KR20220115038A - Biometric data measuring and reading system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 심전도, 산소 포화도, 복수의 활력징후 지표를 포함한 생체 데이터를 동시에 측정하고, 인공 지능 기반 생체데이터 판독 알고리즘을 이용하여 생체 데이터를 판독하여 질환을 예측하고 중증도를 판독하는 생체 데이터 측정 및 판독 시스템에 관한 것이다.The present invention measures and reads biometric data including electrocardiogram, oxygen saturation, and a plurality of vital sign indicators at the same time, and reads biometric data using an artificial intelligence-based biodata reading algorithm to predict disease and read severity It's about the system.
환자의 현재 생체 데이터가 있어야만 그 환자의 질환이 진단될 수 있다. 일반적으로 의료 기관에서 간호사가 생체 데이터 측정 기기를 이용하여 환자의 혈압, 맥박, 체온, 심전도, 산소포화도 등을 주기적으로 측정하여 수기로 측정값을 기입하고 있다. 환자의 생체 데이터 측정을 위하여 간호 인력과 전문 검사인력이 필요하고 생체 데이터 측정과 분석에 많은 시간이 소요되고 있다. 일부 생체 데이터 예를 들어, 심전도의 경우, 심전도 데이터 판독을 위한 전문의가 더 필요하고, 데이터 판독과 분석에 시간이 추가적으로 소요되고 있다.Only with the patient's current biometric data can the patient's disease be diagnosed. In general, in a medical institution, a nurse periodically measures a patient's blood pressure, pulse, body temperature, electrocardiogram, oxygen saturation, etc. using a biometric data measuring device, and manually records the measured values. Nursing personnel and professional examination personnel are required to measure the patient's biometric data, and it takes a lot of time to measure and analyze the biometric data. In the case of some biometric data, for example, an electrocardiogram, a specialist for reading the electrocardiogram data is more required, and additional time is required to read and analyze the data.
병원의 순환기 내과 대기실과 응급실, 선별 진료소, 생활 치료센터/격리시설, 감염병 방역 현장, 의료 사각 지대 등 다양한 현장에서 활력징후(혈압, 맥박, 호흡수, 체온) 검사가 필수적이다. 중증 또는 준 중증의 환자의 경우에는 산소 포화도와 심전도 검사가 추가로 요구된다. It is essential to check vital signs (blood pressure, pulse, respiration rate, body temperature) at various sites, such as the waiting room and emergency room of a hospital, emergency room, screening clinic, living treatment center/isolation facility, infectious disease prevention site, and medical blind spot. In severe or semi-severe patients, oxygen saturation and electrocardiography are additionally required.
신종 감염병 예를 들어, 코로나 바이러스 감염증(COVID-19) 확산으로 인하여 의료 종사자들의 피로가 극에 달하고 있고, 의료 기기 부족이 심각한 상황이다. 이러한 상황에서 생체 데이터의 반복적인 검사 중에 환자와 의료 종사자들의 감염 노출 사고 발생 가능성이 높다.Due to the spread of new infectious diseases, for example, the corona virus infection (COVID-19), the fatigue of medical workers is reaching an extreme, and the shortage of medical equipment is serious. In such a situation, there is a high possibility of an accidental exposure of patients and healthcare workers during repeated examination of biometric data.
본 발명은 전술한 필요성 및/또는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above-mentioned needs and/or problems.
특히, 본 발명은 사용자 스스로 손쉽게 자신의 생체 데이터 측정 가능하게 하고 실시간으로 판독 결과를 수신할 수 있는 생체 데이터 측정 및 판독 시스템을 제공한다.In particular, the present invention provides a system for measuring and reading biometric data that enables users to easily measure their own biometric data and receive a reading result in real time.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 데이터 측정 및 판독 시스템은 사용자가 자신의 생체 데이터를 자가 측정하는 측정 시스템; 및 상기 측정 시스템으로부터 수신된 데이터를 바탕으로 질환 예측, 감염병 위험 예측 및 중증도를 판독하여 판독 결과를 생성하는 판독 시스템을 포함한다. A system for measuring and reading biometric data according to an embodiment of the present invention includes: a measurement system in which a user measures his/her own biometric data; and a reading system for generating a reading result by reading a disease prediction, an infectious disease risk prediction, and a severity based on the data received from the measurement system.
상기 측정 시스템은 왼손 전극, 오른손 전극, PPG 센서, 호흡수 센서, 체온 센서, 혈압 및 카메라 센서를 포함한 전극 및 센서부; 상기 전극 및 센서들로부터 수신된 신호를 증폭하고 노이즈를 제거하고 디지털 신호로 변환하여 심전도 측정 데이터와, 산소포화도 측정값, 혈압, 맥박, 호흡수, 및 체온을 포함한 활력징후 측정값들을 디지털 신호로 출력하는 센서 제어부; 상기 사용자의 성별, 연령, 및 병실 정보를 포함한 사용자의 기본 정보를 입력 받는 사용자 데이터 입력부와, 상기 심전도 측정 데이터, 산소포화도 측정값, 상기 활력징후 측정값들, 및 상기 판독 시스템으로부터 수신된 상기 판독 결과를 출력하는 데이터 출력부를 포함한 사용자 인터페이스부; 유/무선 통신망을 통해 상기 판독 시스템에 연결된 통신부; 및 상기 센서 제어부로부터 상기 심전도 측정 데이터, 상기 산소포화도 측정값, 상기 활력징후 측정값들을 수신하고, 상기 사용자의 기본 정보와 함께 상기 심전도 측정 데이터 산소포화도 측정값, 및 상기 활력징후 측정값들을 상기 통신부를 통해 상기 판독 시스템으로 전송하고, 상기 통신부를 통해 수신된 상기 판독 시스템으로부터의 상기 판독 결과를 상기 데이터 출력부에 제공하는 중앙 제어부를 구비한다. The measurement system includes: electrodes and a sensor unit including a left hand electrode, a right hand electrode, a PPG sensor, a respiration rate sensor, a body temperature sensor, a blood pressure and a camera sensor; The signal received from the electrodes and sensors is amplified, noise is removed, and converted into a digital signal to convert electrocardiogram measurement data, oxygen saturation measurement values, blood pressure, pulse rate, respiratory rate, and vital signs measurement values including body temperature into digital signals. a sensor control unit that outputs; a user data input unit for receiving basic information of the user including the user's gender, age, and hospital room information; a user interface unit including a data output unit for outputting a result; a communication unit connected to the reading system through a wired/wireless communication network; and receiving the ECG measurement data, the oxygen saturation measurement value, and the vital sign measurement value from the sensor controller, and transmits the ECG measurement data oxygen saturation measurement value, and the vital sign measurement value together with the user's basic information to the communication unit and a central control unit that transmits to the reading system via , and provides the reading result from the reading system received via the communication unit to the data output unit.
