KR20220152423A - 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인체로부터 복수의 진단 인자를 측정하여 보다 정확한 사용자의 건강 진단을 수행할 수 있는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템에 관한 것이다.
본 발명인 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템은 사용자의 머리나 얼굴에 착용되어 동작 정보 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하는 제 1 감지 장치와, 사용자의 귀나 귀속에 안착되어 체온 신호와 광혈류 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하는 이어버드와, 제 1 감지 장치로부터 동작 정보 신호를 수신하고, 이어버드로부터 체온 신호와 광혈류 신호를 수신하여, 광혈류 신호로부터 심박 변이도를 산정하는 제 1 분석 기능과 동작 정보 신호로부터 동작을 추적 분석하는 제 2 분석 기능과, 체온 신호로부터 체온 분석을 수행하는 제 3 분석 기능 및 수행하고, 제 1 내지 제 3 분석 기능의 분석 내용들을 분석하여 사용자의 건강 이상 상태 여부를 판단하는 전자 통신 장치를 포함한다.

Description

복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템{HUMAN BODY DIAGNOSIS SYSTEM USING MULTIPLE DIAGNOSTIC FACTORS}
본 발명은 인체 진단 시스템에 관한 것으로서, 특히 인체로부터 복수의 진단 인자를 측정하여 보다 정확한 사용자의 건강 진단을 수행할 수 있는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템에 관한 것이다.
뇌파는 신경계에서 뇌신경 사이에 신호가 전달될 때 생기는 전기의 흐름으로, 심신의 상태에 따라 다르게 나타난다. 이러한 뇌의 활동 상태를 신호 형태로 측정하여 분석하면 사람의 상태를 판단할 수 있다. 이러한 뇌파는 사람의 심신 상태(예를 들면, 감정 등)는 물론, 뇌에 질환이 있는지 여부를 판단할 수 있다.
뇌파 측정을 위해 32~128개의 채널들로 이루어진 EEG 전극(EEG electrode)이 인체의 두피에 부착되어, 뇌파 신호를 감지한다.
이러한 뇌파 측정 시에, 인체에 움직임이 있을 경우, 각 채널에 의해 감지된 뇌파 신호에는 노이즈가 포함되어, 이러한 노이즈가 포함된 뇌파 신호를 분석하여 정확한 진단을 수행하는 데 한계가 있었다. 특히, 행동 치료가 요구되는 경우, 많은 움직임으로 인하여 뇌파 신호에 더 큰 왜곡이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 인체로부터 복수의 진단 인자를 측정하여 보다 정확한 사용자의 건강 진단을 수행할 수 있는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명인 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템은 사용자의 머리나 얼굴에 착용되어 동작 정보 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하는 제 1 감지 장치와, 사용자의 귀나 귀속에 안착되어 체온 신호와 광혈류 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하는 이어버드와, 제 1 감지 장치로부터 동작 정보 신호를 수신하고, 이어버드로부터 체온 신호와 광혈류 신호를 수신하여, 광혈류 신호로부터 심박 변이도를 산정하는 제 1 분석 기능과 동작 정보 신호로부터 동작을 추적 분석하는 제 2 분석 기능과, 체온 신호로부터 체온 분석을 수행하는 제 3 분석 기능 및 수행하고, 제 1 내지 제 3 분석 기능의 분석 내용들을 분석하여 사용자의 건강 이상 상태 여부를 판단하는 전자 통신 장치를 포함한다.
또한, 인체 진단 시스템은 사용자의 피부에 접촉하여 심전도 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하는 제 2 감지 장치를 추가적으로 구비하고, 전자 통신 장치는 제 1 분석 기능으로 심전도 신호와 광혈류 신호로부터 심박 변이도를 산정하는 것이 바람직하다.
