KR20230167798A - 생체 정보 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생체 정보 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 계속적으로 움직이거나 격한 활동(예를 들어, 운동)중인 경우에도 정확한 호흡량 측정이 가능할 뿐 아니라, 호흡량 외에 체온 정보, 움직임 정보 등을 측정하여 사용자의 생체 정보를 정확히 파악할 수 있는 생체 정보 측정 장치에 관한 것이다.

Description

생체 정보 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING LIVING BODY INFORMATION}
본 발명은 생체 정보 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 계속적으로 움직이거나 격한 활동(예를 들어, 운동)중인 경우에도 정확한 호흡량 측정이 가능할 뿐 아니라, 호흡량 외에 체온 정보, 움직임 정보 등을 측정하여 사용자의 생체 정보를 정확히 파악할 수 있는 생체 정보 측정 장치에 관한 것이다.
생체 활력 징후인 바이탈 사인(vital sign)은 체온, 혈압, 분당 심장 박동수, 호흡수를 측정하여 알 수 있으며, 이는 의학적인 문제를 탐지하거나 판단하는데 널리 사용된다. 이중 호흡량은 열과 질병 및 의학적인 조건에 따라 증가할 수 있으며, 활동중인 경우와 안정된 상태에 있을 때 또는 병이나 유해환경에 노출되어 있는 경우 등에 따라 급격하게 변화한다.
일반적으로 호흡량을 측정하기 위한 방법은 청진기를 이용하여 숨소리를 듣거나, 심전도 검사의 신호 처리를 통한 산소포화도의 변화를 측정하는 방법, 마스크를 착용하여 들숨과 날숨에 의한 가슴의 움직임을 센서로 계속적으로 측정하는 방법 등이 있다.
그러나 이러한 방법은 측정자에 따라 호흡량 측정 결과가 달라지거나 고가의 장비가 필요하거나 측정 대상자가 계속적으로 움직이는 경우 정확한 측정이 어려운 문제가 있었다.
따라서, 측정 대상자가 계속적으로 움직이는 경우에도 정확한 호흡량의 측정이 가능한 생체 정보 측정 장치의 개발이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0091186호(2006. 08. 18.)
본 발명의 목적은 사용자가 계속적으로 움직이거나 격한 활동(예를 들어, 운동)중인 경우에도 정확한 호흡량 측정이 가능할 뿐 아니라, 호흡량 외에 체온 정보, 움직임 정보 등을 측정하여 사용자의 생체 정보를 정확히 파악할 수 있는 생체 정보 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 코에 안착되며, 복수의 면을 구비하는 하우징; 및 상기 하우징의 복수의 면 중 어느 한 면에 형성되는 고정 홀에 구비되며, 사용자의 호흡에 따라 유입/유출되는 공기의 압력을 측정하는 압력 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 정보 측정 장치를 제공한다.
이때, 상기 하우징은 제1면, 제2면, 제3면을 포함하며, 상기 고정 홀은 상기 제1면에 형성되고, 상기 제1면은 사용자의 콧구멍에 대향하는 위치에 구비되며, 상기 제2면 및 상기 제3면은 상기 제1면의 측단부에서 절곡되어, 각각 사용자의 콧구멍에 인접하게 배치되며, 상기 제2면 및 상기 제3면에는 사용자의 호흡을 위한 통기공이 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 양 측단부에는 상기 하우징을 사용자의 코에 고정하기 위한 한 쌍의 고정 스트립이 각각 구비될 수 있다.
이때, 상기 고정 스트립은 고리 형태로 형성되어 사용자의 귀에 고정되며, 상기 고정 스트립에는 사용자의 체온을 측정하기 위한 온도 센서가 구비될 수 있다.
또한, 상기 고정 스트립 단부에는 한 쌍의 상기 고정 스트립을 연결하여 상기 하우징을 사용자의 코에 고정하기 위한 고정 밴드가 구비될 수 있다.
이때, 상기 고정 밴드에는, 상기 압력 센서로부터 전송되는 무선 신호를 수신하여 외부 디바이스로 전송하기 위한 무선 통신 모듈; 및 상기 무선 통신 모듈로 전원을 공급하기 위한 배터리 모듈;이 구비될 수 있다.
