KR20230047856A - Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction - Google Patents
Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230047856A KR20230047856A KR1020210131231A KR20210131231A KR20230047856A KR 20230047856 A KR20230047856 A KR 20230047856A KR 1020210131231 A KR1020210131231 A KR 1020210131231A KR 20210131231 A KR20210131231 A KR 20210131231A KR 20230047856 A KR20230047856 A KR 20230047856A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pressure
- waveform
- protruding structure
- subject
- measuring device
- Prior art date
Links
- 230000002612 cardiopulmonary effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 title 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims abstract description 67
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000002802 cardiorespiratory effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 claims description 46
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 36
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 30
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 28
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 27
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 24
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 23
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 21
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 12
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 18
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 7
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 7
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 6
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 6
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 5
- 230000004217 heart function Effects 0.000 description 5
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 4
- 230000004199 lung function Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 3
- 238000013125 spirometry Methods 0.000 description 3
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 3
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 3
- 238000002555 auscultation Methods 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 210000000876 intercostal muscle Anatomy 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 208000026488 panting respiration Diseases 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000009325 pulmonary function Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 1
- 210000000106 sweat gland Anatomy 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 1
- 210000002105 tongue Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02438—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/0806—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs by whole-body plethysmography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/0816—Measuring devices for examining respiratory frequency
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/113—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing
- A61B5/1135—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing by monitoring thoracic expansion
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
- A61B5/6804—Garments; Clothes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
- A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
- A61B5/6833—Adhesive patches
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6843—Monitoring or controlling sensor contact pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
- A61B5/7275—Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
- A61B2503/40—Animals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/02—Operational features
- A61B2560/0242—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution
- A61B2560/0247—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution for compensation or correction of the measured physiological value
- A61B2560/0252—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution for compensation or correction of the measured physiological value using ambient temperature
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0247—Pressure sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physiology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Hematology (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 심폐 기능 측정 장치 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피검체의 호흡 및 심박동에 따른 장치 내부의 압력 변화를 측정하고, 측정된 압력 신호 파형에 기초하여 카운팅된 피검체의 심박수와 호흡수 중 어느 하나를 외부 온도와 고려하여 피검체의 심폐기능을 진단하는 심폐 기능 측정 장치 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a device and system for measuring cardiorespiratory function, and more particularly, measures a change in pressure inside the device according to respiration and heartbeat of a subject, and counts the heart rate and respiration of the subject based on the measured pressure signal waveform. The present invention relates to a cardiorespiratory function measuring device and system for diagnosing the cardiopulmonary function of a subject by considering one of the external temperature and the external temperature.
최근 건강에 대한 관심이 높아지면서 전자 장치를 이용한 헬스 케어 부분에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 예를 들어, 전자 장치에 장착되는 센서들은 전자 장치, 전자 장치의 외부, 또는 사용자와 관련된 정보들을 수집할 수 있는데, 사용자가 자신의 상태를 체크하기 위해서는 지속적으로 생체 신호를 측정하는 것이 무엇보다도 중요하다. 이와 관련하여, 사용자의 운동 상태 또는 이상 상태를 모니터링할 수 있도록 하는 기술이 요구됨에 따라 사용자의 생체 신호를 체크하는 기능을 제공하는 전자 장치들이 개발되고 있다.Recently, as interest in health has increased, research on health care using electronic devices has been actively conducted. For example, sensors mounted on an electronic device can collect information related to the electronic device, the outside of the electronic device, or the user. In order for the user to check his or her condition, it is most important to continuously measure the biosignal. do. In this regard, as a technology for monitoring a user's exercise state or abnormal state is required, electronic devices that provide a function of checking a user's biosignal are being developed.
특히, 사용자로부터 수집하는 생체 신호 중 호흡수는 신체의 가장 기본적인 활력 정도를 파악하는 바이탈 사인 중 하나로서, 호흡률, 즉 분당 호흡수를 측정하기 위해 다양한 방식이 사용되고 있다.In particular, among the biosignals collected from the user, the respiratory rate is one of the vital signs that determine the most basic level of vitality of the body, and various methods are used to measure the respiratory rate, that is, the number of breaths per minute.
예를 들어, 피검체의 호흡률 또는 호흡수를 측정하는 방식에는 폐활량측정법(spirometry), 호기말이산화탄소분압측정술(capnometry)의 방식이 존재한다.For example, methods of measuring the respiratory rate or respiratory rate of a subject include spirometry and capnometry.
폐활량측정법(spirometry)은 폐활량측정기를 이용하여 폐에 들어오고 나가는 공기의 흐름을 측정하는 방식이고, 호기말이산화탄소분압측정술(capnometry)은 호흡에 따른 CO2를 측정하는 방식이다. 이와 같은 종래의 방식은 정확도는 비교적 높으나, 추가 장비가 필요하고 지속적인 모니터링이 어렵다는 한계가 있다.Spirometry is a method of measuring the flow of air entering and leaving the lungs using a spirometry, and capnometry is a method of measuring CO2 according to respiration. Although this conventional method has relatively high accuracy, there are limitations in that additional equipment is required and continuous monitoring is difficult.
심음은 심장이 수축 및 확장할 때 발생하는 소리이다. 심음은 일반적으로 청진센서를 통해 확인이 가능하지만, 청진센서를 통해 확인할 경우 기타 잡음들이 함께 집음되기 때문에 소음을 제거하기 위한 필터가 존재해야 한다.Heart sounds are the sounds produced when the heart contracts and expands. Heart sound can generally be confirmed through an auscultation sensor, but when confirmed through an auscultation sensor, since other noises are collected together, a filter for removing noise must exist.
그리고 심음과 호흡음을 동시에 측정하려면 호흡을 센싱하기 위한 센서와 심음을 센싱하기 위한 센서가 모두 구비되어야 하기 때문에 이러한 센서들이 모두 구비된 청진기는 비용이 비싸지는 단점이 있다. 또한, 청진기 내부의 구조가 복잡해져 잦은 고장으로 인한 유지보수 측면에서 불리한 단점이 있다.In addition, since both a sensor for sensing respiration and a sensor for sensing heart sound must be provided to simultaneously measure heart and breath sounds, a stethoscope equipped with both of these sensors is expensive. In addition, the internal structure of the stethoscope is complicated, which is disadvantageous in terms of maintenance due to frequent breakdowns.
뿐만 아니라, 개(강아지 포함), 고양이 및 조류와 같은 동물들은 이상 증상이 발현되지 않더라도 외부 온도에 따라 호흡수 및 심박수에 변화가 생길 수 있기 때문에 피검체의 호흡 또는 심박수의 증가가 이상 상태(예를 들면, 질병)에 의한 것인지 또는 외부 온도에 의한 것인지를 판단하는 것이 중요하다. In addition, since animals such as dogs (including puppies), cats, and birds may have changes in respiration rate and heart rate depending on the external temperature even if abnormal symptoms are not expressed, an increase in the subject's respiration or heart rate may be an abnormal condition (e.g., For example, it is important to determine whether it is caused by disease) or external temperature.
특히 동물에 있어서 외부 온도와 비례 연동하는 체온을 측정하려면 직장(直腸)의 체온을 측정해야 하지만 신체 내 장기의 체온을 측정하는 것은 매우 어렵다. 직장 외에 체표면 측정, 각막 측정, 적외선 측정에 의해 계측된 체온은 외부 온도에 비례 연동하지 않기 때문에 온도 측정에 있어서 증가된 온도의 원인을 정확하게 파악하는데 어려움이 있다.In particular, in animals, to measure body temperature that is proportionally interlocked with external temperature, it is necessary to measure body temperature in the rectum, but it is very difficult to measure body temperature in organs. Since the body temperature measured by body surface measurement, corneal measurement, and infrared measurement other than the rectum does not correlate proportionally with the external temperature, it is difficult to accurately determine the cause of the increased temperature in temperature measurement.
그러나 종래의 측정 장치는 외부 온도를 전혀 고려하지 않기 때문에 피검체의 외부 온도가 기준치 이상으로 덥거나 기준치 이하로 추운 환경에서 기온의 영향으로 호흡수 또는 심박수가 증가될 경우 피검체가 정상 상태임에도 불구하고 이상 상태로 판단하는 오류가 발생할 수 있다.However, since the conventional measuring device does not consider the external temperature at all, if the external temperature of the test subject is higher than the standard value or colder than the standard value and the respiratory rate or heart rate increases due to the effect of the temperature, the test subject is in a normal state. and an error that is judged as an abnormal state may occur.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 피검체의 호흡 및 심박동에 따른 장치 내부의 압력 변화를 측정하고, 측정된 압력 신호 파형에 기초하여 카운팅된 피검체의 심박수와 호흡수 중 어느 하나를 외부 온도와 고려하여 피검체의 심폐기능을 진단하는 심폐 기능 측정 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to measure the change in pressure inside the device according to the respiration and heartbeat of the subject, and consider any one of the heart rate and respiratory rate of the subject counted based on the measured pressure signal waveform with the external temperature. To provide a cardiopulmonary function measuring device and system for diagnosing the cardiopulmonary function of a subject.
본 발명의 제1 측면에 따른 심폐 기능 측정 장치는 피검체의 호흡 및 심박동에 따라 형상이 변화하는 돌출 구조가 구비된 바닥판(base plate)와, 상기 바닥판과 결합하는 하우징(housing) 및 상기 하우징 내에 배치되며 상기 돌출 구조의 형상 변화에 의한 상기 하우징 내의 압력 변화를 측정하는 압력센서와, 외부 온도를 측정하는 온도센서가 실장되는 기판(substrate)을 포함한다.Cardiopulmonary function measuring device according to a first aspect of the present invention includes a base plate having a protruding structure whose shape changes according to respiration and heartbeat of a subject, a housing coupled to the base plate, and the above A pressure sensor disposed in the housing and measuring a change in pressure in the housing due to a shape change of the protruding structure and a substrate on which a temperature sensor for measuring an external temperature is mounted.
상기 돌출 구조는 피검체의 측정 부위를 향하여 돌출 형성될 수 있다.The protruding structure may protrude toward the measurement site of the subject.
상기 바닥판 내측의 돌출 구조 형성 부위를 덮어 압력 공간을 형성하고, 일부에 제1 압력전이홀(pressure transfer hole)이 형성된 커버판(cover plate) 및 상기 기판과 상기 커버판 사이에 배치되며, 상기 제1 압력전이홀에 대응하는 위치에 제2 압력전이홀이 형성되는 밀봉 패드(sealing pad)를 더 포함하며, 상기 돌출 구조의 변형에 따라 압력 공간의 공기압이 상기 제1 압력전이홀 및 상기 제2 압력전이홀을 통해 상기 압력센서에 전달될 수 있다.A pressure space is formed by covering the protruding structure formed inside the bottom plate, and a cover plate having a first pressure transfer hole formed therein and disposed between the substrate and the cover plate, It further includes a sealing pad in which a second pressure transition hole is formed at a position corresponding to the first pressure transition hole, and the air pressure in the pressure space is changed according to the deformation of the protruding structure to the first pressure transition hole and the first pressure transition hole. 2 It can be transmitted to the pressure sensor through the pressure transition hole.