또한, 전자 통신 장치는 사용자의 피부에 접촉하여 심전도 신호를 생성하는 심전도 감지부를 구비하고, 전자 통신 장치는 제 1 분석 기능으로 심전도 신호와 광혈류 신호로부터 심박 변이도를 산정하는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 감지 장치는 사용자의 뇌파 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하고, 전자 통신 장치는 사용자의 건강 상태가 이상 상태인 경우, 뇌파 신호를 분석하는 제 4 분석 기능을 추가적으로 수행하여, 제 1 내지 제 4 분석 기능 각각으로부터의 분석 내용을 분석하여 정밀 진단을 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 이어버드는 귀에 광조사를 수행하는 광조사부를 구비하고, 전자 통신 장치는 정밀 진단에 따른 치료 신호를 생성하여 이어버드로 전송하고, 이어버드는 치료 신호에 따라 광조사부에 의한 광조사를 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명은 인체로부터 복수의 진단 인자를 측정하여 보다 정확한 사용자의 건강 진단을 정확하게 수행하여 치료를 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제 1 감지 장치 및 이어버드에 의한 광조사 기능이 수행 중에도, 제 1 감지 장치는 뇌파 신호와 동작 정보 신호를 전자 통신 장치에 전송하고, 이어버드는 체온 신호와 광혈류 신호를 전자 통신 장치로 전송하고, 제 2 감지 장치는 심전도 신호를 전자 통신 장치로 전송하여, 전자 통신 장치가 진단 기능을 지속적으로 수행하여, 광 치료에 의한 사용자의 건강 상태 등을 지속적으로 파악할 수 있는 바이오 피드백 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템의 제어 구성도이다.
도 2는 체온 분포에 따른 감정 상태를 나타낸다.
이하에서, 본 발명은 실시예와 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명에서의 실시예에서는, 진단 인자는 뇌파, 동작 정보(운동 모션, 근육의 움직임), 혈류량, 심전도, 체온 등을 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템의 제어 구성도이다.
인체 진단 시스템은 사용자의 머리나 얼굴에 착용되어 사용자의 뇌파 신호와 동작 정보 신호를 생성하여 전자 통신 장치(20)로 전송하고 광조사 기능을 수행하는 제 1 감지 장치(10)와, 제 1 감지 장치(10)로부터 뇌파 신호와 동작 정보 신호를 수신하고, 이어버드(30)로부터 체온 신호와 광혈류 신호를 수신하고, 제 2 감지 장치(50)로부터 심전도 신호를 수신하여 사용자의 건강 상태를 진단하고, 진단 결과에 대응하는 치료 신호를 생성하여 이어버드(30)에 인가하는 전자 통신 장치(20)와, 사용자의 귀나 귀속에 안착되어 체온 신호와 광혈류 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하고 전자 통신 장치(20)로부터 치료 신호를 수신하여 치료 신호에 대응하는 광 조사를 수행하는 이어버드(30)와, 사용자의 피부에 접촉하여 심전도 신호를 생성하여 전자 통신 장치(20)로 전송하는 제 2 감지 장치(50) 등을 포함하여 구성된다. 제 1 감지 장치(10)와, 전자 통신 장치(20), 이어버드(30) 및 제 2 감지 장치(50) 중의 적어도 2개 이상은 서로 무선 통신 또는 유선 통신을 통하여 통신을 수행한다.
제 1 감지 장치(10)는 모자나 헬멧 등과 같이 머리에 씌워지는 구조나, 머리 띠나 헤드셋 등과 같이 이마나 머리에 안착되는 구조나, 안경 등과 같이 구조 등을 포함하는 머리나 얼굴에 착용 가능한 케이스를 구비한다. 제 1 감지 장치(10)는 케이스에 장착되어 전자 통신 장치(20) 및/또는 이어버드(30) 등과 유선 또는 무선 통신을 수행하는 통신부(1)와, 케이스에 장착되며 사용자가 케이스를 얼굴이나 머리에 착용할 때 피부에 접촉되는 적어도 하나 이상의 채널들(EEG 전극들)을 구비하여 각 채널별 뇌파 신호를 생성하여 데이터 프로세서(9)에 인가하는 뇌파 감지부(3)와, 케이스에 장착되어 동작 정보 신호를 생성하여 데이터 프로세서(9)에 인가하는 관성 측정부(5)와, 광조사를 수행하는 광 조사부(7)와, 상술된 구성요소들을 제어하여 뇌파 감지부(3)로부터의 뇌파 신호와 관성 측정부(5)로부터의 동작 정보 신호를 수신하여 저장하거나 통신부(1)를 통하여 전자 통신 장치(20)로 전송하고, 광 소자부(7)에 의한 광 조사 기능을 수행하는 데이터 프로세서(9) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 전원부(미도시), 통신부(1) 및 뇌파 감지부(3)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 불과하여, 그 상세한 설명이 생략된다.
