KR20230119810A - 체온 추정 장치 및 방법 - Google Patents

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김우철
김상규
권복순
김지용
이소영
박기민
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Abstract

일 실시예에 따른 체온 추정 장치는 사용자의 손목의 표면 온도를 측정하는 제 1온도 센서, 상기 손목의 표면 온도를 기초로 피부 열유속을 산출하고, 상기 손목의 표면 온도, 상기 산출된 피부 열유속, 사용자의 혈류량, 및 사용자의 대사량을 기초로 사용자의 손목중심 온도를 추정하고, 상기 추정된 손목중심 온도를 기초로 사용자의 심부 체온을 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

체온 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING BODY TEMPERATURE}
사용자의 체온을 추정하는 장치 및 방법과 관련된다.
일반적으로 체온은 4대 활력징후(vital sign) 중의 하나로서 매우 중요한 임상적 의의를 지닌다. 체온 센서는 환자의 감염 여부, 약물의 열적 부작용 여부, 여성의 배란 시기 체크 등 다양한 애플리케이션에 적용이 가능하다. 하지만 피부 체온과 심부 체온은 외부 온도에 따라 차이가 날 수 있기 때문에 웨어러블 기기와 같이 휴대형 기기에서 심부 온도를 측정하는 것은 쉽지 않다. 일반적인 체온 센서는 접촉식과 비접촉식으로 구분할 수 있다. 접촉식 센서에는 RTD(Resistance Temperature Detector), 서미스터(thermistor) 등 전기적 저항 변화를 검출하는 센서, 기전력을 검출하는 서모커플(thermocouple) 등이 있다. 또한, 비접촉식 센서에는 서모파일(thermopile), 마이크로 볼로미터 등이 있는데 이들은 체표면에서 복사하는 적외선을 검출하여 체온을 측정한다. 일반적인 체온 측정 기술은 외부 주변 온도의 변화와 습도, 공기 흐름 등 열전달에 영향을 미치는 환경 요소의 변화에 의해 영향을 많이 받게 된다.
대한민국 공개특허공보 제 10-2015-0137395호(2015. 12. 09.)
사용자 손목의 표면온도, 인체 열 모델을 이용하여 체온을 추정하는 장치 및 방법이 제시된다.
일 양상에 따른 체온 추정 장치는, 사용자의 손목의 표면 온도를 측정하는 제 1온도 센서, 손목의 표면 온도를 기초로 피부 열유속을 산출하고, 손목의 표면 온도, 산출된 피부 열유속, 사용자의 혈류량, 및 사용자의 대사량을 기초로 사용자의 손목중심 온도를 추정하고, 추정된 손목중심 온도를 기초로 사용자의 심부 체온을 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
이때 체온 추정장치는 제 1온도 센서의 상단에 위치하는 열전도 소재의 상단에 위치하여, 열전도 소재의 표면 온도를 측정하는 제 2온도 센서를 더 포함할 수 있다.
제1 온도 센서 및 제2 온도 센서 중에서 적어도 하나는 서미스터(thermistor)일 수 있다.
프로세서는, 손목의 표면 온도와 열전도 소재의 표면 온도를 차감한 값을 기초로 피부 열유속을 산출할 수 있다.
체온 추정 장치는 손목으로부터 PPG 신호를 측정하는 PPG 센서를 더 포함하고, 프로세서는, 측정된 PPG 신호에 기초하여 사용자의 혈압을 추정하고, 추정된 사용자 혈압에 기초하여 혈류량을 추정할 수 있다.
프로세서는, 사용자의 심박수, 나이, 키, 및 몸무게 중 적어도 하나에 기초하여 인체 내 대사에 의한 열발생량을 추정할 수 있다.
프로세서는, 사용자 손목 조직의 열 전도도, 손목의 반지름, 혈액 밀도, 혈액의 정압 비열에 더 기초하여 사용자의 손목중심 온도를 추정할 수 있다.
프로세서는, 손목중심 온도, 손목내부에서의 열 유속, 동맥 혈압, 혈액 흐름 률, 및 혈액의 정압 비열을 기초로, 손목으로부터의 거리에 따른 심부의 체온을 추정할 수 있다.
이때 프로세서는, 혈액의 대류계수, 혈액의 평균온도, 및 혈관벽의 온도에 기초하여 손목 내부에서의 열 유속을 산출할 수 있다.
제 1항에 있어서, 추정된 사용자의 심부 체온을 시각적, 또는 비시각적인 방법으로 사용자에게 제공하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
다른 양상에 따른 체온 추정 장치는 사용자의 손목의 표면 온도를 측정하는 제 1온도 센서, 사용자의 상완의 표면 온도를 측정하는 제 3온도 센서, 및 손목의 표면 온도를 기초로 피부 열유속을 산출하고, 손목의 표면 온도, 상완의 표면온도, 산출된 피부 열유속, 사용자의 혈류량, 및 사용자의 대사량에 기초하여 사용자의 심부 체온을 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
이때 프로세서는, 사용자 손목 주변 공기의 온도에 더 기초하여 사용자의 심부 체온을 추정할 수 있다.
제 3 온도 센서는, 패치 타입의 온도 센서일 수 있다.
일 양상에 따른 체온 추정 방법은, 사용자의 손목의 표면 온도를 측정하는 단계, 손목의 표면 온도를 기초로 피부 열유속을 산출하는 단계, 손목의 표면 온도, 산출된 피부 열유속, 사용자의 혈류량, 및 사용자의 대사량을 기초로 사용자의 손목중심 온도를 추정하는 단계, 및 추정된 손목중심 온도를 기초로 사용자의 심부 체온을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
피부 열유속을 산출하는 단계는, 손목의 표면 온도와, 열전도 소재의 표면 온도를 차감한 값을 기초로 피부 열유속을 산출할 수 있다.
