WO2023068715A1 - 귀 체온계 및 이를 이용한 체온 측정방법 - Google Patents

귀 체온계 및 이를 이용한 체온 측정방법 Download PDF

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WO2023068715A1
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body temperature
light
light source
measuring
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PCT/KR2022/015788
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박준규
김현종
고성권
박규철
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주식회사 에스엠디솔루션
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/20—Clinical contact thermometers for use with humans or animals

Definitions

  • the present invention relates to an ear thermometer and a method for measuring body temperature using the same, and more particularly, to an ear thermometer capable of measuring reliability and validity of the measured body temperature and providing information to a user or a third party and a method for measuring body temperature using the same it's about
  • An infrared (IR) ear temperature monitoring device includes an infrared sensor that is partially inserted into the ear canal and coupled to a body temperature sensor aimed toward the eardrum.
  • the infrared sensor is an optoelectronic device that measures the intensity of infrared light, changes the voltage according to the intensity of the incoming infrared light, converts it into a digital signal, and finally displays the output temperature reading.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-056137 discloses an ear thermometer inserted into a user's ear.
  • the temperature can be measured by accurately inserting the body temperature sensor into the ear canal through the handle. There was a problem.
  • the body temperature is 36.5 to 37 degrees in the case of a healthy person. If the body temperature is below 35 degrees, chills, poor judgment, loss of consciousness, and arrhythmia may occur. In addition, when the body temperature exceeds 37 degrees, it is a signal that diseases such as inflammatory diseases, colds, and flu have developed. Therefore, it is necessary to accurately measure the body temperature and to provide information to a medical institution when the temperature exceeds the normal range.
  • thermometer that can judge the reliability and validity of the measurement is needed.
  • a first light source inserted into the ear canal emits light investigating;
  • a first measurement step of measuring a first intensity which is the intensity of light reflected by a sensor inserted into the ear canal; radiating light from a second light source inserted into the ear canal and disposed at a location different from that of the first light source;
  • a second measurement step of measuring a second intensity which is the intensity of the light reflected by the sensor;
  • a third measuring step of measuring a third intensity which is the intensity of light reflected by the sensing unit; and calculating standard deviations of the first intensity, the second intensity, and the third intensity.
  • the first light source and the second light source inserted into the ear canal are turned off. measuring the body temperature by the sensing unit in; radiating light from the first light source while the second light source is turned off; a first measuring step of measuring a first intensity, which is the intensity of light reflected by the sensor; radiating light from the second light source while the first light source is turned off; a second measurement step of measuring a second intensity, which is the intensity of the light reflected by the sensor; and determining reliability of the body temperature measurement based on the difference between the first intensity and the second intensity.
  • an ear thermometer includes a housing inserted into the external auditory meatus; a plurality of light sources disposed in the housing to emit light; a detector measuring intensity of light reflected from the inside of the ear canal by the plurality of light sources; and a controller that compares the intensities of the light to determine the reliability of the body temperature measurement or the validity of the body temperature measurement.
  • the reliability and validity of the measured body temperature can be judged.
  • FIG. 1 is a block diagram of an ear thermometer according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2a is a front view showing a portion inserted into the ear canal of the ear thermometer according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2b is a perspective view.
  • FIG. 3 is a diagram showing that the intensity of light irradiated from the ear thermometer according to an embodiment of the present invention varies according to the position of an obstacle.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating body temperature measurement by inserting an ear thermometer in the most ideal position in the external auditory meatus according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a reference intensity setting method according to an embodiment of the present invention.
  • 6 is a method for determining reliability and validity according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9a to 9f compare the reference intensity, the first intensity, and the second intensity.
  • FIG. 9a is the case where the first intensity is inserted in the most ideal position and the second intensity is similar
  • FIG. 9b is the second intensity
  • FIG. 9e shows an example of excessive insertion downward
  • Figure 9f shows an example of excessive insertion upward.
  • Enzymes in the body are sensitive to activity conditions, so even if the temperature rises to around 40°C, the efficiency drops extremely or cells die, making it impossible to properly maintain physical activity. Even if it rises only 38 °C, it becomes a level that threatens health, and if it exceeds 40 °C, it becomes a level that threatens life.
  • a low-grade fever is defined as a body temperature between 37 and 38 °C
  • a fever or hyperthermia is defined as a temperature of 38 °C or higher.
  • a temperature below 35°C is classified as hypothermia, but if appropriate measures are taken such as covering a blanket or drinking warm tea up to 34°C, it is highly likely that the body temperature will be restored in a short period of time. As such, body temperature is an important health information and an important factor in telemedicine.
  • the present invention provides an ear thermometer and a determination method for determining reliability and validity of body temperature, which is one of health information.
  • FIG. 1 is a block diagram of an ear thermometer according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2a is a front view of the ear thermometer according to an embodiment of the present invention, which is inserted into the external auditory canal, and
  • Figure 2b is a perspective view.
  • an ear thermometer according to an embodiment of the present invention includes a housing 25 inserted into the external auditory meatus; A plurality of light sources 10 disposed in the housing 25 to emit light; A detector 50 for measuring the intensity of light reflected from the inside of the ear canal by the plurality of light sources 10; and a control unit 30 that compares light intensities to determine reliability of the body temperature measurement.