관성 측정부(5)는 자이로스코프, 가속도계 및 지자계 센서 등을 포함하여 장착된 케이스의 속도와 방향, 중력, 가속도 등을 측정하는 장치로서, 예를 들면, Inertial Measurement Unit일 수 있다. 동작 정보 신호는 케이스의 속도와 방향, 중력, 가속도 등을 포함한다.
광조사부(7)는 머리 피부에 근적외선 등을 조사하여 광 자극을 사용자에게 제공하는 적어도 하나 이상의 광소자(예를 들면, LED 소자 등)로 구성되며, 데이터 프로세서(9)에 의해 제어되어 광조사 동작/중지를 수행한다.
뇌파 감지부(3)의 각 채널의 전극들에 인접하여 광조사부(7)의 적어도 하나 이상의 광소자가 형성될 수 있으며, 특히 각 채널의 전극을 중심으로 하여 전극으로부터 동일한 거리만큼 이격되어 광소자들이 배치될 수 있다.
데이터 프로세서(9)는 뇌파 신호와 동작 정보 신호를 그대로 전자 통신 장치(20)로 전송하는 전송 기능이나, 동작 정보 신호를 기준으로 하여 뇌파 신호를 보정하고 보정된 뇌파 신호 및/또는 동작 정보 신호를 전자 통신 장치(20)로 전송하는 보정 및 전송 기능 중의 적어도 하나 이상을 수행하고, 광소자부(7)를 제어하여 광조사 기능(치료 기능)을 수행하는 프로세서(예를 들면, CPU, MCU, MICROPROCESSOR 등)와, 수신된 뇌파 신호와 동작 정보 신호, 동작 정보에 따른 채널별 뇌파 신호의 보정 데이터, 보정된 뇌파 신호, 치료 신호 등을 저장하는 저장 공간(예를 들면, 메모리 등) 등을 포함하는 전기적 또는 전자적 회로로 구성된다.
뇌파 감지부(3)의 각 채널들마다 머리 피부에 장착되는 위치가 상이하므로, 각 위치 마다 운동 모션이나 움직임에 따라서 근육이 움직이게 되어 뇌파 신호에 나타나는 신호 왜곡 영향(예를 들면, 노이즈)이 상이하다. 또한, 운동 모션 및 근육 움직임(크기나 정도, 방향 등)에 따라서 뇌파 신호에 나타나는 신호 왜곡 영향도 상이하다. 동작 정보에 따른 채널별 뇌파 신호의 보정 데이터는 동작 정보 신호로부터 사용자(특히, 머리)의 운동 모션 및 근육 움직임(동작 위치 및 크기나 정도 등)를 추정하고, 추정된 운동 모션 및 근육 움직임에 대응하는 신호 왜곡 영향을 채널별 뇌파 신호로부터 감소시키거나 제거하기 위한 데이터로서, 보정 데이터에 의해서 보정된 채널별 뇌파 신호는 운동 모션 및 근육 움직임이 없거나 최소화된 경우(예를 들면, 안정된 상태)의 채널별 뇌파 신호에 해당된다.
데이터 프로세서(9)는 통신부(1)를 제어하여 전송 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 데이터 프로세서(9)는 저장된 보정 데이터를 판독하고, 판독된 보정 데이터를 기준으로 하여 채널별 뇌파 신호를 보정 처리하여 보정된 뇌파 신호들 및/또는 동작 정보 신호를 통신부(1)를 제어하여 전자 통신 장치(20)로 전송하는 보정 및 전송 기능을 수행할 수도 있다.
또한, 데이터 프로세서(9)는 전자 통신 장치(20)와 통신부(1)를 통하여 통신 연결된 상태에서, 치료 신호를 수신하여 저장하고, 치료 신호에 따라서 광조사부(7)를 제어하여 광조사 기능을 수행한다.
다음으로, 이어버드(30)가 먼저 설명된다.