상기 판독 시스템은 학습 데이터를 학습한 인공지능 기반 생체 데이터 판독 알고리즘을 이용하여 상기 심전도 측정 데이터를 바탕으로 심장 질환 예측 결과를 생성하고, 상기 심장 질환 예측 결과, 상기 산소포화도 측정값, 상기 활력징후 측정값, 및 상기 사용자의 기본 정보를 바탕으로 감염병 위험 예측 결과를 생성하고, 상기 사용자의 기본 정보와 과거 진료 기록, 상기 심전도 측정 데이터의 판독 결과, 상기 산소포화도 측정값, 및 상기 활력징후 측정값을 바탕으로 중증도를 판독하여 중증도 판독 결과를 생성하는 서버를 구비한다.The reading system generates a heart disease prediction result based on the electrocardiogram measurement data using an artificial intelligence-based biometric data reading algorithm that has learned the learning data, and measures the heart disease prediction result, the oxygen saturation measurement value, and the vital signs value and the user's basic information to generate an infectious disease risk prediction result, and the user's basic information and past medical records, the reading result of the electrocardiogram measurement data, the oxygen saturation measurement value, and the vital sign measurement value and a server for reading the severity based on the severity and generating a severity reading result.
본 발명은 사용자(환자, 일반인)의 심전도와 네가지 활력징후(혈압, 맥박, 호흡수, 체온) 검사와, 중증 또는 준 중증 환자의 경우 산소 포화도와 심전도 검사를 주기적으로 반복해야 하는 의료인력의 피로도를 획기적으로 감소시킬 수 있다.The present invention relates to the degree of fatigue of medical personnel who have to periodically repeat the ECG and four vital signs (blood pressure, pulse, respiration rate, and body temperature) tests of users (patients, general public), and oxygen saturation and ECG tests for severe or semi-severe patients. can be drastically reduced.
본 발명은 의료진이나 전문 인력의 도움 없이 자가 측정이 가능하여 감염 위험을 최소화할 수 있다. The present invention can minimize the risk of infection because self-measurement is possible without the help of medical staff or professional personnel.
본 발명은 심전도 및 활력징후의 측정 및 기록 업무의 자동화를 통해 의료진의 업무를 개선할 수 있다. The present invention can improve the work of medical staff through automation of the measurement and recording of electrocardiogram and vital signs.
본 발명의 생체 데이터 판독 시스템은 비대면 생체 데이터 수집이 가능한 원격 진단 분야에 적용될 수 있다. The biometric data reading system of the present invention can be applied to a remote diagnosis field in which non-face-to-face biometric data collection is possible.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 데이터 측정 및 판독 시스템에 대한 전반적인 서비스 구성에 대한 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데스크 또는 키오스크(KIOSK) 형태의 생체 데이터 측정을 보여 주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 노트북 또는 랩탑 형태의 생체 데이터 측정 시스템을 보여 주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 인공 지능 기반 생체데이터 판독 알고리즘을 보여 주는 도면들이다.
도 6은 3개의 전극으로부터 얻어지는 6개의 Lead인 Lead I~III, aVr, aVl, aVf에 대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 생체 데이터 측정 시스템과 HIS 연동을 통해 기업 및 기관과 연계 서비스가 가능함을 보여 주는 도면이다.
도 8은 생체 데이터 시스템이 적용된 복수의 기기들로부터 측정된 생체 데이터의 판독 결과를 원격으로 조회하는 모니터 시스템을 보여 주는 도면이다.1 is a block diagram of an overall service configuration for a biometric data measurement and reading system according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are diagrams illustrating biometric data measurement in the form of a desk or kiosk (KIOSK) according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a system for measuring biometric data in the form of a notebook or laptop according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams showing an artificial intelligence-based biometric data reading algorithm.
6 is a diagram of Leads I to III, aVr, aVl, and aVf, which are six leads obtained from three electrodes.
7 is a view showing that a link service with companies and institutions is possible through the biometric data measurement system of the present invention and HIS linkage.
8 is a diagram illustrating a monitor system for remotely inquiring a result of reading biometric data measured from a plurality of devices to which the biometric data system is applied.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains It is provided to fully indicate the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are exemplary, and thus the present invention is not limited to the matters shown in the drawings. Like reference numerals refer to substantially like elements throughout. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 명세서 상에서 언급된 “구비한다”, “포함한다”, “갖는다”, “이루어진다” 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수로 해석될 수 있다. In the case in which “comprising”, “includes”, “having”, “consisting”, etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, it may be interpreted as the plural unless otherwise explicitly stated.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no separate explicit description.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 구성요소들 간에 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 그 구성요소들 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 개재될 수 있다. In the case of a description of the positional relationship, for example, when the positional relationship between the two components is described as 'on One or more other elements may be interposed between those elements in which 'directly' or 'directly' are not used.
구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다. The first, second, etc. may be used to distinguish the components, but the functions or structures of these components are not limited to the ordinal number or component name attached to the front of the component.
이하의 실시 예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.The following embodiments may be partially or wholly combined or combined with each other, and technically various interlocking and driving are possible. Each embodiment may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 데이터 판독 시스템은 생체 데이터 측정 시스템(1000)과, 유/무선 통신망을 통해 측정 시스템(1000)과 연결되는 판독 시스템(3000)을 구비한다. 1 to 4 , a biometric data reading system according to an embodiment of the present invention includes a biometric
생체 데이터 측정 시스템(1000)은 전극 및 센서부에 연결된 센서 제어부(200), 중앙 제어부(100), 사용자 인터페이스부(101), 통신부(300, 400) 및 전원부(500)를 구비한다. The biometric
전극 및 센서부는 전극들(202~205)과 센서들(206~209)을 포함한다. 전극들(202~205)은 사용자(환자, 일반인)의 심전도를 측정하기 ECG(electrocardiogram) 전극들이다. The electrode and sensor unit includes
전극들(202-205)은 왼손에 접촉되는 왼손 전극(202), 사용자의 오른손에 접촉되는 오른손 전극(203), 사용자의 왼발에 접촉되는 왼발 전극(204), 사용자의 오른 발에 접촉되는 오른발 전극(205) 등을 포함한다. 여기서, 왼발 전극(204)과 오른발 전극(205)은 전극 및 센서부에서 생략 가능하다. The electrodes 202-205 include a
리드 I(Lead I) 심전도 신호는 왼손 전극(202)과 오른손 전극(203)만으로 얻어질 수 있다. 심전도 측정시에, 왼손 전극(202)은 ECG LA(Left Ankle) 신호 또는 aVl 신호 측정용 전극이다. 오른손 전극(203)은 ECG RA(Right Ankle)신호 또는 aVr신호 측정용 전극이다. The Lead I electrocardiogram signal may be obtained only by the left-
6 리드 심전도 신호 파형을 얻기 위해서는 왼손 전극(202)과 오른손 전극(203)에 더하여 왼발 전극(204)이 더 필요하다. 왼발 전극(204)은 ECG LF(Left Foot) 신호 또는 aVf(5d) 신호 측정용 전극이다. 3 리드 심전계는 사용자의 양손과 왼발에 연결되는 세 개의 전극들(202, 203, 204)을 통해 측정된 신호 파형으로부터 도 6에 도시된 바와 같이 I(6a), II(6b), III(6c), aVF(6d), aVL(6e), 및 aVR(6f) 파형 데이터를 포함한 6 리드 심전도 파형 데이터를 출력할 수 있다. 심전도 파형 분석이나 PPG 센서(206)로부터의 맥파 신호를 분석하여 맥박을 측정할 수 있다.In order to obtain a 6-lead ECG signal waveform, a
오른발 전극(205)은 바디 임피던스(body impedence) 또는 기준(Reference) 레벨 설정을 위해 적용될 수 있으나 생략 가능하다.The
왼발 전극(204)과 오른발 전극(205) 중 적어도 하나는 도 2a 내지 도 3에 도시된 발판(Foot Pad)이나 발목 클립(Foot Clip)에 배치될 수 있다. At least one of the
리드 I(Lead I) 심전도 신호의 경우, 다양한 종류의 심장 관련 질환을 정확하게 측정할 수 없다. 6 리드 신호의 경우, 심장 질환이 세분화하여 구분될 수 있다. 따라서, 전문의 판독시 6 리드 신호는 리드 I(Lead I) 심전도 신호에 비해 심장 질환에 대하여 정밀한 진단을 가능하게 한다. In the case of Lead I ECG signals, various types of heart-related diseases cannot be accurately measured. In the case of a 6-lead signal, heart disease may be subdivided and classified. Therefore, the 6-lead signal during reading by a specialist enables a more accurate diagnosis of heart disease compared to the Lead I electrocardiogram signal.
