KR20170071951A - 외상성 뇌손상 검출 장치 및 이를 이용하는 외상성 뇌손상 검출 방법 - Google Patents

외상성 뇌손상 검출 장치 및 이를 이용하는 외상성 뇌손상 검출 방법 Download PDF

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Abstract

외상성 뇌손상 검출 장치 및 이를 이용하는 외상성 뇌손상 검출 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치는 사용자 신체에 착용 가능한 외상성 뇌손상 (Traumatic Brain Injury, TBI) 검출 장치로서, 상기 사용자에게 가해지는 외부 충격의 크기를 센싱하는 충격 센싱부, 상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간을 분석하여, 상기 사용자의 상태를 정지 상태, 주행 상태 및 충격 발생 상태로 구분하는 상태 분석부 및 상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간의 순차적인 변화가 미리 설정된 TBI 발생 조건에 부합하는지 여부를 판단하는 TBI 판단부를 포함한다.

Description

외상성 뇌손상 검출 장치 및 이를 이용하는 외상성 뇌손상 검출 방법{Traumatic Brain Injury Detecting Apparatus and Detecting Method Using Thereof}
본 발명은 외상성 뇌손상 검출 장치 및 이를 이용하는 외상성 뇌손상 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 웨어러블 장치를 이용하여 외상성 뇌손상 검출 조건에 따라 사고 발생 여부를 정확하게 검출하고, 검출 결과에 따라 인명 구조를 위한 후속 조치를 취할 수 있는 외상성 뇌손상 검출 장치 및 이를 이용하는 외상성 뇌손상 검출 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건설현장, 조선소, 기계공장과 같은 산업현장이나 재해현장 등에서 작업자의 안전을 위해 헬멧, 벨트, 장갑 등과 같은 보호 장구의 착용은 필수적이다. 이러한 보호 장구는 고공의 낙하물이나 예상치 못한 위험으로부터 작업자를 보호하기 위한 것이다.
오늘날, 산업기술의 발전에 따라 산업현장이 대형화되고 복잡해지면서, 현장 작업자는 단순 노동의 수준에서 벗어나, 건설에 투입되는 전자 장비와 건설 장비를 다룰 줄 알아야 하고, 중앙 센터나 다른 작업자들과의 협력 작업을 위해 커뮤니케이션할 수 있어야 한다. 그리고, 보호 장구를 착용해야 하는 것은 별론으로, 건설 현장에서 사용되는 각종 연장, 원격지 작업자들과의 통신을 위한 무전기 및 이동 단말기, 그리고 각종 계측 장비들을 비롯한 각종 첨단 장비들을 소지해야 한다.
산업 현장에서 작업자들의 안전과 작업의 전문성 및 효율을 높이기 위해, 통신 및 전자 장비의 사용은 매우 중요하다.
그러나 이러한 각종 첨단 장비들은 작업자가 지닐 수 있는 장비의 무게나 개수에는 한계가 있다. 더욱이, 몸을 가누기 힘든 고공의 작업 현장이나 화재 진압과 같은 위험한 작업 환경이라면, 위와 같은 장비들의 필요성은 더욱 높지만 사실상 그 장비들을 모두 소지하고 작업하는 것은 매우 어려운 일이다.
본 발명은 사용자 외부로부터 충격이 가해진 경우, 사용자의 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 상황 전파 및 구조를 위한 수색 활동에 도움을 줄 수 있는 외상성 뇌손상 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치는 사용자 신체에 착용 가능한 외상성 뇌손상 (Traumatic Brain Injury, TBI) 검출 장치로서, 상기 사용자에게 가해지는 외부 충격의 크기를 센싱하는 충격 센싱부, 상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간을 분석하여, 상기 사용자의 상태를 정지 상태, 주행 상태 및 충격 발생 상태로 구분하는 상태 분석부 및 상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간의 순차적인 변화가 미리 설정된 TBI 발생 조건에 부합하는지 여부를 판단하는 TBI 판단부를 포함한다.
