WO2022181852A1 - 스마트 기저귀 - Google Patents

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WO2022181852A1
WO2022181852A1 PCT/KR2021/002286 KR2021002286W WO2022181852A1 WO 2022181852 A1 WO2022181852 A1 WO 2022181852A1 KR 2021002286 W KR2021002286 W KR 2021002286W WO 2022181852 A1 WO2022181852 A1 WO 2022181852A1
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송재훈
이재현
임성철
김주호
이승현
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주식회사 모닛
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀는 내부시트, 흡수제 및 외부시트가 적층되는 구조로 형성되는 스마트 기저귀로서, 상기 외부시트에 부착되는 전극테이프를 포함하되, 상기 전극테이프는 길이방향으로 상기 외부시트에 부착되어 제1단자와 제2단자를 형성하며, 상기 외부시트의 중심을 기준으로 제1단자와 제2단자는 서로 대칭되도록 형성된다.

Description

스마트 기저귀
본 발명은 스마트 기저귀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배변의 양을 알 수 있는 스마트 기저귀에 관한 것이다.
우리나라가 고령화 사회에 접어들면서, 배변을 스스로 해결하기 어려운 인구가 늘어나고 있으며, 병원내 요양보호사를 점차 줄여가고 있는 실정으로 배변해결이 어려운 환자의 경우, 배변이 긴급한 상황을 기저귀 등을 이용하여 해결하고 있는 실정이다.
그러나 기저귀는 배변이후 처리를 위해서는 반드시 보호자의 도움이 필요하고, 착용자의 불규칙한 배변습관, 보호자의 무관심으로 인하여 배변처리를 적시에 하지 못하는 경우에는 피부발진이나 짓무름 등이 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 대한민국 등록특허 제10-1700784호(2017.01.23.) “성인용 기저귀를 이용한 환자 관리 시스템” 특허는 성인용 기저귀에 배설물을 감지하는 감지센서부와 기저귀의 식별번호를 무선통신망을 통해서 송신하는 송신부, 신호를 수신하는 수신부와 보호자에게 기저귀 교체신호를 보내는 알림부를 구비하고 있어, 기저귀의 착용자가 제때 기저귀를 교체받을 수 있도록 하는 시스템이 공개된 바 있다.
또한, 미국 공개특허 2019/0091073(2019.05.28.) Diaper care system and method for multiple users 특허는 다수의 기저귀 사용자를 하나의 관제시스템에서 관리하여, 기저귀의 교체가 필요한 환자를 알려주는 시스템에 대해서 개시하고 있다.
그러나 이러한 기저귀 사용자를 모니터링하고 관리하는 시스템은 단순히 환자를 관리하는 관리자의 관점에서 기저귀의 교체시기를 알려주는 것에 지나지 않고, 실제 환자가 불편감을 느끼지 않는 정도의 배변인지, 환자가 불편감을 느끼는 수준의 배변으로 기저귀의 교체가 필요한지에 대한 상세한 정보를 알려주지는 않는다.
거동이 불편한 환자의 경우는 기저귀를 교체하는 상황도 스트레스로 작용할 수 있기 때문에 가급적 최소한의 교체주기로 최적의 환경을 만드는 것이 그 무엇보다 중요한 실정이다.
결국, 위와 같은 문제점을 극복하기 위해 배변량을 모니터링 할 수 있는 기저귀 관리 시스템 뿐만 아니라 기저귀를 통해서 환자의 건강상태, 행동패턴 등을 예측하는 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 기저귀 사용자의 배변량을 측정할 수 있는 스마트 기저귀를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀는 내부시트, 흡수제 및 외부시트가 적층되는 구조로 형성되는 스마트 기저귀로서, 상기 외부시트에 부착되는 전극테이프를 포함하되, 상기 전극테이프는 길이방향으로 상기 외부시트에 부착되어 제1단자와 제2단자를 형성하며, 상기 외부시트의 중심을 기준으로 제1단자와 제2단자는 서로 대칭되도록 형성된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀는 상기 제1단자에 펄스신호를 인가하여, 상기 제1단자와 상기 제2단자 사이의 정전용량을 측정하는 감지키트를 더 포함한다.
또한, 상기 감지키트는 정전용량을 측정하는 신호검출부, 온도센서, 습도센서, 가스센서, 자이로센서, 자기장센서 및 가속도 센서를 포함하는 센서부 및 측정된 상기 정전용량 및 센싱정보를 전송하는 송신부를 포함한다.
