KR101092300B1

KR101092300B1 - 착용형 모니터링 장치

Info

Publication number: KR101092300B1
Application number: KR1020100030451A
Authority: KR
Inventors: 유회준; 엄용
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2011-12-13
Also published as: KR20110111064A

Abstract

실시예는 착용형 모니터링 장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 착용형 모니터링 장치는, 피부에 부착 가능하게 형성되고, 복수 개로 배열된 전극을 이용하여 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정하고, 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 복수 개의 전극 중 생체신호를 측정하기 위한 전극들을 선택하고, 선택된 전극들을 이용하여 하나 이상의 생체신호를 검출하는 센서부, 및 피부에 부착 가능하게 형성되고, 센서부를 통해 검출된 생체신호를 수집하는 단말부를 포함하고, 센서부 및 단말부는, 인체 통신을 이용하여 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 한다.

Description

착용형 모니터링 장치{WEARABLE MONITORING APPARATUS}

실시예는 착용형 모니터링 장치에 관한 것이다.

현대 의학기술의 빠른 발달과 사람들의 생활수준이 나날이 향상됨에 따라 평균 수명은 점점 길어지고 있다. 그러나, 이와 동시에 만성 심장혈관 질환으로 고통 받는 사람들이 늘어나고 있다. 이러한 질병은, 대부분 지속적인 과음, 극심한 스트레스, 유전성, 불규칙적인 식습관으로 인한 비만, 바이러스 감염 등이 주요 원인이 되며, 증상이 악화될 경우 사망까지 이를 수 있다. 따라서, 이상 징후를 빨리 검출하여 관리하면 할수록 위함 부담을 덜 수 있고, 값 비싼 의료비용을 절감할 수 있다.

만성질환의 대표적인 예로는 심혈관 질환이 있다. 언제 발생할지 모르는 부정맥 혹은 심부전을 감지하기 위한 방법으로는, 환자의 심장으로부터 발생하는 전기적 신호 즉 심전도를 지속적으로 감시하는 방법이 있다.

이를 위해 종래에는 보행심전도검사기(holter monitor)가 있다. 보행심전도검사기는, 여러 개의 줄에 연결된 습식전극을 심장 주변의 여러 부위에 붙인 채 환자가 지니고 다녀야 한다. 이러한 방식은, 환자에게 있어 여러 가닥을 전선을 장시간 지니고 다녀야 하기 때문에 큰 이물감과 함께 큰 불편함을 느끼게 한다는 단점이다. 또한, 습식전극은 시간이 흐름에 따라 피부접촉부의 전해액이 자극을 일으켜 피부 염증이 유발되는 경우가 많으며, 시간이 흐름에 따라 전해액이 건조되어 전극에서 검출되는 신호가 감쇄되거나, 검출 자체가 불가능해 질 수도 있다.

일상생활에서 생체신호를 지속적으로 모니터링하는 건강 모니터링 시스템의 취지에 있어서, 착용형 혹은 무선 센서 네트워크 방식은 좋은 해결책이 될 수 있다. 이와 관련된 일례로, ‘ISSCC2008’에서 발표된 ‘Toumaz Technology’의 건강 관리 시스템은, 무선 반창고형 ECG(Electrocardiogram) 패치와, 휴대폰 등에 집적할 수 있는 모니터링 데이터 수집장치로 구성되어 있다. 접근 방식에 있어서의 결정적인 문제점은, 심장주변의 여러 부위에 심전도를 측정할 수가 없으며, 오직 한 부위에 대해서만 심전도 검출이 가능하며, 값 비싼 독립전원을 필요로 한다는 것이다. 또한, ECG 패치로부터 외부의 데이터 수집장치 간의 통신을 900MHz 대역의 무선 통신을 이용하는데, 무선통신은 그 생리상 간섭 및 침해의 위험이 상존한다. 그러나, 생체신호라는 특성상, 보안성과 신뢰성이 최대한 높아야 하므로, 무선 통신을 사용하는 종래의 접근 방식은 매우 위험할 수 있다.

또한, 상술한 종래의 방식은, 심장의 전기적 특성만을 검출하며, 실제 심부전 환자들에게 필요한 기계적인 특성 즉 심장의 수축 이완 능력을 측정할 수 없어, 심박출량(cardiacoutput)을 간접적으로 진단할 수 밖에 없다.

실시예는, 장시간 착용하더라도 피부 자극이 적고, 이물감이 최소화되며, 생체신호를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 착용형 모니터링 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

실시예는, 사용자의 신체적 특성에 맞게 자동적으로 측정부위를 인식하여 측정하는 착용형 모니터링 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

실시예는, 하나 이상의 생체신호를 검출할 수 있는 착용형 모니터링 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

실시예는, 측정된 생체신호를 보다 안정적으로 전송할 수 있는 착용형 모니터링 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

실시예는, 전원을 원격 또는 무선으로 제어할 수 있는 착용형 모니터링 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

실시예에 따른 착용형 모니터링 장치는, 피부에 부착 가능하게 형성되고, 복수 개로 배열된 전극을 이용하여 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정하고, 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 복수 개의 전극 중 생체신호를 측정하기 위한 전극들을 선택하고, 선택된 전극들을 이용하여 하나 이상의 생체신호를 검출하는 센서부, 및 피부에 부착 가능하게 형성되고, 센서부를 통해 검출된 생체신호를 수집하는 단말부를 포함하고, 센서부 및 단말부는, 인체 통신을 이용하여 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 한다.

센서부는,

인체로부터 신호 대 잡음비 및 생체신호를 측정하기 위한 복수의 전극이 배열된 부착층, 복수의 전극과 연결된 회로기판, 회로기판과 연결되고, 복수의 전극을 이용하여 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정하고, 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 복수의 전극 중 생체신호를 측정하기 위한 전극들을 선택하고, 선택된 전극들을 이용하여 생체신호를 측정하고, 측정된 생체신호를 인체 통신을 이용하여 단말부로 전송하는 센서칩, 센서칩과 연결되고, 센서부의 전원 제어를 위해 인덕티브 커플링을 이용하여 단말부와 접속하는 제1 인덕터, 및 센서부의 전원 공급을 위한 전원부를 포함하는 것이 바람직하다.

