KR102098278B1

KR102098278B1 - Apparatus for predicting urination time and method by the same

Info

Publication number: KR102098278B1
Application number: KR1020180089927A
Authority: KR
Inventors: 신승철; 이경우; 이용승; 강홍구; 문준형; 이상엽; 이태호; 계세원; 박용인
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2020-04-07
Also published as: KR20200014584A

Abstract

배뇨 예측 장치는 사용자의 신체 변화로 인한 임피던스 주파수를 측정하여 상기 사용자가 수면 중인지 여부를 결정하는 사용자 수면 결정부, 상기 사용자가 수면 중인 경우에는 상기 임피던스 주파수로부터 방광 볼륨 변화를 나타내는 방광 임피던스 주파수를 결정하는 방광 볼륨 측정부 및 상기 방광 임피던스 주파수의 변화를 기초로 상기 사용자의 배뇨 시점을 사전에 예측하는 배뇨 시점 예측부를 포함한다.The urination prediction apparatus measures a user's body impedance to measure the impedance frequency and determines whether the user is sleeping. The user's sleep determining unit determines the bladder impedance frequency indicating a change in bladder volume from the impedance frequency when the user is sleeping. It includes a bladder volume measuring unit and a urination timing prediction unit for predicting a user's urination timing in advance based on a change in the bladder impedance frequency.

Description

배뇨 예측 장치 및 이에 의해 수행되는 배뇨 예측 방법{APPARATUS FOR PREDICTING URINATION TIME AND METHOD BY THE SAME}A device for predicting urination and a method for predicting urination performed by the urination {APPARATUS FOR PREDICTING URINATION TIME AND METHOD BY THE SAME}

본 발명은 배뇨 예측 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 임피던스 주파수를 기반으로 방광 볼륨의 변화를 분석하여 배뇨 시점을 정밀하게 예측할 수 있는 배뇨 예측 장치 및 이에 의해 수행되는 배뇨 예측 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a urination prediction technology, and more particularly, to a urination prediction apparatus capable of accurately predicting a urination time point by analyzing a change in bladder volume based on an impedance frequency and a urination prediction method performed thereby.

배뇨장애 관리 기술은 배뇨장애의 진단 및 배뇨장애의 치료를 위해 방광 상태를 측정할 수 있다. 종래의 배뇨장애 관리 기술은 방광 상태의 측정을 위해 초음파, CT, 카테터 등의 측정 기술을 사용할 수 있고, 여기에서, 초음파나 CT를 통한 방광 측정 기술은 측정 시점에서의 방광 상태만을 진단할 수 있는 한계가 있고, 카테터를 통한 방광 측정 기술은 요도 내에 카테터를 삽입한 후 물을 주입하여 방광의 변화량을 모니터링할 수 있어 연속적인 측정이 가능하지만 측정 과정에서 사용자의 상당한 통증을 유발하는 단점이 있다. 이에, 사용자 편의성을 고려하여 간편하게 연속적인 방광 상태의 측정이 가능하면서 배뇨장애 아동에게 근본적인 치료 효과를 제공할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.The urination disorder management technology can measure the bladder state for diagnosis of urination disorder and treatment of urination disorder. Conventional urination disorder management technology may use a measurement technique such as ultrasound, CT, catheter, etc. to measure the bladder state, where the bladder measurement technology through ultrasound or CT can diagnose only the bladder state at the time of measurement. There is a limitation, and the bladder measurement technology through a catheter can insert a catheter into the urethra and then inject water to monitor the amount of change in the bladder, so that continuous measurement is possible, but there is a disadvantage that causes considerable pain of the user in the measurement process. Accordingly, there is a need to develop a technology capable of continuously measuring the bladder state in consideration of user convenience and providing a fundamental therapeutic effect to children with urination disorder.

한국공개특허 제10-2009-0053897호(2009.05.28)는 실금 사건을 예측하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 흡수성 물품이 착용자에 의해 착용될 시 그 특성을 전기적으로 모니터링하는 단계, 상기 물품의 상기 특성의 변화를 결정하는 단계 - 상기 변화는 상기 착용자의 실금 사건을 나타냄 - 및 상기 특성의 상기 변화에 기반으로 연속적인 실금 사건을 나타내는 상태들을 예측하는 단계를 포함한다.Korean Patent Publication No. 10-2009-0053897 (2009.05.28) relates to a method for predicting an incontinence event, the method comprising: electrically monitoring the characteristics of an absorbent article when worn by a wearer, Determining a change in the characteristic-the change represents the incontinence event of the wearer-and predicting states representing a continuous incontinence event based on the change in the characteristic.

한국공개특허 제10-2013-0040876호(2013.04.24)는 배뇨 예측에 관한 것으로, 감지 장치는 하나 이상의 예측 파라미터들을 사용하여 소변의 방출을 예측하고, 소변의 실제 방출을 검출하고, 예측 정확성을 증가시키도록 상기 소변의 실제 방출에 기초하여 상기 하나 이상의 예측 파라미터들 중 적어도 하나를 조정하도록 구성된다.Korean Patent Publication No. 10-2013-0040876 (2013.04.24) relates to urination prediction, the sensing device predicts the release of urine using one or more prediction parameters, detects the actual release of urine, and predicts the accuracy of the prediction. And to adjust at least one of the one or more predictive parameters based on the actual release of the urine to increase.

한국공개특허 제10-2009-0053897호(2009.05.28)Korean Patent Publication No. 10-2009-0053897 (2009.05.28) 한국공개특허 제10-2013-0040876호(2013.04.24)Korean Patent Publication No. 10-2013-0040876 (2013.04.24)

본 발명의 일 실시예는 임피던스 주파수를 기반으로 방광 볼륨의 변화를 분석하여 배뇨 시점을 정밀하게 예측할 수 있는 배뇨 예측 장치 및 이에 의해 수행되는 배뇨 예측 방법을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a urination prediction apparatus and a method for predicting urination performed thereby, which can accurately predict a urination time point by analyzing a change in bladder volume based on an impedance frequency.

본 발명의 일 실시예는 사용자의 신체 변화의 종합적인 분석을 통해 배뇨 시점을 예측하여 예측 결과의 정확성을 향상시킬 수 있는 배뇨 예측 장치 및 이에 의해 수행되는 배뇨 예측 방법을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a urination prediction apparatus and a urination prediction method performed thereby, which can improve the accuracy of prediction results by predicting urination timing through a comprehensive analysis of a user's body changes.

본 발명의 일 실시예는 사용자마다 개별화된 신경망 학습을 기반으로 각 사용자 별로 최적화된 배뇨 시점의 예측이 가능한 배뇨 예측 장치 및 이에 의해 수행되는 배뇨 예측 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a urination prediction apparatus capable of predicting an urination time optimized for each user based on individualized neural network learning for each user and a urination prediction method performed by the user.

실시예들 중에서, 배뇨 예측 장치는 사용자의 신체 변화로 인한 임피던스 주파수를 측정하여 상기 사용자가 수면 중인지 여부를 결정하는 사용자 수면 결정부, 상기 사용자가 수면 중인 경우에는 상기 임피던스 주파수로부터 방광 볼륨 변화를 나타내는 방광 임피던스 주파수를 결정하는 방광 볼륨 측정부 및 상기 방광 임피던스 주파수의 변화를 기초로 상기 사용자의 배뇨 시점을 사전에 예측하는 배뇨 시점 예측부를 포함한다.Among embodiments, the device for predicting urination measures a impedance frequency due to a change in the user's body to determine whether the user is asleep, a user sleep determining unit, and when the user is sleeping, indicates a change in bladder volume from the impedance frequency It includes a bladder volume measurement unit for determining a bladder impedance frequency and a urination timing predictor for predicting a user's urination time in advance based on a change in the bladder impedance frequency.

상기 사용자 수면 결정부는 상기 사용자의 아랫배 인근에 부착된 전극들을 통해 상기 임피던스 주파수를 측정할 수 있다.The user sleep determining unit may measure the impedance frequency through electrodes attached to the user's belly.

상기 사용자 수면 결정부는 상기 전극들을 통해 제1 대역의 임피던스 주파수와 제2 대역의 임피던스 주파수를 검출하여 상기 임피던스 주파수를 생성할 수 있다.The user sleep determination unit may generate the impedance frequency by detecting the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band through the electrodes.

상기 사용자 수면 결정부는 상기 제1 대역의 임피던스 주파수와 상기 제2 대역의 임피던스 주파수를 제1 및 제2 시간 주기들로 교번하여 검출할 수 있다.The user sleep determining unit may alternately detect the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band in first and second time periods.

상기 사용자 수면 결정부는 상기 제1 대역의 임피던스 주파수와 상기 제2 대역의 임피던스 주파수 각각을 동시에 검출할 수 있다.The user sleep determining unit may simultaneously detect each of the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band.

상기 방광 볼륨 측정부는 상기 임피던스 주파수를 구성하는 제1 대역의 임피던스 주파수를 평활하여 상기 방광 임피던스 주파수를 생성할 수 있다.The bladder volume measurement unit may generate the bladder impedance frequency by smoothing the impedance frequency of the first band constituting the impedance frequency.

상기 배뇨 시점 예측부는 상기 방광 임피던스 주파수의 변화율을 산출하여 상기 변화율이 특정 기준 이상인 시점으로부터 특정 시간만큼 떨어진 시점을 상기 배뇨 시점으로 결정할 수 있다.The urination timing predictor may calculate a rate of change of the bladder impedance frequency and determine a point in time at which the rate of change is a specific time from a point above a certain criterion as the urination time.

상기 특정 시간은 상기 사용자의 배뇨 발생 시점에 관한 검출을 통해 사용자마다 개별화된 신경망 학습을 통해 결정될 수 있다.The specific time may be determined through individualized neural network learning for each user through detection of the time when urination occurs in the user.

상기 배뇨 시점 예측부는 상기 변화율이 특정 기준 이상이면 상기 사용자에게 물리적 자극을 제공함으로써 상기 사용자가 깨어나도록 할 수 있다.The urination timing prediction unit may allow the user to wake up by providing a physical stimulus to the user when the rate of change is greater than a specific criterion.

상기 배뇨 예측 장치는 상기 사용자의 속옷으로 구현될 수 있다.The device for predicting urination may be implemented as the user's underwear.