상기 기판에는 상기 압력센서에 의해 측정된 신호 파형과, 신호 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형 중 적어도 하나를 외부로 송신하는 통신모듈(communication module)이 실장될 수 있다.A communication module for transmitting at least one of a signal waveform measured by the pressure sensor and a heartbeat waveform and a respiration waveform derived from the signal waveform to the outside may be mounted on the substrate.
상기 기판에는, 상기 압력센서의 측정 신호를 이용하여 심박수 및 호흡수 중 적어도 하나 를 계산하는 산출모듈(computing module)과, 상기 계산된 결과값과 상기 온도 센서가 측정한 외부 온도값을 외부로 송신하는 통신모듈이 실장될 수 있다.On the substrate, a computing module for calculating at least one of a heart rate and a respiratory rate using a measurement signal of the pressure sensor, and transmitting the calculated result value and the external temperature value measured by the temperature sensor to the outside A communication module may be mounted.
상기 기판에는, 상기 압력센서의 측정 신호를 이용하여 심박수 및 호흡수 중 적어도 하나 를 계산하는 산출모듈(computing module)과, 상기 계산된 심박수 및 호흡수 중 적어도 하나와 상기 측정 장치에서 수신된 외부 온도값에 기초하여 피검체의 이상 상태를 판정하는 진단모듈(diagnosing module)과, 상기 판정된 피검체의 이상 상태를 외부로 송신하는 통신모듈이 실장될 수 있다.On the substrate, a computing module for calculating at least one of heart rate and respiratory rate using the measurement signal of the pressure sensor, at least one of the calculated heart rate and respiratory rate and the external temperature received by the measuring device A diagnosis module for determining an abnormal state of the subject based on the value and a communication module for transmitting the determined abnormal state of the object to the outside may be mounted.
상기 산출모듈은, 상기 압력센서에 의해 측정된 파형으로부터 도출된 심박 파형 심박 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 분당 심박수를 계산하고, 상기 압력센서에 의해 측정된 파형으로부터 도출된 호흡 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 호흡수를 계산할 수 있다.The calculation module calculates the heart rate per minute using the peak value of the heartbeat waveform derived from the waveform measured by the pressure sensor and the next peak value, and calculates the peak value of the respiratory waveform derived from the waveform measured by the pressure sensor. The respiratory rate can be calculated using the following peak values:
상기 하우징의 적어도 일부를 덮어 상기 바닥판을 피검체의 진단 부위에 밀착시키는 점착 패치(sticky patch) 또는 웨어러블 패브릭(wearable fabric)을 더 포함할 수 있다.An adhesive patch or wearable fabric that covers at least a portion of the housing and adheres the bottom plate to the diagnosis site of the subject may be further included.
상기 돌출 구조는 상기 바닥판에 일체로 형성될 수 있다.The protruding structure may be integrally formed with the bottom plate.
상기 바닥판은 중앙에 통공이 형성되고, 상기 형성된 통공의 외주면으로 돌출 구조가 본딩 결합될 수 있다.A through hole may be formed in the center of the bottom plate, and a protruding structure may be bonded to an outer circumferential surface of the formed through hole.
본 발명의 제2 측면에 따른 시스템은 피검체의 호흡 및 심박동에 따라 형상이 변화하는 돌출 구조가 구비된 바닥판(base plate), 상기 바닥판과 결합하는 하우징(housing) 및 상기 하우징 내에 배치되며 상기 돌출 구조의 형상 변화에 의한 상기 하우징 내의 압력 변화를 측정하는 압력센서와, 외부 온도를 측정하는 온도센서가 실장되는 기판(substrate), 상기 압력센서에 의해 측정된 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형 중 적어도 하나의 파형 신호와 상기 측정된 외부 온도값을 외부로 송신하는 통신모듈(communication module)을 포함하는 측정 장치(sensing device) 및 상기 측정 장치에서 수신된 압력센서의 측정파형 신호를 이용하여 심박수 및 호흡수 중 적어도 하나를 계산하는 산출모듈(computing module)과, 상기 계산된 심박수 및 상기 호흡수 중 적어도 하나를 상기 측정 장치에서 수신된 외부 온도값에 기초하여 피검체의 이상 상태를 판정하는 진단모듈(diagnosing module)을 포함하는 분석 장치(analysis device)를 포함할 수 있다.A system according to a second aspect of the present invention includes a base plate having a protruding structure whose shape changes according to respiration and heartbeat of a subject, a housing coupled to the base plate, and disposed within the housing, A pressure sensor for measuring a change in pressure in the housing due to a change in shape of the protruding structure, a substrate for mounting a temperature sensor for measuring an external temperature, a heartbeat waveform and respiration derived from waveforms measured by the pressure sensor A sensing device including a communication module for transmitting at least one of the waveform signals and the measured external temperature value to the outside, and using the measured waveform signal of the pressure sensor received from the sensing device A computing module for calculating at least one of heart rate and respiration rate, and determining an abnormal state of the subject based on the external temperature value received from the measuring device for at least one of the calculated heart rate and respiration rate An analysis device including a diagnostic module may be included.
상기 돌출 구조는 피검체의 측정 부위를 향하여 돌출 형성될 수 있다.The protruding structure may protrude toward the measurement site of the subject.
상기 측정 장치는, 상기 바닥판 내측의 돌출 구조 형성 부위를 덮어 압력 공간을 형성하고, 일부에 제1 압력전이홀(pressure transfer hole)이 형성된 커버판(cover plate); 및 상기 기판과 상기 커버판 사이에 배치되며, 상기 제1 압력전이홀에 대응하는 위치에 제2 압력전이홀이 형성되는 밀봉 패드(sealing pad)를 더 포함하며, 상기 돌출 구조의 변형에 따라 압력 공간의 공기압이 상기 제1 압력전이홀 및 상기 제2 압력전이홀을 통해 상기 압력센서에 전달될 수 있다.The measuring device may include a cover plate covering a protruding structure formed inside the bottom plate to form a pressure space and having a first pressure transfer hole formed therein; and a sealing pad disposed between the substrate and the cover plate and having a second pressure transition hole formed at a position corresponding to the first pressure transition hole, wherein the pressure is applied according to deformation of the protruding structure. Air pressure in the space may be transmitted to the pressure sensor through the first pressure transition hole and the second pressure transition hole.
상기 돌출 구조는 상기 바닥판에 일체로 형성될 수 있다.The protruding structure may be integrally formed with the bottom plate.
상기 바닥판은 중앙에 통공이 형성되고, 상기 형성된 통공의 외주면으로 돌출 구조가 본딩 결합될 수 있다.A through hole may be formed in the center of the bottom plate, and a protruding structure may be bonded to an outer circumferential surface of the formed through hole.
상기 분석 장치는, 상기 압력센서에 의해 측정된 파형으로부터 도출된 심박 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 분당 심박수를 계산하고, 상기 압력센서에 의해 측정된 파형으로부터 도출된 호흡 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 호흡수를 계산할 수 있다.The analysis device calculates the heart rate per minute using the peak value of the heartbeat waveform derived from the waveform measured by the pressure sensor and the next peak value, and the peak value of the respiratory waveform derived from the waveform measured by the pressure sensor and the next peak value. can be used to calculate the respiratory rate.
본 발명의 실시예에 의하면 피검체의 호흡 및 심박동에 따른 장치 내부의 압력 변화를 측정하고, 측정된 압력 신호 파형에 기초하여 카운팅된 피검체의 심박수와 호흡수 중 어느 하나를 외부 온도와 고려하여 피검체의 심폐기능을 진단할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the change in pressure inside the device according to the respiration and heartbeat of the subject is measured, and any one of the heart rate and respiration rate of the subject counted based on the measured pressure signal waveform is considered with the external temperature Cardiopulmonary function of the subject can be diagnosed.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 심폐 기능 측정 장치를 예시한 개략도이다.
도 2a는 도 1에 예시된 측정 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2b는 도 1의 바닥판과 돌출구조의 변형된 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3a은 도 1에 예시된 측정 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3b는 제1 실시예의 돌출 구조가 흉곽의 팽창에 의해 외형 변형된 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 제1 실시예의 돌출 구조의 변형된 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 제2 실시예의 측정 장치와 점착 패치가 분리된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 측정 장치와 점착 패치가 부착된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 측정 장치와 점착 패치가 부착된 상태를 나태낸 투시도이다.
도 9는 제3 실시예에 따른 심폐 기능 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 10은 제4 실시예에 따른 심폐 기능 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이
다.
도 11a는 압력센서에 의해 측정된 신호 파형과, 신호 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형을 나타낸 도면이다.
도 11b는 도 11a의 압력센서에 의해 측정된 신호 파형을 나타낸 도면이다.
도 11c는 도 11a의 압력센서에 의해 측정된 신호 파형으로부터 호흡 파형을 도출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 11d는 도 11a의 압력센서에 의해 측정된 신호 파형으로부터 심박 파형을 도출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 12는 제5 실시예에 따른 심폐 기능 측정 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 13은 제6 실시예 따른 측정 장치를 나타낸 사시도이다.
도 14는 제7 실시예 따른 측정 장치를 나타낸 사시도이다.1 is a schematic diagram illustrating a cardiorespiratory function measuring device according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2a is an exploded perspective view showing the measuring device illustrated in Figure 1;
Figure 2b is an exploded perspective view showing a modified embodiment of the bottom plate and the protruding structure of Figure 1;
Figure 3a is a cross-sectional view showing the measuring device illustrated in Figure 1.
3B is a cross-sectional view showing an example in which the external shape of the protruding structure according to the first embodiment is deformed by expansion of the chest.
4 is a cross-sectional view showing a modified example of the protruding structure of the first embodiment.
5 is a perspective view showing a state in which the measuring device and the adhesive patch of the second embodiment are separated.
6 is a perspective view illustrating a state in which a measuring device and an adhesive patch are attached.
7 is a perspective view showing a state in which a measuring device and an adhesive patch are attached.
9 is a block diagram showing the configuration of a cardiorespiratory function measuring device according to a third embodiment.
10 is a block diagram showing the configuration of a cardiorespiratory function measuring device according to a fourth embodiment.
all.
11A is a diagram showing a signal waveform measured by a pressure sensor, and a heartbeat waveform and a breathing waveform derived from the signal waveform.
FIG. 11B is a diagram showing a signal waveform measured by the pressure sensor of FIG. 11A.
Figure 11c is a diagram showing a process of deriving a breathing waveform from the signal waveform measured by the pressure sensor of Figure 11a.
11D is a diagram illustrating a process of deriving a heartbeat waveform from a signal waveform measured by the pressure sensor of FIG. 11A.
12 is a block diagram showing the configuration of a cardiorespiratory function measurement system according to a fifth embodiment.
13 is a perspective view showing a measuring device according to a sixth embodiment.
14 is a perspective view showing a measuring device according to a seventh embodiment.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, they should not be interpreted in ideal or excessively formal meanings. don't
설명에 앞서, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "구비" 또는 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부(Unit)", "...모듈(Module)" 및 "컴포넌트(Component)" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Prior to the description, when a part in the entire specification "comprises" or "includes" a certain component, this may further include other components, not excluding other components, unless otherwise stated. means there is In addition, terms such as "...unit", "...module" and "component" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which It may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software.