이어버드(30)는 제 1 감지 장치(10) 또는 전자 통신 장치(20)와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행하는 통신부(21)와, 스피커(23)와, 마이크(25)와, 귀(특히, 이갑개)에 광조사를 수행하는 광조사부(27)와, 귀(특히, 이갑개)에 접촉되거나 비접촉되어 사용자의 체온을 감지하여 데이터 프로세서(39)에 체온 신호를 인가하는 온도 감지부(29)와, 귀(특히, 이갑개)에 접촉되거나 비접촉되어 사용자의 혈액 정보(혈액량, 혈액량의 변화 등)를 감지하여 혈액 정보를 포함하는 광혈류 신호를 데이터 프로세서(39)에 인가하는 광혈류 측정부(31)와, 상술된 구성요소들을 제어하여 음향 방출 기능과 체온 신호와 광혈류 신호의 전송 기능 및 광조사 기능을 수행하는 데이터 프로세서(29) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 전원부(미도시), 통신부(21), 스피커(23), 마이크(25), 온도 감지부(29), 광혈류 측정부(31) 등은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 불과하여, 그 상세한 설명이 생략된다.
광조사부(27)는 귀(특히, 이갑개)로 근적외선 등을 조사하여 광 자극을 사용자에게 제공하는 소자(예를 들면, LED 소자 등)로 구성되며, 데이터 프로세서(29)에 의해 제어되어 광조사 동작/중지를 수행한다.
데이터 프로세서(29)는 음향 방출 기능과 체온 신호와 광혈류 신호의 전송 기능 및 광조사 기능을 수행하는 프로세서(예를 들면, CPU, MCU, 마이크로프로세서 등)와, 치료 신호 등을 저장하는 저장 공간(예를 들면, 메모리 등) 등을 포함하는 전기적 및/또는 전자적 회로로 구성된다.
데이터 프로세서(29)는 온도 감지부(29)로부터의 체온 신호를 주기적으로 수신하고, 광혈류 측정부(31)로부터의 광혈류 신호를 주기적으로 수신하여, 전자 통신 장치(20)로 통신부(21)를 통하여 체온 신호와 광혈류 신호를 주기적으로 전송한다.
또한, 데이터 프로세서(29)는 전자 통신 장치(20)와 통신부(21)를 통하여 통신 연결된 상태에서, 치료 신호를 수신하여 저장하고, 치료 신호에 따라서 광조사부(27)를 제어하여 광조사 기능을 수행한다.
다음으로, 제 2 감지 장치(50)는 예를 들면, 스마트 와치 등과 같이 사용자의 신체에 착용 가능한 기기로서, 전자 통신 장치(20)와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행하는 통신부(41)와, 사용자의 피부에 접촉하여 심전도를 감지하여 심전도 신호를 데이터 프로세서(49)에 주기적으로 인가하는 심전도 감지부(43)와, 상술된 구성요소들을 제어하여 심전도 신호를 전자 통신 장치(20)로 전송하는 데이터 프로세서(49) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 전원부(미도시), 통신부(41), 심전도 감지부(43) 등은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 불과하여, 그 상세한 설명이 생략된다.
데이터 프로세서(49)는 심전도 감지부(43)로부터 심전도 신호를 수신하여 통신부(41)를 제어하여 주기적으로 전자 통신 장치(20)로 전송한다.
다음으로, 전자 통신 장치(20)는 예를 들면, 스마트폰, 테블릿 PC 등의 전자 기기로서, 제 1 및 제 2 감지 장치(10), (50) 및 이어버드(30)와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행하는 통신부(11)와, 사용자로부터의 입력(예를 들면, 사용자에 대한 진단 입력, 치료 입력 등)을 획득하여 데이터 프로세서(19)에 인가하는 입력부(13)와, 데이터 프로세서(19)로부터의 사용자에 대한 진단 결과, 치료 방법 등을 수신하여 표시하는 표시부(15)와, 사용자의 피부에 접촉하거나 비접촉하여 심전도를 감지하여 심전도 신호를 데이터 프로세서(19)에 인가하는 심전도 감지부(17)와, 상술된 구성요소들을 제어하여 제 1 감지 장치(10)로부터 뇌파 신호와 동작 정보 신호를 수신하고 이어버드(30)로부터 체온 신호와 광혈류 신호를 수신하고 제 2 감지 장치(50)로부터 심전도 신호를 수신하여 건강 진단을 수행하고, 건강 진단 결과에 대응하는 치료 신호를 생성하여 제 1 감지 장치(10) 및 이어버드(30)에 인가하는 데이터 프로세서(19) 등을 포함하여 구성된다. 다만, 전원부(미도시), 통신부(11), 입력부(13), 표시부(15) 및 심전도 감지부(17)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 당연히 인식되는 기술에 불과하여, 그 상세한 설명이 생략된다. 데이터 프로세서(19)는 제 2 감지 장치(50)로부터 심전도 신호를 수신하여 이용할 수도 있고, 심전도 감지부(17)로부터의 심전도 신호를 이용할 수도 있다.
