KR20220162995A

KR20220162995A - 동물 체온 연속 측정 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20220162995A
Application number: KR1020210071306A
Authority: KR
Inventors: 서승업; 성남환; 이해동; 김성문; 송지웅; 말릭 자가나스
Original assignee: 주식회사 에스비솔루션
Priority date: 2021-06-02
Filing date: 2021-06-02
Publication date: 2022-12-09
Also published as: WO2022255662A1; EP4316358A1; US20220386876A1; EP4316358A4; US11612327B2

Abstract

동물 체온 연속 측정 방법 및 시스템을 개시한다. 일실시예에 따른 동물 체온 연속 측정 시스템은 동물의 체외에서 체내로 무선전력을 전송하는 익스터널 디바이스 및 동물의 체내에 삽입되어, 배터리의 전력을 이용하여 온도센서를 통해 동물의 체온을 주기적으로 측정하여 연속적인 체온 정보를 저장소에 저장하고, 상기 익스터널 디바이스로부터 무선전력이 전송되는 경우에 상기 전송된 무선전력을 이용하여 상기 저장소에 저장된 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 임플란트 디바이스를 포함할 수 있다.

Description

동물 체온 연속 측정 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTINUOUSLY MEASURING ANIMAL BODY TEMPERATURE}

아래의 설명은 동물의 체온을 연속적으로 측정하기 위한 방법 및 시스템 에 관한 것이다.

일반적으로 가축과 같은 동물의 체온을 측정하기 위해서는 체온 측정기를 이용하여 동물들을 한 마리씩 개별적으로 체온을 측정하거나 또는 축사에서 촬영된 체온 영상 정보를 이용하여 동물의 체온을 예측한다.

그러나, 체온 측정기를 이용하는 경우, 개별 측정에 지나치게 많은 시간이 소요되고, 계속하여 움직이는 동물들의 체온을 측정하기가 매우 어렵다. 또한, 영상 촬영을 통한 체온　측정은 해당 동물의 외부 표면　체온만을 측정할 수 있을 뿐, 동물의 심부 체온을 정확하게 측정할 수 없다.

상기에서 설명된 정보는 단지 이해를 돕기 위한 것이며, 종래 기술의 일부를 형성하지 않는 내용을 포함할 수 있으며, 종래 기술이 통상의 기술자에게 제시할 수 있는 것을 포함하지 않을 수 있다.

[선행기술문헌번호]

한국등록특허 제10-2086430호

동물의 체내에 삽입된 임플란트 디바이스에서, 동물의 체온 정보를 배터리의 전력을 이용하여 연속적으로 측정 및 저장하고, 체외의 익스터널 디바이스로부터의 무선전력을 이용하여 저장된 연속적인 체온 정보를 익스터널 디바이스로 전송함으로써 동물의 체내에서 체온을 연속적으로 측정하면서도 임플란트 디바이스의 배터리의 전력소모를 최소화할 수 있는 동물 체온 연속 측정 방법 및 시스템을 제공한다.

동물의 체외에서 체내로 무선전력을 전송하는 익스터널 디바이스; 및 동물의 체내에 삽입되어, 배터리의 전력을 이용하여 온도센서를 통해 동물의 체온을 주기적으로 측정하여 연속적인 체온 정보를 저장소에 저장하고, 상기 익스터널 디바이스로부터 무선전력이 전송되는 경우에 상기 전송된 무선전력을 이용하여 상기 저장소에 저장된 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 임플란트 디바이스를 포함하는 동물 체온 연속 측정 시스템을 제공한다.

일측에 따르면, 상기 임플란트 디바이스는 NFC(Near Field Communication)를 이용하여 상기 무선전력을 수신하고, 상기 NFC를 통해 상기 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 측면에 따르면, 상기 임플란트 디바이스는 BLE(Bluetooth Low Energy) 또는 ULP(Ultra Low Power) 와이파이를 포함하고, 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이가 포함하는 MCU(Micro Controller Unit)의 제어에 따라 동작하고, 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이와 연결된 안테나를 통해 상기 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 임플란트 디바이스는, 상기 익스터널 디바이스로부터 전송되는 무선전력을 이용하여 센싱 회로를 구동하고, 상기 구동된 센싱 회로를 통해 상기 동물의 체내의 생체 데이터를 측정하고, 상기 측정된 생체 데이터를 이용하여 생체 정보를 계산하고, 상기 계산된 생체 정보를 상기 무선전력을 이용하여 상기 익스터널 디바이스로 더 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 임플란트 디바이스는, 상기 연속적인 체온 정보 중 현 시점의 체온 정보를 더 이용하여 상기 생체 정보를 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 센싱 회로는 오실레이터 타입의 센싱 회로로서 신호 소스와 디텍터를 모두 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 임플란트 디바이스는, 상기 센싱 회로를 이용하여, 프린징 필드를 생성하고, 상기 프린징 필드의 영역 내의 분석물의 변화에 따른 커패시턴트의 변화에 기반하여 오실레이터를 통해 생성되는 공진 주파수의 변화를 측정하고, 상기 공진 주파수의 변화에 따라 상기 프린징 필드 내의 분석물의 변화 특징을 상기 생체 데이터로서 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 임플란트 디바이스는 상기 센싱 회로로서 포함되는 오실레이터의 프린징 필드 커패시터를 통해 상기 프린징 필드를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 임플란트 디바이스는, 상기 센싱 회로로서 포함되는 오실레이터의 프린징 필드 커패시터 및 주파수 선택 필터를 포함하여 요구되는 위상 편이(phase shift)를 제공하기 위해 출력 신호의 일부를 다시 입력으로 반환하는 피드백 네트워크를 이용하여 주기적인 발진 신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 임플란트 디바이스는, 유전 상수를 갖는 재료를 포함하는 감지부를 통해 유전율의 변화에 따른 커패시턴트의 변화를 측정하여 상기 공진 주파수의 변화에 따라 상기 프린징 필드 내의 분석물의 변화 특징을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 배터리는 상기 무선전력을 통해 충전되도록 구현되는 것을 특징으로 할 수 있다.

동물의 체내에 삽입되어 체온을 측정하는 임플란트 디바이스에 있어서, 제어부; 배터리; 온도센서; 및 송수신부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 배터리의 전력을 이용하여 상기 온도센서를 통해 동물의 체온을 주기적으로 측정하여 연속적인 체온 정보를 상기 저장소에 저장하고, 상기 익스터널 디바이스로부터 무선전력이 전송되는 경우에 상기 전송된 무선전력을 이용하여 상기 저장소에 저장된 연속적인 체온 정보를 상기 송수신부를 통해 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 임플란트 디바이스를 제공한다.

