WO2021194047A1 - 체온 측정이 가능한 심전계 및 그의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

체온 측정이 가능한 심전계에 관한 것이며, 체온 측정이 가능한 심전계는 사용자의 심전도 신호에 관한 제1 신호와 사용자의 체온에 관한 제2 신호를 포함한 통합 신호를 획득하는 센싱 모듈; 상기 센싱 모듈에서 획득된 상기 통합 신호를 분석하여 분석 결과로서 상기 사용자의 상태 진단 결과를 제공하는 분석부; 및 상기 상태 진단 결과에 기초하여 알람 제공부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

체온 측정이 가능한 심전계 및 그의 제어 방법
본원은 체온 측정이 가능한 심전계 및 그의 제어 방법에 관한 것이다. 특히, 본원은 체온으로서 사용자의 표피 체온이나 심부 체온을 측정하고, 뿐만 아니라 습도를 측정할 수 있는 심전계에 관한 것이다.
심전계는 심장의 활동 전류나 활동 전위가 시간에 따라 변하는 것을 신체의 두 점의 차이로 기록하는 기구를 의미한다. 이러한 심전계로는 병원이나 의료기관에서 사용하는 심전계, 가정이나 일상생활에서 사용 가능한 휴대용 심전계 등이 존재한다.
그런데, 종래의 심전계는 부피가 크고 단순히 심전도 신호의 획득(측정)만이 가능할 뿐, 체온이나 습도를 함께 측정할 수 있는 심전계 기술의 개발은 마땅치 않은 실정이다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국공개특허공보 제10-2018-0018489호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부피가 크지 않으면서도, 심전도 신호의 획득(측정)뿐만 아니라 사용자의 체온이나 주변 환경의 습도를 함께(동시에) 측정할 수 있는 체온 측정이 가능한 심전계 및 그의 제어 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 체온 측정이 가능한 심전계는, 사용자의 심전도 신호에 관한 제1 신호와 사용자의 체온에 관한 제2 신호를 포함한 통합 신호를 획득하는 센싱 모듈; 상기 센싱 모듈에서 획득된 상기 통합 신호를 분석하여 분석 결과로서 상기 사용자의 상태 진단 결과를 제공하는 분석부; 및 상기 상태 진단 결과에 기초하여 알람 제공부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제2 측면에 따른 체온 측정이 가능한 심전계의 제어 방법은 상술한 본원의 제1 측면에 따른 체온 측정이 가능한 심전계를 제어하는 방법으로서, 센싱 모듈에서, 사용자의 심전도 신호에 관한 제1 신호와 사용자의 체온에 관한 제2 신호를 포함한 통합 신호를 획득하는 단계; 분석부에서, 상기 센싱 모듈에서 획득된 상기 통합 신호를 분석하여 분석 결과로서 상기 사용자의 상태 진단 결과를 제공하는 단계; 및 제어부에서, 상기 상태 진단 결과에 기초하여 알람 제공부의 동작을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 체온 측정이 가능한 심전계를 제공함으로써, 부피가 크지 않고 컴팩트 하면서도, 심전도 신호의 획득(측정)뿐만 아니라 사용자의 체온(표피 체온, 심부 체온)과 주변 환경의 습도를 함께(동시에) 측정할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 체온 측정을 위한 센서(전극부, 서미스터, 전도체 등)를 기기의 본체 외부에 드러내지 않으면서, 하우징부 내에 마련된 전극부와 전도체를 통해 전도되는 열의 온도 측정으로 하여금 사용자의 표피 체온을 측정할 수 있다. 뿐만 아니라, 환경 온도 센서(15)를 통해 측정되는 환경 온도를 더 고려함으로써 사용자의 심부 체온을 측정할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계를 포함한 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계의 전면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a는 도 3에서의 A-A’를 전후방향으로 절개하여 도시한 도면이다.
도 4b는 도 3에서의 B-B’를 전후방향으로 절개하여 도시한 도면이다.
도 5a는 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계에 의해 획득되는 심전도 신호(제1 신호)의 파형 예를 나타낸 도면이다.
도 5b는 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계의 분석부가 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터와 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 간의 유사도를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계의 부착 방향을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계와 네트워크로 연결된 사용자 단말의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계와 네트워크로 연결된 사용자 단말의 가이드 정보 제공부가 가이드 정보를 출력하는 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계와 사용자 단말을 이용한 심전도 유도 안내 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계의 제어 방법에 대한 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)를 포함한 시스템(1000)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)의 전면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4a는 도 3에서의 A-A'를 전후방향으로 절개하여 도시한 도면이다. 도 4b는 도 3에서의 B-B'를 전후방향으로 절개하여 도시한 도면이다.
이하에서는 설명의 편의상, 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)를 포함한 시스템(1000)을 본 시스템(1000)이라 하고, 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)를 본 심전계(100)라 하기로 한다.
도 1 내지 도 4b를 참조하면, 본 시스템(1000)은 본 심전계(100) 및 사용자 단말(200)을 포함할 수 있다.
본 심전계(100)는 사용자(3)의 심전도 신호에 관한 제1 신호와 사용자(3)의 체온에 관한 제2 신호를 포함한 통합 신호를 획득하고, 획득된 통합 신호를 분석한 결과인 사용자의 상태 진단 결과를 제공하며, 상태 진단 결과에 기초하여 알람 제공부(40)의 동작을 제어할 수 있다.
본 심전계(100)는 일예로 제어부(30)를 통해 상태 진단 결과를 사용자 단말(200)로 제공할 수 있다. 또한, 본 심전계(100)는 일예로 사용자 단말(200)에 의해 동작이 제어(즉, 원격으로 제어)될 수 있다.
본 심전계(100)와 사용자 단말(200) 간에는 네트워크를 통해 데이터(정보)의 송수신이 이루어질 수 있다.
본 심전계(100)와 사용자 단말(200) 간의 정보 공유를 위한 네트워크의 일예로는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 유무선 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, Wifi 네트워크, NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함될 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
사용자 단말(200)은 네트워크를 통해 본 심전계(100)와 연동되는 디바이스(장치)를 의미할 수 있다. 사용자 단말(200)이라 함은 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(WCode Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC, 노트북, 웨어러블 디바이스, 데스크탑 PC 등과 같은 모든 종류의 유무선 통신 장치를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 심전계(100)는 사용자(3)의 신체 일부에 부착 가능한 패치 형태, 사용자(3)의 신체 일부에 착용 가능한 웨어러블 형태(일예로, 사용자의 손목 등에 착용 가능한 시계 형태 등), 각종 물품에 내장 가능한 형태 등으로 마련될 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. 여기서, 각종 물품이라 함은 예시적으로 요가 용품, 안마의자, 자동차 핸들 등일 수 있다.
이하, 본 심전계(100)를 설명함에 있어서, 도 3의 도면을 기준으로 9시-3시 방향을 좌우방향, 12시-6시 방향을 상하방향이라 하기로 하고, 도 4a의 도면을 기준으로 9시-3시 방향을 좌우방향, 6시-12시 방향을 전후방향이라 하기로 한다. 이러한 방향 설정은 본원의 이해를 돕기 위한 하나의 예시일 뿐, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 심전계(100)는 체온 측정이 가능한 심전계로서, 체온으로서 사용자(3)의 표피 체온 및/또는 심부 체온을 획득할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 심전계(100)는 주변의 습도 정보를 획득할 수 있다. 이에 따르면, 본 심전계(100)는 사용자(3)의 체온(표피 체온, 심부 체온), 습도 및 심전도 신호를 모두 획득할 수 있다.
본 심전계(100)는 심전도 신호의 측정 기능, 사용자(3)의 체온 측정 기능 및 습도 측정 기능이 하나의 단일 기기에 마련되는 통합 구조의 기기일 수 있다.
본 심전계(100)는 센싱 모듈(10), 분석부(20), 제어부(30), 알람 제공부(40), 데이터베이스(50) 및 온도 조절 부재(60)를 포함할 수 있다.
센싱 모듈(10)은 사용자(3)의 심전도(ECG, electrocardiogram) 신호에 관한 제1 신호와 사용자(3)의 체온에 관한 제2 신호를 포함한 통합 신호를 획득할 수 있다. 여기서, 심전도 신호인 제1 신호는 후술하는 전극부(12)를 이용하여 획득될 수 있고, 체온에 관한 제2 신호는 서미스터(13), 전도체(14) 및 환경 온도 센서(15)를 이용하여 획득될 수 있다.
사용자(3)는 일예로 환자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 체온에 관한 제2 신호라 함은 본 센싱 모듈(10)에 의해 측정(혹은 추정)되는 사용자(3)의 체온(신체의 온도) 값을 의미할 수 있다.
또한, 제2 신호는, 센싱 모듈(10) 내 전극부(12)로부터 전도되는 열의 온도를 이용하여 추정되는 사용자(3)의 표피 체온 및 심부 체온 중 적어도 하나에 관한 신호를 의미할 수 있다. 즉, 제2 신호는 사용자(3)의 체온에 관한 값으로서, 사용자(3)의 표피 체온(체표 온도, 신체의 피부의 온도)에 관한 값을 의미할 수도 있고, 혹은 사용자(3)의 심부 체온(신체의 심부 온도)에 관한 값을 의미할 수 있다.
센싱 모듈(10)은 하우징부(11), 전극부(12), 서미스터(13), 전도체(14), 환경 온도 센서(15) 및 습도 센서(16)를 포함할 수 있다.
하우징부(11)는 일예로 원기둥 형상 등으로 이루어지고, 플라스틱 등의 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니고, 본 심전계(100)의 하우징부(11)의 형상 내지 재질은 다양한 형상 내지 재질로 이루어질 수 있다.
전극부(12)는 하우징부(11)의 전면(fs)에(전방을 향해) 상면이 노출되도록 마련되고, 사용자(3)의 피부에 접촉되어 사용자(3)의 심전도 신호를 획득할 수 있다. 전극부(12)는 2개의 전극(12a, 12b)을 포함할 수 있으며, 2개의 전극(12a, 12b)은 하우징부(11)의 좌우방향에 대하여 간격을 두고 이격하여 배치될 수 있다.
서미스터(Thermistor, 13)는 하우징부(11)에 내장되고, 온도를 측정할 수 있다.
서미스터(13)는 저항기의 일종으로서, 온도에 따라 물질의 저항이 변화하는 성질을 이용한 전기적 장치를 의미할 수 있다. 서미스터(13)는 일예로 NTC 서미스터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. NTC 서미스터의 저항값은 온도에 따라 변화되므로, 본 심전계(100)는 일예로 서미스터(13)인 NTC 서미스터의 저항 값에 유기되는 전압을 디지털로 변환하여 프로세서가 읽어 들이고 변환함으로써 측정(계측, 산출)된 온도를 제공할 수 있다.
전도체(14)는 전극부(12)와 서미스터(13)의 사이를 연결시킬 수 있다. 특히, 전도체(14)는 전극부(12) 내 2개의 전극 각각과 서미스터(13)를 서로 연결시킬 수 있다. 전도체(14)는 전극부(12)의 열을 서미스터(13)를 향해 전도할 수 있다.
서미스터(13)는 전극부(12)로부터 전도체(14)를 통해 전도된 열의 온도 측정을 통해, 사용자(3)의 체온으로서 특히 사용자(3)의 표피 체온(체표 온도, 사용자의 신체 피부의 온도)을 측정(획득)할 수 있다. 즉, 전극부(12)의 열을 전도하는 전도체(14)로 하여금, 서미스터(13)가 전도된 열의 온도를 측정함으로써, 센싱 모듈(10)은 사용자(3)의 표피 체온에 관한 제2 신호를 서미스터(13)룰 통해 측정(획득)할 수 있다.
환경 온도 센서(15)는 하우징부(11)의 후면(후방)에 상면이 노출되도록 마련될 수 있다. 환경 온도 센서(15)는 본 심전계(100)의 주변의 환경 온도(주변 환경의 온도)를 측정할 수 있다.
센싱 모듈(10)은 환경 온도 센서(15)를 통해 측정된 환경 온도와 서미스터(13)에 의해 측정된(획득된) 표피 체온을 고려하여, 사용자(3)의 체온으로서 사용자(3)의 심부 체온(신체의 심부 온도)를 측정할 수 있다. 즉, 센싱 모듈(10)은 측정된 환경 온도와 측정된 표피 체온을 고려하여, 사용자(3)의 심부 체온에 관한 제2 신호를 측정(획득)할 수 있다.
사용자(3)의 심부 체온은 하기 식 1을 이용하여 측정될 수 있다. 달리 표현하여, 센싱 모듈(10)은 하기 식 1을 이용하여 심부 체온을 측정(획득)할 수 있다.
[식 1]
Figure PCTKR2020017690-appb-I000001
여기서, Tb 는 심부 체온, Ts 는 서미스터(13)에 의해 측정된 표피 체온, Tc 는 환경 온도 센서(15)를 통해 측정된 환경 온도,
Figure PCTKR2020017690-appb-I000002
는 보정 상수를 나타낸다.
본 심전계(100)는 측정된 표피 체온(표피 체온 값)에 환경 온도 센서(15)를 통해 측정된 환경 온도를 더 고려함으로써, 온도 보상 공식을 통해 사용자(3)의 심부 체온(심부 온도)를 추정(측정)할 수 있다.
이에 따르면, 본 심전계(100)는 센싱 모듈(10)을 이용함으로써, 전극부(12)를 통해 사용자(3)의 심전도 신호(제1 신호)를 획득할 수 있고, 뿐만 아니라 사용자(3)의 체온(표피 체온 및 심부 체온 중 적어도 하나의 체온)(제2 신호)를 획득할 수 있다. 즉, 본 심전계(100)는 센싱 모듈(10)을 통해 제1 신호(심전도 신호)와 제2 신호(체온 값)를 포함하는 통합 신호를 획득할 수 있다.
습도 센서(16)는 하우징부(11)의 후면에 상면이 노출되도록 마련될 수 있다. 습도 센서(16)는 본 심전계(100)의 주변 환경의 습도를 측정할 수 있다. 습도 센서(16)는 하우징부(11)의 후면에 대하여, 환경 온도 센서(15)와 간격을 두고 이격하여 배치될 수 있다.
제어부(30)는 일예로 습도 센서(16)를 통해 측정된 습도(본 심전계 주변 환경의 습도)를 고려하여 알람 제공부(40)의 동작을 제어할 수 있다.
분석부(20)는 환경 온도 센서(15)를 통해 측정된 환경 온도가 미리 설정된 제1 기준 범위를 벗어나거나 습도 센서(16)를 통해 측정된 습도가 미리 설정된 제2 기준 범위를 벗어나는지 분석할 수 있다.
이때, 제어부(30)는 분석부(20)에 의한 분석 결과, 환경 온도 센서(15)를 통해 측정된 환경 온도가 미리 설정된 제1 기준 범위를 벗어나거나 습도 센서(16)를 통해 측정된 습도가 미리 설정된 제2 기준 범위를 벗어나는 것으로 분석되면, 본 심전계(100)의 표준 동작에 관한 표준 가이드 정보가 네트워크를 통해 사용자 단말(200)로 제공되도록, 알람 제공부(40)의 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 제1 기준 범위는 온도(환경 온도)와 관련하여 설정된 범위로서, 일예로 10도 이상 45도 이하의 온도 범위로 설정될 수 있다. 즉, 미리 설정된 제1 기준 범위는 "10 ℃ ≤ 측정된 환경 온도 ≤ 45 ℃"로 설정될 수 있다.