센서들(206~209)은 PPG 센서(206), 호흡수 센서(207), 체온 센서(208), 및 카메라 센서(209) 및 혈압계를 포함할 수 있다. 진단시 요구되는 측정값에 따라 센서가 더 추가될 수 있다. The
PPG 센서(206)는 LED(Light Emitting Diode)를 이용하여 사용자의 맥파 신호와 산소 포화도를 측정한다. PPG 센서(206)는 ECG 전극들(202~204)과 전기적으로 연결되지 않는 구조로 ECG 전극(202~204)면 상에 배치될 수 있다. 이 사용자의 양손과 양발 중 어느 하나는 ECG 전극과 함께 PPG센서의 LED 및 수광부에 동시에 접촉될 수 있다. The
심전도 측정과 동시에 혈압과 맥파 신호가 동시에 센싱될 수 있도록 양손 ECG 전극들(202, 203) 중 어느 하나에 손 바닥이 올려질 때 손 가락 끝과 대향되는 위치에 PPG 센서(206)의 LED 및 수광부가 배치될 수 있다. PPG 센서(206)는 주변광으로 인한 노이즈를 차단하기 위하여 ECG 전극면 상의 홈 내에 배치될 수 있다. The LED and the light receiving unit of the
혈압의 경우, PPG 센서(206)로부터 출력되는 맥파 신호와 ECG 전극들(202~205)로부터 측정된 ECG 신호를 활용하여 수축기와 이완기의 혈압 측정 이 가능하지만 보다 정밀한 측정을 위해 외부 커프형 혈압계와 연동하여 혈압정보를 획득할 수 있다. 외부 커프형 혈압계는 혈압계 포트(210)를 통해 생체 데이터 측정 시스템(1000)에 연결될 수 있다. In the case of blood pressure, systolic and diastolic blood pressure can be measured using the pulse wave signal output from the
호흡수 센서(207)는 심전도용 전극으로부터 들숨과 날숨시 변화하는 바디 임피던스(body impedance)의 변화량을 통해 호흡수를 측정한다. 체온 센서(208)는 적외선(infrared ray) 센서를 이용하여 사용자의 피부 온도(Skin Temperature)를 측정한다. 카메라 센서(209)는 사용자를 촬상한 이미지를 출력한다. 카메라 센서(209)에 의해 촬상된 이미지를 이용하여 사용자 인식과 함께 생체 데이터 측정을 위한 올바른 위치, 자세 거리를 안내할 수 있다. The
센서 제어부(200)는 전극들(202~205)로부터 수신된 신호와, 센서들(205~209)의 출력 신호를 중앙 제어부(100)에서 처리 가능한 디지털 신호의 센서값으로 변환하여 중앙 제어부(100)로 전송한다. 또한 혈압계 포트(210)를 통해 커프형 혈압계로부터 혈압을 읽어들이거나 무선 통신모듈(300)에서 BLE(Bluetooth Low Energy)를 통해 측정된 혈압 값을 읽는다. 이 센서 제어부(200)는 ECG AFE(ECG Analog Front End)(201)를 포함한다. ECG AFE(201)는 전극들(202~205)로부터 수신된 아날로그 신호(심전도 측정 신호)를 증폭하고 노이즈를 제거한 후에 디지털 신호로 변환한다. 센서 제어부(200)로부터 출력된 디지털 신호는 심전도 측정 데이터, 산소 포화도 측정값, 그리고 네 가지의 활력징후 측정값(혈압, 맥박, 호흡수, 체온)을 포함한다. The
중앙 제어부(100)는 생체 데이터 측정 시스템(1000)을 구성하는 전체 구성 요소들을 제어한다. 중앙 제어부(100)는 사용자 인터페이스부(101)를 통해 수신된 사용자의 기본 정보(성별, 연령, 체중, 키, 전화번호 등)와, 센서 제어부(200)로부터 수신된 생체 데이터들을 통신부(300, 400)를 통해 판독 시스템으로 전송한다. 중앙 제어부(100)로부터 출력되는 생체 데이터는 심전도 측정 데이터, 산소 포화도 측정값, 및 네 가지의 활력징후 측정값들(혈압, 맥박, 호흡수, 체온)을 포함한다. The
중앙 제어부(100)는 통신부(300, 400)를 통해 판독 시스템으로부터의 판독 결과를 수신하여 심전도, 산호 포화도, 및 활력징후 측정값들과 함께 판독 결과를 사용자 인터페이스부(101)의 데이터 출력부에 제공한다. 중앙 제어부(100)는 신호 처리 및 입출력을 제어하는 프로세서와, 메모리를 포함할 수 있다. The
사용자 인터페이스부(101)는 중앙 제어부(100)에 연결된다. 사용자 인터페이스부(101)는 사용자 데이터 입력부와 데이터 출력부를 포함한다. The
사용자 데이터 입력부는 사용자로부터 기본 정보(성별, 연령, 체중, 키, 전화번호 등)와 사용자 명령을 입력 받는다. 사용자 데이터 입력부는 키패드, 터치 패드, 마우스, 마이크로 폰을 이용한 음성 입력부, 카메라 센서(209)를 이용한 제스쳐 입력부 중 하나 이상을 포함할 수 있다. The user data input unit receives basic information (gender, age, weight, height, phone number, etc.) and user commands from the user. The user data input unit may include at least one of a voice input unit using a keypad, a touch pad, a mouse, and a microphone, and a gesture input unit using the
데이터 출력부는 사용자 자신의 생체 데이터, 판독 시스템(3000)에 의해 도출된 판독 결과 등을 사용자에게 제공한다. 데이터 출력부는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode display, OLED) 디스플레이 등으로 구현되는 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 출력부는 프린터를 더 포함할 수 있다.The data output unit provides the user's own biometric data, the reading result derived by the
통신부(300, 400)는 무선 통신모듈(300)과 유선 통신모듈(400)을 포함할 수 있다. 무선 통신모듈(300)은 중앙 제어부(100)로부터 수신된 생체 데이터를 무선 통신 인터페이스 예를 들면, 블루투스(Bluetooth™등을 통해 게이트웨이(2000)를 거쳐 판독 시스템(3000)으로 전송할 수 있다. 유선 통신모듈(400)은 중앙 제어부(100)로부터 수신된 생체 데이터를 이더넷(Ethernet)과 같은 유선 통신망을 통해 판독 시스템으로 전송할 수 있다. 통신부(300, 400)는 중앙 제어부(100)로부터 수신된 생체 데이터들 즉, 심전도 측정 데이터, 산소 포화도 측정값, 및 네 가지의 활력징후 측정값들을 유/무선 통신망을 통해 판독 시스템으로 전송하고, 판독 시스템으로부터 판독 결과를 수신하여 중앙 제어부(100)에 제공한다. The
전원부(500)는 배터리와 배터리 충전 회로, DC 어댑터 등을 이용하여 측정 시스템의 구동에 필요한 전원을 발생한다.The
판독 시스템(3000)은 유/무선 통신망을 통해 생체 데이터 측정 시스템(1000)과 연결된다. 판독 시스템은 생체 데이터 측정 시스템(1000)으로부터 입력되는 생체 데이터 측정값을 유/무선 통신망을 통해 전송하고 인공지능 기반 생체 데이터 판독 알고리즘(7200)을 이용하여 질환을 예측하고 중증도를 판독한다. 판독 시스템은 유/무선 통신망을 통해 사용자나 의료진의 모바일 단말기와, 병원 정보 시스템(Hospital information system, 이하, “”라 함)에 연결되고 또한, 유/무선 통신망을 통해 다양한 외부 기관 및 구급차 등에 연결된다. 판독 시스템은 인공지능 기반 생체데이터 판독 알고리즘(7200)에 의해 도출된 생체 데이터 판독 결과, 질환 예측 결과, 및 중증도 판독 결과를 측정 시스템으로 전송할 수 있다. 병원, 보건소, 선별 진료소, 은행, 공공 장소, 기업 등 다양한 외부 기관과 구급차 등은 HIS(4000)과 연동하여 판독 시스템으로부터 도출된 질환 예측 결과와 중증도 판독 결과를 실시간 조회할 수 있다. The
