KR100738074B1

KR100738074B1 - 건강관리장치 및 방법

Info

Publication number: KR100738074B1
Application number: KR1020050064547A
Authority: KR
Inventors: 김연호; 신건수; 한완택; 여형석; 황현태; 김종팔
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-07-16
Filing date: 2005-07-16
Publication date: 2007-07-10
Anticipated expiration: 2025-07-16
Also published as: US20070016098A1; KR20070009916A; US8986206B2

Abstract

건강관리장치 및 방법이 개시된다. 그 장치는, 피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하는 모션 감지부; 상기 감지된 결과에 상응하는 상기 피검자의 전위신호를 센싱하는 생체전위 센싱부; 및 상기 센싱된 결과를 분석하는 분석부를 포함함을 특징으로 한다. 그러므로, 본 발명은, 그 피검자의 현재 행동을 파악하고, 그 파악된 현재 행동에 상응하는 전위신호를 그 피검자로부터 센싱함으로써, 피검자의 현재 행동이 고려되지 않은 상태에서 산출된 건강지표의 수치보다 신뢰할 수 있는 수치를 갖는 건강지표를 산출할 수 있는 효과를 갖는다. 한편, 본 발명은, 피검자의 현재 행동에 관한 정보가 주어져 있지 않은 경우라도, 스스로 그 현재 행동을 파악하여 건강지표를 산출할 수 있는 효과도 갖는다. 나아가, 본 발명은, 산출된 건강지표의 수치를 피검자에게 실시간으로 알려주므로, 피검자의 신체상태가 위험한 상태에 진입한 경우, 피검자의 신체상태가 위험에 있음을 그 진입과 동시에 피검자에게 인지시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 피검자가 자신의 신체상태를 실시간으로 인지하여 자신의 신체가 위험한 상황에 있는 경우 즉각적으로 대처할 수 있다.

Description

건강관리장치 및 방법{Apparatus and method for managing health}

도 1은 본 발명에 의한 건강관리장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 건강관리장치를 설명하기 위한 참고도들이다.

도 3a 내지 도 3e는 피검자의 스트레스 수치를 본 발명에 의한 건강관리장치에 의해 산출하는 과정을 설명하기 위한 참고도들이다.

도 4는 본 발명에 의한 건강관리방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로우챠트이다.

도 5는 본 발명에 의한 건강관리방법에 의해 피검자의 심장박동 상태를 관리하는 원리를 설명하기 위한 플로우챠트이다.

도 6은 본 발명에 의한 건강관리방법에 의해 피검자가 소모한 칼로리량을 산출하는 원리를 설명하기 위한 플로우챠트이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110 : 모션 감지부 120 : 생체전위 센싱부

122 : 생체신호 센싱부 124 : 필터링부

126 : 매칭부 130 : 분석부

140 : 건강지표 산출부 150 : 전송부

160 : 사용자 인터페이스부 170 : 건강상태 인지부

본 발명은 건강관리에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하고, 그 감지된 결과에 상응하는 전위신호를 그 피검자로부터 센싱하고, 그 센싱된 결과를 분석하여 그 피검자의 신체상태를 파악하는 건강관리장치 및 방법에 관한 것이다.

피검자로부터 센싱 가능한 생체신호로는 심전도(ECG) 신호, 근전도(EMG) 신호 등이 있다. 센싱된 심전도 신호로부터는, 그 피검자의 심장박동이 정상적으로 이루어지고 있는지의 여부, 그 피검자가 현재 받고 있는 스트레스(Stress)의 정도 등을 알 수 있다. 또한, 센싱된 근전도 신호로부터는, 그 피검자의 움직임에 따른 칼로리 소모량을 알 수 있다.

이처럼 피검자로부터 센싱한 생체신호를 이용하여 그 피검자의 신체상태를 알 수 있다. 즉, 그 센싱된 생체신호를 이용하여 그 피검자의 건강지표를 산출할 수 있다. 이 때, 심장의 박동상태, 심부하도, 자율신경의 균형상태, 칼로리 소모량 모두 건강지표의 일 례이다.

한편, 그 센싱된 생체신호를 이용하여 신체상태를 정확히 알기 위해서는, 그 피검자가 현재 어떠한 행동을 하고 있는지를 고려해야 한다. 예컨대, 피검자의 스 트레스 수치는, 피검자가 심신의 안정을 취하고 있을 때 그 피검자로부터 센싱된 심전도 신호를 이용하여 산출됨이 바람직하다. 또한, 피검자의 칼로리 소모량은, 피검자가 운동을 하고 있을 때 산출됨이 바람직하다.

종래의 건강관리장치는, 피검자의 현재 행동에 관한 정보가 주어져 있지 않은 경우, 건강지표의 수치를 정확히 산출할 수 없다는 문제점을 갖는다. 또한, 종래의 건강관리장치는, 산출된 건강지표의 수치를 피검자에게 실시간으로 알려줄 수 없다는 문제점을 갖는다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하고, 그 감지된 결과에 상응하는 전위신호를 그 피검자로부터 센싱하고, 그 센싱된 결과를 분석하여 그 피검자의 신체상태를 파악하는 건강관리장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하고, 그 감지된 결과에 상응하는 전위신호를 그 피검자로부터 센싱하고, 그 센싱된 결과를 분석하여 그 피검자의 신체상태를 파악하는 건강관리방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하고, 그 감지된 결과에 상응하는 전위신호를 그 피검자로부터 센싱하고, 그 센싱된 결과를 분석하여 그 피검자의 신체상태를 파악하는 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 것이다.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 건강관리장치는, 피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하는 모션 감지부; 상기 감지된 결과에 상응하는 상기 피검자의 전위신호를 센싱하는 생체전위 센싱부; 및 상기 센싱된 결과를 분석하는 분석부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명은, 산출하고자 하는 건강지표를 상기 분석된 결과를 이용하여 산출하는 건강지표 산출부를 더 포함하며, 상기 건강지표는 상기 피검자의 신체상태를 나타내는 지표임이 바람직하다.