부착층은,

일면이 접착성을 갖는 직물, 직물의 타면의 중심부에 형성된 참조전극, 직물의 타면에 형성되고, 참조전극을 지나는 제1 방향을 따라 형성되며, 참조전극을 양측에 각각 형성된 제1 전극 및 제2 전극, 직물의 타면에 형성되고, 참조전극을 지나며 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 형성되며, 참조전극을 양측에 각각 형성된 제3 전극 및 제4 전극, 직물의 타면에 형성되고, 제1 전극과 참조전극 사이에 형성된 복수의 제5 전극, 직물의 타면에 형성되고, 제2 전극과 참조전극 사이에 형성된 복수의 제6 전극, 직물의 타면에 형성되고, 제3 전극과 참조전극 사이에 형성된 복수의 제7 전극, 및 직물의 타면에 형성되고, 제4 전극과 참조전극 사이에 형성된 복수의 제8 전극을 포함하는 것이 바람직하다.

센서칩은,

제1 전극 내지 제8 전극을 이용하여, 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정하고,

측정된 신호 대 잡음비에 기초하여, 제1 전극 및 제2 전극을 선택하거나, 제3 전극 및 제4 전극을 선택하고,

제1 전극 및 제2 전극을 선택하는 경우,

측정된 신호 대 잡음비에 기초하여, 복수의 제5 전극 및 복수의 제6 전극 중 적어도 하나씩 선택하고, 제1 전극 및 제2 전극을 통해 전류를 인가하고, 선택된 제5 전극 및 제6 전극을 통해 측정되는 전압의 변화를 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정하고,

제3 전극 및 제4 전극을 선택하는 경우,

측정된 신호 대 잡음비에 기초하여, 복수의 제7 전극 및 복수의 제8 전극 중 적어도 하나씩 선택하고, 제3 전극 및 제4 전극을 통해 전류를 인가하고, 선택된 제7 전극 및 제8 전극을 통해 측정되는 전압의 변화를 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정하는 것이 바람직하다.

센서칩은,

제1 전극 및 제2 전극을 선택하는 경우,

심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 참조전극을 제7 전극 및 제8 전극 사이에서 발생되는 전기적 신호를 측정하고, 측정된 전기적 신호를 이용하여, 심전도 신호를 검출하고,

제3 전극 및 제4 전극을 선택하는 경우,

심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 참조전극을 기준으로 제5 전극 및 제6 전극 사이에서 발생되는 전기적 신호를 측정하고, 측정된 전기적 신호를 이용하여, 심전도 신호를 검출하는 것이 바람직하다.

복수의 전극, 회로기판, 및 제1 인덕터 중 적어도 하나는, 직물 상에 전도성 페이스트(paste)로 인쇄되어 형성된 것이 바람직하다.

참조전극, 제1 전극, 제2 전극, 제3 전극, 제4 전극, 제5 전극, 제6 전극, 제7 전극, 및 제8 전극은,

센서부와 단말부 간에 인체 통신이 이루어질 경우, 무선 안테나로서 동작하는 것이 바람직하다.

단말부는,

센서부의 전원을 제어하기 위해 인덕티브 커플링을 이용하여 센서부와 접속하는 제2 인덕터, 및 센서부를 통해 검출된 생체신호를 저장하기 위한 메모리를 포함하는 것이 바람직하다.

제2 인덕터는, 직물 상에 전도성 페이스트(paste)로 인쇄되어 형성된 것이 바람직하다.

실시예에 따른 센서는, 생체신호를 모니터링 하기 위한 장치의 센서로서, 인체로부터 신호 대 잡음비 및 생체신호를 측정하기 위한 복수의 전극이 배열된 부착층, 복수의 전극과 연결된 회로기판, 회로기판과 연결되고, 복수의 전극을 이용하여 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정하고, 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 복수의 전극 중 생체신호를 측정하기 위한 전극들을 선택하고, 선택된 전극들을 이용하여 생체신호를 측정하고, 측정된 생체신호를 인체 통신을 이용하여 외부 단말기로 전송하는 센서칩, 및 전원 공급을 위한 전원부를 포함한다.

센서칩과 연결되고, 센서의 전원 제어를 위해 인덕티브 커플링을 이용하여 외부 단말기와 접속하는 인덕터를 더 포함하고,

인덕터는 직물 상에 전도성 페이스트(paste)로 인쇄되어 형성된 것이 바람직하다.

복수의 전극, 및 회로기판 중 적어도 하나는, 직물 상에 전도성 페이스트(paste)로 인쇄되어 형성된 것이 바람직하다.

부착층은,

센서칩은,

제1 전극 및 제2 전극을 선택하는 경우,

제3 전극 및 제4 전극을 선택하는 경우,

센서칩은,

제1 전극 및 제2 전극을 선택하는 경우,

제3 전극 및 제4 전극을 선택하는 경우,

실시예에 따르면, 장시간 착용하더라도 피부 자극이 적고, 이물감이 최소화되며, 생체신호를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 착용형 모니터링 장치를 제공할 수 있다.

실시예에 따르면, 사용자의 신체적 특성에 맞게 자동적으로 측정부위를 인식하여 측정하는 착용형 모니터링 장치를 제공할 수 있다.

실시예에 따르면, 하나 이상의 생체신호를 검출할 수 있는 착용형 모니터링 장치를 제공할 수 있다.

실시예에 따르면, 측정된 생체신호를 보다 안정적으로 전송할 수 있는 착용형 모니터링 장치를 제공할 수 있다.