상기 배뇨 시점 예측부는 상기 전극들을 통해 측정된 상기 사용자의 심전도를 기초로 빈맥(tachycardia)의 발생 여부를 결정하여 상기 배뇨 시점을 조정할 수 있다.The urination timing predictor may adjust the urination timing by determining whether tachycardia occurs based on the user's electrocardiogram measured through the electrodes.

상기 배뇨 시점 예측부는 상기 사용자의 발목 인근에 부착된 가속도 센서를 통해 측정된 상기 사용자의 발목 움직임을 기초로 발목 떨림(PLMS, Periotic Leg Movement in Sleep)의 발생 여부를 결정하여 상기 배뇨 시점을 조정할 수 있다.The urination timing prediction unit may adjust the urination timing by determining whether an ankle tremor (PLMS) is generated based on the ankle movement of the user measured through an acceleration sensor attached to the user's ankle. have.

상기 배뇨 시점 예측부는 상기 배뇨 시점이 예측되면 상기 임피던스 주파수의 측정 과정에서 검출된 노이즈 크기를 기초로 상기 예측된 배뇨 시점의 정확도를 산출하고, 상기 산출된 정확도가 기준 정확도 이상이면 보호자 단말에 상기 배뇨 시점의 예측에 관한 배뇨 시점 예측 메시지를 전송할 수 있다.The urination timing predicting unit calculates the accuracy of the predicted urination timing based on the noise level detected in the measurement process of the impedance frequency when the urination timing is predicted, and if the calculated accuracy is greater than a reference accuracy, the urination to the guardian terminal A urination timing prediction message regarding prediction of timing can be transmitted.

상기 배뇨 시점 예측부는 상기 산출된 정확도가 기준 정확도 미만이면 상기 사용자가 깨어나도록 상기 사용자에게 제공하는 물리적 자극의 강도를 하향 조정할 수 있다.The urination timing prediction unit may lower the intensity of the physical stimulus provided to the user so that the user wakes up when the calculated accuracy is less than the reference accuracy.

상기 배뇨 예측 장치는 상기 사용자가 수면 중이 아닌 경우에는 상기 방광 임피던스 주파수와 사용자에 의해 입력된 배뇨 시점을 주간 배뇨 데이터로서 관리하고, 상기 주간 배뇨 데이터를 기초로 머신 러닝을 수행하여 사용자마다 개별화된 배뇨 시점 예측 모델을 갱신할 수 있다.When the user is not sleeping, the urination prediction device manages the bladder impedance frequency and the time of urination input by the user as weekly urination data, and performs machine learning based on the weekly urination data to personalize urination for each user The viewpoint prediction model can be updated.

실시예들 중에서, 배뇨 예측 방법은 배뇨 예측 장치에 의해 수행되고, 상기 배뇨 예측 방법은 (a) 사용자의 신체 변화로 인한 임피던스 주파수를 측정하여 상기 사용자가 수면 중인지 여부를 결정하는 단계, (b) 상기 사용자가 수면 중인 경우에는 상기 임피던스 주파수로부터 방광 볼륨 변화를 나타내는 방광 임피던스 주파수를 결정하는 하는 단계 및 (c) 상기 방광 임피던스 주파수의 변화를 기초로 상기 사용자의 배뇨 시점을 사전에 예측하는 단계를 포함한다.Among embodiments, a urination prediction method is performed by a urination prediction device, and the urination prediction method comprises: (a) measuring an impedance frequency due to a user's body change to determine whether the user is sleeping, (b) If the user is asleep, determining a bladder impedance frequency representing a change in bladder volume from the impedance frequency and (c) predicting the time of urination of the user in advance based on the change in the bladder impedance frequency. do.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다 거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology can have the following effects. However, since a specific embodiment does not mean that all of the following effects should be included or only the following effects are included, the scope of rights of the disclosed technology should not be understood as being limited thereby.

본 발명의 일 실시예에 따른 배뇨 예측 장치 및 이에 의해 수행되는 배뇨 예측 방법은 임피던스 주파수를 기반으로 방광 볼륨의 변화를 분석하여 배뇨 시점을 정밀하게 예측할 수 있다.A urination prediction apparatus and a urination prediction method performed according to an embodiment of the present invention can accurately predict a urination time point by analyzing a change in bladder volume based on an impedance frequency.

본 발명의 일 실시예에 따른 배뇨 예측 장치 및 이에 의해 수행되는 배뇨 예측 방법은 사용자의 신체 변화의 종합적인 분석을 통해 배뇨 시점을 예측하여 예측 결과의 정확성을 향상시킬 수 있다.The urination prediction apparatus and the urination prediction method performed according to an embodiment of the present invention can improve the accuracy of the prediction result by predicting the urination time point through a comprehensive analysis of the user's body changes.

본 발명의 일 실시예에 따른 배뇨 예측 장치 및 이에 의해 수행되는 배뇨 예측 방법은 사용자마다 개별화된 신경망 학습을 기반으로 각 사용자 별로 최적화된 배뇨 시점의 예측이 가능하다.The urination prediction apparatus and the urination prediction method performed according to an embodiment of the present invention can predict an optimized urination time point for each user based on individualized neural network learning for each user.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배뇨 예측 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 배뇨 예측 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 있는 배뇨 예측 장치가 배뇨 시점을 예측하는 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 4은 도 1에 있는 배뇨 예측 장치가 보호자 단말과 연동하여 배뇨 시점의 예측 결과를 제공하는 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 있는 배뇨 예측 장치가 배뇨 시점을 예측하는 과정의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a view for explaining a urination prediction system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a device for predicting urination in FIG. 1.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a process in which the urination prediction device in FIG. 2 predicts a urination time point.
FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment in which the urination prediction device in FIG. 1 provides a prediction result at the time of urination in conjunction with a guardian terminal.
FIG. 5 is a block diagram for explaining an embodiment of a process in which the urination prediction device in FIG. 2 predicts a urination time point.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다 거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Since the description of the present invention is only an example for structural or functional description, the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the examples described in the text. That is, since the embodiments can be variously changed and have various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing technical ideas. In addition, the purpose or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such an effect, and the scope of the present invention should not be understood as being limited thereby.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of terms described in the present application should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as "first" and "second" are for distinguishing one component from other components, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is said to be "connected" to another component, it may be understood that other components may exist in the middle, although they may be directly connected to the other component. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle. On the other hand, other expressions describing the relationship between the components, that is, "between" and "immediately between" or "adjacent to" and "directly neighboring to" should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions are to be understood as including plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “comprises” or “have” are used features, numbers, steps, actions, components, parts or the like. It is to be understood that a combination is intended to be present, and should not be understood as pre-excluding the presence or addition possibility of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In each step, the identification code (for example, a, b, c, etc.) is used for convenience of explanation. The identification code does not describe the order of each step, and each step clearly identifies a specific order in context. Unless stated, it may occur in a different order than specified. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains, unless otherwise defined. The terms defined in the commonly used dictionary should be interpreted as being consistent with the meanings in the context of related technologies, and cannot be interpreted as having ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배뇨 예측 시스템을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining a urination prediction system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 배뇨 예측 시스템(100)은 배뇨 예측 장치(110) 및 보호자 단말(120)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the urination prediction system 100 may include a urination prediction device 110 and a guardian terminal 120.

배뇨 예측 장치(110)는 사용자(P)의 임피던스 주파수를 측정하여 사용자(P)의 배뇨 시점을 사전에 예측할 수 있는 컴퓨팅 장치에 해당한다. 배뇨 예측 장치(110)는 보호자 단말(120)과 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 일 실시예에서, 근거리 통신망(예를 들어, 블루투스)을 통해 연결될 수 있으며, 다른 일 실시예에서, 저전력 광역 통신망(Low-Power Wide-Area Network)(예를 들어, 로라(LoRa)망이나 협대역 사물 인터넷(NB-IoT)망)을 통해 통신할 수 있다.The urination prediction device 110 corresponds to a computing device that can predict the urination timing of the user P in advance by measuring the impedance frequency of the user P. The urination prediction device 110 may be connected to the guardian terminal 120 through a network, in one embodiment, through a local area network (eg, Bluetooth), and in another embodiment, a low power wide area network ( It can communicate through a low-power wide-area network (for example, a LoRa network or a narrow-band Internet of Things (NB-IoT) network).

배뇨 예측 장치(110)는 사용자(P)에 의해 착용될 수 있는 웨어러블 기기로 구현될 수 있고, 일 실시예에서, 복부 착용형 의류에 내장된 웨어러블 기기로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 사용자(P)의 속옷으로 구현될 수 있다.The urination prediction device 110 may be implemented as a wearable device that can be worn by the user P, and in one embodiment, may be implemented as a wearable device embedded in the abdominal wearable clothing, for example, a user (P) can be implemented as underwear.

보호자 단말(120)은 배뇨 예측 장치(110)와 연결될 수 있는 컴퓨팅 장치에 해당하고, 예를 들어, 데스크톱, 노트북, 태블릿 PC 또는 스마트폰으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 보호자 단말(120)은 배뇨 관리 어플리케이션이 설치되면 배뇨 관리 어플리케이션을 통해 배뇨 예측 장치(110)와 연결될 수 있고, 배뇨 예측 장치(110)로부터 예측된 배뇨 시점을 수신할 수 있다.The guardian terminal 120 corresponds to a computing device that can be connected to the urination prediction device 110 and may be implemented as, for example, a desktop, laptop, tablet PC, or smartphone. In one embodiment, the guardian terminal 120 may be connected to the urination prediction device 110 through the urination management application when the urination management application is installed, and may receive a predicted urination time point from the urination prediction device 110.

도 2는 도 1에 있는 배뇨 예측 장치를 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 2a는 배뇨 예측 장치(110)의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2b는 배뇨 예측 장치(110)가 속옷으로 구현된 일 실시예에서 배뇨 예측 장치(110)의 구성 요소를 개략적으로 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a device for predicting urination in FIG. 1. More specifically, FIG. 2A is a block diagram showing the configuration of the urination prediction device 110, and FIG. 2B schematically illustrates the components of the urination prediction device 110 in one embodiment in which the urination prediction device 110 is implemented as underwear. It is a figure represented by.