데이터 프로세서(19)는 심전도 신호나 광혈류(PPG) 신호로부터 심박 변이도를 산정하는 제 1 분석 기능과, 동작 정보 신호로부터 동작(운동 모션 등)을 추적 분석하는 제 2 분석 기능과, 체온 신호로부터 체온 분석을 수행하는 제 3 분석 기능과, 뇌파 신호를 분석하는 제 4 분석 기능과, 제 1 내지 제 4 분석 기능 중의 복수의 분석 내용들을 통합적으로 분석하여 건강 진단을 수행하는 진단 기능과, 진단 기능에서의 진단 결과에 따른 치료 신호를 생성하여 제 1 감지 장치(10)와 이어버드(30)로 전송하는 치료 기능 등을 수행하는 프로세서(예를 들면, CPU, MCU, 마이크로프로세서 등)와, 진단 인자(심박 변이도, 동작, 체온, 뇌파, 심전도 등)와, 제 1 내지 제 4 분석 기능을 각각 수행하기 위한 제 1 내지 제 4 분석 알고리즘과, 제 1 내지 제 3 분석 기능 중의 복수의 분석 내용들을 통합적으로 분석하기 위한 융합 알고리즘, 치료 데이터, 동작 정보에 따른 채널별 뇌파 신호의 보정 데이터 등을 저장하는 저장 공간(예를 들면, 메모리 등) 등을 포함하여 구성된 전기적 및/또는 전자적 회로로 구현된다.
데이터 프로세서(19)는 제 1 내지 제 4 분석 알고리즘 각각을 독립적으로 수행하여 제 1 내지 제 4 분석 기능을 각각 수행한다.
제 1 분석 기능의 경우, 데이터 프로세서(19)는 제 1 분석 알고리즘을 수행하여 심전도 신호나 광혈류 신호로부터 심박 변이도를 산정한다. 인체는 감정의 변화 시 교감신경계와 부교감신경계의 밸런스 붕괴에 의해서 심박이 변화되며, 변화된 심박은 Time, Frequency, Non-linear Analysis 분석을 통해서 여러 가지 분석이 가능하며 특히 Frequency Analysis를 이용하여 교감신경계와 부교감신경계의 밸런스 분석이 가능함이 널리 알려져 있다. 데이터 프로세서(19)는 심박 변이도로부터 사용자의 감정 변화 등을 포함하는 분석 내용을 추정하거나 산정할 수 있다.
특히, 데이터 프로세서(19)는 심전도(ECG) 신호를 이용하지 않고 측정이 용이한 광혈류(PPG) 신호로부터 심전도 신호를 추정하거나 예측하여 심박 변이도 등을 산정할 수 있다. 데이터 프로세서(19)는 인공 지능을 이용하여 사용자의 심전도 신호와 광혈류 신호 간의 관계성을 기계 학습하여 광혈류 신호로부터 심전도 신호를 추정 예측하고, 추정된 심전도 신호를 이용하여 심박 변이도 등을 산정할 수도 있다. 또는, 데이터 프로세서(19)는 심전도 신호와 광혈류 신호 간의 관계성을 추정하는 추정 알고리즘을 저장하고, 이어버드(30)로부터의 광혈류 신호를 추정 알고리즘을 이용하여 분석하여 광혈류 신호로부터 심전도 신호를 추정 생성하여 추정된 심전도 신호를 이용하여 심박 변이도 등을 산정할 수도 있다.
또한, 제 2 분석 기능의 경우, 데이터 프로세서(19)는 제 2 분석 알고리즘을 수행하여 동작 정보 신호로부터 동작(운동 모션 등)을 추적 분석한다. 보행(Gait) 변화에 의한 질병 진단이 가능하며, 예를 들면, 파킨슨 질환의 경우 일반적으로 보폭이 짧아 지고, 보행 속도가 느려지는 것이 널리 알려져 있다. 데이터 프로세서(19)는 이러한 건강 진단을 위해 동작을 추적 분석한다.