사용자의 손목중심 온도를 추정하는 단계는, 손목으로부터 PPG 신호를 측정하는 단계, 측정된 PPG 신호에 기초하여 사용자의 혈압을 추정하는 단계, 및 추정된 사용자 혈압에 기초하여 혈류량을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
사용자의 손목중심 온도를 추정하는 단계는, 사용자의 심박수, 나이, 키, 및 몸무게 중 적어도 하나에 기초하여 인체 내 대사에 의한 열 발생량을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
사용자의 손목중심 온도를 추정하는 단계는, 사용자 손목 조직의 열 전도도, 손목의 반지름, 혈액 밀도, 혈액의 정압 비열에 더 기초하여 사용자의 손목중심 온도를 추정할 수 있다.
사용자의 심부 체온을 추정하는 단계는, 손목중심 온도, 손목내부에서의 열 유속, 동맥 혈압, 혈액 흐름률, 및 혈액의 정압 비열을 기초로, 손목으로부터의 거리에 따른 심부의 체온을 추정할 수 있다.
사용자의 심부 체온을 추정하는 단계는, 혈액의 대류계수, 혈액의 평균온도, 및 혈관벽의 온도에 기초하여 손목 내부에서의 열 유속을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
손목의 표면 온도를 측정하고, 인체 열 모델을 이용함으로써 더욱 정확한 심부 체온 추정이 가능하다.
도 1은 일 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다.
도 2는 제 1온도센서와 제 2온도센서의 배치형태를 도시한 것이다.
도 3은 사용자 손목의 표면온도, 사용자 손목 중심온도, 및 사용자 심부 체온을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 손목으로부터의 거리에 따른 심부의 체온을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다.
도 7a, 및 도 7b는 일 실시예에 따른 출력부를 도시한 것이다.
도 8은 일 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다
도 9는 다른 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다
도 10은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기를 도시한 것이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "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", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다. 체온 추정 장치(100)는 다양한 전자 장치에 탑재될 수 있다. 이때 전자 장치는 휴대폰, 스마폰, 태블릿, 노트북 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목 시계형, 손목 밴드형, 이어폰 형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 1을 참조하면, 체온 추정 장치(100)는 센서부(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
센서부(110)는 피검체로부터 심부 체온 추정을 위한 데이터를 획득할 수 있다. 이때 피검체는 요골 동맥과 인접한 손목 표면의 영역으로 모세혈이나 정맥혈이 지나가는 손목 상부 영역일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 인체 내의 혈관 밀도가 높은 부위인 손가락, 발가락, 귀 등 인체의 말초 부위일 수 있다.
센서부(110)는 사용자의 손목의 표면 온도를 측정할 수 있다.
일 예로, 센서부(110)는 사용자의 손목의 표면 온도를 측정하는 제 1온도 센서(111)를 포함할 수 있다. 제 1온도 센서(111)는 서미스터(thermistor)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 서미스터는 온도를 측정하는 온도 센서 중에서 접촉식 온도 센서에 해당한다.
다른 예로, 센서부(110)는 ECG 센서(미도시)를 포함할 수 있고, ECG 전극의 전기 저항 값을 온도 값으로 환산하여 사용자 손목의 표면 온도를 측정할 수 있다. 이때 ECG 센서(미도시)는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
프로세서(120)는 센서부(110)와 전기적으로 연결될 수 있고, 사용자의 심부 체온 추정시 센서부(110)를 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 센서부(110)의 데이터 획득 결과를 기초로 사용자의 심부 체온을 추정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(120)는 사용자 손목 중심온도를 추정하고, 추정된 사용자 손목 중심온도에 기초하여 사용자의 심부 체온을 추정할 수 있다. 이때 프로세서(120)는 센서부(110)의 데이터 획득 결과를 기초로 사용자 심부 체온 추정의 기초가 되는 사용자 손목의 피부 열유속을 산출하거나, 및/또는 사용자의 혈류량, 인체 내 대사에 의한 열 발생량 등을 추정할 수 있다.
센서부(110)는 제 2온도센서(112)를 포함할 수 있고, 프로세서(120)는 제 1온도센서(111) 및 제 2온도센서(112)의 온도 측정결과에 기초하여 사용자 손목에서의 피부 열 유속을 산출할 수 있다.
제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112)는 서미스터(thermistor)를 포함할 수 있다. 이때 제1 온도 센서(111) 및 제2 온도 센서(112)는 열전도 소재를 사이에 두고 서미스터 페어(pair)로 배치될 수 있다.
제 1온도센서(111)와 제 2온도센서(112)의 배치형태, 및 프로세서(120)가 제 1온도센서(111)와 제 2온도센서(112)의 온도 측정결과를 기초로 사용자 손목의 피부 열유속을 산출하는 과정을 도 2를 통해 설명한다.
도 2는 제 1온도센서와 제 2온도센서의 배치형태를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 제 2온도 센서(112)는 제 1온도 센서(111)의 상단에 위치하는 열전도 소재(201)의 상단에 위치할 수 있다. 즉 제 1온도 센서(111)와 제 2온도 센서(112)사이에 열전도 소재(201)가 위치할 수 있다 이때 제1 온도 센서(111)와 제2 온도 센서(112)는 중간에 열전도 소재(201)가 포함된 형태로 적층형 구조로 배치될 수 있다.