판독 시스템(3000)은 서버(server)(3100), 데이터 베이스(database, DB)(3200), 및 AI 서버(3300)를 포함한다. 판독 시스템(3000)은 인터넷 기판 클라우드를 통해 HIS(4000)에 연결된다. 판독 시스템(3000)은 필요에 따라서 측정 시스템(1000) 내에 포함되어 작동할 수 있다.The
게이트웨이(2000)는 생체 데이터 측정 시스템(1000)으로부터 수신된 사용자의 기본 정보와 생체 데이터를 인터넷 기반의 클라우드를 통해 서버(3100)로 전송한다.The
서버(3100)는 게이트웨이(2000)를 통해 전달 받은 사용자의 기본 정보와 데이터 베이스(3200)에 저장된 회원 정보를 이용하여 시스템 로그인과 회원 관리를 처리한다. 서버(3100)는 게이트웨이(2000)를 통해 생체 데이터 측정 시스템으로부터 사용자의 기본 정보와 생체 데이터들을 수신한다. 서버(3100)는 인공지능 기반 생체 데이터 판독 알고리즘(7200)을 구동하여 질환 예측 결과와 감염병 예측 결과 및 중증도 판독 결과를 수신한다. 질환 예측 결과와 중증도는 확률이 높은 순서대로 구분되어 사용자와 의료진에게 제공될 수 있다. The
서버(3100)는 로그인과 회원 관리, 생체 데이터 측정값 기록 처리를 담당하는 WAS(Web Application Server)와, 인공지능 기반 생체 데이터 판독 알고리즘 구동을 요청하고 그 알고리즘의 구동 결과로 얻어진 판독 결과 데이터를 수신하는 BAS(Biometric Data & information of medical treatment Analysis Server)로 나뉘어질 수 있다. The
데이터 베이스(3200)는 인공지능 기반 학습을 위하여 사용자의 기본 정보와 함께, 각종 생체데이터 및 진료정보를 저장하고 있다. 서버(3100)는 병원이나 기타 외부 기관으로부터 수집된 사용자의 기본 정보, 각종 생체데이터 및 진료정보를 데이터 베이스(DB)에 저장한다. 데이터 베이스(3200)에 저장된 학습 데이터(7100)는 주기적으로 업데이트되고 인공지능 기반 생체 데이터 판독 알고리즘(7200)의 고도화 작업을 통해 질환 예측 및 감염병 위험 예측 및 중증도 판독의 정확도를 높인다.The
AI 서버(3300)는 학습 데이터(7100)를 이용하여 주기적으로 학습된 인공지능 기반 생체 데이터 판독 알고리즘(7200)을 구동하여 생체 데이터들 각각의 판독 결과, 질환 예측 결과, 감염병 예측 결과, 및 중증도 판독 결과를 도출한다. The
서버(3100)로부터 수신된 생체 데이터는 HIS(4000) 연동을 통해 EMR 시스템내에 사용자의 기본 정보, 생체 데이터, 및 생체 데이터 판독 결과를 기록한다. HIS(4000)은 인터넷을 통해 다른 병원의 HIS(4000)와 연동되고, 다른 외부 기관들과 구급차 등에 연동된다. The biometric data received from the
AI 서버(3300)로부터 도출된 판독 결과는 인공지능 기반 생체 데이터 판독 알고리즘(7200)에 의해 도출된 질환 예측 결과와 감염병 위험 예측 결과와 중증도 판독 결과를 포함한다. 서버(3100)는 판독 결과를 사용자가 자신의 생체 데이터 측정값과 함께 확인할 수 있도록 측정 시스템으로 전송하고 또한, 의료진이 피측정 사용자의 판독 결과를 실시간 모니터할 수 있도록 사용자의 모바일 단말기와 의료진의 모니터 시스템(도 8의 4100)에 전송할 수 있다. 의료진의 모니터 시스템은 거치형 모니터 시스템, 휴대 가능한 모바일 단말기 등을 포함할 수 있다. The reading result derived from the
서버(3100)는 사용자(환자, 일반인)의 판독 결과가 감염병 위험이 감지되거나 중증도가 높은 경우에는 의료진의 모니터 시스템에 알람 신호를 판독 결과와 함께 전송할 수 있다. 알람 신호는 화면 상에서 미리 설정된 알람 메시지나 이미지로 표시됨과 동시에 모니터 시스템의 스피커를 통해 미리 설정된 음향 신호로 출력될 수 있다. The
인공 지능 기반 생체데이터 판독 알고리즘(7200)은 도 4 에 도시된 바와 같이 심전도 측정 데이터, 산소 포화도 측정값, 및 활력징후 측정값들(혈압, 맥박, 호흡수, 체온)과 사용자의 진료정보, 위치정보 등을 이용하여 심장 질환을 판독하고, COVID-19나 메르스(MERS)와 같은 감염병 위험을 예측하고, 중증도를 판독한다.As shown in FIG. 4 , the artificial intelligence-based biometric
학습 데이터(7100)는 병원들이나 건강보험공단 등 다른 외부 기관들로부터 수집된 나이, 성별과 같은 기본 인구학적 정보, 4가지 활력징후, 심전도, 산소포화도, 진단/치료 결과 정보, 병실정보를 포함하는 응급실 환자 데이터, 중환자 데이터, 수술환자 데이터, 외래 환자 데이터, 심전도 질환별 데이터 등 다양한 환자 데이터와 전문의의 심전도 판독결과 데이터, 중증도 진단결과 데이터, 감염병 데이터, 활력징후 판독 결과를 포함한 빅 데이터이다. 인공지능 기반 생체 데이터 판독 알고리즘은 딥러닝 기반으로 학습 데이터(7100)를 학습하여 생체 데이터의 판독, 심장 질환 예측, 감염병 위험 예측, 및 중증도 판독의 정확도를 높인다. 학습 데이터(7100)는 데이터 베이스(3200)에 저장되고 업데이트(update)될 수 있다.The
인공지능 기반 생체 데이터 판독 알고리즘(7200)은 도 4에 도시된 바와 같이 심장질환 판독 모델, 감염병 위험 예측 모델, 및 중증도 판단 모델을 포함한다. The artificial intelligence-based biometric
심장질환 판독 모델은 시계열 판독부와 이미지 판독부를 포함한다. 시계열 판독부는 학습데이터내 심전도 데이터를 기반으로 파형의 특징값을 추출하고 이를 기반으로 심장질환을 예측한다. 이미지 판독부는 학습데이터내 심전도 데이터를 이미지로 변환하여 심장 질환별 분류에 따라 학습한 인공지능 기반 알고리즘으로 심장질환을 예측한다. 심장질환 판독 모델은 시계열 판독 결과와 이미지 판독 결과를 통합하여 유사도 확률이 더 높은 질환을 선택한다.The heart disease reading model includes a time series reading unit and an image reading unit. The time series reader extracts the characteristic values of the waveform based on the ECG data in the training data and predicts heart disease based on this. The image reader converts the ECG data in the learning data into an image and predicts heart disease with an AI-based algorithm that is learned according to the classification by heart disease. The heart disease reading model integrates the time series reading result and the image reading result to select a disease with a higher probability of similarity.