  • the plurality of light sources 10 include a first light source 11 , a second light source 12 , a third light source 13 , and a fourth light source 14 .
  • the controller 30 controls the plurality of light sources 10 .
  • the controller 30 turns on/off the plurality of light sources 10 .
  • the plurality of light sources 10 may emit infrared rays and may be laser diodes or LEDs.
  • the laser light source may be a fiber laser using an optical fiber cable.
  • a collimator 23 may be disposed in front of the plurality of light sources 10 to generate straight light.
  • the sensing unit 50 may be an infrared sensor.
  • the sensing unit 50 detects body temperature.
  • the sensing unit 50 measures the reflected light irradiated by the plurality of light sources 10 .
  • the sensing unit 50 measures the intensity of light.
  • the sensing unit 50 transmits the measured data to the control unit 30 .
  • the controller 30 receives data about the intensity of light generated by the plurality of light sources 10 and body temperature from the sensor 50 .
  • the controller 30 may transmit information of the determined body temperature data, reliability, and validity to the user's terminal through the wireless communication unit 80 .
  • the user's terminal may periodically receive the body temperature determined by the control unit 30 .
  • the terminal of the user may notify the medical institution that the body temperature is greater than or equal to the reference value.
  • the user's terminal may transmit body temperature information, validity of body temperature measurement, and reliability of body temperature measurement together to a medical institution.
  • the medical institution can determine the user's health information and disease infection based on the transmitted body temperature information. For example, a medical institution may suspect coronavirus (COVID-19) infection based on the user's body temperature information, contact the user for a detailed examination, or request the use of a self-diagnosis kit.
  • COVID-19 coronavirus
  • the user's terminal may be the mobile device 90 .
  • the mobile device 90 may be a mobile phone, a tablet PC, a smart watch, a wrist watch, smart glasses, or a head-mounted display (HMD).
  • HMD head-mounted display
  • the wireless communication unit 80 may include an RF circuit that transmits and receives a Radio Frequency (RF) signal for wireless communication.
  • the wireless communication unit 80 may perform wireless communication with the mobile device 90 in a manner such as Bluetooth, or may directly perform wireless communication with the server 95 through a wireless network in a manner such as a wireless LAN or WiFi. .
  • the server 95 may estimate the type of infectious disease and the route of infection in consideration of the received body temperature information (maximum temperature, minimum temperature, temperature change rate, change cycle), personal information, and incubation period.
  • FIG. 3 is a diagram showing that the intensity of light irradiated from the ear thermometer according to an embodiment of the present invention varies according to the position of an obstacle.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating that the ear thermometer according to an embodiment of the present invention is inserted at the most ideal position in the external auditory meatus to measure the temperature of the eardrum.
  • the shape of the ear canal differs from person to person and is generally formed in a curved surface, and foreign substances also exist inside. These elements prevent the sensing unit 50 from accurately measuring body temperature.
  • the control unit 30 may determine that the sensing unit 50 is disposed toward the eardrum as the light intensity is weaker.
  • the control unit 30 sequentially turns on the plurality of light sources 10 and determines the extent to which the sensing unit 50 is directed toward the eardrum.
  • the control unit 30 determines the extent to which the sensing unit 50 is directed toward the eardrum through the plurality of light sources 10 disposed around the sensing unit 50 .
  • the controller 30 determines the state of the ear thermometer inserted into the ear canal according to the following formula. A and ⁇ can be determined through testing.
  • the controller 30 sequentially turns on the plurality of light sources 10 and determines the intensity of light from each light source.
  • the controller 30 determines the reliability of the body temperature measurement based on the standard deviation of light intensities.
  • the control unit 30 determines that the reliability of the body temperature measurement is high as the standard deviation of the measured light intensities is small.
  • control unit 30 sets an average value or any one value or the lowest value of the light intensities as the reference intensity.
  • the controller 30 determines the validity of the body temperature measurement based on the difference between the average value of light intensities and the reference intensity.
  • the control unit 30 determines that the validity of the body temperature measurement is high as the difference between the average value of the light intensities and the reference intensity is smaller.
  • Each light source constituting the plurality of light sources 10 is disposed at the same angle with the sensing unit 50 as the center.
  • Each light source constituting the plurality of light sources 10 may have the same distance from the sensing unit 50 .
  • d1 is the distance between the first light source 11 and the detector 50
  • d2 is the distance between the second light source 12 and the detector 50
  • d3 is the distance between the third light source 13 and the detector 50.
  • the distance d1 between the first light source 11 and the sensing unit 50 and the distance d2 between the second light source 12 and the sensing unit 50 may be the same.
  • An ear thermometer includes a collimator 23 disposed on a light source to make light beams collimate.
  • An ear thermometer includes a housing 25 inserted into the external auditory meatus; A plurality of light sources 10 disposed in the housing 25 to emit light; A detector 50 for measuring the intensity of light reflected from the inside of the ear canal by the plurality of light sources 10; and a control unit 30 that determines the validity of the body temperature measurement by comparing the intensities of light.
  • the controller 30 determines the validity of the body temperature measurement based on the difference between the average value of the light intensities and the predetermined reference intensity.
  • 5 is a reference intensity setting method according to an embodiment of the present invention.
  • a first light source 11 inserted into the external auditory meatus is inserted into the external auditory meatus to measure body temperature.