또한, 미리 설정된 제2 기준 범위는 습도와 관련하여 설정된 범위로서, 일예로 10 % 이상 95 이하의 습도 범위로 설정될 수 있다. 즉, 미리 설정된 제2 기준 범위는 "10 % ≤ 측정된 환경 온도 ≤ 95 %"로 설정될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의상, 환경 온도 센서(15)를 통해 측정된 환경 온도가 미리 설정된 제1 기준 범위를 벗어나는 경우는 제1 경우라 달리 표현되고, 습도 센서(16)를 통해 측정된 습도가 미리 설정된 제2 기준 범위를 벗어나는 경우는 제2 경우라 달리 표현될 수 있다.
제어부(30)는 제1 경우인 것으로 분석된 경우, 표준 가이드 정보로서, 본 심전계(100)의 표준 동작 온도에 관한 가이드 정보(제1 표준 온도 가이드 정보)가 제공되도록 알람 제공부(40)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 제2 경우인 것으로 분석된 경우, 표준 가이드 정보로서, 본 심전계(100)의 표준 동작 습도에 관한 가이드 정보(제2 표준 습도 가이드 정보)가 제공되도록 알람 제공부(40)의 동작을 제어할 수 있다.
분석부(20)는 환경 온도 센서(15)에 의해 측정된 환경 온도가 미리 설정된 제1 기준 범위(즉, 10 ℃ ≤ 측정된 환경 온도 ≤ 45 ℃)에 속하는 경우, 본 심전계(100)가 정상 동작하는 것으로 분석할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(30)는 분석부(20)에 의한 분석 결과에 기초하여, 알람 제공부(40)를 통해 별도의 알람(메시지)이 제공되지 않도록 할 수 있다.
반면, 분석부(20)는 환경 온도 센서(15)에 의해 측정된 환경 온도가 미리 설정된 제1 기준 범위를 벗어나는 경우(즉, 10 ℃ 미만이거나, 45 ℃를 초과하는 경우), 본 심전계(100)가 비정상 동작할 가능성이 있는 것으로 분석할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(30)는 분석부(20)에 의한 분석 결과에 기초하여, 알람 제공부(40)를 통해 표준 가이드 정보(특히, 제1 표준 온도 가이드 정보)에 관한 메시지가 사용자 단말(200)로 제공되도록, 알람 제공부(40)의 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 제1 표준 온도 가이드 정보는 일예로 앞서 말한 미리 설정된 제1 기준 범위(즉, 10 ℃ ≤ 측정된 환경 온도 ≤ 45 ℃)의 정보와 동일한 정보일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제품 허가사항에 근거하여 그 정보는 다양하게 설정될 수 있다.
예시적으로, 제어부(30)에 의한 동작 제어에 의해, 알람 제공부(40)는 제1 표준 온도 가이드 정보에 관한 메시지로서, '측정되는 환경 온도 값이 10 도 이상 45 도 이하의 값을 갖도록 유지해 주십시오', '본 심전계의 기기 동작이 가능한 온도를 유지해 주십시오' 등과 같은 메시지를 사용자 단말(200)로 제공할 수 있다.
이에 따르면, 제어부(30)는 측정된 환경 온도가 미리 설정된 제1 기준 범위를 벗어날 때 표준 가이드 정보(제1 표준 온도 가이드 정보)가 사용자(3)에게 제공될 수 있도록 알람 제공부(40)의 동작을 제어함으로써, 본 심전계(100)(특히, 본 심전계 내 환경 온도 센서)의 적정 동작 온도를 사용자(3)에게 알릴 수 있다.
마찬가지로, 분석부(20)는 습도 센서(16)에 의해 측정된 습도가 미리 설정된 제2 기준 범위(즉, 10% ≤ 측정된 습도 ≤ 95 %)에 속하는 경우, 본 심전계(100)가 정상 동작하는 것으로 분석할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(30)는 분석부(20)에 의한 분석 결과에 기초하여, 알람 제공부(40)를 통해 별도의 알람(메시지)이 제공되지 않도록 할 수 있다.
반면, 분석부(20)는 습도 센서(16)에 의해 측정된 습도가 미리 설정된 제2 기준 범위를 벗어나는 경우(즉, 10% 미만이거나, 95% 를 초과하는 경우), 본 심전계(100)가 비정상 동작할 가능성이 있는 것으로 분석할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(30)는 분석부(20)에 의한 분석 결과에 기초하여, 알람 제공부(40)를 통해 표준 가이드 정보(특히, 제2 표준 습도 가이드 정보)에 관한 메시지가 사용자 단말(200)로 제공되도록, 알람 제공부(40)의 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 제2 표준 습도 가이드 정보는 일예로 앞서 말한 미리 설정된 제2 기준 범위(즉, 10 % ≤ 측정된 환경 온도 ≤ 95 %)의 정보와 동일한 정보일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제품 허가사항에 근거하여 그 정보는 다양하게 설정될 수 있다.
예시적으로, 제어부(30)에 의한 동작 제어에 의해, 알람 제공부(40)는 제2 표준 습도 가이드 정보에 관한 메시지로서, '측정되는 습도 값이 10%도 이상 95% 이하의 값을 갖도록 유지해 주십시오', '본 심전계의 기기 동작이 가능한 습도를 유지해 주십시오' 등과 같은 메시지를 사용자 단말(200)로 제공할 수 있다.
이에 따르면, 제어부(30)는 측정된 환경 온도가 미리 설정된 제2 기준 범위를 벗어날 때 표준 가이드 정보(제2 표준 습도 가이드 정보)가 사용자(3)에게 제공될 수 있도록 알람 제공부(40)의 동작을 제어함으로써, 본 심전계(100)(특히, 본 심전계 내 습도 센서)의 적정 동작 습도를 사용자(3)에게 알릴 수 있다.
즉, 제어부(30)는 알람 제공부(400를 통해 표준 가이드 정보를 제공함으로써, 본 심전계(100) 내 환경 온도 센서(15)의 적정 동작 온도 및 본 심전계(100) 내 습도 센서(16)의 적정 동작 습도를 안내할 수 있다.
이때, 도면에 도시하지는 않았으나, 알람 제공부(40)는 사용자 단말(200)로 메시지를 제공하기 위한 메시지 제공부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어부(30)는 메시지 제공부(미도시)를 통해 표준 가이드 정보에 관한 메시지가 사용자 단말(200)로 제공되도록 제어할 수 있다.
또한, 분석부(20)는 센싱 모듈(10)에서 획득된 통합 신호를 분석하여 분석 결과로서 사용자(3)의 상태 진단 결과를 제공할 수 있다. 이때, 분석부(20)에 의해 제공되는 상태 진단 결과는 앞서 설명한 바와 같이, 일예로 제어부(30)의 제어에 의해 네트워크를 통해 사용자 단말(200)로 제공(전송)될 수 있다.
이때, 상태 진단 결과에는 사용자(3)의 심장 상태와 관련하여 정상/비정상 여부에 관한 정보, 패혈증 가능성 여부에 관한 정보(패혈증 가능성이 있는지, 없는지에 관한 정보) 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 센싱 모듈(10)을 통해 획득되는 제1 신호(심전도 신호의 데이터)와 제2 신호(체온 값)가 포함될 수 있다.
여기서, 심장 상태가 정상이라 함은 사용자의 건강 상태가 안정 상태인 것이라 달리 표현되고, 심장 상태가 비정상이라 함은 사용자의 건강 상태가 불안정 상태인 것이라 달리 표현될 수 있다.
즉, 분석부(20)는 센싱 모듈(10)에서 획득된 통합 신호(특히, 심전도 신호)를 분석함으로써, 사용자(3)의 상태 진단 결과로서 일예로 사용자(3)의 심장 상태가 정상인지(즉, 건강 상태가 안정 상태인지) 혹은 비정상인지(즉, 건강 상태가 불안정 상태인지)를 판단(분석)할 수 있다.
또한, 분석부(20)는 센싱 모듈(10)에서 획득된 통합 신호(특히, 체온 값)와 후술하여 설명하는 판단된 심박수를 분석함으로써, 사용자(3)의 상태 진단 결과로서 일예로 패혈증 가능성이 있는지(패혈증인 것으로 의심되는지) 혹은 패혈증 가능성이 없는지(패혈증이 아닌지)를 판단(분석)할 수 있다. 분석부(20)에 대한 보다 구체적인 설명은 후술하여 설명하기로 한다.
우선, 심전도 신호(제1 신호)의 분석을 통해 사용자(3)의 상태 진단 결과로서 사용자(3)의 심장 상태가 비정상인지(즉, 건강 상태가 불안정 상태인지)를 판단(분석)하는 과정에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
분석부(20)는 센싱 모듈(10)에서 획득된 통합 신호 중, 특히 제1 신호인 심전도 신호의 파형 내에 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형이 존재하는 경우, 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형에 대응하는 신호가 비정상 의심 심전도 신호인 것으로 1차 판단할 수 있다. 여기서, 기 설정된 특징 조건은, 임계범위에 속하는 신호가 미리 설정된 시간 동안 발생하는 특징에 대한 조건을 의미할 수 있다.
즉, 분석부(20)는 본 심전계(100)로부터 획득된 심전도 신호(제1 신호)의 파형 중 임계 범위에 속하는 신호가 미리 설정된 시간 동안 발생되는 파형이 존재하는지 여부에 따라 비정상 심전도 신호인 것으로 의심되는 비정상 의심 심전도 신호가 발생했는지 1차 판단할 수 있다. 여기서, 임계 범위는 일예로 본 심전계(100)로부터 획득된 심전도 신호의 파형의 진폭에 대하여 설정된 범위를 의미할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 5a를 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다.
도 5a는 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)(특히, 전극부)에 의해 획득되는 심전도 신호(제1 신호)의 파형 예를 나타낸 도면이다.
도 5a에 도시된 본 심전계(100)에 의해 획득되는(측정되는) 심전도 신호의 파형에는 기 설정된 특징 조건을 충족하지 않는 파형(S1)으로서 정상 심전도 신호의 파형(S1)과 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형(S2)으로서 비정상 심전도 신호인 것으로 의심되는 비정상 의심 심전도 신호의 파형(S2)이 도시되어 있다.
도 5a를 참조하면, 분석부(20)는 본 심전계(100)(특히, 센싱 모듈 내 전극부)로부터 획득된 심전도 신호(제1 신호)의 파형 중 기 설정된 특징 조건으로서 임계 범위(r)에 속하는 신호가 미리 설정된 시간(t) 동안 발생하는 특징(파형 특징)을 충족하는 파형(S2)이 존재(발생)하는지 여부를 판단할 수 있다.
이때, 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형(S2)이 존재하면, 분석부(20)는 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형(S2)에 대응하는 신호(전기신호)를 사용자(3)의 심장 상태가 좋지 않음에 따라 나타나는 비정상 심전도 신호일 가능성이 있는 비정상 의심 심전도 신호로 1차 판단(1차적으로 임시로 판단)할 수 있다.
다시 말해, 분석부(20)는 획득된 심전도 신호(제1 신호)의 파형 중 임계 범위(r)에 속하는 신호가 미리 설정된 시간(t) 동안 발생되는 파형(S2)이 존재하면, 해당 파형에 대응하는 신호, 즉 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형(S2)에 대응하는 신호를 비정상 심전도 신호일 가능성이 있는 비정상 의심 심전도 신호로 1차 판단할 수 있다. 즉, 도 5a의 도면 상에서 C 구간에 해당하는 파형(S2)에 대응하는 신호를 비정상 의심 심전도 신호로서 1차 판단할 수 있다.
여기서, 임계 범위(r)는 본 심전계(100)를 통해 측정(획득)된 심전도 신호의 값(혹은 심전도 신호의 전기신호의 값)에 대하여 기 설정된 범위를 의미할 수 있다. 이때, 도 5a에는 본 심전계(100)로부터 획득되는 심전도 신호의 전기신호가 전압 신호인 경우가 도시되어 있으며, 이러한 경우, 임계 범위(r)는 예시적으로 제1 전압 값 이상 제2 전압 값 이하의 범위로 설정될 수 있다.
따라서, 분석부(20)는 본 심전계(100)(센싱 모듈)로부터 획득된 심전도 신호(제1 신호) 중 제1 전압 값 이상 제2 전압 값 이하인 전기신호가 미리 설정된 시간(t) 동안 발생되면, 해당 신호를 비정상 의심 심전도 신호로 1차 판단할 수 있다.
분석부(20)는 본 심전계(100)로부터 획득된 심전도 신호(전기신호)에서 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형(S2)의 신호가 발생한 경우, 해당 파형(S2)에 대응하는 신호를 비정상 심전도 신호인 것으로 즉시 판단하지 않고, 비정상 심전도 신호일 가능성이 있는 비정상 의심 심전도 신호로 1차적으로(임시로) 판단할 수 있다.
비정상 의심 심전도 신호로 1차 판단된 이후, 분석부(20)는 데이터베이스(50)에 기 저장된 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터와 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터 간의 유사도 비교를 기반으로, 비정상 의심 심전도 신호가 비정상 심전도 신호인지 2차 판단(즉, 최종 판단)할 수 있다. 분석부(20)는 2차 판단 결과에 기초로 상태 진단 결과를 제공할 수 있다.
구체적으로, 분석부(20)는 데이터베이스(50)에 기 저장된 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 각각과 앞서 1차적으로 판단된 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터 간의 유사도 비교를 수행할 수 있다. 이러한 유사도 비교를 통해, 분석부(20)는 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 중에서 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터와의 유사도가 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는 비정상 심전도 신호의 파형 데이터가 존재하는지 판단할 수 있다.
이때, 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 중 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는 비정상 심전도 신호의 파형 데이터가 적어도 하나 존재하면, 분석부(20)는 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터가 실제 비정상 심전도 신호의 파형 데이터인 것으로 2차적으로 최종 판단할 수 있다. 이러한 2차 판단을 통해, 분석부(20)는 센싱 모듈(10)로부터 획득된 심전도 신호(제1 신호) 내에 비정상 심전도 신호가 발생한 것으로 최종 판단(분석)할 수 있다.
즉, 분석부(20)는 1차 판단된 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터와 관련하여, 유사도 비교를 통해 데이터베이스(50)에 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는 비정상 심전도 신호의 파형 데이터가 적어도 하나 존재하면, 1차 판단된 비정상 의심 심전도 신호를 비정상 심전도 신호인 것으로 2차(최종) 판단할 수 있다.
유사도 산출(계산) 과정에 대한 설명은 도 5b를 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다.
도 5b는 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)의 분석부(20)가 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터와 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 간의 유사도를 산출(계산)하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b에서, 일예로 S2는 앞서 1차적으로 판단된 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터(즉, 비정상 의심 심전도 신호)의 예를 나타낸다. 또한, D1은 데이터베이스(50)에 기 저장된 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 중 어느 하나의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터(즉, 어느 하나의 비정상 심전도 신호)로서, 일예로 제1 비정상 심전도 신호의 파형 데이터(즉, 제1 비정상 심전도 신호)의 예를 나타낸다.
