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KR102191057B1 - Non-invasive biometric measurement based calibration system and method using multiple sensors - Google Patents

Non-invasive biometric measurement based calibration system and method using multiple sensors Download PDF

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KR102191057B1
KR102191057B1 KR1020180164282A KR20180164282A KR102191057B1 KR 102191057 B1 KR102191057 B1 KR 102191057B1 KR 1020180164282 A KR1020180164282 A KR 1020180164282A KR 20180164282 A KR20180164282 A KR 20180164282A KR 102191057 B1 KR102191057 B1 KR 102191057B1
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light source
biometric information
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invasive
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한국전자기술연구원
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Abstract

본 발명에 따른 다중 센서를 이용한 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템은 투과식 및 반사식 기반의 다중 센서, 상기 다중 센서로부터 측정된 수신 전압 값을 기반으로 사용자의 혈액에서의 생체정보를 측정하는 생체정보 측정부, 상기 측정된 생체정보를 미리 준비된 침습적 데이터와 비교하여 상기 다중 센서의 출력 전압을 보정하기 위한 보정값을 산출하는 보정부 및 상기 산출된 보정값에 기초하여 상기 다중 센서의 출력 전압을 증감시키는 출력부를 포함한다.The non-invasive biometric information positioning-based correction system using multiple sensors according to the present invention is a multi-sensor based on transmission and reflection, and a living body that measures biometric information in the user's blood based on the received voltage value measured from the multi-sensor. An information measuring unit, a correction unit for comparing the measured biometric information with invasive data prepared in advance to calculate a correction value for correcting the output voltage of the multi-sensor, and an output voltage of the multi-sensor based on the calculated correction value. It includes an output unit to increase or decrease.

Figure R1020180164282
Figure R1020180164282

Description

다중 센서를 이용한 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템 및 방법{NON-INVASIVE BIOMETRIC MEASUREMENT BASED CALIBRATION SYSTEM AND METHOD USING MULTIPLE SENSORS}Non-invasive biometric positioning-based correction system and method using multiple sensors {NON-INVASIVE BIOMETRIC MEASUREMENT BASED CALIBRATION SYSTEM AND METHOD USING MULTIPLE SENSORS}

본 발명은 다중 센서를 이용한 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-invasive biometric information positioning-based correction system and method using multiple sensors.

최근 비침습식 기술은 최근 애플, 구글, 삼성 등의 IT 기업은 물론 메드트로닉스, 덱스콤, GE, 필립스 등과 같은 의료 선도기업 그리고 글루코트랙(GlucoTrack), 클루코와이지, CNOGA 메디컬 등의 기업에서 비침습형 형태의 의료기기 제품에 대한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다.Recently, non-invasive technologies are not supported by IT companies such as Apple, Google, and Samsung, as well as leading medical companies such as Medtronics, Dexcom, GE, and Philips, and companies such as GlucoTrack, ClucoWage, and CNOGA Medical. Research and development for invasive medical device products are being actively conducted.

이와 관련하여 광 기반의 비침습 분야는 2000년대 초반부터 580~900nm, 850~1380nm 등 다양한 범위의 파장이 지속적으로 연구되고 있다. 그리고 최근에는 광범위 파장 대역을 갖는 복수의 광원을 이용하여 관련 신뢰성을 높이고 있다. 하지만 측정되는 데이터들 간의 잡음화로 후처리의 복잡도가 증대되고 있어 노이즈를 최소화할 수 있는 협대역 기반의 다수 광원 처리 기술이 요구되고 있는 실정이다.In this regard, in the light-based non-invasive field, various wavelengths such as 580 to 900 nm and 850 to 1380 nm have been continuously studied since the early 2000s. And recently, a plurality of light sources having a wide wavelength band are used to increase the related reliability. However, since the complexity of post-processing is increasing due to noise reduction between measured data, a narrow-band based multi-light source processing technology capable of minimizing noise is required.

한편, 사람마다 다른 피부의 두께와 특성, 그리고 외부 빛 간섭을 통한 ‘변동 원’과 측정원의 프렉탈 현상에 따른 의한 노이즈 처리가 다수 발생되는 문제가 있으며, 이를 보정하기 위해 현재까지 광원이나 초음파, 열전 등 다양한 복합 센서원을 이용하여 노이즈를 최소화하는 연구가 진행되고 있다.On the other hand, there is a problem that a number of noise processing occurs due to the'fluctuation source' and the frectal phenomenon of the measuring source due to the thickness and characteristics of the skin that are different for each person, and external light interference. Research is being conducted to minimize noise by using various complex sensor sources such as thermoelectrics.

최근에는 초음파와 열전, 피부 전도도를 중심으로 이를 극복하는 방안이 제시 및 제품화되어 국내 판매되고 있으나, 이는 침습 기반의 잦은 보정이 요구되고, 센서가 소모성인 특성을 지니고 있어 보편화되기에는 한계를 갖는다.Recently, methods to overcome this problem have been proposed and commercialized, focusing on ultrasound, thermoelectric, and skin conductivity, and are sold in Korea, but this requires frequent correction based on invasiveness, and the sensor has a consumable characteristic, so it is limited in its generalization.