제1 온도 센서(111)는 열전도 소재(201)의 하단에 위치하여 사용자 손목의 표면 온도를 측정할 수 있으며, 제2 온도 센서(112)는 열전도 소재(201)의 상단에 위치하여 열전도 소재(201)의 표면 온도를 측정할 수 있다.
이때 열전도 소재(201)는 예를 들어, 0.1 ~ 5mm 크기를 가지는 절연체일 수 있으며 열전도도가 0.1 W/mK 미만인 소재(예: 폴리우레탄 폼)일 수 있다. 절연체의 크기나 열전도도는 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 열전도도가 매우 낮은 공기(air)를 이용하여 제1 온도 센서(111)와 제2 온도 센서(112) 사이에 별도의 소재를 이용하지 않고 공기를 채우는 구조도 가능하다.
프로세서(120)는 제 1온도 센서(111)의 온도 측정결과, 및 제 2온도 센서(112)의 온도 측정결과를 기초로 사용자의 피부 열 유속을 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 온도 센서(111)에 의해 측정된 사용자 손목의 표면 온도, 및 제2 온도 센서(112)에 의해 측정된 열전도 소재(201)의 표면 온도를 차감한 값을 기초로 사용자의 피부 열유속을 산출할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 온도 센서(111)에 의한 사용자 손목의 표면 온도(T1) 및 제2 온도 센서(112)에 의한 열전도 소재(201)의 표면 온도(T2)의 온도차(T1-T2)로부터 피부 열유속(q)이 산출될 수 있다. 이때 프로세서(120)는 구체적으로 아래와 같은 수학식 1을 통해 사용자 손목에서의 피부 열유속을 산출할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이때 q"s 는 피부 열유속, T1은 제 1온도센서(111)에 의해 측정된 사용자 손목의 표면 온도, T2는 제 2온도센서(112)에 의해 측정된 열전달 소재(201)의 표면온도, R"sensor는 열전달 소재의 열 저항값, tsensor는 열전달 소재의 두께(mm), ksensor는 열전달 소재의 열전도도(W/mK)를 의미한다.
다만, 도 1, 및 도 2에 도시된 바와 달리 제 2온도센서(112)는 생략될 수 있고, 이때 센서부(110)는 제 2온도센서(112) 대신 별도의 열 유속 센서(Heat Flux Sensor, HFS, 미도시)를 포함할 수도 있다. 이때 프로세서(120)는 열 유속 센서(미도시)의 열 유속 측정 결과에 기초하여 사용자의 손목 중심온도를 추정할 수 있다. 이때 열 유속 센서(미도시)는 층상형 센서(Layered gauge), Gardon 센서(Gardon gauge)등, 그 형태나 종류가 다양할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 센서부(110)는 PPG 센서(113)를 포함할 수 있고, 프로세서(120)는 PPG 센서(113)의 PPG 신호 측정결과를 기초로 사용자의 혈류량을 추정할 수 있다.
PPG 센서(113)는 피검체, 예컨대 사용자 손목에 광을 조사하는 광원과, 광원에 의해 피검체에 조사된 광이 사용자 손목의 생체조직에 의해 산란되거나 반사되어 방출되는 광을 검출하는 디텍터를 포함할 수 있다. 이때, 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 중의 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 광원은 하나 일수도 있고 복수개 일수도 있다. 예를 들어, 광원은 LED 어레이를 포함할 수 있다. 디텍터는 포토다이오드(photodiode), 포토트랜지스터(photo transistor), 포토다이오드 어레이, 포토트랜지스터 어레이, 이미지 센서(예: CMOS 이미지 센서) 등을 포함할 수 있다.
PPG 센서(113)는 PPG신호 측정에 필요한 추가 구성을 더 포함할 수 있다. 예를들어, 광을 검출한 디텍터가 출력하는 전기적인 신호를 증폭하는 증폭기, 디텍터가 출력하는 전기적인 신호 또는 증폭기가 출력하는 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 컨버터 등 추가적인 구성이 PPG 센서(113)에 더 포함될 수도 있다.
프로세서(120)는 PPG 센서(113)가 측정한 PPG 신호를 기초로 사용자의 혈류량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 측정된 PPG 신호를 기초로 사용자의 심박출량을 추정하고, 추정된 심박출량에 기초하여 사용자의 혈류량을 추정할 수 있다.
일 예로, 프로세서(120)는 측정된 PPG신호로부터 추출된 혈압 연관 특징, 및 미리 정의된 혈압 추정모델에 기초하여 사용자의 혈압을 추정하고, 추정된 혈압에 기초하여 사용자의 심박출량을 추정할 수 있다. 이때 프로세서(120)는 아래의 수학식 2와 같은 미분 방정식을 기초로 사용자의 심박출량을 추정할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
P(t)는 사용자의 혈압, Q(t)는 심박출량, Rc는 대동맥의 임피던스, Ra는 동맥의 저항, Ca는 대동맥의 탄성을 의미한다. 이때 Rc, Ra, Ca 등은 대동맥의 단면적, 단위 길이 당 대동맥의 탄성, 사용자의 성별, 및 나이 등을 변수로 하는 이미 알려진 관계식을 통해 산출될 수 있다.