  • irradiating light S110
  • a first measurement step S112 of measuring a first intensity, which is the intensity of light reflected by the sensor 50 inserted into the ear canal; irradiating light from a second light source 12 inserted into the ear canal and disposed at a different location from the first light source 11 (S121);
  • a step of irradiating light from a third light source 13 inserted into the ear canal and disposed at a different location from the first light source 11 and the second light source 12 S131
  • a third measuring step S132 of measuring a third intensity, which is the intensity of the light reflected by the sensing unit 50;
  • the reference intensity may be measured in advance, and may be updated after measuring the body temperature each time.
  • 6 is a method for determining reliability and validity according to an embodiment of the present invention.
  • a first light source 11 inserted into the external auditory meatus is inserted into the external auditory meatus to measure body temperature.
  • irradiating light S211
  • a first measurement step (S212) of measuring a first intensity which is the intensity of light reflected by the sensor 50 inserted into the ear canal; irradiating light by a second light source 12 inserted into the ear canal and disposed at a different location from the first light source 11 (S221);
  • a first value obtained by assigning a first weight to the standard deviation and a second value obtained by assigning a second weight to the difference between the average value and the predetermined reference intensity are calculated, and the lower the sum of the first value and the second value, the higher the reliability.
  • the method for measuring body temperature using an ear thermometer includes determining that validity is high if the second value is equal to or less than a predetermined value (S270).
  • the sum of the first weight and the second weight may be set to 1.
  • the second weight is also determined.
  • the first weight may be determined in advance according to the test result.
  • the sensor 50 measures the body temperature in a state in which the first light source 11, the second light source 12, and the third light source 13 are turned off. It includes the step (S250) of doing.
  • a plurality of light sources 10 inserted into the external auditory meatus are inserted into the external auditory meatus to measure body temperature.
  • the method for measuring body temperature using an ear thermometer includes determining that the measured body temperature has high validity if the difference between the average value and the predetermined reference intensity is less than or equal to a predetermined value (S390).
  • a first light source 11 inserted into the external auditory meatus and measuring the body temperature by the sensing unit 50 while the second light source 12 is turned off (S401); irradiating light by the first light source 11 (S411); A first measurement step (S412) of measuring a first intensity, which is the intensity of light reflected by the sensor 50; In a state in which the first light source 11 is turned off, the second light source 12 irradiates light (S421); A second measuring step (S422) of measuring the second intensity, which is the intensity of the light reflected by the sensor 50; and determining reliability of the body temperature measurement based on the difference between the first intensity and the second intensity (S430).
  • the method for measuring body temperature of an ear thermometer includes a message sending step (S450) of requesting resetting of the insertion position to the user if the intensity difference value is less than or equal to the reference value.
  • Message sending can be displayed directly on the mobile device 90 or ear thermometer. Message sending may be a voice message.
  • FIG. 9a to 9f compare the reference intensity, the first intensity, and the second intensity.
  • Fig. 9a is inserted in the most ideal position, and the first intensity and the second intensity are similar, and Fig. 9b is the second intensity.
  • FIG. , Figure 9d shows a result similar to that of Figure 2b, but when foreign substances need to be removed, Figure 9e shows an example of incorrect insertion in the downward direction, and Figure 9f represents an example of incorrect insertion in the upward direction.
  • control unit 30 may evaluate reliability and validity through the reference intensity, the first intensity, the second intensity, the third intensity, and the fourth intensity measured through the plurality of light sources 10. there is.
  • the medical staff may directly insert the thermometer into the user's ear.
  • the reference intensity is set in this way, the user always or temporarily uses the ear thermometer.
  • the measured body temperature, reliability, and validity are transmitted to the server through the mobile device.
  • the evaluated reliability and validity may be transmitted to the medical staff along with the detected body temperature, and the medical staff may request re-measurement from the user based on the transmitted reliability and validity. Reliability and validity can lead users to make accurate measurements.
  • medical staff can monitor the user's accurate body temperature measurement activity.
  • the measured body temperature can be used for diagnosing an infectious disease and monitoring a user's health condition.

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Abstract

본 발명은 귀 체온계 및 이를 이용한 체온 측정방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온 측정방법은, 외이도에 삽입되어 체온을 측정하는 귀 체온계의 체온 측정방법에 있어서, 외이도에 삽입된 제1 광원이 빛을 조사하는 단계; 외이도에 삽입된 감지부가 반사된 빛의 강도인 제1 강도를 측정하는 제1 측정단계; 외이도에 삽입되고 상기 제1 광원과 다른 위치에 배치된 제2 광원이 빛을 조사하는 단계; 상기 감지부가 반사된 빛의 강도인 제2 강도를 측정하는 제2 측정단계; 외이도에 삽입되고 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원과 다른 위치에 배치된 제3 광원이 빛을 조사하는 단계; 상기 감지부가 반사된 빛의 강도인 제3 강도를 측정하는 제3 측정단계; 및 상기 제1 강도, 상기 제2 강도 및 상기 제3 강도의 표준편차를 연산하는 단계를 포함한다.

Description

귀 체온계 및 이를 이용한 체온 측정방법
본 발명은 귀 체온계 및 이를 이용한 체온 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 측정된 체온의 신뢰도와 타당도를 측정하여 사용자 또는 제3자에게 정보를 제공할 수 있는 귀 체온계 및 이를 이용한 체온 측정방법에 관한 것이다.