이하에서는 설명의 편의상, S2를 비정상 의심 심전도 신호라 하고, D1을 제1 비정상 심전도 신호라 하기로 한다. 또한, 제1 비정상 심전도 신호(D1)의 값(제1 비정상 심전도 신호에 대응하는 전기신호의 값)은 기준값이라 달리 표현될 수 있다. 이때, 제1 비정상 심전도 신호(D1)에 대하여 설명된 내용은 이하 생략된 내용이라 하더라도 데이터베이스(50)에 기 저장된 복수의 비정상 심전도 신호 각각에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, D1a는 기준값에 미리 설정된 오차 범위 값(예를 들어, e %)을 더한 값인 상한 값을 나타내고, D1b는 기준값에 미리 설정된 오차 범위 값(e%)을 차감한 값인 하한 값을 나타낸다. 여기서, 하한 값(D1b) 이상 상한 값(D1a) 이하의 범위(R)는 허용 범위(오차 허용 범위)라 지칭될 수 있다. 달리 말해, 허용 범위(R, 오차 허용 범위)는 전기신호의 값(일예로, 전압 값)이 하한 값(D1b) 이상 상한 값(D1a) 이하에 속하는 범위를 의미할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 분석부(20)는 데이터베이스(50)에 저장된 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 중 어느 하나인 제1 비정상 심전도 신호(D1)와 비정상 의심 심전도 신호(S2) 간의 유사도를 비교(즉, 계산)할 수 있다.
유사도 비교를 위해, 분석부(20)는 비정상 의심 심전도 신호(S2)로부터 미리 설정된 수(예를 들어, 100)의 샘플링 포인트(P)에 대한 전기신호의 값을 획득할 수 있다. 예시적으로, 분석부(20)는 비정상 의심 심전도 신호(S2) 상의 100개의 샘플링 포인트(P, 샘플링 지점)에 대하여, 100개의 샘플링 포인트 각각에 대응하는 전기신호의 값을 획득할 수 있다.
여기서, 비정상 의심 심전도 신호(S2) 상에서의 미리 설정된 수의 샘플링 포인트의 위치는 비정상 의심 심전도 신호(S2)에 대응하는 시간(즉, 미리 설정된 시간, t) 길이에 대하여 샘플링 포인트들 간의 거리가 서로 동일한 간격을 두고 배치되는 위치로 결정될 수 있다. 즉, 미리 설정된 수의 샘플링 포인트는 서로 간에 동일한 간격을 두고 이격되는 위치로 결정될 수 있다.
이러한 미리 설정된 수의 샘플링 포인트(P)는 허용 범위(R) 이내에 위치하는 제1 샘플링 포인트(P1)와 허용 범위(R) 외에 위치하는 제2 샘플링 포인트(P2)가 포함될 수 있다. 즉, 제1 샘플링 포인트(P1)는 하한 값(D1b) 이상 상한 값(D1a) 이하의 범위에 위치하는 포인트를 의미할 수 있다. 제2 샘플링 포인트(P2)는 하한 값(D1b) 미만의 범위에 위치하거나 상한 값(D1a)을 초과하는 범위에 위치하는 포인트를 의미할 수 있다.
분석부(20)는 미리 설정된 수의 샘플링 포인트(P) 중 허용 범위 이내에 위치하는 제1 샘플링 포인트(P1)의 개수와 허용 범위 외에 위치하는 제2 샘플링 포인트(P2)의 개수를 산출할 수 있다. 분석부(20)는 제1 샘플링 포인트(P1)의 개수와 제2 샘플링 포인트(P2)의 개수 간의 비율을 이용하여, 제1 비정상 심전도 신호(D1)와 비정상 의심 심전도 신호(S2) 간의 유사도를 계산할 수 있다.
분석부(20)는 하기 식 2를 이용하여 제1 비정상 심전도 신호(D1)와 비정상 의심 심전도 신호(S2) 간의 유사도(유사도 값)를 계산할 수 있다.
[식 2]
Figure PCTKR2020017690-appb-I000003
여기서, S(%)는 제1 비정상 심전도 신호(D1)와 비정상 의심 심전도 신호(S2) 간의 유사도(유사도 값)을 나타내고, N1은 허용 범위 이내에 위치하는 제1 샘플링 포인트(P1)의 개수를 나타내고, N은 허용 범위 외에 위치하는 제2 샘플링 포인트(P2)의 개수를 나타낸다.
일예로, 100개의 샘플링 포인트(P) 중 제1 샘플링 포인트(P1)가 90개이고, 제2 샘플링 포인트(P2)의 개수가 10개인 경우, 제1 비정상 심전도 신호(D1)와 비정상 의심 심전도 신호(S2) 간의 유사도(유사도 값)는 90%일 수 있다.
이와 같이, 분석부(20)는 데이터베이스(50)에 기 저장된 복수의 비정상 심전도 신호(즉, 복수의 심전도 신호의 파형 데이터)와 비정상 의심 심전도 신호(S2, 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터) 간의 유사도 비교를 수행할 수 있다. 달리 표현해, 분석부(20)는 복수의 비정상 심전도 신호 각각에 대하여, 비정상 의심 심전도 신호(S2)와의 유사도를 계산할 수 있다.
유사도 비교(계산) 결과, 분석부(20)는 복수의 비정상 심전도 신호 중 비정상 의심 심전도 신호(S2)와의 유사도가 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는 비정상 심전도 신호가 적어도 하나 존재하면, 분석부(20)는 비정상 의심 심전도 신호(S2)가 비정상 심전도 신호인 것으로 2차 판단할 수 있다. 비정상 의심 심전도 신호(S2)가 비정상 심전도 신호인 것으로 판단되면, 분석부(20)는 본 심전계(100)로부터 획득된 심전도 신호 내에서 비정상 심전도 신호가 발생한 것으로 최종 판단할 수 있다. 여기서, 임계 유사도는 비정상 의심 심전도 신호가 비정상 심전도 신호인지를 식별하는데 기준이 되는 값으로서, 상기 식 1을 통해 산출되는 유사도에 대한 임계 값을 의미할 수 있다. 일예로, 임계 유사도는 98%로 설정될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
달리 말해, 분석부(20)는 데이터베이스(50)에 기 저장된 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 중 비정상 의심 심전도 신호(S2)의 파형 데이터와 매칭되는 파형 데이터가 존재하는지 여부를 파악하기 위해, 비정상 의심 심전도 신호(S2)의 파형 데이터와 데이터베이스(50)에 기 저장된 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 간의 매칭 비교를 수행할 수 있다.
이때, 분석부(20)는 데이터베이스(50)에 기 저장된 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 중 비정상 의심 심전도 신호(S2)의 파형 데이터와 매칭되는 비정상 심전도 신호의 파형 데이터가 적어도 하나 존재하면, 1차 판단된 비정상 의심 심전도 신호(S2)가 2차적으로 비정상 심전도 신호인 것으로 판단함으로써, 최종적으로 사용자(3)의 심전도 신호가 비정상인 것으로 최종 판단(즉, 심전계로부터 획득된 심전도 신호 내에 비정상 심전도 신호가 발생한 것으로 판단)할 수 있다.
여기서, 비정상 의심 심전도 신호(S2)의 파형 데이터와 매칭되는 비정상 심전도 신호의 파형 데이터라 함은 비정상 의심 심전도 신호(S2)의 파형과 100% 일치하는 비정상 심전도 신호의 파형에 대한 데이터를 의미할 수도 있겠으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 앞서 말한 바와 같이, 미리 설정된 유사도 범위에 속한(즉, 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는) 비정상 심전도 신호의 파형에 대한 데이터를 의미할 수 있다.
분석부(20)는 1차 판단된 비정상 의심 심전도 신호가 비정상 심전도 신호인 것으로 2차 판단(최종 판단)되면, 사용자(3)의 현재 심장 상태가 비정상 상태(즉, 사용자의 건강 상태가 불안정 상태)인 것으로 인지하고, 사용자(3)의 현재 심장 상태가 비정상 상태임을 나타내는 상태 진단 결과를 제공할 수 있다.
다시 말하자면, 분석부(20)는, 센싱 모듈(10)의 전극부(12)를 통해 획득된 심전도 신호(제1 신호)의 파형 내에, 파형의 진폭과 관련된 임계범위에 속하는 신호가 미리 설정된 시간 동안 발생하는 특징에 대한 조건인 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형이 존재하는 경우, 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형에 대응하는 신호를 비정상 심전도 신호일 가능성이 있는 비정상 의심 심전도 신호로 1차 판단할 수 있다.
이후, 분석부(20)는 1차적으로 판단된 비정상 의심 심전도 신호에 대하여 데이터베이스(50)에 기 저장된 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터와의 유사도 비교를 수행하여, 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 중 1차 판단된 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터와의 유사도가 임계 유사도를 초과하는 유사도를 갖는 비정상 심전도 신호의 파형 데이터가 존재하는지 판단하고, 존재하는 것으로 판단되면, 1차 판단된 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터가 실제 비정상 심전도 신호의 파형 데이터인 것으로 2차 판단할 수 있다. 이에 따라, 분석부(20)는 최종적으로 본 심전계(100)로부터 획득된 심전도 신호 내에 비정상 심전도 신호가 발생한 것으로 판단(분석)할 수 있다.
이러한 본원은, 본 심전계(100)로부터 획득된 심전도 신호(제1 신호)에서의 비정상 심전도 신호의 발생을 검출함에 있어서, 획득된 심전도 신호의 파형 특징 분석을 기반으로 한 1차 비정상 의심 심전도 신호의 판단과 유사도 비교를 기반으로 한 2차 비정상 심전도 신호의 판단을 유기적으로 조합한 이중 판단(1차 판단과 2차 판단)의 기술을 적용함으로써, 비정상 심전도 신호의 발생 여부의 판단을 보다 높은 신뢰도로 수행할 수 있다. 또한, 본원은 본 심전계(100)로부터 획득된 심전도 신호의 파형 전체에 대하여 1차/2차 판단을 모두 적용하는 것이 아니라, 획득된 심전도 신호 중 파형 특징 분석을 통해 1차로 식별된 비정상 의심 심전도 신호의 파형 구간에 대해서만 파형의 자체 형상 간의 유사도 비교를 수행하는 2차 판단을 적용함으로써, 비정상 심전도 신호의 발생을 검출하기 위한 연산량을 효과적으로 줄이며 보다 빠르게 검출할 수 있다.
다음으로, 센싱 모듈(10)에서 획득된 통합 신호(특히, 체온 값)와 심박수의 분석을 통해 사용자(3)의 상태 진단 결과로서 패혈증 가능성이 잇는지 여부를 판단(분석)하는 과정에 대한 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
분석부(20)는 전극부(12)로부터 획득된 제1 신호인 심전도 신호의 분석을 통해, 사용자(3)의 심박수를 판단할 수 있다.
제어부(30)는 일예로 분석부(20)에서 판단된 심박수를 고려하여(혹은 심박수에 맞추어, 심박수에 동기화되어) 후술하는 알람 제공부(40) 내 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛으로부터 제공되는 자극의 자극 제공 유형을 달리 제어할 수 있다.
또한, 제어부(30)는 분석부(20)에 의해 판단된 심박수와 센싱 모듈(10)을 통해 측정된 사용자(3)의 심부 체온을 고려(즉, 상기 식 1을 통해 계산된 심부 체온 값)하여, 알람 제공부(40)에 포함된 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛으로부터 제공되는 자극의 자극 제공 유형을 달리 제어할 수 있다.
구체적으로, 분석부(20)는 제1 신호(심전도 신호)의 분석으로 판단된 사용자(3)의 심박수가 기 설정된 심박수 이상이되, 센싱 모듈(10)을 통해 측정된 사용자(3)의 심부 체온이 미리 설정된 심부 체온 임계 범위를 벗어나는 경우, 사용자(3)가 패혈증 가능성이 있는 것으로 분석할 수 있다.
여기서, 기 설정된 심박수는 기 설정된 임계 심박수 값을 기준으로 설정된 것일 수도 있고, 혹은 기 설정된 심박수 범위의 구간으로 설정된 것일 수 있다.
본원에서 기 설정된 심박수는 일예로 분당 90회일 수 있다. 또한, 미리 설정된 심부 체온 임계 범위는 일예로 35.5도 이상 38도 이하의 범위일 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니고, 이러한 수치 설정은 다양하게 변경/설정될 수 있다.
제어부(30)는 분석부(20)에 의해 사용자(3)가 패혈증 가능성이 있는 것으로 분석된 경우, 알람 제공부(40)에 포함된 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛으로부터 제공되는 자극의 자극 제공 유형이 제1 자극 제공 유형에서 제2 자극 제공 유형으로 변경되도록 제어할 수 있다.
즉, 분석부(20)는 판단된 심박수가 기 설정된 심박수 이상이고, 심부 체온이 미리 설정된 심부 체온 임계 범위를 벗어나는 경우, 사용자(3)가 패혈증 가능성이 있는 상태(즉, 사용자의 건강 상태가 불안정 상태, 사용자가 이상 상태)인 것으로 판단(분석)할 수 있다. 본 심전계(100)는 심박수와 심부 체온을 사용자(3)의 상태 진단시 활용할 수 있다.
사용자(3)가 패혈증 가능성이 있는 상태인 것으로 분석되면, 제어부(30)는 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛으로부터 제공되는 자극의 자극 제공 유형이 제1 자극 제공 유형에서 제2 자극 제공 유형으로 변경되도록 제어할 수 있다.
달리 말하자면, 제어부(30)는 분석부(20)에 의해 제공되는 상태 진단 결과에 기초하여, 알람 제공부(40)의 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(30)는 분석부(20)에 의한 사용자(3)의 상태 진단 결과, 사용자(3)의 심장 상태가 정상이거나 패혈증일 가능성이 없는 상태임에 따라 사용자(3)의 건강 상태가 안정 상태인 것으로 판단되면, 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛으로부터 제공되는 자극의 자극 제공 유형이 제1 자극 제공 유형으로 동작하도록, 알람 제공부(40)의 동작을 제어할 수 있다.
반면, 제어부(30)는 분석부(20)에 의한 사용자(3)의 상태 진단 결과, 사용자(3)의 심장 상태가 비정상 상태이거나 패혈증일 가능성이 있는 상태임에 따라 사용자(3)의 건강 상태가 불안정 상태인 것으로 판단되면, 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛으로부터 제공되는 자극의 자극 제공 유형이 제1 자극 제공 유형에서 제2 자극 제공 유형으로 변경되도록, 알람 제공부(40)의 동작을 제어할 수 있다.
여기서, 제2 자극 제공 유형은, 제1 자극 제공 유형 대비 상대적으로 자극의 강도가 세거나 자극의 제공 시간이 길게 설정되는 유형을 의미할 수 있다.
알람 제공부(40)는 앞서 말한 바와 같이 표준 가이드 정보(제1 표준 온도 가이드 정보, 제2 표준 습도 가이드 정보)에 관한 메시지를 사용자 단말(200)로 네트워크를 통해 제공할 뿐만 아니라, 사용자(3)에 대하여 진동 자극, 소리 자극 및 광 자극을 제공할 수 있다. 이를 위해, 알람 제공부(40)는 복수의 자극 유닛(41, 42, 43)을 포함할 수 있다.