감염병 위험 예측 모델은 심장질환 판독 모델로부터 도출된 심전도 판독 결과 및 예측된 질환, 산소 포화도 값, 활력징후 값, 사용자의 기본 정보(성별, 연령, 체중 등), 및 사용자의 진료 기록, 병실 정보(또는 위치 정보)를 딥러닝 기반으로 학습하여 생체데이터 측정값의 시간과 위치 추이 변화 등을 감안하여 COVID-19, 메르스 등 감염병 위험을 판단한다.The infectious disease risk prediction model includes the ECG reading result and predicted disease derived from the heart disease reading model, oxygen saturation value, vital sign value, user's basic information (gender, age, weight, etc.), and the user's medical record, hospital room information ( or location information) based on deep learning to determine the risk of infectious diseases such as COVID-19 and MERS in consideration of changes in the time and location trend of biometric data measurements.
중증도 판독 모델은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 심장질환 판독 모델로부터 도출된 질환 예측, 산소 포화도 값과 활력징후 값(혈압, 맥박, 호흡수, 및 체온)의 현재 및 과거 측정값, 사용자의 기본 정보(성별, 연령, 체중 등), 및 사용자의 진료 기록 정보를 여러 단계의 딥러닝 기반 학습 결과를 이용하여 중증도를 판독한다.As shown in FIGS. 4 and 5, the severity reading model is a disease prediction derived from the heart disease reading model, current and past measurements of oxygen saturation values and vital sign values (blood pressure, pulse rate, respiration rate, and body temperature), users The severity of the basic information (gender, age, weight, etc.) and the user's medical record information is read using the deep learning-based learning results of several stages.
중증도는 5 단계로 구분될 수 있다. 예를 들어, 중증도는 심폐 소생술과 같은 시급한 조치가 요구되는 소생 단계(Level1), 소생 단계(Level1) 보다 낮은 긴급 단계(Level2), 긴급 단계(Level2) 보다 낮은 응급 단계(Level3), 응급 단계(Level3) 보다 낮은 준 응급 단계(Level4), 경증 환자로 분류되는 비응급 단계(Level5)로 구분될 수 있다. 판독 결과는 예측된 질환과 중증도를 포함할 수 있다. Severity can be divided into 5 stages. For example, the severity is a level of resuscitation requiring urgent measures such as CPR (Level1), an emergency level lower than the resuscitation level (Level1) (Level2), an emergency level lower than the emergency level (Level2) (Level3), an emergency level (Level3) Level 3) It can be divided into a lower semi-emergency stage (Level 4) and a non-emergency stage (Level 5) classified as a mild patient. The readout may include predicted disease and severity.
의료진의 모니터 시스템은 통신망을 통해 판독 시스템과 연결된다. 모니터 시스템은 판독 시스템으로부터 수신된 사용자의 심전도 판독 결과, 산소 포화도 측정 결과, 활력징후 측정 결과, 질환 예측 결과, 감염병 위험 예측 결과, 의심 예측 결과, 및 중증도 판독 결과를 실시간 모니터링할 수 있다. 모니터 시스템은 판독 시스템으로부터 판독 결과가 수신되면 중증도에 따라 진료 및 치료 우선 순위를 구분하고 병동을 배정할 수 있다. 의료진의 모니터 시스템은 생체 데이터의 정상 범위 이탈 결과가 수신되거나 감염병 위험 예측 결과가 수신되거나 또는, 중증도가 높은 판독 결과가 수신되면 알람 신호를 출력하여 환자를 중환자실이나 응급실로 배정하고 의료진의 긴급 조치를 지시할 수 있다. 의료진의 모바일 단말기는 미리 설정된 어플리케이션에 의해 감염병 위험 예측 결과가 수신되거나 중증도가 높은 판독 결과가 수신되면 판독 결과와 함께 알람 신호를 출력할 수 있다. The medical staff's monitor system is connected to the reading system through a communication network. The monitor system may monitor the user's ECG reading result, oxygen saturation measurement result, vital sign measurement result, disease prediction result, infectious disease risk prediction result, suspicious prediction result, and severity reading result received from the reading system in real time. When a reading result is received from the reading system, the monitor system may classify treatment and treatment priorities according to severity and assign a ward. The medical staff's monitoring system outputs an alarm signal when a result of a deviation from the normal range of biometric data is received, an infectious disease risk prediction result is received, or a high-severity reading result is received, and the patient is assigned to the intensive care unit or emergency room, and emergency measures are taken by the medical staff. can be instructed. The mobile terminal of the medical staff may output an alarm signal together with the reading result when an infectious disease risk prediction result is received by a preset application or a high severity reading result is received.