본 발명의 상기 모션 감지부는, 상기 피검자의 신체에 부착되는 복수의 감지소자로 이루어짐이 바람직하다. 본 발명의 상기 복수의 감지소자는, 일체화되어 마련되거나 이격된 상태에서 서로 네트워크 상에 연결되어 마련됨이 바람직하다.

본 발명의 상기 생체전위 센싱부는, 상기 감지된 결과에 응답하여, 상기 피검자의 생체신호를 센싱하는 생체신호 센싱부; 및 상기 감지된 결과에 응답하여, 상기 센싱된 생체신호를 필터링하고 상기 필터링된 결과를 상기 전위신호로서 출력하는 필터링부를 포함함이 바람직하다.

본 발명의 상기 생체전위 센싱부는, 상기 감지된 결과에 상기 생체신호에 관한 정보가 매칭되어 마련되어 있는 매칭부를 더 포함하며, 상기 생체신호 센싱부는 상기 감지된 결과에 매칭된 상기 생체신호에 관한 정보에 나타난 상기 생체신호를 센싱함이 바람직하다.

본 발명의 상기 생체전위 센싱부는, 상기 감지된 결과에 상기 필터링에 관한 정보가 매칭되어 마련되어 있는 매칭부를 더 포함하며, 상기 필터링부는 상기 센싱된 생체신호를 상기 감지된 결과에 매칭된 상기 필터링에 관한 정보에 따라 필터링함이 바람직하다.

본 발명의 상기 전위신호는, 상기 피검자로부터 센싱 가능한 생체신호 중 상기 감지된 결과에 상응하는 주파수 대역을 갖는 생체신호임이 바람직하다.

본 발명은, 상기 분석된 결과 및 상기 산출된 건강지표의 수치 중 적어도 하나를 디스플레이하는 사용자 인터페이스를 제공하는 사용자 인터페이스부를 더 포함함이 바람직하다.

본 발명은, 상기 산출된 건강지표의 수치에 상응하여 자신의 기능을 수행함으로써 상기 피검자의 건강상태를 상기 피검자에게 인지시키는 건강상태 인지부를 더 포함함이 바람직하다.

본 발명의 상기 건강상태 인지부는, 시각적인 경로, 촉각적인 경로 및 청각적인 경로 중 적어도 하나를 이용하여 상기 피검자에게 상기 피검자의 건강상태를 인지시킴이 바람직하다.

본 발명의 상기 건강지표는, 심장의 박동상태, 심부하도, 자율신경의 균형상태, 또는 칼로리 소모량임이 바람직하다. 본 발명의 상기 생체신호는, 심전도 신호 또는 근전도 신호임이 바람직하다.

본 발명은, 상기 분석된 결과 및 상기 산출된 건강지표의 수치를 저장하는 저장부를 더 포함함이 바람직하다.

상기 다른 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 건강관리방법은, 피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하는 단계; 상기 감지된 결과에 상응하는 상기 피검자의 전위신호를 센싱하는 단계; 및 상기 센싱된 결과를 분석하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명은, 산출하고자 하는 건강지표를 상기 분석된 결과를 이용하여 산출하는 단계를 더 포함하며, 상기 건강지표는 상기 피검자의 신체상태를 나타내는 지표임이 바람직하다.

본 발명의 상기 센싱하는 단계는, 상기 감지된 결과에 상응하는 상기 피검자의 생체신호를 센싱하는 단계; 및 상기 센싱된 생체신호를 상기 감지된 결과에 따라 필터링하는 단계를 포함하며, 상기 필터링된 결과는 상기 전위신호임이 바람직하다.

본 발명은, 상기 분석된 결과 및 상기 산출된 건강지표의 수치 중 적어도 하나를 알리는 단계를 더 포함함이 바람직하다.

본 발명은, 상기 산출된 건강지표의 수치를 시각적인 경로, 촉각적인 경로 및 청각적인 경로 중 적어도 하나를 이용하여 상기 피검자에게 인지시키는 단계를 더 포함함이 바람직하다.

본 발명은, 상기 분석된 결과 및 상기 산출된 건강지표의 수치를 저장하는 단계를 더 포함함이 바람직하다. 본 발명의 상기 건강지표는, 심장의 박동상태, 심부하도, 자율신경의 균형상태, 또는 칼로리 소모량임이 바람직하다.

본 발명의 상기 감지하는 단계는, 일체화되어 상기 피검자의 신체에 부착된 복수의 감지소자에 의해 수행됨이 바람직하다. 본 발명의 상기 감지하는 단계는, 이격된 상태에서 서로 네트워크 상에 연결되어 상기 피검자의 신체에 부착된 복수의 감지소자에 의해 수행됨이 바람직하다.

상기 또 다른 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하는 단계; 상기 감지된 결과에 상응하는 상기 피검자의 전위신호를 센싱하는 단계; 및 상기 센싱된 결과를 분석하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 건강관리방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 건강관리장치 및 방법의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다. 다만, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 당해 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 건강관리장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도로서, 모션 감지부(110), 생체전위 센싱부(120), 분석부(130), 건강지표 산출부(140), 전송부(150), 사용자 인터페이스부(160), 건강상태 인지부(170) 및 저장부(180)를 포함할 수 있다. 이 때, 생체전위 센싱부(120)는 생체신호 센싱부(122), 필터링부(124) 및 매칭부(126)를 포함한다.