프로세서(120)는 심박출량이 추정되고 나면, 추정된 심박출량을 기초로 사용자의 혈류량을 추정할 수 있다. 심박출량은 심장에서부터 나와 대동맥을 통해 인체 전체로 분산되며 분산되는 양은 평온한 상태(rest)에선 피부로 5%, 근육으로는 15%정도로 분산된다. 프로세서(120)는 이러한 성질을 이용하여 심박출량과 혈류량의 관계에 관한 이미 알려진 수학식 등을 통해 사용자의 혈류량을 추정할 수 있다.
다만 도 1에 도시된 바와 달리 PPG 센서(113)는 생략될 수 있고, 이때 체온 추정 장치(100)는 외부기기와 통신하는 통신부(미도시)등을 통해 외부기기로부터 측정된 사용자의 혈류량을 수신하거나, 또는 사용자에 의해 미리 입력 받을 수도 있다.
프로세서(120)는 사용자의 심박수, 나이, 키, 및 몸무게 등에 기초하여 사용자의 인체 내 대사에 의한 열 발생량을 추정할 수 있다.
일 예로, 프로세서(120)는 나이, 키, 몸무게와 함께, 심박수에 더 기초하여 사용자의 대사량을 추정할 수 있다. 이때 심박수는 사용자에 의해 입력 받거나, 외부기기로부터 수신되거나, 또는 PPG 센서(113)가 측정한 PPG 신호에서 심박수를 추출함으로써 추정될 수 있다.
프로세서(120)는 등가 대사율(Equivalent metabolic rate), MWC(Maximum Work Capacity), 휴식 상태에서의 대사 율, 심박수(HR)의 평균 값, 사용자의 성별, 나이, 키, 몸무게 등을 변수로 하는 이미 알려진 관계식을 통해 사용자의 대사에 의한 열 발생량을 추정할 수 있다.
다른 예로, 프로세서(120)는 나이, 키, 및 몸무게에 기초하여 사용자의 기초 대사량을 추정하는 이미 알려진 관계식을 통해 사용자의 기초 대사량을 추정할 수도 있다. 이때 프로세서(120)는 추정된 기초 대사량에 사용자의 활동량, 예컨대 운동 횟수, 이동 거리 등에 따른 일정 상수를 곱한 값에 기초하여 사용자의 대사량에 의한 열 발생량을 추정할 수도 있다.
다만 전술한 바와 달리 프로세서(120)는 사용자의 대사량을 추정하지 않고, 외부기기와 통신하는 통신부(미도시)등을 통해 외부기기로부터 추정된 사용자의 사용자의 대사량을 수신하거나, 또는 사용자에 의해 미리 입력 받을 수도 있다.
프로세서(120)는 사용자 손목의 표면온도 등을 기초로 사용자 손목 중심온도를 추정하고, 추정된 사용자 손목 중심온도를 기초로 사용자의 심부 체온을 추정할 수 있다. 도 3을 통해 자세히 설명한다.
도 3은 사용자 손목의 표면온도, 사용자 손목 중심온도, 및 사용자 심부 체온을 설명하기 위한 도면이다.
사용자의 심부 체온을 심장에서 혈액을 방출하는 동안의 폐동맥 온도로 가정하면, 이러한 경우 혈액이 심장에서 손목의 동맥으로 이동하는 동안에 열 손실이 발생할 수 있다. 손목의 표면 온도(T-1)와 피부 열유속을 기초로 비침습적으로 심부 체온(Tcore)을 추정할 때, 심부에서 피부까지 단순 전도성 열전달 모델(Tcore->Tskin)을 이용하는 경우 이러한 열손실이 반영되지 않고, 따라서 체온 추정의 정확성이 높지 않을 수 있다. 따라서 심부에서 손목 중심까지(Tcore->Ta,w) 및 손목중심에서 피부까지(Ta,w->Tskin) 2단계로 열전달이 되는 모델을 이용함으로써 더욱 정확한 심부 체온을 추정할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 프로세서(120)는 아래의 수학식 3과 같은 관계식을 이용하여 사용자 손목 중심온도(Ta,w)를 추정할 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, k는 사용자 손목 조직의 열 전도도를 의미하며 복수의 사용자에게 범용적으로 미리 정해진 값, 또는 개개의 사용자 특성에 따라 다르게 정의되는 값일 수 있다. 이때 사용자 손목 조직은 사용자 손목의 근육, 지방, 뼈, 피부 등을 포함할 수 있다. Ts는 사용자 손목의 표면온도, q"s는 손목에서의 피부 열 유속을 의미한다. R은 사용자 손목의 반지름으로서 사용자로부터 입력받는 값에 해당한다. 은 대사에 의한 열 발생량, 는 혈류량을 의미한다. 는 혈액의 밀도, 는 혈액의 정압비열로서 이들은 복수의 사용자에게 범용적으로 미리 정해진 값에 해당한다. 과,는 열 전달 미분 방정식의 해를 구성하는 베셀 함수에 해당한다.
프로세서(120)는 추정된 사용자의 손목 중심온도를 기초로 사용자의 심부 체온을 추정할 수 있다.
예를 들어 프로세서(120)는 사용자의 손목 중심온도를 기초로, 사용자의 손목으로부터의 거리에 따른 심부의 체온을 추정할 수 있다. 도 4를 통해 자세히 설명한다.
도 4는 손목으로부터의 거리에 따른 심부의 체온을 추정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 사용자의 손목으로부터 사용자의 상완 까지의 거리가 L인것으로 도시되어 있고, 사용자의 손목 중심온도는 Ta,w, 사용자의 심부 체온이 Tcore 인 것으로 도시되어 있다.