일측에 따르면, 상기 송수신부는 NFC(Near Field Communication)를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 NFC를 이용하여 상기 무선전력을 수신하고, 상기 연속적인 체온 정보를 상기 NFC를 이용하여 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 측면에 따르면, 상기 송수신부는 송신부 및 수신부를 포함하고, 상기 송신부는 BLE(Bluetooth Low Energy) 또는 ULP(Ultra Low Power) 와이파이를 포함하고, 상기 제어부는 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이가 포함하는 MCU(Micro Controller Unit)에 의해 구현되어, 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이와 연결된 안테나를 통해 상기 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 임플란트 디바이스는 센싱 회로를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 익스터널 디바이스로부터 전송되는 무선전력을 이용하여 상기 센싱 회로를 구동하고, 상기 구동된 센싱 회로를 통해 상기 동물의 체내의 생체 데이터를 측정하고, 상기 측정된 생체 데이터를 이용하여 생체 정보를 계산하고, 상기 계산된 생체 정보를 상기 무선전력을 이용하여 상기 송수신부를 통해 상기 익스터널 디바이스로 더 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

동물의 체내에 삽입된 임플란트 디바이스의 동물 체온 연속 측정 방법에 있어서, 배터리의 전력을 이용하여 온도센서를 통해 동물의 체온을 주기적으로 측정하는 단계; 연속적인 체온 정보를 저장소에 저장하는 단계; 체외의 익스터널 디바이스로부터 무선전력을 수신하는 단계; 및 상기 수신된 무선전력을 이용하여 상기 저장소에 저장된 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 단계를 포함하는 동물 체온 연속 측정 방법을 제공한다.

일측에 따르면, 상기 수신하는 단계는, 상기 무선전력을 NFC(Near Field Communication)를 이용하여 수신하고, 상기 전송하는 단계는, 상기 NFC를 통해 상기 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 측면에 따르면, 상기 임플란트 디바이스는 BLE(Bluetooth Low Energy) 또는 ULP(Ultra Low Power) 와이파이를 포함하고, 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이가 포함하는 MCU(Micro Controller Unit)의 제어에 따라 동작하며, 상기 전송하는 단계는, 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이와 연결된 안테나를 통해 상기 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 동물 체온 연속 측정 방법은 상기 익스터널 디바이스로부터 전송되는 무선전력을 이용하여 센싱 회로를 구동하는 단계; 상기 구동된 센싱 회로를 통해 상기 동물의 체내의 생체 데이터를 측정하는 단계; 상기 측정된 생체 데이터를 이용하여 생체 정보를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 생체 정보를 상기 무선전력을 이용하여 상기 익스터널 디바이스로 더 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

동물의 체내에 삽입된 임플란트 디바이스에서, 동물의 체온 정보를 배터리의 전력을 이용하여 연속적으로 측정 및 저장하고, 체외의 익스터널 디바이스로부터의 무선전력을 이용하여 저장된 연속적인 체온 정보를 익스터널 디바이스로 전송함으로써 동물의 체내에서 체온을 연속적으로 측정하면서도 임플란트 디바이스의 배터리의 전력소모를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동물 체온 연속 측정 시스템의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 디바이스의 내부 구성의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 오실레이터의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센싱 회로의 예를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 디바이스의 세부적인 내부 구조의 예들을 도시한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 익스터널 디바이스의 내부 구조의 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 장치의 예를 도시한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 임플란트 디바이스의 동물 체온 연속 측정 방법의 예를 도시한 흐름도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예 들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 청구범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 청구범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성 요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동물 체온 연속 측정 시스템의 예를 도시한 도면이다. 본 실시예에 따른 동물 체온 연속 측정 시스템은 임플란트 디바이스(110), 익스터널 디바이스 (120), 스마트 디바이스(130), 클라우드 서버(140) 및 복수의 패밀리 디바이스들(151 내지 153)을 포함할 수 있다. 이때, 실시예에 따라 익스터널 디바이스(120)와 스마트 디바이스(130)는 둘 중 하나만 포함될 수도 있다. 익스터널 디바이스(120) 및/또는 스마트 디바이스(130)는 네트워크(160)를 통해 클라우드 서버(140)와 통신할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 복수의 패밀리 디바이스들(151 내지 153)은 생략될 수도 있다. 한편, 도 1에서는 복수의 패밀리 디바이스들(151 내지 153)과 같이 세 대의 패밀리 디바이스를 나타내고 있으나 패밀리 디바이스의 수가 셋으로 한정되는 것은 아니다.

임플란트 디바이스(110)는 동물의 체내에 삽입될 수 있으며, 동물의 연속적인 체온 정보를 측정하여 익스터널 디바이스(120) 및/또는 스마트 디바이스(130)로 전송할 수 있다. 이때, 임플란트 디바이스(110)는 동물의 체내에서 체온 정보를 연속적으로 측정하기 위해 배터리와 온도센서를 포함할 수 있으며, 동시에 배터리의 수명을 최대한 늘리기 위해 연속적인 체온 정보를 저장소에 저장한 후, 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로부터 전달되는 무선전력을 이용하여 저장소에 저장된 연속적인 체온 정보를 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로 전달할 수 있다.

또한, 실시예에 따라 임플란트 디바이스(110)는 생체 정보의 측정을 위한 신호를 출력하는 신호 소스와 반사되어 되돌아오는 신호를 감지하는 디텍터를 모두 포함하여 혈당과 같은 동물의 생체 정보를 더 제공할 수도 있다. 임플란트 디바이스(110)는 오실레이터(oscillator) 타입의 센싱 회로를 포함할 수 있으며, 신호 소스와 디텍터가 이러한 센싱 회로에 포함될 수 있다. 생체 정보의 측정 및 전송을 위한 동작은 임플란트 디바이스(110)의 배터리의 전력 소모를 줄이기 위해, 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로부터 무선으로 전송되는 전력에 기반하여 이루어질 수 있다.

임플란트 디바이스(110)는 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로부터 보정 데이터(Calibration Data(Cal. Data))를 수신하여 활용할 수 있다. 예를 들어, 임플란트 디바이스(110)는 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로부터 무선으로 전송되는 전력을 이용하여 신호 소스를 통해 신호를 출력할 수 있으며, 반사되어 되돌아오는 신호를 디텍터를 이용하여 감지할 수 있다. 이때, 임플란트 디바이스(110)는 감지된 데이터인 센싱 데이터와 수신된 보정 데이터를 이용하여 생체 정보를 계산할 수 있으며, 계산된 생체 정보를 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로 전달할 수 있다.