본 발명의 생체 데이터 판독 시스템(3000)은 생체 데이터의 판독 결과, 질병 예측 결과, 감염병 위험 예측 결과, 그리고 중증도 판독 결과를 도출하고, 이러한 데이터를 HIS(4000)을 통해 병원들과 그 외 다양한 외부 기관과 구급차에 제공할 수 있다. HIS(4000)는 의료진의 모니터 시스템(도 8의 4100)을 포함한다. The biometric
도 7은 본 발명의 생체 데이터 판독 시스템은 각 외부 기관의 HIS 연동을 통해 다중 생체 정보 측정 결과 및 판독 결과 연동 방안 예시를 보여 주는 도면이다.7 is a diagram showing an example of a method of interworking with multiple biometric information measurement results and reading results through the HIS interworking of each external organ in the biometric data reading system of the present invention.
도 7을 참조하면, 병원들은 독자적인 HIS(4000)을 가지고 있다. Referring to FIG. 7 , hospitals have their
생체 데이터 측정 시스템은 도 7 내지 도 10과 같은 다양한 폼 팩터로 구현되어 병원뿐만 아니라 보건소, 진료소, 구급차, 헬스케어업체, 은행/대기업, 공공 기관 등에 설치될 수 있다. 사용자는 이러한 기관에서 생체 데이터 측정 시스템을 활용하여 스스로 생체 데이터 측정이 가능하고 측정 결과를 바로 디스플레이에서 확인하고 PDF 파일과 같은 전자파일 형태의 판독 결과지를 제공 받을 수 있으며 프린터를 통해 판독 결과지를 출력 할 수 있다. 은행의 경우, 생체 데이터 측정 시스템이 고객 서비스의 하나로 활용될 수 있다. 기업은 직원 복지 차원에서 생체 데이터 측정 시스템이 활용될 수 있다. The biometric data measurement system is implemented in various form factors as shown in FIGS. 7 to 10 , and may be installed in not only hospitals but also public health centers, clinics, ambulances, healthcare companies, banks/large corporations, and public institutions. Users can measure their own biometric data by using the biometric data measurement system in these institutions, check the measurement results directly on the display, and receive a reading result sheet in the form of an electronic file such as a PDF file, and print the reading result sheet through a printer. can In the case of a bank, a biometric data measurement system can be used as one of customer services. A company can utilize a biometric data measurement system for employee welfare.
도 2a 내지 도 3은 생체 데이터 측정 시스템(1000)의 다양한 폼 팩터(Form factor)를 보여 주는 도면들이다. 2A to 3 are diagrams illustrating various form factors of the biometric
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 생체 데이터 측정 시스템(1000)은 본체 기기(5000), 디스플레이(102), 및 발판(5100)으로 나뉘어질 수 있다. 2A and 2B , the biometric
본체 기기(5000)는 양손 ECG 전극들(202, 203), 센서들(206~209), 센서 제어부(200), 중앙 제어부(100), 사용자 인터페이스부(101)의 사용자 데이터 입력부, 및 통신부(300, 400)를 포함하여 데스크 상판 또는 키오스크 타입 구조체의 상판에 고정된다. 본체 기기(5000)는 커프형 혈압계(1100)가 연결되는 포트, USB 연결 포트 등의 외부 인터페이스 포트들을 더 포함할 수 있다.The
사용자 인터페이스부(101)의 디스플레이(102)는 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 이 경우, 카메라 모듈은 디스플레이(102)의 상단에 의자에 앉은 사용자의 머리를 향하도록 배치된다. 카메라 모듈은 체온 센서(208)와 카메라 센서(209)를 포함한다. 디스플레이(102)는 데스크 상판에 수직으로 결합된 디스플레이 지지대에 고정될 수 있다. 디스플레이(102)는 본체 기기의 디스플레이 포트에 연결되는 케이블 또는 통신부(300, 400)를 통해 본체와 신호를 송수신할 수 있다. The
발판(5100)은 데스크 하판 또는 키오스크 타입 구조체의 하판에 고정될 수 있다. 발판(5100)은 왼발 전극(204)과 오른발 전극(205)을 포함하고, 본체 기기(5000)의 포트에 연결되는 케이블 또는 통신부(300, 400)를 통해 본체 기기(5000)에 연결된다. The
도 3을 참조하면, 생체 데이터 측정 시스템(1000)은 디스플레이(102)가 접철 가능하게 결합된 본체 기기(6000)를 포함한다. 본체 기기(6000)는 노트북 또는 랩탑 형태로 구현 될 수 도 있다.Referring to FIG. 3 , the biometric
본체 기기(6000)는 양손 ECG 전극들(202, 203), 센서들(206~209), 센서 제어부(200), 중앙 제어부(100), 사용자 인터페이스부(101), 및 통신부(300, 400)를 포함한다. The
디스플레이(102)는 힌지(hinge)를 통해 본체 기기(6000)에 개폐 가능하게 결합된다. 본체 기기(6000)는 ECG 전극 연결을 위한 포트(port), 커프형(cuff type) 혈압계(210)가 연결되는 포트, USB 연결 포트, 프린터가 연결되는 포트 등의 외부 인터페이스 포트들을 더 포함할 수 있다. 이러한 구조의 데스크형 기기(6000)는 설치 공간에 제약이 없고 휴대가 용이하다.The
본체 기기(6000)는 리드 I(Lead I)심전도 신호와 산소포화도 및 네가지의 활력징후(혈압, 맥박, 호흡수, 체온)를 포함한 생체 데이터를 제공할 수 있다. 본체 기기(6000)의 포트를 통해 왼발 전극(204)을 추가하여 6 리드 심전도 파형으로도 심전도 데이터를 제공할 수 있다. The
정밀한 심전도 측정이 필요한 경우, 양발 전극들(204, 205)이 배치된 발판(6010) 또는 발목 클립(6020)이 옵션 사양으로 제공될 수 있다. When precise electrocardiogram measurement is required, a
본 발명의 생체 데이터 측정 시스템 및 판독 시스템은 비대면 생체 데이터 측정이 필요하고 원격 모니터링이 가능한 원격 진단 시스템으로 구축될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 병원 입구에 병원 내원자들이 자신의 생체 데이터를 자가 측정할 수 있는 생체 데이터 측정 시스템들(1000)이 구현된 기기들이 배치될 수 있다. The biometric data measuring system and reading system of the present invention can be constructed as a remote diagnosis system that requires non-face-to-face biometric data measurement and enables remote monitoring. For example, as shown in FIG. 8 , devices in which biometric
의료진의 모니터 시스템(4100)은 칸막이를 사이에 두고 생체 데이터 측정 시스템들(1000)로부터 분리된 별도의 공간에 배치되어 내원자의 생체 데이터 측정값과 정상 범위 이탈 여부, 질환 예측 결과, 감염병 위험 예측 결과 및 중증도를 실시간 조회할 수 있다. 특히, 모니터 시스템(4100)은 심전도의 정상 범위 이탈, 상기 산소 포화도의 정상 범위 이탈, 및 상기 활력징후 지표들 각각의 정상 범위 이탈, 감염병 위험 예측 결과, 응급 단계 이상의 중증도 중 적어도 하나 이상이 판독 시스템으로부터 수신될 때 알람 신호를 출력하여 의료진의 긴급 대응을 요청할 수 있다. 알람 신호는 의료진의 모바일 단말기에도 전송될 수 있다. The medical staff's
