KR20220115083A - 이미지 분석에 기반한 애완동물용 심전도 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개, 고양이와 같은 애완동물의 심전도를 측정하는 장치와 관련되며 실시예로, 애완동물이 오르는 패드, 상기 패드의 상면에 복수가 분산 배치되어 있으며, 상단부가 노출되는 복수의 전극체, 애완동물의 육구에 접촉하고 있으며, 심전도 측정을 위한 전기 신호를 수신할 전극체를 선정하는 전극판별부 및 상기 전극판별부에서 선정된 전극체로부터 전기 신호를 수신하고, 심전도를 측정하는 심전도측정부를 포함하는 이미지 분석에 기반한 애완동물용 심전도 측정장치를 제시한다.
Description
본 발명은 개, 고양이와 같은 애완동물의 심전도를 측정하는 장치와 관련된다.
반려동물 수의 증가 및 동물 복지에 대한 인식이 향상되면서 수의 진료 서비스 시장이 크게 성장하고 있다. 사람에게 적용된 의료 예방 활동이 점차 반려동물에게 적용되고 있으며, 반려동물의 노령화에 따른 각종 질병과 그에 대한 치료 서비스 역시 폭넓게 발전하고 있다.
심전도(ECG)는 심장 관련 질환을 진단에 있어 혈압 측정에 버금갈 정도로 중요한 진단 수단이다. 종래의 기술에서 반려동물을 대상으로 한 심전도 측정 방법 중 하나는, 측정용 탐침을 반려동물의 몸에 부착하고 어느 정도의 시간 동안 심전도를 측정하는 방식이다. 몸에 전극들이 붙어 있는 상태만으로도 이를 떨구기 위해 몸부림치고, 이로 인해 상당한 스트레스를 받는 상황이 지속되므로 제대로 된 심전도 측정이 사실상 불가능하다. 결국 마취에 의한 강제 휴식 상태를 유도하게 되는데, 반려동물의 건강 상태가 나쁘거나 진료 시간 증가에 따른 비용 부담 등의 여건에 의해 꺼려지게 된다.
또 다른 종래의 기술 중 하나로 반려동물이 착용하는 웨어러블 디바이스를 이용하여 심박수를 관찰하는 방식이 있다. 주로 목, 어깨 부위에 접촉하는 한 쌍의 전극이나 센서를 이용하는 방식인데, 이는 단순한 심박수 측정에 그치며 심장 상태를 정밀하게 측정할 수 있는 수단이 아니다.
본 발명은 반려동물에게 스트레스를 주지 아니하면서 자연스럽게 심전도를 측정할 수 있게 한 애완동물용 심전도 측정장치를 제공하고자 한다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 애완동물이 오르는 패드, 상기 패드의 상면에 복수가 분산 배치되어 있으며, 상단부가 노출되는 복수의 전극체, 애완동물의 육구에 접촉하고 있으며, 심전도 측정을 위한 전기 신호를 수신할 전극체를 선정하는 전극판별부 및 상기 전극판별부에서 선정된 전극체로부터 전기 신호를 수신하고, 심전도를 측정하는 심전도측정부를 포함하는 애완동물용 심전도 측정장치를 제시한다.
여기서 상기 전극판별부는 상기 패드에 오른 애완동물의 하중 분포를 측정하는 하중측정수단, 상기 하중 분포로부터 발바닥 형상을 판별하는 자세판별모듈 및 엎드린 자세로 판별된 경우에 각 발마다 전기 신호를 수신할 전극체를 선정하는 선정모듈을 포함할 수 있다.
다른 실시예로 상기 전극판별부는 애완동물의 각 발의 육구와 접촉한 전극체를 특정하고, 발바닥이 존재하는 영역을 판별하는 자세판별모듈과, 상기 영역마다 전기 신호를 수신할 전극체를 선정하는 선정모듈을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예로 상기 전극판별부는 상기 패드의 상부에 위치하며, 상기 패드에 오른 애완동물의 이미지를 획득하는 카메라장치, 상기 이미지를 분석하여 애완동물의 각 발의 육구 위치를 추정하는 이미지분석모듈 및 엎드린 자세로 판별된 경우, 추정된 각 발의 육구 위치에 해당하는 영역에서 전기 신호를 수신할 전극체를 선정하는 선정모듈을 포함할 수 있다.