도 2를 참조하면, 배뇨 예측 장치(110)는 사용자 수면 결정부(210), 방광 볼륨 측정부(220), 배뇨 시점 예측부(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the urination prediction apparatus 110 may include a user sleep determination unit 210, a bladder volume measurement unit 220, a urination timing prediction unit 230, and a control unit 240.

사용자 수면 결정부(210)는 사용자(P)의 신체 변화로 인한 임피던스 주파수를 측정하여 사용자(P)가 수면 중인지 여부를 결정한다. 일 실시예에서, 사용자 수면 결정부(210)는 특정 주기로 측정되는 임피던스 주파수를 분석하여 기 저장된 특정 조건(예를 들어, 특정 임피던스 범위 내에 있는지)을 만족하는지 여부를 기초로 사용자(P)가 수면 중인지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 수면 결정부(210)는 사용자(P)의 신체에 특정 주파수의 전류(예를 들어, 50kHz 전류원)를 인가하여 전압을 측정할 수 있고, 측정된 전압에 대한 주파수 분석(예를 들어, 푸리에 분석)을 통해 해당 주파수에서의 임피던스를 임피던스 주파수로서 획득할 수 있다. 임피던스 주파수의 검출 과정에 관한 실시예들은 뒤에서 보다 상세히 서술하도록 한다.The user sleep determination unit 210 determines whether the user P is sleeping by measuring the impedance frequency due to the body change of the user P. In one embodiment, the user sleep determination unit 210 analyzes the impedance frequency measured at a specific period, and the user P sleeps based on whether a predetermined condition (eg, within a specific impedance range) is satisfied. You can decide whether or not In one embodiment, the user sleep determining unit 210 may measure the voltage by applying a current of a specific frequency (for example, a 50 kHz current source) to the body of the user P, and analyze the frequency of the measured voltage ( For example, an impedance at a corresponding frequency may be obtained as an impedance frequency through Fourier analysis. Embodiments related to the process of detecting the impedance frequency will be described in more detail later.

사용자 수면 결정부(210)는 특정 시간 구간 동안의 임피던스 주파수를 시계열적으로 분석하여 사용자(P)의 현재 상태를 수면 상태 또는 비수면 상태로 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 수면 결정부(210)는 해당 시간 구간 동안 임피던스 주파수가 특정 임피던스 범위 내에서 연속적으로 검출되는지 여부를 기초로 사용자(P)의 현재 자세를 결정할 수 있고, 일정 시간 이상 특정 자세가 연속되면 사용자(P)의 현재 상태를 수면 상태로 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자 수면 결정부(210)는 제1 임피던스 범위(예를 들어, 10kOhm 이상 20kOhm 미만)이면 앉은 자세로, 제2 임피던스 범위(예를 들어, -5kOhm 이상 -10kOhm 미만)이면 서있는 자세로, 제3 임피던스 범위(예를 들어, -10kOhm 이상 -20kOhm 미만)이면 누워있는 자세로 결정할 수 있고, 누워있는 자세가 기 설정된 일정 시간 이상 지속되면 수면 상태로 결정할 수 있다.The user sleep determination unit 210 may analyze the impedance frequency during a specific time period in time to determine the current state of the user P as a sleep state or a non-sleep state. In one embodiment, the user sleep determining unit 210 may determine the current posture of the user P based on whether the impedance frequency is continuously detected within a specific impedance range during a corresponding time period, and a specific posture for a predetermined time or more If is continuous, the current state of the user P may be determined as the sleep state. For example, the user sleep determining unit 210 is a sitting posture when the first impedance range (eg, 10 kOhm or more and less than 20 kOhm) is a standing posture while the second impedance range is (eg, -5 kOhm or more and less than -10 kOhm) In the third impedance range (eg, −10 kOhm or more and less than −20 kOhm), the lying position may be determined, and when the lying position lasts for a predetermined time or more, the sleeping state may be determined.

사용자 수면 결정부(210)는 특정 주기로 임피던스 주파수와 심전도(또는 심박수)를 측정하여 수면 상태 또는 비수면 상태를 결정할 수 있고, 일 실시예에서, 심전도가 특정 기준 범위 내에서 연속적으로 확인되고 특정 주파수로 측정된 임피던스 주파수의 변화량이 기준 변화량 미만이면 현재 상태를 수면 상태로 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 수면 결정부(210)는 블루투스를 통해 페어링된 보호자 단말(120) 또는 내부에 구성된 사용자 입력 모듈(미도시됨)을 통해 수면 상태 개시 요청과 연관된 사용자 입력이 수신되면 임피던스 주파수나 심전도의 측정과 무관하게 사용자(P)의 현재 상태를 수면 상태로 결정할 수 있다.The user sleep determining unit 210 may determine the sleep state or the non-sleep state by measuring the impedance frequency and the electrocardiogram (or heart rate) at a specific period, and in one embodiment, the electrocardiogram is continuously confirmed within a specific reference range and the specific frequency If the change in impedance frequency measured by is less than the reference change, the current state can be determined as the sleep state. In one embodiment, the user sleep determination unit 210 receives the user input associated with the sleep state initiation request through the paired guardian terminal 120 or a user input module (not shown) configured through Bluetooth, the impedance frequency B It is possible to determine the current state of the user P as the sleep state regardless of the measurement of the electrocardiogram.

사용자 수면 결정부(210)는 수면 상태로 결정되면 지속적인 임피던스 주파수의 측정을 통해 배뇨 시점의 예측이 진행되도록 할 수 있고, 일 실시예에서, 임피던스 주파수의 측정 주기를 기 설정된 제1 주기보다 빠른 제2 주기로 재설정할 수 있다. 사용자 수면 결정부(210)는 비수면 상태로 결정되면 지속적인 임피던스 주파수의 측정을 통해 배뇨 데이터의 수집이 진행되도록 할 수 있고, 일 실시예에서, 임피던스 주파수의 측정 주기를 기 설정된 제1 주기보다 느린 제3 주기로 재설정할 수 있다.When determined as the sleep state, the user sleep determining unit 210 may allow the urination timing to be predicted by continuously measuring the impedance frequency. In one embodiment, the measurement frequency of the impedance frequency is faster than the first period. It can be reset in 2 cycles. When determined to be in a non-sleep state, the user sleep determining unit 210 may allow the collection of urination data to proceed through the measurement of the continuous impedance frequency, and in one embodiment, the measurement period of the impedance frequency is slower than the preset first period. It can be reset to the third cycle.

사용자 수면 결정부(210)는 전극들(212)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 수면 결정부(210)는 사용자(P)의 아랫배 인근에 부착된 전극들(212)을 포함할 수 있고, 예를 들어, 속옷으로 구현된 배뇨 예측 장치(110)에서 사용자 착용 시에 사용자 신체의 아랫배 인근에 대응되는 위치에 적어도 하나 이상 배치되며 일부는 사용자 신체와 접촉하여 적어도 임피던스 주파수를 측정할 수 있는 전극들(212)을 포함할 수 있다.The user sleep determination unit 210 may include electrodes 212. In one embodiment, the user sleep determination unit 210 may include electrodes 212 attached to the lower belly of the user P, for example, the user in the device for predicting urination implemented in underwear 110 When worn, at least one is disposed at a position corresponding to the vicinity of the lower belly of the user's body, and some of them may include electrodes 212 capable of measuring the impedance frequency at least in contact with the user's body.

일 실시예에서, 전극들(212)은 양극과 음극 쌍으로 구성되어 사용자(P)의 임피던스 주파수를 측정할 수 있는 제1 전극(212a) 및 양극과 음극 쌍으로 구성되어 사용자(P)의 심전도나 심박수를 측정할 수 있는 제2 전극(212b)을 포함할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 전극들(212)은 임피던스 주파수의 측정을 위한 제1 양극과 심전도의 측정을 위한 제2 양극으로 구성된 제1 전극(212a) 및 임피던스 주파수의 측정을 위한 제1 음극과 심전도의 측정을 위한 제2 음극으로 구성된 제2 전극(212b)을 포함하고, 이들을 통해 사용자(P)의 임피던스 주파수와 심전도를 동시 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 전극들(212)은 양극과 음극 쌍으로 구성되어 수분을 감지할 수 있는 제3 전극(212c)을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the electrodes 212 are composed of a pair of positive and negative electrodes, and a first electrode 212a capable of measuring the impedance frequency of the user P, and a pair of positive and negative electrodes, and the electrocardiogram of the user P B may include a second electrode 212b capable of measuring heart rate. In another embodiment, the electrodes 212 include a first electrode 212a consisting of a first anode for measurement of impedance frequency and a second anode for measurement of ECG, and a first cathode and ECG for measurement of impedance frequency. It includes a second electrode (212b) consisting of a second cathode for the measurement of, it is possible to simultaneously measure the impedance frequency and the electrocardiogram of the user (P) through them. In one embodiment, the electrodes 212 may further include a third electrode 212c configured with a positive electrode and a negative electrode to sense moisture.

사용자 수면 결정부(210)는 전극들(212)을 통해 임피던스 주파수를 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 수면 결정부(210)는 기 서술한 바와 같이, 특정 주파수로 공급되는 전류원(예를 들어, 50kHz 전류원)과 연결된 전극들(212)을 통해 접촉된 사용자(P)의 신체에 미세 전류를 인가하여 해당 주파수에서의 임피던스 주파수를 측정할 수 있고, 특정 시간 구간 동안 수집되는 임피던스 주파수를 기초로 해당 주파수와 연관된 임피던스 주파수의 시계열적 변화에 관해 분석할 수 있다.The user sleep determining unit 210 may measure the impedance frequency through the electrodes 212. In one embodiment, the user sleep determining unit 210, as described above, the body of the user P contacted through electrodes 212 connected to a current source (eg, 50 kHz current source) supplied at a specific frequency. Impedance frequency at the corresponding frequency can be measured by applying a fine current to the time series, and the time series change of the impedance frequency associated with the corresponding frequency can be analyzed based on the impedance frequency collected during a specific time period.