또한, 상기 센서부는 외부의 온도, 습도 또는 가스의 센싱정보를 통해서 정전용량을 보상하고, 외부시트의 표면으로부터의 온도, 습도 또는 가스 센싱정보의 시계열 패턴을 분석하여 배변량 또는 용변의 종류를 구분한다.
또한, 상기 제1단자와 상기 제2단자는 서로 대칭되는 형상으로 형성되며, 상기 제1단자와 상기 제2단자는 흡수제가 위치하는 영역에 상기 전극테이프가 격자무늬 형태로 부착되어 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배변패턴 분석시스템은 스마트 기저귀를 이용한 배변패턴 분석시스템으로서, 스마트 기저귀 및 상기 스마트 기저귀로부터 전송된 정전용량으로부터 배변의 위치, 배변량을 예측하여 상기 스마트 기저귀의 교체주기를 산출하는 중앙처리장치를 포함한다.
또한, 상기 중앙처리장치는 배변량을 예측하는데 있어서, 배변시점시에 착용자의 자세정보를 활용하되, 상기 자세정보는 자이로센서, 자기장센서 및 가속도센서의 센싱정보를 활용하여 착용자의 자세를 예측하는 정보이다.
또한, 상기 센싱정보는 스마트 기저귀의 고유번호를 포함하며, 상기 중앙처리장치는 상기 스마트 기저귀 고유번호와 사용자 정보를 매칭시키는 사용자 매칭부, 온도정보, 습도정보, 정전용량정보 및 가스정보로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 정보를 이용하여 배변의 종류 및 배변여부를 판정하는 배변판정부, 정전용량정보 및 자세정보를 이용하여 배변의 용량을 판단하는 배변량판단부, 착용자의 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 시간순으로 저장하는 저장부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀는 사용자의 자세에 따른 배변량의 측정이 가능하다.
또한, 배변의 종류를 판정할 수 있다.
또한, 원거리에 위치하고 있더라도 편리하게 사용자의 배변량, 배변의 종류 등을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀의 배면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀 착용도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 감지키트의 기능블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀의 동작 개념도이다.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 제1단자의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배변패턴 분석시스템의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 중앙처리장치의 기능블록도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 모듈, 블록 및 부는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀에 대해서 도면을 통해서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀의 배면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀의 단면도이다.
도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀는 내부시트(100), 흡수제(200) 및 외부시트(300)가 적층되는 구조로 형성되는 스마트 기저귀로서, 상기 외부시트(300)에 부착되는 전극테이프(400)를 포함하되, 상기 전극테이프(400)는 길이방향으로 상기 외부시트(300)상에 부착되어 제1단자(410)와 제2단자(420)를 형성하며, 상기 외부시트(300)의 중심을 기준으로 제1단자(410)와 제2단자(420)는 서로 대칭되도록 형성된다.
내부시트(100)는 기저귀 착용자의 신체와 직접 맞닿아 있거나 근접하는 면으로서, 배설물이 투과하되, 후술하게 될 흡수제(200)와 피부가 닿지 않도록 분리시키는 분리막 역할을 한다. 특히, 내부시트(100)는 수분은 투과가 가능한 펄프재질일 수 있으나, 펄프와 다른 고분자 화합물이 결합된 특수한 재질의 시트일 수도 있다.
흡수제(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 내부시트(100)와 외부시트(300) 사이에 적층되어 위치하며, 흡수제(200) 자체의 기능상 내부시트(100)와 외부시트(300)의 두께보다는 두꺼운 층으로 적층될 수 있다. 또한, 흡수제(200)는 배설물이 흡수되는 층으로, 솜이나 SAP(Super absorbtion polymer), 티슈 등의 재질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
흡수제(200)는 배설물을 흡수하되, 액체 또는 겔 상태로 내부시트(100)를 통과한 오염원을 주로 흡수하게 되며, 흡수된 배설물은 적층된 흡수제(200) 사이에 담지된 상태를 유지한다. 또한, 흡수제(200)는 내부시트(100)와 하기하게 될 외부시트(300)의 전면에 걸쳐 적층되지 않으며, 실제 배설물이 토출될 수 있는 기저귀의 일정 영역에 한정되어 적층될 수 있다.
특히, 앞서 설명한 흡수제(200)를 통해서 흡수된 오염원이 내부시트(100)로 역류하지 않도록 하며, 내부시트(100)는 이를 위해서 서로 다른 재질의 층으로 구성될 수도 있다.