다음으로, 제 3 분석 기능의 경우, 데이터 프로세서(19)는 제 3 분석 알고리즘을 수행하여 체온 신호로부터 체온 분석을 수행한다. 인체는 감정의 변화 시 교감신경계와 부교감신경계의 밸런스 붕괴에 의해서 체온이 변화되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 체온의 변화를 통해서 감정의 유추가 가능하지만 그 정확도가 상대적으로 낮을 수 있으며, 특히 두부의 위치에서는 다른 감정이 유사한 패턴을 가질 수 있다. 예를 들면, 분노(anger)와 자부심(pride)의 체온 분포가 유사하다. 도 2에서, 체온의 변화에서 노란색은 체온 상승이고, 하늘색은 체온 하강이다.
다음으로, 제 4 분석 기능의 경우, 데이터 프로세서(19)는 제 4 분석 알고리즘을 수행하여 뇌파 신호를 분석한다. 뇌파 신호의 분석 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 널리 알려진 정도에 해당되어, 그 상세한 설명이 생략된다.
데이터 프로세서(19)는 제 1 내지 제 3 분석 기능 각각으로부터의 분석 내용들을 고려하여 사용자의 건강 이상 상태를 판단하기 위해 융합 알고리즘을 수행하여 진단 기능을 수행한다. 융합 알고리즘은 분석 내용들 간을 통합적으로 고려하여 건강 이상 상태를 판단할 수도 있고, 각 분석 내용에 동일하거나 상이한 가중치를 적용하여 기준값 이상일 경우에는 건강 이상 상태로 판단할 수도 있다. 특히, 융합 알고리즘은 제 2 분석 기능의 분석 내용인 동작 추적 내용을 보완하기 위해 심박 변이도의 분석 내용과 체온 분석 내용을 고려할 수도 있다.
데이터 프로세서(19)는 진단 기능의 수행 중에 사용자의 건강 상태가 이상 상태로 판단될 경우, 제 4 분석 기능을 추가적으로 수행하여, 제 1 내지 제 4 분석 기능 각각을 독립적으로 수행하여 정밀 진단을 수행한다. 즉, 데이터 프로세서(19)는 사용자가 정상 상태인 경우에는 제 1 내지 제 3 분석 기능과 융합 기능을 수행하여 사용자의 건강 상태를 확인하고, 사용자의 건강 상태가 이상 상태인 경우에는 제 1 내지 제 4 분석 기능 각각을 수행하고, 제 1 내지 제 4 분석 기능으로부터의 분석 내용을 통합적으로 분석하여 정밀 진단을 수행한다.
데이터 프로세서(19)는 진단 기능에 의한 정밀 진단과 치료 데이터를 이용하여 정밀 진단에 대응하는 치료 신호를 생성한다. 여기서, 치료 데이터는 사용자의 정밀 진단 결과에 따른 치료를 위한 데이터로서, 예를 들면, 이어버드(30)에서의 광 조사 치료를 위한 광조사 정보(예를 들면, 광의 주파수, 파장, 조사 주기, 조사 강도 등) 등이 치료 데이터에 포함될 수 있다. 치료 신호는 광의 주파수, 파장, 조사 주기, 조사 강도 중의 적어도 하나 이상을 포함한다.
데이터 프로세서(19)는 치료 신호를 통신부(11)를 통하여 이어버드(30) 및 제 1 감지 장치(10) 중의 적어도 하나 이상의 장치로 전송한다.
데이터 프로세서(19)는 동작 정보에 따른 채널별 뇌파 신호의 보정 데이터를 판독하여, 보정 데이터 및 동작 정보를 이용하여 뇌파 신호를 보정하는 보정 기능을 수행할 수도 있다. 다만, 데이터 프로세서(19)는 동작 정보가 뇌파 정보에 대한 보정 처리가 필요할 정도의 움직임이나 이동 등을 포함할 경우에만 채널별 뇌파 신호를 보정할 수도 있다. 예를 들면, 동작 정보가 기준값이나 기준 수치 이상의 움직임이나 이동 등이 있을 경우에, 데이터 프로세서(19)는 채널별 뇌파 신호를 보정 처리할 수도 있다.
데이터 프로세서(9) 및 데이터 프로세서(39)는 전자 통신 장치(20)와 통신부(21)를 통하여 통신 연결된 상태에서, 치료 신호를 각각 수신하여 저장하고, 치료 신호에 따라서 광조사부(7) 및 광조사부(27)를 각각 제어하여 광조사 기능을 수행한다.