또한, 상기 TBI 판단부는 상기 사용자의 상태가 순차적으로 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태로 변화하는 경우 TBI 발생 조건에 부합하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 사용자 주변의 영상을 촬영하는 영상 촬영부 및 상기 TBI 발생 조건이 검출되는 시점으로부터 전후의 미리 설정된 시간 동안 촬영된 영상을 외부로 전송하는 영상 전송부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 TBI 발생 조건이 검출되면 구조 신호를 출력하는 비콘 (Beacon) 송신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상태 분석부는 상기 충격 센싱부가 턴-온 (turn-on)된 시점부터 미리 설정된 시간 동안 상기 충격 센싱부가 센싱한 정보를 분석하고, 상기 정보가 미리 저장된 정보와 유사한 경우, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법은, 사용자 신체에 착용 가능한 외상성 뇌손상 (Traumatic Brain Injury, TBI) 검출 장치를 사용하는 외상성 뇌손상 검출 방법으로서, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하는 단계, 상기 사용자에게 가해지는 외부 충격의 크기를 센싱하는 단계, 상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간을 분석하여, 상기 사용자의 상태를 정지 상태, 주행 상태 및 충격 발생 상태로 구분하는 단계 및 상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간의 순차적인 변화가 미리 설정된 TBI 발생 조건에 부합하는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 TBI 발생 조건에 부합하는지 여부를 판단하는 단계에서는, 상기 사용자의 상태가 순차적으로 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태로 변화하는 경우 TBI 발생 조건에 부합하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 사용자 주변의 영상을 외부로 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 영상을 외부로 전송하는 단계에서는, 상기 TBI 발생 조건이 검출되는 시점으로부터 전후의 미리 설정된 시간 동안 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 외부로 전송할 수 있다.
또한, 상기 TBI 발생 조건이 검출되면 비콘 (Beacon) 송신기를 이용하여 구조 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하는 단계에서는, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 턴-온 (turn-on)된 시점부터 미리 설정된 시간 동안 센싱된 상기 사용자의 주행 정보가 미리 저장된 주행 정보와 유사한 경우, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명은 사용자 외부로부터 충격이 가해진 경우, 사용자의 상태를 판단하고, 판단 결과에 따라 상황 전파 및 구조를 위한 수색 활동에 도움을 줄 수 있는 외상성 뇌손상 검출 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 시간에 따른 외부 충격의 크기를 예시적으로 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법의 흐름을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법의 흐름을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법의 흐름을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치(100)는 사용자 신체에 착용 가능한 외상성 뇌손상 (Traumatic Brain Injury, TBI) 검출 장치로서, 충격 센싱부(110), 상태 분석부(120) 및 TBI 판단부(130)를 포함한다.
충격 센싱부(110)는 상기 사용자에게 가해지는 외부 충격의 크기를 센싱한다. 충격 센싱부(110)는 가속도 센서 및/또는 자이로 센서를 포함할 수 있다. 가속도 센서는 외상성 뇌손상 검출 장치(100)가 어느 정도 기울어 졌는지를 중력 가속도를 이용해 측정할 수 있으며, 측정되는 각도마다 어느 정도의 중력이 가해지고 있는지를 이용하여 외상성 뇌손상 검출 장치(100)가 기울어진 정도를 측정할 수 있다.
자이로 센서는 각속도를 측정하는 센서로, 특정 축(axis)을 기준으로 회전하는 속도를 나타내며, 자이로(gyro) 값을 적분하면 각도를 얻을 수 있다. 한편, 자이로 값의 초기 값을 ‘0’이라 하고, 각 방향으로 움직인 정도를 이용하면 현재의 각도를 파악할 수 있다.
충격 센싱부(110)에서 센싱되는 정보는 외부에서 가해지는 충격의 크기를 포함할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서 상기 충격의 크기의 단위는 중력 가속도(g)일 수 있다. 예를 들어, 약 980 m/s의 속도로 운동하는 물체에 의해 1초간 충격을 받는 경우 100 g 의 충격을 받은 것으로 표현할 수 있다.
상태 분석부(120)는 상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간을 분석하여, 상기 사용자의 상태를 분석한다. 여기서, 상기 사용자의 상태는 정지 상태, 주행 상태 (보행 상태를 포함) 및 충격 발생 상태로 구분된다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 정지 상태는 약 5 mg 이하의 충격이 가해지는 경우, 상기 주행 상태는 약 3 g 이하의 충격이 가해지는 경우, 그리고 상기 충격 발생 상태는 100 ms 이하의 시간 동안 30 g 이상 100 g 이하의 충격이 가해지는 경우로 구분할 수 있다. 여기서 예로써 든 충격의 크기를 나타내는 수치는 예시적인 값에 불과하며, 위의 수치들에 의하여 본 발명의 권리 범위가 제한되는 것은 아니다.
