KR20230077430A - 스마트폰을 이용하여 폐질환을 발견하는 방법 및 스마트폰 - Google Patents

스마트폰을 이용하여 폐질환을 발견하는 방법 및 스마트폰 Download PDF

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KR20230077430A
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 스마트 폰을 이용하여 폐질환을 발견하는 방법은 스마트 폰의 마이크를 이용하여 환자의 개인화된 폐음 히스토리를 생성하고 스마트 폰의 메모리에 저장하며, 마이크를 이용하여 환자의 현재 폐음을 획득하고, 환자의 폐음 히스토리 및 환자의 현재 폐음에 기반하여 환자의 현재 폐 상태를 판단한다.

Description

스마트폰을 이용하여 폐질환을 발견하는 방법 및 스마트폰{SMART PHONE AND METHOD OF DISCOVERING LUNG DISEASE USING SMART PHONE}
본 발명은 스마트 폰을 이용하여 폐 질환을 조기에 발견하고 진단하는 방법 및 스마트 폰에 관한 것이다.
하기도 감염의 일부인 폐렴은 국내외를 통틀어 사망원인 1위인 질환이다. 코로나-19 바이러스 또한 하기도 감염에서 중등도가 높으며, 빠른 진단과 치료가 생존율 향상에 중요하다.
코로나-19와 같은 신종 호흡기 질환에서는 의료진의 보호도 중요하기에, 환자나 의심환자의 청진에 한계가 있고, 그에 대한 극복하려는 노력이 있어왔으나, 아직 효과적인 청진기를 대체할만한 보편적인 수단은 없는 실정이다.
또한, 만성 폐쇄성 폐질환이나 폐기종 등이 있던 환자는 건강한 상태에서도 이상 호흡음이나 에고포니가 나타날 수 있어, 급성악화를 감별하기 위해서는 기저 상태의 호흡음과 에고포니를 알고 비교하는 것이 중요하다.
즉, 보급률이 높은 기기를 이용하여 청진기를 대체할 수 있는 하기도 감염 및 하기도 질환의 급성악화를 효과적으로 조기에 발견하는 것이 중요하다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 스마트폰 및 스마트폰을 이용한 폐질환 조기 발견 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐질환을 발견하는 방법에 있어서, 스마트 폰의 마이크를 이용하여 환자의 개인화된 폐음 히스토리를 생성하고 상기 스마트 폰의 메모리에 저장하는 단계; 상기 마이크를 이용하여 상기 환자의 현재 폐음을 획득하는 단계; 및 상기 환자의 폐음 히스토리 및 상기 환자의 현재 폐음에 기반하여 상기 환자의 현재 폐 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 환자의 에고포니를 획득하는 단계를 더 포함하며, 상기 폐 상태를 판단하는 단계는, 상기 에고포니 및 상기 환자의 폐음 히스토리 및 상기 환자의 현재 폐음에 기반하여 상기 환자의 현재 폐 상태를 판단할 수 있다.
또한, 상기 에고포니는, 상기 환자의 가슴 밖 에고포니 및 상기 환자의 입 밖 에고포니를 포함할 수 있다.
또한, 상기 에고포니는, 상기 환자의 개인화된 가슴 밖 에고포니, 상기 환자의 개인화된 입 밖 에고포니, 상기 환자의 현재 가슴 밖 에고포니 및 상기 환자의 현재 입 밖 에고포니를 포함할 수 있다.
또한, 상기 폐 상태를 판단하는 단계는, 상기 스마트 폰에 구비된 AI 프로세서를 학습시키는 단계, 및 상기 학습된 AI 프로세서를 이용하여 상기 폐 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스마트 폰에 있어서, 메모리; 마이크; 및 상기 마이크를 이용하여 환자의 개인화된 폐음 히스토리를 생성하고, 상기 폐음 히스토리를 메모리에 저장하며, 상기 마이크를 이용하여 상기 환자의 현재 폐음을 획득하고, 상기 환자의 폐음 히스토리 및 상기 환자의 현재 폐음에 기반하여 상기 환자의 현재 폐 상태를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 마이크를 이용하여 상기 환자의 에고포니를 획득하고, 상기 에고포니 및 상기 환자의 폐음 히스토리 및 상기 환자의 현재 폐음에 기반하여 상기 환자의 현재 폐 상태를 판단할 수 있다.
또한, 상기 에고포니는, 상기 환자의 가슴 밖 에고포니 및 상기 환자의 입 밖 에고포니를 포함할 수 있다.
또한, 상기 에고포니는, 상기 환자의 개인화된 가슴 밖 에고포니, 상기 환자의 개인화된 입 밖 에고포니, 상기 환자의 현재 가슴 밖 에고포니 및 상기 환자의 현재 입 밖 에고포니를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 AI 프로세서를 포함하며, 상기 AI 프로세서를 학습시키고, 상기 학습된 AI 프로세서를 이용하여 상기 폐 상태를 판단할 수 있다.
본 발명에 의하면, 국내외적으로 기하급수적으로 늘어나는 국내외 호흡기 질환 환자 및 일반 국민에 대한 추가적인 급성 악화를 조기에 발견할 수 있는 단순하고 간편한 도구를 제공할 수 있다.
또한, 코로나-19 환자가 아니더라도, 고령환자, 의료취약자, 군인 등 의료 취약 상황에서 급성 악화를 조기에 발견할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 기저질환이 있는 경우에도 기존에 기록된 환자 별 개인화된 폐음을 이용하여 폐 질환 여부를 판단함으로써, 보다 더 정확한 폐 상태를 진단하고 폐 질환 여부를 판단할 수 있다.