외부시트(300)는 흡수제(200)에 의해서 흡수된 배설물이 외부로 노출되지 않도록 하기 위해서 비닐이나 필름 등 폴리에틸렌 재질로 구성될 수 있다.
내부시트(100)와 외부시트(300)는 기저귀의 전면에 걸쳐서 적층되며, 특히, 외부시트(300)와 내부시트(100)가 착용자의 배 부위에서 결합될 수 있도록 한쌍의 파스너(미도시)가 설치될 수 있다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 전극테이프(400)는 외부시트(300)에 부착된다. 외부시트(300)의 바깥쪽에 부착되어 외부로 노출되도록 위치하거나, 외부시트(300)와 흡수제(200) 사이에 위치하도록 형성될 수 있다.
전극테이프(400)는 플렉서블한 도전성 전극을 간편하게, 원하는 위치에 부착할 수 있는 테이프로서, 도전성 전극을 구성하기 위해서 도전성 잉크를 테이프 위에 프린팅하여 제작할 수 있다.
도전성 전극은 전기가 소통되는 카본 등의 금속 산화물을 등을 포함하는 물질들과 전도성 폴리머 중 적어도 하나(카본계, 폴리머계, 금속 산화물, PEDOT 등의 전도성 물질), 카본계, 폴리머계, 금속 산화물, PEDOT( poly(3,4-ethylenedioxythiophene))이다. 등의 전도성 물질을 묽게 만드는 용제, 전도성 폴리머의 용매에 해당하는 물 및 아세틸을 포함할 수 있다.
고분자를 크게 나누면 성능성 고분자와 기능성 고분자로 나눌 수 있다. 성능성 고분자는 고분자의 성질에 유래하는 것으로 기계적 성질 또는 열적 성질을 특징으로 하는 고분자이다. 기능성 고분자란 고분자에 존재하는 작용기에 따라 특수한 성질이 발현되거나, 기능성 물질을 폴리머에 블렌딩함으로써 기능성이 발현되는 고분자이다.
전도성 고분자의 용도를 보면 전도성 성형재료 및 전도성 필름이 주류를 이루고 있으며, IC의 운반용, 투명 전극용 등 여러 가지 분야에서 이용되고 있다. 이 분야는 폴리머에 전도성 부여제를 블렌드하는 기술을 포함할 수 있다.
전도성 폴리머는 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린 등을 포함할 수 있다.
제1단자(410)와 제2단자(420)는 전극테이프(400)를 이용하여 외부시트(300) 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 부착되며, 기저귀의 길이방향으로 길게 형성되는 한 쌍의 직선과 흡수제(200)가 위치하는 영역에 전극테이프가 격자무늬 형태로 부착되어 형성될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀는 제1단자(410)와 제2단자(420)를 구성하는 격자무늬는 각 격자무늬 사이의 간격을 다양하게 구성할 수도 있으나, 일정한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀 착용도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 제1단자(410)와 제2단자(420)의 일측단에는 각 단자 사이에 정전용량을 측정하기 위한 감지키트(500)가 설치된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 감지키트의 기능블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 감지키트(500)는 정전용량을 측정하는 신호검출부(510), 온도센서, 습도센서, 가스센서, 자이로센서, 자기장센서 및 가속도 센서를 포함하는 센서부(520) 및 측정된 상기 정전용량 및 센싱정보를 전송하는 송신부(530)를 포함한다.
감지키트(500)는 도 3과 같이 제1단자(410)와 제2단자(420)가 서로 연결되도록 외부로 노출되어 설치될 수도 있으나, 내부시트(100)와 외부시트(300) 사이에 은닉되어 설치될 수도 있다.
감지키트(500)를 구성하는 신호검출부(510)는 제1단자(410)와 제2단자(420) 사이의 정전용량을 측정한다. 특히, 신호검출부(510)는 제1단자(410)에 펄스신호를 인가하여 제1단자(410)와 제2단자(420) 사이의 정전용량을 측정한다.
신호검출부(510)는 또한, 정전용량 측정을 통해서 사용자의 기저귀 착용여부를 판정할 수 있다. 신호검출부에서 측정된 정전용량이 기 정해진 임계값을 벗어나는 경우 사용자가 기저귀를 착용한 것으로 판정한다.
특히, 제1단자(410)에 PWM(Pulse Width Modulation)신호를 인가하면, 전극의 표면에 배열되는 자유전자는 PWM신호에 의해서 전극의 표면에 전기장을 형성시킨다.