한편, 상태 분석부(120)에서 상기 사용자의 상태를 분석하는데 있어서, 상기 외부 충격의 지속 시간은 상기 충격 발생 상태를 판단할 때만 이용되는 것으로 이해할 수 있다. 다시 말해서, 상기 정지 상태 또는 상기 주행 상태로 판단될 때에는 충격 센싱부(110)에서 센싱되는 상기 외부 충격의 크기만 고려될 뿐, 상기 외부 충격의 지속 시간은 고려되지 않는다.
한편, 상태 분석부(120)는 충격 센싱부(110)가 턴-온 (turn-on)된 시점부터 미리 설정된 시간 동안 충격 센싱부(110)가 센싱한 정보를 분석하고, 상기 정보가 미리 저장된 정보와 유사한 경우, 외상성 뇌손상 검출 장치(100)가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용된 것으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치(100)는 사용자의 신체에 착용 가능한 장치이고, 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용된 경우에 한하여 작동하도록 할 수 있다. 외상성 뇌손상 검출 장치(100)가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용되었는지 확인하기 위하여 상태 분석부(120)는 충격 센싱부(110)에서 센싱한 정보를 분석할 수 있다.
이때, 상태 분석부(120)는 충격 센싱부(110)가 턴-온 된 시점부터 미리 설정된 시간 동안 센싱된 정보, 예를 들어 충격 센싱부(110)가 턴-온 된 시점부터 30초 동안 센싱된 정보를 분석할 수 있다. 분석된 정보가 미리 저장된 정보와 유사한 경우, 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용된 것으로 판단할 수 있으며, 충격 센싱부(110)는 외부 충격 센싱을 위한 대기 상태로 돌입할 수 있다.
반면, 상기 분석된 정보가 미리 저장된 정보와 상이한 경우, 충격 센싱부(110)는 계속하여 외부 충격을 센싱하고 상기 사용자의 상태를 분석하기 위한 기본 정보가 축적할 수 있다.
TBI 판단부(130)는 상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간의 순차적인 변화가 미리 설정된 TBI 발생 조건에 부합하는지 여부를 판단한다. 이때, TBI 판단부(130)는 상기 사용자의 상태가 순차적으로 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태로 변화하는 경우를 상기 TBI 발생 조건에 부합하는 것으로 판단할 수 있다.
외상성 뇌손상 (Traumatic Brain Injury, TBI)은 머리에 충격이 비교적 약하게 가해졌을 때 뇌의 육안적 구조 변화는 초래되지 않았으나, 물리적 충격으로 인한 동시 다발적인 신경 세포들의 기능 이상으로 일시적으로 뇌 기능 (의식, 인지, 감각, 운동 등)의 감소 혹은 소실된 상태를 의미한다.
TBI 판단부(130)는 충격 센싱부(110)를 통하여, 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태에 해당하는 외부 충격의 크기 및 외부 충격의 지속 시간이 검출되더라도, 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태가 순차적으로 검출되지 않는 경우에는 TBI 발생 조건에 부합하지 않는 것으로 판단한다.
예컨대, 상기 사용자의 상태가 충격 발생 상태, 정지 상태 및 주행 상태의 순서로 분석되는 경우에는 상기 사용자가 위험 상태에 있지 않은 것으로 판단할 수 있으므로, 이러한 경우 TBI 판단부(130)는 분석된 상기 사용자의 상태가 TBI 발생 조건에 부합하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
도 2는 시간에 따른 외부 충격의 크기를 예시적으로 나타내는 그래프이다.
도 2의 그래프를 참조하면, 가로축은 시간(t), 세로축은 충격의 크기(g)를 나타낸다. 도 2의 그래프는 충격의 크기를 설명하기 위한 예시로서, 본 발명의 권리 범위가 도 2의 그래프에 의해 제한되어 해석되지는 않는다.
도 1을 참조로 하여 설명한 바와 같이, 사용자의 상태는 정지 상태, 주행 상태 및 충격 발생 상태로 구분될 수 있다. 도 2의 그래프에서 g1, g2 및 g3는 각각 정지 상태, 주행 상태 및 충격 발생 상태를 나타낸다.