또한, 본 명세서에서 "실시예"라는 용어는 예시, 사례 또는 도해의 역할을 하는 것을 의미하나, 발명의 대상은 그러한 예에 의해 제한되지 않는다. 또한, "포함하는", "구비하는", "갖는" 및 다른 유사한 용어가 사용되고 있으나, 청구범위에서 사용되는 경우 임의의 추가적인 또는 다른 구성요소를 배제하지 않는 개방적인 전환어(Transition word)로서 "포함하는(Comprising)"이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적으로 사용된다.In addition, the term "embodiment" in this specification means to serve as an illustration, example, or illustration, but the subject matter of the invention is not limited by such an example. Also, while "comprising", "comprising", "having" and other similar terms are used, when used in the claims as an open transition word that does not exclude any additional or different elements, " Used generically in a similar way to the term "comprising".
본 명세서에 설명된 다양한 기법은 하드웨어 또는 소프트웨어와 함께 구현될 수 있거나, 적합한 경우에 이들 모두의 조합과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "부(Unit)", "시스템(System)" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 예를 들어, 프로그램 모듈은 하나의 컴포넌트와 등가 혹은 둘 이상의 컴포넌트의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 발신기 및 수신기를 포함하는 단말기에서 실행되는 프로그램 및 하드웨어 모두가 모듈단위로 구성될 수 있고, 하나의 물리적 메모리에 기록되거나, 둘 이상의 메모리 및 기록매체 사이에 분산되어 기록될 수 있다.The various techniques described herein may be implemented with hardware or software, or a combination of both, where appropriate. As used herein, the terms "Unit", "System", etc. are likewise equivalent to a computer-related entity, that is, hardware, a combination of hardware and software, software, or software in execution. can handle For example, a program module may be composed of one component and equivalent or a combination of two or more components. In addition, in the present invention, both programs and hardware executed in a terminal including a transmitter and a receiver may be configured in module units and recorded in one physical memory or distributed between two or more memories and recording media. .
또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. description is omitted.
이하의 실시예에서 룸(room)은 피검체가 검진 또는 수술을 위해 위치된 검진실, 진단실 및 수술실 중 적어도 하나를 의미한다. 룸의 실내 온도는 외부 온도라 정의하여 설명한다.In the following embodiments, a room refers to at least one of an examination room, a diagnosis room, and an operating room in which a subject is located for examination or surgery. The indoor temperature of a room is defined as the outside temperature.
또한, 이하의 실시예에서 피검체는 수술중 진단 장비를 착용하는데 어려움이 있거나 호흡수 및 심박수가 외부 온도에 영향을 받는 동물(예를 들면, 개, 고양이 또는 조류 등)이 적합할 수 있다. 피검체는 동물에 한정하지 않으며 외부 온도가 사람의 피부 온도에 영향을 줄 경우 피검체는 사람일 수도 있다.Also, in the following embodiments, an animal (eg, dog, cat, or bird) that has difficulty in wearing diagnostic equipment during surgery or whose respiratory rate and heart rate are affected by external temperature may be suitable. The test subject is not limited to an animal, and the test subject may be a human if the external temperature affects the human skin temperature.
[제1 실시예] [First Embodiment]
제1 실시예는 피검체의 호흡 및 심박에 따른 압력 변화와 외부 온도를 측정하는 장치에 관한 것이다. A first embodiment relates to a device for measuring pressure change and external temperature according to respiration and heartbeat of a subject.
이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 심폐 기능 측정 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a cardiorespiratory function measurement device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 심폐 기능 측정 장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a cardiorespiratory function measurement device according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 제1 실시예의 측정 장치(10)는 웨어러블 밴드(wearable band)(103)에 의해 피검체의 신체에 착용되고, 피검체의 호흡 및 심박동에 따라 변화된 돌출 구조(121)의 형상 변화에 의한 측정 장치(10) 내부의 압력 변화 및 외부 온도를 측정한다. 이와 같이 측정된 측정 장치(10) 내부의 압력 변화에 대한 파형은 피검체의 심박 파형 및 호흡 파형으로 각각 도출될 수 있으며, 심박 파형 및 호흡 파형은 피검체의 심기능 및 폐기능을 진단하는데 사용하기 위한 심박수 및 호흡수를 도출할 수 있다.Referring to FIG. 1, the measuring
외부 온도는 피검체의 호흡 또는 심박수의 증가가 이상 증상(예를 들면, 질병)에 의한 것인지 또는 외부 온도에 의한 것인지 판단하는데 사용된다.The external temperature is used to determine whether an increase in respiration or heart rate of the subject is caused by an abnormal symptom (eg, disease) or external temperature.
개(강아지 포함), 고양이 및 조류와 같은 동물들은 땀샘이 발달되지 않아 외부 온도가 적정 온도보다 높아지면 체온 조절을 위해 혀를 내밀고 숨을 쉬는 팬팅(panting)호흡을 하는데, 이러한 팬팅 호흡에 의해 구강이나 기도로 수분증발이 촉진되어 다량의 열이 손실되면서 체온이 조절된다. 그리고 개(강아지 포함), 고양이 및 조류와 같은 동물들 외부 온도가 적정 온도보다 낮아지더라도 대사작용이 영향을 받고, 찬공기에 의해 체온이 뺏겨서 호흡 및 심박수가 증가된다.Animals such as dogs (including puppies), cats, and birds do panting respiration in which they breathe by sticking out their tongues to control their body temperature when the outside temperature rises above the proper temperature because sweat glands are not developed. Moisture evaporation is promoted by the airways or airways, and a large amount of heat is lost, regulating body temperature. And even if the external temperature of animals such as dogs (including dogs), cats and birds is lower than the appropriate temperature, the metabolism is affected, and the body temperature is taken away by the cold air, so respiration and heart rate increase.
즉, 개(강아지 포함), 고양이 및 조류와 같은 동물들은 이상 증상이 발현되지 않더라도 외부 온도에 따라 호흡수 및 심박수에 변화가 생길 수 있기 때문에 피검체의 호흡 또는 심박수의 증가가 이상 상태(예를 들면, 질병)에 의한 것인지 또는 외부 온도에 의한 것인지를 판단하는 것이 중요하다. 예컨대, 정상 범위의 외부 온도 즉, 이상 상태 판단에 큰(serious) 영향을 미치지 않을 정도의 적정 온도 범위를 전문 용어로 room temperature로 지칭한다.That is, since animals such as dogs (including puppies), cats, and birds may have changes in respiration rate and heart rate depending on the external temperature even if abnormal symptoms are not expressed, an increase in the subject's respiration or heart rate is an abnormal condition (e.g., For example, it is important to determine whether it is caused by disease or external temperature. For example, an external temperature in a normal range, that is, an appropriate temperature range that does not significantly affect the determination of an abnormal state is referred to as room temperature in technical terms.
제1 실시예에서 측정 장치(10)에 연결되는 웨어러블 밴드(103)는 피In the first embodiment, the
검체에 착용 가능하도록 밴드의 형태로 구현될 수 있다. 웨어러블 밴드(103)의 양 끝단에는 버클(미도시), 스냅 단추(미도시) 또는 벨크로(미도시)와 같은 부재가 구비되어 웨어러블 밴드(103)착용 및 해제를 용이하게 할 수 있다. 웨어러블 밴드(103)는 신축성을 가지거나 길이를 조절할 수 있도록 구현됨으로써 피검체의 체형에 따라 편안한 착용감을 제공할 수 있다.It may be implemented in the form of a band so that it can be worn on a subject. Members such as buckles (not shown), snap buttons (not shown), or Velcro (not shown) are provided at both ends of the
도 2a는 도 1에 예시된 측정 장치(10)를 나타낸 분해 사시도이고,Figure 2a is an exploded perspective view showing the measuring
도 3a은 도 1에 예시된 측정 장치(10)를 나타낸 단면도이며, 도 3b는 제1 실시예의 돌출 구조(121)가 흉곽의 팽창에 의해 외형 변형된 예를 나타낸 단면도이다.FIG. 3A is a cross-sectional view of the measuring
도 2a, 도 3a, 도 3b를 참조하면, 제1 실시예의 측정 장치(10)는 하우징(110)(housing), 바닥판(120)(base plate) 및 기판(130)(substrate)을 포함한다.Referring to FIGS. 2A, 3A, and 3B, the measuring
하우징(110)은 웨어러블 밴드(도 1의 103)에 의해 피검체의 신체에 부착되는 것이다. 하우징(110)은 내부가 빈 형태로 형성되고, 피검체를 향하는 일면이 개방되며, 그 개방된 일면에 바닥판(120)이 결합된다.The
하우징(110)의 양단에는 웨어러블 밴드(도 1의 103)가 체결되기 위한 체결 구조(111)가 형성된다. 체결 구조(111)의 형태는 어느 하나로 한정하지 않는다. 예를 들면, 체결 구조(111)는 웨어러블 밴드가 걸릴 수 있는 고리 형태로 형성될 수도 있다.At both ends of the
바닥판(120)(base plate)은 하우징(110)의 일면에 결합되어 피검체와 접촉한다. 바닥판(120)은 외측에 하우징(110)과 결합하기 위한 돌출 팁(124)이 구비될 수 있으며, 그 돌출 팁(124)이 하우징(110)의 고정 홈(미도시)에 끼워지는 방식으로 결합될 수 있다. 바닥판(120)과 하우징(110)의 결합 방식은 어느 하나로한정하지 않는다.The bottom plate 120 (base plate) is coupled to one surface of the