이들 실시예에서 추가로, 상기 전극체의 상단부는 상기 패드의 상부로 돌출되어 있고, 상기 전극체는 탄성 지지되며 상하로 이동 가능하게 구성할 수 있다.
또한 추가적인 구성요소로, 상기 패드의 상면의 온도를 올리는 발열부가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 애완동물에게 별다른 스트레스를 주지 아니하면서 심전도 측정이 가능하여, 측정 결과에 대한 신뢰성이 향상되고 진단의 정확성이 향상된다.
또한 사육 시설에 설치해 두는 것만으로도 심전도 측정이 수시로 진행되어 심장관련 질환의 조기 발견, 조기 치료 가능성이 커지고, 그만큼 애완동물의 사육 환경이 개선된다.
그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 애완동물용 심전도 측정장치의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 주요부를 분리하여 나타낸 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 주요부를 간략히 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 심전도 측정장치의 주요부를 나타낸 단면도.
도 5는 반려동물의 무게 분포를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 전극체를 선정하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 심전도를 측정하는 대상을 개략적으로 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 심전도 측정장치를 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 심전도 측정장치의 주요부를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 10은 전극판별부의 작동과 관련된 도면.
도 11은 전극판별부의 또 다른 작동 관련된 도면.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 주요부를 분리하여 나타낸 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 주요부를 간략히 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 심전도 측정장치의 주요부를 나타낸 단면도.
도 5는 반려동물의 무게 분포를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 전극체를 선정하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 심전도를 측정하는 대상을 개략적으로 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 심전도 측정장치를 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 심전도 측정장치의 주요부를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 10은 전극판별부의 작동과 관련된 도면.
도 11은 전극판별부의 또 다른 작동 관련된 도면.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 애완동물용 심전도 측정장치의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 도면들과 실시예들에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용하기로 한다.
또한 이하의 설명에서 '제1', '제2' 등의 용어는 기술적 의미가 동일성 범위에 있는 구성요소를 편의상 구별하기 위하여 사용된다. 즉, 어떠한 하나의 구성은 임의적으로 '제1구성' 또는 '제2구성'으로 명명될 수 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 발명의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 발명을 한정하지 아니한다.
본 발명의 실시예에 따른 심전도 측정장치가 적용되는 애완동물은 발바닥에 털로 덮이지 아니한 맨살인 육구(Pad)가 나와 있는 동물이다. 특히 발바닥을 바닥에 대고 가만히 앉아 있거나 엎드린 상태로 휴식을 취하는 행동 특성을 가진 개나 고양이에게 적합하다.
또한 동물의 발바닥에 드러난 맨살을 의미하는 "육구", "볼록살"의 용어는 혼용한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 애완동물용 심전도 측정장치와 관련된다.
제1 실시예에 따른 심전도 측정장치(100)는, 패드(10), 전극체(11), 전극판별부 및 심전도측정부를 포함한다.
패드(10)의 상면은 대략 평탄한 면으로, 그 위에 애완동물이 오르게 된다. 애완동물이 스스로 올라가 앉거나 엎드릴 수 있도록 애완동물의 크기에 맞춰 충분한 면적으로 형성된다.
전극체(11)는 패드(10)의 상면에 복수가 분산 배치되어 있으며, 전극체의 상단부(111)는 패드(10)의 상면에 노출되어 있다. 전극체(11)는 전도성 재질의 금속으로 애완동물의 피부와 접촉하여, 심전도 측정을 위한 전기 신호를 수신하는 전극으로 사용된다.
도면에서 전극체들은 격자 형태로 배치되어 있는데, 도시하지 아니한 다른 실시예들에서 전극체들의 밀집 배치 구조는 다양하게 변경될 수 있다.
전극체들(11)은 회로기판(20) 상에 실장되고, 패드 하우징(30)에 전극체에 대응하는 관통홀(31)을 형성하여, 전극체들(11)이 패드 상부로 노출되게 구성된다. 회로기판(20)은 전극판별부 및 심전도측정부와 전기적으로 연결된다.
도 2와 도 3에는 제1 실시예에 따른 심전도 측정장치의 주요 구성요소들이 나타나 있다.
상하로 조립되는 패드 하우징(30)에 복수의 전극체(11)가 장착된 회로기판(20)이 장착된다. 또 회로기판(20) 위에는 발열부(40)와 지지블록(50)이 장착된다.