실시예에 따르면, 전원을 원격 또는 무선으로 제어할 수 있는 착용형 모니터링 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 착용형 모니터링 장치의 전체적인 구성을 나타낸 도면.
도 2는 실시예에 따른 센서부의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 실시예에 따른 부착층의 구성을 나타낸 도면.
도 4a 내지 도 4c는 제1 방향에 따른 모드 0(심혈관 임피던스 변화 측정) 및 모드 1(심전도 신호 측정)를 설명하기 위한 도면.
도 5a 내지 도 5c는 제2 방향에 따른 모드 0(심혈관 임피던스 변화 측정) 및 모드 1(심전도 신호 측정)를 설명하기 위한 도면.
도 6은 실시예에 따른 착용형 모니터링 장치의 동작 순서를 설명하기 위해 나타낸 흐름도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 착용형 모니터링 장치에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 실시예의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

[착용형 모니터링 장치의 구성]

도 1은 실시예에 따른 착용형 모니터링 장치의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 착용형 모니터링 장치는, 센서부(100) 및 단말부(200)를 포함한다.

도 2는 실시예에 따른 센서부(100)의 구성을 나타낸 도면이다.

1. 센서부 (100)

도 2를 참조하면, 센서부(100)는 부착층(110), 회로기판(120), 센서칩(130), 인덕터(140), 및 전원부(150)를 포함할 수 있다. 이러한 센서부(100)는 피부에 부착 가능하도록 파스 혹은 반창고 형태로 제작된 것일 수 있다.

1) 부착층 (110)

도 3은 실시예에 따른 부착층(110)의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 부착층(110)은, 직물(111), 참조전극(113), 제1 전극(115A), 제2 전극(115B), 제3 전극(115C), 제4 전극(115D), 복수의 제5 전극(117A), 복수의 제6 전극(117B), 복수의 제7 전극(117C), 및 복수의 제8 전극(117D)을 포함할 수 있다.

직물(111)의 일면은 접착성을 갖도록 형성될 수 있다(이하 접착성 직물(111)이라고 함) 접착성 직물(111)은, 부착층(110)의 외형을 구성하며, 모니터링 장치를 사용할 경우 파스 혹은 반창고 형태로 센서부(100)를 인체의 검출 부위에 부착될 수 있도록 한다. 직물(111)의 타면에는 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)이 형성될 수 있다. 실시예에서는 사각형 형태로 제작된 접착성 직물(111)을 일례로 하여 설명하도록 한다. 접착성 직물(111)의 형태는 다양한 형태로 제작된 것일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

참조전극(113)은 접착성 직물(111)의 타면에 형성된다. 또한, 참조전극(113)은 접착성 직물(111)의 중심부에 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)은, 참조전극(113)을 지나는 제1 방향을 따라 형성되며, 참조전극(113)을 기준으로 하여, 참조전극(113) 양측에 각각 형성될 수 있다. 여기서, 제1 방향은 사각형의 접착성 직물(111)에서 어느 한 대각선(이하 제1 대각선이라고 함)이 이루는 방향을 의미할 수 있다.

복수의 제5 전극(117A)은 제1 전극(115A)과 참조전극(113) 사이에 형성될 수 있다.

복수의 제6 전극(117B)은 제2 전극(115B)과 참조전극(113) 사이에 형성될 수 있다.

이러한, 제1 전극(115A), 제2 전극(115B), 복수의 제5 전극(117A), 및 복수의 제6 전극(117B)은, 제1 대각선 상에 배열될 수 있으며, 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B)은, 각각 소정의 영역에서 다양한 형태로 배열될 수 있다. 여기서 소정의 영역은 각각, 참조전극(113)을 기준으로 접착성 직물(111)을 4등분 하였을 때, 제1 전극(115A)과 참조전극(113) 사이에 속해 있는 영역과, 제2 전극(115B)과 참조전극(113) 사이에 속해 있는 영역을 의미할 수 있다. 배열 형태는, 동심원 배열, 사각형 배열, 타원형 배열, 및 비대칭 배열 또는 특정 위치에 집중적으로 배치되는 형태 등 다양한 형태가 가능하다.

제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)은, 참조전극(113)을 지나는 제2 방향을 따라 형성되며, 참조전극(113)을 기준으로 하여, 참조전극(113) 양측에 각각 형성될 수 있다. 여기서, 제2 방향은 사각형의 접착성 직물(111)에서 다른 한 대각선(이하 제2 대각선이라고 함)이 이루는 방향을 의미할 수 있다.

복수의 제7 전극(117C)은 제3 전극(115C)과 참조전극(113) 사이에 형성될 수 있다.

복수의 제8 전극(117D)은 제4 전극(115D)과 참조전극(113) 사이에 형성될 수 있다.

이러한 제3 전극(115C), 제4 전극(115D), 복수의 제7 전극(117C), 및 복수의 제8 전극(117D)은, 제2 대각선 상에 배열될 수 있으며, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D)은, 각각 소정의 영역에서 다양한 형태로 배열될 수 있다. 여기서 소정의 영역은 각각, 참조전극(113)을 기준으로 접착성 직물(111)을 4등분 하였을 때, 제3 전극(115C)과 참조전극(113) 사이에 속해 있는 영역과, 제4 전극(115D)과 참조전극(113) 사이에 속해 있는 영역을 의미할 수 있다. 배열 형태는, 동심원 배열, 사각형 배열, 타원형 배열, 및 비대칭 배열 등 다양한 형태가 가능하다.

복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)은, 접착성 직물(111)의 타면 상에 전도성 페이스트(paste)로 인쇄하여 형성된 것일 수 있다. 여기서, 전도성 페이스트는 은 반죽일 수 있으며, 은 반죽을 인쇄하는 방식으로는, 스크린 프린팅 혹은 스퍼터링이 가능하다. 또한, 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)과 회로기판(120) 사이의 접속을 위해서는, 전도성 섬유를 이용하여 전극과 기판의 패턴을 연결하거나, 은 반죽이 직물을 뚫고 스며드는 성질을 이용하여 연결할 수 있다. 또는, 전도성 및 유연성을 지닌 단추를 연결수단으로서 이용할 수 있으며, 전도성 부직포를 이용하여 연결할 수 있다.