바닥판(120)에 형성된 돌출 팁(124)은 하우징(110)의 내부에 실장된 기판(130), 밀봉 패드(140) 및 커버판(150)을 하우징(110)의 내부에서 고정시키는 역할도 할 수 있다.The protruding
돌출 구조(121)는 바닥판(120)의 일부에 구비된다. 돌출 구조(121)는 바닥판(120)의 중앙에 배치되는 것이 바람직하다.The protruding
돌출 구조(121)는 탄성이 있는 얇은 막 또는 간막이 판과 같은 형태로 형성될 수 있으며, ABS, PC, PE, PET, POM, PP, 천연 고무, 합성 고무, 실리콘, TPU 등으로 제작될 수 있다.The protruding
바닥판(120)에 구비된 돌출 구조(121)는 피검체와 직접적으로 접촉하고, 피검체의 호흡 및 심박동에 따라 형상이 변한다. 예를 들면, 피검체의 호흡 및 심박동에 의해 흉곽이 팽창하면 돌출 구조(121)는 하우징(110)의 내부 방향으로 수축하고(도 3b 참조), 반대로 피검체의 흉곽이 수축하면 돌출 구조(121)는 원래의 상태로 복원된다.The protruding
피검체의 흉곽 변화에 민감하게 반응하기 위해서 돌출 구조(121)는 바닥판(120)에서 피검체의 측정 부위를 향하여 돌출 형성되도록 형성된다. 이 때, 돌출 구조(121)는 바닥판(120)에서 돌출되되, 평평한 형태로 형성될 수 있다.In order to respond sensitively to changes in the chest of the subject, the protruding
일 예로, 도 2b에서 보듯, 바닥판(120)에는 통공(121a)이 형성되고, 통공(121a)의 외주면으로 돌출 구조(121)가 본딩 결합되는 방식으로 바닥판(120)과 돌출 구조(121)가 결합될 수도 있다.For example, as shown in FIG. 2B, a through
다른 일 예로, 도 4에서 보듯, 돌출 구조(121)는 바닥판(120)에서 돌출되되, 볼록렌즈 또는 돔(dome) 형태로 형성될 수 있다. 돌출 구조(121)와 바닥판(120)은 일체로 사출되어 형성될 수 있다. 이 경우 돌출 구조(121) 부위는 주변 부위보다 상대적으로 얇게 형성되고, 주변 부위는 하우징(110)과 결합되고 외력에 견딜 수 있는 정도의 강성 또는 두께로 형성될 수 있다.As another example, as shown in FIG. 4 , the protruding
기판(130)(substrate)은 하우징(110)의 내부에 실장된다. 기판(130)에는 압력센서(132), 온도센서(133)각종 모듈 및 회로가 실장될 수 있다. 또한, 기판(130)에는 측정 장치를 구동시키기 위한 배터리(미도시)가 구비될 수 있으며, 배터리를 충전하기 위한 충전 단자(도면부호 미부여)도 설치될 수 있다.A
압력홀(131)은 기판(130)의 일부에 형성된다. 압력홀(131)은 돌출 구조(121)의 형상 변화에 의한 압력(예를 들면, 공기압)을 압력센서(132)로 전달하기 위한 것이다. The
압력센서(132)는 압력홀(131)에 접촉되는 위치에서 기판(130)에 배치된다. 제1 실시예에서 압력홀(131)은 기판(130)의 중심에 형성될 수 있다. 압력홀(131)의 위치는 기판(130)의 중심이 아니더라도 다른 위치에 형성될 수도 있다.The
압력센서(132)는 피검체의 호흡 및 심박동에 따라 변화된 돌출 구조(121)의 형상 변화에 의한 하우징(110) 내부의 압력 변화를 측정한다. 이와 같이 측정된 하우징(110) 내부의 압력 변화에 대한 파형은 피검체의 심박 파형, 호흡 파형 및 심박 파형으로 분석 또는 수집될 수 있으며, 심박 파형, 호흡 파형은 피검체의 심박수 및 호흡수로 도출되어 심기능 및 폐기능을 진단하는데 사용될 수 있다.The
온도센서(133)는 하우징(110)의 내부에 실장되어 외부 온도를 측정한다. 온도센서(133)는 피검체가 검진 또는 수술을 위해 위치된 검진실, 진단실 또는 수술실의 실내 온도를 측정한다. 도면에는 온도센서(133)가 하우징(110)의 내부에 설치된 것으로 도시하였지만, 하우징(110)의 외부에 설치되어도 무방하다.The
본 명세서에서 압력센서(132)와 온도센서(133)는 논리적으로 구분하였을 뿐, MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)와 같은 집적 소자에 통합 센서(integrated sensor)의 형태로 구현될 수 있다. MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)는 ‘미세 전자 기계시스템’을 뜻하며, MEMS 센서는 초소형의 고감도 센서로 물리적, 화학적, 생물학적 감지를 통해 외부 환경에 대한 감시, 검출 및 모니터링을 위한 도구로 활용되고 있다.In this specification, the
측정 장치는 커버판(150)(cover plate), 밀봉 패드(140)(sealing pad)를 더 포함할 수 있다.The measuring device may further include a
커버판(150)(cover plate)은 바닥판(120)의 내측에 위치된 돌출 구조(121) 형성 부위를 덮어 커버판(150)과 돌출 구조(121) 사이 공간에 압력 공간(123)을 형성한다.The
커버판(150)은 돌출 구조(121)의 외주면에 형성된 실장 공간(122)에 실장된다. 커버판(150)의 외주면은 돌출 구조(121)의 실장 공간(122)에 밀착되게 배치된다. 커버판(150)의 외주면은 돌출 구조(121)의 실장 공간(122)에 본딩처리 되어 완전 밀착될 수 있지만, 제조 공정의 단순화 및 본드 재료 값의 절감을 위해 이하에서 설명하는 밀봉 패드(140)를 통해 돌출 구조(121)의 실장 공간(122)에 밀착될 수 있다.The
제1 압력전이홀(151)(pressure transferhole)은 커버판(150)의 일부에 형성된다. 제1 압력전이홀(151)은 돌출 구조(121)의 형상 변화에 의한 압력(예를 들면, 공기압)을 기판(130)의 압력홀(131)을 향해 전달하는 역할을 한다.A first
제1 압력전이홀(151)은 커버판(150)의 중심에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.It may be preferable that the first
밀봉 패드(140)(sealing pad)는 기판(130)과 커버판(150) 사이에 배치된다. 밀봉 패드(140)는 돌출 구조(121)의 형상 변화에 의한 압력으로 인해 커버판(150)과 돌출 구조(121)의 밀착 부위가 벌어지는 것을 방지하기 위한 것이다. 밀봉 패드(140)는 기판(130)과 커버판(150) 사이에서 커버판(150)을 돌출 구조(121)를 향해 가압시키면서 돌출 구조(121)과 커버판(150)의 사이 간격을 유지시킨다.A
봉 패드(140)는 실리콘 재질로 형성될 수 있으며 이에 한정하지 않는다. 예를 들면, 밀봉 패드(140)는 고무, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리아미드 등 다양한 소재로 형성될 수 있다.The
밀봉 패드(140)의 일부에는 커버판(150)의 제1 압력전이홀(151)(pressure transfer hole)과 대응하는 위치에 제2 압력전이홀(141)(pressuretransfer hole)이 형성된다. 제2 압력전이홀(141)은 제1 압력전이홀(151)로 전달된 압력(예를 들면, 공기압)을 기판(130)의 압력홀(131)로 전달한다. 제2 압력전이홀(141)은 기판(130)에 형성된 압력홀(131)과 연결된다.A second
기판(130)에 형성된 압력홀(131)은 제1 압력전이홀(151) 및 제2 압력전이홀(141) 보다 더 작은 직경으로 형성될 수 있다. 기판(130)에 형성된 압력홀(131)이 제1 압력전이홀(151) 및 제2 압력전이홀(141) 보다 더 작은 직경으로 형성되기 때문에 돌출 구조(121)에 의한 압력을 기판(130)의 압력홀(131)로 집중시키는 것이 가능하여 압력센서(132)의 민감도를 향상시킬 수 있다.The
측정 장치(10)에는 커버판(150), 밀봉 패드(140)가 구비되지 않을 수 있으며, 이 경우에 기판(130)은 돌출 구조(121)과 본딩 결합되어 밀폐력을 확보할 수 있다. 또한, 측정 장치(10)는 밀봉 패드(140)만 구비되지 않을 수 있으며, 이 경우에는 커버판(150)이 돌출 구조(121)과 본딩 결합되어 밀폐력을 확보할 수 있다.The measuring
[제2 실시예][Second Embodiment]
제2 실시예는 제1 실시예의 측정 장치(10)에서 피검체의 신체에 부착되는 방식이 변형된 것이다.In the second embodiment, the method of attaching the measuring
제2 실시예에서 설명하는 측정 장치(20)의 바닥판(미도시), 기판(미도시), 압력센서(미도시), 온도센서(미도시), 밀봉 패드(미도시) 및 커버판(미도시)은 제1 실시예의 바닥판(120), 기판(130), 압력센서(132), 온도센서(133), 밀봉 패드(140) 및 커버판(150)과 동일하므로 중복된 설명을 생략하며, 하우징(200) 및 점착 패치(210)에 대해서만 설명한다.Bottom plate (not shown), substrate (not shown), pressure sensor (not shown), temperature sensor (not shown), sealing pad (not shown) and cover plate (not shown) of the measuring
도 5는 제2 실시예의 측정 장치(20)와 점착 패치(210)가 분리된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 6은 측정 장치(20)와 점착 패치(210)가 부착된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 7은 측정 장치(20)와 점착 패치(210)가 부착된 상태를 나태낸 투시도이다.5 is a perspective view showing a state in which the measuring
도 5 내지 도 7을 참조하면, 하우징(200)은 하단에서 상단을 향할수록 면적이 점차 작아지는 형태로 형성된다. 하우징(200)에는 피검체의 접촉면 부위의 둘레에 편 형태로 돌출된 외주 편(201)이 형성된다. 외주 편(201)에는 점착 패치(210)의 일부가 부착된다.Referring to FIGS. 5 to 7 , the
점착 패치(210)(sticky patch)는 하우징(20)에 형성된 외주 편(201)의 적어도 일부를 덮은 상태에서 측정 장치(20)를 피검체의 진단 부위에 밀착되게 부착시킨다.The
점착 패치(210)는 하우징(200)이 노출되도록 내부가 빈 형태로 형성되고, 일부가 하우징(200)에 형성된 외주 편(201)을 덮을 수 있는 형상으로 형성된다. 그리고 점착 패치(210)는 하우징(200)의 외주 편(201) 보다 더 큰 면적으로 형성된다.The
예컨대, 점착 패치(210)의 일부는 외주 편(201)의 일면을 덮도록 부착되고, 나머지 부위는 피검체의 신체에 부착된다. 점착 패치(210)는 피검체의 진단 부위 피부에 직접적으로 부착될 수 있으며 또한, 피검체의 의류 표면에 부착되어도 가능하다. 점착 패치(210)는 피검체의 진단 부위 피부에 직접적으로 부착될 수 있으며 또한, 피검체의 의류 표면에 부착되어도 가능하다(도 8 참조).For example, a portion of the
도 8에서 보듯, 본 실시예의 점착 패치(210)는 웨어러블 패브릭(wearable fabric) 소재로 형성될 수도 있다. 점착 패치(210)가 웨어러블 패브릭 소재로 형성되면, 점착 패치(210)가 의류와 일체로 형성되고, 하우징(200)이 의류로부터 탈부착 되는 방식으로 구현될 수 있다.As shown in FIG. 8 , the
본 실시예에서 점착 패치(210)는 하우징(200)의 일부를 덮은 상태에서 측정 장치를 피검체의 진단 부위에 밀착시킬 수 있는 형태라면, 어떠한 형태로 형성되어도 무방하다.In this embodiment, the
[제3 실시예][Third Embodiment]
제3 실시예는 제1 실시예 또는 제2 실시예의 측정 장치의 압력센서에서 측정된 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형 중 적어도 하나의 파형과 온도센서에서 측정된 외부 온도를 외부(예를 들면, 진단 장치)로 송신하기 위한 것이다.In the third embodiment, at least one of a heartbeat waveform and a respiration waveform derived from a waveform measured by the pressure sensor of the measuring device of the first embodiment or the second embodiment and the external temperature measured by the temperature sensor are transmitted to the outside (for example, , diagnosis device).
도 9은 제3 실시예에 따른 심폐 기능 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.9 is a block diagram showing the configuration of a cardiorespiratory function measuring device according to a third embodiment.
제3 실시예에서 설명하는 측정 장치(30)의 바닥판(미도시), 돌출 구조(310), 기판(미도시), 압력센서(320), 온도센서(340), 밀봉 패드(미도시) 및 커버판(미도시)은 제1 실시예의 바닥판(120), 돌출 구조(121), 기판(130), 압력센서(132), 온도센서(133), 밀봉 패드(140) 및 커버판(150)과 동일하므로 중복된 설명을 생략하며, 통신모듈(340)에 대해서만 설명한다. 또한, 제3 실시예의 측정 장치(30)는 제2 실시예의 외주 편(201) 및 점착 패치(210)가 형성될 수 있다.A bottom plate (not shown), a protruding
도 9를 참조하면, 측정 장치는 통신모듈(340)(communication module)을 포함한다.Referring to FIG. 9 , the measuring device includes a communication module 340 (communication module).