이때, 프로세서(120)는 아래의 수학식 4와 같은 수식을 이용하여 사용자의 손목으로부터의 거리(z)에 따른 심부의 체온(Ta(z))을 추정할 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
이때 Ta,w 는 추정된 사용자 손목의 중심온도, q"a,w 는 사용자 손목 내부에서의 열 유속, Partery는 사용자의 동맥혈압을 의미한다. 는 혈액 흐름률(flow of mass m through a surface per unit time t)로서, 복수의 사용자에게 범용적으로 이미 정해진 값에 해당한다. 는 수학식 6에서 전술한 바와 같이 혈액의 정압 비열을 의미한다. hblood는 혈액의 대류계수로서 복수의 사용자에게 범용적으로 이미 정해진 값에 해당한다. Tmean, blood 는 혈액의 평균온도, Twall, blood 는 혈관 벽의 온도를 의미한다.
혈액의 평균온도(Tmean, blood), 혈관 벽의 온도(Twall, blood)는 아래와 같은 수학식 5에 의해 계산될 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 Tmean, blood 는 혈액의 평균온도를 의미한다. Twall, blood 는 혈관 벽의 온도를 의미하며, 혈관이 손목의 중심부에 있다고 가정하면 위 수학식 5의 T(r)의 함수에서 r에 0을 대입함으로써 계산될 수 있다. 그 외의 파라미터들은 수학식 3에서 전술한 바와 같다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이 사용자의 손목으로부터 사용자의 상완까지의 거리가 L이므로, 수학식 4의 z값에 L을 대입하면 사용자의 상완에서의 심부 온도를 추정할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 수학식 4의 z값에 임의의 상수인 x를 대입하면, 사용자 손목으로부터 거리가 x인 지점에서의 심부 온도를 추정할 수 있음은 당연하다.
도 5는 다른 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 체온 추정 장치(500)는 센서부(510), 및 프로세서(520)를 포함할 수 있다.
센서부(510)는 피검체로부터 심부 체온 추정을 위한 데이터를 획득할 수 있다.
센서부(510)는 제 1온도센서(111), 제 2온도센서(112), PPG 센서(113), 및 제 3온도센서(511)를 포함할 수 있다. 제 1온도센서(111), 제 2온도센서(112), PPG 센서(113)는 도 1에서 상술하였으므로, 여기서는 생략한다.
제 3온도센서(511)는 사용자의 상완에 접촉하여 사용자 상완의 표면온도를 측정할 수 있다. 이때 제 3온도센서(510)는 패치 타입의 온도 센서 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
프로세서(520)는 센서부(510)와 전기적으로 연결될 수 있고, 사용자의 심부 체온 추정시 센서부(510)를 제어할 수 있다.
프로세서(520)는 센서부(510)의 데이터 획득 결과를 기초로 사용자의 심부 체온을 추정할 수 있다. 이때 프로세서(520)는 도 1의 프로세서(120)와 마찬가지로 사용자 심부 체온 추정의 기초가 되는 사용자 손목의 피부 열유속을 산출하거나, 및/또는 사용자의 혈류량, 인체 내 대사에 의한 열 발생량 등을 추정할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
프로세서(520)는 제 3온도센서(511)에 의해 측정된 사용자 상완의 표면온도를 기초로, 아래의 수학식 6와 같은 관계식을 통해 사용자의 심부 체온(Tcore)을 추정할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않는다. 여기서 사용자의 심부 체온(Tcore)은 사용자 상완에서의 동맥온도라 가정할 수 있다.
이때, k는 사용자 손목 조직의 열 전도도를 의미하며 복수의 사용자에게 범용적으로 미리 정해진 값, 또는 개개의 사용자 특성에 따라 다르게 정의되는 값일 수 있다. 이때 사용자 손목 조직은 사용자 손목의 근육, 지방, 뼈, 피부 등을 포함할 수 있다. Ts, upper arm은 사용자 상완의 표면온도, Ts는 사용자 손목의 표면온도, q"s는 손목에서의 피부 열 유속을 의미한다. R은 사용자 손목의 반지름으로서 사용자로부터 입력받는 값에 해당한다. 은 대사에 의한 열 발생량, 는 혈류량을 의미한다. 는 혈액의 밀도, 는 혈액의 정압비열로서 이들은 복수의 사용자에게 범용적으로 미리 정해진 값에 해당한다. 과,는 열 전달 미분 방정식의 해를 구성하는 베셀 함수에 해당한다.
heff는 통합 대류 계수로서, 손목 주변 공기에서의 대류계수(hconvection), 손목에서의 복사 계수(hradiation), 및 손목에서의 증발 계수(hevaporation)의 합으로 표현될 수 있으며, 이는 수학식 9와 같이 손목에서의 피부 열유속(q"s), 사용자 손목의 표면온도(Ts), 및 온도 추정장치(500) 주변의 공기 온도()에 기초하여 획득될 수 있다.
는 온도 추정장치(500) 주변 공기의 온도를 의미한다. 는 일 예로 외부기기로부터 수신될 수 있다. 예를 들어, 온도 추정장치(500)와 사용자가 실내에 있는 경우 실내 온도계의 측정 값, 실외에 있는 경우 기상청 예보 등의 정보를 외부 기기로부터 수신할 수 있다. 다른 예로 는 온도 추정장치(500)의 센서부(510)가 포함할 수 있는 별도의 온도 센서(미도시)를 통해 측정될 수 있다.