사용자 수면 결정부(210)는 전극들(212)을 통해 제1 대역의 임피던스 주파수와 제2 대역의 임피던스 주파수를 검출하여 임피던스 주파수를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 수면 결정부(210)는 방광 볼륨 측정과 연관된 제1 대역의 주파수(예를 들어, 50kHz)로 전극들(212)에 전류를 제공하여 제1 임피던스 주파수를 검출할 수 있고, 움직임 측정과 연관된 제2 대역의 주파수(예를 들어, 10kHz)로 공급되는 전류를 통해 제2 임피던스 주파수를 검출할 수 있다.The user sleep determining unit 210 may generate the impedance frequency by detecting the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band through the electrodes 212. In one embodiment, the user sleep determining unit 210 may detect a first impedance frequency by providing current to the electrodes 212 at a frequency (eg, 50 kHz) of a first band associated with bladder volume measurement, , A second impedance frequency may be detected through a current supplied at a frequency (eg, 10 kHz) of a second band associated with motion measurement.

일 실시예에서, 사용자 수면 결정부(210)는 제1 대역의 임피던스 주파수와 제2 대역의 임피던스 주파수를 제1 및 제2 시간 주기들로 교번하여 검출할 수 있다. 사용자 수면 결정부(210)는 사용자(P)의 신체에 인가되도록 전극들(212)에 공급되는 전류의 주파수를 가변하여 제공할 수 있고, 보다 구체적으로, 제1 대역(예를 들어, 50kHz)의 제1 전류를 제1 시간 주기 동안 전극들(212)에 제공하여 제1 임피던스 주파수를 측정한 후에 제2 대역(예를 들어, 10kHz)의 제2 전류를 제2 시간 주기 동안 제공하여 제2 임피던스 주파수를 측정하는 일련의 단계들을 교대로 반복하여 교번 검출을 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자 수면 결정부(210)는 사용자(P)의 인체에 인가되는 전류의 주파수를 가변하여 인체 투과도가 상대적으로 높아 방광 볼륨 측정에 적합한 50kHz 전류와 인체 투과도가 상대적으로 낮아 사용자 움직임 측정에 적합한 10kHz 전류를 번갈아 제공함으로써 방광 볼륨과 사용자 움직임이 모두 반영된 제1 임피던스 주파수와 사용자 움직임이 반영된 제2 임피던스 주파수를 번갈아 측정할 수 있다.In one embodiment, the user sleep determination unit 210 may alternately detect the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band in first and second time periods. The user sleep determination unit 210 may provide a variable frequency of the current supplied to the electrodes 212 to be applied to the body of the user P, and more specifically, a first band (eg, 50 kHz) After providing the first current of the electrodes to the electrodes 212 for a first period of time to measure the first impedance frequency, the second current of the second band (for example, 10 kHz) is provided for the second period of time to the second Alternating detection may be performed by alternately repeating a series of steps for measuring the impedance frequency. For example, the user sleep determining unit 210 measures the frequency of the current applied to the human body of the user P, so that the human body transmittance is relatively high, and the 50 kHz current suitable for bladder volume measurement and the human body transmittance are relatively low to measure user movement. By providing a suitable 10 kHz current alternately, the first impedance frequency reflecting both the bladder volume and the user's movement and the second impedance frequency reflecting the user's movement can be measured alternately.

다른 일 실시예에서, 사용자 수면 결정부(210)는 제1 대역의 임피던스 주파수와 제2 대역의 임피던스 주파수 각각을 동시에 검출할 수 있다. 사용자 수면 결정부(210)는 전류의 주파수를 번갈아 가변하지 않고 각각을 독립적으로 제공하여 방광 볼륨과 사용자 움직임 측정을 위한 제1 임피던스 주파수와 사용자 움직임 측정을 위한 제2 임피던스 주파수를 각각 검출할 수도 있다.In another embodiment, the user sleep determination unit 210 may simultaneously detect each of the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band. The user sleep determination unit 210 may independently detect each of the first impedance frequency for measuring bladder volume and user motion and the second impedance frequency for user motion measurement by providing each independently without alternating the frequency of the current. .

사용자 수면 결정부(210)는 제1 대역의 임피던스 주파수와 제2 대역의 임피던스 주파수 중 적어도 하나를 기초로 사용자(P)가 수면 중인지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 수면 결정부(210)는 제1 대역의 임피던스 주파수와 제2 대역의 임피던스 주파수를 합산하거나 평균하여 해당 연산 결과가 특정 임피던스 범위 내에 있다면 수면 상태로 결정할 수 있고, 다른 일 실시예에서, 제1 대역의 임피던스 주파수와 제2 대역의 임피던스 주파수 각각이 모두 특정 임피던스 범위 내에 있다면 수면 상태로 결정할 수 있으며, 또 다른 일 실시예에서, 시계열 상에서의 제1 대역의 임피던스 주파수와 제2 대역의 임피던스 주파수 중 적어도 하나를 미분하여 각각의 결과가 특정 임피던스 범위 내에 있다면 수면 상태로 결정할 수 있다.The user sleep determination unit 210 may determine whether the user P is sleeping based on at least one of the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band. In one embodiment, the user sleep determining unit 210 may sum or average the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band to determine if the result of the calculation is within a specific impedance range, and determine the sleep state. In an example, if both the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band are both within a specific impedance range, the sleep state may be determined. In another embodiment, the impedance frequency and the second of the first band on the time series may be determined. By differentiating at least one of the band's impedance frequencies, each result can be determined to sleep if it is within a specific impedance range.

방광 볼륨 측정부(220)는 사용자(P)가 수면 중인 경우에는 임피던스 주파수로부터 방광 볼륨 변화를 나타내는 방광 임피던스 주파수를 결정한다. 보다 구체적으로, 방광 볼륨 측정부(220)는 임피던스 주파수의 측정을 통해 수면 상태로 결정되면 임피던스 주파수를 연산 처리하여 동잡음이 제거된 방광 임피던스 주파수를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 방광 볼륨 측정부(220)는 기 검출된 제1 대역의 제1 임피던스 주파수와 제2 대역의 제2 임피던스 주파수를 기초로 사용자 움직임에 따른 노이즈가 제거된 방광 임피던스 주파수를 생성할 수 있고, 예를 들어, 제1 임피던스 주파수와 제2 임피던스 주파수를 미분 연산을 포함하는 일련의 연산들로 가공하여 방광 볼륨에 대한 임피던스 변화량을 나타내는 방광 임피던스 주파수를 생성할 수 있다.The bladder volume measurement unit 220 determines the bladder impedance frequency representing the change in the bladder volume from the impedance frequency when the user P is sleeping. More specifically, the bladder volume measurement unit 220 may generate a bladder impedance frequency from which noise is removed by calculating and processing the impedance frequency when it is determined to be in a sleep state through measurement of the impedance frequency. In one embodiment, the bladder volume measurement unit 220 may generate a bladder impedance frequency from which noise due to user movement is removed based on the first impedance frequency of the first band and the second impedance frequency of the second band detected in advance. For example, the first impedance frequency and the second impedance frequency may be processed into a series of operations including a differential operation to generate a bladder impedance frequency indicating an amount of impedance change with respect to the bladder volume.

일 실시예에서, 방광 볼륨 측정부(220)는 임피던스 주파수를 구성하는 제1 대역의 임피던스 주파수를 평활하여 방광 임피던스 주파수를 생성할 수 있다. 방광 볼륨 측정부(220)는 제1 대역의 임피던스 주파수에 대한 평활화(smoothing) 연산을 수행할 수 있고, 예를 들어, 저역 통과 필터(low pass filter)나 이동 평균 또는 지수 평활 연산을 통해 시계열적으로 연속되는 제1 대역의 임피던스 주파수의 굴곡을 평활화하하여 방광 임피던스 주파수를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 대역은 방광 볼륨 측정과 사용자 움직임 측정을 위한 주파수 대역(예를 들어, 50kHz)에 해당할 수 있고, 사용자 움직임 측정을 위한 주파수 대역(예를 들어, 10kHz)에 해당할 수도 있다.In one embodiment, the bladder volume measurement unit 220 may generate the bladder impedance frequency by smoothing the impedance frequency of the first band constituting the impedance frequency. The bladder volume measurement unit 220 may perform a smoothing operation on the impedance frequency of the first band, for example, time series through a low pass filter or a moving average or exponential smoothing operation. By smoothing the curve of the impedance frequency of the first continuous band, a bladder impedance frequency can be generated. In one embodiment, the first band may correspond to a frequency band (eg, 50 kHz) for bladder volume measurement and user motion measurement, and may correspond to a frequency band (eg, 10 kHz) for user motion measurement. It might be.

다른 일 실시예에서, 방광 볼륨 측정부(220)는 제1 대역의 임피던스 주파수와 제2 대역의 임피던스 주파수를 기초로 움직임 제거 임피던스 주파수를 생성하고, 움직임 제거 임피던스 주파수를 평활하여 방광 임피던스 주파수를 생성할 수 있다. 예를 들어, 방광 볼륨 측정부(220)는 방광 볼륨과 사용자 움직임이 반영된 제1 대역의 임피던스 주파수에서 사용자 움직임이 반영된 제2 대역의 임피던스 주파수를 제거하여 움직임 제거 임피던스 주파수를 생성할 수 있고, 생성된 움직임 제거 임피던스 주파수를 저역 통과 필터에 통과시켜 고역 주파수 대역이 필터링된 필터링 임피던스 주파수를 생성할 수 있으며, 필터링 임피던스 주파수를 미분기(differentiator)에 통과시켜 방광 임피던스 주파수를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 방광 볼륨 측정부(220)는 사용자 움직임이 반영된 제1 임피던스 주파수의 미분 결과와 사용자 움직임이 반영된 제2 임피던스 주파수의 미분 결과를 기초로 움직임 제거 임피던스 주파수를 생성하고, 움직임 제거 임피던스 주파수에 대한 산술 연산이나 미분 연산 또는 적분 연산을 통해 방광 임피던스 주파수를 생성할 수도 있다.In another embodiment, the bladder volume measurement unit 220 generates a motion cancellation impedance frequency based on the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band, and smooths the motion cancellation impedance frequency to generate a bladder impedance frequency can do. For example, the bladder volume measurement unit 220 may generate a motion elimination impedance frequency by removing the impedance frequency of the second band in which the user motion is reflected from the impedance frequency of the first band in which the bladder volume and user movement are reflected. A filtered impedance frequency can be generated by passing the filtered motion-impedance frequency through a low-pass filter, and a filtered impedance frequency can be passed through a differentiator to generate a bladder impedance frequency. For another example, the bladder volume measurement unit 220 generates a motion cancellation impedance frequency based on the derivative result of the first impedance frequency reflecting the user motion and the second impedance frequency reflecting the user motion, and the motion cancellation impedance The bladder impedance frequency may be generated through arithmetic operation on frequency, differential operation, or integration operation.