통신모듈(340)은 기판(도2의 130)에 실장된다. 통신모듈(340)은 압력센서(320)에 의해 측정된 신호 파형과, 신호 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형 중 적어도 하나의 파형 신호와 측정된 외부 온도를 외부로 송신한다.The
여기서 외부라 함은 진단 장치(미도시) 또는 분석 장치(미도시)를 의미할 수 있다. 진단 장치 또는 분석 장치는 측정 장치(30)로부터 심박 파형, 호흡 파형 중 적어도 하나의 파형 신호를 제공 받고, 그 데이터를 통해 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 하나를 계산할 수 있다. Here, the external may mean a diagnosis device (not shown) or an analysis device (not shown). The diagnosis device or the analysis device may receive at least one of a heartbeat waveform and a respiration waveform from the
진단 장치는 계산된 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 어느 하나와 측정 장치(30)로부터 제공받은 외부 온도를 종합 고려하여 피검체의 이상 상태를 판단한다. 예를 들면, 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 하나가 증가하거나 감소하였을 때, 이상 상태(예를 들면, 질병)에 의한 것인지 또는 외부 온도에 의한 것인지를 판단한다.The diagnosis apparatus determines an abnormal state of the subject by comprehensively considering at least one of the calculated heart rate or respiration rate of the subject and the external temperature provided from the measuring
만약, 외부 온도가 적정 온도 범위(room temperature) 임에도 불구하고 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 하나가 증가하거나 감소하면 피검체에 이상 상태가 발생된 것으로 판단하고, 외부 온도가 적정 온도 범위(room temperature)를 벗어난 상태면 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 하나의 증가 또는 감소를 외부 온도에 의한 증가 또는 감소로 판단한다.If at least one of the subject's heart rate or respiration rate increases or decreases despite the external temperature being within the appropriate temperature range (room temperature), it is determined that an abnormal state has occurred in the subject, and the external temperature is within the appropriate temperature range (room temperature). temperature), the increase or decrease of at least one of the heart rate or respiratory rate of the subject is determined as an increase or decrease due to external temperature.
여기서, 피검체의 이상 상태 판단에 큰(serious) 영향을 미치지 않을 정도의 적정 온도 범위(room temperature)는 22~25° 사이일 수 있으며, 해당 온도 범위에서 1°씩 증가 또는 감소할 때마다 증가되는 피검체의 호흡수 또는 심박수는 알고리즘 또는 미리 구축된 DB로부터 확인할 수 있다.Here, an appropriate temperature range (room temperature) that does not seriously affect the determination of the abnormal state of the subject may be between 22 and 25 °, and increases with each increase or decrease of 1 ° in the temperature range. The respiratory rate or heart rate of the subject to be tested can be confirmed from an algorithm or a pre-built DB.
진단 장치 또는 분석 장치는 호흡수 또는 심박수 중 어느 하나와 외부 온도가 종합 고려된 데이터를 심박수 및 호흡수를 미리 구축된 심박수 및 호흡수 데이터와 비교하여 피검체의 심기능 및 폐기능을 진단한다.The diagnosis device or analysis device diagnoses the heart and lung functions of the subject by comparing the heart rate and respiratory rate data, which comprehensively considers any one of the heart rate and the external temperature, with pre-established heart rate and respiratory rate data.
통신모듈(340)은 블루투스(Bluetooth), 알에프아이디(RFID, Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, WSN(Wireless Sensor Network), WLAN (Wireless LAN or Wifi) 및 UWB(Ultra Wideband) 등과 같은 근거리 무선통신 또는 저전력 장거리 통신(LPWA, Low Power Wide Area)과 같은 장거리 통신을 지원할 수 있다. 특히, 블루투스(Bluetooth) 계열의 BLE 비콘(beacon) 프로토콜 지원으로 브로드캐스팅 방식의 정보 전송을 지원할 수도 있다. 또한 통신모듈(340)은 2G, 3G, 4G, 5G와 같은 이동 통신 프로토콜이나, Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 이동통신 프로토콜을 지원할 수도 있다. 통신모듈(340)은 이동식 저장 매체로 데이터를 전송하기 위한 인터페이스가 구비될 수도 있다. 통신모듈(340)은 상기와 같은 방식으로 진단 장치 또는 분석 장치와 통신할 수 있다.The
[제4 실시예][Fourth Embodiment]
제4 실시예는 제1 실시예 또는 제2 실시예의 측정 장치의 압력센서에서 측정된 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형 중 적어도 하나의 파형과 온도센서에서 측정된 외부 온도를 종합 고려하여 피검체의 이상 상태를 판단하는 기술에 관한 것이다.The fourth embodiment comprehensively considers at least one of a heartbeat waveform and a respiration waveform derived from a waveform measured by the pressure sensor of the measuring device of the first or second embodiment and the external temperature measured by the temperature sensor, It relates to a technique for determining the abnormal state of
도 10은 제4 실시예에 따른 심폐 기능 측정 장치(40)의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 11a은 압력센서(410)에 의해 측정된 신호 파형과, 신호 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형을 나타낸 도면이다.10 is a block diagram showing the configuration of a device for measuring
제4 실시예에서 설명하는 측정 장치(40)의 바닥판(미도시), 돌출 구조(410), 기판(미도시), 압력센서(420), 온도센서(430), 밀봉 패드(미도시) 및 커버판(미도시)은 제3 실시예의 바닥판(미도시), 돌출 구조(310), 기판(미도시), 압력센서(320), 온도센서(330), 밀봉 패드(미도시) 및 커버판(미도시)과 동일하므로 중복된 설명을 생략하며, 산출모듈(440), 진단모듈(450) 및 통신모듈(460)에 대해서만 설명한다. A bottom plate (not shown), a protruding
도 10 및 도 11a을 참조하면, 측정 장치(40)는 산출모듈(440) 및 진단모듈(450)을 더 포함한다.Referring to FIGS. 10 and 11A , the measuring
산출모듈(440)은 압력센서(410)에서 측정된 신호 파형(도 11a의 (C))과, 신호 파형으로부터 도출된 심박 파형(도 11a의 (A)) 및 호흡 파형(도 11a의 (B))을 획득한다. 산출모듈(440)에서 획득된 신호 파형과, 신호 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형에는 돌출 구조(121)의 변형에 의한 피크치 변화가 기록된다.The
산출모듈(440)은 압력센서(410)에 의해 측정된 신호 파형(도 11a의 (C))을 이용하여 피검체의 심박수 및 호흡수를 측정할 수 있지만, 보다 용이하게 측정하기 위해 신호 파형(도 11a의 (C))을 알고리즘을 통해 심박 파형(도 11a의 (A)) 및 호흡 파형(도 11a의 (B)으로 분리하여 피검체의 심박수를 호흡수를 측정한다.The
예컨대, 피검체의 호흡은 흡기와 호기로 구분된다.For example, the subject's respiration is divided into inspiration and expiration.
흡기(Inspiration) 과정에서는 늑간근(Intercostal muscle)이 수축하여 늑골(Rib)이 들리고, 횡격막 역시 수축함에 따라 내려가 흉강(Thoracic cage)의 부피가 늘어난다. 반대로, 호기(Expiration) 과정에서는 늑간근이 이완하여 늑골이 내려가고, 횡격막도 이완하여 올라가 흉강의 부피가 줄어든다.In the process of inspiration, intercostal muscles contract to lift the ribs, and the diaphragm also contracts to go down, increasing the volume of the thoracic cage. Conversely, during expiration, the intercostal muscles relax and the ribs go down, and the diaphragm also relaxes and goes up, reducing the volume of the thoracic cavity.
본 발명에서 호흡은 흡기와 호기를 검출하는 광범위한 의미로 정의될 수 있다. 또는 좁은 의미로 흉곽의 팽창과 수축을 의미할 수 있으며, 더 좁은 의미로 폐의 팽창과 수축을 의미할 수 있다. 즉, 본 발명에서 호흡이라는 정의는 흡기와 호기를 포괄적인 의미뿐만 아니라 흉곽 또는 폐의 팽창과 수축을 아우르는 의미로 해석된다.In the present invention, breathing can be defined in a broad sense that detects inspiration and expiration. Alternatively, it may refer to expansion and contraction of the ribcage in a narrower sense, and expansion and contraction of the lungs in a more narrow sense. That is, the definition of respiration in the present invention is interpreted as a comprehensive meaning of inspiration and expiration as well as expansion and contraction of the chest or lungs.
여기서, 피검체가 호흡을 하면 흉곽이 팽창하는데 흉곽이 최대치로 팽창했을 때가 호흡이 변화되는 순간 즉, 들숨에서 날숨으로 변화되는 순간이다.Here, when the subject breathes, the rib cage expands, and when the rib cage expands to the maximum value, it is the moment when the breathing changes, that is, the moment when the breath changes from inhalation to exhalation.
도 11a의 (A)는 압력센서(410)의 신호파형에서 도출된 심박 파형이다. 도 11a의 (A)에서 보듯, 산출모듈(440)은, 측정된 심박 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 분당 심박수를 계산한다.11A (A) is a heartbeat waveform derived from the signal waveform of the
도 11a의 (B)는 압력센서(410)의 신호 파형에서 도출된 호흡 파형이. 도 11a의 (B)에서 보듯, 산출모듈(440)은 측정된 호흡 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 호흡수를 계산한다.Figure 11a (B) is a breathing waveform derived from the signal waveform of the
도 11a의 (C)는 압력센서(410)에 의해 측정된 신호 파형이다. 신호 파형은 피검체의 심장박동 및 호흡에 의한 압력변화가 모두 기록된 파형이다.11A (C) is a signal waveform measured by the
도 11a의 (C)에서 보듯, 산출모듈(440)은 심박 파형에서 돌출 구조(121)의 변형에 의해 측정된 피크치 변화(즉, 피크치와 다음 피크치)를 이용하여 신호 파형에서 호흡수를 계산한다. 그리고 산출모듈(440)은 돌출 구조(121)의 변형에 의한 피크치(peak value)를 보이는 심박 파형 구간에서 피크치(A) 제외한 구간은 일반적인 심박 파형의 구간(B)으로 간주하고, 심박 파형의 구간(B)을 통해 심박수를 계산한다.As shown in (C) of FIG. 11A, the
예를 들면, 도 11b에서 보듯, 피검체의 흉곽이 최대치로 팽창 했을 때(A구간), 돌출 구조(121)의 변형에 의한 피크치와, 흉곽이 수축된 후 다시 최대치로 팽창 했을 때의 구간을 호흡구간으로 간주하여 호흡수를 카운트한다.For example, as shown in FIG. 11B, the peak value due to deformation of the protruding
그리고 피검체의 흉곽이 최대치로 팽창 했을 때(A구간)을 제외한 구간은 일반적인 심박동에 의한 파형으로 간주한다.In addition, the section except for when the subject's chest expands to the maximum value (section A) is regarded as a waveform caused by a general heartbeat.
도 11c는 도 11a의 압력센서에 의해 측정된 신호 파형으로부터 호흡파형을 도출하는 과정을 나타낸 도면이다.11c is a diagram illustrating a process of deriving a breathing waveform from a signal waveform measured by the pressure sensor of FIG. 11a.