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 명세서의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 명세서의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.Since the contents of the specification described in the problems to be solved above, the means for solving the problems, and the effects do not specify the essential characteristics of the claims, the scope of the claims is not limited by the matters described in the contents of the specification.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 중앙 제어부
101: 사용자 인터페이스부
200: 센서 제어부
201: ECG AFE
202: 왼손 전극
203: 오른손 전극
204: 왼발 전극
205: 오른발 전극
206: PPG 센서
207: 호흡수 센서
208: 체온 센서
209: 카메라 센서
210: 혈압계 포트
300: 무선통신 모듈
400: 유선통신 모듈
500: 전원부
2000: 게이트웨이
3000: 판독 시스템
3100: 서버
3200: DB
3300: AI 서버
4000: HIS
4100: 모니터 시스템
5000, 6000: 본체 기기
5100, 6010: 발판
6020: 발목 클립100: central control unit 101: user interface unit
200: sensor control unit 201: ECG AFE
202: left-hand electrode 203: right-hand electrode
204: left foot electrode 205: right foot electrode
206: PPG sensor 207: respiration rate sensor
208: body temperature sensor 209: camera sensor
210: blood pressure monitor port 300: wireless communication module
400: wired communication module 500: power unit
2000: gateway 3000: reading system
3100: Server 3200: DB
3300: AI Server 4000: HIS
4100:
5100, 6010: footrest 6020: ankle clip
Claims (8)
상기 측정 시스템으로부터 수신된 데이터를 바탕으로 질환 예측과 감염병 위험 예측 및 중증도를 판독하여 판독 결과를 생성하는 판독 시스템을 포함하고,
상기 측정 시스템은,
왼손 전극, 오른손 전극, PPG 센서, 호흡수 센서, 체온 센서, 혈압 및 카메라 센서를 포함한 전극 및 센서부;
상기 전극 및 센서들로부터 수신된 신호를 증폭하고 노이즈를 제거하고 디지털 신호로 변환하여 심전도 측정 데이터와, 산소포화도 측정값, 혈압, 맥박, 호흡수, 및 체온을 포함한 활력징후 측정값들을 디지털 신호로 출력하는 센서 제어부;
상기 사용자의 성별, 연령, 및 병실 정보를 포함한 사용자의 기본 정보를 입력 받는 사용자 데이터 입력부와, 상기 심전도 측정 데이터, 산소포화도 측정값, 상기 활력징후 측정값들, 및 상기 판독 시스템으로부터 수신된 상기 판독 결과를 출력하는 데이터 출력부를 포함한 사용자 인터페이스부;
유/무선 통신망을 통해 상기 판독 시스템에 연결된 통신부; 및
상기 센서 제어부로부터 상기 심전도 측정 데이터, 상기 산소포화도 측정값, 상기 활력징후 측정값들을 수신하고, 상기 사용자의 기본 정보와 함께 상기 심전도 측정 데이터 산소포화도 측정값, 및 상기 활력징후 측정값들을 상기 통신부를 통해 상기 판독 시스템으로 전송하고, 상기 통신부를 통해 수신된 상기 판독 시스템으로부터의 상기 판독 결과를 상기 데이터 출력부에 제공하는 중앙 제어부를 구비하고,
상기 중증도는 적어도 두 단계로 구분되는 생체 데이터 측정 및 판독 시스템.a measurement system in which a user measures his/her own biometric data; and
a reading system for generating a reading result by reading a disease prediction and an infectious disease risk prediction and severity based on the data received from the measurement system,
The measurement system is
electrodes and sensors including a left-hand electrode, a right-hand electrode, a PPG sensor, a respiration rate sensor, a body temperature sensor, a blood pressure and a camera sensor;
Signals received from the electrodes and sensors are amplified, noise is removed, and converted into digital signals to convert electrocardiogram data, oxygen saturation measurements, blood pressure, pulse, respiration rate, and body temperature, including vital sign measurements into digital signals. a sensor control unit that outputs;
a user data input unit for receiving basic information of a user including the user's gender, age, and hospital room information; a user interface unit including a data output unit for outputting a result;
a communication unit connected to the reading system through a wired/wireless communication network; and
Receive the electrocardiogram measurement data, the oxygen saturation measurement value, and the vital sign measurement value from the sensor control unit, and transmit the ECG measurement data oxygen saturation measurement value, and the vital sign measurement value together with the user's basic information to the communication unit a central control unit for transmitting to the reading system through the communication unit and providing the reading result from the reading system received through the communication unit to the data output unit;
The system for measuring and reading biometric data, wherein the severity is divided into at least two stages.
상기 센서 및 전극부는,
왼발 전극과 오른발 전극을 더 포함하고,
상기 왼발 전극과 상기 오른발 전극은,
상기 측정 시스템에 내장되거나 상기 측정 시스템의 포트에 연결되는 발판 또는 발목 클립에 배치되고,
상기 왼손 전극과 상기 오른손 전극으로부터 리드 I(Lead I) 심전도 신호 파형이 얻어지며,
상기 왼발 전극이 상기 측정 시스템에 연결되어 상기 왼발 전극, 상기 왼손 전극, 및 상기 오른손 전극으로부터 6 리드 심전도 신호 파형이 얻어지는 생체 데이터 측정 및 판독 시스템.The method of claim 1,
The sensor and electrode part,
Further comprising a left foot electrode and a right foot electrode,
The left foot electrode and the right foot electrode,
disposed on a footrest or ankle clip embedded in the measurement system or connected to a port of the measurement system;
Lead I (Lead I) ECG signal waveform is obtained from the left electrode and the right electrode,
A biometric data measuring and reading system in which the left foot electrode is connected to the measurement system to obtain a 6-lead electrocardiogram signal waveform from the left foot electrode, the left hand electrode, and the right hand electrode.