이때, 상기 고정 밴드에는, 사용자의 움직임 정보를 측정하기 위한 IMU(Inertial Measurement Unit)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 고정 스트립에 연결되며 사용자의 귓불에 고정되어 사용자의 산소포화도를 측정하는 산소포화도 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정 밴드의 상기 배터리 모듈과 연결되며, 사용자의 가슴에 부착되어 사용자의 근육 정보를 측정하기 위한 패치 센서를 더 포함할 수 있다.
이에 의해, 본 발명은 사용자가 계속적으로 움직이거나 격한 활동(예를 들어, 운동)중인 경우에도 호흡량 측정이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다양한 센서(압력 센서, 산소포화도 센서, 패치 센서)를 통해 사용자의 호흡량을 더욱 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 호흡량 외에 체온 정보, 움직임 정보 등을 측정하여 사용자의 생체 정보(바이탈 사인)를 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 하우징의 코구멍면과 인중면이 개방되어 장시간 착용 시 불편함이나 땀이 나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 획득된 사용자의 생체 정보를 스마트 디바이스에 전송하여 분석함으로써 사용자의 질병 유무, 건강 상태 파악 등 사용자의 건강 상황을 지속적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 하우징의 다양한 변형예를 설명하기 위한 참고도이다.
도 3은 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 사용 상태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 4는 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 변형예를 설명하기 위한 참고도이다.
도 5는 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 다른 변형예를 설명하기 위한 참고도이다.
본 명세서에서 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 정보 측정 장치에 관하여 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 개략도이며, 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치는 하우징(100) 및 압력 센서(109)를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 본체를 이루는 것으로 사용자의 코에 안착되어 고정될 수 있다.
이때, 하우징(100)은 복수의 면으로 이루어질 수 있으며, PP(Polypropylene) 등 합성수지 재질로 형성될 수 있다.
하우징(100)은 내부에 사용자의 코가 삽입되기 위한 내부 공간이 형성되며, 이를 위해 복수의 면이 서로 연결되어 형성될 수 있다.
구체적으로, 하우징(100)은 제1면(101), 제2면(102), 제3면(103)의 복수면으로 구분되어 제1면(101), 제2면(102), 제3면(103)이 서로 절곡 연결되어 형성될 수 있으며, 대략 삼각형 형상의 제1면(101)이 제2면(102)과 제3면(103) 사이에 배치되고, 제2면(102)과 제3면(103)이 제1면(101)의 양 단부에서 일정한 각도로 각각 절곡되어 형성될 수 있다.
이때, 제1면(101)은 사용자의 콧구멍과 대향하도록 위치할 수 있으며, 제2면(102)은 제1면(101)의 어느 한 변으로부터 절곡 연장 형성되고 제3면(103)은 제1면(101)의 다른 한 변으로부터 절곡 연장 형성되며, 제1면(101)과 절곡되는 제2면(102) 및 제3면(103)에 의해 형성되는 내부 공간에 사용자의 코가 위치하고, 제2면(102) 및 제3면(103)이 사용자의 코에 밀착되어 지지됨으로써 하우징(100)이 사용자의 코에 안착되는 것이다.
압력 센서(109)는 하우징(100)에 구비되어 사용자의 호흡에 따라 유입/유출되는 공기의 양을 측정할 수 있다. 구체적으로, 하우징(100)의 복수의 면 중 어느 한 면에 고정 홀(107)이 형성되며, 압력 센서(109)는 고정 홀(107)에 구비되어 사용자의 호흡에 따라 하우징(100)의 내부 공간을 유입 또는 유출하는 공기의 양을 측정한다. 고정 홀(107)의 중앙부에 구비되는 압력 센서(109)가 양압 또는 음압의 세기를 측정함으로써 사용자의 들숨 또는 날숨의 호흡량을 측정할 수 있는 것이다.