예를 들어, 정지 상태(g1)에서 측정되는 충격의 크기는 약 5 mg 이하이고, 주행 상태(g2)에서 측정되는 충격의 크기는 약 3 g 이하일 수 있다. 그리고, 충격 발생 상태(g3)에서 측정되는 충격의 크기는 약 30 g 이상 약 100 g 이하일 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 충격 발생 상태(g3)에서 측정되는 충격은 미리 정해진 충격 지속 시간(dt) 이상 유지되는 것을 조건으로 한다. 여기서, 상기 충격 지속 시간(dt)은 약 100 ms 이하이다.
도 2의 그래프에서 충격 발생 상태(g3)에 해당하는 충격이 센싱된 경우라 하더라도 충격 지속 시간(dt)이 100 ms 보다 길면, TBI 조건에 해당하는 충격 발생 상태로 판단되지 않는다. 또한, 상기 충격 지속 시간(dt)이 100 ms 이하인 경우라 하더라도, 도 2의 그래프에서와 같이 g1 → g3 → g2 의 순서로 센싱되는 경우에는 TBI 발생 조건으로 판단되지 않는다.
한편, 충격의 크기가 음(-)의 값으로 측정되는 경우는 무의미한 값으로 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치(200)는 충격 센싱부(210), 상태 분석부(220), TBI 판단부(230), 영상 촬영부(240) 및 영상 전송부(250)를 포함한다. 충격 센싱부(210), 상태 분석부(220) 및 TBI 판단부(230)는 각각 도 1을 참조로 하여 설명한, 충격 센싱부(110), 상태 분석부(120) 및 TBI 판단부(130)와 실질적으로 동일한 동작을 수행하므로, 중복되는 내용에 한하여 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
영상 촬영부(240)는 사용자 주변의 영상을 촬영하고, 영상 전송부(250)는 TBI 발생 조건이 검출되는 시점으로부터 전후의 미리 설정된 시간 동안 촬영된 영상을 외부로 전송한다. 상기 TBI 발생 조건은 도 1 및 도 2를 참조로 하여 설명한 바와 같이, 상기 사용자의 상태가 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태로 순차적으로 변화하는 경우를 의미한다.
영상 촬영부(240)는 상기 사용자가 외상성 뇌손상 검출 장치(200)를 착용한 시점부터 영상을 촬영하고, 촬영한 영상을 저장할 수 있다. 영상 전송부(250)는 TBI 판단부(230)에서 TBI 상황이 발생한 것으로 판단한 경우, 영상 촬영부(240)에서 촬영한 영상을 외부로 전송한다.
영상 전송부(250)에서 전송되는 상기 영상은 상기 사용자로부터 원격지에 위치하는 제어 센터(control center)일 수 있다. 외부로 전송되는 상기 영상은 외상성 뇌손상 검출 장치(200)를 착용한 사용자에게 실제로 어떠한 상황이 발생하였는지를 판단하는 자료로 이용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치(300)는 충격 센싱부(310), 상태 분석부(320), TBI 판단부(330) 및 비콘 송신부(340)를 포함한다. 충격 센싱부(310), 상태 분석부(320) 및 TBI 판단부(330)는 각각 도 1을 참조로 하여 설명한, 충격 센싱부(110), 상태 분석부(120) 및 TBI 판단부(130)와 실질적으로 동일한 동작을 수행하므로, 중복되는 내용에 한하여 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
비콘 (Beacon)은 저전력 블루투스를 통한 근거리 통신 기술을 의미하며, 반경 50~70 m 범위 안에 있는 사용자의 위치를 찾아 메시지 전송, 모바일 결제 등을 가능하게 한다. 비콘 송신부(340)는 TBI 판단부(330)가 TBI 발생 조건을 검출하면 구조 신호를 출력한다. 예를 들어, 외상성 뇌손상 검출 장치(300)를 착용한 사용자에게 TBI 상황이 발생한 것으로 판단되면, 비콘 송신부(340)는 비콘을 이용하여 구조 신호를 출력할 수 있다.
상기 구조 신호는 상기 사용자 주변에 있는 한 명 이상의 인원에게 전송될 수 있으며, 상기 구조 신호를 수신한 인원은 상기 구조 신호로부터 상기 사용자의 위치를 파악할 수 있다.
즉, 비콘 송신부(340)는 구조 신호를 전송하고, 비콘 수신부(미도시)를 소지하고 있는 사람이 상기 구조 신호를 수신할 수 있다. 비콘 송신부(340)는 일정 시간 간격, 예를 들어 30초 간격으로 상기 구조 신호를 송신할 수 있으며, 상기 사용자 주변에 구조 인원이 가까워지면 더 짧은 시간 간격, 예를 들어 3초 간격으로 구조 신호를 송신할 수 있다.