상기 실시예들에서, 방광 볼륨 측정부(220)는 사용자 움직임에 따른 노이즈를 감쇠시킨 방광 임피던스 주파수를 생성하여 추가적인 센서나 전극 없이도 높은 정확성으로 동잡음을 제거할 수 있다.In the above embodiments, the bladder volume measurement unit 220 may generate a bladder impedance frequency attenuating noise caused by user movement, thereby removing noise from the noise with high accuracy without additional sensors or electrodes.

일 실시예에서, 방광 볼륨 측정부(220)는 하기의 수학식 1을 기초로 방광 임피던스 주파수를 생성할 수 있다.In one embodiment, the bladder volume measurement unit 220 may generate a bladder impedance frequency based on Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

(여기에서, b는 방광 임피던스 주파수를 의미하고, i₅₀은 50kHz 전류원으로 측정된 임피던스 주파수에 관한 일련의 시계열적인 신호를 의미하며, i₁₀은 10kHz 전류원으로 측정된 임피던스 주파수에 관한 일련의 시계열적인 신호를 의미하고, f'( )는 내부의 값에 대해 미분을 수행하는 미분 연산을 의미함)(Here, b means bladder impedance frequency, i ₅₀ means a series of time series signals about the impedance frequency measured with a ₅₀ kHz current source, and i ₁₀ is a series of time series about impedance frequency measured with a ₁₀ kHz current source. Signal, f '() means differential operation to perform differential on internal values)

배뇨 시점 예측부(230)는 방광 임피던스 주파수의 변화를 기초로 사용자의 배뇨 시점을 사전에 예측한다. 보다 구체적으로, 배뇨 시점 예측부(230)는 시계열적으로 방광 임피던스 주파수의 변화를 분석하여 방광 볼륨의 변화를 추적할 수 있고, 특정 조건을 만족하는 방광 임피던스 주파수의 변화가 검출되거나, 또는, 해당 방광 임피던스 주파수의 검출이 예측되면, 해당 검출 또는 검출 예측 시점으로부터 특정 시간 이후의 시점을 배뇨 시점으로 예측할 수 있다.The urination timing prediction unit 230 predicts a user's urination timing in advance based on a change in the bladder impedance frequency. More specifically, the urination timing predictor 230 may track changes in the bladder volume by analyzing changes in the bladder impedance frequency in time series, and a change in the bladder impedance frequency that satisfies a specific condition is detected, or corresponding When the detection of the bladder impedance frequency is predicted, a time point after a specific time from the detection or detection prediction time point can be predicted as a urination time point.

일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 방광 임피던스 주파수의 변화율을 산출하여 해당 변화율이 특정 기준 이상인 시점으로부터 특정 시간만큼 떨어진 시점을 배뇨 시점으로 결정할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 방광 임피던스 주파수의 부호가 특정 부호(예를 들어, 양수)가 되는 시점으로부터 특정 시간 만큼 떨어진 시점을 배뇨 시점으로 결정할 수 있다. 또 다른 일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 방광 임피던스 주파수로부터 검출된 특정 방향으로의 변곡점(예를 들어, 위로 볼록한 상태에서 아래로 볼록한 상태로 변하는 점)을 검출하여 해당 변곡점으로부터 특정 시간 만큼 떨어진 시점을 배뇨 시점으로 결정할 수 있다. 상기 실시예들에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 변화율이 특정 기준 이상인 시점, 특정 부호가 되는 시점 또는 변곡점의 시점을 해당 사용자(P)의 관점에서 소변과 연관된 방광 볼륨의 팽창을 인지(예를 들어, 소변 마려움을 인지)할 것으로 예측되는 예측 인지 시점으로 결정할 수 있다.In one embodiment, the urination time prediction unit 230 may calculate a rate of change of the bladder impedance frequency and determine a time point at which the rate of change is more than a specific criterion as a urination time. In another embodiment, the urinary time prediction unit 230 may determine a time point from the time when the sign of the bladder impedance frequency becomes a specific sign (eg, a positive number) by a specific time as the urination time. In another embodiment, the urination point prediction unit 230 detects an inflection point in a specific direction (for example, a point that changes from a convex upward to a convex downward) from the bladder impedance frequency, and identifies it from the inflection point. The time point away from the time can be determined as the time of urination. In the above embodiments, the urinary time predicting unit 230 recognizes the expansion of the bladder volume associated with urine from the viewpoint of the user P at the time when the rate of change is greater than or equal to a certain criterion, the time at which a specific sign is reached, or the point of inflection (eg, the point of view). For example, it may be determined as a predicted cognitive time point that is predicted to recognize the urge to urinate.

배뇨 시점 예측부(230)는 배뇨 시점 예측 과정에서 사용자(P)의 심전도와 발목 움직임 중 적어도 하나를 더 고려하여 배뇨 시점을 결정할 수 있다.The urination timing prediction unit 230 may determine the urination timing by further considering at least one of the user's electrocardiogram and ankle movement during the urination timing prediction process.

일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 전극들(212)을 통해 측정된 사용자(P)의 심전도를 기초로 빈맥(tachycardia)의 발생 여부를 결정하여 배뇨 시점을 조정할 수 있다. 예를 들어, 배뇨 시점 예측부(230)는 측정된 심전도로부터 검출된 맥박수가 기준 맥박수보다 빠르면 빈맥이 발생된 것으로 결정하고, 빈맥의 발생에 따라 예측된 배뇨 시점을 미리 설정된 특정 비율 또는 특정 시간으로 앞당길 수 있다. 일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 배뇨 시점의 예측 과정 전후로 빈맥의 발생이 검출되면 해당 배뇨 시점의 예측에 관한 정확도를 상향 조정할 수 있다.In one embodiment, the urination timing prediction unit 230 may adjust the urination timing by determining whether tachycardia occurs based on the electrocardiogram of the user P measured through the electrodes 212. For example, the urination timing predicting unit 230 determines that tachycardia has occurred when the pulse rate detected from the measured electrocardiogram is faster than the reference pulse rate, and the predicted urination timing according to the occurrence of tachycardia is set at a predetermined specific rate or a specific time. It can be advanced. In one embodiment, when the occurrence of tachycardia is detected before and after the urination timing prediction process 230, the urination timing prediction unit 230 may adjust the accuracy of prediction of the urination timing upward.

일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 사용자(P)의 발목 인근에 부착된 가속도 센서(미도시됨)를 통해 측정된 사용자(P)의 발목 움직임을 기초로 발목 떨림(PLMS, Periotic Leg Movement in Sleep)의 발생 여부를 결정하여 배뇨 시점을 조정할 수 있다. 여기에서, 가속도 센서는 사용자(P)의 발목에서 발생되는 진동을 센싱하여 발목 움직임을 측정할 수 있고, 센싱된 발목 움직임을 유선 또는 무선으로 배뇨 시점 예측부(230)에 제공할 수 있으며, 일 실시예에서, 3축 또는 6축의 자이로센서로 구현될 수 있다. 배뇨 시점 예측부(230)는 측정된 발목 움직임으로부터 검출된 진동수가 기준 진동수보다 빠르면 발목 떨림이 발생된 것으로 결정하고, 발목 떨림의 발생에 따라 예측된 배뇨 시점을 미리 설정된 특정 비율 또는 특정 시간으로 앞당길 수 있다. 일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 배뇨 시점의 예측 과정 전후로 발목 떨림의 발생이 검출되면 해당 배뇨 시점의 예측에 관한 정확도를 상향 조정할 수 있다.In one embodiment, the urination timing predictor 230 is ankle tremor based on ankle movement of the user P measured through an acceleration sensor (not shown) attached to the ankle of the user P (PLMS, Periotic) By determining whether or not Leg Movement in Sleep occurs, the timing of urination can be adjusted. Here, the acceleration sensor can measure the ankle movement by sensing vibration generated from the ankle of the user P, and provide the sensed ankle movement to the urination timing predictor 230 by wire or wirelessly. In an embodiment, it may be implemented with a 3-axis or 6-axis gyro sensor. The urination timing predicting unit 230 determines that ankle tremor is generated when the frequency detected from the measured ankle movement is faster than the reference frequency, and advances the predicted urination timing according to the occurrence of ankle tremor at a predetermined specific rate or a specific time. You can. In one embodiment, when the occurrence of ankle tremor is detected before and after the urination timing prediction process 230, the urination timing prediction unit 230 may increase the accuracy of prediction of the urination timing.

배뇨 시점 예측부(230)는 사용자(P)가 방광 임피던스 주파수와 사용자(P)에 의해 입력된 배뇨 시점을 주간 및 야간 모두 배뇨 데이터로서 관리하고, 배뇨 데이터를 기초로 머신 러닝을 수행하여 사용자마다 개별화된 배뇨 시점 예측 모델을 갱신할 수 있다. 일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 지속적으로 측정되는 임피던스 주파수를 수집하고, 해당 임피던스 주파수로부터 방광 임피던스 주파수를 생성하여 저장 및 관리할 수 있으며, 보호자 단말(120) 또는 사용자 입력 모듈을 통해 수신된 사용자 지정의 배뇨 시점을 저장할 수 있다. 배뇨 시점 예측부(230)는 저장된 방광 임피던스 주파수로부터 결정된 예측 인지 시점과 사용자 지정의 배뇨 시점 간의 차이를 시간대 별로 분석하여 해당 사용자(P) 개별의 시간차를 산출할 수 있고, 해당 분석 결과를 배뇨 시점 예측 모델에 반영하여 야간에 수행되는 배뇨 시점의 예측 과정에서 적용할 수 있다.The urination point prediction unit 230 manages the bladder impedance frequency and the urination time point inputted by the user P as urination data for both day and night, and performs machine learning based on the urination data for each user Individualized urination timing prediction models can be updated. In one embodiment, the urination timing predictor 230 collects the impedance frequency that is continuously measured, generates and stores and manages the bladder impedance frequency from the impedance frequency, and protects the terminal 120 or the user input module. It is possible to store a user-specified urination time point received through. The urination time prediction unit 230 may analyze the difference between the predicted recognition time determined from the stored bladder impedance frequency and the user-specified urination time for each time zone, to calculate a time difference for each user P, and the analysis result to the urination time It can be applied in the prediction process at the time of urination performed at night by reflecting it in the prediction model.