적외선(IR) 귀 체온 모니터링 장치는 외이도에 부분적으로 삽입되고 고막 방향으로 조준되는 체온센서에 연결된 적외선 센서를 포함한다. 적외선 센서는 적외선의 강도를 측정하는 광전자 장치이며, 입력되는 적외선의 강도에 따라 전압을 변경하고, 디지털 신호로 변경하여, 최종적으로 출력 온도 판독값을 표시한다.
일본 공개특허공보 2011-056137　(공개일: 2011.03.24)는 사용자의 귀에 삽입하는 귀체온계를 개시하고 있다. 이러한 귀 체온 모니터링 장치는 손잡이를 통해 체온센서를 이도(ear canal)에 정확히 삽입하여 온도를 측정할 수 있었으나, 이도의 형상과 크기는 개인별로 다르기 때문에 정형화된 체온센서는 체온 측정의 정확도를 떨어뜨리는 문제가 있었다.
한편, 체온은 건강한 사람의 경우 36.5~37도이다. 체온이 35도 이하인 경우, 오한, 판단력 저하, 의식소실, 부정맥의 문제가 발생할 수 있다. 또한 체온이 37도를 넘어서면 염증성 질병, 감기, 독감과 같은 질병이 발병하였다는 신호가 된다. 따라서, 정확한 체온을 측정하고, 온도가 정상범위를 초과할 경우 의료기관에 정보를 제공할 필요가 있다.
그러나, 사람마다 외이도의 형태 및 조건이 다르므로 측정된 체온은 정확도가 떨어지는 경우가 많다. 따라서 측정시의 신뢰도와 타당도를 함께 판단할 수 있는 체온계가 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.
첫째, 측정된 체온의 신뢰도와 타당도를 판단할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
둘째, 전문 의료인이 아니더라도 정확한 체온을 측정할 수 있도록 하는 것이다.
셋째, 제3자도 사용자가 전송한 체온의 신뢰도 및 타당도를 판단할 수 있는 정보를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온 측정방법은, 외이도에 삽입되어 체온을 측정하는 귀 체온계의 체온 측정방법에 있어서, 외이도에 삽입된 제1 광원이 빛을 조사하는 단계; 외이도에 삽입된 감지부가 반사된 빛의 강도인 제1 강도를 측정하는 제1 측정단계; 외이도에 삽입되고 상기 제1 광원과 다른 위치에 배치된 제2 광원이 빛을 조사하는 단계; 상기 감지부가 반사된 빛의 강도인 제2 강도를 측정하는 제2 측정단계; 외이도에 삽입되고 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원과 다른 위치에 배치된 제3 광원이 빛을 조사하는 단계; 상기 감지부가 반사된 빛의 강도인 제3 강도를 측정하는 제3 측정단계; 및 상기 제1 강도, 상기 제2 강도 및 상기 제3 강도의 표준편차를 연산하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온 측정방법은, 외이도에 삽입되어 체온을 측정하는 귀 체온계의 체온 측정방법에 있어서, 외이도에 삽입된 제1 광원 및 제2 광원을 off 한 상태에서 감지부가 체온을 측정하는 단계; 상기 제2 광원을 off한 상태에서, 상기 제1 광원이 빛을 조사하는 단계; 상기 감지부가 반사된 빛의 강도인 제1 강도를 측정하는 제1 측정단계; 상기 제1 광원을 off한 상태에서, 상기 제2 광원이 빛을 조사하는 단계; 상기 감지부가 반사된 빛의 강도인 제2 강도를 측정하는 제2 측정단계; 및 상기 제1 강도와 상기 제2 강도 차이값을 기초로, 체온측정 신뢰도(reliability)를 판단하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계는, 외이도에 삽입되는 하우징; 상기 하우징에 배치되어 빛을 조사하는 복수의 광원; 상기 복수의 광원에 의해 외이도 내부에서 반사된 빛의 강도를 측정하는 감지부; 및 상기 빛의 강도들을 비교하여 체온측정 신뢰도(reliability) 또는 체온측정 타당도(validity)를 판단하는 제어부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 측정된 체온의 신뢰도와 타당도를 판단할 수 있다.
둘째, 전문 의료인이 아니더라도 정확한 체온을 측정할 수 있다.
셋째, 제3자도 사용자가 전송한 체온의 신뢰도 및 타당도를 판단할 수 있는 정보를 제공하는 것이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 블록도이다.
도2a 는 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계에서 외이도에 삽입되는 부분을 표현한 정면도, 도2b 는 사시도다.
도3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계에서 조사된 빛의 강도가 장애물의 위치에 따라 달라지는 것을 표시한 도면이다.
도4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계가 외이도에서 가장 이상적인 위치에 삽입되어 체온을 측정하는 것을 표현한 도면이다.
도5 는 본 발명의 일 실시예에 의한 기준강도 설정방법이다.
도6 은 본 발명의 일 실시예에 의한 신뢰도 및 타당도 판단방법이다.
도7 은 본 발명의 일 실시예에 의한 신뢰도 및 타당도 판단방법이다.
도8 은 본 발명의 일 실시예에 의한 신뢰도 판단방법이다.
