KR20110011195A - 응급 상태 모니터링 시스템 - Google Patents

응급 상태 모니터링 시스템 Download PDF

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KR20110011195A
KR20110011195A KR1020090068730A KR20090068730A KR20110011195A KR 20110011195 A KR20110011195 A KR 20110011195A KR 1020090068730 A KR1020090068730 A KR 1020090068730A KR 20090068730 A KR20090068730 A KR 20090068730A KR 20110011195 A KR20110011195 A KR 20110011195A
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emergency
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monitoring terminal
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KR1020090068730A
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송지훈
신동익
허수진
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시스레인 주식회사
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Abstract

본 발명은 응급 상태 모니터링 시스템에 관한 것으로, 피측정자의 발목에 모니터링 단말기를 착용시키고 모니터링 단말기에서 피측정자의 산소 포화도 및 심장 박동 수 중 적어도 하나의 생체 신호를 측정하고, 피측정자의 움직임 상태 및 움직임 속도 등을 통해 피측정자의 행동 패턴을 측정하며, 이렇게 측정한 정보를 중앙관리센터에 제공하고 중앙관리센터에서 다시 의료기관과 공공기관에 해당 측정 정보를 제공하여, 진료를 요하는 상황에서 의료기관에서 의료 서비스를 제공하고 긴급 상황시에 공공기관에서 차량 출동 등의 서비스를 제공하게 한다.
모니터링, 노인, 생체신호, 활동성, 의료기관, 공공기관

Description

응급 상태 모니터링 시스템{Emergency state monitoring system}
본 발명은 환자나 노인 등의 피측정자의 상태를 모니터링하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피측정자의 발목에 착용된 모니터링 단말기로부터 제공된 피측정자의 생체 신호 및 행동 패턴을 기반으로 원격지에서 의료 서비스 제공 또는 긴급 출동 등의 서비스를 피측정자에게 제공할 수 있게 하는 모니터링 시스템에 관한 것이다.
무선 통신의 발달로, 원격지에서 피측정자(예; 환자, 노인, 거동 불편자 등)의 상태를 모니터링하는 서비스(즉, 모니터링 서비스)가 제공되고 있다.
그런데 이러한 모니터링 서비스는 수면중이거나 침대에 위치하는 등 일정 공간이나 장소에 있는 피측정자에 측정 장치를 착용시켜 각종 정보(예; 생체 정보 등)를 얻고 있다. 각종 정보를 얻는 다른 경우로 측정장치를 피측정자의 흉부에 장착시켜 활동중인 피측정자에 대한 상태를 측정하고 있기도 한다.
그러나 종래의 모니터링 서비스는 정상적인 활동을 할 수 있는 피측정자에게 고정 위치에서만 활동하게 하거나 흉부에 장치를 장착시켜 활동에 불편을 주는 문제가 있다.
즉, 고정 위치에서 피측정자의 상태를 모니터링하는 종래의 모니터링 서비스는 노인과 같이 정상적인 활동을 하다가 갑자기 위급 상황이 발생하게 되는 경우를 모니터링할 수 없고, 측정장치를 흉부에 장착하는 종래의 모니터링 서비스는 근력이 약한 노인이 항상 착용하고 정상적인 활동을 하게 함으로써 많은 불편함을 주는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목표는, 피측정자가 정상적인 생활에 불편함을 주지 않으면서 피측정자의 생체 신호 및 행동 패턴을 측정할 수 있게 하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목표는 피측정자가 정상적인 생활 중 갑자기 발생하는 되는 응급 상태나 과도 상태(응급 상태가 될 가능성이 있는 상태로, 응급 상태 발생 전 상태임)을 감지하여 적절한 조치가 피측정자에게 제공될 수 있게 하는 것이다.
상기 목표를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 시스템은, 피측정자의 발목에 착용되어 생체 신호 및 행동 패턴-정지상태 및 이동 상태을 측정하고, 상기 측정된 생체 신호 및 행동 패턴을 이용하여 응급 상태 및 응급 경고 상황 발생을 판단하며, 응급 상태, 응급 경고 상황 및 정상 상황에 상응하는 메시지를 외부로 전송하고, 응급 경고 상황 발생 시 응급 경고에 상응하는 경보를 발생시키며, 상기 행도 패턴을 이용하여 상기 피측정자의 총 활동량을 산출하여 제공하는 모니터링 단말기; 모니터링 단말기로부터 상기 응급 상태, 응급 경고 상황 및 정상 상황에 상응하는 메시지를 수신하고, 상기 응급 상태 시 피측정자 별로 기저장된 연락처를 이용하여 응급 상태 알림을 전송하며, 상기 상응하는 메시지에 포함된 생체 신호 및 행동 패턴을 피측정자 별로 매칭하여 저장하는 중앙관리서버; 상기 중앙관리서버로부터 상기 모니터링 단말기에서 제공한 각종 정보를 제공받고 제공받은 각종 정보를 분석하며 상기 피측정자에 부합하는 의료 정보를 제공하는 의료 기관; 및 상기 중앙관리서버로부터 상기 모니터링 단말기에서 제공한 각종 정보를 제공받고 제공받은 각종 정보를 분석하며 상기 피측정자에 부합하는 건강 정보를 제공하는 공공 기관 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면 피측정자의 발목에 착용된 모니터링 단말기로서, 피측정자가 정상적인 생활에 불편함을 주지 않게 하면서 생체 신호 및 행동 패턴 정보를 원격에서 수집할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 모니터링 단말기에서 제공하는 생체 신호 및 행동 패턴 정보를 통해 응급 상태 이전이나 응급 상태를 파악할 수 있게 한다. 피측정자의 발목에 착용됨으로써 가속도 센서를 이용한 피측정자의 행동 패턴 정보를 좀 더 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 응급 상태 발생 시 외부에 자동으로 응급 구조 요청을 할 수 있다.