이와 같이 구성된 부착층(110)은 센서부(100)를 인체에 안정적이고 지속적으로 부착될 수 있도록 하며, 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)을 이용하여, 인체로부터 신호 대 잡음비(Siganl to Noise Ratio, SNR) 및 하나 이상의 생체신호를 측정할 수 있으며, 센서부(100)와 단말부(200) 간에 인체 통신이 이루어질 경우 무선 안테나로서 사용될 수 있다. 또한, 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)은 건식전극으로 배열됨으로써, 센서부(100)를 장시간 착용하더라도 피부자극과 접촉 임피던스 변화를 최소화할 수 있다.

2) 회로기판(120)

회로기판(120)은 직물 상에 전도성 페이스트(paste)로 회로패턴이 인쇄되어 형성된 것일 수 있다. 여기서, 전도성 페이스트는 은 반죽일 수 있으며, 은 반죽을 인쇄하는 방식으로는, 스크린 프린팅 혹은 스퍼터링이 가능하다. 회로기판(120)의 회로패턴은 부착층(110)에 형성된 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)과 연결될 수 있다.

3) 센서칩 (130)

센서칩(130)은, 회로기판(120) 상에 본딩되어 있으며, 그 상부는 칩 보호를 위해 몰딩(molding)되어 있을 수 있다.

센서칩(130)은, 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)를 이용하여, 인체로부터 신호 대 잡음비 및 생체신호를 측정할 수 있다. 또한, 센서칩(130)은, 인체를 매질로 통신할 수 있으며, 측정된 생체신호를 인체 통신을 이용하여 외부의 단말부(200)로 전송할 수 있다. 이에 따라, 센서칩(130)에는 인체 통신을 위한 송수신기 및 모듈이 탑재되어 있을 수 있다. 또는, 센서칩(130)은 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)를 이용하여 단말부(200)와 인체 통신을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다.

센서칩(130)은 하나 이상의 생체신호 측정이 가능하며, 각각의 생체신호를 측정하기 위한 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)을 재구성할 수 있다.

센서칩(130)에 대한 보다 상세한 설명은 센서부의 동작에 관한 설명에서 후술하도록 한다.

4) 제1 인덕터(140)

제1 인덕터(140)는 직물 상에 전도성 페이스트(paste)로 인쇄되어 형성될 수 있다. 여기서, 전도성 페이스트는 은 반죽일 수 있으며, 은 반죽을 인쇄하는 방식으로는, 스크린 프린팅 혹은 스퍼터링이 가능하다.

제1 인덕터(140)는 센서칩(130)에 연결되고, 외부의 단말부(200)와 접속하는 무선 안테나로서 동작할 수 있다. 보다 구체적으로, 단말부(200)를 통하여 센서부(100)의 전원을 원격으로 제어하기 위해, 단말부(200)와 접속될 수 있다. 제1 인덕터(140)는 단말부(200)의 제2 인덕터(240)와 인덕티브 커플링(inductive coupling) 통신 방식을 통하여 무선으로 접속될 수 있다. 이에 따라, 단말부(200)는 센서부(100)의 전원을 원격 또는 무선으로 제어할 수 있다.

5) 전원부(150)

전원부(150)는 쉽게 휘어지는 유연성을 갖도록 형성된 초소형 플렉시블 배터리일 수 있다.

실시예에 따른 센서부(100)는, 크게 부착층(110), 회로기판(120), 센서칩(130), 및 인덕터(140)의 4층 구조로 이루어질 수 있으며, 회로기판(120), 센서칩(130), 및 인덕터(140)로 구성된 각 층간의 순서는 바뀌어도 무방하다.

2. 단말부 (200)

단말부(200)는 피부에 부착 가능하게 형성되고, 그와 연결된 제2 인덕터(240)를 통해 센서부(100)와 접속하여 센서부(100)의 전원을 원격으로 제어할 수 있다.

또한, 단말부(200)는 센서부(100)에서 측정된 생체신호를 수집하여 저장할 수 있다. 또한, 단말부(200)는 센서부(100)의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 전송할 수 있다. 이와 같이, 단말부(200)와 센서부(100) 간의 데이터 통신은 인체를 매질로 하는 인체 통신을 통해 이루질 수 있다.

또한, 단말부(200)는, 착용자가 측정 또는 통신 조건을 변환을 원하는 경우, 해당 신호를 인체를 통해 센서부(100)로 전송하여, 센서부(100)를 제어할 수 있다.

[ 센서부의 동작]

도 4 및 도 5는 실시예에 따른 착용형 모니터링 장치의 생체신호 측정방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

1) 제1 방향에 따른 전극 구성 및 신호 측정

먼저, 센서부(100)가 인체의 심장부에 부착되면, 단말부(200)에 의해 원격으로 제어되면서 센서부(100)의 전원이 턴온될 수 있다.

다음, 센서칩(130)은, 부착층(110)에 배열된 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)을 이용하여, 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정할 수 있다.

다음, 센서칩(130)은, 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D) 단위로 측정된 신호 대 잡음비를 이용하여, 신호 대 잡음비가 좋게 측정된 전극들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 신호 대 잡음비가 상대적으로 크게 측정된 전극을 선택할 수 있고, 기준 값보다 큰 신호 대 잡음비가 측정된 전극을 선택할 수 있다. 이와 같이, 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 전극을 선택할 수 있다.