익스터널 디바이스(120)와 스마트 디바이스(130)는 임플란트 디바이스(110)로의 무선전력전송과 임플란트 디바이스(110)로부터의 데이터 수집이라는 기본적으로 동일한 역할을 가질 수 있다. 또한, 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)는 임플란트 디바이스(110)에서 측정되어 수집된 데이터를 네트워크(160)를 통해 클라우드 서버(140)로 업로드할 수 있으며, 클라우드 서버(140)는 사용자별 및/또는 동물별로 업로드된 데이터를 저장 및 관리할 수 있다. 일례로, 클라우드 서버(140)는 사용자별 및/또는 동물별로 업로드된 데이터에 기반하여 업로드된 데이터에 대한 히스토리나 업로드된 데이터에 기반한 알람을 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로 전송할 수 있다. 이를 위해, 클라우드 서버(140)는 업로드된 데이터를 분석하기 위한 기능을 포함할 수 있다.

도 1에서는 익스터널 디바이스(120)와 스마트 디바이스(130)를 구분하여 설명하였으나, 이후에서 설명하는 익스터널 디바이스는 익스터널 디바이스(120)와 스마트 디바이스(130) 중 어느 하나를 의미할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 디바이스의 내부 구성의 예를 도시한 도면이다. 본 실시예에 따른 임플란트 디바이스(110)는 제어부(210), 배터리(220), 온도센서(230), 저장소(240), 송수신부(250), 전력 관리부(260), 센서부(270) 및 알고리즘(280)을 포함할 수 있다.

이미 설명한 바와 같이, 임플란트 디바이스(110)는 동물의 체내에 삽입된 디바이스일 수 있으며, 제어부(210)는 알고리즘(280)에 따라 배터리(220), 온도센서(230), 저장소(240), 송수신부(250), 전력 관리부(260) 및 센서부(270)를 제어할 수 있다.

제어부(210)는 연속적으로 동물의 체온을 측정하기 위해 배터리(220)의 전력을 온도센서(230)로 공급할 수 있다. 이때, 온도센서(230)는 동물의 체내 온도를 주기적으로 측정하여 출력할 수 있으며, 출력된 체내 온도는 저장소(240)에 누적되어 저장될 수 있다. 다시 말해, 동물의 연속적인 체온 정보 저장소(240)에 저장될 수 있다.

또한, 제어부(210)는 송수신부(250)를 통해 체외의 익스터널 디바이스로부터 무선전력을 수신할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 익스터널 디바이스는 앞서 도 1을 통해 설명한 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)를 의미할 수 있다. 이때, 제어부(210)는 송수신부(250)를 통해 전달되는 무선전력을 전력 관리부(260)를 통해 내부의 구성요소들(배터리(220), 온도센서(230), 저장소(240), 송수신부(250), 센서부(270) 및 알고리즘(280))로 전달할 수 있다. 무선전력이 수신되는 동안에는 배터리(200)의 전력은 사용되지 않을 수 있으며, 각 구성요소들은 전력 관리부(260)를 통해 전달되는 무선전력을 통해 동작될 수 있다. 실시예에 따라 배터리(200)는 전력 관리부(260)가 전달하는 무선전력을 통해 충전되도록 구현될 수도 있다. 이를 통해 배터리(200)의 수명을 더욱 증가시킬 수 있다.

한편 무선전력이 수신되는 경우, 제어부(210)는 수신된 무선전력을 이용하여 저장소(240)에 저장된 연속적인 체온 정보를 송수신부(250)를 통해 익스터널 디바이스(120)로 전송할 수 있다. 다시 말해, 무선전력이 수신되지 않는 동안 임플란트 디바이스(110)는 배터리(220)를 통해 동물의 연속적인 체온 정보를 저장소(240)에 수집할 수 있으며, 무선전력이 수신되는 경우에 수신된 무선전력을 이용하여 저장소(240)에 수집된 동물의 연속적인 체온 정보를 체외의 익스터널 디바이스로 전달함으로써, 배터리(220)의 전력 소모를 최소화하면서도 연속적으로 동물의 체온을 측정하는 것이 가능해진다. 또한, 무선전력을 배터리(220)의 충전에 활용함으로써 배터리(200)의 수명을 더욱 증가시킬 수 있다.

또한, 무선전력은 센서부(270)의 센싱 회로를 구동시키기 위해 활용될 수 있다. 일례로, 제어부(210)는 익스터널 디바이스로부터 전송되는 무선전력을 이용하여 센서부(270)로서의 센싱 회로를 구동하고, 구동된 센싱 회로를 통해 동물의 체내의 생체 데이터를 측정할 수 있다. 또한, 제어부(210)는 이러한 무선전력을 통해 측정된 생체 데이터를 이용하여 생체 정보를 계산하고, 계산된 생체 정보를 무선전력을 이용하여 송수신부(250)를 통해 익스터널 디바이스로 더 전송할 수 있다. 따라서, 동물의 연속적인 체온 정보뿐만 아니라, 혈당과 같은 생체 정보까지 배터리(220)의 소모 없이 측정 및 전달할 수 있게 된다. 생체 정보는 혈당, 산소포화도 등과 같은 분석물 농도의 값을 포함하거나 분석물 농도의 값을 계산 또는 추정할 수 있는 수치화된 값을 포함할 수 있다.

이를 위해, 센서부(270)로서의 센싱 회로는 오실레이터 타입의 센싱 회로로서 신호 소스와 디텍터를 모두 포함할 수 있다. 일례로, 센싱 회로는 전자 회로에서 주기적인 발진 신호를 생성하는 데 사용되는 오실레이터를 포함할 수 있다. 오실레이터는 DC 전원 공급만으로 주기적인 파형을 생성할 수 있다. 오실레이터의 유형에 따라 출력 파형은 구형파, 사인파 또는 비 사인파가 될 수 있다. 일실시예에 따른 오실레이터는 피드백이 있는 정현파 오실레이터를 포함할 수 있다. 피드백 오실레이터는 트랜지스터 및/또는 증폭기(일례로, OP-AMP(Operational amplifier)), 커패시터(프린징 필드 커패시터) 및 레지스터 네트워크, 피드백 구성요소, 이득 조정 회로/구성요소로 구성될 수 있다. 피드백은 출력 신호의 일부가 추가 출력을 조절하기 위해 입력으로 반환되는 프로세스이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 오실레이터의 예를 도시한 도면이다. 도 3의 실시예에서는 증폭기(310)를 통해 출력되는 출력 신호의 일부가 추가 출력을 조절하기 위해 피드백 네트워크(320)를 통해 다시 증폭기(310)의 입력으로 반환되는 예를 나타내고 있다. 피드백 네트워크는 주파수 선택 필터를 포함하여 요구되는 위상 편이(phase shift)를 제공할 수 있다. 일례로, 피드백 네트워크(220)를 위한 회로는 RC 또는 LC 구성요소로 구현될 수 있으나, 바람직하게는 피드백 네트워크(220)로서 3-스테이지 RC 네트워크(3-stage RC network)가 활용될 수 있다. 도 3에서는 위상 편이를 0°로 나타내고 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.

