성과 관련된 정보, 체온 추정값, 생체정보 추정값 등의 정보를 저장할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
통신부(850)는 사용자의 스마트 폰과 같은 외부 기기와 통신하여 체온 및/또는 생체정보 추정 결과를 전송하거나, 외부 기기를 통해 입력된 사용자의 요청, 다양한 기준 온도에서 측정된 기준 스펙트럼, 생체정보 추정 모델 등의 정보를 수신할 수 있다.
조작부(860)는 도시된 바와 같이 본체(MB)의 측면부 용두에 형성될 수 있다. 조작부(860)는 사용자의 명령을 수신하여 프로세서로 전달할 수 있다. 또한, 조작부(860)는 웨어러블 기기(800)의 전원을 온/오프시키는 전원 버튼을 포함할 수 있다.
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.
100,300,400: 체온 추정 장치
110,310: 센서 120,320: 프로세서
330: 저장부 340: 출력부
350: 통신부 410: 제1 센서
420: 프로세서 430: 제2 센서
800: 헬스케어 기기 810: 센서부
811: 광원 812: 디텍터
813: 온도 센서 820: 프로세서
830: 표시부 840: 저장부
850: 통신부 860: 조작부
110,310: 센서 120,320: 프로세서
330: 저장부 340: 출력부
350: 통신부 410: 제1 센서
420: 프로세서 430: 제2 센서
800: 헬스케어 기기 810: 센서부
811: 광원 812: 디텍터
813: 온도 센서 820: 프로세서
830: 표시부 840: 저장부
850: 통신부 860: 조작부
Claims (28)
- 피검체의 서로 다른 둘 이상의 광 경로에서 스펙트럼을 획득하는 센서; 및
상기 획득된 각 경로별 스펙트럼 및 기준 온도에서 측정된 기준 스펙트럼을 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득하고, 획득된 각 경로 사이의 온도 기울기를 기초로 피검체의 체온을 추정하는 체온 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 기준 스펙트럼은
수분의 흡수 파장 대역에서 측정된 스펙트럼을 포함하는 체온 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 센서는
피검체에 광을 조사하는 광원; 및
상기 광원부에 의해 조사되어 피검체에 의해 산란 또는 반사된 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 체온 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 둘 이상의 광 경로 중의 적어도 하나는 피부 진피층(dermis) 이상의 깊이를 통과하는 체온 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 기준 스펙트럼을 기초로 각 경로별 스펙트럼을 정규화하고, 정규화된 각 경로별 스펙트럼을 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득하는 체온 추정 장치. - 제5항에 있어서,
상기 프로세서는
기준 스펙트럼과 정규화된 각 경로별 스펙트럼의 차이를 비교하여 각 경로의 평균 온도를 추정하고, 추정된 평균 온도를 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득하는 체온 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 기준 온도 및 각 경로 사이의 온도 기울기를 기초로 체온 추정식을 이용하여 피검체의 체온을 추정하는 체온 추정 장치. - 제7항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 둘 이상의 광 경로 중의 기준 경로의 평균 온도를 추정하고,
각 경로 사이의 온도 기울기와 상기 기준 경로의 평균온도를 기초로 상기 체온 추정식을 이용하여 피검체의 체온을 추정하는 체온 추정 장치. - 제8항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 서로 다른 경로 중의 길이가 가장 짧은 경로를 기준 경로로 결정하는 체온 추정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 추정된 체온을 출력하는 출력부를 더 포함하는 체온 추정 장치. - 피검체의 표면보다 더 깊은 부위를 통과하는 광 경로에서 스펙트럼을 획득하는 제1 센서;
상기 피검체의 표면에서 표면 온도를 측정하는 제2 센서; 및
상기 획득된 스펙트럼 및 상기 표면 온도에 해당하는 기준 스펙트럼을 기초로 온도 기울기를 획득하고, 획득된 온도 기울기를 기초로 피검체의 체온을 추정하는 체온 추정 장치. - 제11항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 기준 스펙트럼을 기초로 상기 광 경로에서 획득된 스펙트럼을 정규화하고, 정규화된 스펙트럼을 기초로 상기 온도 기울기를 획득하는 체온 추정 장치. - 제12항에 있어서,
상기 프로세서는
기준 스펙트럼과 정규화된 스펙트럼의 차이를 비교하여 상기 광 경로의 평균 온도를 추정하고, 상기 표면 온도 및 상기 평균 온도를 기초로 온도 기울기를 획득하는체온 추정 장치. - 제11항에 있어서,
상기 프로세서는