이렇듯, 사용자의 상완의 표면온도를 추가적으로 측정하고 이를 심부 온도 추정에 활용함으로써 더욱 정확한 심부 체온 추정이 가능하다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 체온 추정 장치의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 체온 추정 장치(600)는 센서부(610), 프로세서(620), 저장부(630), 출력부(640), 및 통신부(650)를 포함할 수 있다.
센서부(610)는 도 1의 센서부(110), 및/또는 도 5의 센서부(510)를 포함할 수 있다. 프로세서(620)는 도 1의 프로세서(120), 및/또는 도 5의 프로세서(520)를 포함할 수 있다.
저장부(630)는 심부 체온 추정과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어 사용자 손목의 표면 온도, 열전도 소재의 표면 온도, 사용자 상완의 표면온도, 사용자의 PPG 신호, 사용자의 심박수, 나이, 키, 몸무게, 사용자 손목 조직의 열 전도도, 손목의 반지름, 혈액 밀도, 혈액의 정압 비열, 혈액 흐름률, 혈액의 대류계수, 사용자 손목 주변의 공기 온도 및 프로세서(720)의 처리 결과, 예컨대 사용자 손목에서의 피부 열 유속, 사용자의 혈압, 심박출량, 혈류량, 사용자의 대사량, 사용자의 손목중심 온도, 사용자 손목 내부에서의 열 유속, 혈액의 평균온도, 혈관벽의 온도, 손목으로부터의 거리에 따른 심부의 체온 등을 저장할 수 있다.
저장부(630)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등의 저장매체를 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
출력부(640)는 프로세서(620)의 처리 결과를 사용자에게 제공할 수 있다. 이때 출력부(640)는 표시 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력부(640)는 표시 장치(미도시)에 프로세서(620)의 체온 추정 값을 표시할 수 있다. 이때, 체온 추정값이 정상 범위를 벗어나면 사용자가 쉽게 인식할 수 있도록 색깔이나 선의 굵기 등을 조절하거나 정상 범위를 함께 표시함으로써 사용자에게 경고 정보를 제공할 수 있다.
또한, 출력부(640)는 표시 장치(미도시)에 의한 시각적 표시와 함께 또는 단독으로 스피커 등의 음성 출력 모듈, 햅틱 모듈 등을 이용하여 음성, 진동, 촉감 등의 비시각적인 방식으로 사용자에게 심부 체온 추정값을 제공할 수 있다.
표시 장치(미도시)는 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 표시 장치(미도시)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(Touch Circuitry) 및/또는 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(압력 센서 등)를 포함할 수 있다. 오디오 모듈은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈은 체온 추정 장치와 직접 또는 무선으로 연결된 다른 전자 장치의 스피커 및/또는 헤드폰을 통해 소리를 출력할 수 있다. 햅틱 모듈은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(진동, 움직임 등) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈은, 모터, 압전 소자, 및/또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
출력부(640)가 체온 추정 값을 표시하는 일 예를 도 7a, 및 도 7b를 통해 설명한다.
도 7a, 및 도 7b는 일 실시예에 따른 출력부를 도시한 것이다. 도 7a, 및 도 7b를 참조하면, 추정된 심부 체온 값이 출력부(640a, 640b)에 표시되어 있다.
일 예로, 출력부(640a)는 도 7a에 도시된 바와 같이, 웨어러블 기기의 전면에 배치되어 추정된 체온 값을 디스플레이 할 수 있다. 다른 예로, 출력부(640b)는 도 7b에 도시된 바와 같이, 스마트 기기의 전면에 배치되어 추정된 체온 값, 체온 값의 하루간 변동 추이, 체온 추정과 관련한 수면 퀄리티 등을 디스플레이 할 수 있다. 이때 스마트 기기는 외부의 추가 전자기기, 예컨대 손목 시계형 웨어러블 기기, 이어 타입의 웨어러블 기기와 연동하여, 외부의 추가 전자기기의 센서부를 통해 측정된 데이터를 기초로 추정된 심부 체온 값을 출력부(640b)에 표시할 수 있다. 다만, 출력부(640a, 640b)의 체온 추정 값 출력방식 등은 이에 제한되지 않고 자유로이 변형될 수 있다.
통신부(650)는 외부 기기와 통신하여 심부 체온 추정과 관련된 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 외부 기기는 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 정보 처리 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 체온 추정 결과를 사용자의 스마트폰 등의 외부 기기에 전송하여 사용자가 상대적으로 성능이 우수한 기기를 통해 성분 분석 결과를 관리 및 모니터링하도록 할 수 있다.
통신부(650)는 블루투스(Bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 포함하는 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 외부 기기와 통신할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 일 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다. 도 8은 도 1 또는 도 6의 실시예에 따른 체온 추정 장치(100, 600)에 의해 수행되는 체온 추정 방법의 일 실시예이다. 앞에서 상술한 바 있으므로, 이하 간단히 설명한다.
먼저, 사용자의 손목의 표면 온도를 측정할 수 있다(810). 이때, 온도 센서를 통해 사용자의 손목의 표면 온도를 측정할 수 있고, 온도 센서는 서미스터(thermistor)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 자세한 설명은 생략한다.
다음, 손목의 표면 온도를 기초로 피부 열유속을 산출할 수 있다(820). 이때, 측정된 사용자 손목의 표면온도에 기초하여 사용자 손목에서의 피부 열 유속을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제 1온도센서에 의해 측정된 사용자 손목의 표면 온도, 및 제2 온도센서에 의해 측정된 열전도 소재의 표면 온도를 차감한 값을 기초로 사용자의 피부 열유속을 산출할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
다음, 손목의 표면 온도, 상기 산출된 피부 열유속, 사용자의 생체신호에 기초하여 추정되는 혈류량, 및 사용자의 대사량을 기초로 사용자의 손목중심 온도를 추정할 수 있다(830).