또한, 격리 상태 등 의료 격리 상태에서도 언제든지 쉽게 환자의 폐 상태를 효과적이고 정확하게 진단할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 스마트 폰을 이용하여 폐 질환을 발견하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 사용자의 신체 부위 별 체형정보를 제공하기 위한 사용자 단말기 및 외부 구성 요소들을 도시한 도면이다.
도 3은 스마트 폰을 이용하여 폐음을 수음하는 과정을 도시한다.
도 4는 폐음 녹음 위치를 도시한다.
도 5는 본 명세서의 실시예에 따른 폐음을 도시한다.
도 6은 환자의 몸통을 도시한다.
이하에서 설명되는 모든 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 나타낸 것이며, 여기에 설명된 실시 예들과 다르게 변형되어 다양한 실시 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 공지 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위해서 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있으며, 각 구성요소들에 참조번호를 기재할 때, 동일한 구성요소들에 대해서는 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시하였다.
또한, 본 발명의 실시 예의 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 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '접속'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명에 대한 다양한 변형 실시 예들이 있을 수 있다.
그리고, 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 본 출원에서 사용된 단수의 표현은 문맥상 명백히 다른 것을 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 스마트 폰을 이용하여 폐 질환을 발견하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스마트 폰을 이용하여 환자의 폐 질환(상태)을 판단하는 방법은 S101, S103 및 S105 단계를 포함하며, 상세한 설명은 하기와 같다.
먼저, 스마트 폰은 스마트 폰에 구비된 스마트 폰의 마이크를 이용하여 환자 별 개인화된 폐음 히스토리를 생성할 수 있다(S101).
즉, 스마트 폰은 외부 또는 내부에 미리 설정된 명령에 따라 환자의 폐음을 마이크를 이용하여 수음하고, 수음된 환자의 폐음을 스마트 폰에 구비된 메모리에 순차적으로 저장한다.
이어서, 스마트 폰은 저장된 환자의 폐음을 환자 별로 개인화시킨 후에, 개인화 시킨 폐음을 시기 별로 저장함으로써, 환자 별로 개인화된 폐음 히스토리를 생성할 수 있다.
그 다음, 스마트 폰은 스마트 폰의 마이크를 이용하여 현재 환자의 폐음을 획득한다(S103).
즉, 스마트 폰은 외부 또는 내부에 미리 설정된 명령에 따라 마이크를 이용하여 현재 환자의 폐음을 획득할 수 있다(S103).
폐음을 획득하는 위치는 전문가(의사)의 지정에 의해 지정될 수 있다.
그 다음, 스마트 폰은 스마트 폰의 메모리에 저장된 개인화된 히스토리에 기반하여 환자의 현재 폐 상태를 판단한다(S105).
예를 들어, 스마트 폰은 현재 환자의 폐음을 획득하고, 현재 환자를 식별한 후, 현재 식별된 환자의 폐음과 메모리에 저장된 폐음 히스토리를 비교한다.
비교한 결과, 현재 식별된 환자의 폐음이 정상 범위에 있다면, 스마트 폰은 현재 환자의 폐 상태가 정상이라고 판정할 수 있다.
비교한 결과, 현재 식별된 환자의 폐음이 비정상 범위에 있다면, 스마트 폰은 현재 환자의 폐 상태가 비정상이라고 판정하고, 폐 질환이 있다고 판정할 수 있다.
이후, 스마트 폰은 환자의 폐 상태를 스마트 폰에 포함된 디스플레이를 통해 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 사용자의 신체 부위 별 체형정보를 제공하기 위한 사용자 단말기 및 외부 구성 요소들을 도시한 도면이다.
도 2의 사용자 단말기(스마트 폰)는 컴퓨터 장치로 구현되는 고정형 단말기이거나, 이동형 단말기일 수 있다. 사용자 단말기는 예를 들어, 스마트폰, 컴퓨터, 노트북, 태블릿 PC 등일 수 있으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
사용자 단말기는 무선 또는 유선 통신 방식을 이용하여 통신망을 통해 서버(외부 장치)와 통신할 수 있다.
서버(외부 장치)는 사용자 단말기로부터 수신한 정보를 기초로 연산을 수행하고, 사용자 단말기에 파일, 콘텐츠, 서비스 등을 제공하는 컴퓨터 장치로 구현될 수 있다.
또한, 다른 실시예들에서, 사용자 단말기 및 서버는 도 2의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 사용자 단말기는 상술한 인터페이스부 중 적어도 일부를 포함하도록 구현되거나 또는 트랜시버(Transceiver), GPS(Global Positioning System) 모듈, 카메라, 각종 센서, 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수도 있다.
사용자 단말기는 인터페이스부(210), 제어부(220)를 포함할 수 있다.
인터페이스부(210)는 사용자로부터 입력을 수신하기 위한 입/출력부(211)를 포함할 수 있다. 입/출력부의 예로서, 터치 스크린(212)이 포함될 수 있으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