이때, 고정 홀(107)은 사용자의 콧구멍에 대향하는 위치에 구비되는 제1면(101)의 중앙부에 형성될 수 있다. 제2면(102) 및 제3면(103)은 제1면(101)의 측단부에서 절곡되어 각각 사용자의 콧구멍에 인접하게 배치되며, 제2면(102) 및 제3면(103)에는 사용자의 호흡을 위한 통기공(105)이 각각 형성될 수 있다. 이때 제2면(102)과 제3면(103) 사이에는 제2면(102)과 제3면(103)을 서로 완만하게 연결시켜주는 완곡면(미도시) 형성될 수 있다. 통기공(105)은 고정 홀(107)과는 구분되어 사용자의 콧구멍에 인접하게 형성되며, 한 쌍의 통기공(105)에 의해 사용자의 활동에 따라 사용자의 호흡량이 증가하는 경우에도 사용자의 호흡을 원활하게 유지할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 하우징(100)의 다양한 변형예를 설명하기 위한 참고도로서, 도 2를 참고하여 하우징(100)의 다양한 형태에 대해 간략하게 설명하기로 한다. 도 2의 (a)는 본 발명의 주된 실시예에 따른 하우징(100)의 형상으로서 구체적 설명은 앞선 설명에 갈음하기로 한다. 도 2의 (b) 및 (c)는 변형예로서 제1면(101)에 압력 센서(109)가 구비되고 제2면(102) 및 제3면(103)에 각각 통기공(105)이 형성되는 형상이며, (d), (e), (f)는 또 다른 변형예로서 하나의 통기공(105)이 압력 센서(109)와 동일 면에 형성되는 형상이다.
도 3은 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 사용 상태를 설명하기 위한 참고도로서, 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 생체 정보 측정 장치는 고정 스트립(110)이 구비될 수 있다.
고정 스트립(110)은 하우징(100)의 양 측단부에서 각각 고리 형태로 연장 형성되며 사용자의 귀에 고정되어, 하우징(100)을 사용자의 코에 고정한다.
이때, 고정 스트립(110)에는 사용자의 체온을 측정하기 위한 온도 센서(115)가 구비될 수 있다(도 3의 (b) 참고). 온도 센서(115)는 고정 스트립(110)과 사용자의 귀와 접촉되는 부분에 구비될 수 있으며, 사용자의 귀에 접촉되어 실시간으로 사용자의 체온을 측정하여 압력 센서(109)를 통해 측정되는 호흡량 정보와 함께 사용자의 생체 정보를 더욱 정확하게 파악할 수 있도록 한다.
한편, 도 4를 참고하면, 고정 스트립(110)의 단부에는 한 쌍의 고정 스트립(110)을 연결하기 위한 고정 밴드(120)가 구비될 수 있으며, 고정 밴드(120)에 의해 하우징(100)이 사용자의 코에 고정될 수 있다. 이때, 고정 밴드(120)는 넥 밴드(Neck band) 형태일 수 있다.
한편, 고정 밴드(120)에는 무선 통신 모듈(123) 및 배터리 모듈(125)이 구비될 수 있다. 무선 통신 모듈(123)은 압력 센서(109) 또는 온도 센서(115)로부터 전송되는 무선 신호를 수신하여 외부 디바이스로 전송하며, 이때 외부 디바이스는 사용자의 스마트폰 등 스마트 디바이스일 수 있다. 스마트 디바이스에는 각종 센서로부터 획득한 생체 정보를 분석하기 위한 어플리케이션이 설치될 수 있으며, 어플리케이션을 이용하여 사용자의 질병 유무, 건강 상태를 파악함으로써 사용자의 건강 상황을 지속적으로 관리할 수 있다.
배터리 모듈(125)은 무선 통신 모듈(123)로 전원을 공급하며, 이때 배터리 모듈(125)은 리튬 이온 폴리머 배터리일 수 있다.
또한, 고정 밴드(120)에는 사용자의 움직임 정보를 측정하기 위한 IMU(121)(Inertial Measurement Unit)이 구비될 수 있다. IMU(121)는 고정 밴드(120)에 구비되어 사용자의 움직임에 대한 속도, 방향, 중력, 가속도를 측정하여 사용자의 활동량을 정확하게 판단할 수 있도록 한다.