이때, 스마트 기저귀를 착용하면 인체가 접지전극의 역할을 하게 되고, 도전전극 표면에 배열된 자유전자는 인체로 빠져나가게 되어 PWM신호에 의해서도 전기장이 형성되지 않게 되어 착용여부를 검출할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀의 동작 개념도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 감지키트(500)를 포함하는 신호검출부(510)는 용변이 기저귀를 오염시키기 전에 펄스신호를 제1단자(410)에 인가하고, 그에 따른 정전용량 C 0를 검출한다. 이후, 용변이 기저귀를 오염시키게 되면, 제1단자에 인가되는 펄스신호에 의해서 검출되는 정전용량은 C 1으로 변화하게 된다.
이는 용변으로 인해 제1단자(410)와 제2단자(420) 사이 유전율이 변화하기 때문이다. 특히, 사용자의 움직임이나 태도변화에 의해서 제1단자(410)와 제2단자(420)의 입체형상이 지속적으로 변화하기 때문에 수초 내지는 수십초 주기로 펄스신호를 인가하여, 기저귀의 형상변화에 따른 정전용량의 변화를 모니터링한다.
용변에 의해서 기저귀가 오염되어, 기 설정된 임계기준치 이상의 정전용량의 변화가 검출된 경우, 용변에 의한 기저귀 오염으로 판정할 수 있으며, 나아가 후술하게 될 배변패턴 분석시스템에 의해서 배변량 예측이 가능하다.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 제1단자의 확대도이다.
도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이 격자무늬로 형성되어 있는 제1단자는 실제로 미세한 도전라인이 서로 연결되어 격자무늬를 형성하는 것이 아니라 중앙에 위치해 있는 도전라인을 따라서 하나의 선으로 하나의 격자를 구성하고 있으며, 도 6a와 같이 감지키트에 연결되는 단부에는 다수의 도전라인의 단부가 형성되어, 각 도전라인에 펄스신호를 인가한다.
또한, 도 6b는 감지키트가 체결되는 위치의 반대단부 세부확대도이며, 다수의 도전라인이 사각형을 형성하되, 도전라인이 서로 겹치지 않아, 용변이 흡수된 구역을 정전용량의 변화에 의해서 검출할 수 있다. 즉, 감지키트를 통해서 각 도전라인에 인가되는 펄스신호에 의해서 측정되는 정전용량이, 용변이후에 인가되는 펄스신호에 의해서 측정되는 변화된 정전용량과 비교하여 용변이 흡수된 용역내의 유전율 변화에 따른 격자무늬 각 위치에서의 정전용량이 메트릭스 형태로 구현되며, 정확하게 용변이 흡수된 위치를 검출하게 된다.
센서부(520)는 온도센서, 습도센서, 가스센서, 자이로센서, 자기장센서 및 가속도 센서를 포함한다.
온도센서는 온도에 따라서 전기적 특성이 변하는 전자소자재료를 이용하여 검출영역의 온도를 검출한다. 온도센서는 접촉식, 비접촉식으로 구별할 수 있고, 본 발명의 실시예에 따른 온도센서는 비접촉식 온도센서 일 수는 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
습도센서는 공기 중의 수분의 함량을 측정하는 센서로, 다공질 세라믹이나 고분자막을 통해서 흡수되는 수분의 함량에 따라 변하는 전기저항이 나 정전용량의 변화를 이용하여 수분의 함량을 측정할 수 있고, 바람직하게는 습도센서 소자와 신호처리 전자회로를 집적화한 IC화 습도센서일 수 있다.
가스센서는 가스의 흡착이나 반응에 의해서 고체의 물성변화를 이용하는 방식, 연소열을 이용하는 방식, 전기화학반응을 이용하는 방식 등 다양한 방식이 활용될 수 있고, 바람직하게는 가스의 흡착이나 반응에 의한 고체 물성의 변화를 이용하는 방식인 반도체 가스센서일 수 있다.
인체의 배변에서 발생하는 가스는 주로 질소, 이산화탄소, 수소 이외에도 암모니아, 황화수소, 스카톨, 인돌 등이며, 가스센서는 대소변에서 발생하는 휘발성유기화합물(VOCs)을 검출한다.
또한, 센서부(520)에서 측정되는 각종 정보 중, 외부의 온도, 습도 또는 가스의 센싱정보를 통해서 정전용량을 보상하고, 외부시트의 표면으로부터의 온도, 습도 또는 가스 센싱정보의 시계열 패턴을 분석을 통해서 배변량 또는 용변의 종류를 구분하기 위한 정전용량을 시간흐름에 따라서 보상하도록 한다.