인터페이스부는 환자의 폐 상태를 센싱하기 위한 센서부(221)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 센서부는 환자의 폐음을 수음하기 위한 마이크(222)를 포함할 수 있다.
제어부는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리 또는 통신부에 의해 제어부로 제공될 수 있다. 예를 들어 제어부는 메모리와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다.
도 2에 도시되지 않았으나, 사용자 단말기는 메모리(미도시)를 포함할 수 있다. 메모리는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(Permanent Mass Storage Device)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리에는 운영체제와 적어도 하나의 프로그램 코드(일례로 사용자 단말에 설치되어 구동되는 의상의 3차원 모델링 등을 위한 코드)가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘(Drive Mechanism)을 이용하여 메모리와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체가 아닌 통신부를 통해 메모리에 로딩될 수도 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 프로그램은 개발자들 또는 어플리케이션의 설치 파일을 배포하는 파일 배포 시스템(일례로 상술한 서버)이 제공하는 파일들에 의해 설치되는 프로그램에 기반하여 메모리에 로딩될 수 있다.
도 3은 스마트 폰을 이용하여 폐음을 수음하는 과정을 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 환자의 전흉부 지정 위치(310)에 스마트 폰(320)을 대고, 청진음(폐음)과 에고포니(egophony)를 녹음할 수 있다.
도 4는 폐음 녹음 위치를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 폐음 녹음 시 위치의 한 예시로 양쪽 4번째 갈비 사이 공간(intercostal space)의 쇄골중앙선(mid-clavicle line)과의 교차점을 선정할 수 있다. 즉, 도 4의 414 부분이 될 수 있으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
예를 들면, 스마트 폰은 상기한 414 부분 또는 반대편 부분의 폐음을 20초씩 녹음할 수 있으며, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
스마트 폰은 환자의 건강한 시기(평상 시)에 환자의 폐음을 녹음하고 메모리에 저장하여 개인화된 폐음 히스토리를 저장한다. 이후, 환자의 현재 폐음을 녹음하여, 과거의 폐음 히스토리와 현재 폐음을 비교함으로써 현재 환자의 폐 상태를 진단할 수 있다.
비교하는 방법의 예시는 하기와 같다.
예를 들면, 스마트 폰은 평상 시에 녹음한 제1 소리와 현재 녹음한 제2 소리를 이어폰의 좌우 방향으로 다르게 출력하여 환자가 비교할 수 있도록 출력할 수 있다.
다른 예를 들면, 스마트 폰은 평상 시에 녹음한 제1 소리와 현재 녹음한 제2 소리 사이의 유사도를 머신 러닝을 통해 학습하고, 학습에 대한 정확도가 임계값을 넘어설 경우에만 환자에게 그 결과를 제공할 수 도 있다.
여기서, 스마트 폰은 마이크를 통해 획득한 소리 중에서도 심장 소리를 제거할 수 있다. 예를 들면, 스마트 폰은 환자의 왼쪽에서 획득한 좌측 소리와 환자의 오른쪽에서 획득한 우측 소리를 비교한 결과를 이용하여 마이크를 획득한 소리 중에서도 심장 소리를 제거하여 환자의 온전한 폐음을 획득할 수 있다.
바람직하게는, 스마트 폰은 실내에서 환자의 폐음을 획득한다.
또한, 다른 특징으로, 스마트 폰은 환자의 폐음과 함께 환자의 에고포니를 함께 이용하여 환자의 폐 질환 여부 또는 환자의 폐 상태를 판단할 수 있다. 여기서, 스마트 폰은 환자의 입 밖으로 나오는 입 밖 소리 및 환자의 가슴 밖으로 나오는 가슴 밖 소리를 모두 이용할 수 있다. 또한, 스마트 폰은 건강한 시기에 미리 저장된 개인화된 입 밖 소리 및 개인화된 가슴 밖 소리와, 현재 획득한 입 밖 소리 및 현재 획득한 가슴 밖 소리 등 4가지 에고포니를 모두 이용할 수 있다.
즉, 스마트 폰은 여기서 설명한 4가지 에고포니 소리 및 개인화된 폐음 및 현재 폐음 등 6가지 정보를 모두 이용하여 현재 환자의 폐 상태를 정밀하게 분석할 수 있다.
도 5는 본 명세서의 실시예에 따른 폐음을 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스마트 폰(500)은 환자의 폐음을 디스플레이(516) 상에 그래프(516)의 형태로 표시할 수 있다.
도 6은 환자의 몸통을 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 폐음 위치는 601 및 602 사이의 위치가 될 수 있다.
즉, 스마트 폰은 4번째 갈비 사이 공간의 쇄골 중앙 선과의 교차점에서 폐음을 획득할 수 있다.
예를 들면, 해당 위치는 환자의 양쪽 유두의 내측 방향으로 2cm 이격된 부위가 될 수도 있다. 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 사용자 단말기
210: 인터페이스부
220: 제어부