오실레이터는 피드백 네트워크(320)에서 사용되는 주파수 선택 필터에 따라 분류될 수 있으며, RC 오실레이터는 필터가 저항(R)과 커패시터(C)의 네트워크로 구성된 일종의 피드백 오실레이터이다.

이때, 오실레이터에 사용되는 커패시터는 주로 프린징 필드를 생성하는 프린징 필드 커패시터일 수 있다. 일례로, 인터 디지트 전극 유형 커패시터(inter digited electrode type capacitor)가 사용될 수 있다.

오실레이터는 주로 sub-MHz 주파수 범위에서 낮은 주파수를 생성하는 데 사용될 수 있으며, 이미 설명한 바와 같이 응답 신호에 필요한 위상 편이를 발생시키는 데 사용할 수 있는 RC 네트워크로 구성된 RC 오실레이터가 사용될 수 있다. RC 네트워크는 발진하는 정현파 전압을 생성하는 포지티브 피드백을 달성하는 데 사용될 수 있으며, 이러한 종류의 오실레이터는 우수한 주파수 강도, 저잡음 및 지터를 가지고 있다.

회로에 전원이 공급되면 노이즈 전압이 발진을 시작하고, RC 네트워크는 출력 신호를 180° 위상 편이하고 입력으로 다시 공급하면서 회로에 지속적인 발진이 발생하게 된다.

LC 오실레이터는 인덕터(L)와 커패시터(C)로 구성되어 탱크 회로를 형성할 수 있다. 이러한 종류의 오실레이터는 고주파 발진에 적합하나, 저주파에서는 필요한 인덕턴스를 소형 폼 팩터에서 달성하기가 어렵다. 따라서 현재 센서부(110)에 사용되는 오실레이터에서는 RC 오실레이터를 지칭할 수 있으나, LC 오실레이터의 사용을 배제하는 것은 아니다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센싱 회로의 예를 도시한 도면이다. 본 실시예에 따른 센서부(270)는 센서(410), 오실레이터(420), 대역 통과 필터(Band Pass Filter, BPF, 430), 버퍼(buffer, 440) 및 카운터(counter, 450)를 포함할 수 있다.

센서(410)는 실질적으로 오실레이터(420)에 포함되는 프린징 필드 커패시터를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 프린징 필드 커패시터는 프린징 필드를 형성할 수 있으며, 프린징 필드의 영역 내의 분석물의 변화에 따른 커패시턴트의 변화가 오실레이터(420)에 반영되면서 오실레이터(420)가 생성하는 발진 주파수(공진 주파수)가 변화될 수 있다. 이때, 센서부(270)는 이러한 공진 주파수의 변화에 따라 프린징 필드 내의 분석물의 변화 특징(일례로, 분석물의 농도의 변화)을 측정할 수 있다.

대역 통과 필터(430)는 특정 대역폭을 갖는 신호를 통과시키는 주파수 선택 필터로서, 필터 사양을 벗어난 주파수(일례로, 필터 낮은 차단 주파수보다 낮고 필터 높은 차단 주파수보다 높은 주파수)를 갖는 신호는 대역 통과 필터(430)의 출력에서 필터링될 수 있다.

버퍼(440)는 서로 다른 두 회로 구성 요소 간의 입력-출력 매칭을 제공하는 데 사용될 수 있다. 이는 한 회로에서 다른 회로로의 일종의 전기 임피던스 변환이며 신호 손실을 방지할 수 있다. 일례로, 버퍼(440)는 대역 통과 필터(430)의 출력과 카운터(450)의 입력간의 매칭을 제공할 수 있다.

카운터(450)는 스케일레이션(scalation) 신호의 주파수를 세는 회로로, 일반적으로 입력 신호에 대한 제로 크로스 감지 회로를 포함할 수 있다.

도 5 내지 도 7는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트 디바이스의 세부적인 내부 구조의 예들을 도시한 도면들이다.

도 5의 실시예에 따른 임플란트 디바이스(110)는 센서(510), SoC(System on Chip, 520), BLE(530), NFC(RX, 540), DC-DC 레귤레이터(DC-DC Regulator, 550), LDO 레귤레이터(LDO(Low Drop Out) Regulator, 560), 온도센서(Temperature Sensor, 570) 및 배터리(580)를 포함할 수 있다.

SoC(520)는 오실레이터(521)와 증폭기(522) 및 주파수 카운터(Freq. Counter, 523)를 포함할 수 있다. 오실레이터(521)는 정확한 주파수의 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 생성된 주파수의 신호는 주변의 타겟 물질의 변화에 의한 유전율의 변화를 측정하기 위해 출력될 수 있다. 센서(510)는 반사되는 신호를 감지할 수 있으며, 증폭기(522)는 감지된 신호를 증폭하여 주파수 카운터(523)로 전달할 수 있다. 주파수 카운터(523)는 증폭기(522)를 거쳐 전달되는 신호의 주파수를 계산하는 회로로서, 입력 신호에 대한 제로 크로스를 감지하는 회로일 수 있다.

감지된 주파수 데이터는 SPI(serial Peripheral Interface)를 통해 SoC(520)에서 BLE(530)가 포함하는 MCU(Micro Controller Unit, 533)로 전달될 수 있고, BLE(530)와 연결된 안테나(2.4 GHz 칩 안테나(Chip Ant, 531) 및/또는 32MHz의 X-tal(532))을 통해 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로 전달될 수 있다.