도 11c를 참조하면, 산출모듈(440)은 알고리즘을 이용하여 신호 파형으로부터 호흡 파형을 도출한다. 예를 들면, 산출모듈(440)은 신호 파형의 이동 평균의 중심값(L1)을 설정하고, 미리 설정된 값으로 신호 파형의 이동 평균의 중심값(L1)을 상향 조정하여 호흡 이동 평균 중심값(L2)를 설정한다. 일 예로, 호흡 이동 평균 중심값(L2)은 신호 파형의 이동 평균의 중심값(L1)의 2배로 상향될 수 있다. 그리고 산출모듈(440)은 호흡 이동 평균 중심값(L2)을 기초로 미리 설정된 범위 내의 파형만을 획득하여 호흡 파형(S1)을 획득한다.Referring to Figure 11c, the
도 11d는 도 11a의 압력센서에 의해 측정된 신호 파형으로부터 심박파형을 도출하는 과정을 나타낸 도면이다.11D is a diagram illustrating a process of deriving a heartbeat waveform from a signal waveform measured by the pressure sensor of FIG. 11A.
11d를 참조하면, 산출모듈(440)은 알고리즘을 이용하여 신호 파형으로부터 심박 파형을 도출한다. 예를 들면, 산출모듈(440)은 신호 파형의 이동평균의 중심값(L1)을 설정하고, 미리 설정된 값으로 신호 파형의 이동 평균의 중심값(L1)을 하향 조정하여 심박 이동 평균 중심값(L3)를 설정한다. 일 예로, 심박 이동 평균 중심값(L3)은 신호 파형의 이동 평균의 중심값(L1)의 30%로 하향될 수 있다. 그리고 산출모듈(440)은 심박 이동 평균 중심값(L3)을 기초로 미리 설정된 범위 내의 파형만을 획득하여 심박 파형(S2)을 획득한다. Referring to 11d, the
산출모듈(440)은 측정 장치(40)의 내부에서 기판(예를 들면 도 3a의 130)에 설치되거나 또는 측정 장치(40)의 내부에서 기판과 분리된 별도의 위치(예를 들면, 도 3a의 170 위치)에 구비될 수 있다.The
진단모듈(450)은 산출모듈(440)에서 계산된 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 어느 하나와 온도센서(430)에서 측정된 외부 온도를 종합 고려하여 피검체의 이상 상태를 판단한다. The
예를 들면, 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 하나가 증가하거나 감소하였을 때, 이상 상태(예를 들면, 질병)에 의한 것인지 또는 외부 온도에 의한 것인지를 판단한다.For example, when at least one of the subject's heart rate or respiratory rate increases or decreases, it is determined whether it is due to an abnormal condition (eg, disease) or external temperature.
만약, 외부 온도가 적정 온도 범위(room temperature) 임에도 불구하고 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 하나가 증가하거나 감소하면 피검체에 이상 상태가 발생된 것으로 판단하고, 외부 온도가 적정 온도 범위(room temperature)를 벗어난 상태면 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 하나의 증가 또는 감소를 외부 온도에 의한 증가 또는 감소로 판단한다.If at least one of the subject's heart rate or respiration rate increases or decreases despite the external temperature being within the appropriate temperature range (room temperature), it is determined that an abnormal state has occurred in the subject, and the external temperature is within the appropriate temperature range (room temperature). temperature), the increase or decrease of at least one of the heart rate or respiratory rate of the subject is determined as an increase or decrease due to external temperature.
여기서, 피검체의 이상 상태 판단에 큰(serious) 영향을 미치지 않을 정도의 적정 온도 범위(room temperature)는 22~25° 사이일 수 있으며, 해당 온도 범위에서 1°씩 증가 또는 감소할 때마다 증가되는 피검체의 호흡수 또는 심박수는 알고리즘 또는 미리 구축된 DB로부터 확인할 수 있다.Here, an appropriate temperature range (room temperature) that does not seriously affect the determination of the abnormal state of the subject may be between 22 and 25 °, and increases with each increase or decrease of 1 ° in the temperature range. The respiratory rate or heart rate of the subject to be tested can be confirmed from an algorithm or a pre-built DB.
진단모듈(450)은 호흡수 또는 심박수 중 어느 하나와 외부 온도가 종합 고려된 데이터를 심박수 및 호흡수를 미리 구축된 심박수 및 호흡수 데이터와 비교하여 피검체의 심기능 및 폐기능을 진단한다.The
통신모듈(460)은 산출모듈(440)에서 계산된 심박수 및 호흡수 중 적어도 하나와, 진단모듈(450)에서 진단된 결과를 외부 장치(예를 들면, 결과를 출력하는 모니터 또는 결과 기록 매체)로 전송한다.The
[제5 실시예][Fifth Embodiment]
제5 실시예는 제1 실시예 또는 제2 실시예의 측정 장치(10, 20)의 압력센서에 의해 측정된 신호 파형, 심박 파형 및 호흡 파형 중 적어도 하나의 파형 신호와, 외부 온도를 분석 장치로 송신하고, 분석 장치가 측정 장치로부터 수신받은 파형과 온도 센서에서 측정된 외부 온도를 종합 고려하여 피검체의 이상 상태를 판단하는 기술에 관한 것이다.In the fifth embodiment, at least one of the signal waveform, the heartbeat waveform, and the respiration waveform measured by the pressure sensor of the measuring
도 12는 제5 실시예에 따른 심폐 기능 측정 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.12 is a block diagram showing the configuration of a cardiorespiratory function measurement system according to a fifth embodiment.
이하에서 설명하는 제5 실시예의 측정 장치(50)는 돌출 구조(510), 압력센서(520), 온도센서(530) 및 통신모듈(540)을 포함한다. 여기서 제5 실시예의 측정 장치(50)는 돌출 구조(510), 압력센서(520), 온도센서(530) 및 통신모듈(540)은 제4 실시예의 돌출 구조(510), 압력센서(520), 온도센서(530) 및 통신모듈(540)과 동일하므로 중복된 설명을 생략하며, 분석 장치(60)에 대해서만 설명한다.A measuring
도 12를 참조하면, 본 발명의 시스템은 측정 장치(50)(sensing device) 및 분석 장치(60)(analysis device)를 포함한다.Referring to FIG. 12 , the system of the present invention includes a measuring device 50 (sensing device) and an analyzing device 60 (analysis device).
분석 장치(60)의 산출모듈(610)은 측정 장치(50)로부터 압력센서(520)의 측정 신호 즉, 압력센서(520)에 의해 측정된 신호 파형과, 신호 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형 중 적어도 하나의 파형을 전송받는다. 그리고 산출모듈(610)는 측정 장치(50)로부터 온도센서(530)에서 측정된 외부 온도를 전송받는다.The
산출모듈(610)은 측정 장치(50)로부터 제공받은 압력센서(520)에 의해 측정된 심박 파형을 이용하여 피검체의 심박수를 측정한다. 산출모듈(610)은 측정된 심박 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 분당 심박수를 계산한다(도11a의 (A)참조).The
그리고 산출모듈(610)은 측정 장치(50)로부터 제공받은 압력센서(510)에서 측정된 호흡 파형을 이용하여 피검체의 호흡수를 측정한다. 산출모듈(610)은 측정된 호흡 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 호흡수를 계산한다(도 11a의 (B) 참조).And the
산출모듈(610)은 측정 장치(50)로부터 제공받은 신호 파형으로부터 피검체의 호흡수를 계산한다. 신호 파형은 심박 파형에서 돌출 구조(510)의 변형에 의한 호흡의 피크치 및 심박의 피크치가 기록된 파형이다(도 11a의 (C)참조).The
산출모듈(610)은 심박 파형에서 돌출 구조(510)의 변형에 의해 측정된 피크치(A구간) 변화를 측정하여 신호 파형에서 호흡수를 계산한다. 그리고 산출모듈(610)은 돌출 구조(510)의 변형에 의한 피크치(peak value)를 보이는 신호 파형에서 피크치(A) 제외한 구간은 일반적인 심박 파형의 구간(B)으로 간주하고, 심박 파형의 구간(B)을 통해 심박수를 계산한다.The
진단모듈(620)은 산출모듈(610)에서 계산된 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 어느 하나와 온도센서(530)에서 측정된 외부 온도를 종합 고려하여 피검체의 이상 상태를 판단한다. The
예를 들면, 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 하나가 증가하거나 감소하였을 때, 이상 상태(예를 들면, 질병)에 의한 것인지 또는 외부 온도에 의한 것인지를 판단한다.For example, when at least one of the subject's heart rate or respiratory rate increases or decreases, it is determined whether it is due to an abnormal condition (eg, disease) or external temperature.
만약, 외부 온도가 적정 온도 범위(room temperature) 임에도 불구하고 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 하나가 증가하거나 감소하면 피검체에 이상 상태가 발생된 것으로 판단하고, 외부 온도가 적정 온도 범위(room temperature)를 벗어난 상태면 피검체의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 하나의 증가 또는 감소를 외부 온도에 의한 증가 또는 감소로 판단한다.If at least one of the subject's heart rate or respiration rate increases or decreases despite the external temperature being within the appropriate temperature range (room temperature), it is determined that an abnormal state has occurred in the subject, and the external temperature is within the appropriate temperature range (room temperature). temperature), the increase or decrease of at least one of the heart rate or respiratory rate of the subject is determined as an increase or decrease due to external temperature.
여기서, 피검체의 이상 상태 판단에 큰(serious) 영향을 미치지 않을 정도의 적정 온도 범위(room temperature)는 22~25° 사이일 수 있으며, 해당 온도 범위에서 1°씩 증가 또는 감소할 때마다 증가되는 피검체의 호흡수 또는 심박수는 알고리즘 또는 미리 구축된 DB로부터 확인할 수 있다.Here, an appropriate temperature range (room temperature) that does not seriously affect the determination of the abnormal state of the subject may be between 22 and 25 °, and increases with each increase or decrease of 1 ° in the temperature range. The respiratory rate or heart rate of the subject to be tested can be confirmed from an algorithm or a pre-built DB.
진단모듈(620)은 호흡수 또는 심박수 중 어느 하나와 외부 온도가 종합 고려된 데이터를 심박수 및 호흡수를 미리 구축된 심박수 및 호흡수 데이터와 비교하여 피검체의 심기능 및 폐기능을 진단한다.The
[제6 실시예][Sixth Embodiment]
제6 실시예는 제1 실시예의 측정 장치(10)에서 컴퓨팅 장치와 유선 연결시키기 위한 라인 커넥터(660)가 형성된 것이다.In the sixth embodiment, a
도 13은 제6 실시예 따른 측정 장치를 나타낸 사시도이다.13 is a perspective view showing a measuring device according to a sixth embodiment.