이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 응급 상태 모니터링 시스템의 구조도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 응급 상태 모니터링 시스템은 모니터링 단말기(100), 중앙관리센터(200), 의료기관(300)과 공공기관(400)을 포함한다.
모니터링 단말기(100)는 피측정자의 발목에 착용된다. 이러한 모니터링 단말기(100)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 발목에 밀착되어 착용되는 본체부(100a)와 밴드부(100b)로 구성된다.
밴드부(100b)는 양단에 형성된 접착부재에 의해 양단이 서로 결합되어, 본체부(100a)를 발목에 고정시킨다. 밴드부(100b)는 가벼운 소재로 하여 착용시 이질감이나 중량감을 적게 하며, 쉽게 탈착 및 부착이 용이하게 한다. 밴드부(100b)와 본체부(100a)는 일체화된 형태일 수 있고, 본체부(100a)가 밴드부(100b)에 착탈되는 형태일 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 본체부(100a)를 모니터링 단말기(100)라 한다.
모니터링 단말기(100)는 주기적으로 피측정자의 심박수, 체온, 호흡수 및 활동성을 측정하여 중앙관리서버(200)에 제공한다. 여기서 활동성이란 피측정자가 얼마나 많이 움직였느냐를 수치로 나타낸 것이다.
모니터링 단말기(100)는 심박수, 체온, 호흡수 등을 측정하기 생체 신호를 파악하고, 활동성을 측정하기 위해 행동 패턴 정보를 생성한다. 그리고 모니터링 단말기(100)는 자신의 위치정보를 실시간으로 중앙관리서버(200)에게 알려 위급시 피측정자를 쉽게 찾을 수 있게 한다.
모니터링 단말기(100)는 응급 상태 발생이나 과도 상태 발생시 자체적으로 경보를 발생시키고, 특히 응급 상태 발생시에 무선 통신망을 통해 중앙관리서버(200)로 응급 구조 요청을 전송한다.
이하에서는 생체 신호 및 행동 패턴 그리고 위치정보를 모니터링 정보라 한다.
모니터링 단말기(100)는 측정한 모니터링 정보 또는 응급 상태나 과도 상태에 대한 정보를 전송하는 전송 수단으로 SMS 메시지(단문 메시지)를 이용하거나, 지그비(zigbee)나 RF(Radio Frequency) 신호 등의 근거리 무선 신호를 이용하거나, 망접속모듈(예; CDMA 모듈 등)을 이용한다.
물론 근거리 무선 신호를 이용하는 경우에는 모니터링 단말(100)에서 전송한 근거리 신호가 근거리 무선 수신 장치에 수신되고, 근거리 무선 수신 장치가 중앙관리서버(200)에게 실시간으로 모니터링 단말기(100)로부터 수신한 신호를 알리게 된다. 모니터링 단말기(100)에서 중앙관리서버(200)로 전송되는 신호에는 피측정자 또는/및 모니터링 단말기(100)를 식별할 수 있는 식별정보가 포함된다.
중앙관리서버(200)는 서비스 대상자(즉, 피측정자)에 대한 개인정보를 등록하고 있으며, 각 피측정자의 모니터링 단말기(100)로부터 수신된 정보를 해당 개인 정보에 매칭하여 관리한다. 또한 중앙관리서버(200)는 모니터링 단말(100)로부터 수신한 정보를 의료기관(300) 및 공공기관(400)에 제공한다.
중앙관리서버(200)는 무선 통신망을 통해 모니터링 단말기(100)로부터 생체 신호 정보, 행동 패턴 정보 및 응급 구조 요청 중 적어도 하나의 신호를 수신한다.
중앙관리서버(200)는 응급 상태가 발생하면 기설정된 응급 구조 기관 및 보호자의 연락처 등으로 응급 상태 발생 알림 및 응급 구조 요청을 전송할 수 있다.