상기 판독 시스템은,
상기 학습 데이터를 저장한 데이터 베이스; 및
학습 데이터를 학습한 인공지능 기반 생체 데이터 판독 알고리즘을 이용하여 상기 심전도 측정 데이터를 바탕으로 심장 질환 예측 결과를 생성하고, 상기 심장 질환 예측 결과, 상기 산소포화도 측정값, 상기 활력징후 측정값, 및 상기 사용자의 기본 정보를 바탕으로 감염병 위험 예측 결과를 생성하고, 상기 사용자의 기본 정보와 과거 진료 기록, 상기 심전도 측정 데이터의 판독 결과, 상기 산소포화도 측정값, 및 상기 활력징후 측정값을 바탕으로 중증도를 판독하여 중증도 판독 결과를 생성하는 서버를 구비하고,
상기 학습 데이터는 복수의 외부 기관들로부터 수집된 나이와 성별을 포함한 기본 인구학적 데이터, 혈압, 맥박, 호흡수 및 체온을 포함한 활력징후 데이터, 심전도 데이터, 산소포화도 데이터, 진단 결과 데이터, 치료 결과 데이터, 병실 정보를 포함하는 응급실 환자 데이터, 중환자 데이터, 수술환자 데이터, 외래 환자 데이터, 및 질환별 데이터, 전문의의 심전도 판독결과 데이터, 중증도 진단결과 데이터, 감염병 데이터, 및 활력징후 판독 결과 데이터를 포함하고,
상기 서버는,
상기 사용자의 판독 결과로부터 감염병 위험이 감지되거나 중증도가 미리 설정된 단계 이상 높은 경우에 알람 신호를 발생하고,
상기 학습 데이터는 주기적으로 업데이트되는 생체 데이터 측정 및 판독 시스템.The method of claim 1,
The reading system is
a database storing the learning data; and
A heart disease prediction result is generated based on the electrocardiogram measurement data using an artificial intelligence-based biometric data reading algorithm that has learned the learning data, and the heart disease prediction result, the oxygen saturation measurement value, the vital sign measurement value, and the Generates an infectious disease risk prediction result based on the user's basic information, and determines the severity based on the user's basic information and past medical records, the reading result of the electrocardiogram data, the oxygen saturation measurement value, and the vital sign measurement value a server that reads and produces a severity reading result;
The learning data includes basic demographic data including age and gender collected from a plurality of external institutions, vital sign data including blood pressure, pulse, respiration rate and body temperature, electrocardiogram data, oxygen saturation data, diagnosis result data, treatment result data , including emergency room patient data, critical care data, surgical patient data, outpatient data, and disease-specific data, including hospital room information, electrocardiogram reading data, severity diagnosis data, infectious disease data, and vital sign reading data; ,
The server is
An alarm signal is generated when the risk of an infectious disease is detected from the user's reading result or the severity is higher than a preset level,
The learning data is periodically updated biometric data measurement and reading system.
통신망을 통해 상기 판독 시스템과 연결되는 모니터 시스템을 더 포함하고,
상기 모니터 시스템은,
상기 판독 시스템으로부터 수신된 상기 사용자의 심전도 판독 결과, 상기 산소 포화도 측정값, 상기 활력징후 측정값, 상기 심장 질환 예측 결과, 상기 감염병 위험 예측 결과, 및 상기 중증도 판독 결과를 실시간 모니터하고,
상기 판독 시스템으로부터 심전도의 정상 범위 이탈, 상기 산소 포화도의 정상 범위 이탈, 및 상기 활력징후 지표들 각각의 정상 범위 이탈, 상기 감염병 위험 예측 결과, 미리 설정된 단계 이상 높은 중증도 중 적어도 하나 이상이 수신될 때 상기 알람 신호를 출력하는 생체 데이터 측정 및 판독 시스템.4. The method of claim 3,
Further comprising a monitor system connected to the reading system through a communication network,
The monitor system is
monitor the user's electrocardiogram reading result, the oxygen saturation measurement value, the vital sign measurement value, the heart disease prediction result, the infectious disease risk prediction result, and the severity reading result received from the reading system in real time,
When at least one of a deviation from the normal range of the electrocardiogram, a deviation from the normal range of the oxygen saturation, and a deviation from the normal range of each of the vital sign indicators, the infectious disease risk prediction result, and a severity higher than a preset level is received from the reading system A biometric data measurement and reading system for outputting the alarm signal.
상기 생체 데이터 판독 시스템은,
상기 왼손 전극, 상기 오른손 전극, 상기 PPG 센서, 상기 호흡수 센서, 상기 체온 센서, 상기 카메라 센서, 상기 센서 제어부, 상기 사용자 인터페이스부, 상기 중앙 제어부를 포함한 본체 기기와;
상기 본체 기기에 개폐 가능하게 결합된 상기 사용자 인터페이스부의 디스플레이를 포함하는 생체 데이터 측정 및 판독 시스템.The method of claim 1,
The biometric data reading system,
a main body device including the left hand electrode, the right hand electrode, the PPG sensor, the respiration rate sensor, the body temperature sensor, the camera sensor, the sensor control unit, the user interface unit, and the central control unit;
and a display of the user interface unit operably coupled to the main body device to open and close the biometric data measurement and reading system.
왼발 전극과 오른발 전극을 포함하고 상기 통신부를 통해 상기 왼발 전극과 오른발 전극으로부터 수신된 신호를 상기 본체 기기에 제공하는 발판을 더 포함하는 생체 데이터 측정 및 판독 시스템.6. The method of claim 5,
The system for measuring and reading biometric data further comprising a footrest including a left foot electrode and a right foot electrode, and providing a signal received from the left foot electrode and the right foot electrode to the main body device through the communication unit.
상기 생체 데이터 판독 시스템은,
상기 왼손 전극, 상기 오른손 전극, 상기 PPG 센서, 상기 호흡수 센서, 상기 센서 제어부, 상기 사용자 인터페이스부의 데이터 입력부, 상기 중앙 제어부를 포함하여 데스크 상판에 고정된 본체;
카메라 모듈이 상단에 배치되고 상기 본체에 연결되며, 상기 데스크 상판에 수직으로 결합된 디스플레이 지지대에 고정되는 디스플레이;
왼발 전극과 오른발 전극을 포함하여 데스크 하판에 고정되는 발판을 구비하고,
상기 카메라 모듈은 상기 체온 센서와 상기 카메라 센서를 포함하고,
상기 디스플레이와 상기 발판은 상기 본체의 포트에 연결되는 케이블 또는 상기 통신부를 통해 상기 본체와 연결되는 생체 데이터 측정 및 판독 시스템.The method of claim 1,
The biometric data reading system,
a main body fixed to the desk top including the left electrode, the right electrode, the PPG sensor, the respiration rate sensor, the sensor controller, the data input unit of the user interface unit, and the central control unit;
a display having a camera module disposed at an upper end and connected to the main body, the display being fixed to a display support vertically coupled to the desk top plate;
A footrest fixed to the lower plate of the desk is provided, including a left foot electrode and a right foot electrode,
The camera module includes the body temperature sensor and the camera sensor,
The display and the footrest are connected to the main body through a cable or the communication unit connected to the port of the main body to measure and read biometric data.
상기 생체 데이터 판독 시스템은,
상기 왼손 전극, 상기 오른손 전극, 상기 PPG 센서, 상기 호흡수 센서, 상기 센서 제어부, 상기 사용자 인터페이스부의 데이터 입력부, 상기 중앙 제어부를 포함한 본체;
카메라 모듈이 상단에 배치되고 상기 본체에 연결된 디스플레이;
왼발 전극과 오른발 전극을 포함한 발판을 구비하고,
상기 카메라 모듈은 상기 체온 센서와 상기 카메라 센서를 포함하고,
상기 본체와 상기 디스플레이는 키오스크 타입 구조체의 상부에 고정되고, 상기 발판이 상기 키오스크 타입 구조체의 하부에 고정되는 생체 데이터 측정 및 판독 시스템.The method of claim 1,
The biometric data reading system,
a main body including the left electrode, the right electrode, the PPG sensor, the respiration rate sensor, the sensor control unit, the user interface unit data input unit, and the central control unit;
a display having a camera module disposed on it and connected to the body;
A footrest including a left foot electrode and a right foot electrode,
The camera module includes the body temperature sensor and the camera sensor,
The body and the display are fixed to an upper portion of the kiosk-type structure, and the footrest is fixed to the lower portion of the kiosk-type structure to measure and read biometric data.
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