알람 제공부(40)는 복수의 자극 유닛(41, 42, 43)으로서, 진동 자극 유닛(41), 소리 자극 유닛(42) 및 광 자극 유닛(43)을 포함할 수 있다.
복수의 자극 유닛(41, 42, 43)은 본 심전계(100)에 내장된 형태로 마련될 수 있다. 복수의 자극 유닛(41, 42, 43)은 진동 자극의 제공이 가능한 진동 자극 유닛(41), 소리 자극의 제공이 가능한 소리 자극 유닛(42) 및 광 자극의 제공이 가능한 광 자극 유닛(43) 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다.
알람 제공부(40)는 상태 진단 결과에 기초한 제어부(30)의 제어에 따라, 진동 자극 유닛(41)을 통해 진동을 발생시킴으로써 진동 자극을 제공하거나, 소리 자극 유닛(42)을 통해 소리를 발생시킴으로써 소리 자극을 제공하거나, 광 자극 유닛(43)을 통해 광을 발생시킴으로써 광 자극을 제공할 수 있다.
제어부(30)는 알람 제공부(40)의 동작 제어와 관련하여, 진동 자극 유닛(41)을 통한 진동 발생 제어, 소리 자극 유닛(42)을 통한 소리 발생 제어, 및 광 자극 유닛(43)을 통한 광 발생 제어 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
제어부(30)는 분석부(20)에 의해 제공되는 상태 진단 결과에 기초하여 사용자(3)의 상태 제어(조절, 컨트롤)를 위해 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(30)에 의한 제어에 의해, 제어부(30)에 의해 제어되는 적어도 하나의 자극 유닛에 대응하는 자극이 사용자(3)에게 제공될 수 있다(이루어질 수 있다).
일예로, 분석부(20)에 의하여 사용자(3)의 심장 상태가 '정상' 상태임을 나타내거나 패혈증일 가능성이 없는 상태임을 나타내는 상태 진단 결과가 제공된 경우, 제어부(30)는 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛이 제1 자극 제공 유형의 자극을 제공하도록 제어할 수 있다. 반면, 분석부(20)에 의하여 사용자(3)의 심장 상태가 '비정상' 상태임을 나타내거나 패혈증일 가능성이 있는 상태임을 나타내는 상태 진단 결과가 제공된 경우, 제어부(30)는 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛이 제2 자극 제공 유형의 자극을 제공하도록 제어할 수 있다.
여기서, 복수의 자극 유닛(41, 42, 43)으로부터 제공되는 자극(진동 자극, 소리 자극, 광 자극)의 자극 제공 유형에는 자극의 강도, 자극의 시간, 및 자극의 패턴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적인 예로, 제어부(30)는 진동 자극 유닛(41)으로부터 제공되는 진동 자극의 자극 제공 유형으로서, 진동의 강도(세기), 진동 시간, 및 진동 패턴 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 제어부(30)는 소리 자극 유닛(42)으로부터 제공되는 소리 자극의 자극 제공 유형으로서, 소리의 강도(크기), 소리 방출 시간, 및 소리 방출 패턴 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 제어부(30)는 광 자극 유닛(43)으로부터 제공되는 광 자극의 자극 제공 유형으로서, 광의 강도(세기), 광 방출 시간, 및 광 방출 패턴 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
본원의 일예에서는, 복수의 자극 유닛(41, 42, 43)으로서, 진동 자극, 소리 자극 및 광 자극의 제공이 가능한 3개의 자극 유닛이 포함된 것으로만 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 자극 유닛의 수 및 자극 종류 등은 다양하게 변경되어 적용될 수 있다.
다른 일예로, 복수의 자극 유닛에는 냄새 자극을 제공하는 냄새 자극 유닛(미도시)이 포함될 수 있다. 이러한 경우, 제어부(30)는 냄새 자극 유닛(미도시)으로부터 제공되는 냄새 자극의 자극 제공 유형으로서, 냄새의 강도(냄새의 토출량), 냄새의 토출 시간, 및 냄새의 토출 패턴 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
분석부(20)에 의하여 사용자(3)의 심장 상태가 '비정상' 상태임을 나타내거나 패혈증일 가능성이 있는 상태임을 나타내는 상태 진단 결과가 제공된 경우, 제어부(30)는 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛이 기존 제1 자극 제공 유형에서 제2 자극 제공 유형으로 변경되도록, 알람 제공부(40) 내 복수의 자극 유닛(41, 42, 43)의 동작을 제어할 수 있다.
뿐만 아니라, 제어부(30)는 앞서 말한 바와 같이 분석부(20)에서 판단된 심박수를 고려하여(혹은 심박수에 맞추어, 심박수에 동기화되어) 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나의 자극 유닛으로부터 제공되는 자극의 자극 제공 유형을 변경시킬 수 있다.
이하에서는, 적어도 하나의 자극 유닛으로서 진동 자극 유닛(41)으로부터 제공되는 자극(진동 자극)의 자극 제공 유형을 달리 제어하는 경우에 대하여 예를 들어 설명하기로 한다. 즉, 제어부(30)가 심박수에 맞추어 일예로 진동 자극 유닛(41)의 자극 제공 유형을 달리 제어하는 경우(제1 자극 제공 유형에서 제2 자극 제공 유형으로 변경시키는 제어를 하는 경우)를 예를 들면 다음과 같다.
일예로, 판단된 심박수가 분당 100회고, 측정된 심부 체온이 39도인 경우, 제어부(30)는 진동 자극 유닛(41)을 제2 자극 제공 유형으로 제어하기 위하여, 일예로 진동 자극 유닛(41)이 5단계로 구분되는 진동의 강도(이때, 1단계가 가장 약간 강도이고, 5단계가 가장 강한 강도일 수 있음) 중 5단계의 진동의 강도로 심박수에 맞추어 분당 100회의 진동을 발생(진동 자극을 발생)시키도록, 알람 제공부(40)의 동작을 제어(특히, 진동 자극 유닛의 동작을 제어)할 수 있다.
다른 일예로, 판단된 심박수가 분당 70회이고, 심부 체온이 37도인 경우, 제어부(30)는 진동 자극 유닛(41)을 제1 자극 제공 유형으로 제어하기 위하여, 진동 자극 유닛(41)이 5단계로 구분되는 진동의 강도 중 2단계의 진동의 강도로 심박수에 맞추어 분당 70회의 진동을 발생(진동 자극을 발생)시키도록, 알람 제공부(40)의 동작을 제어(특히, 진동 자극 유닛의 동작을 제어)할 수 있다.
다른 예로, 제어부(30)는 진동 자극 유닛(41)의 자극 제공 유형을 제1 자극 제공 유형에서 제2 자극 유형으로 변경되도록 제어할 수 있다. 이때, 일예로 제1 자극 제공 유형은 2단계의 진동의 강도를 갖는 진동 자극을 20초 동안 발생시키는 유형이고, 제2 자극 제공 유형은 5단계의 진동의 강도를 갖는 진동 자극을 40초 동안 발생시키는 유형을 의미할 수 있다.
또 다른 예로, 소리 자극 유닛(42)의 자극 제공 유형의 변경 제어를 수행하는 경우, 제어부(30)는 소리 자극 유닛(42)이 제1 자극 제공 유형으로서 2단계의 소리의 강도(크기)를 갖는 소리가 20초 동안 발생시키도록 제어하고, 제2 자극 제공 유형으로서 5단계의 소리의 강도(크기)의 강도를 갖는 진동 자극을 40초 동안 발생시키도록 제어할 수 있다.
상술한 본원의 일예에서는 심박수에 맞추어(동기화되어) 적어도 하나의 자극 유닛을 제어하는 것이, 심박수와 동일한 수에 대응하는 횟수만큼의 자극이 이루어지도록 적어도 하나의 자극 유닛을 제어하는 것으로만 예시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 본원은 심박수에 맞추어 적어도 하나의 자극 유닛을 제어함에 있어서, 심박수와 비례하게 설정된 횟수에 대응하는 횟수만큼의 자극이 이루어지도록 적어도 하나의 자극 유닛을 제어하는 것을 의미할 수 있다.
예시적으로, 심박수와 비례하게 설정된 횟수가 1/2이라고 하자. 이러한 경우, 판단된 심박수가 분당 100회인 경우, 제어부(30)는 진동 자극 유닛(41)이 5단계로 구분되는 진동의 강도 중 5단계의 진동의 강도로 심박수에 맞추어 분당 50회(즉, 총 100회의 1/2인 50회)의 진동을 발생(진동 자극을 발생)시키도록, 진동 자극 유닛(41)의 동작을 제어할 수 있다. 다른 일예로, 판단된 심박수가 분당 70회인 경우, 제어부(30)는 진동 자극 유닛(41)이 5단계로 구분되는 진동의 강도 중 2단계의 진동의 강도로 심박수에 맞추어 분당 35회(70회의 절반인 35회)의 진동을 발생(진동 자극을 발생)시키도록, 진동 자극 유닛(41)의 동작을 제어할 수 있다.
이처럼, 본 심전계(100)는 판단된 심박수와 측정된 심부 체온을 고려하여 사용자(3)의 상태 진단 결과로서 사용자(3)의 건강 상태가 불안정 상태인지(특히, 패혈증 가능성이 있는 상태인지)를 분석(판단)할 수 있다. 또한, 본 심전계(100)는 제1 신호인 심전도 신호의 분석(1차 분석, 2차 분석)을 통해 사용자(3)의 상태 진단 결과로서 사용자(3)의 건강 상태가 불안정 상태인지(특히, 심장 상태가 비정상 상태인지)를 분석(판단)할 수 있다. 이러한 상태 진단 결과를 토대로, 본 심전계(100)는 알람 제공부(40)의 동작을 제어(특히, 복수의 자극 유닛의 자극 제공 유형을 제어)할 수 있다.
또한, 분석부(20)에 의해 사용자(3)의 건강 상태가 불안정 상태임을 나타내는 상태 진단 결과가 제공되면, 제어부(30)는 상태 진단 결과를 토대로 사용자(3)의 신체에 이상이 있음을 알리는 메시지가 사용자 단말(200)로 제공되도록 상술한 알람 제공부(40) 내 메시지 제공부(미도시)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 본 심전계(100)가 상술한 냄새 자극 유닛(미도시)을 포함하는 경우, 냄새 자극 유닛(미도시)은 복수 유형의 향 물질을 저장하는 복수 개의 향 저장부를 포함할 수 있다. 또한, 냄새 자극 유닛(미도시)은 복수 개의 향 저장부와 연결되고, 제어부(30)의 제어에 의해 복수 개의 향 저장부에 저장된 향 물질 중 어느 하나를 분사하는 분사 노즐부를 포함할 수 있다.
예시적으로, 냄새 자극 유닛(미도시)이 복수 개의 향 저장부로서 3개의 향 저장부를 포함한다고 하자. 이러한 경우, 냄새 자극 유닛(미도시)은 제1 향 물질을 저장하는 제1 향 저장부, 제2 향 물질을 저장하는 제2 향 저장부 및 제3 향 물질을 저장하는 제3 향 저장부를 포함할 수 있다. 또한, 냄새 자극 유닛(미도시)은 제1 향 저장부, 제2 향 저장부 및 제3 향 저장부와 연결되고, 복수 유형의 향 물질(일예로, 제1 향 물질, 제2 향 물질, 제3 향 물질) 중 어느 하나를 선택적으로 분사하는 분사 노즐부를 포함할 수 있다.
본원의 일예에서는 분사 노즐부가 복수 개의 향 저장부 전체와 연결되는 한 개의 구성인 것으로 예시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 분사 노즐부는 복수 개의 향 저장부 각각과 연결되도록 복수 개로 구성될 수 있다. 즉, 다른 일예로, 냄새 자극 유닛(미도시)은 제1 향 저장부와 연결되는 제1 분사 노즐부, 제2 향 저장부와 연결되는 제2 분사 노즐부 및 제3 향 저장부와 연결되는 제3 분사 노즐부를 포함할 수 있다.
이때, 복수 개의 향 저장부 각각에 저장되는 향 물질은, 액체, 기체, 고체 등의 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예시적으로, 제1 향 물질은 스트레스, 가슴 두근거림, 두통 등을 완화시켜 주며 심신안정에 효과가 있는 것으로 알려진 라벤더 향 관련 물질이고, 제2 향 물질은 긴장감 및 불안 해소에 탁월하며 감정을 안정적으로 조율해주는 효과가 있는 것으로 알려진 스트로베리 향 관련 물질이고, 제3 향 물질은 스트레스 해소, 우울증 제거, 부종 제거, 편두통, 간 기능 강화 등 여러 방면으로 몸과 정신에 좋은 영향을 주는 것으로 알려진 자몽 향 관련 물질일 수 있다. 다만, 이러한 향의 예시는 본원의 이해를 돕기 위한 하나의 예시일 뿐, 이에만 한정되는 것은 아니고, 복수 개의 향 저장부 각각에 저장되는 향 물질로는 다양한 향과 관련된 물질이 저장될 수 있다.
제어부(30)는 일예로 분석부(20)에서 판단된 심박수가 기 설정된 기준을 충족하는 경우, 복수 개의 향 저장부 중 어느 하나의 향 저장부에 저장된 향 물질이 분사되도록 분사 노즐부의 동작을 제어할 수 있다. 한편, 제어부(30)는 분석부(20)에서 판단된 심박수가 기 설정된 기준을 충족하지 않는 경우, 복수 개의 향 저장부 중 상기 어느 하나의 향 저장부와는 다른 어느 하나의 향 저장부에 저장된 향 물질이 분사되도록 분사 노즐부의 동작을 제어할 수 있다.
일예로, 제어부(30)는 판단된 심박수가 기 설정된 심박수인 분당 90회 이상인 경우, 복수 개의 향 저장부 중 어느 하나의 향 저장부로서 제1 향 저장부에 저장된 제1 향 물질이 분사되도록 분사 노즐부의 동작을 제어할 수 있다. 반면, 판단된 심박수가 기 설정된 심박수인 분당 90회 이상이 아닌 경우, 복수 개의 향 저장부 중 제1 향 저장부와는 다른 어느 하나의 향 저장부로서 제2 향 저장부에 저장된 제2 향 물질이 분사되도록 분사 노즐부의 동작을 제어할 수 있다.
이처럼, 제어부(30)는 판단된 심박수가 기 설정된 기준을 충족하는지 여부에 따라(혹은, 심박수의 수준에 따라), 복수의 향 저장부에 저장된 복수의 향 물질 중 어느 하나의 향 물질이 선택적으로 분사되도록 분사 노즐부를 제어함으로써, 사용자의 심박수 상태에 따라 사용자(3)에게 제공되는 향이 달라지도록 할 수 있다.
또한, 본 심전계(100)에서 냄새 자극 유닛(미도시) 내 복수 개의 향 저장부는 교체 가능하도록 마련될 수 있다. 이러한 교체를 통해, 본 심전계(100)가 보다 장기간 사용 가능하도록 하고, 사용자에게 편리성을 제공할 수 있다.