모션 감지부(110)는 피검자의 행동 패턴(pattern)을 감지한다. 즉, 모션 감지부(110)는 피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지한다. 이러한 모션 감지부(110)는 복수의 감지소자로 이루어질 수 있다.

이 경우, 복수의 감지소자는 일체화되어 마련될 수 있다. 복수의 감지소자가 한정된 하나의 장소에 함께 마련된다면 그 복수의 감지소자는 일체화되어 마련된다고 할 수 있다. 예컨대, 복수의 감지소자가 하나의 패치(patch) 형상의 장소에 함께 마련된다면, 그 복수의 감지소자는 일체화되어 마련된다고 할 수 있다.

한편, 복수의 감지소자는 이격된 상태에서 서로 네트워크 상에 연결되어 마련될 수도 있다. 즉, 복수의 감지소자 각각은 피검자의 신체 곳곳에 분산되어 위치할 수 있다. 단, 이 경우 복수의 감지소자들은 동일한 네트워크 상에 위치할 수 있다.

이러한 감지소자는 가속도 센서로서의 기능 및 각속도 센서로서의 기능 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 여기서, 가속도 센서로서의 기능이란, 피검자의 x축, y축 및 z축 방향으로의 가속도 운동을 감지하는 기능을 말한다. 또한, 각속도 센서로서의 기능이란, 피검자의 각속도 운동을 감지하는 기능을 말한다. 이러한 각속도 센서는 자이로 센서라 명명되기도 한다.

모션 감지부(110)에 의해 감지된 피검자의 시간의 경과에 따른 움직임으로는, 쉬기(rest), 걷기(walking) 또는 달리기(running) 등이 있다. 다만, 쉬기, 걷기, 달리기는 모션 감지부(110)에 의해 감지될 수 있는 움직임의 일 례이며, 모션 감지부(110)에 의해 감지될 수 있는 피검자의 움직임은 다양할 수 있다.

만일, 모션 감지부(110)에서 피검자의 움직임을 쉬기, 걷기, 달리기로 구분하여 감지한다면, 감지된 결과상에서 쉬기, 걷기, 달리기의 구별기준이 미리 마련되어 있어야 한다.

본 발명에 의한 건강관리장치에 의하면, 다양한 건강지표를 산출할 수 있다. 여기서, 건강지표란 피검자의 신체상태를 나타내는 임의의 지표를 말한다. 심장의 박동상태, 심부하도, 자율신경의 균형상태, 또는 칼로리 소모량은 건강지표의 일 례가 될 수 있다.

여기서, 심장의 박동상태를 이용하여 피검자의 심장의 박동에 이상이 있는지의 여부를 알 수 있고, 심부하도를 이용하여 피검자가 운동시 그 피검자의 심장이 받는 부하를 알 수 있으며, 자율신경의 균형상태를 이용하여 피검자가 받은 스트레스의 정도를 알 수 있다. 또한, 칼로리 소모량을 이용하여 피검자가 운동시 소모한 칼로리량을 알 수 있다.

한편, 심장의 박동상태, 심부하도, 자율신경의 균형상태와 같은 건강지표는 피검자로부터 센싱된 심전도(ECG : electrocardiogram) 신호를 이용하여 산출될 수 있고, 칼로리 소모량과 같은 건강지표는 피검자로부터 센싱된 근전도(EMG : electromyogram) 신호를 이용하여 산출될 수 있다.

여기서, 심전도 신호란 심장의 수축에 따른 활동전류를 시간의 경과에 따라 나타내는 신호를 말한다. 근전도 신호란 시간의 경과에 따른 근육의 활동전위를 나타내는 신호를 말한다. 이러한 심전도 신호, 근전도 신호 등은 피검자로부터 센싱 가능한 생체신호(vital signal)의 일 례이다.

한편, 그 센싱된 생체신호를 이용하여 건강지표를 산출하기 위해서는, 그 피검자가 현재 어떠한 행동 패턴을 보이고 있는지를 고려해야 한다.

예컨대, 피검자의 스트레스 수치는, 피검자가 쉬고 있을 때 그 피검자로부터 센싱된 심전도 신호를 이용하여 산출됨이 바람직하다. 결국, 피검자가 운동하고 있을 때 센싱된 심전도 신호를 이용하여 산출된 스트레스 수치는 신뢰도가 떨어지는 수치라 할 수 있다.

마찬가지로, 피검자의 칼로리 소모량을 산출하고자 근전도 신호를 센싱할 때에도 피검자가 어떠한 행동 패턴을 갖는 운동을 하는지 고려되어야 한다. 예컨대, 피검자가 자전거를 타거나 스케이트를 탈 때 소모하는 칼로리량을 산출하기 위해서는, 피검자의 하체근육에서 센싱되는 근전도 신호를 이용하여 칼로리 소모량을 산출함이 바람직하다. 결국, 상체근육에서 센싱되는 근전도 신호를 이용하여 산출된 칼로리 소모량은 하체운동을 하고 있는 피검자가 소모한 칼로리량을 정확히 나타낼 수 없다. 즉, 하체운동을 하고 있는 피검자가 소모한 칼로리량을 정확히 산출하기 위해서는, 그 피검자의 하체근육에서 센싱되는 근전도 신호를 이용하여야 한다.

본 발명은 피검자의 행동 패턴에 관해 어떠한 정보도 주어져 있지 않은 상황에서, 그 피검자의 현재 행동 패턴를 스스로 감지한 뒤, 그 감지된 행동 패턴에 적합한 전위신호를 센싱하는 기술적 구성을 생체전위 센싱부(120)를 이용하여 구현한다. 여기서, 전위신호란 피검자로부터 센싱 가능한 생체신호 중 모션 감지부(110)에서 감지된 결과에 상응하는 주파수 대역을 갖는 생체신호를 말한다.