전극체(11)가 통과하는 복수의 관통홀(31)이 형성되어 있는 상부 패드 하우징(30) 위에는, 패드(10)에 오른 애완동물의 하중 분포를 측정하는 하중측정수단(60)이 구비된다.
하중측정수단(60)은 애완동물의 심전도 측정을 위한 전극체를 선정하는 전극판별부의 구성요소로, 대략 판 또는 시트의 형태이다.
하중측정수단(60)에는 관통홀들(31)에 대응하여 전극체가 통과하는 복수의 홀이 형성되어 있다. 전극체(11)의 상단부(111)는 패드 하우징(30)의 관통홀(31)과 하중측정수단(60)의 홀을 통과하여 패드(10)의 상면에서 노출된다. 이때 전극체의 상단부는 패드의 상면과 대응한 높이이거나 그보다 살짝 위로 돌출될 수 있다.
발열부(40)는 패드의 상면 온도를 따뜻하게 가열하는 수준으로 작동되는 것으로, 전원 공급에 따라 발열하는 띠 형 카본 히팅선이 사용될 수 있다. 고양이가 따듯한 장소를 선호하는 특성을 이용하여, 상면이 따뜻하게 덥힌 패드에 고양이가 스스로 올라 오랜 기간 머물도록 유도할 수 있다. 측정 대상으로 삼은 애완동물의 행동 특성에 따라 생략될 수 있다.
지지블록(50)은 패드 하우징의 들뜬 공간에 배치되어 패드 하우징의 중앙부가 눌리는 것을 방지하는 구조물이다. 이 지지블록은 패드 하우징의 설계 구조 등에 따라 생략될 수 있다.
전극판별부는 패드(10)에 구비된 전극체들 중 애완동물의 심전도 측정을 위한 전기 신호를 수신할 전극체(11)를 선정하는 것이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 제1,2 실시예에서, 전극판별부는 하중측정수단(60), 자세판별모듈 및 선정모듈을 포함한다.
하중측정수단(60)은 그 위에 오른 애완동물의 하중 분포를 측정하는 것으로, 평면상에서 하중 분포를 영역로 표출할 수 있다. 그 결과, 도 5에 도시한 바와 같이, 하중 분포를 등고선 형태로 나타내거나 색상별로 표출할 수 있다.
이러한 하중측정수단은 대한민국 공개특허 제10-2009-0008778호에 기재된 분포형 하중 측정장치 또는 아카데미 저널에 소개된 Smart-surface: Large scale textile pressure sensors arrays for activity recognition (저자 Jingyuan Cheng 외)에 소개된 센서 어레이를 사용하여 구현할 수 있다.
또는 하중측정수단은 전극체마다 압력센서를 부설하고, 애완동물이 패드에 오름에 따른 각 압력센서의 출력값을 전극체 위치에 맵핑하는 방식으로 구현할 수 있다.
이와 같이 패드에 오른 애완동물의 하중 분포를 측정할 수 있는 다양한 기술 중 하나를 이용하여 하중측정수단을 구성할 수 있다.
자세판별모듈은 하중측정수단(60)으로 측정된 애완동물의 하중 분포로부터 네 발의 발바닥 형상을 판별하는 것이다. 나아가 애완동물의 자세를 추정할 수 있다.
자세판별모듈은 발바닥을 찾는 것을 목적으로 하기에 패드에 오른 애완동물이 발바닥을 패드 위에 대고 있는 자세를 전제로 한다. 패드 위에 애완동물이 서 있거나, 발바닥을 패드에 대고 앉아 있거나, 엎드려 있는 자세일 때에, 네 발바닥이 패드에 접촉하고 있을 확률이 높다.
자세판별모듈은 하중 변화가 감지되는 때에 시작하여, 이하에서 설명하는 발바닥 형상을 성공적으로 판별하기까지 해당 작동을 수행하고, 하중이 없어지면 애완동물이 패드를 떠난 것으로 작동을 중단한다.
도 5는 하중측정수단에 고양이(C)가 올라감으로써, 생성되는 하중 분포를 등고선 형태로 나타낸 예시를 도시한다. 패드에 오른 고양이(C)는 네 발을 바닥에 대고 엎드린 자세를 취하고 있다. 이 엎드린 자세는 고양이 특유의 자세로, 흔히 식빵 자세(catloaf)로 불린다. 고양이는 이 식빵자세에서, 심전도 측정에 충분한 수분 이상으로 장시간 머무는 특성이 있다.