상기 측정된 표면 온도 및 상기 획득된 온도 기울기를 기초로, 체온 추정식을 이용하여 피검체의 체온을 추정하는 체온 추정 장치. - 피검체의 서로 다른 둘 이상의 광 경로에서 스펙트럼을 획득하는 단계;
상기 획득된 각 경로별 스펙트럼 및 기준 온도에서 측정된 기준 스펙트럼을 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득하는 단계; 및
상기 획득된 각 경로 사이의 온도 기울기를 기초로 피검체의 체온을 추정하는 단계를 포함하는 체온 추정 방법. - 제15항에 있어서,
상기 온도 기울기를 획득하는 단계는
상기 기준 스펙트럼을 기초로 상기 각 경로별 스펙트럼을 정규화하고, 정규화된 각 경로별 스펙트럼을 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득하는 체온 추정 방법. - 제16항에 있어서,
상기 온도 기울기를 획득하는 단계는
기준 스펙트럼과 정규화된 각 경로별 스펙트럼의 차이를 비교하여 각 경로별 평균 온도를 추정하고, 추정된 평균 온도를 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득하는 체온 추정 방법. - 제15항에 있어서,
상기 체온을 추정하는 단계는
상기 기준 온도 및 각 경로 사이의 온도 기울기를 기초로 체온 추정식을 이용하여 피검체의 체온을 추정하는 체온 추정 방법. - 제18항에 있어서,
상기 체온을 추정하는 단계는
상기 둘 이상의 경로 중의 기준 경로의 평균 온도를 추정하고,
각 경로 사이의 온도 기울기와 상기 기준 경로의 평균 온도를 기초로 피검체의 체온을 추정하는 체온 추정 방법. - 피검체의 심부를 통과하는 광 경로에서 스펙트럼을 획득하는 단계;
상기 피검체의 표면에서 표면 온도를 측정하는 단계;
상기 획득된 스펙트럼 및 상기 표면 온도에 해당하는 기준 스펙트럼을 기초로 온도 기울기를 획득하는 단계; 및
상기 획득된 온도 기울기 및 상기 표면 온도를 기초로 피검체의 체온을 추정하는 단계를 포함하는 체온 추정 방법. - 제20항에 있어서,
상기 온도 기울기를 획득하는 단계는
상기 기준 스펙트럼을 기초로 상기 획득된 스펙트럼을 정규화하고, 정규화된 스펙트럼을 기초로 상기 온도 기울기를 획득하는 체온 추정 방법. - 제21항에 있어서,
상기 온도 기울기를 획득하는 단계는
기준 스펙트럼과 정규화된 스펙트럼의 차이를 비교하여 상기 광 경로의 평균 온도를 추정하고, 상기 표면 온도 및 상기 평균 온도를 기초로 상기 온도 기울기를 획득하는 체온 추정 방법. - 제20항에 있어서,
상기 체온을 추정하는 단계는
상기 표면 온도 및 온도 기울기를 기초로 체온 추정식을 이용하여 피검체의 체온을 추정하는 체온 추정 방법. - 본체;
상기 본체에 장착되고, 피검체로부터 스펙트럼을 획득하는 센서;
상기 본체에 장착된 표시부; 및
상기 획득된 스펙트럼 및 기준 스펙트럼을 기초로 온도 기울기를 획득하여 피검체의 체온도를 추정하는 제1 모드, 상기 획득된 스펙트럼을 기초로 생체정보를 추정하는 제2 모드 및, 체온 추정 및 생체정보를 추정하는 제3 모드 중의 하나를 수행하고, 수행 결과를 상기 표시부에 표시하는 프로세서를 포함하는 헬스케어 기기. - 제24항에 있어서,
상기 본체는
스마트 워치, 스마트 밴드, 스마트 안경, 스마트 이어폰, 스마트 링, 스마트 패치, 스마트 목걸이 및 스마트폰 중의 적어도 하나의 형태를 갖는 헬스케어 기기. - 제24항에 있어서,
상기 센서부는
둘 이상의 광 경로를 갖도록 형성된 광원 및 디텍터를 포함하고,
상기 프로세서는
기준 온도에서 측정된 기준 스펙트럼과 각 광 경로에서 획득된 각 스펙트럼을 기초로 각 경로 사이의 온도 기울기를 획득하며, 획득된 각 경로 사이의 온도 기울기를 기초로 체온을 추정하는 헬스케어 기기. - 제24항에 있어서,
상기 센서부는
하나의 광 경로를 갖도록 형성된 광원 및 디텍터와, 상기 피검체의 표면 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하고,
상기 프로세서는
상기 표면 온도에 해당하는 기준 스펙트럼과 상기 획득된 스펙트럼을 기초로 온도 기울기를 획득하고, 획득된 온도 기울기와 상기 표면 온도를 기초로 체온을 추정하는 헬스케어 기기. - 제24항에 있어서,
상기 생체정보는
중성지방, 체지방률, 체수분, 혈당, 콜레스테롤, 카로테노이드, 단백질 및 요산, 혈압, 혈관 나이, 동맥경화도, 대동맥압 파형, 혈관 탄성도, 스트레스 지수, 피로도, 피부 나이 및 피부 탄력도 중의 하나 이상을 포함하는 헬스케어 기기.
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|---|---|---|---|
| KR1020200157717A KR20220070792A (ko) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | 체온 추정 장치 및 방법과, 헬스케어 기기 |
| US17/217,481 US11717171B2 (en) | 2020-11-23 | 2021-03-30 | Apparatus and method for estimating body temperature, and healthcare device |
| CN202110505626.8A CN114526830A (zh) | 2020-11-23 | 2021-05-10 | 用于估计体温的设备和方法以及医疗装置 |
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