생체전위 센싱부(120)는 생체신호 센싱부(122) 및 필터링부(124)를 포함할 수 있다. 생체전위 센싱부(120)는 모션 감지부(110)에서 감지한 행동 패턴에 상응하는 전위신호를 피검자로부터 센싱한다.

생체신호 센싱부(122)는 모션 감지부(110)에서 감지된 결과에 응답하여, 피 검자의 생체신호를 센싱한다.

이 때, 생체신호 센싱부(122)에서 센싱되는 생체신호는 그 센싱되는 신체부위에서 센싱 가능한 모든 생체신호일 수 있다. 즉, 생체신호 센싱부(122)는 모션 감지부(110)에서 감지된 행동 패턴의 내용에 관계없이, 모션 감지부(110)가 어떠한 행동 패턴을 감지하기만 하면, 그 센싱되는 신체부위에서 센싱 가능한 모든 생체신호를 센싱할 수 있다.

또는, 생체신호 센싱부(122)에서 센싱되는 생체신호는 그 센싱되는 신체부위에서 센싱 가능한 생체신호 중 일부 생체신호일 수도 있다. 즉, 생체신호 센싱부(122)는 모션 감지부(110)에서 감지된 행동 패턴의 내용에 매칭(matching)되어 미리 지정된 하나 이상의 생체신호를 센싱할 수 있다.

예컨대, 피검자가 쉬고 있음이 모션 감지부(110)에서 감지되었다면, 생체신호 센싱부(122)는 피검자로부터 심전도 신호를 센싱함이 바람직하다. 또한, 피검자가 하체운동을 하고 있음이 모션 감지부(110)에서 감지되었다면, 생체신호 센싱부(122)는 피검자의 하체근육으로부터 근전도 신호를 센싱함이 바람직하다.

또한, 필터링부(124)는 모션 감지부(110)에서 감지된 결과에 응답하여, 생체신호 센싱부(122)에서 센싱한 생체신호를 필터링하고 그 필터링된 결과를 전위신호로서 출력한다.

이 때, 그 센싱되는 신체부위에서 센싱 가능한 모든 생체신호가 생체신호 센싱부(122)에서 센싱되었다면, 필터링부(124)는 모션 감지부(110)에서 감지된 행동 패턴의 내용에 매칭되어 미리 설정되어 있는 생체신호를 갖는 전위신호를 생성하기 위해 그 센싱된 생체신호를 필터링한다. 심전도 신호, 근전도 신호 등은 그 미리 설정되어 있는 생체신호의 일 례일 수 있다.

이를 위해, 생체전위 센싱부(120)는 매칭부(126)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 매칭부(126)에는 모션 감지부(110)에서 감지된 결과가 그 감지된 결과에 매칭되어 미리 설정된 생체신호에 관한 정보와 함께 마련되어 있다. 그에 따라, 생체신호 센싱부(122)는 모션 감지부(110)에서 감지된 결과에 매칭된 생체신호에 관한 정보를 매칭부(126)에서 독출하고, 그 독출된 정보에 나타난 생체신호를 센싱한다.

또한, 필터링부(124)는 그 모션 감지부(110)에서 감지된 행동 패턴의 내용에 매칭되어 미리 설정되어 있는 주파수를 갖는 전위신호를 생성하기 위해 그 필터링된 생체신호를 재차 필터링할 수 있다.

한편, 그 센싱되는 신체부위에서 센싱 가능한 생체신호 중 일부 생체신호가 생체신호 센싱부(122)에서 센싱되었다면, 필터링부(124)는 모션 감지부(110)에서 감지된 행동 패턴의 내용에 매칭되어 미리 설정되어 있는 주파수를 갖는 전위신호를 생성하기 위해 그 필터링된 생체신호를 필터링할 수 있다.

이를 위해, 생체전위 센싱부(120)는 매칭부(126)를 더 포함할 수 있다. 이 때의 매칭부(126)에는, 모션 감지부(110)에서 감지된 결과가 그 감지된 결과에 매칭되어 미리 설정된 주파수에 관한 정보와 함께 마련되어 있다. 그에 따라, 필터링부(124)는 모션 감지부(110)에서 감지된 결과에 매칭된 주파수에 관한 정보를 매칭부(126)에서 독출하고, 그 독출된 정보에 나타난 주파수에 따라 필터링한다.

예컨대, 생체신호 센싱부(122)에서 심전도 신호가 센싱되었고, 모션 감지부 (110)에서 피검자가 쉬고 있음이 감지되었다면, 필터링부(124)는 0.1Hz 내지 150Hz의 주파수를 갖는 심전도 신호만을 통과하고, 그 밖의 주파수를 갖는 심전도 신호는 차단함으로써, 0.1Hz 내지 150Hz의 주파수를 갖는 전위신호를 생성 및 출력할 수 있다.

필터링부(124)에서 출력된 신호 즉, 필터링된 생체신호는 생체전위 센싱부(120)에서 센싱된 전위신호를 의미한다.

분석부(130)는 그 센싱된 전위신호를 분석하고, 건강지표 산출부(140)는 산출하고자 하는 건강지표를 그 분석된 결과를 이용하여 산출한다.

이 때, 분석부(130)와 건강지표 산출부(140)는 일체화될 수도 있고, 네트워크 상에 연결될 수도 있다. 즉, 분석부(130)와 건강지표 산출부(140)는 일체화된 장소에 마련되지 않고, 이격되어 마련될 수도 있다.