엎드린 자세를 취하는 동안, 네 발의 발바닥 모두가 패드와 접촉할 확률이 높다. 이때, 고양이(C)의 몸무게는 네 발바닥과 복부를 통해 하중측정수단에 전달되고, 이러한 하중 분포에 대한 정보는 자세판별모듈에 전달된다.
고양이(C)의 각 발바닥에는 발바닥 볼록살(metacarpal pad, p1)을 중심으로 전방에 4개의 발가락 볼록살(digital pad, p2)이 방사상으로 위치한다. 특히 두 앞발에만 발가락 볼록살과 대칭적으로 발목 볼록살(carpal pad, p3)이 있음이 알려져 있다. 이들 볼록살 또는 육구는 두드러지게 돌출되어 있으며, 그 사이에는 털이 나있어 명확히 구별된다.
자세판별모듈은 하중측정수단을 통해 측정된 하중 분포 정보와, 발바닥별 육구들의 형태, 위치를 검출, 생리학적 정보와 매칭하여 발바닥 형태와 그 위치를 판별한다.
구체적으로 동물 생리학적으로 밝혀진 발바닥 볼록살(p1)과 발가락 볼록살(p2)의 크기 차이, 개수, 배치 관계에 대한 데이터를 기초로, 하중 분포와 매칭하여 발바닥의 형상, 위치 그리고 방향을 산출한다. 이때, 생리학적 특성에 대한 데이터를 보완하는 측면에서, 개별 애완동물에 대한 품종, 나이, 체중 등 개체 특성 정보가 반영될 수 있다.
또한 발목 볼록살(p3)에 따른 하중 분포가 있는지를 검출하여, 해당 발바닥이 앞발의 것인지 뒷발의 것인지를 판별할 수 있다.
3개의 발바닥을 인식하였다면 나머지 발바닥의 위치를 추정하고, 추정된 위치에서 나머지 발바닥 형상을 용이하게 판별할 수 있다.
나아가 앞발 발바닥과 뒷발 발바닥을 구분하고, 이들 간 상대적인 거리 정보로부터 고양이(C)가 향하는 방향(머리와 꼬리 위치)를 추론하고, 고양이의 현재 자세가 어떠한지를 추론할 수 있다.
자세에 대한 정보는 심전도 측정 결과와 함께 저장되어, 과거 측정한 심전도와 대조 비교시에 동일한 자세인지 여부를 참조할 수 있게 한다.
고양이가 엎드린 자세인지 여부는, 엎드린 자세에서 오랜 기간 머문다는 사실로부터 심전도 측정에 적합한 상태(오랜 기간 같은 자세를 유지하는 상태)임을 인지할 수 있고, 고양이가 편히 쉬는 상태로 간주할 수 있어 수의사 등이 심전도의 신뢰성를 평가할 때에 이를 고려할 수 있다.
한편 선정모듈은 발바닥별로 심전도 측정을 위한 전기 신호를 수신할 전극체를 선정하는 것이다.
도 6을 참고하면, 선정모듈은 발바닥의 위치 정보를 통해 각 발바닥이 위치하는 공간을 구획하는 두 직선을 산출하고, 각 공간마다 전극체(11)와 육구가 접촉하는 추출영역(Sa)을 추출한다.
여기서 자세판별모듈에서 육구로 인식된 영역 그 자체를 전극체와 볼록살이 접촉하는 추출영역으로 선정할 수 있다.
또는 육구로 인식된 영역과 하중 분포 등고선을 함께 고려하여, 주변보다 상대적으로 높은 하중이 가해진 영역(등고선으로 경계됨)과 육구로 인식된 영역이 겹치는 교집합 영역을, 추출영역으로 선정할 수 있다.
이러한 결과, 하나의 공간에서 다수의 추출영역이 도출되는 경우에는 그 중 가장 넓은 면적이거나 하중이 큰 하나만을 추출영역으로 선정할 수 있다.
이후 선정모듈은, 각 공간별로 선정된 추출영역(Sa)에 포함되거나 그 경계에 걸리는 다수의 전극체 중에서 어느 하나를 심전도 측정을 위한 전극체(11)로 선택한다.