도9a 내지 도9f는 기준강도, 제1 강도 및 제2 강도를 비교한 것으로, 도9a 는 가장 이상적인 위치에 삽입된 경우로 제1 강도와 제2 강도가 유사한 경우, 도9b 는 제2 강도가 제1 강도보다 매우 큰 경우로 제2 광원 방향의 삽입방향이 부적절한 경우, 도9c 는 제1 강도가 제2 강도보다 매우 큰 경우로 제1 광원 방향의 삽입방향이 부적절한 경우, 도9d 는 도2b와 결과는 유사하나 이물질 제거가 필요한 경우, 도9e는 아래 방향으로 과도하게 삽입된 예이고, 도9f는 윗 방향으로 과도하게 삽입된 예를 표현한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
몸 안의　효소는 활동 조건이 민감하기 때문에 40℃ 근처까지만 올라가도 효율이 극도로 떨어지거나 세포가 사망해서 신체 활동을 제대로 유지할 수 없다. 38℃만 올라도 건강을 위협할 수준이 되며, 40℃를 넘게 되면 생명을 위협할 수준이 된다. 일반적으로 체온이 37~38℃이면 미열, 38℃ 이상이면 발열 또는 고열로 정의한다.
반대로 35℃ 이하를 저체온증으로 분류하지만, 34℃ 정도까지는 담요를 덮거나, 따뜻한 차를 마시는 등 적절한 조치를 취하면 단기간에 체온을 수복할 가능성이 높다. 이처럼 체온은 중요한 건강정보이며, 원격진료의 중요한 한 요소이다.
본 발명은 건강 정보 중 하나인 체온의 신뢰도 및 타당도를 판단하는 귀 체온계 및 판단방법을 제공한다.
도1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 블록도이다. 도2a 는 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계에서 외이도에 삽입되는 부분을 표현한 정면도, 도2b 는 사시도이다.
도1, 도2a 및 도2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계는, 외이도에 삽입되는 하우징(25); 하우징(25)에 배치되어 빛을 조사하는 복수의 광원(10); 복수의 광원(10)에 의해 외이도 내부에서 반사된 빛의 강도를 측정하는 감지부(50); 및 빛의 강도들을 비교하여 체온측정 신뢰도(reliability)를 판단하는 제어부(30)를 포함한다.
복수의 광원(10)은 제1 광원(11), 제2 광원(12), 제3 광원(13) 및 제4 광원(14)을 포함한다. 제어부(30)는 복수의 광원(10)을 제어한다. 제어부(30)는 복수의 광원(10)을 온/오프 한다. 복수의 광원(10)은 적외선을 조사할 수 있으며, 레이저 다이오드 또는 LED일 수 있다. 레이저 광원은 광섬유 케이블을 이용한 파이버 레이저일 수 있다. 복수의 광원(10)의 전방에는 직진광을 만들기 위한 콜리메이터(23)가 배치될 수 있다.
감지부(50)는 적외선 센서일 수 있다. 감지부(50)는 체온을 감지한다. 감지부(50)는 복수의 광원(10)에 의해 조사된 빛이 반사된 것을 측정한다. 감지부(50)는 빛의 강도를 측정한다. 감지부(50)는 제어부(30)에 측정한 데이터를 전송한다.
제어부(30)는 감지부(50)로부터 복수의 광원(10)에 의해 발생한 빛의 강도, 체온에 대한 데이터를 전송받는다.
제어부(30)는 결정한 체온 데이터, 신뢰도 및 타당도를 무선통신부(80)를 통하여 사용자의 단말기에 정보를 전송할 수 있다. 다른 예로 사용자의 단말기는 제어부(30)가 결정한 체온을 주기적으로 전송받을 수도 있다.
사용자의 단말기는 전송된 체온이 기준치 이상이면 의료기관에 체온이 기준치 이상임을 통지할 수 있다. 사용자의 단말기는 체온정보와 체온측정 타당도와 체온측정 신뢰도를 함께 의료기관에 전송할 수 있다. 의료기관은 전송된 체온정보를 토대로 사용자의 건강정보 및 질병 감염 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 의료기관은 사용자의 체온정보를 기초로 코로나바이러스(COVID-19) 감염을 의심할 수 있고, 정밀검사를 위하여 사용자에게 연락하거나, 자가진단 키트의 사용을 요청할 수 있다.
사용자의 단말기는 모바일 디바이스(90)일 수 있다. 모바일 디바이스(90)는, 휴대폰, 태블릿 PC, 스마트 워치(Smart watch), 손목 시계(Wrist watch) 또는 스마트 글래스(Smart Glass), HMD(Head-Mounted Display)일 수 있다.
무선통신부(80)는 무선으로 통신하기 위해 RF(Radio Frequency)신호를 송수신하는 RF 회로를 포함할 수 있다. 무선통신부(80)는 블루투스와 같은 방식으로 모바일 디바이스(90)와 무선통신을 수행할 수 있고, 무선 LAN, WiFi 등과 같은 방식으로 무선 네트워크를 통해 서버(95)와 직접 무선통신을 수행할 수도 있다.
서버(95)는 수신된 체온정보(최고온도, 최저온도, 체온변화속도, 변화주기)와 개인정보 및 잠복기를 고려하여 감염병의 종류 및 감염경로를 추정할 수 있다.