전극 선택은, 먼저 제1 전극(115A), 제2 전극(115B), 제3 전극(115C), 및 제4 전극(115D) 중에서 이루어질 수 있다. 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)이 한 쌍으로 구성되며, 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)이 한 쌍으로 구성된다. 따라서, 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)이 선택되거나, 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)이 선택될 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 제1 방향에 따른 모드 0(심혈관 임피던스 변화 측정) 및 모드 1(심전도 신호 측정)를 설명하기 위한 도면이다.

제1 방향은 사각형의 접착성 직물(111)에서 제1 대각선을 이루는 방향을 의미할 수 있으며, 제1 대각선은 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B) 사이를 잇는 가상의 선을 의미할 수 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)이 선택되는 경우, 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B) 중에서 각각 하나씩 선택될 수 있다.

전극 선택은, 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B)을 통해 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B) 중 신호 대 잡음비가 가장 높게 측정된 한 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 선택할 수 있다. 또는, 기준 값보다 큰 신호 대 잡음비가 측정된 한 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 선택할 수 있다.

다음, 센서칩(130)은 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)을 통하여 인체에 일정 양의 전류를 주입할 수 있다. 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)을 통하여 인가된 전류는 제1 방향을 따라 흐르게 된다. 이때, 센서칩(130)은, 선택된 한 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 통하여 전압 변화를 측정할 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)을 통하여 주입된 전류 값과, 한 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 통하여 측정된 전압 변화 값을 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정할 수 있다.

또한, 센서칩(130)은, 심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 센서칩(130)에 의해 선택되지 않은 여분의 제7 전극들(117C), 제8 전극들(117d), 및 참조전극(113)을 이용하여 심전도 신호를 측정할 수 있다. 여기서, 복수의 제7 전극(117C), 복수의 제8 전극(117D)은 제2 대각선 즉 제2 방향에 따라 배열된 전극들이다. 센서칩(130)은, 참조전극(113)을 기준으로 하여, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D) 사이에서 발생하는 전기적인 신호(벡터)를 측정하고, 측정된 전기적인 신호를 이용하여 심전도 신호를 검출할 수 있다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)이 선택되는 경우, 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B) 중에서 각각 두 개씩 선택될 수 있다.

예를 들어, 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B) 중 신호 대 잡음비가 가장 높게 측정된 두 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 선택할 수 있다. 또는, 기준 값보다 큰 신호 대 잡음비가 측정된 두 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 선택할 수 있다.

다음, 센서칩(130)은 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)을 통하여 인체에 일정 양의 전류를 주입할 수 있다. 이때, 센서칩(130)은, 선택된 두 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 통하여 전압 변화를 측정할 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)을 통하여 주입된 전류 값과, 두 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 통하여 측정된 전압 변화 값을 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정할 수 있다.

또한, 센서칩(130)은, 심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 센서칩(130)에 의해 선택되지 않은 여분의 제7 전극들(117C), 제8 전극들(117d), 및 참조전극(113)을 이용하여 심전도 신호를 측정할 수 있다. 센서칩(130)은, 참조전극(113)을 기준으로 하여, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D) 사이에서 발생하는 전기적인 신호(벡터)를 측정하고, 측정된 전기적인 신호를 이용하여 심전도 신호를 검출할 수 있다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)이 선택되는 경우, 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B) 중에서 각각 4 개씩 선택될 수 있다.

예를 들어, 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B) 중 신호 대 잡음비가 가장 높게 측정된 네 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 선택할 수 있다. 또는, 기준 값보다 큰 신호 대 잡음비가 측정된 두 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 선택할 수 있다.

다음, 센서칩(130)은 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)을 통하여 인체에 일정 양의 전류를 주입할 수 있다. 이때, 센서칩(130)은, 선택된 네 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 통하여 전압 변화를 측정할 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(115A) 및 제2 전극(115B)을 통하여 주입된 전류 값과, 네 쌍의 제5 전극(117A) 및 제6 전극(117B)을 통하여 측정된 전압 변화 값을 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정할 수 있다.

또한, 센서칩(130)은, 심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 센서칩(130)에 의해 선택되지 않은 여분의 제7 전극들(117C), 제8 전극들(117d), 및 참조전극(113)을 이용하여 심전도 신호를 측정할 수 있다. 센서칩(130)은, 참조전극(113)을 기준으로 하여 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D) 사이에서 발생하는 전기적인 신호(벡터)를 측정하고, 측정된 전기적인 신호를 이용하여 심전도 신호를 검출할 수 있다.

2) 제2 방향에 따른 전극 구성 및 신호 측정

도 5a 내지 도 5c는 제2 방향에 따른 모드 0(심혈관 임피던스 변화 측정) 및 모드 1(심전도 신호 측정)를 설명하기 위한 도면이다.

제2 방향은 사각형의 접착성 직물(111)에서 제2 대각선을 이루는 방향을 의미할 수 있으며, 제2 대각선은 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D) 사이를 잇는 가상의 선을 의미할 수 있다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)이 선택되는 경우, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D) 중에서 각각 하나씩 선택될 수 있다.

전극 선택은, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D)을 통해 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D) 중 신호 대 잡음비가 가장 높게 측정된 한 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 선택할 수 있다. 또는, 기준 값보다 큰 신호 대 잡음비가 측정된 한 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 선택할 수 있다.

다음, 센서칩(130)은 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)을 통하여 인체에 일정 양의 전류를 주입할 수 있다. 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)을 통하여 인가된 전류는 제2 방향을 따라 흐르게 된다. 이때, 센서칩(130)은, 선택된 한 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 통하여 전압 변화를 측정할 수 있다. 이에 따라, 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)을 통하여 주입된 전류 값과, 한 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 통하여 측정된 전압 변화 값을 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정할 수 있다.