자이로센서는 각속도를 측정하는 기구로서 시간당 회전하는 각도를 실시간으로 측정한다. 스마트 기저귀가 기울어진 정도를 측정하여 유동성이 큰 배변의 양을 정확하게 계측할 수 있다.
자기장센서는 자기장을 검출하는 센서로, 자이로 센서에서 센싱된 값과 가속도센서에서 센싱된 값의 기준위치를 설정하고, 센싱된 값들을 보정한다. 자세한 내용은 후술한다.
가속도센서는 출력신호를 처리하여 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정한다. 스마트 기저귀에 탑재되는 가속도센서는 앞서 설명한 자이로센서와 함께 스마트 기저귀의 기울어진 정도를 정확하게 측정하는데 활용된다.
송신부(530)는 신호검출부(510)에서 측정된 정전용량 및 센서부(520)에서 측정된 센싱정보를 전송한다.
송신부(530)는 근거리 무선통신 네트워크를 구성하며, 예를 들어, 와이파이(Wi-Fi), 지그비(zigbee), 블루투스(Bluetooth), 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct), 엔에프씨(NFC, Near Field Communication), 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy) 또는 캔(CAN) 통신 등을 포함할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀에 대해서 살펴보았다. 이하, 본 발명의 또 다른 양태에 따른 스마트 기저귀를 포함하는 배변패턴 분석시스템을 도 7 내지 도 8을 통해 살펴본다.
앞선 실시예와 중복된 구성에 대한 설명은 논의의 편의상 생략한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배변패턴 분석시스템의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 중앙처리장치의 기능블록도이다.
도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 배변패턴 분석시스템은 앞선 실시예에서 설명한 스마트 기저귀(10)와 중앙처리장치(20)로 구성된다.
중앙처리장치(20)는 스마트기저귀(10)로부터 전송된 정전용량 정보로부터 배변의 위치, 배변량을 예측하여 스마트 기저귀의 교체주기를 산출한다.
중앙처리장치(20)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 스마트 기저귀 고유번호와 사용자 정보를 매칭시키는 사용자 매칭부(21), 온도정보, 습도정보, 정전용량정보 및 가스정보로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 정보를 이용하여 배변의 종류 및 배변여부를 판정하는 배변판정부(22), 정전용량정보 및 자세정보를 이용하여 배변의 용량을 판단하는 배변량판단부(23), 착용자의 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 시간순으로 저장하는 저장부(24)를 포함한다.
사용자 매칭부(21)는 센싱정보에 포함된 스마트 기저귀 고유번호와 사용자 정보를 매칭한다. 즉, 기저귀 착용자를 센싱정보에 포함되어 있는 고유번호로 인증을 한다. 착용당시에 중앙처리장치(20)에 기저귀의 고유번호와 착용하는 사용자 정보를 매칭하여 저장부(24)에 입력한다. 이후 전송되는 센싱정보를 통해 사용자를 매칭한다.
배변판정부(22)는 센싱정보에 포함된 온도정보, 습도정보, 정전용량정보 및 가스정보로부터 배변여부를 판정한다. 특히 온도정보와 습도정보는 주기적으로 측정되는 외기의 온도정보와 습도정보를 고려하여 배변여부를 판정하기 위한 임계값을 주기적으로 변경하여 온/습도 정보에 따른 배변여부를 판정한다. 정전용량정보는 전위차가 발생하는 둘 이상의 전도성 전극 사이에서 정전용량의 변화를 감지하여 배변물질과 같은 이물질의 도입여부를 판정한다.
배변량 판단부(23)는 센싱정보에 포함된 정전용량정보 또는 자세정보를 이용하여 배변의 용량을 판단하는데, 센싱정보의 정전용량정보는 앞서 살펴본 정전용량의 시계열 변화를 통해서 기 학습된 정전용량에 따른 배변량을 추론할 수 있다. 즉, 앞선 센서부(520)에서 측정된, 외부의 온도, 습도 또는 가스의 센싱정보를 통해서 정전용량을 보상하고, 외부시트의 표면으로부터의 온도, 습도 또는 가스 센싱정보의 시계열 패턴을 분석하여 배변량 판단부(23)에서 배변량을 판단하도록 하건, 배변판정부(22)에서 배변의 종류를 판정하도록 한다.