또한, 냄새 자극 유닛(미도시)은 복수 개의 향 저장부 각각에 저장된 향 물질의 잔량을 센싱하는 잔량 센싱부(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 잔량 센싱부(미도시)는 일예로 무게 측정 센서, 거리 측정 센서(혹은 레이저 측정 센서) 및 이미지 센서 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 물질의 잔량을 측정 가능한 모든 종류의 센서가 적용될 수 있다. 일예로 잔량 센싱부(미도시)는 복수 개의 향 저장부 각각에 대응하도록 복수개 구비될 수 있다.
제어부(30)는 잔량 센서부(미도시)에 의한 센싱 신호의 분석 결과, 복수 개의 향 저장부 중 제1 향 저장부에 저장된 제1 향 물질의 잔량이 기 설정된 잔량 이하인 경우, 기 설정된 잔량 이하인 제1 향 물질을 포함하는 제1 향 저장부의 교체를 위한 교체 알림(교체 알람)을 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나를 통해 제공할 수 있다. 이때, 제1 향 저장부에 대하여 설명된 내용은, 이하 생략된 내용이라 하더라도 복수 개의 향 저장부 각각에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
예를 들어, 제1 향 저장부에 액체 형태의 제1 향 물질이 저장되어 있고, 잔량 센싱부(미도시)로서 제1 향 저장부 내에 무게 측정 센서가 구비되어 있으며, 기 설정된 잔량이 일예로 10g으로 설정되어 있다고 하자.
이러한 경우, 제어부(30)는 일예로 제1 향 저장부 내 무게 측정 센서를 통해 측정된 무게 측정 값이 10g인 경우, 제1 향 물질의 잔량이 기 설정된 잔량(즉, 10g) 이하인 것으로 판단할 수 있으며, 이에 따라 제1 향 저장부의 교체를 위한 교체 알림을 복수의 자극 유닛(41, 42, 43)(60) 중 적어도 하나의 자극 유닛을 통해 제공할 수 있다.
예시적으로, 제어부(30)는 교체 알림을 진동 자극 유닛(41)을 통해 제공하는 경우, 5단계의 진동 세기를 갖는 진동이 1초 주기로 on/off 되도록 진동 자극 유닛(41)을 제어할 수 있다. 다른 일예로, 제어부(30)는 교체 알림을 소리 자극 유닛(42)을 통해 제공하는 경우, '제1 향 물질의 교체가 필요합니다'와 같은 안내 음성이 제공되도록 소리 자극 유닛(42)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 교체 알림을 광 자극 유닛(43)을 통해 제공하는 경우, 일예로 빨간색 광이 1분동안 on 상태로 유지되도록 광 자극 유닛(43)의 동작을 제어할 수 있다.
이처럼, 제어부(30)는 잔량 센싱부(미도시)에 의한 센싱 신호의 분석 결과를 기초로, 복수 개의 향 저장부에 저장된 향 물질의 잔량을 확인(체크)하고, 기 설정된 잔량 이하인 경우 교체 알림(알람)을 복수의 자극 유닛(41, 42, 43) 중 적어도 하나를 통해 제공함으로써, 사용자로 하여금 보다 쉽고 간편하게 본 심전계(100)의 사용 내지 관리가 이루어지도록 제공할 수 있다.
본 심전계(100)에서 분석부(20)는 획득되는 사용자(3)의 심전도 신호를 이용하여 사용자(3)의 심장 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 획득된 심전도 신호를 분석한 결과를 바탕으로(기초로), 분석 결과를(상태 진단 결과)를 사용자에게 진동, 소리, 광(색깔) 및 냄새 중 적어도 하나의 자극으로 피드백할 수 있다. 본 심전계(100)는 자극의 피드백을 통해 사용자(3)의 심전도 신호의 변화를 안내하고 사용자의 행동 변화를 이끌어낼 수 있다. 본 심전계(100)는 상술한 바와 같이 패치형, 시계형 등의 형태로 마련될 수 있다.
본 심전계(100)는 사용자의 심전도 신호를 획득할 수 있으며, 획득된 심전도 신호의 분석을 통해(일예로 의학적 알고리즘을 이용한 분석을 통해) 사용자의 심장 상태(정상 상태, 비정상 의심 상태, 비정상 상태인지 등)를 실시간으로 파악하고 이에 대한 정보를 기록할 수 있다. 즉, 본 심전계(100)는 분석부(20)에 의한 분석 결과(즉, 상태 진단 결과) 내지 그에 따른 복수의 자극 유닛(41, 42, 43)의 동작 제어 형태에 관한 정보를 데이터베이스(50)에 저장(기록)할 수 있다.
다시 말해, 본원은 본 심전계(100)를 리드의 전극 또는 부착 등의 형태로 사용자(3)의 몸에 마련하고(즉, 심전계를 사용자의 신체 일부에 부착시키고), 해당 본 심전계(100)를 통해 사용자(3)의 심전도 신호를 측정할 수 있다. 본 심전계(100)는 획득된 심전도 신호의 분석을 통해 사용자의 심장 상태(정상, 비정상 의심 등)를 실시간으로 파악하거나 이에 대한 정보를 기록할 수 있다.
종래에 공지된 심전도 측정 기술은 사용자의 건강 상태를 진단하기 위한 기초 의학 검사로 활용될 뿐, 진단 결과에 대하여 사용자에게 즉시 피드백이 이루어지도록 하는 기술은 부족한 상태라 할 수 있다.
이에, 본 심전계(100)는 사용자(3)의 상태를 안정화하고 각성시키기 위해, 분석 소스로서 본 심전계(100)를 통해 획득되는 실시간 심전도 신호를 이용할 수 있다. 본 심전계(100)는 다양한 형태(일예로, 패치형, 시계형, 핸들, 가구 등)로 구현 가능한 본 심전계(100)에서 측정된 사용자(3)의 심전도 신호를 본 심전계(100)로부터 획득하여 수집할 수 있다.
본 심전계(100)는 상태 진단 결과 등을 토대로, 사용자의 현재 상태를 본 심전계(100)에 내장된 다양한 유형의 자극(진동, 소리, 광, 냄새 등의 자극) 제공이 가능한 복수의 자극 유닛(41, 42, 43)을 통해 사용자에게 피드백해줄 수 있다.
이러한 피드백을 통해(즉, 사용자의 심장 상태 내지 건강 상태 등을 진동, 소리, 광, 냄새 등으로 피드백 함으로써), 본 심전계(100)는 사용자를 안정화 또는 각성시킬 수 있다. 즉, 피드백을 통해, 본 심전계(100)는 사용자의 상태가 안정화되도록 할 수 있으며, 사용자가 자신의 현재 심장 상태 내지 건강 상태를 각성(인지)할 수 있도록 제공할 수 있다.
본 심전계(100)는 심전도 신호의 분석 결과(상태 진단 결과)를 토대로 사용자의 상태(심장 상태 내지 건강 상태)를 제어하기 위해, 진동 자극 유닛(41), 소리 자극 유닛(42), 광 자극 유닛(43) 및 냄새 자극 유닛(미도시)을 포함하는 복수의 자극 유닛 중 적어도 하나의 자극 유닛의 동작을 제어하여, 사용자(3)에게 진동, 소리, 광 및 냄새 중 적어도 하나의 자극이 피드백되도록 할 수 있다. 이를 통해, 본 심전계(100)는 사용자를 안정화시키고 및/또는 사용자의 상태를 사용자가 각성하도록 할 수 있다.
본 심전계(100)는 상태 진단 결과를 기초로, 사용자의 심장 상태에 따라 진동, 소리, 광 및 냄새 중 적어도 하나의 자극을 피드백함으로써, 사용자가 자신의 심장 상태 내지 건강 상태(정상 상태인지 비정상 상태인지, 안정 상태인지 불안정 상태인지 등)를 스스로 인지 가능하도록 제공할 수 있다.
예시적으로, 심장박동수에 맞추어 진동 자극을 사용자(3)의 신체에 인가(바이오피드백)하는 경우 혈압을 낮출 수 있다. 이에 따르면, 본 심전계(100)는 분석부(20)에 의해 판단된 심박수(심장박동수)에 맞추어(동기화하여) 진동, 소리, 광 및 냄새 중 적어도 하나의 자극에 관한 피드백을 제공함으로써, 사용자의 심신 안정 및 각성의 효과를 극대화시킬 수 있다.
또한, 본 심전계(100)는 일예로 명상앱과 연동하여 명상앱의 사용 전후에 따른 사용자의 상태(심전도 신호의 변화)를 분석할 수 있고, 분석 결과를 토대로 복수의 자극 유닛(41, 42, 43)의 동작을 제어할 수 있다. 일예로 본 심전계(100)가 자동차의 핸들에 적용되는 경우, 본 심전계(100)는 운전자가 각성할 수 있도록 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.
본 심전계(100)는 사용자의 심신을 안정화시키고 각성할 수 있도록 하기 위해, 사용자의 상태에 따라 복수 유형의 자극으로서 진동, 소리, 광(빛, 색깔) 및 냄새 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.
본 심전계(100)는 사용자의 신체 일부에 부착 내지 착용 가능한 형태로 마련될 수 있으며, 휴대 가능하도록 소형, 경량화 형태로 마련될 수 있다.
본원은 본 심전계(100)의 제공을 통해, 사용자의 스트레스를 감소시키고 심신을 안정화시키며, 혈압 등을 감소시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다. 본 심전계(100)는 심박수(심장박동수)에 맞추어 복수 유형의 자극(진동, 소리, 광, 및 냄새 관련 자극)을 사용자의 인체에 인가(바이오피드백)할 수 있으며, 이를 통해 혈압 등이 낮아지도록 할 수 있다.
또한, 본 심전계(100)는 일예로 사용자가 명상이나 요가 등을 수행할 때 일예로 진동 자극 유닛(41)이 사용자의 심박수에 동기화되어 진동 자극이 사용자에게 인가되도록 할 수 있다. 본 심전계(100)는 요가 용품, 안마의자, 자동차 핸들 등에 적용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 심전계(100)의 소리 자극 유닛(42)을 통해 제공되는 소리 자극은, 일예로 안내 음성(즉, 음성 멘트)의 형태로 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 소리 자극은 음악(발라드, R&B, 음악, 댄스 등의 장르별 음악) 형태로 제공될 수 있다.
또한, 본 심전계(100)는 센싱 모듈(10)을 통해 측정된 심부 체온을 기반으로 온도 조절을 수행하는 온도 조절 부재(60)를 포함할 수 있다. 온도 조절 부재(60)에 대한 설명은 도 4b를 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다.
온도 조절 부재(60)는 내측 플레이트부(61), 외측 플레이트부(62) 및 펠티어(Peltier) 소자(63)를 포함할 수 있다.
내측 플레이트부(61)는 하우징부(11)의 전면(fs)에 마련될 수 있다. 본 심전계(100)가 사용자(3)의 신체에 부착된 상태에서, 내측 플레이트부(61)는 상면이 사용자(3)의 신체에 접촉되도록 하우징부(11)의 전면(fs)에 노출되도록 마련될 수 있다.
외측 플레이트부(62)는 하우징부(11)의 후면에 마련되고, 내측 플레이트부(61)와 겹쳐 배치될 수 있다. 펠티어 소자(63)는 내측 플레이트부(61)와 외측 플레이트부(62)의 사이에 구비될 수 있다.
펠티어 소자(63)는, 인가 전압의 극성 제어에 따라 내측 플레이트부(61)에서 흡열 또는 발열이 이루어지도록 할 수 있다.
제어부(30)는, 센싱 모듈(10)을 통해 측정(획득)된 심부 체온이 미리 설정된 심부 체온 임계 범위를 벗어나는지에 따라 온도 조절 부재(60)의 동작을 달리 제어할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 심부 체온 임계 범위는 앞서 말한 바와 같이 일예로 35.5도 이상 38도 이하의 범위일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 그 수치 범위는 다양하게 설정될 수 있다.
제어부(30)는, 심부 체온이 미리 설정된 심부 체온 임계 범위의 상한값을 초과하는 경우, 펠티어 소자(63)에 제1 유형의 극성을 갖는 전압을 인가함으로써 펠티어 효과에 따라 내측 플레이트부(61)에서 흡열이 이루어지고 외측 플레이트부(62)에서 발열이 이루어지도록 제어할 수 있다.
반면, 제어부(30)는, 심부 체온이 미리 설정된 심부 체온 임계 범위의 하한값 미만인 경우, 펠티어 소자(63)에 제1 유형의 극성과는 반대의 제2 유형의 극성을 갖는 전압을 인가함으로써 펠티어 효과에 따라 내측 플레이트부(62)에서 발열이 이루어지고 외측 플레이트부(62)에서 흡열이 이루어지도록 제어할 수 있다.
이에 따르면, 제어부(30)는 심부 체온이 미리 설정된 심부 체온 임계 범위의 상한값을 초과하면, 사용자(3)의 심부 체온이 너무 높아 고열이 나타나는 것으로 판단하여, 이에 따라 내측 플레이트부(61)에서 흡열이 이루어지도록 온도 조절 부재(60)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한 본 심전계(100)는 사용자(3)의 열이 낮아지도록 하는 데에 도움을 줄 수 있다.
반면, 제어부(30)는 심부 체온이 미리 설정된 심부 체온 임계 범위의 하한값 미만이면, 사용자(3)의 심부 체온이 너무 낮아 저체온이 나타나는 것으로 판단하여, 이에 따라 내측 플레이트부(61)에서 발열이 이루어지도록 온도 조절 부재(60)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한 본 심전계(100)는 사용자(3)의 체온이 높아지도록 하는 데에 도움을 줄 수 있다.
즉, 제어부(30)는 사용자(3)의 심부 체온의 정도에 따라 온도 조절 부재(60)의 제어를 통해 선택적으로 사용자(3)의 신체의 열을 빼앗거나 신체에 열이 가해지도록 제공할 수 있다. 이러한 본 심전계(100)는 이상 상황(위급 상황)이 발생한 사용자(3)(일예로 환자)에 대하여, 체온 유지에 관한 조치가 보다 신속하고 간편히 이루어지도록 할 수 있다.
다시 말하자면, 펠티어 소자는, 내측 플레이트부(61)의 적어도 일부와 외측 플레이트부(62)의 적어도 일부의 사이에 구비되어, 펠티어 효과에 따라 일예로 내측부에서 열을 흡수하고 외측부에서 열을 발산할 수 있다.
펠티어 효과(Peltier Effect)는 열전소자 양단에 직류 전압을 인가했을 때 열이 흡열부에서 발열부로 이동하게 되고, 이때 시간이 지남에 따라 흡열부는 온도가 떨어지게 되고 발열부는 온도가 상승하게 되는 현상을 의미한다. 이때, 인가되는 전압의 극성을 바꿔주게 되면, 흡열부와 발열부는 서로 바뀌게 되고 열의 흐름이 반대가 되게 된다. 상술한 설명에서, 일예로 흡열부는 내측 플레이트부(61)를 의미하고, 발열부는 외측 플레이트부(62)를 의미할 수 있다.