또한, 센서칩(130)은, 심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 센서칩(130)에 의해 선택되지 않은 여분의 제5 전극들(117A), 제6 전극들(117B), 및 참조전극(113)을 이용하여 심전도 신호를 측정할 수 있다. 여기서, 복수의 제5 전극(117A), 복수의 제6 전극(117B)은 제1 대각선 즉 제1 방향에 따라 배열된 전극들이다. 센서칩(130)은, 참조전극(113)을 기준으로 하여, 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B) 사이에서 발생하는 전기적인 신호(벡터)를 측정하고, 측정된 전기적인 신호를 이용하여 심전도 신호를 검출할 수 있다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)이 선택되는 경우, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D) 중에서 각각 두 개씩 선택될 수 있다.

전극 선택은, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D)을 통해 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D) 중 신호 대 잡음비가 가장 높게 측정된 두 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 선택할 수 있다. 또는, 기준 값보다 큰 신호 대 잡음비가 측정된 두 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 선택할 수 있다.

다음, 센서칩(130)은 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)을 통하여 인체에 일정 양의 전류를 주입할다. 이때, 센서칩(130)은, 선택된 두 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 통하여 전압 변화를 측정할 수 있다. 이에 따라, 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)을 통하여 주입된 전류 값과, 두 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 통하여 측정된 전압 변화 값을 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정할 수 있다.

또한, 센서칩(130)은, 심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 센서칩(130)에 의해 선택되지 않은 여분의 제5 전극들(117A), 제6 전극들(117B), 및 참조전극(113)을 이용하여 심전도 신호를 측정할 수 있다. 센서칩(130)은, 참조전극(113)을 기준으로 하여 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B) 사이에서 발생하는 전기적인 신호(벡터)를 측정하고, 측정된 전기적인 신호를 이용하여 심전도 신호를 검출할 수 있다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)이 선택되는 경우, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D) 중에서 각각 네 개씩 선택될 수 있다.

전극 선택은, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D)을 통해 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 제7 전극(117C) 및 복수의 제8 전극(117D) 중 신호 대 잡음비가 가장 높게 측정된 네 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 선택할 수 있다. 또는, 기준 값보다 큰 신호 대 잡음비가 측정된 두 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 선택할 수 있다.

다음, 센서칩(130)은 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)을 통하여 인체에 일정 양의 전류를 주입할 수 있다. 이때, 센서칩(130)은, 선택된 네 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 통하여 전압 변화를 측정할 수 있다. 이에 따라, 제3 전극(115C) 및 제4 전극(115D)을 통하여 주입된 전류 값과, 네 쌍의 제7 전극(117C) 및 제8 전극(117D)을 통하여 측정된 전압 변화 값을 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정할 수 있다.

또한, 센서칩(130)은, 심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 센서칩(130)에 의해 선택되지 않은 여분의 제5 전극들(117A), 제6 전극들(117B), 및 참조전극(113)을 이용하여 심전도 신호를 측정할 수 있다. 센서칩(130)은, 참조전극(113)을 기준으로 하여, 복수의 제5 전극(117A) 및 복수의 제6 전극(117B) 사이에서 발생하는 전기적인 신호(벡터)를 측정하고, 측정된 전기적인 신호를 이용하여 심전도 신호를 검출할 수 있다.

센서칩(130)은, 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)을 통해 측정되는 생체신호와 신호 대 잡음비로부터 신호의 증폭률, 주파수 대역, 및 메모리 저장 시 데이터 압축률과 통신 시 데이터 전송률을 자동으로 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 센서칩(130)은, 센서부(100)의 전력 관리를 위하여, 검출된 복수의 신호를 처리하기 위해 활성화되는 하드웨어의 개수를 조정할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 센서칩(130)은, 저장된 생체신호를 단말부(200)로 전송할 경우, 생체신호의 종류, 및 측정되는 생체신호의 개수에 따라 통신 주기 및 통신 주파수, 및 데이터 전송률을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

실시예에 따르면, 환자의 신체적 특성에 맞게 복수 개로 배열된 전극이 자동으로 구성되어, 자동으로 측정부위를 인식할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 모니터링 장치의 부착을 위한 전문적인 지식 없이 일상생활 속에서 손쉽게, 지속적으로 모니터링 할 수 있다.

또한, 재구성 가능한 전극 배열을 이용함으로써, 다중지점에서 하나 이상의 생체신호를 동시에 검출할 수 있으며, 검출된 데이터를 인체 통신을 이용하여 외부로 전송함으로써, 인체영역 네트워크 적용범위의 제한을 최소화시킬 수 있다.

또한, 직물 상에 센서칩과 배터리가 직접 부착되어 착용성, 편리성, 지속성 및 단가 절감을 도모할 수 있다.

[착용형 모니터링 장치의 동작]

도 6은 실시예에 따른 착용형 모니터링 장치의 동작 순서를 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.

1. S610 단계

S610 단계에서는, 생체신호를 측정하고자 하는 신체 부위에 파스형 센서부(100)를 부착할 수 있다.

S613 단계에서는, 인체에 부착된 휴대용 단말부(200)를 이용하여 원격으로 센서부(100)의 전원을 턴온할 수 있다.

2. S620 단계

S621 단계에서는, 센서부(100)의 전원이 턴온됨으로써, 센서부(100)의 시스템이 초기화된다. 여기서, 초기화는 센서칩(130) 내에 미리 프로그램 되어 있는 초기 값들로 리셋됨을 의미한다. 예를 들어, 초기화 동작에는 전극 검색 시작 위치, 신호 증폭률, 통신 채널 등이 포함될 수 있다.

S621 단계에서는, 센서부(100)의 전원이 턴온됨과 동시에 시스템 초기화가 수행되면, 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)을 이용하여, 센서부(100)가 부착된 영역에 대한 신호 대 잡음비를 측정할 수 있다. 다음, 측정된 신호 대 잡음비를 기준 값과 비교하여 생체신호 측정에 필요한 전극을 선택할 수 있다. 이때, 반드시 신호 대 잡음비와 기준 값 비교를 통해 전극을 선택할 필요는 없으며, 측정된 신호 대 잡음비 간의 비교를 통해 그 값이 상대적으로 좋게 측정된 소정의 전극들을 선택할 수 있다.