한편, 도 3을 참조로 하여 설명한 영상 촬영부(240), 영상 전송부(250), 그리고 도 4에 도시되는 비콘 송신부(340)는 본 발명에 따른 외상성 뇌손상 검출 장치에 함께 포함될 수 있다.
이러한 경우, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치를 착용한 사용자에게 TBI 상황이 발생한 것으로 판단되면, 영상 전송부(250)는 TBI 상황이 발생한 시점으로부터 전후 미리 설정된 시간 동안 촬영된 영상을 외부로 전송하고, 상기 영상이 전송된 이후, 또는 상기 영상 전송과 동시에 비콘 송신부(340)는 구조 신호를 출력할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법의 흐름을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법은, 사용자 신체에 착용 가능한 외상성 뇌손상 (Traumatic Brain Injury, TBI) 검출 장치를 사용하는 외상성 뇌손상 착용 장치를 이용하며, 도 5를 참조하면, 장치 착용 여부 판단 단계(S110), 외부 충격 센싱 단계(S120), 사용자 상태 분석 단계(S130) 및 TBI 발생 여부 판단 단계(S140)를 포함한다.
장치 착용 여부 판단 단계(S110)에서는, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단한다. 상기 외상성 뇌손상 검출 장치는 도 1 내지 도 4를 참조로 하여 설명한 외상성 뇌손상 검출 장치(100, 200, 300)와 실질적으로 동일한 구성 요소를 포함하고, 실질적으로 동일한 동작을 수행하는 장치로 이해할 수 있다.
장치 착용 여부 판단 단계(S110)에서는 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 턴-온 (turn-on)된 시점부터 미리 설정된 시간 동안, 예를 들어 30초 동안 센싱된 상기 사용자의 주행 정보와, 미리 저장된 주행 정보를 비교하고, 상기 두 개의 주행 정보가 유사한 경우, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용된 것으로 판단할 수 있다.
외부 충격 센싱 단계(S120)에서는 상기 사용자에게 가해지는 외부 충격의 크기를 센싱한다. 외부 충격 센싱 단계(S120)에서는 가속도 센서 및/또는 자이로 센서를 이용하여 상기 외부 충격의 크기를 센싱할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 충격의 크기의 단위는 중력 가속도(g)일 수 있다. 예를 들어, 약 980 m/s의 속도로 운동하는 물체에 의해 1초간 충격을 받는 경우 100 g 의 충격을 받은 것으로 표현할 수 있다.
사용자 상태 분석 단계(S130)에서는 상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간을 분석하여, 상기 사용자의 상태를 정지 상태, 주행 상태 및 충격 발생 상태로 구분한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 정지 상태는 약 5 mg 이하의 충격이 가해지는 경우, 상기 주행 상태 (보행 상태를 포함)는 약 3 g 이하의 충격이 가해지는 경우, 그리고 상기 충격 발생 상태는 100 ms 이하의 시간 동안 30 g 이상 100 g 이하의 충격이 가해지는 경우로 구분할 수 있다. 여기서 예로써 든 충격의 크기를 나타내는 수치는 예시적인 값에 불과하며, 위의 수치들에 의하여 본 발명의 권리 범위가 제한되는 것은 아니다.
한편, 사용자 상태 분석 단계(S130)에서 상기 사용자의 상태를 분석하는데 있어서, 상기 외부 충격의 지속 시간은 상기 충격 발생 상태를 판단할 때만 이용되는 것으로 이해할 수 있다. 다시 말해서, 상기 정지 상태 또는 상기 주행 상태로 판단될 때에는 외부 충격 센싱 단계(S120)에서 센싱되는 상기 외부 충격의 크기만 고려될 뿐, 상기 외부 충격의 지속 시간은 고려되지 않는다.
TBI 발생 여부 판단 단계(S140)에서는 상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간의 순차적인 변화가 미리 설정된 TBI 발생 조건에 부합하는지 여부를 판단한다. 이때, 상기 사용자의 상태가 순차적으로 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태로 변화하는 경우에 한하여 TBI 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
TBI 발생 여부 판단 단계(S140)에서는 외부 충격 센싱 단계(S120)에서 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태에 해당하는 외부 충격의 크기 및 외부 충격의 지속 시간이 검출되더라도, 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태의 순서로 검출되지 않는 경우에는 TBI 상황이 발생한 것으로 판단하지 않는다.