배뇨 시점 예측부(230)는 상기 특정 시간을 사용자(P)의 배뇨 발생 시점에 관한 검출을 통해 사용자(P)마다 개별화된 신경망 학습을 통해 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 기 학습되고 사용자 별로 개별화된 배뇨 시점 예측 모델을 기초로 기 서술한 배뇨 시점의 예측을 수행할 수 있고, 배뇨 시점 예측 모델에 있는 해당 사용자(P)에 관한 배뇨 발생 시점을 가져와 상기 특정 시간을 결정하여 배뇨 시점을 예측할 수 있다. 일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 기 학습된 배뇨 시점 예측 모델에 측정된 임피던스 주파수, 심전도 및 발목 움직임를 적용하여 해당 사용자(P)의 예측 인지 시점과 해당 예측에 따른 배뇨 시점을 결정할 수 있다.The urination time prediction unit 230 may determine the specific time through individualized neural network learning for each user P through detection of the urination time of the user P. In one embodiment, the urination timing prediction unit 230 may perform prediction of the urination timing described above based on a urination timing prediction model that has been previously learned and individualized for each user, and the corresponding user (P) in the urination timing prediction model ), It is possible to predict the time of urination by taking the time of occurrence of urination. In one embodiment, the urination time prediction unit 230 applies the measured impedance frequency, electrocardiogram, and ankle movement to the pre-trained urination time prediction model to determine the predicted recognition time of the corresponding user P and the urination time according to the prediction. You can.

배뇨 시점 예측부(230)는 방광 임피던스 주파수의 변화율이 특정 기준 이상이면 사용자(P)에게 물리적 자극을 제공함으로써 해당 사용자(P)가 깨어나도록 할 수 있고, 예를 들어, 배뇨 예측 장치(110)에 부착된 진동 모듈(미도시됨)을 통해 기준 진동 값으로 진동 자극을 제공하거나 스피커 모듈(미도시됨)을 통해 기준 사운드 이상의 소리 자극을 제공하여 해당 사용자(P)가 깨어나도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 예측된 배뇨 시점으로부터 기 설정된 특정 시간 이내로 근접되었고 사용자(P)가 수면 중인 것으로 검출되면 사용자(P)에게 기준 진동 값보다 큰 경고 진동 값으로 물리적 자극을 제공하여 해당 사용자(P)가 깨어나도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 전극들(212)을 통해 수분이 감지되었다면 사용자(P)에게 물리적 자극을 제공하여 해당 사용자(P)가 깨어나도록 할 수 있다.When the rate of change of the bladder impedance frequency is greater than or equal to a specific criterion, the urination timing prediction unit 230 may provide a physical stimulus to the user P to wake the user P, for example, the urination prediction device 110 A vibration stimulus with a reference vibration value may be provided through a vibration module (not shown) attached to the user, or a sound stimulus of a reference sound or higher may be provided through a speaker module (not shown) to wake the corresponding user P. In one embodiment, when the urination time prediction unit 230 is approached within a preset specific time from the predicted urination time and the user P is detected to be sleeping, the user P is physically alerted to a warning vibration value greater than the reference vibration value. The stimulus may be provided so that the user P is awakened. In one embodiment, the urination timing predictor 230 may provide a physical stimulus to the user P when moisture is detected through the electrodes 212 so that the user P wakes up.

배뇨 시점 예측부(230)는 배뇨 시점의 예측 결과를 보호자 단말(120)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 배뇨 시점이 예측되면 해당 예측된 배뇨 시점, 예측 인지 시점 및 해당 예측된 배뇨 시점에 관한 정확도를 포함하는 배뇨 시점 예측 메시지를 제공할 수 있고, 현재 시간이 예측된 배뇨 시점으로부터 기 설정된 특정 시간 이내로 근접하였으나 사용자(P)가 수면 중인 것으로 검출되면 배뇨 상태 관리를 권장하는 배뇨 상태 관리 권장 메시지를 제공할 수 있고, 전극들(212)을 통해 기준 수분량 이상의 수분이 감지되면 야뇨 발생을 알리기 위한 야뇨 발생 메시지를 제공할 수 있다.The urination time prediction unit 230 may provide a prediction result of the urination time to the guardian terminal 120. In one embodiment, the urination time prediction unit 230 may provide a urination time prediction message including accuracy regarding the predicted urination time point, the predicted recognition time point and the predicted urination time point when the urination time point is predicted. When the time is detected to be within a predetermined time from the predicted urination time point, but the user P is detected to be sleeping, a urination status management recommendation message recommending urination status management may be provided, and the reference moisture amount through the electrodes 212. When abnormal moisture is detected, a bed-wetting message may be provided to inform bed-wetting.

배뇨 시점 예측부(230)는 배뇨 시점이 예측되면 임피던스 주파수의 측정 과정에서 검출된 노이즈 크기를 기초로 해당 예측된 배뇨 시점의 정확도를 산출할 수 있고, 산출된 정확도가 기준 정확도 이상이면 보호자 단말(120)에 해당 배뇨 시점의 예측에 관한 배뇨 시점 예측 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들어, 배뇨 시점 예측부(230)는 제1 임피던스 주파수 대비 제2 임피던스 주파수의 상대적 크기를 노이즈 크기로 검출할 수 있고, 검출된 상대적 크기와 기 설정된 기준 노이즈 크기 간의 비교를 통해 검출된 상대적 크기가 클수록 해당 예측의 정확도가 낮아지도록 정확도를 산출할 수 있다.The urination timing predictor 230 may calculate the accuracy of the predicted urination timing based on the noise level detected in the measurement process of the impedance frequency when the urination timing is predicted, and when the calculated accuracy is greater than the reference accuracy, the guardian terminal ( 120) may transmit a urination timing prediction message regarding the prediction of the urination timing. For example, the urination timing predictor 230 may detect the relative magnitude of the second impedance frequency compared to the first impedance frequency as the noise level, and the relative magnitude detected through comparison between the detected relative magnitude and the preset reference noise magnitude. The larger the size, the lower the accuracy of the prediction can be calculated.

일 실시예에서, 배뇨 시점 예측부(230)는 산출된 정확도가 기준 정확도 미만이면 사용자(P)가 깨어나도록 사용자(P)에게 제공하는 물리적 자극의 강도를 하향 조정할 수 있다.In one embodiment, when the calculated accuracy is less than the reference accuracy, the urination timing prediction unit 230 may lower the strength of the physical stimulus provided to the user P so that the user P wakes up.

제어부(240)는 배뇨 예측 장치(110)의 동작 전반을 제어할 수 있고, 사용자 수면 결정부(210), 방광 볼륨 측정부(220), 및 배뇨 시점 예측부(230)와 전기적으로 연결되어 이들 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(240)는 배뇨 예측 장치(110)의 CPU(Central Processing Unit)으로 구현될 수 있다.The control unit 240 may control the overall operation of the urination prediction device 110, and is electrically connected to the user sleep determination unit 210, the bladder volume measurement unit 220, and the urination timing prediction unit 230. You can control the data flow between them. In one embodiment, the control unit 240 may be implemented as a central processing unit (CPU) of the urination prediction device 110.

일 실시예에서, 배뇨 예측 장치(110)는 프로세서, 메모리, 사용자 입출력 수단 및 네트워크 입출력 수단이 구비된 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다.In one embodiment, the urination prediction device 110 may be implemented as a computing device equipped with a processor, memory, user input / output means and network input / output means.

도 3은 도 2에 있는 배뇨 예측 장치가 배뇨 시점을 예측하는 과정을 설명하는 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a process in which the urination prediction device in FIG. 2 predicts a urination time point.

도 3에서, 사용자 수면 결정부(210)는 사용자(P)의 신체 변화로 인한 임피던스 주파수를 측정하여 사용자(P)가 수면 중인지 여부를 결정할 수 있다(단계 S310). 방광 볼륨 측정부(220)는 사용자(P)가 수면 중인 경우에는 임피던스 주파수로부터 방광 볼륨 변화를 나타내는 방광 임피던스 주파수를 결정할 수 있다(단계 S320). 배뇨 시점 예측부(230)는 방광 임피던스 주파수의 변화를 기초로 사용자(P)의 배뇨 시점을 사전에 예측할 수 있다.In FIG. 3, the user sleep determination unit 210 may determine whether the user P is sleeping by measuring the impedance frequency due to the body change of the user P (step S310). When the user P is sleeping, the bladder volume measurement unit 220 may determine a bladder impedance frequency indicating a change in the bladder volume from the impedance frequency (step S320). The urination time prediction unit 230 may predict the urination time of the user P in advance based on the change in the bladder impedance frequency.

도 4은 도 1에 있는 배뇨 예측 장치가 보호자 단말과 연동하여 배뇨 시점의 예측 결과를 제공하는 일 실시예를 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment in which the urination prediction device in FIG. 1 provides a prediction result at the time of urination in conjunction with a guardian terminal.

도 4에서, 배뇨 예측 장치(110)는 사용자(P)에 의해 착용될 수 있는 웨어러블 기기로서 허리 벨트로 구현될 수 있고, 사용자(P)의 신체 변화로 인한 임피던스 주파수의 측정을 기반으로 상기 서술한 바와 같은 배뇨 시점의 예측을 수행할 수 있다. 배뇨 예측 장치(110)는 사용자(P)에 관한 측정 신호를 처리하는 드라이버, 아날로그 신호로서 검출된 측정 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog to digital converter), 디지털 신호로 변환된 측정 신호를 처리하여 배뇨 시점의 예측을 수행하는 MCU(Micro Controller Unit) 및 예측 과정에서 처리 요구되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 DAC(digital to analog converter)로 구현될 수 있다.In FIG. 4, the urination prediction apparatus 110 may be implemented as a waist belt as a wearable device that can be worn by the user P, and the above description is based on the measurement of the impedance frequency due to the body change of the user P It is possible to perform prediction of the time of urination as described above. The urination prediction device 110 processes a driver that processes a measurement signal related to the user P, an analog to digital converter (ADC) that converts the measurement signal detected as an analog signal into a digital signal, and processes the measurement signal converted into a digital signal. Therefore, it may be implemented as a microcontroller unit (MCU) that performs prediction of urination timing and a digital to analog converter (DAC) that converts a digital signal required for processing in the prediction process into an analog signal.