도3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계에서 조사된 빛의 강도가 장애물의 위치에 따라 달라지는 것을 표시한 도면이다. 도4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계가 외이도에서 가장 이상적인 위치에 삽입되어 고막의 온도를 측정하는 것을 표현한 도면이다.
도3 내지 도4 를 참조하면, 외이도 내부는 빛의 경로를 방해하는 다양한 요소가 존재한다. 외이도의 형태는 사람마다 상이하며 대체로 곡면으로 형성되며, 내부에 이물질도 존재한다. 이러한 요소는 감지부(50)가 정확한 체온을 측정하는 것을 방지한다.
제1 광원(11)과 제2 광원(12)이 조사한 빛은 장애물에 부딪히며 반사되는 빛의 강도는 이동거리의 제곱에 반비례한다. 제어부(30)는 빛의 강도가 약할수록 감지부(50)가 고막을 향하여 배치된다고 판단할 수 있다. 제어부(30)는 복수의 광원(10)을 순차적으로 on 시키며 감지부(50)가 고막을 향하는 정도를 판단한다. 제어부(30)는 감지부(50)의 주변에 배치된 복수의 광원(10)을 통해 감지부(50)가 고막을 향하는 정도를 판단한다.
제어부(30)는 아래와 같은 수식에 따라 외이도에 삽입된 귀 체온계의 상태를 판단한다. A 및 α는 시험을 통해 결정할 수 있다.
Figure PCTKR2022015788-appb-img-000001
제어부(30)는, 복수의 광원(10)을 순차적으로 점등하고, 각각의 광원에 의한 빛의 강도를 각각 판단한다.
제어부(30)는, 빛의 강도들의 표준편차를 기초로 체온측정 신뢰도를 판단한다. 제어부(30)는, 측정된 빛의 강도들의 표준편차가 작을수록 체온측정 신뢰도(reliability)가 높다고 판단한다.
제어부(30)는, 표준편차가 기준값 이하일 때, 빛의 강도들의 평균값 또는 어느 하나의 값 또는 가장 낮은 값을 기준강도로 설정한다.
제어부(30)는, 빛의 강도들의 평균값과 기준강도의 차이값을 기초로 체온측정 타당도(validity)를 판단한다. 제어부(30)는 빛의 강도들의 평균값과 기준강도의 차이값이 작을수록 체온측정 타당도(validity)가 높다고 판단한다.
복수의 광원(10)을 이루는 각각의 광원은, 감지부(50)를 중심으로 서로 동일한 각도를 이루며 배치된다. 복수의 광원(10)을 이루는 각각의 광원은, 감지부(50)와의 거리가 모두 동일할 수 있다. 제1 광원(11)과 감지부(50)와의 거리 인 d1과 제2 광원(12)과 감지부(50)와의 거리 인 d2와 제3 광원(13)과 감지부(50)와의 거리 인 d3은 동일할 수 있다. 제1 광원(11)과 감지부(50)와의 거리 인 d1과 제2 광원(12)과 감지부(50)와의 거리 인 d2는 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계는, 광원에 배치되어 광선을 평행하게 만드는 콜리메이터(23)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계는, 외이도에 삽입되는 하우징(25); 하우징(25)에 배치되어 빛을 조사하는 복수의 광원(10); 복수의 광원(10)에 의해 외이도 내부에서 반사된 빛의 강도를 측정하는 감지부(50); 및 빛의 강도들을 비교하여 체온측정 타당도(validity)를 판단하는 제어부(30)를 포함한다.
제어부(30)는, 빛의 강도들의 평균값과 미리 정해진 기준강도의 차이값을 기초로 체온측정 타당도(validity)를 판단한다.
도5 는 본 발명의 일 실시예에 의한 기준강도 설정방법이다.
도5 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온측정 방법은, 외이도에 삽입되어 체온을 측정하는 귀 체온계의 체온 측정방법에 있어서, 외이도에 삽입된 제1 광원(11)이 빛을 조사하는 단계(S110); 외이도에 삽입된 감지부(50)가 반사된 빛의 강도인 제1 강도를 측정하는 제1 측정단계(S112); 외이도에 삽입되고 제1 광원(11)과 다른 위치에 배치된 제2 광원(12)이 빛을 조사하는 단계(S121); 감지부(50)가 반사된 빛의 강도인 제2 강도를 측정하는 제2 측정단계(S122); 외이도에 삽입되고 제1 광원(11) 및 제2 광원(12)과 다른 위치에 배치된 제3 광원(13)이 빛을 조사하는 단계(S131); 감지부(50)가 반사된 빛의 강도인 제3 강도를 측정하는 제3 측정단계(S132); 및 제1 강도, 제2 강도 및 제3 강도의 표준편차를 연산하고, 표준편차가 기준값 이하이면, 제1 강도, 제2 강도 및 제3 강도의 평균값 또는 어느 하나의 값 또는 가장 낮은 값을, 다음 체온감지때 신뢰성 판단의 기초가 되는 기준 강도로 설정하는 단계(S140)를 포함한다.
기준 강도는 미리 측정할 수 있고, 매회 체온을 측정한 후 업데이트할 수도 있다.
도6 은 본 발명의 일 실시예에 의한 신뢰도 및 타당도 판단방법이다.