한편, 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)는 무선전력전송을 통해 임플란트 디바이스(110)의 구동을 위한 전력을 전달할 수 있으며, 임플란트 디바이스(110)가 포함하는 NFC(Near Field Communication, 540)는 NFC 코일(NFC Coil, 541)을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다. 이때, NFC(540)는 제1 전압(일례로, 3.0V에서 5.5V 사이의 전압)의 전력을 DC-DC 레귤레이터(550)로 전달할 있다. DC-DC 레귤레이터(550)는 NFC(540)가 전달하는 제1 전압의 전력을 BLE(530)가 포함하는 MCU(533)와 SoC(520)의 인터페이스 부분(SPI를 위한 부분)을 위한 제2 전압(일례로, 1.8V)의 전력으로 변환할 수 있다. 도 5의 실시예에서는 1.8V의 전력이 BLE(530)와 SoC(520)로 전달되는 예를 나타내고 있다. 또한, LDO 레귤레이터(560)는 DC-DC 레귤레이터(550)가 생성하여 전달하는 제2 전압의 전력을 이용하여 SoC(520)의 코어(오실레이터(521), 증폭기(522) 및 주파수 카운터(523))를 위한 제3 전압(일례로, 1.2V)의 전력으로 변환할 수 있다. 도 5의 실시예에서는 LDO 레귤레이터(560)에 의해 생성된 1.2V의 전력이 SoC(520)로 전달되는 예를 나타내고 있다.

또한, 제2 전압의 전력은 온도센서(570)로도 전달될 수 있으며, 온도센서(580)가 측정하는 온도값 역시 BLE(530)를 통해 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로 전달될 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 본 실시예는 무선전력이 수신되는 경우를 설명한 것으로, 무선전력이 수신되지 않는 동안 온도센서(570)는 배터리(580)를 통해 전력을 공급받을 수 있으며, 온도센서(570)가 측정하는 동물의 체온은 저장소(240)에 누적되어 동물의 연속적인 체온 정보가 생성될 수 있다. 저장소(240)에 저장된 연속적인 체온 정보는 무선전력을 이용하여 BLE(530)를 통해 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로 전달될 수 있다.

한편, 임플란트 디바이스(110)는 BLE(530)가 포함하는 MCU(533)를 통해 제어될 수 있다.

도 6의 실시예에 따른 임플란트 디바이스(110)는 도 5의 실시예에서 설명한 BLE(530) 대신 ULP(Ultra Low Power) 와이파이(610)를 포함할 수 있다. 이때, BLE(530)가 포함하는 MCU(533) 대신 ULP 와이파이(610)가 포함하는 MCU(613)가 동일한 기능을 수행할 수 있다. ULP 와이파이(610)는 도 5에서와 유사하게, 익스터널 디바이스(120) 및/또는 스마트 디바이스(130)와 통신하기 위한 안테나(2.4 GHz 칩 안테나(Chip Ant, 611) 및/또는 32MHz 및 40MHz의 X-tal(612))와 연결될 수 있다. 일례로, MCU(613)는 SoC(520)로부터 전달되는 주파수 데이터와 온도센서(570)가 전달하는 온도값을 안테나를 통해 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로 전달할 수 있다. 이 경우에도 동일하게 무선전력이 수신되지 않는 동안 온도센서(570)는 배터리(580)를 통해 전력을 공급받을 수 있으며, 온도센서(570)가 측정하는 동물의 체온은 저장소(240)에 누적되어 동물의 연속적인 체온 정보가 생성될 수 있다. 저장소(240)에 저장된 연속적인 체온 정보는 무선전력을 이용하여 ULP 와이파이(610)를 통해 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로 전달될 수 있다.

도 7의 실시예에 따른 임플란트 디바이스(110)는 도 5의 실시예에서 설명한 BLE(530)나 ULP 와이파이(610) 대신 MCU(710)를 포함할 수 있다. 이 경우, MCU(710)는 SoC(520)로부터 전달되는 주파수 데이터와 온도센서(570)가 전달하는 온도값을 NFC(540)를 통해 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로 전달할 수 있다. 이 경우에도 동일하게 무선전력이 수신되지 않는 동안 온도센서(570)는 배터리(580)를 통해 전력을 공급받을 수 있으며, 온도센서(570)가 측정하는 동물의 체온은 저장소(240)에 누적되어 동물의 연속적인 체온 정보가 생성될 수 있다. 저장소(240)에 저장된 연속적인 체온 정보는 무선전력을 이용하여 NFC(540)를 통해 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)로 전달될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 익스터널 디바이스의 내부 구조의 예를 도시한 도면이다. 익스터널 디바이스(120)는 MCU(810), WiFi(820), BLE(830), USB(Universal Serial Bus, 840), 배터리 충전기(BAT Charger, 850), 배터리(860), 제1 DC-DC 레귤레이터(870), 제2 DC-DC 레귤레이터(880) 및 NFC(TX, 890)를 포함할 수 있다.

익스터널 디바이스(120)는 MCU(810)의 제어에 따라 동작할 수 있으며, WiFi(820)는 와이파이 모듈일 수 있으며, 익스터널 디바이스(120)는 MCU(810)의 제어에 따라 WiFi(820)를 이용하여 클라이언트 서버(140)와 통신할 수 있다. 이와 유사하게, 익스터널 디바이스(120)는 MCU(810)의 제어에 따라 BLE(830)를 이용하여 임플란트 디바이스(110)와 통신할 수 있다. 이를 위해, WiFi(820)와 BLE(830)는 각각 안테나(일례로, 2.4GHz 칩 안테나(821, 831))에 연결될 수 있다. WiFi(820)와 BLE(830)는 하나의 예시일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로, 앞서 설명한 바와 같이, WiFi(820)가 임플란트 디바이스(110)와 통신하기 위해 사용될 수도 있고, 클라이언트 서버(140)와의 통신을 위해 5세대 이동통신 기술이 사용될 수도 있다. 실시예에 따라, WiFi(820)와 BLE(830)는 익스터널 디바이스(120)가 스마트 디바이스(130)와 통신하기 위해 사용될 수도 있다.

USB(840)와 배터리 충전기(850)를 통해 배터리(860)가 충전될 수 있다. 일례로, 배터리(860)는 1-셀(cell)의 3.7V 리튬 폴리머 배터리가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 배터리 충전기(850) 또는 배터리(860)를 통해 제4 전압(일례로, 3.0V에서 5.0V 사이의 전압)의 전력이 제1 DC-DC 레귤레이터(870) 및 제2 DC-DC 레귤레이터(880)로 각각 전달될 수 있다. 제1 DC-DC 레귤레이터(870)는 제4 전압의 전력을 제5 전압(일례로, 1.8V)의 전력으로 변환하여 MCU(810)와 WiFi(820), 그리고 BLE(830)로 전달할 수 있다. 또한, 제2 DC-DC 레귤레이터(880)는 제4 전압의 전력을 제6 전압(일례로, 5.0V)의 전력으로 변환하여 NFC(TX, 890)로 전달할 수 있다. NFC(890)는 NFC 코일(891)을 통해 임플란트 디바이스(110)로 전달할 수 있다.