이때, 측정된 PPG 신호를 기초로 사용자의 혈류량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 측정된 PPG 신호를 기초로 사용자의 혈압, 및/또는 심박출량을 추정하고, 추정된 혈압, 및/또는 심박출량에 기초하여 사용자의 혈류량을 추정할 수 있다.
이때, 사용자의 심박수, 나이, 키, 및 몸무게 등에 기초하여 사용자의 인체 내 대사에 의한 열 발생량을 추정할 수 있다.
이때, 사용자 손목 조직의 열 전도도, 손목의 반지름, 혈액 밀도, 혈액의 정압 비열에 더 기초하여 상기 사용자의 손목중심 온도를 추정할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
다음, 추정된 손목중심 온도를 기초로 사용자의 심부 체온을 추정할 수 있다(840). 이때 사용자의 손목중심 온도, 손목내부에서의 열 유속, 동맥 혈압, 혈액 흐름 률, 및 혈액의 정압 비열을 기초로, 상기 손목으로부터의 거리에 따른 심부의 체온을 추정할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
이때 혈액의 대류계수, 혈액의 평균온도, 및 혈관벽의 온도에 기초하여 상기 손목 내부에서의 열 유속을 산출할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
도 9는 다른 실시예에 따른 체온 추정 방법의 흐름도이다. 도 9는 도 5 또는 도 6의 실시예에 따른 체온 추정 장치(500, 600)에 의해 수행되는 체온 추정 방법의 일 실시예이다. 앞에서 상술한 바 있으므로, 이하 간단히 설명한다.
먼저, 사용자의 손목의 표면 온도를 측정할 수 있다(910). 이때 서미스터(thermistor)를 이용하여 사용자 손목의 표면온도를 측정할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
다음, 사용자의 상완의 표면 온도를 측정할 수 있다(920). 이때 패치 타입의 온도 센서를 이용하여 상완의 표면온도를 측정할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
다음, 손목의 표면 온도를 기초로 피부 열유속을 산출할 수 있다(930). 예를 들어, 제 1온도센서에 의해 측정된 사용자 손목의 표면 온도, 및 제2 온도센서에 의해 측정된 열전도 소재의 표면 온도를 차감한 값을 기초로 사용자의 피부 열유속을 산출할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
단계(920)과 전에 단계(930)이 수행될 수도 있고, 단계(920)과 단계(930)은 동시에 수행될 수도 있다.
다음, 손목의 표면 온도, 상기 상완의 표면 온도, 상기 산출된 피부 열유속, 사용자의 생체신호에 기초하여 추정되는 혈류량, 및 사용자의 대사량을 기초로 사용자의 심부 체온을 추정할 수 있다(940).
이때, 사용자 손목 주변 공기의 온도에 더 기초하여 상기 사용자의 심부 체온을 추정할 수 있다. 자세한 설명은 생략한다.
도 10은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기를 도시한 것이다.도 10을 참조하면 웨어러블 기기(1000)는 스마트 워치 타입의 웨어러블 기기로 구현될 수 있으며 본체(1010)와 손목 스트랩(1020)을 포함할 수 있다.
본체(1010)는 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 본체(1010) 및/또는 스트랩(1020)의 내부에는 각종 구성에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다. 스트랩(1020)은 본체의 양단에 연결되어 본체를 사용자의 손목에 착용시키며 사용자의 손목을 감싸는 형태로 구부려질 수 있도록 플렉시블(flexible)하게 형성될 수 있다. 스트랩(1020)은 서로 분리된 제1 스트랩과 제2 스트랩으로 구성될 수 있다. 제1 스트랩과 제2 스트랩의 일단부는 각각 본체(1010)의 양측에 연결되고, 제1 스트랩과 제2 스트랩의 타단부에 형성된 체결수단을 이용하여 서로 체결될 수 있다. 이때, 체결수단은 자석 결합, 벨크로(velcro) 결합, 핀 결합 등의 방식으로 형성될 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 스트랩(1020)은 이에 제한되지 않으며 밴드 형태와 같이 서로 분리되지 않는 일체로 형성될 수도 있다.
본체(1010)는 체온 추정 장치를 포함할 수 있다. 체온 추정 장치에는 센서부(1030), 프로세서, 표시 장치, 출력부, 저장부 및 통신부가 장착될 수 있다. 다만, 표시 장치, 출력부, 저장부 및 통신부 중의 일부는 생략될 수 있다.
센서부(1030)는 사용자 손목으로부터 열전도 소재의 하단에 위치하여 피검체의 표면 온도를 측정하는 제1 온도 센서, 열전도 소재의 상단에 위치하여 열전도 소재의 표면 온도를 측정하는 제2 온도 센서를 포함할 수 있으며, 본체(1010)가 사용자의 손목에 착용될 때 사용자의 손목 상부에 접촉하여 손목으로부터 심부 체온 측정을 위한 데이터를 획득할 수 있도록 본체(1010)의 후면에 배치될 수 있다.
또한, 본체(1010)에 일측면에 사용자의 제어 명령을 수신하여 프로세서로 전달하는 조작부(1040)가 장착될 수 있다. 조작부(1040)는 웨어러블 기기(1000)의 전원을 온/오프시키는 명령을 입력하기 위한 전원 버튼을 포함할 수 있다.