예컨대, 분석부(130)는 피검자의 신체부위에 부착되어 마련되고, 건강지표 산출부(140)는 그 피검자의 주치의가 사용하는 컴퓨터에 마련될 수 있다. 이 경우, 분석부(130)와 건강지표 산출부(140)가 네트워크 상에 연결되어 있다면, 분석부(130)에서 분석된 결과는 건강지표 산출부(140)에 전송되게 된다.

이를 위해, 본 발명에 의한 건강관리장치에는 전송부(150)가 마련될 수 있다. 즉, 마련부(150)는 분석부(130)에서 분석된 결과를 분석부(130)와 네트워크 상에 연결된 건강지표 산출부(140)에 전송한다.

한편, 사용자 인터페이스부(160)는 분석부(130)에서 분석된 결과 및 건강지표 산출부(140)에서 산출된 건강지표의 수치 중 적어도 하나를 디스플레이한다.

건강상태 인지부(170)는 건강지표 산출부(140)에서 산출된 건강지표의 수치를 피검자에게 인지시킨다. 보다 구체적으로, 건강상태 인지부(170)는 건강지표 산출부(140)에서 산출된 수치를 미리 설정된 임계수치와 비교하고, 그 비교된 결과에 응답하여 그 수치를 피검자에게 인지시킬 수 있다.

임계수치란 그 수치를 초과하거나 그 수치에 미달되거나 그 수치에 해당되는 경우 피검자의 신체상태에 이상이 발생했음을 의미하는 수치를 말한다. 예컨대, 건강지표 산출부(140)가 심부하도라는 `건강지표를 산출한 경우, 그 산출된 심부하도가 임계수치를 초과한다면, 운동 중인 피검자는 그 운동을 즉시 중지할 필요가 있다. 이 경우, 건강상태 인지부(170)는 그 산출된 심부하도와 임계수치를 비교하고, 그 비교 결과 그 산출된 심부하도가 임계수치를 초과한다고 비교되면, 피검자에게 운동을 중지할 것을 인지시킨다.

이 때, 건강상태 인지부(170)는 시각적인 경로, 촉각적인 경로 및 청각적인 경로 중 적어도 하나를 이용하여 그 수치를 인지시킬 수 있다. 이를 위해, 건강상태 인지부(170)는 진동모터, 스피커, 또는 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.

예컨대, 그 산출된 심부하도와 임계수치를 비교한 건강상태 인지부(170)가 운동을 중지할 것을 운동 중인 피검자에게 인지시키고자 하는 경우, 건강상태 인지부(170)는 그 마련된 진동모터를 진동시킴으로써 인지시킬 수도 있고, 그 마련된 스피커를 통해 발성함으로써 인지시킬 수도 있고, 그 마련된 디스플레이 패널에 표시함으로써 인지시킬 수도 있다.

한편, 저장부(180)는 분석부(130)에서 분석된 결과 및 건강지표 산출부(140) 에서 산출된 건강지표의 수치 중 적어도 하나를 저장한다.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 건강관리장치를 설명하기 위한 참고도들이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 건강관리장치에 포함되는 모션 감지부(110) 내지 저장부(180) 모두는 일체화되어 마련될 수 있다. 특히, 모션 감지부(110) 내지 분석부(130) 모두는 일체화된 장소에 마련됨이 바람직하다.

도 2a는 본 발명에 의한 건강관리장치가 구현된 모습의 일 례를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 건강관리장치에 포함된 모션 감지부(110) 내지 분석부(130) 모두는 동일한 장소(220)에 함께 마련될 수 있다. 여기서, 동일한 장소(220)는 도시된 바와 같이 원판 형상의 장소일 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 건강관리장치는 도시된 바와 같이 목걸이의 팬던트에 마련될 수도 있고, 도시된 바와 달리 패치(patch)와 같이 피검자(210)의 신체에 착탈가능한 매체에 마련될 수도 있다.

도 2b는 도 2a에 도시된 건강관리장치(220)의 세부 모습을 나타낸 도면이다. 참조번호 230은 생체신호 센싱부(122)를 의미한다. 생체신호 센싱부(122)가 복수의 센싱소자로 이루어진다면, 참조번호 230은 그 센싱소자 각각을 의미한다.

한편, 참조번호 240은 전송부(150)를 의미하고, 참조번호 250은 모션 감지부(110)를 의미하고, 참조번호 260은 광맥파(Photo-Plethysmography)(PPG) 센서를 의미하고, 참조번호 270은 온도 센서를 의미한다.

즉, 생체신호 센싱부(122)는 광맥파(PPG)를 센싱할 수도 있고, 심부 온도를 센싱할 수도 있다. 이 때, 심부 온도란 피검부위의 표피로부터 소정 거리 이격된 장소의 온도를 말한다. 여기서, 소정 거리는 사전에 결정되며 가변 가능하다.

생체신호 센싱부(122)가 광맥파를 센싱하는 경우, 건강지표 산출부(140)는 피검자(210)의 혈액의 산소포화도를 측정할 수 있다. 나아가, 생체신호 센싱부(122)가 광맥파 및 심전도 신호를 모두 센싱하는 경우, 건강지표 산출부(140)는 피검자(210)의 혈압을 산출할 수 있다.

또한, 참조번호 280은 제어부를 의미하며, 제어부는 생체신호 센싱부(230) 내지 온도 센서(270) 모두의 동작을 제어한다.

도 3a 내지 도 3e는 피검자(210)의 스트레스 수치를 본 발명에 의한 건강관리장치에 의해 산출하는 과정을 설명하기 위한 참고도들이다.

보다 구체적으로, 도 3a는 피검자(210)로부터 센싱되는 알-피크(310)(R-peak)값의 전위를 시간의 경과에 따라 도시한 타이밍도이다. x1, x2 또는 x3(320)은 RRI(R-R Interval)를 의미한다. 여기서, RRI란 알-피크값간의 시간축상에서의 간격을 의미한다.