추출영역에 해당하는 전극체들을 차례로 테스트한 후 심전도 측정에 가장 적합한 어느 하나를 선택할 수 있다. 여기서 테스트 방식은 각 전극체별 전기 신호의 강도를 비교 평가하거나, 후술하는 심전도측정부에서 의도한 그래프가 확보되는지를 확인하는 방식으로 진행될 수 있다.
심전도측정부는 각 공간마다 선정된 전극체들로부터 전기 신호를 수신하고, 심전도를 측정을 진행한다. 도 7을 참고하면, 왼쪽 앞발의 전극체, 오른쪽 앞발의 전극체, 왼쪽 뒷발의 전극체 및 오른쪽 뒷발의 전극체가 특정됨에 따라, 제1 유도, 제2 유도 및 제3 유도를 활용한 사지 유도 방식의 심전도 측정을 수행한다. 이러한 사지 유도 방식의 측정 알고리즘과 신호 처리 구성은 공지된 바와 동일할 수 있다.
심전도 측정 결과는 서버 등에 저장될 수 있으며, 그래프 형태로 사육자에게 제시될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 심전도 측정장치와 관련되며, 특히 전극체의 구성과 관련된다.
제2 실시예에 따른 심전도 측정장치(100)는, 패드(10), 전극체(11), 전극판별부 및 심전도측정부를 구비하여, 이하에서 설명하는 내용과 저촉하지 아니하는 범위 내에서 전술한 실시예의 기술적 특징을 그대로 포함한다.
제2 실시예에서 전극체(11)는 패드(10)의 상부로 돌출된 형태이고, 탄성 지지되어 애완동물이 누름에 따라 탄성 지지되며 애완동물의 피부와 접촉하게 된다.
구체적으로 회로기판(20)에는 가이드 기둥(12)이 세워지고, 그 외주면에는 도전성 재질로 제작된 스프링(13)이 장착되어 있다. 스프링(13)의 상부는 전극체(11) 내부와 결속되는 캡(14)에 도전성 접착제로 부착되어 있다. 스프링(13)의 하부는 회로기판(20)의 회로 패턴(도시 생략)과 솔더 등으로 전기적으로 연결된다.
이로써 스프링(13)을 통해 전극체(11)를 통한 전기 신호를 회로기판(20)에 전달 가능하면서, 전극체(11)가 스프링(13)으로 탄성 지지된다.
도시하지 아니하였으나 전극체의 하부에 굴곡 패턴을 형성하여, 전술한 스프링 없이 전극체 자체로 탄성을 보유하도록 구성하는 등 전극체를 탄성 지지하는 다양한 기술이 적용될 수 있다.
탄성 지지된 전극체(11)가 패드 상면 위로 돌출되려하기 때문에, 패드(10)에 오른 애완동물의 맨살과 적극적으로 접촉하게 된다. 피부와의 접촉이 확실하게 이루어짐에 따라 전극체의 작용 신뢰성이 향상된다.
탄성 지지되며 패드보다 더 돌출되는 전극체(11)는, 애완동물의 털을 헤집고 돌출하여 피부와 접촉할 수 있다. 따라서 탄성 지지가 없는 다른 실시예들에 비하여 털에 가려지는 육구 가장자리에서도 전극체가 육구의 피부와 접촉할 수 있고, 그 결과 육구를 크게 인지함에 따라 발바닥 형태의 판별에 성공할 확률이 증대된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 심전도 측정장치와 관련된다.
제3 실시예에 따른 심전도 측정장치(100)는 패드(10), 전극체, 전극판별부 및 심전도측정부를 포함하며, 이하에서 설명하는 내용과 저촉하지 아니하는 범위 내에서 앞서 설명한 실시예들의 기술적 특징을 그대로 포함한다.
제3 실시예에 따른 전극판별부는 카메라장치(70), 이미지분석모듈 및 선정모듈을 포함한다.
카메라장치(70)는 패드(10)의 상면과 떨어져 높게 위치하여, 패드(10)에 오른 애완동물의 이미지를 촬영한다. 도 8에서 한 대의 카메라장치(70)가 패드의 수직 상부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 카메라장치는 패드를 바라보는 각도를 달리하며 복수가 설치될 수 있다.