여기서, 내측 플레이트부(61)에서의 내측 및 펠티어 소자(63)에 의한 열 흡수가 이루어지는 내측부에서의 내측이라 함은, 도 4b의 도면을 기준으로 전후방향에서의 전방 측을 의미할 수 있다. 반면, 외측 플레이트부(62)에서의 외측 및 펠티어 소자(63)에 의한 열 발산이 이루어지는 외측부에서의 외측이라 함은, 도 4b의 도면을 기준으로 전후방향에서의 후측 방향을 의미할 수 있다.
일예로, 내측 플레이트부(61)는 펠티어 소자(63)에 의해 흡열이 이루어지고, 외측 플레이트부(62)는 펠티어 소자(63)에 의해 발열이 이루어질 수 있다. 하우징부(11)의 전면(fs)의 적어도 일부(즉, 사용자의 신체가 접촉되는 면의 적어도 일부)는 내측 플레이트부(61)이고, 하우징부(11)의 후면의 적어도 일부는 외측 플레이트부(62)일 수 있다.
펠티어 소자(63)는 펠티어 효과에 따라 종류의 도체를 결합하고 전류를 흐르도록 할 때, 한 쪽의 접점은 발열하여 온도가 상승하고 다른 쪽의 접점에서는 흡열하여 온도가 낮아지는 현상을 이용한 소자를 의미할 수 있다.
이에 따라, 펠티어 소자에 전력이 공급되면, 내측부에서 열을 흡수하고 외측부에서 열을 발산할 수 있다. 내측 플레이트부(61)는 펠티어 소자(63)의 내측부 상에 구비되어 펠티어 소자(63)를 보호하며 펠티어 소자(63)의 흡열을 용이하게 전달(펠티어 소자에 의한 열의 이동(흡열)을 가이드)할 수 있다. 또한, 외측 플레이트부(62)는 펠티어 소자(63)의 외측부 상에 구비되어 펠티어 소자(63)를 보호하며 펠티어 소자(63)의 발열을 용이하게 전달할 수 있다.
따라서, 내측 플레이트부(61) 및 외측 플레이트부(62)는 세라믹 재질로 구성된 것이 널리 이용되고 있지만, 펠티어 소자(63)로부터 방출되는 열기 또는 냉기를 용이하게 전달할 수 있는 소재라면 다양한 재질에 의해 구성될 수 있다.
내측 플레이트부(61)는 펠티어 소자(63)에 의해 흡열이 이루어지고, 외측 플레이트부(62)는 펠티어 소자(63)에 의해 발열이 이루어질 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 본 심전계(100)는 펠티어 소자(63)에 전력(전원)을 공급하는 전력 공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 전력 공급부(미도시)는 하우징부(11)의 일영역에 구비(마련)될 수 있다.
이에 따르면, 본 심전계(100)는 사용자(3)의 신체에 부착 가능한 패치형 심전계, 심전계 장치, 심전계 기기 등으로 달리 표현될 수 있다. 본 심전계(100)는 사용자(3)의 심전도 신호를 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 이에 더하여 사용자(3)의 체표면 온도(표피 체온), 심부 온도(심부 체온) 및 습도를 측정할 수 있다.
종래의 심전계의 경우에는, 온도 측정을 위해 별도의 센싱부가 단말기의 외부 표면에 존재하게 되어 부피가 커지는 문제가 존재한다. 또한, 종래에 온도 측정 기능이 있는 심전계의 경우에는, 체표면 온도에 의해 변화가 생긴 단말기의 온도변화를 측정하는 것이기 때문에, 사용자의 정확한 체표 온도 내지 심부 온도를 측정하는 데에 한계가 있었다. 또한, 종래의 심전계는 사용자(3)의 주변 환경의 습도를 측정하는 기능이 없었다.
이에 반해, 본원은 하우징부(11) 내에 서미스터(13), 전극부(12)와 서미스터(13) 사이를 연결시키며 열을 전도하는 전도체(14) 등의 구성을 마련함으로써, 심전계 기기의 전체 크기(부피)를 줄이면서, 복잡하지 않고 간단하면서도 컴팩트(compact)한 본 심전계(100)를 제공할 수 있다.
이러한 본원은 본 심전계(100)로 하여금, 전극부(12)와 전도체(14)에 의해 전도된 열의 온도 측정을 토대로 사용자(3)의 표피 체온(체표 온도, 체표면 온도)를 측정할 수 있다. 또한, 환경 온도 센서(15)를 통해 측정된 주변의 환경 온도를 더 고려함으로써, 사용자(3)의 심부 체온을 측정할 수 있다. 또한, 본원은 습도 센서(16)를 통해 표피/심부 체온의 측정과 함께, 해당 체온의 측정 당시의 심전계 주변의 환경 습도를 동시에 측정할 수 있다.
즉, 본 심전계(100)는 심전도 신호, 체온(표피 체온, 심부 체온) 및 습도를 동시에(함께) 측정할 수 있다. 본원은 패치형 본 심전계(100)를 이용하여, 사용자(3)의 표피/심부의 체온뿐만 아니라, 체온 측정이 이루어지는 사용자(3) 주변의 환경의 습도를 함께 측정할 수 있다. 본 심전계(100)는 습도 센서(16)를 통해 본 심전계(100)가 부착된 사용자(3)의 주변의 환경 습도를 측정할 수 있다.
본 심전계(100)에서 전극부(12)와 전도체(14)는 다른 일예로 하나의 통합된 구성으로서, 전극 결합부, 전극 결합부위, 심전도 전극 결합부위 등으로 달리 지칭될 수 있다. 본 심전계(100)에서 전극 결합부는 심전도 신호(심전도 생체 신호)를 획득하는 것 외에, 사용자(3)의 체온(표피/심부 체온)을 측정하는 데에 이용할 수 있다.
전극 결합부(심전도 전극 결합부위)는 서미스터(13)와 연결되도록 마련되고, 심전도 전극 결합부위를 통해 전도되는 사용자(3)의 표피 체온(체표면 온도)를 측정하는 센싱부로서 활용될 수 있다. 본 심전계(100)는 전극 결합부를 통해 전도된 온도로 하여금, 사용자(3)의 체온(표피/심부의 온도)를 측정할 수 있다.
또한, 본원은 전극 결합부를 사용자(3)의 체온 측정을 위한 온도 센싱부로서 활용함으로써, 체온 측정을 위한 센서(전극부, 서미스터, 전도체 등)를 기기의 본체 외부에 드러내지 않으면서 본 심전계(100) 기기의 설계가 가능하다. 또한, 본원은 전극 결합부를 하우징부(11)의 내부에 마련되는 서미스터(13)와 연결함으로써 사용자(3)의 표피 체온(체표면 온도)를 측정할 수 있다.
상술한 본원의 일예에서는, 본 시스템(1000)에서 사용자 단말(200)이 단일 채널로 1개의 본 심전계(100)와 연결(네트워크로 연결)된 것으로 예시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 일예로, 본 시스템(1000)에서 사용자 단말(200)에는 다채널로 복수개의 본 심전계(100)가 연결될 수 있다.
즉, 본 시스템(1000)에서 본 심전계(100)는 단일채널의 패치형 심전계로 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 다채널 패치형 심전계로서 적용될 수 있다.
본원에서 서미스터(13)와 환경 온도 센서(15)는 온도 센서/서미스터 등으로 달리 지칭될 수 있다. 또한, 본 심전계(100)에서 전극부(12)의 전극은 패치 전극 등으로 달리 표현될 수 있다.
본원은 본 심전계(100)를 통해 사용자의 생체신호로서 심전도 신호를 측정하면서, 이와 동시에 사용자(3)의 체온(표피/심부의 체온)을 측정할 수 있다.
본 심전계(100)가 사용자(3)의 신체에 부착(장착)되었을 때, 본 심전계(100) 내 전극부(12)는 사용자(3)의 체표면(피부, 표피)에 대하여 전기적으로 접촉되어 있을 뿐만 아니라, 기계적(물리적)으로도 접촉하고 있을 수 있다.
이에 따르면, 전극부(12)를 통해 사용자(3)의 체표면의 온도가 본 심전계(100)로 전달될 수 있다. 이때, 본 심전계(100)의 하우징부(11) 내에서 전극부(12)와 금속적으로 연결된 부분(즉, 전도체의 부분)에 서미스터(13)가 연결되도록 배치해 둠으로써, 본 심전계(100)는 서미스터(13)를 통해 사용자(3)의 체표면 온도(표피 체온)을 측정할 수 있다.
종래에 온도 측정이 가능한 심전계는 체표면의 온도에 의해 변화되는 단말기 자체의 온도 변화를 측정하거나, 아니면 온도 센서를 위한 별도의 센싱부가 단말기의 외부 표면에 존재해야 했다.
이에 반해, 본원에서 제안하는 본 심전계(100)에서는, 상술한 전극 결합부(전극부, 서미스터, 전도체)를 사용자의 생체신호(심전도 신호) 획득겸 체온 측정을 위한 센싱부로 활용함으로써, 단일 기기(단일한 본 심전계)로 하여금 심전도 신호를 측정함과 동시에 사용자의 체온(표피/심부의 체온)을 측정할 수 있다.
이하에서는 별도의 리드선이 없는 착용형 또는 부착형 본 심전계(100)에 내장된 모션 센서를 이용하여, 본 심전계(100)의 부착방향(위치, 각도 등)을 감지하고, 감지된 정보를 무선(Bluetooth, Wi-Fi 등)으로 사용자 단말(200)로 전송하여 사용자(3)가 의도한 심전도 유도(lead)의 방향으로 본 심전계(100)를 부착할 수 있도록 안내하는 기술(즉, 심전도 유도 안내 기술)에 대하여 설명하기로 한다.
이하 심전도 유도 안내 기술을 설명함에 있어서, 상술한 본 시스템(1000), 본 심전계(100), 사용자 단말(200) 등에 대하여 설명된 내용은 이하 생략된 내용이라 하더라도 심전도 유도 안내 기술에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
심전도 유도 안내 기술과 관련하여, 다시 도 1을 참조하면, 본 심전계(100)는 사용자(3)의 신체 일부에 부착될 수 있다. 달리 말해, 본 심전계(100)는 사용자(3)의 신체 일부에 부착될 수 있다. 이하 설명에서 사용자(3)는 환자라 달리 표현될 수 있다.
본 심전계(100)는 복수의 센서를 이용하여 자세 정보 및 심전도 신호를 획득할 수 있다. 일예로, 본 심전계(100)는 단말기, 패치형, 웨어러블 제품일 수 있다. 또한, 자세 정보는, 본 심전계(100)의 위치 및 각도 정보를 포함할 수 있다. 본 심전계(100)는 특정 심전도 유도(lead)의 방향으로 부착되어 심전도 신호를 획득할 수 있다. 또한, 본 심전계(100)는 자세 정보를 획득하기 위한 센서부(71) 및 심전도 신호를 획득하기 위한 전극부(12)(센서)를 포함할 수 있다. 일예로, 자세 정보는, 현재 본 심전계(100)의 위치 및 방향과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
사용자의 정확한 심장 상태를 파악하기 위해서는, 본 심전계(100)가 사용자(3)의 신체 일부(예를 들어, 심장 근처)에 기 정해진 방향(즉, 후술하는 기준 자세 정보의 방향)에 맞추어 부착되어야 할 필요가 있다. 즉, 본 심전계(100)는 미리 지정된 전극의 위치 및 방향에 부착되어야 정확한 심전도의 파형을 획득할 수 있다.
본 심전계(100)에 의하면, 심장 주위에서 측정된 수 mV 범위의 심전도는 LPF(Low Pass Filter)를 통하여 필터링되고, 버퍼를 거쳐서 IA(Instrumentation Amplifier)의 입력으로 인가될 수 있다. IA단에서는 1000배 증폭되어 심전도 파형이 출력되고, IA 단 출력과 연결되어 있는 LPF와 HPF(High Pass Filter)의 결합으로 이루어진 BPF(Band Pass Filter)에 의해서 1Hz~35Hz 범위의 심전도 신호로 출력될 수 있다. 또한, 본 심전계(100)는 ECG 신호를 측정할 수 있는 하드웨어와 이를 구동시켜 아날로그 ECG 신호를 필터링하고 디지털로 변환하여 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다. 또한, 본 심전계(100)는 아날로그-디지털 변환기를 통해 디지털신호로 변환된 심전도 신호만을 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다 예시적으로 아날로그-디지털 변환기는 24bit 해상도, 250Hz 샘플링 주파수를 가질 수 있다. 다만, 본 심전계(100)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
사용자 단말(200)은 본 심전계(100)에서 획득한 자세 정보에 기반하여 본 심전계(100)의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공할 수 있다. 가이드 정보는 기존에 표준화된 심전도 신호를 획득하기 위해 부착되어야 하는 본 심전계(100)의 부착 방향 정보를 제공하기 위한 것일 수 있다.
달리 말해, 사용자 단말(200)은, 본 심전계(100)와 관련하여, 사용자(3)의 신체 일부에 부착되는 본 심전계(100)의 부착 방향이 사용자가 의도한 심전도 유도(lead)의 방향으로 보다 정확히 일치되어 부착될 수 있도록 가이드하는 가이드 정보(피드백 정보)를 제공할 수 있다. 이러한 사용자 단말(200)을 통해 제공되는 가이드 정보에 의해, 본 심전계(100)의 부착 방향이 조정될 수 있다.
이때, 본 심전계(100)의 제어부(30)는 일예로 사용자 단말(200)로부터 제공되는 가이드 정보에 기초하여, 본 심전계(100)에 내장된 본 심전계(100)의 부착 방향을 자동으로 조정할 수 있다. 또 다른 일예로, 사용자는 본 심전계(100)를 직접 움직여 본 심전계(100)의 부착 방향을 조정할 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말(200)은 유도(lead)1 방향의 심전도를 측정하기 위한 사용자 입력 정보를 수신할 수 있다. 사용자 단말(200)은 본 심전계(100)가 사용자(3)의 왼쪽 흉부(젖꼭지 위)에 위치하도록 가이드 정보를 제공할 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 유도(lead) 1 방향의 심전도를 측정하기 위해, 본 심전계(100)에 구비된 (+) 전극이 사용자(3)의 왼팔(LA)과 근접하게 위치하고, (-) 전극이 사용자(3)의 오른팔(RA)과 근접하게 위치하도록 가이드 정보를 제공할 수 있다. 또한, 본 심전계(100)는 미리 설정된 유도(lead) 1의 기준 정보를 포함하는 제1방향과 센서를 기반으로 획득된 방향 정보의 각도 차이를 추정할 수 있다. 사용자 단말(200)은 본 심전계(100)에서 추정된 각도 차이 정보에 기반하여 가이드 정보의 출력 특징을 달리하여 제공할 수 있다.
예시적으로, 심전도 유도는 의학적, 학문적으로 이미 측정 방향(Lead I, II, III, aVL, aVR, aVF, V1, V2, V3, V4, V5, V6)이 표준화되어 있다. 표준 12유도(lead) 심전도는, 두 부위간의 전위차를 기록하는 양극유도와 전극을 부착시킨 부위의 전위를 기록하는 단극유도로 나뉜다. 양극 표준 유도는 Lead I, II, III 으로 구분될 수 있다. 유도(lead) Ⅰ은 왼팔(LA) 전극과 오른팔(RA)전극 사이에서 나오는 전압을 의미한다. (I = LA - RA) 유도(lead) Ⅱ는 왼다리(LL) 전극과 오른팔(RA) 전극 사이에서 나오는 전압을 의미한다. (II = LL - RA) 유도(lead) Ⅲ은 왼다리(LL) 전극과 왼팔(LA) 전극 사이에서 나오는 전압을 의미한다.