도6 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온측정 방법은, 외이도에 삽입되어 체온을 측정하는 귀 체온계의 체온 측정방법에 있어서, 외이도에 삽입된 제1 광원(11)이 빛을 조사하는 단계(S211); 외이도에 삽입된 감지부(50)가 반사된 빛의 강도인 제1 강도를 측정하는 제1 측정단계(S212); 외이도에 삽입되고 제1 광원(11)과 다른 위치에 배치된 제2 광원(12)이 빛을 조사하는 단계(S221); 감지부(50)가 반사된 빛의 강도인 제2 강도를 측정하는 제2 측정단계(S222); 외이도에 삽입되고 제1 광원(11) 및 제2 광원(12)과 다른 위치에 배치된 제3 광원(13)이 빛을 조사하는 단계(S231); 감지부(50)가 반사된 빛의 강도인 제3 강도를 측정하는 제3 측정단계(S232); 및 제1 강도, 제2 강도 및 제3 강도의 표준편차를 연산하고, 표준편차의 크기에 따라 체온측정 신뢰도(reliability)를 판단하는 단계(S260)를 포함한다.
표준편차에 제1 가중치를 부여한 제1값 및 평균값과 미리 정해진 기준강도의 차이값에 제2 가중치를 부여한 제2 값을 연산하고, 제1 값과 제2 값의 합이 낮을 수록 신뢰도가 높은 것으로 판단한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온측정 방법은, 제2 값이 정해진 값 이하이면 타당도(validity)가 높은 것으로 판단하는 단계(S270)를 포함한다.
제1 가중치와 제2 가중치의 합은 1로 정해질 수 있다. 제1 가중치가 정해지면 제2 가중치도 함께 정해진다. 제1 가중치는 시험결과에 의해 미리 정해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온측정 방법은, 제1 광원(11), 제2 광원(12), 제3 광원(13)을 off 한 상태에서 감지부(50)가 체온을 측정하는 단계(S250)를 포함한다.
도7 은 본 발명의 일 실시예에 의한 신뢰도 및 타당도 판단방법이다.
도7 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온측정 방법은, 외이도에 삽입되어 체온을 측정하는 귀 체온계의 체온 측정방법에 있어서, 외이도에 삽입된 복수의 광원(10)이 빛을 순차적으로 조사하는 단계(S310); 외이도에 삽입된 감지부(50)가 복수의 광원(10)의 조사단계에 따라 각각 빛의 강도를 측정하는 복수의 측정단계(S330); 복수의 광원(10)을 off한 상태에서 감지부(50)가 체온을 측정하는 단계(S350); 및 복수의 측정단계에서 각각 측정된 강도들의 표준편차, 강도들의 평균값을 기초로 체온측정 신뢰도를 판단하는 단계(S370)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온측정 방법은, 평균값과 미리 정해진 기준강도의 차이값이 정해진 값 이하이면 측정된 체온의 타당도가 높은 것으로 판단하는 단계(S390)를 포함한다.
도8 은 본 발명의 일 실시예에 의한 신뢰도 판단방법이다.
도8 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온측정 방법은, 외이도에 삽입되어 체온을 측정하는 귀 체온계의 체온 측정방법에 있어서, 외이도에 삽입된 제1 광원(11) 및 제2 광원(12)을 off 한 상태에서 감지부(50)가 체온을 측정하는 단계(S401); 제1 광원(11)이 빛을 조사하는 단계(S411); 감지부(50)가 반사된 빛의 강도인 제1 강도를 측정하는 제1 측정단계(S412); 제1 광원(11)을 off한 상태에서, 제2 광원(12)이 빛을 조사하는 단계(S421); 감지부(50)가 반사된 빛의 강도인 제2 강도를 측정하는 제2 측정단계(S422); 및 제1 강도와 제2 강도 차이값을 기초로 체온측정 신뢰도(reliability)를 판단하는 단계(S430)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 귀 체온계의 체온측정 방법은, 강도 차이값이 기준값 이하이면, 사용자에게 삽입위치의 재설정을 요청하는 메시지 발송단계(S450)를 포함한다. 메시지 발송은 모바일 디바이스(90) 또는 귀 체온계에 직접 표시할 수 있다. 메시지 발송은 음성 메시지일 수 있다.
도9a 내지 도9f 는 기준강도, 제1 강도 및 제2 강도를 비교한 것으로, 도9a 는 가장 이상적인 위치에 삽입된 경우로 제1 강도와 제2 강도가 유사한 경우, 도9b 는 제2 강도가 제1 강도보다 매우 큰 경우로 제2 광원(12) 방향의 삽입방향이 부적절한 경우, 도9c 는 제1 강도가 제2 강도보다 매우 큰 경우로 제1 광원(11) 방향의 삽입방향이 부적절한 경우, 도9d 는 도2b와 결과는 유사하나 이물질 제거가 필요한 경우, 도9e는 아래 방향으로 잘못 삽입된 예이고, 도9f는 윗 방향으로 잘못 삽입된 예를 표현한 것이다.
도9a 내지 도9f 를 참조하면, 제어부(30)는 기준강도, 복수의 광원(10)을 통하여 측정한 제1 강도, 제2 강도, 제3 강도 및 제4 강도를 통하여 신뢰도 와 타당도를 평가할 수 있다.