도 3b는 도 3a에 나타난 x1, x2 및 x3과 같은 RRI 값을 시간의 경과에 따라 도시한 타이밍도(330)이다. 나아가, 도 3c 및 도 3d 각각은 도 3b에 도시될 수 있는 타이밍도를 대-스케일(large-scale)로 나타낸 타이밍도들(340 및 350)들이다.

도 3c에 도시된 타이밍도(340)의 파형은 도 3d에 도시된 타이밍도(350)의 파형보다 무작위적(random)이며, 도 3c에 도시된 타이밍도(340)가 센싱되는 피검자(210)는 도 3d에 도시된 타이밍도(350)가 센싱되는 피검자(210)보다 건강하다.

한편, 도 3c나 도 3d와 같은 RRI 신호를 푸리에 변환(F : Fourier Transform)하면, 도 3e에 도시된 바와 같은 타이밍도(360)가 생성될 수 있다. 여기서, f1, f2 및 f3 모두는 미리 설정된 주파수로서 가변 가능하다. 예컨대, f1, f2 및 f3 각각은 0.04Hz, 0.1Hz 및 0.5Hz일 수 있다.

한편, LF는 다음과 같은 수학식에 의해 표현될 수 있다.

마찬가지로, HF는 다음과 같은 수학식에 의해 표현될 수 있다.

여기서, LF는 교감신경계의 영향을 주로 받으며, HF는 부교감신경계의 영향을 주로 받는다. 그에 따라, HF/LF 의 수치는 피검자(210)의 심신이 안정상태에 있는지의 여부를 나타낸다.

예컨대, HF/LF = 2/3 은 피검자(210)의 심신이 안정상태에 있음을 나타낸다. 건강지표 산출부(140)는 피검자(210)가 현재 받는 스트레스의 정도를 산출한다고 할 때, 건강지표 산출부(140)는 HF/LF 수치를 산출할 수 있으며, 2/3 는 임계수치가 된다.

이 경우, 건강상태 인지부(170)는 건강지표 산출부(140)가 산출한 HF/LF의 수치를 2/3과 비교하며, 그 비교 결과, 산출된 수치가 2/3을 초과한다면, 건강상태 인지부(170)는 피검자(210)에게 피검자가 긴장하고 있음을 인지시킬 수 있다. 그에 반해, 그 비교 결과, 산출된 수치가 2/3과 같거나 그에 미달된다면, 건강상태 인지부(170)는 피검자(210)가 평온한 상태에 있으므로 피검자(210)에게 어떠한 인지 행위를 하지 않을 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 건강관리방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로우챠트로서, 피검자(210)의 행동 패턴을 감지하고 그 감지된 행동 패턴에 상응하는 전위신호를 센싱하는 단계(제410 ~ 430 단계들) 및 그 센싱된 전위신호를 이용하여 건강지표를 산출하고 그 산출된 결과를 피검자(210)에게 인지시키는 단계(제440 ~ 450 단계들)로 이루어진다.

모션 감지부(110)는 피검자(210)의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지한다(제410 단계). 생체신호 센싱부(122)는 그 감지된 결과에 상응하는 생체신호를 피검자(210)로부터 센싱한다(제420 단계).

제420 단계 후에, 필터링부(124)는 생체신호 센싱부(122)에서 센싱된 생체신호를 그 감지된 결과에 따라 필터링하여 전위신호를 생성한다(제430 단계). 즉, 전위신호는 필터링된 생체신호를 의미한다.

결국, 생체전위 센싱부(120)는 제410 단계 후에, 그 감지된 결과에 상응하는 전위신호를 피검자(210)로부터 센싱한다(제420 ~ 430 단계들).

제430 단계 후에, 분석부(130)는 그 센싱된 전위신호를 분석하고, 건강지표 산출부(140)는 그 분석된 결과를 이용하여 건강지표를 산출하고(제440 단계), 건강상태 인지부(170)는 그 산출된 건강지표를 피검자(210)에게 인지시킨다(제450 단 계).

도 5는 본 발명에 의한 건강관리방법에 의해 피검자의 심장박동 상태를 관리하는 원리를 설명하기 위한 플로우챠트로서, 피검자(210)의 행동 패턴을 감지하고 그 감지된 행동 패턴에 상응하는 전위신호를 센싱하는 단계(제510 ~ 516, 522 ~ 524 및 530 단계들) 및 그 센싱된 전위신호를 이용하여 건강지표를 산출하고 그 산출된 결과를 피검자(210)에게 인지시키는 단계(제518, 520, 526, 528 및 532 단계들)로 이루어진다.

모션 감지부(110)는 피검자(210)의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지한다(제510 단계). 생체신호 센싱부(122)는 심전도 신호를 피검자(210)로부터 센싱하고(제512 단계), 필터링부(124)는 모션 감지부(110)에서 감지된 결과에 따라 그 센싱된 심전도 신호를 필터링한다.

보다 구체적으로, 모션 감지부(110)에서 피검자(210)가 쉬고 있다고 판단되면(제514 단계), 필터링부(124)는 제1 필터링을 수행한다(제516 단계). 설명의 편의상, 제1 필터링은 0.1Hz 내지 150Hz의 주파수만을 통과시키는 필터링이라 가정한다. 이 경우, 심전도 신호의 P, Q, R, S, T파 모두 통과된다. 여기서, 제1 필터링된 생체신호는 전위신호가 된다.

제516 단계 후에, 분석부(130)는 제1 필터링된 생체신호를 분석하고, 건강지표 산출부(140)는 그 분석된 결과를 이용하여 피검자(210)의 심장박동에 이상이 없는지 판단한다(제518 단계). 나아가, 건강지표 산출부(140)는 그 분석된 결과를 이용하여 피검자(210)가 받은 스트레스의 정도를 산출한다(제520 단계).