또한, 단극 사지유도는, aVL, aVR, aVF로 구분되며, 전극을 오른손, 왼손, 왼발에 연결하여 심전도를 기록하는데, 단극 사지유도로 기록되는 심전도 파형은 크기가 작기 때문에 그 심전도 파형을 1.5배로 증폭한 aVR, aVL, aVF를 사용할 수 있다. 여기서 a는 augmented의 첫 자를 의미할 수 있다.
흉부유도는, V1, V2, V3, V4, V5, V6로 구분되며, 표준유도나 사지유도가 심장으로부터 멀리 떨어진 부위에서 심전도를 기록하는 단점이 있으나, 흉부유도는 심장에 보다 가까운 부위에서 심전도를 기록한다. 각 흉부유도의 위치는 V1 은 네 번째 늑간격(갈비뼈 4번 5번 사이) 오른쪽 흉골 바로 옆에 위치할 수 있다. V2는 네 번째 늑간격(갈비뼈 4번 5번 사이) 왼쪽 흉골 바로 옆에 위치할 수 있다. V3은 V2와 V4의 중간부위에 위치할 수 있다. V4는 다섯 번째 늑간격(갈비뼈 5번 6번 사이) 정중쇄골선에 위치할 수 있다. V5는 V4와 수평적으로 평행하게, 앞쪽 겨드랑이의 왼쪽에 위치할 수 있다. V6는 V4, V5와 수평적으로 평행하게, 중간겨드랑이 선에 위치할 수 있다.
일예로 사용자 단말(200)은 심전도 유도 안내 메뉴, 심전도 측정 메뉴, 심전계 부착 가이드 메뉴 등을 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(200)에는 심전도 유도 안내 메뉴 및 심전도 측정 메뉴를 제공하는 어플리케이션 프로그램이 설치되어 있고, 설치된 어플리케이션을 통해 심전도 유도 안내 메뉴, 심전도 측정 메뉴, 심전계 부착 가이드 메뉴가 제공될 수 있다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 6에서의 심전계(100, 본 심전계)는 앞서 설명한 본 심전계(100)와 동일한 심전계일 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도, 상술한 본 심전계(100)에 대하여 설명된 내용은 도 6에 도시된 심전계(100, 본 심전계)에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도6을 참조하면, 본 심전계(100)는 도 2에 도시된 구성 외에, 센서부(71), 생성부(72), 감지부(73) 및 통신부(74)의 구성을 더 포함할 수 있다.
센서부(71)는 복수의 센서를 이용하여 위치 및 각도 정보를 획득할 수 있다. 달리 말해, 센서부(71)는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 본 심전계(100)의 위치 및 각도 정보를 획득할 수 있다. 일예로, 복수의 센서는, 가속도 센서, 자이로 센서일 수 있다. 센서부(71)는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 본 심전계(100)의 위치 및 각도 정보를 획득할 수 있다. 또한, 센서부(71)는 복수의 센서를 이용하여, X 좌표, Y 좌표, 및 Z 좌표 등의 정보가 포함된 본 심전계(100)의 현재 위치 및 각도 정보를 획득할 수 있다. 또한, 센서부(71)는 롤(roll), 피치(pitch), 및 요(yaw) 각 등의 정보가 포함된 현재 위치 및 각도 정보를 획득할 수 있다.
예시적으로, 가속도 센서는 물체의 가속도 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정하는 센서로서, 물체의 운동 상태를 감지할 수 있게 만드는 센서를 말한다. 자이로 센서는 가속도를 측정하는 가속도 센서와는 달리 각속도를 측정한다. 다른 일예로, 센서부(71)의 복수의 센서는 가속계, 각속도계, 지자계, GPS, 컴퓨터 비전(Computer Vision) 등을 포함할 수 있다.
또한, 센서부(71)는 전극(센서)을 포함할 수 있다. 여기서, 전극은 센싱 모듈(10) 내 전극부(12)에 포함된 2개의 전극을 의미할 수 있다.
센서부(71)는 전극부(12) 내 2개의 전극으로부터 사용자(3)의 심전도 신호를 획득할 수 있다. 센서부(71)는 ECG 신호를 획득할 수 있다. ECG 신호는 심전도 또는 심전도 신호라 하며, 심장의 전기적 활동을 분석하여 파장 형태로 기록한 것을 말한다.
좀 더 상세히 말하면, 심장의 특수흥분전도 시스템(special excitatory & conductive system)에 의해 발생되는 활동 전위(action potential)의 벡터 합으로 구성된 파형이다. 즉, 심장의 각 구성요소인 동방결절(SA node, sinoatrial node), 방실결절(AV node, atrioventricular node), 히스속(His bundle), 히스속 가지(bundle branch), 퍼킨스 섬유(furkinje fibers) 등에서 발생되는 활동 전위의 벡터 합 신호를 체외에 접촉된 전극으로부터 측정한 신호이다. 심전도를 측정할 때, 두 개 이상의 전극이 사용되며, 전극들은 쌍을 이루게 된다.
상술한 ECG 신호, 심전도 또는 심전도 신호는 혼용되어 사용되더라도 각각이 다른 것을 의미하는 것이 아니라, 동일한 심전도 신호를 의미할 수 있다.
생성부(72)는 센서부(71)에서 획득된 심전계의 위치 및 각도 정보에 기반하여 심전계의 현재 자세 정보를 예측할 수 있다. 예를 들어, 생성부(72)는 본 심전계(100)의 현재 위치 및 현재 자세를 산출할 수 있다. 생성부(72)는 X 좌표, Y 좌표, 및 Z 좌표 등의 정보가 포함된 본 심전계(100)의 현재 위치를 예측할 수 있으며, 또한 롤(roll), 피치(pitch), 및 요(yaw) 각 등의 정보가 포함된 본 심전계(100)의 현재 자세를 예측할 수 있다. 롤(roll)은 앞뒤축으로 회전하는 것을 의미하고, 피치(pitch)는 본 심전계(100)의 위아래 움직임을 의미하며, 요(yaw) 각은 한쪽으로 기울어지는 각도를 의미한다. 생성부(72)는 본 심전계(100)의 현재 위치 및 현재 자세(각도)를 산출하여 방향 정보를 생성할 수 있다.
또한, 생성부(72)는 기준 자세 정보와 현재 자세 정보와의 각도 차이를 연산하여 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 차이를 추정할 수 있다. 기준 자세 정보는, 복수의 기준 방향 정보 각각에 대응하여 설정될 수 있다.
또한, 생성부(72)는 미리 설정된 제1기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정할 수 있다. 또한, 생성부(72)는 미리 설정된 제2기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정할 수 있다. 또한, 생성부(72)는 미리 설정된 제3기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정할 수 있다. 여기서, 제1기준 자세 정보는 유도(lead) I과 연계된 정보일 수 있다. 또한, 제2기준 자세 정보는 유도(lead) II와 연계된 정보일 수 있다. 또한, 제3기준 자세 정보는 유도(lead) III와 연계된 정보일 수 있다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)의 부착 방향을 개략적으로 나타낸 도면이다. 즉, 도 7은 본 심전계(100)와 관련하여 심전도 유도 안내 기술의 제공을 위해, 본 심전계(100)의 부착 방향에 대한 예를 나타낸 도면이다.
기준 자세 정보와 관련하여, 예시적으로 도 7의 (a)를 참조하면, 유도(lead) I은 왼손 전극(+)과 오른손 전극 사이(-)사이의 전위 차를 기록하기 위한 것으로서, 본 심전계(100)의 -전극과 + 전극이 수평이 되도록 위치하여야 한다. 달리 말해, 유도(lead) I의 기준 자세 정보는 -전극과 + 전극이 수평 상태인 경우일 수 있다.
또한, 도 7의 (b)를 참조하면, 유도(lead) II는 왼발 전극(+)과 오른손 전극 사이(-)의 전위 차를 기록하기 위한 것으로서, 본 심전계(100)의 +전극을 기준으로 특정 각도(예를 들어, -44°)만큼 기울어진 상태에서 심전도 신호를 획득할 수 있다. 달리 말해, 유도(lead) II의 기준 자세 정보는 -전극과 +전극이 특정 각도가 기울어진 상태인 경우일 수 있다. 일예로, 본 심전계(100)는 유도(lead) II의 방향의 심전도를 측정하기 위해 -전극은 오른손 방향으로, +전극은 왼발 방향으로 기울어진 상태로 위치할 수 있다.
또한, 도 7의 (c)를 참조하면, 유도(lead) III은 왼발 전극(+)과 왼발 전극 (-) 사이의 전위차를 기록하기 위한 것으로서, 본 심전계(100)의 +전극을 기준으로 특정 각도(예를 들어, -134°)만큼 기울어진 상태에서 심전도 신호를 획득할 수 있다. 달리 말해, 유도(lead) II의 기준 자세 정보는 -전극과 +전극이 특정 각도가 기울어진 상태인 경우일 수 있다. 일예로, 본 심전계(100)는 유도(lead) III의 방향의 심전도를 측정하기 위해 -전극은 왼손 방향으로, +전극은 왼발 방향으로 기울어진 상태로 위치할 수 있다.
또한, 생성부(72)는 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정할 수 있다. 예시적으로 도 7를 참조하면, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 파란색 선을 유도(lead) I의 기준 자세 정보라 할 수 있고, 빨간색 선을 현재 자세 정보라 할 수 있다.
생성부(72)는 유도(lead) I의 기준 자세 정보와 현재 자세 정보가 일치하는 경우, 본 심전계(100)의 현재 자세 정보 중 각도 정보를 0°로 생성할 수 있다. 또한, 생성부(72)는 도 7의 (a)와 같이 유도(lead) I의 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 차이가 23°인 경우 본 심전계(100)의 현재 자세 정보 중 각도 정보를 23°로 생성할 수 있다. 또한, 도 7의 (a)와 같이 유도(lead) I의 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 차이가 -8°인 경우 본 심전계(100)의 현재 자세 정보 중 각도 정보를 -8°로 생성할 수 있다.
감지부(73)는 사용자(3)의 신체 일부와의 부착 여부를 감지할 수 있다. 일예로, 감지부(73)는 사용자(3)의 신체 일부(예를 들어, 왼쪽 흉부 젖꼭지 위)에 본 심전계(100)(특히, 전극부의 전극)이 부착되었는지 여부를 감지할 수 있다. 감지부(73)는 온도, 심전도 획득 신호 등을 기반으로 부착 여부를 감지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
통신부(74)는 사용자 단말(200)로 현재 자세 정보 및 심전도 유도 신호를 전송할 수 있다. 또한, 통신부(74)는 사용자 단말(200)로 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 전송할 수 있다. 일예로, 통신부(74)는 네트워크를 통해 본 심전계(100)에서 획득된 정보 및 신호를 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다. 통신부(74)는 Bluetooth, Wi-Fi 등의 네트워크를 통해 사용자 단말(200)로 방향 정보 및 심전도 유도 신호를 전송할 수 있다.
또한, 통신부(74)는 감지부(73)에서 감지한 부착 여부가 On일 경우, 생성부(72)에서 추정된 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보 및 심전도 신호를 사용자 단말(200)로 제공(전송)할 수 있다. 감지부(73)에서 감지한 부착 여부가 On인 경우, 전극(센서)에서 심전도 신호를 획득할 수 있기에, 통신부(74)는 감지부(73)에서 감지한 부착 여부가 On인 경우, 생성부(72)에서 추정된 각도 차이 정보 및 센서부(71)에서 획득된 심전도 신호를 사용자 단말(200)로 제공(전송)할 수 있다.
반면, 통신부(74)는 감지부(73)에서 감지한 부착 여부가 Off인 경우, 생성부(72)에서 추정된 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보를 사용자 단말(200)로 제공(전송)할 수 있다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)와 네트워크로 연결된 사용자 단말(200)의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 특히, 도 8은 심전도 유도 안내 기술을 제공하기 위해 필요한 사용자 단말(200)의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 심전도 유도 안내 기술의 제공을 위해, 사용자 단말(200)은 사용자 입력 수신부(201) 및 가이드 정보 제공부(202)를 포함할 수 있다. 다만, 사용자 단말(200)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 사용자 단말(200)은 본 심전계(100)에서 수신되는 정보들을 저장하기 위한 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다.
사용자 입력 수신부(201)는 복수의 기준 방향 정보 항목 중 적어도 어느 하나를 선택한 사용자 입력 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 복수의 기준 방향 정보 항목은, 유도(lead) I방향 정보 항목, 유도(lead) II방향 정보 항목, 유도(lead) III방향 정보 항목을 포함할 수 있다.
사용자는 복수의 기준 방향 정보 항목 중 획득하고자 하는 심전도 유도 방향 항목 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력 수신부(201)는 유도(lead) I방향 정보 항목에 대응하는 사용자 입력 정보를 수신할 수 있다. 가이드 정보 제공부(202)는 사용자 입력 정보인 유도(lead) I방향 정보 항목에 대응하여 유도(lead) I방향 심전도 측정 신호가 획득되기 위해 본 심전계(100)가 부착되어야 할 위치 및 방향 정보와 관련된 가이드 정보를 제공할 수 있다.
가이드 정보 제공부(202)는 사용자 입력 정보 및 심전계에서 제공받은 각도 차이 정보를 기반으로 가이드 정보를 제공할 수 있다. 달리 말해, 가이드 정보 제공부(202)는 사용자 입력 정보 및 본 심전계(100)에서 제공받은 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 본 심전계(100)의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 가이드 정보 제공부(202)는 사용자 입력 정보인 유도(lead) I방향 정보 항목에 대응하여 유도(lead) I방향 심전도 측정 신호가 획득되기 위해 본 심전계(100)가 부착되어야 할 위치 및 방향 정보와 관련된 가이드 정보를 제공할 수 있다.
또한, 가이드 정보 제공부(202)는 본 심전계(100)에서 제공받은 각도 차이 정보에 기반하여, 현재 자세 정보와 미리 설정된 기준 자세 정보가 일치하도록 가이드 정보를 제공할 수 있다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)와 네트워크로 연결된 사용자 단말(200)의 가이드 정보 제공부(202)가 가이드 정보를 출력하는 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 가이드 정보 제공부(202)는 사용자 입력 정보 및 각도 차이 정보에 기반하여 가이드 정보의 출력 특징을 달리할 수 있다. 일예로, 출력 특징은 점멸 속도, 진동, 소리 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 달리 말해, 사용자 입력 정보에 대응하는 기준 자세 정보와 연계된 본 심전계(100)의 부착 방향과 본 심전계(100)에서 제공받은 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 가이드 정보의 출력 특징을 달리할 수 있다.