예컨대, 상기 사용자의 상태가 충격 발생 상태, 정지 상태 및 주행 상태의 순서로 분석되는 경우에는 상기 사용자가 위험 상태에 있지 않은 것으로 판단할 수 있으므로, 이러한 경우 TBI 발생 여부 판단 단계(S140)에서는 분석된 상기 사용자의 상태가 TBI 발생 조건에 부합하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법의 흐름을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법은, 장치 착용 여부 판단 단계(S210), 외부 충격 센싱 단계(S220), 사용자 상태 분석 단계(S230), TBI 발생 여부 판단 단계(S240) 및 영상 전송 단계(S250)를 포함한다. 장치 착용 여부 판단 단계(S210), 외부 충격 센싱 단계(S220), 사용자 상태 분석 단계(S230) 및 TBI 발생 여부 판단 단계(S240)에서는 각각 도 5를 참조로 하여 설명한 장치 착용 여부 판단 단계(S110), 외부 충격 센싱 단계(S120), 사용자 상태 분석 단계(S130) 및 TBI 발생 여부 판단 단계(S140)에서와 실질적으로 동일한 동작이 수행되므로 중복되는 내용에 한하여 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
영상 전송 단계(S250)에서는 TBI 발생 조건이 검출되는 시점으로부터 전후의 미리 설정된 시간 동안 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 외부로 전송한다. 상기 TBI 발생 조건은 상기 사용자의 상태가 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태로 순차적으로 변화하는 경우를 의미한다.
외상성 뇌손상 검출 장치는 상기 사용자 주변을 촬영하기 위한 촬영 장치 (예로써, 카메라 등)을 포함할 수 있으며, 상기 촬영 장치는 상기 사용자가 상기 외상성 뇌손상 검출 장치를 착용한 시점부터 상기 사용자 주변 영상을 촬영하고, 촬영한 영상을 저장할 수 있다.
영상 전송 단계(S250)에서는 TBI 발생 조건이 검출된 시점으로부터 전후의 미리 설정된 시간 동안 촬영된 영상, 예를 들어 상기 TBI 발생 조건이 검출된 시점으로부터 전후 각각 10초 동안 촬영된 영상을 외부로 전송할 수 있다.
이때, 외부로 전송되는 상기 영상은 상기 사용자로부터 원격지에 위치하는 제어 센터 (control center)일 수 있다. 외부로 전송되는 상기 영상은 외상성 뇌손상 검출 장치를 착용한 사용자에게 실제로 어떠한 상황이 발생하였는지를 판단하는 자료로 이용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법의 흐름을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법은, 장치 착용 여부 판단 단계(S310), 외부 충격 센싱 단계(S320), 사용자 상태 분석 단계(S330), TBI 발생 여부 판단 단계(S340) 및 구조 신호 출력 단계(S350)를 포함한다. 장치 착용 여부 판단 단계(S310), 외부 충격 센싱 단계(S320), 사용자 상태 분석 단계(S330) 및 TBI 발생 여부 판단 단계(S340)에서는 각각 도 5를 참조로 하여 설명한 장치 착용 여부 판단 단계(S110), 외부 충격 센싱 단계(S120), 사용자 상태 분석 단계(S130) 및 TBI 발생 여부 판단 단계(S140)에서와 실질적으로 동일한 동작이 수행되므로 중복되는 내용에 한하여 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
구조 신호 출력 단계(S350)에서는 TBI 발생 조건이 검출되면 비콘 (Beacon) 송신기를 이용하여 구조 신호를 출력한다. 예를 들어, 외상성 뇌손상 검출 장치를 착용한 사용자에게 TBI 상황이 발생한 것으로 판단되면, 구조 신호 출력 단계(S350)에서는 비콘을 이용하여 구조 신호를 출력할 수 있다.
상기 구조 신호는 상기 사용자 주변에 있는 한 명 이상의 인원에게 전송될 수 있으며, 상기 구조 신호를 수신한 인원은 상기 구조 신호로부터 상기 사용자의 위치를 파악할 수 있다.
한편, 구조 신호 출력 단계(S350)에서는 일정 시간 간격, 예를 들어 30초 간격으로 상기 구조 신호를 송신할 수 있으며, 상기 사용자 주변에 구조 인원이 가까워지면 더 짧은 시간 간격, 예를 들어 3초 간격으로 구조 신호를 송신할 수 있다.