제 1 감지 장치(10) 및 이어버드(30)에 의한 광조사 기능이 각각 수행 중에도, 제 1 감지 장치(10)는 뇌파 신호와 동작 정보 신호를 전자 통신 장치(20)에 전송하고, 이어버드(30)는 체온 신호와 광혈류 신호를 전자 통신 장치(20)로 전송하고, 제 2 감지 장치(50)는 심전도 신호를 전자 통신 장치(20)로 전송하여, 전자 통신 장치(20)는 진단 기능을 지속적으로 수행하여, 광 치료에 의한 사용자의 건강 상태 등을 지속적으로 파악할 수 있다. 즉, 전자 통신 장치(20)는 진단 기능과 치료 기능을 동시에 또는 순차적으로 수행하는 바이오피드백 기능을 제공하여, 사용자의 건강 상태의 유지 또는 치료 효과를 제공한다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 프로세서 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD(Digital Versatile Disc), 자기-광 매체(magnetoopticalmedia)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등)등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 프로세서 또는 프로세서에 의한 기능들은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 제 1 감지 장치 20: 전자 통신 장치
30: 이어버드 50: 제 2 감지 장치

Claims (8)

  1. 사용자의 머리나 얼굴에 착용되어 동작 정보 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하는 제 1 감지 장치와;
    사용자의 귀나 귀속에 안착되어 체온 신호와 광혈류 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하는 이어버드와;
    제 1 감지 장치로부터 동작 정보 신호를 수신하고, 이어버드로부터 체온 신호와 광혈류 신호를 수신하여, 광혈류 신호로부터 심박 변이도를 산정하는 제 1 분석 기능과 동작 정보 신호로부터 동작을 추적 분석하는 제 2 분석 기능과, 체온 신호로부터 체온 분석을 수행하는 제 3 분석 기능 및 수행하고, 제 1 내지 제 3 분석 기능의 분석 내용들을 분석하여 사용자의 건강 이상 상태 여부를 판단하는 전자 통신 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    인체 진단 시스템은 사용자의 피부에 접촉하여 심전도 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하는 제 2 감지 장치를 추가적으로 구비하고,
    전자 통신 장치는 제 1 분석 기능으로 심전도 신호 또는 광혈류 신호로부터 심박 변이도를 산정하는 것을 특징으로 하는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    전자 통신 장치는 사용자의 피부에 접촉하여 심전도 신호를 생성하는 심전도 감지부를 구비하고,
    전자 통신 장치는 제 1 분석 기능으로 심전도 신호 또는 광혈류 신호로부터 심박 변이도를 산정하는 것을 특징으로 하는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 감지 장치는 사용자의 뇌파 신호를 생성하여 전자 통신 장치로 전송하고,
    전자 통신 장치는 사용자의 건강 상태가 이상 상태인 경우, 뇌파 신호를 분석하는 제 4 분석 기능을 추가적으로 수행하여, 제 1 내지 제 4 분석 기능 각각으로부터의 분석 내용을 분석하여 정밀 진단을 수행하는 것을 특징으로 하는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    이어버드는 귀에 광조사를 수행하는 광조사부를 구비하고,
    전자 통신 장치는 정밀 진단에 따른 치료 신호를 생성하여 이어버드로 전송하고, 이어버드는 치료 신호에 따라 광조사부에 의한 광조사를 수행하는 것을 특징으로 하는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    제 1 감지 장치는 머리 피부에 광조사를 수행하는 광조사부를 구비하고,
    전자 통신 장치는 정밀 진단에 따른 치료 신호를 생성하여 이어버드로 전송하고, 이어버드는 치료 신호에 따라 광조사부에 의한 광조사를 수행하는 것을 특징으로 하는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    전자 통신 장치는 인공 지능을 이용하여 심전도 신호와 광혈류 신호 간의 관계성을 기계 학습하여 광혈류 신호로부터 심전도 신호를 추정하여 추정된 심전도 신호를 이용하거나, 심전도 신호와 광혈류 신호 간의 관계성을 추정하는 추정 알고리즘을 저장하여 추정 알고리즘을 이용하여 광혈류 신호로부터 심전도 신호를 추정하여 추정된 심전도 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    전자 통신 장치는 정밀 진단 기능과 치료 신호의 생성 및 전송에 의한 광조사 기능을 동시에 또는 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 복수의 진단 인자들을 이용한 인체 진단 시스템.
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