제6 실시예의 측정 장치(60)의 하우징(610)(housing), 바닥판(620)(base plate), 돌출 구조(621), 기판(미도시)(substrate), 압력센서(미도시), 온도센서(미도시)는 제1 실시예의 하우징(110)(housing), 바닥판(120)(base plate), 돌출 구조(121), 기판(130)(substrate), 압력센서(132) 및 온도센서(133)와 동일하므로 중복된 설명을 생략한다.A
도 13을 참조하면, 본 발명의 측정 장치(60)는 라인 커넥터(660)를 포함한다.Referring to FIG. 13 , the measuring
라인 커넥터(660)는 측정 장치(60)와 컴퓨팅 장치(미도시)를 유선 연결한다. 라인 커넥터(660)는 측정 장치(60)에 실장된 압력센서(미도시)의 측정값을 컴퓨팅 장치로 전송한다.The
라인 커넥터(660)는 신호 라인(미도시), 전원 라인(미도시)이 실장된 케이블(661)과, 인터페이스 모듈(미도시)이 실장된 케이스(662)를 포함한다.The
케이블(661)은 케이스(662)와 측정 장치(60)를 연결된다. 케이블(661)에 실장된 신호 라인 및 전원 라인의 양단은 각각 케이스(662)에 실장된 인터페이스 모듈(미도시) 및 측정 장치(60)에 실장된 압력센서(미도시)에 연결된다.A
호 라인은 측정 장치(60)와 컴퓨팅 장치간에 데이터를 전송하고, 전원 라인은 컴퓨팅 장치로부터 공급된 전원을 측정 장치(60)로 공급한다.The call line transmits data between the measuring
측정 장치(60)는 라인 커넥터(660)를 통해 연결된 컴퓨팅 장치로부터 전력을 공급받아 작동되기 때문에 별도의 배터리가 구비되지 않아도 된다.Since the
케이스(662)에는 인터페이스 모듈(미도시)이 실장된다. 인터페이스 모듈은 컴퓨팅 장치와 직접적으로 연결되기 위한 것으로서 컴퓨팅 장치에 구비된포트에 끼워지는 단자(663)가 형성된다.An interface module (not shown) is mounted on the
인터페이스 모듈은 USB(Universal Serial Bus) 규격을 지원한다.The interface module supports the Universal Serial Bus (USB) standard.
예컨대, USB(Universal Serial Bus) 규격은 USB 2.0 TYPE A PLUG, USB 2.0 TYPE B PLUG, USB 2.0 MINI TYPE B PLUG, USB 2.0 MICRO TYPE B PLUG, USB 3.0 THPE A PLUG, USB 3.0 THPE B PLUG 및 USN 3.0 MICRO TYPE B PLUG 중 어느 하나를 채택할 수 있다.For example, USB (Universal Serial Bus) specifications include USB 2.0 TYPE A PLUG, USB 2.0 TYPE B PLUG, USB 2.0 MINI TYPE B PLUG, USB 2.0 MICRO TYPE B PLUG, USB 3.0 THPE A PLUG, USB 3.0 THPE B PLUG, and USN 3.0. Any one of MICRO TYPE B PLUG can be adopted.
컴퓨팅 장치는 전송받은 데이터를 이용하여 피검체의 호흡수, 심박수 중 어느 하나를 측정하고, 호흡수 및 심박수 중 어느 하나와 외부 온도를 고려하여 피검체의 이상 상태를 진단할 수 있다.The computing device may measure any one of the respiratory rate and heart rate of the subject using the transmitted data, and diagnose an abnormal state of the subject by considering either one of the respiratory rate and heart rate and the external temperature.
제6 실시예의 측정 장치(60)에는 산출모듈(미도시) 및 진단모듈(미도시)가 구비될 수 있다. 산출모듈과 진단모듈은 제4 실시예의 산출모듈(440) 및 진단모듈(450)과 동일하므로 중복된 설명을 생략한다.The measuring
[제7 실시예][Seventh Embodiment]
제6 실시예는 제2 실시예의 측정 장치(20)를 컴퓨팅 장치와 유선 연결시키기 위한 라인 커넥터(760)가 형성된 것이다.In the sixth embodiment, a
도 14는 제7 실시예 따른 측정 장치를 나타낸 사시도이다.14 is a perspective view showing a measuring device according to a seventh embodiment.
제7 실시예의 측정 장치(70)의 하우징(700)(housing), 바닥판(도면 번호 미부여)(base plate) 및 기판(도면부호 미부여)(substrate)은 제2 실시예의 하우징(200)(housing), 바닥판(도면번호 미부여)(base plate) 및 기판(도면번호 미부여)(substrate)과 동일하므로 중복된 설명을 생략한다.The
도 14를 참조하면, 본 발명의 측정 장치(70)는 라인 커넥터(760)를 포함한다.Referring to FIG. 14 , the measuring
라인 커넥터(660)는 측정 장치(70)와 컴퓨팅 장치(미도시)를 유선 연결한다. 라인 커넥터(760)는 측정 장치(70)에 구비된 압력센서(미도시)의 측정값을 컴퓨팅 장치로 전송한다.The
라인 커넥터(760)는 신호 라인(미도시), 전원 라인(미도시)이 실장된 케이블(761)과, 인터페이스 모듈(미도시)이 실장된 케이스(662)를 포함한다.The
케이블(761)은 케이스(762)와 측정 장치(70)를 연결된다. 케이블(761)에 실장된 신호 라인 및 전원 라인의 양단은 각각 케이스(762)에 실장된 인터 페이스 모듈(미도시) 및 측정 장치(70)에 실장된 압력센서(미도시)에 연결된다.A
신호 라인은 측정 장치(70)와 컴퓨팅 장치간에 데이터를 전송하고, 전원 라인은 컴퓨팅 장치로부터 공급된 전원을 측정 장치(70)로 공급한다.The signal line transmits data between the measuring
측정 장치(70)는 라인 커넥터(760)를 통해 연결된 컴퓨팅 장치로부터 전력을 공급받아 작동되기 때문에 별도의 배터리가 구비되지 않아도 된다.Since the measuring
케이스(762)에는 인터페이스 모듈(미도시)이 실장된다. 인터페이스 모듈은 컴퓨팅 장치와 직접적으로 연결되기 위한 것으로서 컴퓨팅 장치에 구비된 포트에 끼워지는 단자(763)가 형성된다.An interface module (not shown) is mounted on the
인터페이스 모듈은 USB(Universal Serial Bus) 규격을 지원한다. 예컨대, USB(Universal Serial Bus) 규격은 USB 2.0 TYPE A PLUG, USB 2.0 TYPE B PLUG, USB 2.0 MINI TYPE B PLUG, USB 2.0 MICRO TYPE B PLUG, USB 3.0 THPE A PLUG, USB 3.0 THPE B PLUG 및 USN 3.0 MICRO TYPE B PLUG 중 어느 하나를 채택할 수 있다.The interface module supports the Universal Serial Bus (USB) standard. For example, USB (Universal Serial Bus) specifications include USB 2.0 TYPE A PLUG, USB 2.0 TYPE B PLUG, USB 2.0 MINI TYPE B PLUG, USB 2.0 MICRO TYPE B PLUG, USB 3.0 THPE A PLUG, USB 3.0 THPE B PLUG, and USN 3.0. Any one of MICRO TYPE B PLUG can be adopted.
컴퓨팅 장치는 전송받은 데이터를 이용하여 피검체의 호흡수, 심박수 중 어느 하나를 측정하고, 호흡수 및 심박수 중 어느 하나와 외부 온도를 고려하여 피검체의 이상 상태를 진단할 수 있다.The computing device may measure any one of the respiratory rate and heart rate of the subject using the transmitted data, and diagnose an abnormal state of the subject by considering either one of the respiratory rate and heart rate and the external temperature.
제6 실시예의 측정 장치(70)에는 산출모듈(미도시) 및 진단모듈이 구비될 수 있다.The measuring
산출모듈 및 진단모듈은 제4 실시예의 산출모듈(440) 및 진단모듈(450)과 동일하므로 중복된 설명을 생략한다.Since the calculation module and the diagnosis module are the same as the
이상에서는 본 발명에 관한 몇 가지 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to several embodiments of the present invention, those skilled in the art can make the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that various modifications and variations may be made.
10: 측정 장치
103: 웨어러블 밴드
110: 하우징
111: 체결 구조
120: 바닥판
121: 돌출 구조
130: 기판
132: 압력센서
133: 온도센서
140: 밀봉 패드
150: 커버판 10: measuring device
103: wearable band
110: housing
111: fastening structure
120: bottom plate
121: extruded structure
130: substrate
132: pressure sensor
133: temperature sensor
140: sealing pad
150: cover plate
Claims (16)
상기 바닥판과 결합하는 하우징(housing); 및
상기 하우징 내에 배치되며 상기 돌출 구조의 형상 변화에 의한 상기 하우징 내의 압력 변화를 측정하는 압력센서와, 외부 온도를 측정하는 온도센서가 실장되는 기판(substrate)
을 포함하는 심폐 기능 측정 장치.a base plate having a protruding structure whose shape changes according to the subject's respiration and heartbeat;
a housing coupled to the bottom plate; and
A substrate disposed in the housing and on which a pressure sensor for measuring a change in pressure in the housing due to a change in shape of the protruding structure and a temperature sensor for measuring an external temperature are mounted
Cardiopulmonary function measuring device comprising a.
상기 돌출 구조는 피검체의 측정 부위를 향하여 돌출 형성되는 심폐 기능 측정 장치.According to claim 1,
The protruding structure is a cardiopulmonary function measuring device that protrudes toward the measurement site of the subject.
상기 바닥판 내측의 돌출 구조 형성 부위를 덮어 압력 공간을 형성하고, 일부에 제1 압력전이홀(pressure transfer hole)이 형성된 커버판(cover plate); 및
상기 기판과 상기 커버판 사이에 배치되며, 상기 제1 압력전이홀에 대응하는 위치에 제2 압력전이홀이 형성되는 밀봉 패드(sealing pad)를 더 포함하며,
상기 돌출 구조의 변형에 따라 압력 공간의 공기압이 상기 제1 압력전이홀 및 상기 제2 압력전이홀을 통해 상기 압력센서에 전달되는 심폐 기능 측정 장치.According to claim 1,
a cover plate covering a portion of the protruding structure inside the bottom plate to form a pressure space and having a first pressure transfer hole formed therein; and
It is disposed between the substrate and the cover plate, and further includes a sealing pad having a second pressure transition hole formed at a position corresponding to the first pressure transition hole,
Cardiopulmonary function measuring device in which the air pressure in the pressure space according to the deformation of the protruding structure is transmitted to the pressure sensor through the first pressure transition hole and the second pressure transition hole.
상기 기판에는 상기 압력센서에 의해 측정된 신호 파형과, 신호 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형 중 적어도 하나를 외부로 송신하는 통신모듈(communication module)이 실장되는 심폐 기능 측정 장치.According to claim 1,
Cardiopulmonary function measuring device mounted on the substrate is a communication module for transmitting at least one of a signal waveform measured by the pressure sensor and a heartbeat waveform and a breathing waveform derived from the signal waveform to the outside.
상기 기판에는,
상기 압력센서의 측정 신호를 이용하여 심박수 및 호흡수 중 적어도 하나 를 계산하는 산출모듈(computing module)과, 상기 계산된 결과값과 상기 온도 센서가 측정한 외부 온도값을 외부로 송신하는 통신모듈이 실장되는 심폐 기능 측정 장치.According to claim 1,
On the board,
A computing module for calculating at least one of a heart rate and a respiration rate using a measurement signal of the pressure sensor, and a communication module for transmitting the calculated result value and the external temperature value measured by the temperature sensor to the outside Equipped cardiorespiratory function measuring device.