한편, 모션 감지부(110)에서 피검자(210)가 걷고 있다고 판단되면(제522 단계), 필터링부(124)는 제2 필터링을 수행한다(제524 단계). 설명의 편의상, 제2 필터링은 1Hz 내지 60Hz의 주파수만을 통과시키는 필터링이라 가정한다. 이 경우, 심전도 신호의 P, Q, R, S, T파 모두 통과된다. 여기서, 제2 필터링된 생체신호는 전위신호가 된다.

제524 단계 후에, 분석부(130)는 제2 필터링된 생체신호를 분석하고, 건강지표 산출부(140)는 그 분석된 결과를 이용하여 피검자(210)의 심장박동에 이상이 없는지 판단한다(제526 단계). 나아가, 건강지표 산출부(140)는 그 분석된 결과를 이용하여 피검자(210)가 소모한 칼로리량을 산출한다(제528 단계).

한편, 모션 감지부(110)에서 피검자(210)가 달리고 있다고 판단되면(제522 단계), 필터링부(124)는 제3 필터링을 수행한다(제530 단계). 설명의 편의상, 제3 필터링은 5Hz 내지 30Hz의 주파수만을 통과시키는 필터링이라 가정한다. 이 경우, 심전도 신호의 Q, R, S파가 통과된다. 여기서, 제3 필터링된 생체신호는 전위신호가 된다.

제530 단계 후에, 분석부(130)는 제3 필터링된 생체신호를 분석하고, 건강지표 산출부(140)는 그 분석된 결과를 이용하여 피검자(210)의 심장박동에 이상이 없는지 판단할 뿐만 아니라, 피검자(210)의 심박수를 산출한다. 나아가, 건강지표 산출부(140)는 그 분석된 결과를 이용하여 피검자(210)가 소모한 칼로리량을 산출한다.

건강상태 인지부(170)는 건강지표 산출부(140)에서 산출된 수치를 피검자 (210)에게 인지시킨다(제532 단계).

도 6은 본 발명에 의한 건강관리방법에 의해 피검자가 소모한 칼로리량을 산출하는 원리를 설명하기 위한 플로우챠트로서, 피검자(210)의 행동 패턴을 감지하고 그 감지된 행동 패턴에 상응하는 전위신호를 센싱하는 단계(제610 ~ 630 단계들) 및 그 센싱된 전위신호를 이용하여 건강지표를 산출하고 그 산출된 결과를 피검자(210)에게 인지시키는 단계(제640 ~ 650 단계들)로 이루어진다.

모션 감지부(110)는 피검자(210)의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하고(제610 단계), 생체신호 센싱부(122)는 그 피검부위에서 센싱 가능한 모든 생체신호를 센싱한다(제620 단계).

제620 단계 후에, 필터링부(124)는 생체신호 센싱부(122)에서 센싱된 생체신호를 그 감지된 결과에 따라 필터링하여 근전도 신호를 생성한다(제630 단계). 이 경우, 근전도 신호는 전위신호를 의미한다.

결국, 생체전위 센싱부(120)는 제610 단계 후에, 그 감지된 결과에 상응하는 전위신호를 피검자(210)로부터 센싱한다(제620 ~ 630 단계들).

제630 단계 후에, 분석부(130)는 그 센싱된 근전도 신호를 분석하고, 건강지표 산출부(140)는 그 분석된 결과를 이용하여 칼로리 소모량을 산출하고(제640 단계), 건강상태 인지부(170)는 그 산출된 칼로리 소모량의 수치를 피검자(210)에게 인지시킨다(제650 단계).

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스 템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 건강관리장치 및 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 건강관리장치 및 방법은, 그 피검자의 현재 행동을 파악하고, 그 파악된 현재 행동에 상응하는 전위신호를 그 피검자로부터 센싱함으로써, 피검자의 현재 행동이 고려되지 않은 상태에서 산출된 건강지표의 수치보다 신뢰할 수 있는 수치를 갖는 건강지표를 산출할 수 있는 효과를 갖는다. 한편, 본 발명에 의한 건강관리장치 및 방법은, 피검자의 현재 행동에 관한 정보가 주어져 있지 않은 경우라도, 스스로 그 현재 행동을 파악하여 건강지 표를 산출할 수 있는 효과를 갖는다. 나아가, 본 발명에 의한 건강관리장치 및 방법은, 산출된 건강지표의 수치를 피검자에게 실시간으로 알려주므로, 피검자의 신체상태가 위험한 상태에 진입한 경우, 피검자의 신체상태가 위험에 있음을 그 진입과 동시에 피검자에게 인지시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 건강관리장치 및 방법에 의하면, 피검자가 자신의 신체상태를 실시간으로 인지하여 자신의 신체가 위험한 상황에 있는 경우 즉각적으로 대처할 수 있다.