한편, 도 6을 참조로 하여 설명한 영상 전송 단계(S250)와 도 7을 참조로 하여 설명한 구조 신호 출력 단계(S350)는 본 발명에 따른 외상성 뇌손상 검출 방법에 함께 포함될 수 있다. 이러한 경우, 외상성 뇌손상 검출 장치를 착용한 사용자에게 TBI 상황이 발생한 것으로 판단되면, TBI 상황이 발생한 시점으로부터 전후의 미리 설정된 시간 동안 촬영된 영상을 외부로 전송하고, 상기 영상이 전송된 이후, 또는 상기 영상 전송과 동시에 구조 신호 출력할 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300: 외상성 뇌손상 검출 장치
110, 210, 310: 충격 센싱부
120, 220, 320: 상태 분석부
130, 230, 330: TBI 판단부
240: 영상 촬영부
250: 영상 전송부
340: 비콘 송신부

Claims (10)

  1. 사용자 신체에 착용 가능한 외상성 뇌손상 (Traumatic Brain Injury, TBI) 검출 장치로서,
    상기 사용자에게 가해지는 외부 충격의 크기를 센싱하는 충격 센싱부;
    상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간을 분석하여, 상기 사용자의 상태를 정지 상태, 주행 상태 및 충격 발생 상태로 구분하는 상태 분석부; 및
    상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간의 순차적인 변화가 미리 설정된 TBI 발생 조건에 부합하는지 여부를 판단하는 TBI 판단부;
    를 포함하는 외상성 뇌손상 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 TBI 판단부는 상기 사용자의 상태가 순차적으로 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태로 변화하는 경우 TBI 발생 조건에 부합하는 것으로 판단하는 외상성 뇌손상 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 주변의 영상을 촬영하는 영상 촬영부; 및
    상기 TBI 발생 조건이 검출되는 시점으로부터 전후의 미리 설정된 시간 동안 촬영된 영상을 외부로 전송하는 영상 전송부;
    를 더 포함하는 외상성 뇌손상 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 TBI 발생 조건이 검출되면 구조 신호를 출력하는 비콘 (Beacon) 송신부를 더 포함하는 외상성 뇌손상 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상태 분석부는 상기 충격 센싱부가 턴-온 (turn-on)된 시점부터 미리 설정된 시간 동안 상기 충격 센싱부가 센싱한 정보를 분석하고, 상기 정보가 미리 저장된 정보와 유사한 경우, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용된 것으로 판단하는 외상성 뇌손상 검출 장치.
  6. 사용자 신체에 착용 가능한 외상성 뇌손상 (Traumatic Brain Injury, TBI) 검출 장치를 사용하는 외상성 뇌손상 검출 방법으로서,
    상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 사용자에게 가해지는 외부 충격의 크기를 센싱하는 단계;
    상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간을 분석하여, 상기 사용자의 상태를 정지 상태, 주행 상태 및 충격 발생 상태로 구분하는 단계; 및
    상기 외부 충격의 크기 및 상기 외부 충격의 지속 시간의 순차적인 변화가 미리 설정된 TBI 발생 조건에 부합하는지 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하는 외상성 뇌손상 검출 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 TBI 발생 조건에 부합하는지 여부를 판단하는 단계에서는, 상기 사용자의 상태가 순차적으로 주행 상태, 충격 발생 상태 및 정지 상태로 변화하는 경우 TBI 발생 조건에 부합하는 것으로 판단하는 외상성 뇌손상 검출 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사용자 주변의 영상을 외부로 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 영상을 외부로 전송하는 단계에서는, 상기 TBI 발생 조건이 검출되는 시점으로부터 전후의 미리 설정된 시간 동안 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 외부로 전송하는 외상성 뇌손상 검출 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 TBI 발생 조건이 검출되면 비콘 (Beacon) 송신기를 이용하여 구조 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 외상성 뇌손상 검출 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하는 단계에서는, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 턴-온 (turn-on)된 시점부터 미리 설정된 시간 동안 센싱된 상기 사용자의 주행 정보가 미리 저장된 주행 정보와 유사한 경우, 상기 외상성 뇌손상 검출 장치가 상기 사용자 신체에 정상적으로 착용된 것으로 판단하는 외상성 뇌손상 검출 방법.
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US20150245795A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Board Of Regents, The University Of Texas System System for acceleration measurements and traumatic brain injury detection

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