Claims (10)

  1. 폐질환을 발견하는 방법에 있어서,
    스마트 폰의 마이크를 이용하여 환자의 개인화된 폐음 히스토리를 생성하고 상기 스마트 폰의 메모리에 저장하는 단계;
    상기 마이크를 이용하여 상기 환자의 현재 폐음을 획득하는 단계; 및
    상기 환자의 폐음 히스토리 및 상기 환자의 현재 폐음에 기반하여 상기 환자의 현재 폐 상태를 판단하는 단계를 포함하는,
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환자의 에고포니를 획득하는 단계를 더 포함하며,
    상기 폐 상태를 판단하는 단계는,
    상기 에고포니 및 상기 환자의 폐음 히스토리 및 상기 환자의 현재 폐음에 기반하여 상기 환자의 현재 폐 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에고포니는,
    상기 환자의 가슴 밖 에고포니 및 상기 환자의 입 밖 에고포니를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에고포니는,
    상기 환자의 개인화된 가슴 밖 에고포니, 상기 환자의 개인화된 입 밖 에고포니, 상기 환자의 현재 가슴 밖 에고포니 및 상기 환자의 현재 입 밖 에고포니를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폐 상태를 판단하는 단계는,
    상기 스마트 폰에 구비된 AI 프로세서를 학습시키는 단계, 및
    상기 학습된 AI 프로세서를 이용하여 상기 폐 상태를 판단하는 단계를 포함하는,
    방법.
  6. 스마트 폰에 있어서,
    메모리;
    마이크; 및
    상기 마이크를 이용하여 환자의 개인화된 폐음 히스토리를 생성하고,
    상기 폐음 히스토리를 메모리에 저장하며,
    상기 마이크를 이용하여 상기 환자의 현재 폐음을 획득하고,
    상기 환자의 폐음 히스토리 및 상기 환자의 현재 폐음에 기반하여 상기 환자의 현재 폐 상태를 판단하는 제어부를 포함하는,
    스마트 폰.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 마이크를 이용하여 상기 환자의 에고포니를 획득하고,
    상기 에고포니 및 상기 환자의 폐음 히스토리 및 상기 환자의 현재 폐음에 기반하여 상기 환자의 현재 폐 상태를 판단하는,
    스마트 폰.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 에고포니는,
    상기 환자의 가슴 밖 에고포니 및 상기 환자의 입 밖 에고포니를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    스마트 폰.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 에고포니는,
    상기 환자의 개인화된 가슴 밖 에고포니, 상기 환자의 개인화된 입 밖 에고포니, 상기 환자의 현재 가슴 밖 에고포니 및 상기 환자의 현재 입 밖 에고포니를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    스마트 폰.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 AI 프로세서를 포함하며,
    상기 AI 프로세서를 학습시키고,
    상기 학습된 AI 프로세서를 이용하여 상기 폐 상태를 판단하는,
    스마트 폰.

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