신호 대 잡음비에 대한 기준 값을 이용하는 경우를 예로 하여 설명하면, 다음과 같다. 먼저, 소정의 형태로 배열된 복수의 전극(113, 115A, 115B, 115C, 115D, 117A, 117B, 117C, 117D)을 기 설정된 순으로 스캔 또는 검색할 수 있다. 검색 과정에서, 기준 값보다 큰 신호 대 잡음비가 측정된 전극의 경우, 그 전극의 위치를 센서칩(130)의 내부 컨트롤러가 기록하고, 기준 값보다 작은 신호 대 잡음비가 측정된 전극의 경우, 다음 전극 또는 전극 조합으로 이동하면서 검색이 이루어진다. 전극 스캔 또는 검색은 모든 전극 또는 전극 조합에 대하여 이루어지며, 여러 번 진행될 수 있다.

3. S630 단계

S631 단계에서는, 센서칩(130)에 의해 기록된 전극 또는 전극 조합을 파악할 수 있다.

S633 단계에서는, 해당 전극 또는 전극 조합으로부터 생체신호를 감지하고, 감지된 신호의 종류(심혈관 임피던스, 심전도)를 파악할 수 있다.

S635 단계에서는, 생체신호의 감시 또는 검출을 시작한다.

S637 단계에서는, 검출된 생체신호를 센서부(100)의 내부 메모리에 저장되며, 메모리에 저장공간이 없을 때까지 신호 검출을 지속적으로 진행할 수 있다.

4. S640 단계

S641 단계에서는, 센서부(100)의 내부 메모리에 저장될 공간이 없을 경우, 인체를 통신 매질로 하는 인체 통신을 이용하여, 내부 메모리에 저장된 생체신호에 대한 데이터를 단말부(200)로 모두 전송한다. 이 과정은 센서부(100)의 내부 메모리가 비어있을 때까지 진행될 수 있다.

S643 단계를 통해 센서부(100)의 내부 메모리가 비어 있음이 확인되면, S645 단계를 통해 데이터 전송을 완료하고, S635 단계로 돌아가서 생체신호를 검출할 수 있다.

S647 단계에서는, 센서부(100)의 전원 켜기 동작과 같이, 단말부(200)로부터 전원 끄기 명령을 다운 받아 센서부(100)의 동작을 종료할 수 있다.

이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 센서부
110: 부착층
111: 접착성 직물
113: 참조전극
115A: 제1 전극
115B: 제2 전극
115C: 제3 전극
115D: 제4 전극
117A: 제5 전극
117B: 제6 전극
117C: 제7 전극
117D: 제8 전극
120: 회로기판
130: 센서칩
140: 제1 인덕터
200: 단말부
240: 제2 인덕터