한편, 익스터널 디바이스(120)는 출력장치(811), 온도/습도 센서(Temp/Humid Sensor, 812) 및/또는 자이로 센서(813)를 더 포함할 수 있다.

일례로, MCU(810)는 사용자에게 시각적, 청각적 및/또는 촉각적 정보를 제공하기 위한 출력장치(811)와 연결될 수 있다. 이러한 출력장치(811)는 도 8에 도시된 바와 같이 LED(Light Emitting Diode), 비퍼(Beeper) 및/또는 바이브레이터(Vibrator)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 출력장치(811)는 사용자에게 경고 알람을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

또한, MCU(810)는 온도/습도 센서(812)와 연결될 수 있다. 앞서 임플란트 디바이스(110)가 포함하는 온도센서(570)가 동물의 체온을 측정하는 용도라면, 온도/습도 센서(812)는 체외에서 주변환경에 대한 정보를 측정하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 온도/습도 센서(812)를 통해 측정되는 온도값 및/또는 습도값은 MCU(810)와 WiFi(820) 및 BLE(830)를 통해 임플란트 디바이스(110), 스마트 디바이스(130) 및/또는 클라우드 서버(140)로 전달될 수 있다.

또한, MCU(810)는 자이로 센서(813)와 연결될 수 있다. 자이로 센서(813)는 익스터널 디바이스(120)의 각속도에 기반하여 동물의 활동 정보를 생성하는데 활용될 수 있다. 앞서 스마트 디바이스(130)가 활동 정보를 생성하여 임플란트 디바이스(110)로 전달하는 실시예를 설명하였으나, 익스터널 디바이스(120)가 자이로 센서(813)에 기반하여 임플란트 디바이스(110)로 활동 정보를 제공할 수도 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

한편, 스마트 디바이스(130)와 클라우드 서버(140), 그리고 복수의 패밀리 디바이스들(151 내지 153) 각각은 적어도 하나의 컴퓨터 장치에 의해 구현될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 장치의 예를 도시한 블록도이다. 컴퓨터 장치(Computer device, 900)는 도 9에 도시된 바와 같이, 메모리(Memory, 910), 프로세서(Processor, 920), 통신 인터페이스(Communication interface, 930) 그리고 입출력 인터페이스(I/O interface, 940)를 포함할 수 있다.

메모리(910)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 여기서 ROM과 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치는 메모리(910)와는 구분되는 별도의 영구 저장 장치로서 컴퓨터 장치(900)에 포함될 수도 있다. 또한, 메모리(910)에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 메모리(910)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체로부터 메모리(910)로 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 아닌 통신 인터페이스(930)를 통해 메모리(910)에 로딩될 수도 있다. 예를 들어, 소프트웨어 구성요소들은 네트워크(Network, 960)를 통해 수신되는 파일들에 의해 설치되는 컴퓨터 프로그램에 기반하여 컴퓨터 장치(900)의 메모리(910)에 로딩될 수 있다. 네트워크(960)는 도 1을 통해 설명한 네트워크(160)를 포함할 수 있다.

프로세서(920)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(910) 또는 통신 인터페이스(930)에 의해 프로세서(920)로 제공될 수 있다. 예를 들어 프로세서(920)는 메모리(910)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.

통신 인터페이스(930)은 네트워크(960)를 통해 컴퓨터 장치(900)가 다른 장치와 서로 통신하기 위한 기능을 제공할 수 있다. 일례로, 컴퓨터 장치(900)의 프로세서(920)가 메모리(910)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 생성한 요청이나 명령, 데이터, 파일 등이 통신 인터페이스(930)의 제어에 따라 네트워크(960)를 통해 다른 장치들로 전달될 수 있다. 역으로, 다른 장치로부터의 신호나 명령, 데이터, 파일 등이 네트워크(960)를 거쳐 컴퓨터 장치(900)의 통신 인터페이스(930)를 통해 컴퓨터 장치(900)로 수신될 수 있다. 통신 인터페이스(930)를 통해 수신된 신호나 명령, 데이터 등은 프로세서(920)나 메모리(910)로 전달될 수 있고, 파일 등은 컴퓨터 장치(900)가 더 포함할 수 있는 저장 매체(상술한 영구 저장 장치)로 저장될 수 있다.

입출력 인터페이스(940)는 입출력 장치(I/O device, 950)와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치는 마이크, 키보드 또는 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 디스플레이, 스피커와 같은 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로 입출력 인터페이스(940)는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다. 입출력 장치(950)는 컴퓨터 장치(900)와 하나의 장치로 구성될 수도 있다.

또한, 다른 실시예들에서 컴퓨터 장치(900)는 도 9의 구성요소들보다 더 적은 혹은 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 컴퓨터 장치(900)는 상술한 입출력 장치(950) 중 적어도 일부를 포함하도록 구현되거나 또는 트랜시버(transceiver), 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서, 임플란트 디바이스의 동물 체온 연속 측정 방법의 예를 도시한 흐름도이다.

단계(1010)에서 임플란트 디바이스(110)는 배터리의 전력을 이용하여 온도센서를 통해 동물의 체온을 주기적으로 측정할 수 있다. 동물의 체외에서는 동물의 심부 체온을 측정하기 어려우며 연속적인 체온 측정은 더욱 쉽지 않다. 이에 임플란트 디바이스(110)는 동물의 체내에 삽입될 수 있으며, 동물의 체내에서 연속적으로 동물의 체온을 측정할 수 있도록 배터리를 포함할 수 있다. 임플란트 디바이스(110)는 이러한 배터리의 전력을 이용하여 온도센서로 동물의 체온을 주기적으로 측정할 수 있다. 배터리와 온도센서는 앞서 도 2를 통해 설명한 배터리(220) 및 온도센서(230) 및/또는 도 5 내지 도 7을 통해 설명한 배터리(580) 및 온도센서(570)에 대응할 수 있다.

단계(1020)에서 임플란트 디바이스(110)는 연속적인 체온 정보를 저장소에 저장할 수 있다. 온도센서로 주기적으로 측정되는 체온은 저장소에 저장될 수 있다. 저장소는 앞서 도 2를 통해 설명한 저장소(240)에 대응할 수 있다. 주기적으로 측정되는 체온이 저장소에 누적됨에 따라 동물의 연속적인 체온 정보가 생성되어 저장소에 저장될 수 있다.