한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 개시된 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 500, 600: 체온 추정 장치
110, 510, 610: 센서부 120, 520, 620: 프로세서
111: 제 1온도센서 112: 제2 온도센서
113: PPG 센서 511: 제 3온도센서
630: 저장부 640: 출력부
650: 통신부 1000: 웨어러블 기기

Claims (20)

  1. 사용자의 손목의 표면 온도를 측정하는 제 1온도 센서;
    상기 손목의 표면 온도를 기초로 피부 열유속을 산출하고, 상기 손목의 표면 온도, 상기 산출된 피부 열유속, 사용자의 혈류량, 및 사용자의 대사량을 기초로 사용자의 손목중심 온도를 추정하고, 상기 추정된 손목중심 온도를 기초로 사용자의 심부 체온을 추정하는 프로세서를 포함하는 체온 추정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1온도 센서의 상단에 위치하는 열전도 소재의 상단에 위치하여, 상기 열전도 소재의 표면 온도를 측정하는 제 2온도 센서를 더 포함하는 체온 추정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 온도 센서 및 상기 제2 온도 센서 중에서 적어도 하나는 서미스터(thermistor)인 체온 추정 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 손목의 표면 온도와 상기 열전도 소재의 표면 온도를 차감한 값을 기초로 상기 피부 열유속을 산출하는 체온 추정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 체온 추정 장치는,
    상기 손목으로부터 PPG 신호를 측정하는 PPG 센서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 측정된 PPG 신호에 기초하여 사용자의 혈압을 추정하고, 상기 추정된 사용자 혈압에 기초하여 상기 혈류량을 추정하는 체온 추정 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    사용자의 심박수, 나이, 키, 및 몸무게 중 적어도 하나에 기초하여 인체 내 대사에 의한 열 발생량을 추정하는 체온 추정 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    사용자 손목 조직의 열 전도도, 손목의 반지름, 혈액 밀도, 혈액의 정압 비열에 더 기초하여 상기 사용자의 손목중심 온도를 추정하는 체온 추정 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 손목중심 온도, 손목내부에서의 열 유속, 동맥 혈압, 혈액 흐름 률, 및 혈액의 정압 비열을 기초로, 상기 손목으로부터의 거리에 따른 심부의 체온을 추정하는 체온 추정 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    혈액의 대류계수, 혈액의 평균온도, 및 혈관벽의 온도에 기초하여 상기 손목 내부에서의 열 유속을 산출하는 체온 추정 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 추정된 사용자의 심부 체온을 시각적, 또는 비시각적인 방법으로 사용자에게 제공하는 출력부를 더 포함하는 체온 추정 장치.
  11. 사용자의 손목의 표면 온도를 측정하는 제 1온도 센서;
    사용자의 상완의 표면 온도를 측정하는 제 3온도 센서; 및
    상기 손목의 표면 온도를 기초로 피부 열유속을 산출하고, 상기 손목의 표면 온도, 상기 상완의 표면온도, 상기 산출된 피부 열유속, 사용자의 혈류량, 및 사용자의 대사량에 기초하여 상기 사용자의 심부 체온을 추정하는 프로세서를 포함하는 체온 추정 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    사용자 손목 주변 공기의 온도에 더 기초하여 상기 사용자의 심부 체온을 추정하는 체온 추정 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제 3 온도 센서는,
    패치 타입의 온도 센서인 체온 추정 장치.
  14. 사용자의 손목의 표면 온도를 측정하는 단계;
    상기 손목의 표면 온도를 기초로 피부 열유속을 산출하는 단계;
    상기 손목의 표면 온도, 상기 산출된 피부 열유속, 사용자의 혈류량, 및 사용자의 대사량을 기초로 사용자의 손목중심 온도를 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 손목중심 온도를 기초로 사용자의 심부 체온을 추정하는 단계를 포함하는 체온 추정 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 피부 열유속을 산출하는 단계는,
    상기 손목의 표면 온도와, 열전도 소재의 표면 온도를 차감한 값을 기초로 상기 피부 열유속을 산출하는 체온 추정 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 사용자의 손목중심 온도를 추정하는 단계는,
    상기 손목으로부터 PPG 신호를 측정하는 단계;
    상기 측정된 PPG 신호에 기초하여 사용자의 혈압을 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 사용자 혈압에 기초하여 상기 혈류량을 추정하는 단계를 포함하는 체온 추정 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 사용자의 손목중심 온도를 추정하는 단계는,
    사용자의 심박수, 나이, 키, 및 몸무게 중 적어도 하나에 기초하여 인체 내 대사에 의한 열 발생량을 추정하는 단계를 포함하는 체온 추정 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 사용자의 손목중심 온도를 추정하는 단계는,
    사용자 손목 조직의 열 전도도, 손목의 반지름, 혈액 밀도, 혈액의 정압 비열에 더 기초하여 상기 사용자의 손목중심 온도를 추정하는 체온 추정 방법.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 사용자의 심부 체온을 추정하는 단계는,
    상기 손목중심 온도, 손목내부에서의 열 유속, 동맥 혈압, 혈액 흐름 률, 및 혈액의 정압 비열을 기초로, 상기 손목으로부터의 거리에 따른 심부의 체온을 추정하는 체온 추정 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 사용자의 심부 체온을 추정하는 단계는,
    혈액의 대류계수, 혈액의 평균온도, 및 혈관벽의 온도에 기초하여 상기 손목 내부에서의 열 유속을 산출하는 단계를 포함하는 체온 추정 방법.

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