배뇨 예측 장치(110)는 보호자 단말(120)에 설치된 배뇨 관리 에이전트를 통해 블루투스를 통해 페어링된 보호자 단말(120)과 연결될 수 있고, 임피던스 주파수의 분석을 통해 사용자(P)의 현재 상태에 관해 분석한 결과를 배뇨 관리 에이전트에 제공할 수 있다.The urination prediction apparatus 110 may be connected to the guardian terminal 120 paired via Bluetooth through a urination management agent installed in the guardian terminal 120, and analyzes the current state of the user P through analysis of the impedance frequency One result can be provided to a urination management agent.

보호자 단말(120)는 배뇨 예측 장치(110)와 연동하여 전류원으로서 제공되는 주파수의 설정을 세부 조정하는 주파수 조정(frequency control), 사용자(P)의 배뇨 시점을 수동으로 저장하기 위한 조건 마킹(condition marking) 및 배뇨 시점의 예측 결과 또는 방광 볼륨의 모니터링 결과를 디스플레이하기 위한 데이터 디스플레이(data diplay) 기능을 제공할 수 있다.The guardian terminal 120 works in conjunction with the urination prediction device 110 to adjust the frequency of the frequency provided as a current source in detail (frequency control), a condition for manually storing the urination time of the user P (condition marking) It may provide a data diplay function for displaying a prediction result of marking and urination time or a monitoring result of bladder volume.

도 5는 도 2에 있는 배뇨 예측 장치가 배뇨 시점을 예측하는 과정의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다. 보다 구체적으로, 도 5a는 배뇨 예측 장치(110)가 배뇨 시점의 예측을 수행하는 과정을 나타내고, 도 5b는 해당 예측의 수행 과정 중에 동잡음 제거를 수행하는 과정을 나타내며, 도 5c 내지 도 5e는 이러한 과정에서 생성되는 신호들의 일 실시 그래프들을 나타낸다.FIG. 5 is a block diagram for explaining an embodiment of a process in which the urination prediction device in FIG. 2 predicts a urination time point. More specifically, FIG. 5A shows a process in which the urination prediction apparatus 110 performs prediction of the time of urination, FIG. 5B shows a process of removing noise during the process of performing the prediction, and FIGS. 5C to 5E are Shown are graphs of one implementation of signals generated in this process.

도 5a에서, 배뇨 예측 장치(110)는 속옷으로 구현될 수 있고, 사용자(P)에 의해 착용되면 사용자(P)의 신체와 접촉하여 전극들(212) 중 일부를 통해 심전도(ECG)를 측정하여 심박수(heart rate, HR)를 검출할 수 있으며, 다른 일부를 통해 생체 임피던스(Bio-Impedance Analysis, BIA)를 임피던스 주파수로서 측정하여 방광 볼륨 상태(bladder condition)을 검출할 수 있으며, 나머지를 통해 수분을 감지하여 야뇨 발생 여부를 검출할 수 있다. 배뇨 예측 장치(110)는 발목 인근에 부착된 가속도 센서(510)를 통해 발목 움직임을 감지하여 발목 떨림(PLMS)의 발생 여부를 검출할 수 있다.In FIG. 5A, the urination prediction device 110 may be implemented as underwear, and when worn by the user P, contacts the body of the user P to measure the electrocardiogram (ECG) through some of the electrodes 212. The heart rate (HR) can be detected, and the bladder condition can be detected by measuring the bio-impedance analysis (BIA) as the impedance frequency through the other part. By detecting moisture, it is possible to detect whether enuresis occurs. The urination prediction device 110 may detect ankle tremor (PLMS) by detecting ankle movement through an acceleration sensor 510 attached to the ankle.

배뇨 예측 장치(110)는 상기와 같이 검출된 심박수, 방광 볼륨 상태, 야뇨 발생 여부 및 발목 떨림 발생 여부를 기 학습된 배뇨 시점 예측 모델에 적용하여 이들이 종합적으로 고려된 배뇨 예측 및 배뇨 시점의 예측을 수행할 수 있고, 배뇨 시점이 예측되었거나 근접 또는 임박한 것으로 판단되면 사용자(P)에게 물리적 자극을 제공하거나 보호자 단말(120)에 이에 관한 알림 메시지를 제공하여 사용자(P)가 깨어나도록 지원함으로써 사용자(P)의 야뇨증이 개선되도록 할 수 있다.The urination prediction apparatus 110 applies the detected heart rate, bladder volume state, whether urine occurs, and whether ankle tremors are generated to the pre-trained urination timing prediction model, thereby predicting the urination prediction and the urination timing, which are comprehensively considered. If it is possible to perform, and when it is determined that the time of urination is predicted or approaching or imminent, the user P may be awakened by providing a physical stimulus to the user P or providing a notification message to the guardian terminal 120 to assist the user P to wake up ( P) enuresis can be improved.

배뇨 예측 장치(110)는 메모리 또는 네트워크를 통해 연결된 별도의 배뇨 관리 서버(미도시됨)을 통해 사용자마다 개별화된 배뇨 시점 예측 모델을 관리할 수 있고, 사용자(P)의 배뇨 발생 시점에 관한 검출을 통해 신경망 학습을 수행하여 배뇨 시점 예측 모델을 갱신할 수 있다.The urination prediction device 110 may manage an individualized urination timing prediction model for each user through a separate urination management server (not shown) connected through a memory or a network, and detects the urination occurrence time of the user P Through this, neural network learning can be performed to update the urination timing prediction model.

도 5b에서, 배뇨 예측 장치(110)는 전극들(212)을 통해 50kHz의 전류와 10kHz의 전류를 사용자(P)의 신체에 교번 인가하여 제1 임피던스 주파수(Z_50kHz)와 제2 임피던스 주파수(Z_10kHz)를 검출할 수 있고, 특정 시간 구간 동안 제1 임피던스 주파수(Z_50kHz)와 제2 임피던스 주파수(Z_10kHz)를 수집하여 시계열적으로 분석할 수 있다(도 5c 참조). In FIG. 5B, the urination prediction device 110 alternately applies a current of 50 kHz and a current of 10 kHz to the body of the user P through the electrodes 212, so that the first impedance frequency (Z _{50 kHz} ) and the second impedance frequency ( Z _{10 kHz} ) can be detected, and the first impedance frequency (Z _{50 kHz} ) and the second impedance frequency (Z _{10 kHz} ) can be collected and analyzed in time series for a specific time period (see FIG. 5C).

제1 임피던스 주파수(Z_50kHz)와 제2 임피던스 주파수(Z_10kHz)는 해당 주파수에 따라 측정된 복부에서의 임피던스를 나타낸다. 방광 볼륨은 소변량 증가에 따라 체적 변화의 발생으로 증가되고, 복부에서의 임피던스는 소변에 포함된 수분의 증가로 인해 감소되는 형태로 나타난다. 이에 따라, 도 5c에서와 같이, 제1 임피던스 주파수(Z_50kHz)와 제2 임피던스 주파수(Z_10kHz)는 다른 변수가 없다면 시간에 따라 조금씩 감소되는 형태로 관측될 수 있다.The first impedance frequency (Z _{50 kHz} ) and the second impedance frequency (Z _{10 kHz} ) indicate the impedance in the abdomen measured according to the corresponding frequency. The bladder volume increases as the volume of urine increases, and the impedance in the abdomen decreases as the amount of water contained in the urine decreases. Accordingly, as shown in FIG. 5C, the first impedance frequency (Z _{50 kHz} ) and the second impedance frequency (Z _{10 kHz} ) can be observed in a form that decreases slightly with time if there are no other variables.

배뇨 예측 장치(110)는 제1 임피던스 주파수(Z_50kHz)와 제2 임피던스 주파수(Z_10kHz)를 기초로 사용자(P)의 자세를 결정할 수 있고, 도 5c에서와 같이, 제1 임피던스 주파수(Z_50kHz)와 제2 임피던스 주파수(Z_10kHz)의 임피던스 값에 따라 앉은 상태, 앉아있는 상태 또는 누워있는 상태로 결정할 수 있다.The urination prediction apparatus 110 may determine the posture of the user P based on the first impedance frequency (Z _{50 kHz} ) and the second impedance frequency (Z _{10 kHz} ), and as shown in FIG. 5C, the first impedance frequency (Z) _50kHz ) and the impedance value of the second impedance frequency (Z _10kHz ) can be determined as sitting, sitting or lying.

배뇨 예측 장치(110)는 제1 임피던스 주파수(Z_50kHz)와 제2 임피던스 주파수(Z_10kHz)를 기초로 사용자 움직임에 관한 노이즈를 제거하는 동잡음 제거를 수행하여 움직임 제거 임피던스 주파수(도 5c 또는 도 5d의 motion reduction 그래프)를 생성할 수 있고, 예를 들어, 도 5b에서와 같이, 사용자 움직임 측정을 위한 제2 임피던스 주파수(Z_10kHz)에 관한 미분 결과 및 방광 볼륨 측정과 사용자 움직임 측정을 위한 제1 임피던스 주파수(Z_50kHz)에 관한 미분 결과를 기초로 동잡음 제거를 수행하여 움직임 제거 임피던스 주파수를 생성할 수 있다.The urination prediction apparatus 110 performs motion noise removal to remove noise related to user motion based on the first impedance frequency (Z _{50 kHz} ) and the second impedance frequency (Z _{10 kHz} ), thereby removing the motion impedance impedance frequency (FIG. 5C or FIG. 5d motion reduction graph), for example, as shown in FIG. 5B, the differential result for the second impedance frequency (Z _{10 kHz} ) for user motion measurement and the bladder volume measurement and the user motion measurement Based on the differential result for 1 impedance frequency (Z _{50 kHz} ), it is possible to generate a motion-eliminating impedance frequency by performing noise reduction.