또한, 고정 스트립(110)에 연결되며 사용자의 귓불에 고정되어 사용자의 산소포화도를 측정하는 산소포화도 센서를 더 포함할 수 있다. 산소포화도 센서를 통해 측정한 산소포화도 정보는 압력 센서(109)를 통해 획득되는 정보와 함께 분석되어 사용자의 호흡량을 더욱 정확하게 파악할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치의 다른 변형예를 설명하기 위한 참고도로서, 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 생체 정보 측정 장치는, 패치 센서(127)를 더 포함할 수 있다. 패치 센서(127)는 사용자의 가슴에 부착되어 사용자의 근육 정보를 측정하기 위한 것으로, 근육의 움직임을 측정하여 움직임 정보를 스마트 디바이스로 전송하여 사용자의 호흡량을 더욱 정확하게 파악할 수 있도록 함과 동시에, 호흡량 외에 사용자의 다양한 생체 정보를 파악할 수 있도록 한다. 이때, 패치 센서(127)에 전원을 공급하기 위한 전선(129)이 배터리 모듈(125)과 연결되도록 구비될 수 있다.
이상으로 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치에 대한 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으며, 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치는 사용자가 계속적으로 움직이거나 격한 활동(예를 들어, 운동)중인 경우에도 호흡량 측정이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 생체 정보 측정 장치는 다양한 센서(압력 센서(109), 산소포화도 센서, 패치 센서(127))를 사용하여 사용자의 호흡량을 더욱 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사용자의 호흡량 외에 체온 정보, 움직임 정보 등을 측정하여 사용자의 생체 정보(바이탈 사인)를 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 획득된 사용자의 생체 정보를 스마트 디바이스에 전송하여 분석함으로써 사용자의 질병 유무, 건강 상태 파악 등 사용자의 건강 상황을 지속적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술 될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 하우징
101: 제1면
102: 제2면
103: 제3면
110: 고정 스트립
105: 통기공
107: 고정 홀
109: 압력 센서
115: 온도 센서
120: 고정 밴드
121: IMU(Inertial Measurement Unit)
123: 무선 통신 모듈
125: 배터리 모듈
127: 패치 센서
129: 전선

Claims (9)

  1. 사용자의 코에 안착되며, 복수의 면을 구비하는 하우징; 및
    상기 하우징의 복수의 면 중 어느 한 면에 형성되는 고정 홀에 구비되며, 사용자의 호흡에 따라 유입/유출되는 공기의 압력을 측정하는 압력 센서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 정보 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 제1면, 제2면, 제3면을 포함하며,
    상기 고정 홀은 상기 제1면에 형성되고, 상기 제1면은 사용자의 콧구멍에 대향하는 위치에 구비되며,
    상기 제2면 및 상기 제3면은 상기 제1면의 측단부에서 절곡되어, 각각 사용자의 콧구멍에 인접하게 배치되며,
    상기 제2면 및 상기 제3면에는 사용자의 호흡을 위한 통기공이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는, 생체 정보 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 양 측단부에는 상기 하우징을 사용자의 코에 고정하기 위한 한 쌍의 고정 스트립이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는, 생체 정보 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정 스트립은 고리 형태로 형성되어 사용자의 귀에 고정되며, 상기 고정 스트립에는 사용자의 체온을 측정하기 위한 온도 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는, 생체 정보 측정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 고정 스트립 단부에는 한 쌍의 상기 고정 스트립을 연결하여 상기 하우징을 사용자의 코에 고정하기 위한 고정 밴드가 구비되는 것을 특징으로 하는, 생체 정보 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고정 밴드에는,
    상기 압력 센서로부터 전송되는 무선 신호를 수신하여 외부 디바이스로 전송하기 위한 무선 통신 모듈; 및
    상기 무선 통신 모듈로 전원을 공급하기 위한 배터리 모듈;이 구비되는 것을 특징으로 하는, 생체 정보 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고정 밴드에는, 사용자의 움직임 정보를 측정하기 위한 IMU(Inertial Measurement Unit)이 구비되는 것을 특징으로 하는, 생체 정보 측정 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 고정 스트립에 연결되며 사용자의 귓불에 고정되어 사용자의 산소포화도를 측정하는 산소포화도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 정보 측정 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 고정 밴드의 상기 배터리 모듈과 연결되며, 사용자의 가슴에 부착되어 사용자의 근육 정보를 측정하기 위한 패치 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 정보 측정 장치.
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