가이드 정보 제공부(202)는 미리 설정된 각도의 기준 정보 각각 대응하는 각도 차이에 기반하여 점멸 속도를 달리할 수 있다. 일예로, 가이드 정보 제공부(202)는 각도 차이 정보가 ±60° 이상인 경우, 2초 주기 점멸로 출력 특징을 달리 할 수 있다. 또한, ±30°이상 내지 ±60° 미만인 경우, 1.5초 주기 점멸로 출력 특징을 달리할 수 있다. 또한, ±10°이상 내지 ±30° 미만인 경우, 1.0초 주기 점멸로 출력 특징을 달리할 수 있다. 또한, ±5°이상 내지 ±10° 미만인 경우, 0.5초 주기 점멸로 출력 특징을 달리할 수 있다. 또한, ±5° 미만인 경우, 빨간색 점멸 멈추고, 파란색으로 표시하여 출력 특징을 달리 할 수 있다.
예시적으로, 도 9의 (a)를 참조하면, 가이드 정보 제공부(202)는 사용자 입력 수신부(201)에서 유도(lead) I방향 정보 항목에 대응하는 사용자 입력 정보를 수신한 경우, 제1화살표(2)가 빨간색으로 출력되도록 할 수 있다. 또한, 가이드 정보 제공부(202)는 각도 차이 정보 즉, 미리 설정된 제1기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 제1화살표(2)의 출력 특징을 변경할 수 있다.
가이드 정보 제공부(202)는 본 심전계(100)로부터 각도 차이 정보가 23°임을 제공받고, 미리 설정된 각도 차이 정보에 대응하는 출력 특징에 기반하여, 제1화살표(2)의 출력 특징을 변경할 수 있다. 도 9의 (a)의 경우, 각도 차이 정보가 23°이므로, 가이드 정보 제공부(202)는 제1화살표(2)가 1.0초 주기로 점멸하도록 출력 특징을 변경할 수 있다.
또한, 도 9의 (b)를 참조하면, 가이드 정보 제공부(202)는 사용자 입력 수신부(201)에서 유도(lead) I방향 정보 항목에 대응하는 사용자 입력 정보를 수신한 경우, 제2화살표(2')가 빨간색으로 출력되도록 할 수 있다. 또한, 가이드 정보 제공부(202)는 각도 차이 정보 즉, 미리 설정된 제2기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 제2화살표(2')의 출력 특징을 변경할 수 있다.
가이드 정보 제공부(202)는 본 심전계(100)로부터 각도 차이 정보가 -8°임을 제공받고, 미리 설정된 각도 차이 정보에 대응하는 출력 특징에 기반하여, 제2화살표(2')의 출력 특징을 변경할 수 있다. 도 9의 (b)의 경우, 각도 차이 정보가 -8°이므로, 가이드 정보 제공부(202)는 제2화살표(2')가 0.5초 주기로 점멸하도록 출력 특징을 변경할 수 있다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계(100)와 사용자 단말(200)을 이용한 심전도 유도 안내 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 일예로 사용자는 심전도 유도 안내 기술을 제공받기 위해, 본원에서 제공되는 본 심전계(100)와 사용자 단말(200)을 준비할 수 있다.
본 심전계(100)에는 2개의 전극을 포함한 전극부(12)가 마련되어 있을 수 있다. 사용자는 본 심전계(100)의 전원을 켤 수 있다. 또한, 사용자는 사용자 단말(200)에 다운로드된 심전도 유도 안내 어플리케이션을 실행하여 심전도 유도 안내 기술을 제공받을 수 있다.
사용자는 사용자 단말(200)에 다운로드된 심전도 유도 안내 어플리케이션에서 측정할 리드(laed) I, II, III 중 적어도 어느 하나를 선택할 수 있다. 사용자 단말(200)은 사용자 입력 정보에 기반하여, 삼각형에 선택된 리드의 화살표 중 어느 하나의 출력을 달리할 수 있다.
사용자는 일예로 본 심전계(100)의 전극 접착면이 체표면을 향하도록 하고, 체표면에 부착하지 않은 채로 왼쪽 흉부(젖꼭지 위)에 위치시킬 수 있다. 본 심전계(100)는 센서부(71)를 이용하여 현재 자세 정보를 예측할 수 있다. 또한, 본 심전계(100)는 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정하고, 추정된 각도 차이 정보를 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다.
사용자 단말(200)은 본 심전계(100)의 방향과 사용자의 입력 정보(선택한 리드의 정보)의 차이를 사용자 단말(200)의 화면 상에 각도와 화살표로 표시할 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 추정된 각도 차이 정보에 기반하여, 화살표의 점멸속도를 화면 상에 달리 출력할 수 있다.
사용자는 사용자 단말(200)에 표시된 각도 차이 정보가 5° 이내가 되도록 본 심전계(100)의 위치를 조정하고, 사용자 단말(200)에 표시된 각도 차이 정보가 5° 이내가 되어 화살표의 글자의 점멸이 멈추면 본 심전계(100)를 사용자(3)의 신체 일부에 부착할 수 있다.
사용자 단말(200)은 본 심전계(100)가 사용자(3)의 신체 일부에 부착되면, 본 심전계(100)에서 획득되는 심전도 신호와 심박수 정보를 출력할 수 있다.
일반적으로 심전계는 심장 근육 활동으로 발생하는 기전력을 신체 표면에서의 2점 간의 전위차로 검출하여 증폭한 뒤, 기록지에 파형으로 표시하도록 한 장치로 일반적으로 심장과 신체의 말단 부위인 양팔과 양다리에서 발생하는 전위차를 기록한 미세한 파형을 분석하여 심장 질환에 대한 진단을 내리기 위한 용도로 사용된다. 심전계는 병원이나 의료기관에서 사용하는 심전계와 가정이나 일상생활 중에도 사용이 가능한 휴대형 심전계 및 착용형 심전계 등이 있으며, 최근에는 스마트폰에 연결하여 측정 가능한 심전계도 개발되었다.
심전도 유도는 의학적, 학문적으로 이미 측정 방향(Lead I, II, III, aVL, aVR, aVF, V1, V2, V3, V4, V5, V6)이 표준화되어 있다. 자유도가 있는 별도의 리드선이 없는 착용형 또는 부착형 심전계는 심전계의 부착 방향에 따라 심전도 유도가 달리 측정된다. 착용형 또는 부착형 심전계를 부착 시 표준 유도 방향에 정확하게 맞추지 못할 경우에는 의도한 심전도 유도 신호를 획득하기 어려운 문제점이 있다. 현재의 제품들은 특정 방향으로 고정하여 심전도를 측정한다.
한편, 환자의 증상 및 특정에 따라 심전도 유도를 다르게 적용해야 할 경우가 발생하게 되는데, 이때, 숙련된 의료인이 아닌 비 의료인이 자가로 착용하는 경우에 부정확한 방향으로 부착하여 정확한 심전도 신호를 획득하지 못하는 문제가 있다.
이에 본원에서 제안하는 심전도 유도 안내 기술에 의하면, 본 시스템(1000)은 심전계에 내장된 (모션)센서를 이용해 심전계의 부착방향(위치, 각도 등)을 감지하고 이를 무선(Bluetooth, Wi-Fi 등)으로 모바일 단말기(스마트폰, 태블릿, PC)로 전송하여 사용자가 의도한 심전도 유도(lead)의 방향으로 심전계를 부착할 수 있도록 안내할 수 있다.
즉, 본 시스템(1000) 내 본 심전계(100)와 사용자 단말(200)에 의해 제공되는 심전도 유도 안내 기술에 의하면, 본원은 심전계에 내장된 (모션)센서를 이용해 심전계의 부착방향(위치, 각도 등)을 감지하고 이를 무선(Bluetooth, Wi-Fi 등)으로 모바일 단말기(스마트폰, 태블릿, PC)로 전송하여 사용자가 의도한 심전도 유도(lead)의 방향으로 심전계를 부착할 수 있도록 안내할 수 있는바, 숙련된 의료인이 아닌 비 의료인도 정확한 방향으로 심전계를 부착할 수 있도록 제공할 수 있다.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계의 제어 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 11에 도시된 체온 측정이 가능한 심전계의 제어 방법은 앞서 설명된 본 심전계(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 본 심전계(100)에 대하여 설명된 내용은 체온 측정이 가능한 심전계의 제어 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 11을 참조하면, 단계S11에서, 센싱 모듈은 사용자의 심전도 신호에 관한 제1 신호와 사용자의 체온 에 관한 제2 신호를 포함한 통합 신호를 획득할 수 있다.
여기서, 제2 신호는, 센싱 모듈 내 전극부로부터 전도되는 열의 온도를 이용하여 추정되는 사용자의 표피 체온 및 심부 체온 중 적어도 하나에 관한 신호일 수 있다.
다음으로, 단계S12에서, 분석부는 단계S11에서 획득된 통합 신호를 분석하여 분석 결과로서 사용자의 상태 진단 결과를 제공할 수 있다.
다음으로, 단계S13에서, 제어부는, 단계S12에서의 상태 진단 결과에 기초하여 알람 제공부의 동작을 제어할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S13은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본원의 일 실시 예에 따른 체온 측정이 가능한 심전계의 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 전술한 체온 측정이 가능한 심전계의 제어 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 체온 측정이 가능한 심전계로서,
    사용자의 심전도 신호에 관한 제1 신호와 사용자의 체온에 관한 제2 신호를 포함한 통합 신호를 획득하는 센싱 모듈;
    상기 센싱 모듈에서 획득된 상기 통합 신호를 분석하여 분석 결과로서 상기 사용자의 상태 진단 결과를 제공하는 분석부; 및
    상기 상태 진단 결과에 기초하여 알람 제공부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 체온 측정이 가능한 심전계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 신호는,
    상기 센싱 모듈 내 전극부로부터 전도되는 열의 온도를 이용하여 추정되는 사용자의 표피 체온 및 심부 체온 중 적어도 하나에 관한 신호인 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센싱 모듈은,
    하우징부;
    상기 하우징부의 전면에 상면이 노출되도록 마련되고, 사용자의 피부에 접촉되어 심전도 신호를 획득하는 전극부;
    상기 하우징부에 내장되고, 온도를 측정하는 서미스터; 및
    상기 전극부와 상기 서미스터의 사이를 연결시키고, 상기 전극부의 열을 전도하는 전도체를 포함하고,
    상기 서미스터는, 상기 전도체를 통해 전도된 열의 온도 측정을 통해 상기 체온으로서 사용자의 표피 체온을 측정하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센싱 모듈은,
    상기 하우징부의 후면에 상면이 노출되도록 마련되고, 상기 심전계의 주변의 환경 온도를 측정하는 환경 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 측정된 환경 온도와 상기 측정된 표피 체온을 고려하여 상기 체온으로서 사용자의 심부 체온을 측정하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센싱 모듈은,
    상기 하우징부의 후면에 상면이 노출되도록 마련되고, 상기 심전계의 주변 환경의 습도를 측정하는 습도 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 측정된 습도를 고려하여 상기 알람 제공부의 동작을 제어하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 분석부에 의한 분석 결과, 상기 측정된 환경 온도가 미리 설정된 제1 기준 범위를 벗어나거나 상기 측정된 습도가 미리 설정된 제2 기준 범위를 벗어나는 것으로 분석되면, 상기 심전계의 표준 동작에 관한 표준 가이드 정보가 제공되도록 상기 알람 제공부의 동작을 제어하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    획득된 상기 제1 신호인 심전도 신호의 파형 내에 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형이 존재하는 경우, 상기 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형에 대응하는 신호가 비정상 의심 심전도 신호인 것으로 판단하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 분석부는,
    데이터베이스에 기 저장된 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터와 상기 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터 간의 유사도 비교를 기반으로 상기 비정상 의심 심전도 신호가 비정상 심전도 신호인지 판단함으로써, 상기 상태 진단 결과를 제공하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 분석부는, 상기 제1 신호의 분석을 통해 사용자의 심박수를 판단하고,
    상기 제어부는,
    상기 판단된 심박수와 상기 심부 체온을 고려하여, 상기 알람 제공부에 포함된 복수의 자극 유닛 중 적어도 하나의 자극 유닛으로부터 제공되는 자극의 자극 제공 유형을 달리 제어하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 자극 유닛은, 진동 자극의 제공이 가능한 진동 자극 유닛, 소리 자극의 제공이 가능한 소리 자극 유닛 및 광 자극의 제공이 가능한 광 자극 유닛 중 적어도 둘 이상을 포함하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 분석부는, 상기 판단된 심박수가 기 설정된 심박수 이상이되, 상기 심부 체온이 미리 설정된 심부 체온 임계 범위를 벗어나는 경우, 사용자가 패혈증 가능성이 있는 것으로 분석하고,
    상기 제어부는, 사용자가 패혈증 가능성이 있는 것으로 분석된 경우, 상기 적어도 하나의 자극 유닛으로부터 제공되는 자극의 자극 제공 유형이 제1 자극 제공 유형에서 제2 자극 제공 유형으로 변경되도록 제어하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 자극 제공 유형은, 상기 제1 자극 제공 유형 대비 상대적으로 자극의 강도가 세거나 자극의 제공 시간이 길게 설정되는 유형인 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 센싱 모듈을 통해 측정된 심부 체온을 기반으로 온도 조절을 수행하는 온도 조절 부재를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 심부 체온이 미리 설정된 심부 체온 임계 범위를 벗어나는지에 따라 상기 온도 조절 부재의 동작을 달리 제어하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 온도 조절 부재는,
    상기 하우징부의 전면에 마련되는 내측 플레이트부;
    상기 하우징부의 후면에 마련되고, 상기 내측 플레이트부와 겹쳐 배치되는 외측 플레이트부; 및
    상기 내측 플레이트부와 상기 외측 플레이트부의 사이에 구비되는 펠티어 소자를 포함하고,
    상기 펠티어 소자는, 인가 전압의 극성 제어에 따라 상기 내측 플레이트부에서 흡열 또는 발열이 이루어지도록 하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 심부 체온이 상기 미리 설정된 심부 체온 임계 범위의 상한값을 초과하는 경우, 상기 펠티어 소자에 제1 유형의 극성을 갖는 전압을 인가함으로써 펠티어 효과에 따라 상기 내측 플레이트부에서 흡열이 이루어지고 상기 외측 플레이트부에서 발열이 이루어지도록 제어하고,
    상기 심부 체온이 상기 미리 설정된 심부 체온 임계 범위의 하한값 미만인 경우, 상기 펠티어 소자에 상기 제1 유형의 극성과는 반대의 제2 유형의 극성을 갖는 전압을 인가함으로써 펠티어 효과에 따라 상기 내측 플레이트부에서 발열이 이루어지고 상기 외측 플레이트부에서 흡열이 이루어지도록 제어하는 것인, 체온 측정이 가능한 심전계.
  16. 제1항의 체온 측정이 가능한 심전계의 제어 방법으로서,
    센싱 모듈에서, 사용자의 심전도 신호에 관한 제1 신호와 사용자의 체온에 관한 제2 신호를 포함한 통합 신호를 획득하는 단계;
    분석부에서, 상기 센싱 모듈에서 획득된 상기 통합 신호를 분석하여 분석 결과로서 상기 사용자의 상태 진단 결과를 제공하는 단계; 및
    제어부에서, 상기 상태 진단 결과에 기초하여 알람 제공부의 동작을 제어하는 단계,
    를 포함하는 체온 측정이 가능한 심전계의 제어 방법.
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