Claims

피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하는 모션 감지부;

상기 감지된 움직임에 상응하는 상기 피검자의 전위신호를 센싱하는 생체전위 센싱부; 및

상기 센싱된 전위신호를 분석하는 분석부를 포함함을 특징으로 하는 건강관리장치.
제1 항에 있어서, 상기 건강관리장치는,

산출하고자 하는 건강지표를 상기 분석된 결과를 이용하여 산출하는 건강지표 산출부를 더 포함하며, 상기 건강지표는 상기 피검자의 신체상태를 나타내는 지표임을 특징으로 하는 건강관리장치.
제1 항에 있어서, 상기 모션 감지부는,

상기 피검자의 신체에 부착되는 복수의 감지소자로 이루어짐을 특징으로 하는 건강관리장치.
제3 항에 있어서, 상기 복수의 감지소자는, 일체화되어 마련되거나 이격된 상태에서 서로 네트워크 상에 연결되어 마련됨을 특징으로 하는 건강관리장치.
제1 항에 있어서, 상기 생체전위 센싱부는,

상기 감지된 움직임에 응답하여, 상기 피검자의 생체신호를 센싱하는 생체신호 센싱부; 및

상기 감지된 움직임에 응답하여, 상기 센싱된 생체신호를 필터링하고 상기 필터링된 생체신호를 상기 전위신호로서 출력하는 필터링부를 포함함을 특징으로 하는 건강관리장치.
제5 항에 있어서, 상기 생체전위 센싱부는,

상기 감지된 움직임에 상기 생체신호에 관한 정보가 매칭되어 마련되어 있는 매칭부를 더 포함하며,

상기 생체신호 센싱부는 상기 감지된 움직임에 매칭된 상기 생체신호에 관한 정보에 나타난 상기 생체신호를 센싱함을 특징으로 하는 건강관리장치.
제5 항에 있어서, 상기 생체전위 센싱부는,

상기 감지된 움직임에 상기 필터링에 관한 정보가 매칭되어 마련되어 있는 매칭부를 더 포함하며,

상기 필터링부는 상기 센싱된 생체신호를 상기 감지된 움직임에 매칭된 상기 필터링에 관한 정보에 따라 필터링함을 특징으로 하는 건강관리장치.
제1 항에 있어서, 상기 전위신호는,

상기 피검자로부터 센싱 가능한 생체신호 중 상기 감지된 움직임에 상응하는 주파수 대역을 갖는 생체신호임을 특징으로 하는 건강관리장치.
제2 항에 있어서, 상기 건강관리장치는,

상기 분석된 결과 및 상기 산출된 건강지표의 수치 중 적어도 하나를 디스플레이하는 사용자 인터페이스를 제공하는 사용자 인터페이스부를 더 포함함을 특징으로 하는 건강관리장치.
제2 항에 있어서, 상기 건강관리장치는,

상기 산출된 건강지표의 수치에 상응하여 자신의 기능을 수행함으로써 상기 피검자의 건강상태를 상기 피검자에게 인지시키는 건강상태 인지부를 더 포함함을 특징으로 하는 건강관리장치.
제10 항에 있어서, 상기 건강상태 인지부는,

시각적인 경로, 촉각적인 경로 및 청각적인 경로 중 적어도 하나를 이용하여 상기 피검자에게 상기 피검자의 건강상태를 인지시킴을 특징으로 하는 건강관리장치.
제2 항에 있어서, 상기 건강지표는, 심장의 박동상태, 심부하도, 자율신경의 균형상태, 또는 칼로리 소모량임을 특징으로 하는 건강관리장치.
제5 항에 있어서, 상기 생체신호는, 심전도 신호 또는 근전도 신호임을 특징으로 하는 건강관리장치.
제2 항에 있어서, 상기 건강관리장치는,

상기 분석된 결과 및 상기 산출된 건강지표의 수치를 저장하는 저장부를 더 포함함을 특징으로 하는 건강관리장치.
피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하는 단계;

상기 감지된 움직임에 상응하는 상기 피검자의 전위신호를 센싱하는 단계; 및

상기 센싱된 전위신호를 분석하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 건강관리방법.
제15 항에 있어서, 상기 건강관리방법은,

산출하고자 하는 건강지표를 상기 분석된 결과를 이용하여 산출하는 단계를 더 포함하며, 상기 건강지표는 상기 피검자의 신체상태를 나타내는 지표임을 특징으로 하는 건강관리방법.
제15 항에 있어서, 상기 센싱하는 단계는,

상기 감지된 움직임에 상응하는 상기 피검자의 생체신호를 센싱하는 단계; 및

상기 센싱된 생체신호를 상기 감지된 움직임에 따라 필터링하는 단계를 포함하며, 상기 필터링된 생체신호는 상기 전위신호임을 특징으로 하는 건강관리방법.
제16 항에 있어서, 상기 건강관리방법은,

상기 분석된 결과 및 상기 산출된 건강지표의 수치 중 적어도 하나를 알리는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 건강관리방법.
제16 항에 있어서, 상기 건강관리방법은,

상기 산출된 건강지표의 수치를 시각적인 경로, 촉각적인 경로 및 청각적인 경로 중 적어도 하나를 이용하여 상기 피검자에게 인지시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 건강관리방법.
제16 항에 있어서, 상기 건강관리방법은,

상기 분석된 결과 및 상기 산출된 건강지표의 수치를 저장하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 건강관리방법.
제16 항에 있어서, 상기 건강지표는, 심장의 박동상태, 심부하도, 자율신경의 균형상태, 또는 칼로리 소모량임을 특징으로 하는 건강관리방법.
제17 항에 있어서, 상기 생체신호는, 심전도 신호 또는 근전도 신호임을 특징으로 하는 건강관리방법.
제15 항에 있어서, 상기 감지하는 단계는,

일체화되어 상기 피검자의 신체에 부착된 복수의 감지소자에 의해 수행됨을 특징으로 하는 건강관리방법.
제15 항에 있어서, 상기 감지하는 단계는,

이격된 상태에서 서로 네트워크 상에 연결되어 상기 피검자의 신체에 부착된 복수의 감지소자에 의해 수행됨을 특징으로 하는 건강관리방법.
피검자의 시간의 경과에 따른 움직임을 감지하는 단계;

상기 감지된 움직임에 상응하는 상기 피검자의 전위신호를 센싱하는 단계; 및

상기 센싱된 전위신호를 분석하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 건강관리방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.