최초의 기준 강도를 설정하기 위하여 의료진은 직접 사용자의 귀에 체온계를 삽입할 수 있다. 이렇게 기준 강도가 설정되면, 사용자는 귀 체온계를 상시 또는 일시적으로 사용한다. 측정된 체온, 신뢰도, 타당도는 모바일 디바이스를 통하여 서버로 전송된다. 평가된 신뢰도와 타당도는 감지된 체온과 함께 의료진에게 전달될 수 있고, 의료진은 전송된 신뢰도와 타당도를 기초로 사용자에게 재 측정을 요구할 수도 있다. 신뢰도 및 타당도는 사용자가 정확한 측정을 하도록 유도할 수 있다. 또한 의료진도 사용자의 정확한 체온측정 활동을 모니터링 할 수 있다. 측정된 체온은 사용자의 감염병 진단 및 건강상태 모니터링에 활용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (15)

  1. 외이도에 삽입되어 체온을 측정하는 귀 체온계의 체온 측정방법에 있어서,
    외이도에 삽입된 제1 광원이 빛을 조사하는 단계;
    외이도에 삽입된 감지부가 반사된 빛의 강도인 제1 강도를 측정하는 제1 측정단계;
    외이도에 삽입되고 상기 제1 광원과 다른 위치에 배치된 제2 광원이 빛을 조사하는 단계;
    상기 감지부가 반사된 빛의 강도인 제2 강도를 측정하는 제2 측정단계;
    외이도에 삽입되고 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원과 다른 위치에 배치된 제3 광원이 빛을 조사하는 단계;
    상기 감지부가 반사된 빛의 강도인 제3 강도를 측정하는 제3 측정단계; 및
    상기 제1 강도, 상기 제2 강도 및 상기 제3 강도의 표준편차를 연산하는 단계를 포함하는 귀 체온계의 체온 측정방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광원, 상기 제2 광원, 상기 제3 광원을 off 한 상태에서 상기 감지부가 체온을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 표준편차의 크기에 따라 체온측정 신뢰도(reliability)를 판단하는 단계를 포함하는 귀 체온계의 체온 측정방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 표준편차에 제1 가중치를 부여한 제1 값 및 상기 평균값과 미리 정해진 기준강도의 차이값에 제2 가중치를 부여한 제2 값을 연산하고,
    상기 제1 값과 상기 제2 값의 합이 낮을수록 상기 체온측정 신뢰도가 높은 것으로 판단하는 귀 체온계의 체온 측정방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 값이 정해진 값 이하이면 타당도(validity)가 높은 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 귀 체온계의 체온 측정방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치의 합은 1로 정해진 귀 체온계의 체온 측정방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광원과 상기 감지부와의 거리인 d1과 상기 제2 광원과 상기 감지부와의 거리인 d2와 상기 제3 광원과 상기 감지부와의 거리인 d3은 동일한 귀 체온계의 체온 측정방법.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 표준편차가 기준값 이하이면, 상기 제1 강도, 상기 제2 강도 및 상기 제3 강도의 평균값 또는 어느 하나의 값 또는 가장 낮은 값을, 다음 체온감지때 신뢰성 판단의 기초가 되는 기준 강도로 설정하는 단계를 포함하는 귀 체온계의 체온 측정방법.
  8. 외이도에 삽입되어 체온을 측정하는 귀 체온계의 체온 측정방법에 있어서,
    외이도에 삽입된 제1 광원 및 제2 광원을 off 한 상태에서 감지부가 체온을 측정하는 단계;
    상기 제2 광원을 off한 상태에서, 상기 제1 광원이 빛을 조사하는 단계;
    상기 감지부가 반사된 빛의 강도인 제1 강도를 측정하는 제1 측정단계;
    상기 제1 광원을 off한 상태에서, 상기 제2 광원이 빛을 조사하는 단계;
    상기 감지부가 반사된 빛의 강도인 제2 강도를 측정하는 제2 측정단계; 및
    상기 제1 강도와 상기 제2 강도 차이값을 기초로, 체온측정 신뢰도(reliability)를 판단하는 단계를 포함하는 귀 체온계의 체온 측정방법.
  9. 외이도에 삽입되는 하우징;
    상기 하우징에 배치되어 빛을 조사하는 복수의 광원;
    상기 복수의 광원에 의해 외이도 내부에서 반사된 빛의 강도를 측정하는 감지부; 및
    상기 빛의 강도들을 비교하여 체온측정 신뢰도(reliability) 또는 체온측정 타당도(validity)를 판단하는 제어부를 포함하는 귀 체온계.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 광원을 순차적으로 점등하고, 각각의 광원에 의한 빛의 강도를 각각 판단하는 귀 체온계.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 빛의 강도들의 표준편차가 작을수록 체온측정 신뢰도(reliability)가 높다고 판단하는 귀 체온계.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 표준편차가 기준값 이하일 때, 상기 빛의 강도들의 평균값 또는 어느 하나의 값 또는 가장 낮은 값을 기준강도로 설정하는 귀 체온계.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 빛의 강도들의 평균값과 상기 기준강도의 차이값이 작을수록 체온측정 타당도(validity)가 높다고 판단하는 귀 체온계.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 광원을 이루는 각각의 광원은,
    상기 감지부를 중심으로 서로 동일한 각도를 이루며 배치된 귀 체온계.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 광원을 이루는 각각의 광원은,
    상기 감지부와의 거리가 모두 동일한 귀 체온계.
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