또한, 중앙관리서버(200)는 해당 피측정자의 현재 생체 신호 정보 및 행동 패턴 정보를 확인 할 수 있는 웹(web) 페이지를 생성한다. 참고로, 피측정자의 보호자 또는 담당 의료진들은 인터넷 등을 통해 상기 웹 페이지에 접속할 수 있다.
의료기관(300)은 중앙관리서버(200)로부터 수신한 피측정자의 모니터링 정보를 수신하여 분석하고, 필요시 분석한 정보에 대응하는 개인 맞춤 처방을 피측정자에게 제공한다. 또한 의료기관(300)은 응급 상태나 과도 상태에 대한 정보를 수신하면 의료진을 피측정자에게 보낸다. 여기서 의료기관(300)은 피측정자가 지정하거나 피측정자의 거주지에 근접한 위치의 의료기관일 수 있다.
공공기관(400)은 소방방제청과 같은 응급시 응급 구호가 가능한 국가 기관이다. 공공기관(400)은 중앙관리서버(200)로부터 수신한 피측정자의 모니터링 정보를 수신하여 분석하고, 필요시 분석한 정보에 대응하는 건강 정보를 피측정자에게 제공한다. 또한 공공기관(400)은 응급 상태에 대한 정보를 수신하면 응급 구호를 위한 동작(차량 및 응급구호자 급파)을 수행한다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 단말 기(100)의 구조 및 동작에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 단말기의 구조를 나타내는 블록도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 실시예에 적용되는 가속도 센서의 좌표 축을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 행동 패턴을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 움직임 속도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 단말기(100)는 생체 신호 측정부(110), 행동 패턴 측정부(120), 응급 상태 판단부(130), 제어부(140), 무선 통신부(150) 및 GPS부(160)를 포함한다. 여기서 모니터링 단말기(100)는 휴대용 단말기이므로, 배터리를 이용하여 전원을 공급하는 구성이 탑재되어 있으나, 이러한 사항은 공지공용의 기술이므로 자세한 설명은 하지 않는다.
도 2에서는 본 발명의 실시예에 따른 생체 신호 측정부(110)가 터치 센서(111), 산소포화도 센서(112) 및 온도 센서(113) 등을 포함한 것을 나타내었다. 또한, 도 2에서는 본 발명의 실시예에 따른 행동 패턴 측정부(120)가 가속도 센서(121) 및 행동패턴 정보생성부(122)를 포함하는 것을 나타내었다.
생체 신호 측정부(110)는 도 2에서와 같이 피측정자의 생체 신호를 측정하기 위한 복수의 센서들(즉, 터치 센서, 산소포화도 센서, 온도 센서 등)로부터 측정된 생체 신호를 응급 상태 판단부(130)로 전송한다.
이때, 터치 센서(111)는 모니터링 단말기(100)가 피측정자의 신체에 밀착되어 피측정자의 피부에 닿으면 유효 신호(예를 들어, 디지털 신호의 하이(high) 신 호)를 발생시켜 응급 상태 판단부(130)로 전송한다. 즉, 터치 센서(111)는 피측정자가 모니터링 단말기(100)를 착용하였는지의 여부를 감지하는 센서이다.
산소포화도 센서(112)는 PPG(Photo plethysmo graphy) 센서로서, PPG 센서는 피측정자의 피부(특히, 본 발명의 실시예에서는 피측정자의 발목 피부)에 광원을 입사시킨 후 반사 또는 투과되는 광도를 측정한다.
온도 센서(113)는 피측정자의 체온을 측정하여 응급 상태 판단부(130)로 전송한다.
행동 패턴 측정부(120)는 피측정자의 활동성을 측정한다. 이를 위해 행동 패턴 측정부(120)는 가속도 센서(121)와 행동패턴 정보생성부(122)를 포함하며, 가속도 센서(121)를 통해 측정되는 결과를 이용하여 피측정자의 움직임 상태 및/또는 움직임 속도를 파악할 수 있는 행동 패턴 정보를 생성하고, 생성된 행동 패턴 정보를 응급 상태 판단부(130)로 전송한다.
구체적으로, 가속도 센서(121)는 피측정자의 움직임에 따라 모니터링 단말기(100)에 작용하는 힘(예를 들어, 중력, 움직임 등)을 시간 경과에 따라 측정하여 행동패턴 정보생성부(122)로 전송한다.
본 발명의 실시예에서는, 행동 패턴 측정부(120)의 가속도 센서(121)가 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 수직을 이루는 3개의 좌표 축들의 좌표 값들을 이용하여 피측정자의 움직임을 측정할 수 있는 3축 가속도 센서인 것을 나타내었다.
이때, 도 3의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 단말기(100) 즉, 본체(100a)를 도 3의 (b)와 같이, 피측정자의 발목에 장착하였을 때, 가속도 센 서(121)의 Y 축을 통해 피측정자의 상/하(즉, 위/아래)에 작용되는 힘을 측정하고, X 축을 통해 피측정자의 앞/뒤(즉, 정면/후면)에 작용되는 힘을 측정하고, Z 축을 통해 피측정자의 좌/우(즉, 오른쪽/왼쪽)에 작용되는 힘을 측정하는 것을 나타내었다.
행동패턴 정보생성부(122)는 가속도 센서(121)를 통해 측정된 각 좌표 축에 작용하는 힘에 기초하여 피측정자의 움직임 상태 및 움직임 속도를 분석하고, 분석한 정보를 기초로 하여 설정 기준시간(30초, 1분 등)을 단위로 하는 움직임 상태 및 움직임 속도를 나타내는 행동 패턴 정보를 생성하여 응급 상태 판단부(130)로 전송한다.
구체적으로, 행동패턴 정보생성부(122)는 가속도 센서(121)의 Y 축의 좌표 값(상, 하 방향의 값)의 변화에 기초하여 피측정자의 움직임 즉, 정지상태(예; 서있는 상태, 앉아있는 상태, 누워있는 상태)와 이동 상태(예; 걷는 상태, 뛰는 상태 등) 및/또는 움직임 속도를 측정한다.
행동패턴 정보생성부(122)에 입력되는 가속도 센서(121)의 출력의 일 예로는 도 4에 도시된 바와 같다.
도 4에서 (a) 그래프는 피측정자가 서있는 상태에서 가속도 센서(121)의 3축의 좌표 값을 시간 경과에 따라 나타낸 것이고, (b) 그래프는 앉아있는 정지 상태에서 가속도 센서(121)의 3축의 좌표 값을 시간 경과에 따라 나타낸 것이며, (c) 그래프는 피측정자가 걷고 있는 상태에서 가속도 센서(121)의 3축의 좌표 값을 시간 경과에 따라 나타낸 것이다.
행동패턴 정보생성부(122)는 도 4와 같이 입력되는 가속도 센서(121)의 출력에 대해 도 5에 도시된 바와 같이 우선, Y축에 대한 피크치(peak data)를 구한다. 즉, 행동패턴 정보생성부(122)는 도 5의 (a)와 같이 입력되는 Y축 데이터에 대해 도 5의 (b)와 같이 미분을 통해 피크값을 디텍팅한다.
이렇게 피크값만을 디텍팅하면, 도 5의 (b)와 같이 피크값의 값(value)과 피크값간의 간격(d)를 얻을 수 있게 된다.
이러한 피크값에 대한 그래프를 얻은 행동패턴 정보생성부(122)는 일정기준 시간(예: 30초, 1분 등)을 단위로 하는 행동 패턴을 생성하여 응급 상태 판단부(130)에 제공한다.
응급 상태 판단부(130)는 생체 신호 측정부(110)와 행동패턴 정보생성부(122)에서 제공하는 정보를 수신하여, 각 센서의 출력을 분석하고 분석한 모니터링 정보를 중앙관리서버(200)에 제공한다. 또한 응급 상태 판단부(130)는 각 센서의 출력에 대한 분석을 통해 응급 상태 또는 과도 상태를 판단하고 응급 상태 또는 과도 상태에 부합하는 동작을 수행한다.
응급 상태 판단부(130)는 응급 상태 발생이 확인되면 응급 상태 알림 메시지를 생성하여 제어부(140)로 전송한다. 참고로, 응급 상태 알림 메시지는 생체 신호 정보 및 행동 패턴 정보 중 적어도 하나의 정보와 응급 상태 식별자를 포함한다. 이때, 생체 신호 정보는 가장 최근에 측정된 산소포화도 정보, 심장 박동 정보, 체온 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하고, 행동 패턴 정보는 피측정자의 현재 움직임 상태 정보 및/또는 움직임 속도 정보를 포함한다.
응급 상태 판단부(130)는 터치 센서(111)의 출력으로 착용 여부를 판단하고, 온도 센서(112)의 출력으로 체온을 계산한다.
그리고 응급 상태 판단부(130)는 산소포화도 센서(112)의 출력(즉, 산소포화도)를 설정된 기준값과 비교하여 호흡 여부를 파악하고, 호흡 여부를 카운트하여 심장 박동 수를 산출한다. 그리고 이러한 체온, 심박수 등을 각각의 기준 값(이하, '응급 기준값'이라 한다)들과 비교하여 응급 상태 여부를 판단한다. 즉, 응급 상태 판단부(130)는 현재 측정된 산소 포화도가 기설정된 기준 산소 포화도 미만의 값을 갖고, 심장 박동 수가 기설정된 기준 박동 수에 대해 초과 또는 미만의 값을 가질 때 응급 상태가 발생한 것으로 판단한다. 또한, 응급 상태 판단부(130)는 온도 센서(113)를 통해 수신된 피측정자의 체온이 기설정된 기준 체온에 대해 초과 또는 미만의 값을 가질 때 응급 상태가 발생한 것으로 판단한다.
참고로, 상기 기준 산소 포화도, 기준 박동 수 및 기준 체온은 피측정자의 평소 정상치 산소 포화도, 심장 박동수 및 체온과 의료학 상의 안전 기준치에 기초하여 설정될 수 있다.
그리고, 응급 상태 판단부(130)는 행동패턴 정보생성부(122)에서 출력한 행동 패턴을 분석하여 피측정자의 상태 및 과도 상태 여부를 판단한다. 응급 상태 판단부(130)는 피츠정자의 상태 및 과도 상태 여부를 판단하기 위하여 피측정자를 대상으로 실험한 피측정자의 상태별 기본 패턴과 과도 상태 임계값을 저장하고 있다.
여기서 피측정자의 상태는 다음과 같이 파악한다.
응급 상태 판단부(130)는 도 4의 (a), (b), (c) 그래프에서와 같이 가속도 센서(121)의 Y 축에 작용하는 힘의 값(즉, Y 축 좌표의 피크값)에 따라 정지 상태나 이동 상태 등을 구분한다.
정지 상태는 서있는 상태, 앉아있는 상태, 누워있는 상태 등이 있다.
정지 상태는 값이 시간의 경과에 따라 각 축의 값의 변화가 거의 없는 상태이다.
그러나, 서있거나 앉아있는 상태는 Y 축이 지면방향 즉, 아래쪽을 향하게 된다. 이 경우에 Y 축으로 1g(중력값)의 중력이 가해지게 된다(예; Y축 값= -1g). 그러나 누워있는 상태에서는 Y축으로 중력이 가해지지 않게 된다(예; Y축 값 = 0).
따라서, Y 축의 좌표 값이 시간의 경과에 따라 변화가 없는 경우 응급 상태 판단부(130)는 피측정자가 서있거나 앉아 있는 상태로 판단하며, 그 값이 없는 경우에 누워있는 상태로 판단한다. 물론, 서있는 경우에는 앞으로 진행하거나 뒤로 진행하는 중에 서는 것이므로 초기에 X축의 파형 변화가 발생하고, 앉는 경우에는 서 있는 상태에서 아래 쪽으로 힘이 이동하기 때문에 X축의 파형 변화가 거의 없어 차이가 있긴 하지만, 이러한 초기의 변화를 제외하면 거의 동일하다.
한편, 이동 상태는 걷는 상태와 뛰는 상태 등이 있다.
도 4의 (c) 그래프에서는 피측정자가 걷거나 뛰고 있는 동작 상태일 때 가속도 센서(121)의 3축 좌표 값을 시간 경과에 따라 나타내었다. 이때, 도 4의 (c) 그래프에서와 같이 가속도 센서(121)의 Y 축 좌표 값이 시간의 경과에 따라 변화하는 경우 응급 상태 판단부(130)는 피측정자의 상태를 동작 상태로 판단한다.
그리고, 응급 상태 판단부(130)는 가속도 센서(121)의 Y 축의 피크(peak) 값 과 피크값간의 간격(d)를 이용하여 피측정자가 걷고 있는지 또는 뛰고 있는지를 파악한다. 피크값은 피측정자에 작용한 중력 즉, 피측정자가 행한 힘의 정도이고, 간격(d)은 보폭을 의미한다.
여기서, 응급 상태 판단부(130)는 피측정자를 대상으로 실험하여 얻은 정상 보폭(걷기)시의 Y축의 피크값과 간격(d)에 대한 기본 패턴 정보가 저장되어 있다.
따라서, 응급 상태 판단부(130)는 행동패턴 정보생성부(122)에서 제공한 행동 패턴에서 피크값을 기본 패턴 정보의 피크값과 비교하고, 수신한 행동 패턴에서 설정시간 내의 간격(d)의 횟수를 기본 패턴 정보에서 설정시간 내의 간격의 횟수와 비교한다. 여기서, 설정시간 내의 간격(d)의 횟수는 속도로 환산될 수 있다.
만약, 기본 패턴의 피크값보다 크고, 간격의 횟수가 많으면, 응급 상태 판단부(130)는 피측정자가 뛰고 있는 상태라고 판단한다.
한편, 응급 상태 판단부(130)는 활동량을 측정한다.
활동량의 측정은 행동 패턴의 피크값을 기준으로 한다. 응급 상태 판단부(130)는 행동 패턴의 피크값을 누적 연산하여 산출하며, 측정한 활동량이 과도 상태 임계값 이상이 되면 과도 상태이라고 한다. 예컨대, 피측정자가 뛰고 있는 상태에서의 활동량과 걷고 있는 상태의 활동량과 비교하면, 뛰고 있는 상태는 피크값이 걷고 있는 상태보다 크고, 설정 시간내에 피크값이 나타나는 횟수가 많으므로, 걷고 있는 상태의 활동량보다 높게 나타난다.
과도 상태는 피측정자가 무리하게 활동을 하여 피측정자가 견디기 힘든 육체적 상태가 되고 있음을 나타내는 상황이다.
여기서, 응급 상태 판단부(130)는 활동량을 산출함에 있어서, 연속하는 걷기 또는 뛰기 상황에서의 피크값을 이용한다. 즉, 응급 상태 판단부(130)는 피크값을 누적하여 산출하는 중에, 행동 패턴이 서기나 앉기 또는 눕기 등의 정지 상태가 되면 더 이상 피크값을 누적 산출하는 동작을 하지 않는다. 즉 중지한다. 그리고 다시 피측정자가 뛰거나 걷으면 이전에 산출한 활동량을 리셋한 후 새로 활동량을 산출한다. 물론 응급 상태 판단부(130)는 피측정자의 정지상태(즉, 서기, 앉기, 눕기)의 지속 시간을 체크하여 피측정자가 충분히 쉬었다고 판단되는 기준 시간을 초과하는 경우에 이전에 산출한 총 피크값을 리셋하고, 그렇지 않는 경우이면 이전에 산출한 총 피크값에 새로운 뛰기 또는 걷기 상태의 피크값을 누적하여 총 피크값을 산출한다.
응급 상태 판단부(130)는 총 피크값을 중앙관리서버(200)에 모니터링 정보로 제공한다.
이상에서는, 응급 상태 판단부(130)가 각 생체 신호 즉, 산소 포화도, 심장 박동 수, 체온 등의 파라미터에 대해 각각 응급 상태를 판단하는 것을 설명하였다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 응급 상태 판단부(130)는 상기 각 생체 신호들 중 적어도 하나의 생체 신호가 기설정된 기준 범위 값 외의 값을 갖는 것으로 판단될 때 또는 상기 각 생체 신호가 모두 기설정된 기준 범위 값 외의 값을 갖는 것으로 판단될 때 응급 상태가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
참고로, 응급 상태 판단부(130)는 생체 신호 측정부(110)의 터치 센서(111)를 통해 유효 신호가 수신되면 생체 신호 측정이 시작된 것으로 판단하고, 이후 수 신되는 생체 신호들을 이용하여 응급 상태 발생에 대한 판단 처리를 시작할 수 있다.
한편, 응급 상태 판단부(130)는 생체 신호 측정부(110)를 통해 측정된 생체 신호 및 행동 패턴 측정부(120)를 통해 수신된 행동 패턴 정보를 이용하여 응급 경고 상황을 판단한다. 그리고, 응급 상태 판단부(130)는 응급 경고 상황이 발생한 것으로 판단되면 응급 경고 알림 메시지를 생성하여 제어부(140)로 전송한다. 참고로, 응급 경고 알림 메시지는 생체 신호 정보 및 행동 패턴 정보 중 적어도 하나의 정보와 응급 경고 식별자를 포함한다. 이때, 응급 경고 상황은 응급 상태와 구분되는 상황으로서 피측정자가 현재 상태를 자각할 수 있도록 경고하기 위한 단계이다.
구체적으로, 응급 상태 판단부(130)는 생체 신호 측정부(110)로부터 수신된 각 생체 신호를 각각의 기준 값(이하, '경고 기준값'이라 함)들과 비교한다. 참고로, 상기 경고 기준 값은 상기 응급 기준 값과 상이한 기준 값이며, 피측정자의 평소 정상치 생체 신호 및 행동 패턴에 기초하여 응급 상태 발생이 우려될 정도(즉, 과도 상태)의 수치를 상기 경고 기준 값으로 설정될 수 있다.
이때, 응급 상태 판단부(130)는 상기 각 생체 신호들 중 적어도 하나의 생체 신호가 경고 기준 값 범위 외의 값을 갖는 것으로 판단될 때 또는 상기 각 생체 신호가 모두 기설정된 경고 기준 값의 범위 외의 값을 갖는 것으로 판단될 때 응급 경고 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 피측정자의 산소 포화도 및 심장 박동 수가 응급 상태 발생이 우려될 정도의 수치로 측정될 경우 응급 경고 상황으 로 판단한다.
또한, 응급 상태 판단부(130)는 행동 패턴 측정부(120)로부터 수신된 움직임 속도를 기설정된 기준 속도와 비교한다. 그리고, 응급 상태 판단부(130)는 일정 시간 내에 수신되는 움직임 속도가 상기 기준 속도를 초과할 때 또는 상기 수신되는 움직임 속도가 상기 기준 속도를 초과하여 기설정된 기준 기간 이상 지속될 경우 응급 경고 상황으로 판단한다. 즉, 피측정자가 기준 속도 이상으로 뛰거나 걷고 있거나, 기준 시간 이상 기준 속도 이상으로 걷거나 뛰는 경우 응급 상태가 발생될 수 있는 응급 경고 상황으로 판단한다.
본 발명의 실시예에 따른 응급 상태 판단부(130)는 상기 각 생체 신호들 중 적어도 하나의 생체 신호 또는 모든 생체 신호가 응급 경고 값 범위 이외의 값을 가질 때 및 행동 패턴이 응급 경고 상황에 부합될 때 응급 경고 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
한편, 응급 상태 판단부(130)는 응급 상태 또는 응급 경고 상황이 발생하지 않은 상태(즉, 정상 상황)에서는 주기적으로 건강 모니터링 정보 메시지를 생성하여 제어부(140)로 전송한다. 참고로, 건강 모니터링 정보 메시지는 측정된 생체 신호 정보 및 행동 패턴 정보 중 적어도 하나의 정보와 모니터링 식별자 등을 포함한다.
제어부(140)는 응급 상태 알림 메시지, 응급 경고 알림 메시지 및 건강 모니터링 정보 메시지를 수신하여, 해당 메시지에 포함된 식별자를 확인한다. 그리고, 제어부(140)는 각 메시지에 피측정자 식별 정보를 부가한 후 무선 통신부(150)를 통해 중앙관리서버(200) 등으로 전송한다. 참고로, 피측정자 식별 정보는 피측정자에게 기부여된 식별 번호이거나 모니터링 단말기(100)에 기부여된 단말기 식별 번호일 수 있다.
또한, 제어부(140)는 수신된 메시지에서 확인한 식별자가 응급 경고 식별자일 때 모니터링 단말기(100) 자체에 구비되는 디스플레이 화면(미도시) 및 스피커(미도시) 등을 통해 응급 경고를 출력한다. 참고로, 제어부(140)는 응급 경고 내용을 액정 화면(미도시)에 문자로 출력하거나 스피커(미도시)를 통해 경보음으로 출력할 수 있다.
무선 통신부(150)는 제어부(140)의 제어 신호에 따라 이동 통신망, 근거리 통신망 등의 무선 통신망 접속하여 응급 상태 알림 메시지, 응급 경고 알림 메시지 또는 건강 모니터링 정보 메시지를 중앙관리서버(200) 등의 외부로 전송한다.
GPS부(160)는 모니터링 단말기(100)의 현재 위치를 파악하여 제어부(140)에제공하여, 중앙관리서버(200)에 제공하는 모니터링 정보 메시지 또는 응급 상태 알림 메시지, 과도 상태 알림 메시지에 포함되게 한다.
한편, 이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 단말기(100)가 응급 상태 및 응급 경고 상황을 자체적으로 판단하여 응급 상태 알림 메시지 및 응급 경고 알림 메시지를 생성하는 것을 설명하였다.
그런데, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모니터링 단말기(100)는 피측정자의 생체 신호 및 행동 패턴을 측정하여 건강 모니터링 정보 메시지를 생성 및 무선 송신하고, 외부(예를 들어, 중앙관리서버)로부터 응급 상태 알림 메시지 또는 응급 경고 상황 메시지를 무선으로 수신하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모니터링 단말기(100)는 자체적으로 위치 정보부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모니터링 단말기(100)는 GPS 모듈 또는 이동통신 모듈을 장착할 수 있다. 그러면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 응급 상태 판단부(130)는 응급 상태가 발생한 것으로 판단되는 경우 위치 정보부(미도시)를 통해 피측정자의 현재 위치 정보를 획득하고, 획득한 위치 정보를 더 포함하는 응급 상태 알림 메시지를 생성한다. 참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 정보부(미도시)는 GPS 모듈을 통해 현재 피측정자의 위치를 획득하거나 이동통신 모듈을 통해 현재 접속되는 이동통신 기지국으로부터 위치 정보를 획득할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중앙관리서버를 설명하기 위한 구조도이다.
도 6에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 중앙관리서버(200)는 무선 통신부(210), 정보 관리부(220), 응급 상태 처리부(230) 및 웹 관리부(240)를 포함한다.
무선 통신부(210)는 무선 통신망을 통해 복수의 모니터링 단말기(100)로부터 응급 상태 알림 메시지, 응급 경고 알림 메시지 및 건강 모니터링 정보 메시지 중 어느 하나를 수신하여 정보 관리부(220)로 전달한다.
정보 관리부(220)는 수신된 응급 상태 알림 메시지, 응급 경고 알림 메시지 및 건강 모니터링 정보 메시지의 데이터 내용을 확인하여 피측정자의 생체 신호 정보 및 행동 패턴 정보를 피측정자의 식별 정보에 매칭하여 저장한다.