이미지분석모듈은 카메라장치(70)가 촬영한 이미지를 수신받아, 이미지 분석을 수행하여 애완동물의 각 발의 육구 위치를 추정한다.
구체적으로 이미지분석모듈은 이미지에서 엣지 추출을 통해 고양이의 형태를 인식하고, 자세 분석을 통해 네 발과 각 발마다의 육구 위치를 추정한다. 육구의 추정 위치를 패드의 좌표값과 매칭하여, 육구가 있을 것으로 예상되는 영역을 좌표값으로 산출한다.
이를 위해 이미지분석모듈은 이미지 중 엣지 추출과 기계 학습을 통한 객체 인식 툴, 신체 부위 검출 및 자체 추정 알고리즘(대한민국 등록특허 제10-2018887호, 대한민국 등록특허 제10-1969050호 등), 가변 자세를 포함하는 이미지 분석 툴(대한민국 등록특허 제10-1650779호 등) 등 공지된 이미지 분석 기술을 활용한다.
이미지분석모듈은 육구가 존재할 것으로 추정된 영역에 대한 정보를 선정모듈에 제공한다.
선정모듈은, 도 6에 도시한 바와 같이, 추정된 각 발의 육구 위치에 해당하는 영역에 분포된 전극체들 중에서 심전도 측정을 위한 전기 신호를 수신할 전극체를 선정한다. 구체적인 선정 방법은 전술한 실시예와 동일할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 심전도 측정장치와 관련된다.
제4 실시예에 따른 심전도 측정장치는 패드(10), 전극체(11), 전극판별부 및 심전도측정부를 포함하며, 이하에서 설명하는 내용과 저촉하지 아니하는 범위 내에서 앞서 설명한 실시예들의 기술적 특징을 그대로 포함한다.
도 9를 참고하면, 패드 하우징(30) 내에 복수의 전극체(11)가 실장된 회로기판(20)이 안착되어 있으며, 전극체(11)의 상단부가 패드(10)의 상면과 사실상 대등한 높이로 드러나 있다.
제4 실시예에 따른 전극판별부는 자세판별모듈과 선정모듈을 포함한다.
자세판별모듈은 패드(10)에 구비된 전극체들 중 육구와 접촉하는 전극체들을 검출하고, 이로부터 발바닥이 존재하는 영역을 판별한다.
구체적으로 인접한 두 전극체를 선정하고 이들 간 통전 테스트를 통해 그 여부를 맵핑하는 방식으로 진행할 수 있다. 이를 위해 자체판별모듈은 전극체들 중 한 쌍씩 순차적으로 선택하는 매칭부, 선정된 전극체 중 어느 하나에 전류를 인가하는 전원공급부 및 통전 여부를 체크하는 검류부를 구비한다.
여기서 전극체의 쌍은 미리 설정되거나, 매칭부가 어느 한 전극체(예를 들어 좌측 최상단)를 기준으로 삼아 좌우 또는 상하로 2개씩 선택하여 통전 테스트할 수 있다.
그 결과 통전되었다면, 두 전극체는 육구에 접촉하는 것으로 하고, 통전이 아니라면 육구와 접촉하지 않은 것으로 취급한다.
도 10을 참고하면, 고양이의 앞발(Ff)에서 발바닥 볼록살(p1), 발가락 볼록살(p2) 및 발목 볼록살(p3)에서 전극체들(11)이 통전 가능하여 검출된다. 또한 뒷발(Fr)에서도 발바닥 볼록살(p1), 발가락 볼록살(p2)과 접촉하는 전극체들(11)이 검출된다. 통전된 전극체들이 형성하는 패턴 분석을 통해 발바닥을 인지하게 된다.
또한 발목 볼록살(p3)과 접촉한 전극체(11)로부터 앞발과 뒷발의 구별이 가능하다. 또한 애완동물의 머리와 꼬리 방향이 결정된다.
육구의 배치 구조를 따르는 전극체들의 패턴으로부터 각 발바닥이 위치하는 영역(Sb)을 특정할 수 있다. 각 발바닥의 영역이 좌우 대칭인지, 사각형을 구성하는지를 검토하여, 네 발바닥에 해당하는 영역 설정 작업을 보완할 수 있다. 이렇게 포집된 네 영역(Sb) 외에 활성된 전극체는 이후 과정에서 무시된다.