또한, 자세정보는 센서신호에 포함된 자이로센서정보, 자기장센서정보 및 가속도 센서정보를 의미한다.
배변량 판단부(23)는 배변량을 판단하기 위해서 스마트 기저귀의 기울어진 상태를 고려하며, 기울어진 상태에 따라서 추정된 용변의 위치와 정전용량의 변화를 고려하여 배변량을 정확하게 판단한다. 나아가, 배변량 판단부는 배변의 위치를 판정한다. 앞서 설명한 도 6a, 도 6b와 같이 형성되어 있는 격자무늬에 의해서 각 도전라인에 인가되는 펄스신호에 따른 초기 정전용량값과 용변이후의 정전용량값의 변화를 추적하여 정전용량값의 변화가 기존에 정해진 임계값 이상인 경우에 그 영역에 용변이 흡수되어 있는 것으로 판정한다.
저장부(24)는 착용자의 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 시간순으로 저장한다. 저장된 정보를 통해서 착용자의 배변습관의 변화여부, 배변습관에 따른 비뇨기적 질환의 발생여부 등을 추정해보거나, 건강이상을 판단하는 자료로 활용할 수 있다.
예를 들어, 저장부(24)에 저장된 시계열 정보로부터 현재 획득된 정보가 과거의 정보와 차이가 많이 나거나 패턴자체가 변한 경우에 착용자의 이상여부를 판정하는데 활용할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀 및 스마트 기저귀를 포함하는 배변패턴 분석시스템에 의하면, 착용자의 배변패턴을 정확하게 판단하여 기저귀 교체시기를 알려주거나, 건강의 이상여부를 판단하는 장치 및 시스템의 구현이 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 장치, 구조, 장치, 회로 등의 구성 요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성 요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 내부시트, 흡수제 및 외부시트가 적층되는 구조로 형성되는 스마트 기저귀로서,
    상기 외부시트에 부착되는 전극테이프를 포함하되,
    상기 전극테이프는 길이방향으로 상기 외부시트에 부착되어 제1단자와 제2단자를 형성하며,
    상기 외부시트의 중심을 기준으로 제1단자와 제2단자는 서로 대칭되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 기저귀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1단자에 펄스신호를 인가하여, 상기 제1단자와 상기 제2단자 사이의 정전용량을 측정하는 감지키트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기저귀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지키트는
    정전용량을 측정하는 신호검출부;
    온도센서, 습도센서, 가스센서, 자이로센서, 자기장센서 및 가속도 센서를 포함하는 센서부; 및
    측정된 상기 정전용량 및 센싱정보를 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기저귀.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서부는, 외부의 온도, 습도 또는 가스의 센싱정보를 통해서 정전용량을 보상하고, 외부시트의 표면으로부터의 온도, 습도 또는 가스 센싱정보의 시계열 패턴을 분석하여 배변량 또는 용변의 종류를 구분하는 것을 특징으로 하는 스마트 기저귀.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1단자와 상기 제2단자는 서로 대칭되는 형상으로 형성되며,
    상기 제1단자와 상기 제2단자는 흡수제가 위치하는 영역에 상기 전극테이프가 격자무늬 형태로 부착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 기저귀.
  6. 스마트 기저귀를 이용한 배변패턴 분석시스템으로서,
    제1항의 스마트 기저귀; 및
    상기 스마트 기저귀로부터 전송된 정전용량으로부터 배변의 위치, 배변량을 예측하여 상기 스마트 기저귀의 교체주기를 산출하는 중앙처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배변패턴 분석시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중앙처리장치는 배변량을 예측하는데 있어서, 배변시점시에 착용자의 자세정보를 활용하되, 상기 자세정보는 자이로센서, 자기장센서 및 가속도센서의 센싱정보를 활용하여 착용자의 자세를 예측하는 정보인 것을 특징으로 하는 배변패턴 분석시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센싱정보는 스마트 기저귀의 고유번호를 포함하며,
    상기 중앙처리장치는
    상기 스마트 기저귀 고유번호와 사용자 정보를 매칭시키는 사용자 매칭부;
    온도정보, 습도정보, 정전용량정보 및 가스정보로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 정보를 이용하여 배변의 종류 및 배변여부를 판정하는 배변판정부;
    정전용량정보 및 자세정보를 이용하여 배변의 용량을 판단하는 배변량판단부; 및
    착용자의 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 시간순으로 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배변패턴 분석시스템.
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