단계(1030)에서 임플란트 디바이스(110)는 체외의 익스터널 디바이스로부터 무선전력을 수신할 수 있다. 일례로, 임플란트 디바이스(110)는 NFC(Near Field Communication)를 이용하여 무선전력을 수신할 수 있다. 본 실시예에 따른 익스터널 디바이스는 앞서 도 1을 통해 설명한 익스터널 디바이스(120) 또는 스마트 디바이스(130)를 포함할 수 있다.

단계(1040)에서 임플란트 디바이스(110)는 수신된 무선전력을 이용하여 저장소에 저장된 연속적인 체온 정보를 익스터널 디바이스로 전송할 수 있다. 일실시예로, 임플란트 디바이스(110)는 NFC를 통해 연속적인 체온 정보를 익스터널 디바이스로 전송할 수 있다. 이 경우, NFC를 통해 송신부와 수신부가 모두 구현될 수 있다. 다만 이 경우 임플란트 디바이스(110)는 제어부(210)를 구현하기 위한 별도의 MCU를 포함하여 MCU의 제어에 따라 동작할 수 있다. 다른 실시예로, 임플란트 디바이스(110)는 BLE(Bluetooth Low Energy) 또는 ULP(Ultra Low Power) 와이파이를 포함하고, BLE 또는 ULP 와이파이가 포함하는 MCU의 제어에 따라 동작할 수 있다. 이 경우, 임플란트 디바이스(110)는 BLE 또는 상기 ULP 와이파이와 연결된 안테나를 통해 연속적인 체온 정보를 익스터널 디바이스로 전송할 수 있다. 다시 말해, 수신부는 NFC에 의해 구현될 수 있으며, 송신부는 BLE 또는 ULP 와이파이에 의해 구현될 수 있다. 이때, BLE 또는 ULP 와이파이가 포함하는 MCU가 임플란트 디바이스(110)의 제어부(210) 역할을 수행할 수 있다.

한편, 배터리는 무선전력을 통해 충전되도록 구현될 수 있다. 다시 말해, 임플란트 디바이스(110)는 무선전력이 수신되는 경우, 무선전력을 통해 배터리를 충전함으로써 동물의 체내에 삽입된 임플란트 디바이스(110)의 배터리의 수명을 증가시킬 수 있다.

또한, 단계(1010) 내지 단계(1040)는 동물의 연속적인 체온을 측정하여 전달하기 위한 과정을 설명하였다. 이후 단계(1050) 내지 단계(1080)는 추가적으로 생체 정보를 측정하여 전달하기 위한 과정을 설명한다.

단계(1050)에서 임플란트 디바이스(110)는 익스터널 디바이스로부터 전송되는 무선전력을 이용하여 센싱 회로를 구동할 수 있다. 이때, 센싱 회로는 오실레이터 타입의 센싱 회로로서 신호 소스와 디텍터를 모두 포함할 수 있다.

단계(1060)에서 임플란트 디바이스(110)는 구동된 센싱 회로를 통해 상기 동물의 체내의 생체 데이터를 측정할 수 있다. 일례로, 임플란트 디바이스(110)는 센싱 회로를 이용하여, 프린징 필드를 생성하고, 프린징 필드의 영역 내의 분석물의 변화에 따른 커패시턴트의 변화에 기반하여 오실레이터를 통해 생성되는 공진 주파수의 변화를 측정하고, 공진 주파수의 변화에 따라 프린징 필드 내의 분석물의 변화 특징을 생체 데이터로서 측정할 수 있다. 이러한 분석물의 변화 특징은 일례로, 분석물의 농도 변화의 특징을 의미할 수 있다.

이때, 임플란트 디바이스(110)는 센싱 회로로서 포함되는 오실레이터의 프린징 필드 커패시터를 통해 프린징 필드를 생성할 수 있다. 또한, 임플란트 디바이스(110)는 센싱 회로로서 포함되는 오실레이터의 프린징 필드 커패시터 및 주파수 선택 필터를 포함하여 요구되는 위상 편이(phase shift)를 제공하기 위해 출력 신호의 일부를 다시 입력으로 반환하는 피드백 네트워크를 이용하여 주기적인 발진 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 임플란트 디바이스(110)는 유전 상수를 갖는 재료를 포함하는 감지부를 통해 유전율의 변화에 따른 커패시턴트의 변화를 측정하여 공진 주파수의 변화에 따라 프린징 필드 내의 분석물의 변화 특징을 측정할 수 있다.

단계(1070)에서 임플란트 디바이스(110)는 측정된 생체 데이터를 이용하여 생체 정보를 계산할 수 있다. 실시예에 따라 생체 정보는 온도의 영향을 받을 수 있기 때문에, 임플란트 디바이스(110)는 연속적인 체온 정보 중 현 시점의 체온 정보를 더 이용하여 생체 정보를 계산할 수도 있다.

단계(1080)에서 임플란트 디바이스(110)는 계산된 생체 정보를 무선전력을 이용하여 익스터널 디바이스로 더 전송할 수 있다. 다시 말해, 익스터널 디바이스로부터 무선전력이 수신되면, 임플란트 디바이스(110)는 생체 정보를 측정하고, 측정된 생체 정보와 저장소에 저장된 연속적인 체온 정보를 함께 익스터널 디바이스로 전송할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 동물의 체내에 삽입된 임플란트 디바이스에서, 동물의 체온 정보를 배터리의 전력을 이용하여 연속적으로 측정 및 저장하고, 체외의 익스터널 디바이스로부터의 무선전력을 이용하여 저장된 연속적인 체온 정보를 익스터널 디바이스로 전송함으로써 동물의 체내에서 체온을 연속적으로 측정하면서도 임플란트 디바이스의 배터리의 전력소모를 최소화할 수 있다. 또한, 프린징 필드(fringing field) 영역 내에 존재하는 분석물의 변화에 따른 커패시턴트가 변화되며 이를 센서가 감지하고 오실레이터를 통해 생성된 공진 주파수의 변화를 감지 및 측정함으로써, 분석물의 농도를 검출할 수 있다.