상기 기판에는,
상기 압력센서의 측정 신호를 이용하여 심박수 및 호흡수 중 적어도 하나 를 계산하는 산출모듈(computing module)과, 상기 계산된 심박수 및 호흡수 중 적어도 하나와 상기 측정 장치에서 수신된 외부 온도값에 기초하여 피검체의 이상 상태를 판정하는 진단모듈(diagnosing module)과, 상기 판정된 피검체의 이상 상태를 외부로 송신하는 통신모듈이 실장되는 심폐 기능 측정 장치.According to claim 1,
On the board,
A computing module for calculating at least one of heart rate and respiratory rate using the measurement signal of the pressure sensor, and based on at least one of the calculated heart rate and respiratory rate and the external temperature value received from the measuring device An apparatus for measuring cardiorespiratory function, in which a diagnosis module for determining an abnormal state of a subject and a communication module for transmitting the determined abnormal state of the subject to the outside are mounted.
상기 산출모듈은, 상기 압력센서에 의해 측정된 파형으로부터 도출된 심박 파형 심박 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 분당 심박수를 계산하고, 상기 압력센서에 의해 측정된 파형으로부터 도출된 호흡 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 호흡수를 계산하는 심폐 기능 측정 장치.According to claim 5 or 6,
The calculation module calculates the heart rate per minute using the peak value of the heartbeat waveform derived from the waveform measured by the pressure sensor and the next peak value, and calculates the peak value of the respiratory waveform derived from the waveform measured by the pressure sensor. A cardiorespiratory function measuring device that calculates the respiratory rate using the following peak values.
상기 하우징의 적어도 일부를 덮어 상기 바닥판을 피검체의 진단 부위에 밀착시키는 점착 패치(sticky patch) 또는 웨어러블 패브릭(wearable fabric)을 더 포함하는 심폐 기능 측정 장치.According to claim 1,
The device for measuring cardiorespiratory function further comprises an adhesive patch or wearable fabric that covers at least a portion of the housing and brings the bottom plate into close contact with a diagnostic site of the subject.
상기 돌출 구조는 상기 바닥판에 일체로 형성되는 심폐 기능 측정 장치.According to claim 1,
The protruding structure is a cardiopulmonary function measuring device integrally formed with the bottom plate.
상기 바닥판은 중앙에 통공이 형성되고, 상기 형성된 통공의 외주면으로 돌출 구조가 본딩 결합하는 심폐 기능 측정 장치.According to claim 1,
The bottom plate has a through hole formed in the center, and a cardiopulmonary function measuring device in which a protruding structure is bonded to an outer circumferential surface of the formed through hole.
상기 바닥판과 결합하는 하우징(housing) 및
상기 하우징 내에 배치되며 상기 돌출 구조의 형상 변화에 의한 상기 하우징 내의 압력 변화를 측정하는 압력센서와, 외부 온도를 측정하는 온도센서가 실장되는 기판(substrate),
상기 압력센서에 의해 측정된 파형으로부터 도출된 심박 파형 및 호흡 파형 중 적어도 하나의 파형 신호와 상기 측정된 외부 온도값을 외부로 송신하는 통신모듈(communication module)을 포함하는 측정 장치(sensing device); 및
상기 측정 장치에서 수신된 압력센서의 측정파형 신호를 이용하여 심박수 및 호흡수 중 적어도 하나를 계산하는 산출모듈(computing module)과, 상기 계산된 심박수 및 상기 호흡수 중 적어도 하나를 상기 측정 장치에서 수신된 외부 온도값에 기초하여 피검체의 이상 상태를 판정하는 진단모듈(diagnosing module)을 포함하는 분석 장치(analysis device)
를 포함하는 심폐 기능 측정 시스템.A base plate having a protruding structure whose shape changes according to the subject's respiration and heartbeat;
A housing coupled to the bottom plate and
A substrate disposed in the housing and on which a pressure sensor for measuring a pressure change in the housing due to a shape change of the protruding structure and a temperature sensor for measuring an external temperature are mounted;
A sensing device including a communication module for transmitting at least one of a heartbeat waveform and a respiration waveform derived from the waveform measured by the pressure sensor and the measured external temperature value to the outside; and
A computing module for calculating at least one of a heart rate and a respiratory rate by using a measured waveform signal of a pressure sensor received from the measuring device, and receiving at least one of the calculated heart rate and the respiratory rate from the measuring device An analysis device including a diagnosis module for determining an abnormal state of the subject based on the measured external temperature value
Cardiopulmonary function measurement system comprising a.
상기 돌출 구조는 피검체의 측정 부위를 향하여 돌출 형성되는 심폐 기능 측정 시스템.According to claim 11,
The protruding structure is a cardiopulmonary function measurement system that protrudes toward the measurement site of the subject.
상기 측정 장치는,
상기 바닥판 내측의 돌출 구조 형성 부위를 덮어 압력 공간을 형성하고, 일부에 제1 압력전이홀(pressure transfer hole)이 형성된 커버판(cover plate); 및
상기 기판과 상기 커버판 사이에 배치되며, 상기 제1 압력전이홀에 대응하는 위치에 제2 압력전이홀이 형성되는 밀봉 패드(sealing pad)를 더 포함하며,
상기 돌출 구조의 변형에 따라 압력 공간의 공기압이 상기 제1 압력전이홀 및 상기 제2 압력전이홀을 통해 상기 압력센서에 전달되는 심폐 기능 측정 시스템.According to claim 11,
The measuring device,
a cover plate covering a portion of the protruding structure inside the bottom plate to form a pressure space and having a first pressure transfer hole formed therein; and
It is disposed between the substrate and the cover plate, and further includes a sealing pad having a second pressure transition hole formed at a position corresponding to the first pressure transition hole,
Cardiopulmonary function measuring system in which the air pressure in the pressure space according to the deformation of the protruding structure is transmitted to the pressure sensor through the first pressure transition hole and the second pressure transition hole.
상기 돌출 구조는 상기 바닥판에 일체로 형성되는 심폐 기능 측정 시스템.According to claim 11,
The protruding structure is a cardiopulmonary function measurement system integrally formed with the bottom plate.
상기 바닥판은 중앙에 통공이 형성되고, 상기 형성된 통공의 외주면으로 돌출 구조가 본딩 결합하는 심폐 기능 측정 시스템.According to claim 11,
The bottom plate has a through hole formed in the center, and a cardiopulmonary function measurement system in which a protruding structure is bonded to an outer circumferential surface of the formed through hole.
상기 분석 장치는,
상기 압력센서에 의해 측정된 파형으로부터 도출된 심박 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 분당 심박수를 계산하고, 상기 압력센서에 의해 측정된 파형으로부터 도출된 호흡 파형의 피크치와 다음 피크치를 이용하여 호흡수를 계산하는 심폐 기능 측정 시스템.According to claim 11,
The analysis device,
The heart rate per minute is calculated using the peak value of the heart rate waveform derived from the waveform measured by the pressure sensor and the next peak value, and the respiratory rate is calculated using the peak value of the respiratory waveform derived from the waveform measured by the pressure sensor and the next peak value. A cardiorespiratory function measurement system that calculates
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210131231A KR102597398B1 (en) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction |
KR1020230085235A KR20230124509A (en) | 2021-10-01 | 2023-06-30 | Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210131231A KR102597398B1 (en) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020230085235A Division KR20230124509A (en) | 2021-10-01 | 2023-06-30 | Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230047856A true KR20230047856A (en) | 2023-04-10 |
KR102597398B1 KR102597398B1 (en) | 2023-11-02 |
Family
ID=85984461
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210131231A KR102597398B1 (en) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction |
KR1020230085235A KR20230124509A (en) | 2021-10-01 | 2023-06-30 | Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020230085235A KR20230124509A (en) | 2021-10-01 | 2023-06-30 | Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (2) | KR102597398B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015020033A (en) * | 2013-07-23 | 2015-02-02 | 上田日本無線株式会社 | Method of monitoring pressure fluctuation generated due to breathing and/or heartbeat of creature |
KR20180068096A (en) | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 최선규 | Apparatus for Measuring Biometric Information for pet |
KR102147080B1 (en) * | 2020-03-26 | 2020-08-25 | 주식회사 메쥬 | Electrocardiograph capable of measuring body temperature and method for controlling the same |
KR20210024788A (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-08 | 재단법인대구경북과학기술원 | Pressure measuring device for measuring the force of breathing |
-
2021
- 2021-10-01 KR KR1020210131231A patent/KR102597398B1/en active IP Right Grant
-
2023
- 2023-06-30 KR KR1020230085235A patent/KR20230124509A/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015020033A (en) * | 2013-07-23 | 2015-02-02 | 上田日本無線株式会社 | Method of monitoring pressure fluctuation generated due to breathing and/or heartbeat of creature |
KR20180068096A (en) | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 최선규 | Apparatus for Measuring Biometric Information for pet |
KR20210024788A (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-08 | 재단법인대구경북과학기술원 | Pressure measuring device for measuring the force of breathing |
KR102147080B1 (en) * | 2020-03-26 | 2020-08-25 | 주식회사 메쥬 | Electrocardiograph capable of measuring body temperature and method for controlling the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230124509A (en) | 2023-08-25 |
KR102597398B1 (en) | 2023-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11534130B2 (en) | Device, system and method for detecting a cardiac and/or respiratory disease of a subject | |
US8696588B2 (en) | Device and method for determining a respiration rate | |
US20090062670A1 (en) | Heart monitoring body patch and system | |
WO2018136462A1 (en) | Digital stethoscope using mechano-acoustic sensor suite | |
US20210169382A1 (en) | Pulse oximetry device, system and method | |
KR20190139127A (en) | Medical diagrnostic apparatus | |
US20060007796A1 (en) | Method and a device for recording signals | |
CN111836581B (en) | Techniques for quantifying respiration using a wearable device and related systems and methods | |
JP7237833B2 (en) | System and method, computer readable storage medium for facilitating detection of respiratory status | |
KR101483065B1 (en) | Portable measuring apparatus of sleep data and Examination system of sleep disorders having the same | |
KR102597396B1 (en) | Device, system and method for diagnostic respiratory using diaphragm, and measuring respiratory device therefor | |
KR102597398B1 (en) | Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction | |
KR102550296B1 (en) | Device, system and method for diagnostic respiratory using pogo pin, and measuring respiratory device therefor | |
KR102597397B1 (en) | Device and system for measuring cardiopulmonary dysfunction | |
KR102642248B1 (en) | Device, system and method for measuring respiratory rate using heart sound, and heart sound measurring device therefor | |
KR102596603B1 (en) | Wearable sensing device and health diagnosis system using same | |
KR102420171B1 (en) | Wearable sensor, health diagnosis device and system using the same for animals | |
TWI616184B (en) | Sleep monitoring device, sleep monitoring method and sleep monitoring system | |
US11766222B2 (en) | Algorithm for breathing efficiency | |
KR102596602B1 (en) | Wired type wearable biometric diagnostic device, system and sensing device therefore | |
KR20230130490A (en) | Wearable sensing device and diagnostic device using the same | |
US20240041401A1 (en) | Ear-wearable system and method for detecting dehydration | |
Faetti et al. | A comparative evaluation of different techniques for ambulatory monitoring of respiratory rate | |
KR20230091378A (en) | System, device and method for checking appropriate wearing of wearable sensor | |
KR20230167798A (en) | Apparatus for measuring living body information |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |