KR20130134452A - 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템 - Google Patents

무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템에 관한 것으로, 사용자가 일상생활에서 주로 사용하는 차량, 의자, 침대, 시계에 생체정보센서를 탑재하고, 각 생체정보센서로부터 사용자의 스마트폰 또는 개인용컴퓨터로 수신하여 사용자의 상황별 건강상태 또는 스트레스 등을 산출하여 사용자에게 피드백해 주도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 사용자의 차량 핸들 및 운전석 시트에서 획득된 생체신호로부터 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 산출하는 차량 생체정보처리장치; 의자부터 획득된 생체신호로부터 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태와, 앉아있는 자세상태를 산출하는 의자 생체정보처리장치; 침대에 탑재된 생체신호로부터 건강상태 및 스트레스상태를 산출하는 침대 생체정보처리장치; 손목에서 생체신호를 획득하여 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 산출하는 손목타입 생체정보처리장치; 각 생체정보처리장치에서 전송된 건강상태, 스트레스상태, 감정상태 및 자세데이터를 무선으로 전송받아 각 상황 및 시간별로 스트레스상태 및 감정상태를 분석하고 화면에 표시하는 생체정보처리 단말기; 생체정보처리 단말기로부터 각 데이터를 전송받아 저장 및 제공하는 헬스케어서버;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템{Healthcare System using Bio Signal}
본 발명은 무구속 상태에서의 생체정보 획득 및 건강관리 시스템에 관한 것으로, 사용자의 일상생활에서 사용되어지는 장치 또는 기구들에 장착된 생체정보획득장치로부터 획득된 생체정보를 분석하여 사용자의 건강 또는 스트레스, 감성 등을 판단하도록 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템에 관한 것이다.
최근 급속한 전자기술과 정보통신 기술의 발전으로 인해 다양한 분야에서 사람들에게 편의를 제공하고 있다. 특히, 의료기구 및 시스템 분야에 활용 되어짐으로, 인간의 건강관리에 매우 유용한 유헬스케어(Ubiquitous Healthcare) 분야가 급속히 발전하고 있다.
즉, 생체정보센서와 첨단 무선통신 또는 의료기기 등을 이용하여, 사용자의 건강상태, 스트레스 및 건강상태를 원격에서 검진하고 위급상황을 알려주는 등의 헬스케어 서비스가 홈네트워크 환경에서 이루어지고 있다.
종래의 댁내 헬스케어 서비스를 위하어, 댁내 통신망을 이용한 유헬스케어 서비스 시스템이 국내 특허공개 제10-2008-0035364호(댁내 통신망을 이용한 유비쿼터스 헬스케어 서비스 시스템 및 그 방법)에 개시되어 있다.
도 1은 종래기술에 따른 댁내 유무선 통신망을 이용한 유비쿼터스 헬스케어 서비스 시스템의 구성도로서, 유비쿼터스 헬스케어 서비스는 인터넷(10)으로 상호 연결된 댁내 유비쿼터스 헬스케어 서비스 단말시스템(11), 유비쿼터스 헬스케어 서비스 서버시스템(12), 의료기관 시스템(13), 헬스클럽 시스템(14) 간의 상호 작용에 의하여 이루어진다.
즉, 유비쿼터스 헬스케어 서비스 시스템은 사용자의 가정 내에 위치하는 댁내 유비쿼터스 헬스케어 단말(Terminal)시스템(11)과 유비쿼터스 헬스케어 서버(Server)시스템(12)을 포함하여 이루어지는 것으로서, 이들은 인터넷(10)을 통하여 상호 연결되어 있으며 또한 인터넷을 통하여 의료기관 시스템(13)과 헬스클럽 시스템(14) 과도 연결(연계)되어 있다.
이와 같은 종래기술에 따른 유비쿼터스 헬스케어 서비스 시스템은 댁내에서 사용자가 유무선 통신망을 이용하여 생체정보를 수집 및 전송함으로써, U-헬스케어 센터에서 사용자의 생체정보 관리 및 사용자의 건강관리를 위해 측정을 유도하여 사용자로 하여금 자신의 건강 상태를 체크 하고 인지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
즉, 매일 주기적으로 가정 내에서 사용자가 측정기기를 통해 측정된 생체정보를 유무선 통신망을 통해 유비쿼터스 헬스케어 서버시스템으로 전송함에 있어서 사용자의 별도의 행위 없이도 자동으로 생체정보 데이터(이전 전송 과정에서 미전송된 생체정보를 포함)를 전송할 수 있게 하고, 그에 따라 유비쿼터스 헬스케어 서버시스템에서는 그 전송된 생체정보를 체계적으로 통합 관리하며, 주기적으로 측정정보를 분석하여 사용자에게 필요한 맞춤정보를 제공하는 효과가 있다.
그러나, 종래기술에 따른 유비쿼터스 헬스케어 서비스 시스템은 댁내에 서비스 단말시스템이 구축되어 있어야만 가능하다. 즉, 다수의 생체정보센서로부터 측정된 생체정보는 액세스포인트를 통해 인터넷으로 전송된 U-헬스케어센터로 전송된 후 분석하여 댁내 컴퓨터 또는 의료기관 시스템에서 확인하게 되는 시스템 구축이 필요하게 되어 유비쿼터스 헬스케어 서비스를 받기 위해 복잡한 시스템을 구축해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 사용자가 일상생활에서 주로 사용하는 차량, 의자, 침대, 시계에 생체정보센서를 탑재하고, 각 생체정보센서로부터 사용자의 스마트폰(스마트패드) 또는 개인용컴퓨터로 수신하여 사용자의 상황별 건강상태 또는 스트레스 등을 산출하여 사용자에게 피드백해 주도록 하는 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템은 사용자의 운전 중, 업무 중, 수면 중, 이동 중 생체정보를 무구속상태에서 획득하여 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 분석 관리하는 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어 시스템에 있어서, 상기 사용자의 운전 중 핸들 및 운전석 시트에 탑재된 생체신호센서로부터 획득된 생체신호로부터 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 산출하는 차량 생체정보처리장치; 상기 사용자의 업무 중 의자에 탑재된 생체신호센서로부터 획득된 생체신호로부터 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태와, 앉아있는 자세상태를 산출하는 의자 생체정보처리장치; 상기 사용자의 수면 중 침대에 탑재된 생체신호센서로부터 획득된 생체신호로부터 건강상태 및 스트레스상태를 산출하는 침대 생체정보처리장치; 상기 사용자의 이동 중 손목에서 생체신호를 획득하여 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 산출하는 손목타입 생체정보처리장치; 상기 각 생체정보처리장치에서 획득된 건강상태, 스트레스상태, 감정상태 및 자세데이터를 무선으로 전송받아 각 상황 및 시간별로 스트레스상태 및 감정상태를 분석하고 화면에 표시하는 생체정보처리 단말기; 상기 생체정보처리 단말기로부터 건강정보, 스트레스분석 파라미터 및 자세데이터를 전송받아 저장 및 제공하는 헬스케어서버;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 생체정보처리 단말기는 스마트폰, 스마트패드 또는 개인용컴퓨터인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템은 사용자가 차량 운전, 업무시간에 앉아있는 의자, 수면을 위한 침대에 심전도센서 또는 혈중산소포화도센서, 피부전기저항센서를 장착하고, 이를 통해 획득된 각 생체신호를 이용하여 분당심박수, 스트레스상태 및 감정상태뿐만 아니라, 생체신호획득센서가 내장된 손목시계타입 생체신호 획득장치를 이용하여 이동중 또는 운동중의 분당심박수, 스트레스상태 및 감정상태도 사용자의 스마트폰 또는 개인용컴퓨터에 디스플레이해 줌으로 자신의 건강상태, 스트레스상태와 감정상태를 시간별, 상황별로 한눈에 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 의자의 좌판,등판에 일정 간격으로 분포된 장착된 다수의 압력센서를 통해 입력된 압력분포값으로부터 앉아있을 때의 자세상태를 산출하여 자신의 스마트폰 또는 개인용컴퓨터에 디스플레이 해줌으로 자세를 교정할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 댁내 유무선 통신망을 이용한 유비쿼터스 헬스케어 서비스 시스템의 구성도이고,
도 2는 본 발명의 실시예 따른 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템의 구성도로서, 사용자의 운전 중 핸들 및 운전석 시트에 탑재된 생체신호센서(111)(112)로부터 획득된 생체신호에서 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 산출하는 차량 생체정보처리장치(110)와, 상기 사용자의 업무 중 의자에 탑재된 생체신호센서(121~123)로부터 획득된 생체신호로부터 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태와, 앉아있는 자세상태를 산출하는 의자 생체정보처리장치(120)와, 상기 사용자의 수면 중 침대에 탑재된 생체신호센서(131)(132)로부터 획득된 생체신호로부터 건강상태 및 스트레스상태를 산출하는 침대 생체정보처리장치(130)와, 상기 사용자의 이동 중 손목에서 생체신호센서(141)로부터 획득된 혈중산소포화도(PPG) 및 피부전기저항(GSR)을 획득하여 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 산출하는 손목 생체정보처리장치(140)와, 상기 각 생체정보처리장치(110~140)에서 획득된 건강상태, 스트레스상태, 감정상태 및 자세데이터를 무선으로 전송받아 각 상황 및 시간별로 스트레스상태 및 감정상태를 분석하고 화면에 표시하는 생체정보처리 단말기(150)와, 상기 생체정보처리 단말기(150)로부터 건강상태정보, 스트레스분석 파라미터 및 자세데이터를 전송받아 데이터베이스(DB)에 저장 및 제공하는 헬스케어서버(160)와, 인터넷을 통해 사용자 로그인하여 저장된 자신의 건강, 스트레스, 감정상태 등의 정보를 확인하는 인터넷 단말기(170)로 구성된다.
여기서, 상기 생체정보처리 단말기(150)는 스마트폰(스마트패드), 개인용컴퓨터 등이 가능하며, 의자에 앉아 업무 중일 경우에는 개인용컴퓨터를 통해 데이터를 전송받아 모니터에 표시하는 것도 가능하다.
상기, 차량의 운전석 시트, 의자의 등판/좌판 및 침대에 설치된 심전도센서는 직물전극에 의해 측정되며 사용자가 의복을 입은 상태에서도 측정이 가능한 정전용량 심전도센서(cECG : capacitor ECG)이다.
상기 건강상태정보는 심전도신호(ECG) 또는 혈중산소포화도(PPG)를 통해 산출된 R-peak, RRI를 통해 산출된 분당심박수(HR : Heart Rate)에 의해 사용자의 건강상태를 체크하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템의 작용을 첨부된 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 차량, 의자, 침대, 시계타입 생체정보단말기에 생체신호센서를 탑재하고, 각 획득된 생체신호를 각 장치에서 연산과정을 통해 분당심박수(HR), 스트레스, 감정상태 등을 산출하여 사용자 생체정보처리 단말기로 전송하여 표시하고, 이를 헬스케어서버(160)으로 전송이 가능하다.
차량에 탑재된 생체정보처리장치(110)는 핸들에 장착된 심전도센서(ECG), 혈중산소포화도센서(PPG), 피부전기저항센서(GSR)로 구성된 핸들 생체신호센서부(111)로부터 각 생체신호(ECG,PPG,GSR)를 획득하고, 운전석 시트의 좌판 및 등판에 장착된 직물전극타입의 심전도센서부(cECG)를 통해 획득된 심전도신호를 입력받는다.
상기 차량 생체정보처리장치(110)는 입력된 심전도신호(ECG)(cECG)로부터 건강상태정보(HR)과, 스트레스 분석을 위한 파라미터(R-peak, RRI, LF, HF, SDNN 등)을 산출하고, 산출된 파라미터들을 연산하여 스트레스지수(LF/HF)를 산출하고, 스트레스지수를 통해 사용자의 스트레스상태를 판단한다. 상기 감정상태는 상기 스트레스지수와 획득된 피부전기저항(GSR) 데이터를 이용하여 감정상태를 산출한다.
상기 감정상태 판단방법은 본 발명의 출원인에 의해 출원된 국내 특허출원 제10-2010-0101844호(사용자의 생체신호 분석에 따른 감정상태 분석장치 및 방법)에 개시되어 있다.
이와 같이 차량 생체정보처리장치(110)에서 산출된 사용자의 운전중, 건강상태(HR), 스트레스상태 및 감정상태 데이터는 블루투스 또는 지그비 등의 무선통신을 이용하여 사용자의 스마트폰(150)으로 전송한다.
상기 스마트폰(150)은 입력된 상기 차량의 운전자의 생체정보를 통해 운전 중 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 실시간으로 화면에 표시해 준다.
상기 의자에 설치된 의자 생체정보처리장치(120)는 사용자가 업무 중 의자에 앉아있을 경우 의자의 등판 및 좌판에 설치된 직물전극으로 구성된 심전도센서부(121)로부터 입력된 심전도신호(cECG)를 입력받고, 의자 손잡이에 설치된 손잡이 생체신호센서부(123)로부터 심전도(ECG), 혈중산소포화도(PPG) 및 피부전기저항(GSR)을 입력받아 건강상태(HR), 스트레스상태 및 감정상태 데이터를 산출하여 상기 사용자의 스마트폰 또는 개인용컴퓨터(PC)의 화면에 실시간으로 표시한다.
또한, 상기 의자 생체정보처리장치(120)는 의자의 등판 및 좌판에 다수개의 분포 설치된 압력센서부(FST)(122)로부터 입력된 압력을 4단계 세기로 측정하여 사용자의 앉아있는 자세를 분석하여 상기 사용자의 스마트폰 또는 개인용컴퓨터의 화면에 표시하며, 바람직한 자세로 유도하도록 화면을 통해 경보하도록 한다.
상기 침대에 설치된 침대 생체정보처리장치(130)는 상기 침대에 설치된 압력센서(FSR)(131)를 통해 압력이 감지되면, 사용자가 침대에 누운 것으로 판단하여 침대에 설치된 상기 직물전극 심전도센서(132)로부터 심전도신호(cECG)를 입력받는다.
입력된 심전도신호(cECG)로부터 R-peak, RRI, HR 및 스트레스지수(LF/HF)를 분석하고, HR값 및 스트레스지수로부터 사용자의 건상상태 및 스트레스 상태를 산출하여 상기 스마트폰(150)으로 전송한다.
상기 손목 생체정보 처리장치(140)는 사용자가 손목시계 형태로 착용할 수 있도록 구성하여, 손목에 접촉된 손목 생체신호센서(141)를 통해 사용자의 혈중산소포화도(PPG) 및 피부전기저항(GSR) 값을 획득하여 R-peak, RRI, HR 및 스트레스상태 및 감정상태를 실시간으로 분석하여 사용자 스마트폰(150)으로 전송하여 실시간으로 표시해 준다.
상기 스마트폰(150)은 상기 각 생체정보처리장치(110~140)으로부터 무선으로 전송된 사용자의 각 상황별 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 시간대별로 표시하여 사용자가 일상생활의 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태 변화를 확인할 수 있다.
상기 사용자 스마트폰(150)은 전송받은 자신의 고유ID와, 각 상황별, 시간별 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태 변화를 상기 헬스케어서버(160)을 통해 데이터베이스에 저장하고, 필요할 때, 인가된 사용자에게 제공하게 된다.
이와 같이 헬스케어서버(160)에 일상생활에서의 각 상황별, 시간별 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태 변화를 매일 저장하므로, 주간별, 월별, 년별 등 장기간 축적하여, 일정 기간 단위로 그 변화량을 분석하여 사용자에게 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어시스템은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 생체정보처리장치의 구성에 따라 다양하게 변경가능하며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.
110 : 차량 생체정보처리장치 111 : 핸들 생체신호센서
112 : 시트 심전도센서 120 : 의자 상체정보처리장치
121 : 등판/좌판 심전도센서 122 : 등판/좌판 압력센서
123 : 손잡이 생체정보센서 130 : 침대 생체정보처리장치
131 : 압력센서 132 : 심전도센서
140 : 손목 생체정보처리장치 141 : 손목 생체신호센서
150 : 생체정보처리단말기 160 : 헬스케어서버

Claims (6)

  1. 사용자의 운전 중, 업무 중, 수면 중, 이동 중 생체정보를 무구속상태에서 획득하여 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 분석 관리하는 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어 시스템에 있어서,
    상기 사용자의 운전 중 핸들 및 운전석 시트에 탑재된 생체신호센서로부터 획득된 생체신호에서 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 산출하는 차량 생체정보처리장치;
    상기 사용자의 업무 중 의자에 탑재된 생체신호센서로부터 획득된 생체신호로부터 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태와, 앉아있는 자세상태를 산출하는 의자 생체정보처리장치;
    상기 사용자의 수면 중 침대에 탑재된 생체신호센서로부터 획득된 생체신호로부터 건강상태 및 스트레스상태를 산출하는 침대 생체정보처리장치;
    상기 사용자의 이동 중 손목에서 생체신호를 획득하여 건강상태, 스트레스상태 및 감정상태를 산출하는 손목타입 생체정보처리장치;
    상기 각 생체정보처리장치에서 획득된 건강상태, 스트레스상태, 감정상태 및 자세데이터를 무선으로 전송받아 각 상황 및 시간별로 스트레스상태 및 감정상태를 분석하고 화면에 표시하는 생체정보처리 단말기; 및
    상기 생체정보처리 단말기로부터 건강정보, 스트레스분석 파라미터 및 자세데이터를 전송받아 저장 및 제공하는 헬스케어서버;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 생체정보처리 단말기는 스마트폰, 스마트패드 또는 개인용컴퓨터인 것을 특징으로 하는 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 생체정보처리장치는 상기 핸들에 장착된 혈중산소포화도센서(PPG), 심전도센서(ECG) 및 피부전기저항(GSR)센서와, 운전석시트에 장착된 심전도센서(cECG)로부터 획득된 심전도신호(ECG, cECG) 및 혈중산소포화도(PPG)를 검출하여 분당심박수(HR), 스트레스상태 및 감정상태를 산출하여 상기 생체정보처리 단말기로 전송하되,
    상기 분당심박수(HR)를 통해 사용자의 건강상태를 산출하는 것을 특징으로 하는 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 의자 생체정보처리장치는 상기 의자의 손잡이에 설치된 혈중산소포화도(PPG) 및 심전도센서(ECG), 좌판 및 등판에 설치된 다수의 심전도센서(cECG) 및 압력센서(FSR)들로부터 획득된 심전도신호 및 압력도를 각각 산출하고, 산출된 심전도신호로부터 사용자의 분당심박수(HR), 스트레스상태, 감정상태 및 자세상태를 산출하여 상기 생체정보처리 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 좌판, 등판에 다수의 압력센서는 일정간격으로 분포 설치되며,
    상기 각 압력센서는 압력세기를 4단계로 측정하며,
    상기 측정된 각 압력센서의 압력세기의 분포값으로부터 사용자의 자세를 판단하는 자세데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 침대 생체정보처리장치는 침대 바닥면에 구비된 압력센서(FSR)의 입력신호에 따라 사용자가 누웠는지 여부를 판단하고, 누워있을 경우 침대 바닥면에 구비된 직물전극으로 이루어진 심전도센서로부터 심전도신호(cECG)를 측정하고, 측정된 심전도신호로부터 분당심박수(HR) 및 스트레스상태 및 감정상태를 산출하여 상기 생체정보처리 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 무구속 생체정보 획득을 통한 헬스케어 시스템.
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