배뇨 예측 장치(110)는 움직임 제거 임피던스 주파수에 관한 평활화 연산을 통해 방광 임피던스 주파수(도 5e의 differential 그래프)를 생성할 수 있고, 방광 임피던스 주파수가 양의 부호가 되면 해당 시점을 사용자(P)가 소변 마려움을 인지할 것으로 예측되는 예측 인지 시점으로 결정하고, 해당 예측 인지 시점으로부터 특정 시간 후의 시점을 배뇨 시점으로 예측할 수 있다.The urination prediction apparatus 110 may generate a bladder impedance frequency (a differential graph in FIG. 5E) through a smoothing operation on the motion elimination impedance frequency, and when the bladder impedance frequency becomes a positive sign, the user P It is determined as a predicted cognitive time point that is predicted to recognize urine dryness, and a time point after a specific time from the predicted cognitive time point can be predicted as a urination time point.

배뇨 예측 장치(110)는 임피던스 주파수의 분석 결과를 기초로 사용자(P)의 최대 방광 임피던스와 최소 방광 임피던스의 평균 값을 검출할 수 있고, 평균적인 최대 방광 임피던스와 최소 방광 임피던스 간의 임피던스 차이(Zref)를 기초로 사용자(P)의 방광 사이즈를 예측할 수 있으며, 예측된 방광 사이즈를 배뇨 시점의 예측 과정에 반영할 수 있다. 배뇨 예측 장치(110)는 임피던스 주파수를 기초로 수면 중 움직임을 검출하여 수면 상태를 모니터링할 수도 있다.The urination prediction apparatus 110 may detect the average value of the maximum bladder impedance and the minimum bladder impedance of the user P based on the analysis result of the impedance frequency, and the impedance difference (Zref) between the average maximum bladder impedance and the minimum bladder impedance ), The bladder size of the user P can be predicted, and the predicted bladder size can be reflected in the prediction process at the time of urination. The urination prediction device 110 may monitor the state of sleep by detecting movement during sleep based on the impedance frequency.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to preferred embodiments of the present application, those skilled in the art variously modify the present application without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed.

100: 배뇨 예측 시스템
110: 배뇨 예측 장치 120: 보호자 단말
210: 사용자 수면 결정부 212: 전극들
220: 방광 볼륨 측정부 230: 배뇨 시점 예측부
240: 제어부100: urination prediction system
110: urination prediction device 120: guardian terminal
210: user sleep determination unit 212: electrodes
220: bladder volume measurement unit 230: urination timing prediction unit
240: control unit

Claims

사용자의 신체 변화로 인한 임피던스 주파수를 측정하여 상기 사용자가 수면 중인지 여부를 결정하는 사용자 수면 결정부;
상기 사용자가 수면 중인 경우에는 상기 임피던스 주파수로부터 방광 볼륨 변화를 나타내는 방광 임피던스 주파수를 결정하는 방광 볼륨 측정부; 및
상기 방광 임피던스 주파수의 변화를 기초로 상기 사용자의 배뇨 시점을 사전에 예측하는 배뇨 시점 예측부를 포함하는 배뇨 예측 장치.
A user sleep determination unit determining whether the user is sleeping by measuring an impedance frequency due to a user's body change;
A bladder volume measurement unit that determines a bladder impedance frequency representing a change in bladder volume from the impedance frequency when the user is sleeping; And
A urination prediction apparatus including a urination timing prediction unit that predicts a user's urination timing in advance based on a change in the bladder impedance frequency.

제1항에 있어서, 상기 사용자 수면 결정부는
상기 사용자의 아랫배 인근에 부착된 전극들을 통해 상기 임피던스 주파수를 측정하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 1, wherein the user sleep determination unit
Urination prediction device, characterized in that for measuring the impedance frequency through the electrodes attached to the user's lower belly.

제2항에 있어서, 상기 사용자 수면 결정부는
상기 전극들을 통해 제1 대역의 임피던스 주파수와 제2 대역의 임피던스 주파수를 검출하여 상기 임피던스 주파수를 생성하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 2, wherein the user sleep determination unit
A device for predicting urination, wherein the impedance frequency is generated by detecting the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band through the electrodes.

제3항에 있어서, 상기 사용자 수면 결정부는
상기 제1 대역의 임피던스 주파수와 상기 제2 대역의 임피던스 주파수를 제1 및 제2 시간 주기들로 교번하여 검출하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 3, wherein the user sleep determination unit
The urination prediction apparatus characterized in that the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band are alternately detected at first and second time periods.

제3항에 있어서, 상기 사용자 수면 결정부는
상기 제1 대역의 임피던스 주파수와 상기 제2 대역의 임피던스 주파수 각각을 동시에 검출하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 3, wherein the user sleep determination unit
The urination prediction apparatus, characterized in that the impedance frequency of the first band and the impedance frequency of the second band are detected simultaneously.

제2항에 있어서, 상기 방광 볼륨 측정부는
상기 임피던스 주파수를 구성하는 제1 대역의 임피던스 주파수를 평활하여 상기 방광 임피던스 주파수를 생성하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
According to claim 2, The bladder volume measuring unit
A urination prediction device characterized in that the bladder impedance frequency is generated by smoothing the impedance frequency of the first band constituting the impedance frequency.

제6항에 있어서, 상기 배뇨 시점 예측부는
상기 방광 임피던스 주파수의 변화율을 산출하여 상기 변화율이 특정 기준 이상인 시점으로부터 특정 시간만큼 떨어진 시점을 상기 배뇨 시점으로 결정하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 6, wherein the urination point prediction unit
The urination prediction apparatus, characterized in that by calculating a rate of change of the bladder impedance frequency, the time point at which the rate of change is more than a specific criterion is determined as a urination time point.

제7항에 있어서, 상기 특정 시간은
상기 사용자의 배뇨 발생 시점에 관한 검출을 통해 사용자마다 개별화된 신경망 학습을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 7, wherein the specific time
A urination prediction apparatus, characterized in that it is determined through individualized neural network learning for each user through detection of the time of urination of the user.

제7항에 있어서, 상기 배뇨 시점 예측부는
상기 변화율이 특정 기준 이상이면 상기 사용자에게 물리적 자극을 제공함으로써 상기 사용자가 깨어나도록 하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 7, wherein the urination timing prediction unit
If the rate of change is greater than a certain criterion, a urination prediction device characterized in that the user is awakened by providing a physical stimulus to the user.

제1항에 있어서, 상기 배뇨 예측 장치는
상기 사용자의 속옷으로 구현되는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
According to claim 1, The device for predicting urination
Urination prediction device, characterized in that implemented in the user's underwear.

제2항에 있어서, 상기 배뇨 시점 예측부는
상기 전극들을 통해 측정된 상기 사용자의 심전도를 기초로 빈맥(tachycardia)의 발생 여부를 결정하여 상기 배뇨 시점을 조정하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 2, wherein the urination point prediction unit
A device for predicting urination, wherein the urination timing is adjusted by determining whether tachycardia occurs based on the user's electrocardiogram measured through the electrodes.

제2항에 있어서, 상기 배뇨 시점 예측부는
상기 사용자의 발목 인근에 부착된 가속도 센서를 통해 측정된 상기 사용자의 발목 움직임을 기초로 발목 떨림(PLMS, Periotic Leg Movement in Sleep)의 발생 여부를 결정하여 상기 배뇨 시점을 조정하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 2, wherein the urination point prediction unit
Urination characterized by determining whether an ankle tremor (PLMS, Periotic Leg Movement in Sleep) occurs based on the user's ankle movement measured by an acceleration sensor attached to the user's ankle, and adjusting the urination time Prediction device.

제1항에 있어서, 상기 배뇨 시점 예측부는
상기 배뇨 시점이 예측되면 상기 임피던스 주파수의 측정 과정에서 검출된 노이즈 크기를 기초로 상기 예측된 배뇨 시점의 정확도를 산출하고, 상기 산출된 정확도가 기준 정확도 이상이면 보호자 단말에 상기 배뇨 시점의 예측에 관한 배뇨 시점 예측 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 1, wherein the urination point prediction unit
When the urination time is predicted, the accuracy of the predicted urination time is calculated based on the noise level detected in the measurement process of the impedance frequency, and when the calculated accuracy is greater than a reference accuracy, the guardian terminal relates to the prediction of the urination time Urination prediction device, characterized in that for transmitting a urination time prediction message.

제13항에 있어서, 상기 배뇨 시점 예측부는
상기 산출된 정확도가 기준 정확도 미만이면 상기 사용자가 깨어나도록 상기 사용자에게 제공하는 물리적 자극의 강도를 하향 조정하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
The method of claim 13, wherein the urination point prediction unit
If the calculated accuracy is less than the reference accuracy, the urination predicting apparatus, characterized in that downward adjustment of the intensity of the physical stimulus provided to the user so that the user wakes up.

제1항에 있어서,
상기 사용자가 수면 중이 아닌 경우에는 상기 방광 임피던스 주파수와 사용자에 의해 입력된 배뇨 시점을 주간 배뇨 데이터로서 관리하고, 상기 주간 배뇨 데이터를 기초로 머신 러닝을 수행하여 사용자마다 개별화된 배뇨 시점 예측 모델을 갱신하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배뇨 예측 장치.
According to claim 1,
When the user is not sleeping, the bladder impedance frequency and the urination time point input by the user are managed as weekly urination data, and machine learning is performed based on the weekly urination data to update a personalized urination time point prediction model for each user. Urination prediction apparatus further comprising a function to.

배뇨 예측 장치에 의해 수행되는 배뇨 예측 방법에 있어서,
(a) 사용자의 신체 변화로 인한 임피던스 주파수를 측정하여 상기 사용자가 수면 중인지 여부를 결정하는 단계;
(b) 상기 사용자가 수면 중인 경우에는 상기 임피던스 주파수로부터 방광 볼륨 변화를 나타내는 방광 임피던스 주파수를 결정하는 하는 단계; 및
(c) 상기 방광 임피던스 주파수의 변화를 기초로 상기 사용자의 배뇨 시점을 사전에 예측하는 단계를 포함하는 배뇨 예측 방법.
In the urination prediction method performed by the urination prediction device,
(a) measuring an impedance frequency due to a user's body change to determine whether the user is sleeping;
(b) determining a bladder impedance frequency indicating a change in bladder volume from the impedance frequency when the user is sleeping; And
(c) predicting a urination time point of the user in advance based on a change in the bladder impedance frequency.