이상에서 설명된 시스템 또는 장치는 하드웨어 구성요소, 또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims

동물의 체외에서 체내로 무선전력을 전송하는 익스터널 디바이스; 및
동물의 체내에 삽입되어, 배터리의 전력을 이용하여 온도센서를 통해 동물의 체온을 주기적으로 측정하여 연속적인 체온 정보를 저장소에 저장하고, 상기 익스터널 디바이스로부터 무선전력이 전송되는 경우에 상기 전송된 무선전력을 이용하여 상기 저장소에 저장된 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 임플란트 디바이스
를 포함하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 임플란트 디바이스는 NFC(Near Field Communication)를 이용하여 상기 무선전력을 수신하고, 상기 NFC를 통해 상기 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것
을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 임플란트 디바이스는 BLE(Bluetooth Low Energy) 또는 ULP(Ultra Low Power) 와이파이를 포함하고, 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이가 포함하는 MCU(Micro Controller Unit)의 제어에 따라 동작하고, 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이와 연결된 안테나를 통해 상기 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것
을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 임플란트 디바이스는, 상기 익스터널 디바이스로부터 전송되는 무선전력을 이용하여 센싱 회로를 구동하고, 상기 구동된 센싱 회로를 통해 상기 동물의 체내의 생체 데이터를 측정하고, 상기 측정된 생체 데이터를 이용하여 생체 정보를 계산하고, 상기 계산된 생체 정보를 상기 무선전력을 이용하여 상기 익스터널 디바이스로 더 전송하는 것
을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
제4항에 있어서,
상기 임플란트 디바이스는, 상기 연속적인 체온 정보 중 현 시점의 체온 정보를 더 이용하여 상기 생체 정보를 계산하는 것을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
제4항에 있어서,
상기 센싱 회로는 오실레이터 타입의 센싱 회로로서 신호 소스와 디텍터를 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
제4항에 있어서,
상기 임플란트 디바이스는, 상기 센싱 회로를 이용하여,
프린징 필드를 생성하고,
상기 프린징 필드의 영역 내의 분석물의 변화에 따른 커패시턴트의 변화에 기반하여 오실레이터를 통해 생성되는 공진 주파수의 변화를 측정하고,
상기 공진 주파수의 변화에 따라 상기 프린징 필드 내의 분석물의 변화 특징을 상기 생체 데이터로서 측정하는 것
을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
제7항에 있어서,
상기 임플란트 디바이스는 상기 센싱 회로로서 포함되는 오실레이터의 프린징 필드 커패시터를 통해 상기 프린징 필드를 생성하는 것을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
제7항에 있어서,
상기 임플란트 디바이스는, 상기 센싱 회로로서 포함되는 오실레이터의 프린징 필드 커패시터 및 주파수 선택 필터를 포함하여 요구되는 위상 편이(phase shift)를 제공하기 위해 출력 신호의 일부를 다시 입력으로 반환하는 피드백 네트워크를 이용하여 주기적인 발진 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
제7항에 있어서,
상기 임플란트 디바이스는, 유전 상수를 갖는 재료를 포함하는 감지부를 통해 유전율의 변화에 따른 커패시턴트의 변화를 측정하여 상기 공진 주파수의 변화에 따라 상기 프린징 필드 내의 분석물의 변화 특징을 측정하는 것을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
제1항에 있어서,
상기 배터리는 상기 무선전력을 통해 충전되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 시스템.
동물의 체내에 삽입되어 체온을 측정하는 임플란트 디바이스에 있어서,
제어부; 배터리; 온도센서; 및 송수신부
를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 배터리의 전력을 이용하여 상기 온도센서를 통해 동물의 체온을 주기적으로 측정하여 연속적인 체온 정보를 저장소에 저장하고,
익스터널 디바이스로부터 무선전력이 전송되는 경우에 상기 전송된 무선전력을 이용하여 상기 저장소에 저장된 연속적인 체온 정보를 상기 송수신부를 통해 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것
을 특징으로 하는 임플란트 디바이스.
제12항에 있어서,
상기 송수신부는 NFC(Near Field Communication)를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 NFC를 이용하여 상기 무선전력을 수신하고,
상기 연속적인 체온 정보를 상기 NFC를 이용하여 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것
을 특징으로 하는 임플란트 디바이스.
제12항에 있어서,
상기 송수신부는 송신부 및 수신부를 포함하고,
상기 송신부는 BLE(Bluetooth Low Energy) 또는 ULP(Ultra Low Power) 와이파이
를 포함하고,
상기 제어부는 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이가 포함하는 MCU(Micro Controller Unit)에 의해 구현되어, 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이와 연결된 안테나를 통해 상기 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것
을 특징으로 하는 임플란트 디바이스.
제12항에 있어서,
상기 임플란트 디바이스는 센싱 회로를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 익스터널 디바이스로부터 전송되는 무선전력을 이용하여 상기 센싱 회로를 구동하고,
상기 구동된 센싱 회로를 통해 상기 동물의 체내의 생체 데이터를 측정하고,
상기 측정된 생체 데이터를 이용하여 생체 정보를 계산하고,
상기 계산된 생체 정보를 상기 무선전력을 이용하여 상기 송수신부를 통해 상기 익스터널 디바이스로 더 전송하는 것
을 특징으로 하는 임플란트 디바이스.
제12항에 있어서,
상기 배터리는 상기 무선전력을 통해 충전되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 임플란트 디바이스.
동물의 체내에 삽입된 임플란트 디바이스의 동물 체온 연속 측정 방법에 있어서,
배터리의 전력을 이용하여 온도센서를 통해 동물의 체온을 주기적으로 측정하는 단계;
연속적인 체온 정보를 저장소에 저장하는 단계;
체외의 익스터널 디바이스로부터 무선전력을 수신하는 단계; 및
상기 수신된 무선전력을 이용하여 상기 저장소에 저장된 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 단계
를 포함하는 동물 체온 연속 측정 방법.
제17항에 있어서,
상기 수신하는 단계는,
상기 무선전력을 NFC(Near Field Communication)를 이용하여 수신하고,
상기 전송하는 단계는,
상기 NFC를 통해 상기 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것
을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 방법.
제17항에 있어서,
상기 임플란트 디바이스는 BLE(Bluetooth Low Energy) 또는 ULP(Ultra Low Power) 와이파이를 포함하고, 상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이가 포함하는 MCU(Micro Controller Unit)의 제어에 따라 동작하며,
상기 전송하는 단계는,
상기 BLE 또는 상기 ULP 와이파이와 연결된 안테나를 통해 상기 연속적인 체온 정보를 상기 익스터널 디바이스로 전송하는 것
을 특징으로 하는 동물 체온 연속 측정 방법.
제17항에 있어서,
상기 익스터널 디바이스로부터 전송되는 무선전력을 이용하여 센싱 회로를 구동하는 단계;
상기 구동된 센싱 회로를 통해 상기 동물의 체내의 생체 데이터를 측정하는 단계;
상기 측정된 생체 데이터를 이용하여 생체 정보를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 생체 정보를 상기 무선전력을 이용하여 상기 익스터널 디바이스로 더 전송하는 단계
를 더 포함하는 동물 체온 연속 측정 방법.