그리고, 정보 관리부(220)는 수신된 메시지로부터 응급 상태 식별자가 확인되면 응급 상태가 발생한 것으로 판단하고, 피측정자의 식별 정보를 포함하는 응급 상태 알림 메시지를 응급 상태 처리부(230)로 전달한다.
응급 상태 처리부(230)는 응급 상태 알림 메시지가 수신되면 유무선 통신망 또는 인터넷 망 등을 통해 기설정된 연락처로 응급 상태 알림 메시지를 전송한다.
이때, 응급 상태 처리부(230)는 응급 상태 알림 메시지에 포함된 피측정자의 식별 정보를 확인하고, 상기 피측정자의 식별 정보에 상응하여 기저장된 연락처 즉, 보호자 또는 응급 구조 센터를 확인할 수 있다.
웹 관리부(240)는 인터넷 망(미도시)에 접속하여 정보 관리부(220)를 통해 저장된 피측정자 별 생체 신호 정보 및 행동 패턴 정보를 실시간으로 웹 페이지에 업데이트 한다.
한편, 도 6에서는 본 발명의 실시예에 따른 중앙관리서버(200)가 모니터링 단말기(100)로부터 수신되는 응급 상태 알림 메시지, 응급 경고 알림 메시지 및 건강 모니터링 정보 메시지를 저장 및 관리하고, 응급 상태 발생시 해당 연락처로 응급 구조 요청을 하는 것을 나타내었다.
그런데, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙관리서버(200)는 건강 모니터링 정보 메시지를 수신하고, 건강 모니터링 정보 메시지에 포함된 생체 신호 및 행동 패턴 정보를 이용하여 피측정자의 응급 상태 및 응급 경고 상황을 판단하는 것이 가능하다. 이때, 다른 실시예에 따른 응급 상태 처리부(230)는 도 2의 응급 상태 판단부(130)와 동일한 동작을 통해 피측정자의 응급 상태를 판단할 수 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 응급 상태 모니터링 시스템의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 단말기의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 적용되는 가속도 센서의 좌표 축을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 행동 패턴을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 움직임 속도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중앙관리서버를 설명하기 위한 구조도이다.

Claims (5)

  1. 피측정자의 발목에 착용되어 생체 신호 및 행동 패턴-정지상태 및 이동 상태을 측정하고, 상기 측정된 생체 신호 및 행동 패턴을 이용하여 응급 상태 및 경고 상황 발생을 판단하며, 응급 상태, 응급 경고 상황 및 정상 상황에 상응하는 메시지를 외부로 전송하고, 응급 경고 상황 발생 시 응급 경고에 상응하는 경보를 발생시키며, 상기 행동 패턴을 이용하여 상기 피측정자의 활동량을 산출하여 제공하는 모니터링 단말기;
    모니터링 단말기로부터 상기 응급 상태, 응급 경고 상황 및 정상 상황에 상응하는 메시지를 수신하고, 상기 응급 상태 시 피측정자 별로 기저장된 연락처를 이용하여 응급 상태 알림을 전송하며, 상기 상응하는 메시지에 포함된 생체 신호 및 행동 패턴을 피측정자 별로 매칭하여 저장하는 중앙관리서버;
    상기 중앙관리서버로부터 상기 모니터링 단말기에서 제공한 각종 정보를 제공받고 제공받은 각종 정보를 분석하며 상기 피측정자에 부합하는 의료 정보를 제공하는 의료 기관; 및
    상기 중앙관리서버로부터 상기 모니터링 단말기에서 제공한 각종 정보를 제공받고 제공받은 각종 정보를 분석하며 상기 피측정자에 부합하는 건강 정보를 제공하는 공공 기관 포함하는 응급 상태 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 단말기는,
    PPG(Photo plethysmo graphy) 센서를 통해 피측정자의 생체 신호를 측정하고 가속도 센서를 통해 피측정자의 행동 패턴을 측정하여 상기 총 활동량을 산출하고, 응급 상태 및 응급 경고 상황 발생 및 정상 상황을 판단하는 것을 특징으로 하는 응급 상태 모니터링 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모니터링 단말기는,
    상기 피측정자의 상하 방향에 상응하는 상기 가속도 센서의 좌표 축의 좌표 값에 기초하여 상기 행동 패턴을 측정하는 것을 특징으로 하는 응급 상태 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모니터링 단말기는,
    상기 피측정자의 피부에 닿으면 유효 신호를 출력하는 터치 센서 및 상기 피측정자의 체온을 측정하는 온도 센서 중 적어도 하나의 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 응급 상태 모니터링 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 모니터링 단말기는,
    상기 측정된 생체 신호 및 행동 패턴 중 적어도 하나가 기설정된 경고 기준 값의 범위 이외의 값을 갖는 경우 응급 경고 내용을 디스플레이 하거나 경보음을 발생시키는 것을 특징으로 하는 응급 상태 모니터링 시스템.
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