선정모듈은 각 영역별로 심전도 측정을 위해 전기 신호를 수신할 전극체를 선정한다. 여기서 전극체를 선정하는 기준은 전술한 실시예에 동일하다.
이후 심전도측정부는 선정된 전극체로부터 전기 신호를 수신받아 심전도 측정을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 애완동물용 심전도 측정장치는, 애완동물에게 어떤 장비를 입히거나, 전극을 부착하는 방식이 아니므로, 애완동물의 스트레스를 유발하지 않는다. 따라서 이완된 상태에서 심전도를 관찰하는 이상적인 진단이 가능하다. 또한 부상, 장애, 노령화 등 구속 상황을 연출할 수 없는 상황에서도 심전도 측정이 가능하다.
사육 공간 내에 심전도 측정장치를 설치해 둠으로써, 평상시에 수시로 애완동물의 심전도 측정 결과를 얻을 수 있다. 성장 기간에 걸쳐 지속적인 모니터링이 가능하므로, 심장 관련 질환의 발생 유무를 빠르게 파악할 수 있다.
100 : 측정장치
10 : 패드
11 : 전극체 111 : 상단부 12 : 가이드 기둥 13 : 스프링 14 : 캡
20 : 회로기판 30 : 패드 하우징 31 : 관통홀
40 : 발열부 50 : 지지블록 60 : 하중측정수단 70 : 카메라장치
C : 고양이 Ff : 앞발 Fr : 뒷발
p1 : 발바닥 볼록살 p2 : 발가락 볼록살 p3 : 발목 볼록살
L1, L2 : 직선‘ Sa : 추출영역
e1 : 제1 유도 e2 : 제2 유도 e3 : 제3 유도
Sb : 영역
10 : 패드
11 : 전극체 111 : 상단부 12 : 가이드 기둥 13 : 스프링 14 : 캡
20 : 회로기판 30 : 패드 하우징 31 : 관통홀
40 : 발열부 50 : 지지블록 60 : 하중측정수단 70 : 카메라장치
C : 고양이 Ff : 앞발 Fr : 뒷발
p1 : 발바닥 볼록살 p2 : 발가락 볼록살 p3 : 발목 볼록살
L1, L2 : 직선‘ Sa : 추출영역
e1 : 제1 유도 e2 : 제2 유도 e3 : 제3 유도
Sb : 영역
Claims (3)
- 애완동물이 오르는 패드,
상기 패드의 상면에 복수가 분산 배치되어 있으며, 상단부가 노출되는 복수의 전극체,
애완동물의 육구에 접촉하고 있으며, 심전도 측정을 위한 전기 신호를 수신할 전극체를 선정하는 전극판별부 및
상기 전극판별부에서 선정된 전극체로부터 전기 신호를 수신하고, 심전도를 측정하는 심전도측정부를 포함하고,
상기 전극판별부는
상기 패드의 상부에 위치하며, 상기 패드에 오른 애완동물의 이미지를 획득하는 카메라장치,
상기 이미지를 분석하여 애완동물의 각 발의 육구 위치를 추정하는 이미지분석모듈 및
엎드린 자세로 판별된 경우, 추정된 각 발의 육구 위치에 해당하는 영역에서 전기 신호를 수신할 전극체를 선정하는 선정모듈을 포함하는
이미지 분석에 기반한 애완동물용 심전도 측정장치.
- 제1항에서,
상기 이미지분석모듈은
상기 이미지에 대한 엣지 추출을 수행하여 애완동물의 형태를 인식하고, 각 발의 위치와 육구 위치를 추정하는 자세분석을 하여, 육구의 추정 위치를 상기 패드의 좌푯값과 매칭하며, 육구의 위치에 해당하는 영역을 좌푯값으로 산출하고,
상기 선정모듈은
상기 영역에 해당하는 전극체별 전기 신호의 강도를 비교 평가하여 전기 신호를 수신할 전극체를 선정하는 것을 특징으로 하는
이미지 분석에 기반한 애완동물용 심전도 측정장치.
- 제2항에서,
상기 전극체의 상단부는 상기 패드의 상부로 돌출되어 있고,
상기 전극체는 탄성 지지되며 상하로 이동 가능한 것을 특징으로 하는
이미지 분석에 기반한 애완동물용 심전도 측정장치.
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