Claims

생체신호를 모니터링 하기 위한 장치로서,
피부에 부착 가능하게 형성되고, 복수 개로 배열된 전극을 이용하여 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정하고, 상기 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 복수 개의 전극 중 생체신호를 측정하기 위한 전극들을 선택하고, 상기 선택된 전극들을 이용하여 하나 이상의 생체신호를 검출하는 센서부; 및
피부에 부착 가능하게 형성되고, 상기 센서부를 통해 검출된 생체신호를 수집하는 단말부를 포함하고,
상기 센서부 및 상기 단말부는, 인체 통신을 이용하여 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는, 착용형 모니터링 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서부는,
인체로부터 신호 대 잡음비 및 생체신호를 측정하기 위한 복수의 전극이 배열된 부착층;
상기 복수의 전극과 연결된 회로기판;
상기 회로기판과 연결되고, 상기 복수의 전극을 이용하여 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정하고, 상기 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 복수의 전극 중 생체신호를 측정하기 위한 전극들을 선택하고, 상기 선택된 전극들을 이용하여 생체신호를 측정하고, 상기 측정된 생체신호를 인체 통신을 이용하여 상기 단말부로 전송하는 센서칩;
상기 센서칩과 연결되고, 상기 센서부의 전원 제어를 위해 인덕티브 커플링을 이용하여 상기 단말부와 접속하는 제1 인덕터; 및
상기 센서부의 전원 공급을 위한 전원부를 포함하는, 착용형 모니터링 장치.
제2항에 있어서,
상기 부착층은,
일면이 접착성을 갖는 직물;
상기 직물의 타면의 중심부에 형성된 참조전극;
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 참조전극을 지나는 제1 방향을 따라 형성되며, 상기 참조전극을 양측에 각각 형성된 제1 전극 및 제2 전극;
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 참조전극을 지나며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 형성되며, 상기 참조전극을 양측에 각각 형성된 제3 전극 및 제4 전극;
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 제1 전극과 상기 참조전극 사이에 형성된 복수의 제5 전극;
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 제2 전극과 상기 참조전극 사이에 형성된 복수의 제6 전극;
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 제3 전극과 상기 참조전극 사이에 형성된 복수의 제7 전극; 및
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 제4 전극과 상기 참조전극 사이에 형성된 복수의 제8 전극을 포함하는, 착용형 모니터링 장치.
제3항에 있어서,
상기 센서칩은,
상기 제1 전극 내지 상기 복수의 제8 전극을 이용하여, 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정하고,
상기 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 선택하거나, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 선택하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 선택하는 경우,
상기 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여, 상기 복수의 제5 전극 및 상기 복수의 제6 전극 중 적어도 하나씩 선택하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통해 전류를 인가하고, 상기 선택된 제5 전극 및 제6 전극을 통해 측정되는 전압의 변화를 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정하고,
상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 선택하는 경우,
상기 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여, 상기 복수의 제7 전극 및 상기 복수의 제8 전극 중 적어도 하나씩 선택하고,
상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 통해 전류를 인가하고, 상기 선택된 제7 전극 및 상기 제8 전극을 통해 측정되는 전압의 변화를 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정하는, 착용형 모니터링 장치.
제4항에 있어서,
상기 센서칩은,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 선택하는 경우,
심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 상기 참조전극을 상기 선택된 제7 전극 및 상기 선택된 제8 전극 사이에서 발생되는 전기적 신호를 측정하고, 측정된 전기적 신호를 이용하여, 심전도 신호를 검출하고,
상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 선택하는 경우,
심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 상기 참조전극을 기준으로 상기 선택된 제5 전극 및 상기 선택된 제6 전극 사이에서 발생되는 전기적 신호를 측정하고, 측정된 전기적 신호를 이용하여 심전도 신호를 검출하는, 착용형 모니터링 장치.
제5항에 있어서,
상기 참조전극, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극, 상기 제4 전극, 상기 선택된 제5 전극, 상기 선택된 제6 전극, 상기 선택된 제7 전극, 및 상기 선택된 제8 전극은,
상기 센서부와 상기 단말부 간에 인체 통신이 이루어질 경우, 무선 안테나로서 동작하는, 착용형 모니터링 장치.
제2항에 있어서,
상기 복수의 전극, 상기 회로기판, 및 상기 제1 인덕터 중 적어도 하나는, 직물 상에 전도성 페이스트(paste)로 인쇄되어 형성된, 착용형 모니터링 장치.
제1항에 있어서,
상기 단말부는,
상기 센서부의 전원을 제어하기 위해 인덕티브 커플링을 이용하여 상기 센서부와 접속하는 제2 인덕터; 및
상기 센서부를 통해 검출된 생체신호를 저장하기 위한 메모리를 포함하는, 착용형 모니터링 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 인덕터는, 직물 상에 전도성 페이스트(paste)로 인쇄되어 형성된, 착용형 모니터링 장치.
생체신호를 모니터링 하기 위한 장치의 센서로서,
인체로부터 신호 대 잡음비 및 생체신호를 측정하기 위한 복수의 전극이 배열된 부착층;
상기 복수의 전극과 연결된 회로기판;
상기 회로기판과 연결되고, 상기 복수의 전극을 이용하여 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정하고, 상기 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여 복수의 전극 중 생체신호를 측정하기 위한 전극들을 선택하고, 상기 선택된 전극들을 이용하여 생체신호를 측정하고, 상기 측정된 생체신호를 인체 통신을 이용하여 외부 단말부로 전송하는 센서칩; 및
전원 공급을 위한 전원부
를 포함하는 센서.
제10항에 있어서,
상기 센서칩과 연결되고, 상기 센서의 전원 제어를 위해 인덕티브 커플링을 이용하여 외부 단말기와 접속하는 인덕터를 더 포함하고,
상기 인덕터는 직물 상에 전도성 페이스트(paste)로 인쇄되어 형성된, 센서.
제10항에 있어서,
상기 복수의 전극, 및 상기 회로기판 중 적어도 하나는, 직물 상에 전도성 페이스트(paste)로 인쇄되어 형성된, 센서.
제10항에 있어서,
상기 부착층은,
일면이 접착성을 갖는 직물;
상기 직물의 타면의 중심부에 형성된 참조전극;
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 참조전극을 지나는 제1 방향을 따라 형성되며, 상기 참조전극을 양측에 각각 형성된 제1 전극 및 제2 전극;
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 참조전극을 지나며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 형성되며, 상기 참조전극을 양측에 각각 형성된 제3 전극 및 제4 전극;
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 제1 전극과 상기 참조전극 사이에 형성된 복수의 제5 전극;
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 제2 전극과 상기 참조전극 사이에 형성된 복수의 제6 전극;
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 제3 전극과 상기 참조전극 사이에 형성된 복수의 제7 전극; 및
상기 직물의 타면에 형성되고, 상기 제4 전극과 상기 참조전극 사이에 형성된 복수의 제8 전극을 포함하는, 센서.
제13항에 있어서,
상기 센서칩은,
상기 제1 전극 내지 상기 복수의 제8 전극을 이용하여, 인체로부터 신호 대 잡음비를 측정하고,
상기 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 선택하거나, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 선택하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 선택하는 경우,
상기 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여, 상기 복수의 제5 전극 및 상기 복수의 제6 전극 중 적어도 하나씩 선택하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통해 전류를 인가하고, 상기 선택된 제5 전극 및 제6 전극을 통해 측정되는 전압의 변화를 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정하고,
상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 선택하는 경우,
상기 측정된 신호 대 잡음비에 기초하여, 상기 복수의 제7 전극 및 상기 복수의 제8 전극 중 적어도 하나씩 선택하고,
상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 통해 전류를 인가하고, 상기 선택된 제7 전극 및 상기 제8 전극을 통해 측정되는 전압의 변화를 이용하여, 심혈관 임피던스 변화를 측정하는, 센서.
제14항에 있어서,
상기 센서칩은,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 선택하는 경우,
심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 상기 참조전극을 기준으로 상기 선택된 제7 전극 및 상기 선택된 제8 전극 사이에서 발생되는 전기적 신호를 측정하고, 측정된 전기적 신호를 이용하여, 심전도 신호를 검출하고,
상기 제3 전극 및 상기 제4 전극을 선택하는 경우,
심혈관 임피던스 변화를 측정하는 동시에, 상기 참조전극을 기준으로 상기 선택된 제5 전극 및 상기 선택된 제6 전극 사이에서 발생되는 전기적 신호를 측정하고, 측정된 전기적 신호를 이용하여, 심전도 신호를 검출하는, 센서.
제15항에 있어서,
상기 참조전극, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극, 상기 제4 전극, 상기 선택된 제5 전극, 상기 선택된 제6 전극, 상기 선택된 제7 전극, 및 상기 선택된 제8 전극은,
상기 센서부와 상기 단말부 간에 인체 통신이 이루어질 경우, 무선 안테나로서 동작하는, 센서.