특히, 가장 저렴한 광원 기반의 혈당 측정 방법의 경우 위 한계를 극복하기 위한 방안이 미흡한 실정이다.In particular, in the case of the most inexpensive light source-based blood glucose measurement method, a plan to overcome the above limitation is insufficient.

앞서 측정과 분석 문제에서 가장 큰 영향을 미치는 노이즈는 사람마다 다른 피부의 두께와 특성에 종속적이다. 기존에 사람의 손가락과 귓볼 등에서 측정된 정보를 이용하는 연구는 다수 진행되고 있으나, 전술한 노이즈들을 보정하기 위한 별도의 연구는 매우 미흡하다.In the previous measurement and analysis problems, the noise that has the greatest influence depends on the thickness and characteristics of the skin, which differs from person to person. Conventionally, a number of studies using information measured on human fingers and earlobe have been conducted, but separate studies for correcting the aforementioned noise are very insufficient.

이러한 100인 100색 특성을 갖는 사람의 손가락과 귓볼 등의 피부 특성을 보정하기 위해서는 다수의 데이터가 요구되며, 가장 빠른 방법 중 하나로 최근 MEMS LED Array로 구성된 광원 소스를 이용해 편차를 검증하는 방법이 있다.In order to correct skin characteristics such as finger and earlobe of a person having 100 color characteristics of 100, a lot of data is required, and one of the fastest methods is to verify the deviation using a light source composed of a recent MEMS LED Array. .

하지만, 이러한 MEMS LED Array는 그리고 제조사마다의 개별 LED 파장 길이와 협대역 범위, 랜즈 특성 등 각각 다른 특이성을 가지고 있으며, 그리고 수신부의 포토 다이오드 또한 제조사에 따른 특이성을 갖고 있기 때문에, 이러한 편차에 따른 교차 검증을 통한 보정 방식이 필요하다. 또한, 혈액 내의 타 성분들의 양에 따라 혈당량이 일정하게 측정되지 못하는 문제점도 있다.However, these MEMS LED Arrays have different specificities such as individual LED wavelength length, narrow band range, and lens characteristics for each manufacturer, and the photodiode of the receiver also has specific characteristics according to the manufacturer, so crossover according to such deviations A correction method through verification is required. In addition, there is a problem in that the blood glucose level is not constantly measured depending on the amount of other components in the blood.

본 발명의 실시 예는 투과식과 반사식 기반의 다중 센서로부터 측정된 전압값에 기초하여 사용자의 혈액에서의 생체정보를 측정하고, 미리 준비된 비침습적 데이터와 비교한 결과에 기초하여 다중 센서의 출력 전압값을 보정할 수 있는 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템 및 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention measures the biometric information in the user's blood based on voltage values measured from multiple sensors based on transmission and reflection, and the output voltage of multiple sensors based on a result of comparison with non-invasive data prepared in advance. A non-invasive biometric information positioning-based correction system and method capable of correcting a value is provided.

다만, 본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problem as described above, and other technical problems may exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 다중 센서를 이용한 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템은 투과식 및 반사식 기반의 다중 센서, 상기 다중 센서로부터 측정된 수신 전압 값을 기반으로 사용자의 혈액에서의 생체정보를 측정하는 생체정보 측정부, 상기 측정된 생체정보를 미리 준비된 침습적 데이터와 비교하여 상기 다중 센서의 출력 전압을 보정하기 위한 보정 값을 산출하는 보정부 및 상기 산출된 보정 값에 기초하여 상기 다중 센서의 출력 전압을 증감시키는 출력부를 포함한다. As a technical means for achieving the above-described technical problem, the non-invasive biometric information positioning-based correction system using multiple sensors according to the first aspect of the present invention includes multiple sensors based on transmission and reflection, and reception measured from the multiple sensors. A biometric information measuring unit that measures biometric information in the user's blood based on a voltage value, and a correction unit that compares the measured biometric information with invasive data prepared in advance to calculate a correction value for correcting the output voltage of the multiple sensors And an output unit that increases or decreases the output voltage of the multiple sensors based on the calculated correction value.

상기 다중 센서는, 광원이 사용자의 피부를 투과하도록 배치된 상기 투과식 기반의 제 1 광원 어레이 센서, 상기 제 1 광원 어레이 센서의 일면과 마주보는 타측면에 배치되며, 상기 제 1 광원 어레이 센서에서 출력되어 피부에 투과된 광원을 수광하는 제 1 포토 어레이 센서, 광원이 상기 사용자의 피부를 반사하도록 배치된 상기 반사식 기반의 제 2 광원 어레이 센서 및 상기 제 2 광원 어레이 센서와 일정 간격 이격 되도록 배치되며, 상기 제 2 광원 어레이 센서에서 출력되어 피부에서 반사되는 광원을 수광하는 제 2 포토 어레이 센서를 포함하고, 상기 출력부는 상기 보정값에 기초하여 상기 제 1 광원 어레이 센서의 출력 전압을 증감시키는 제 1 출력부 및 상기 제 2 광원 어레이 센서의 출력 전압을 증감시키는 제 2 출력부를 포함할 수 있다.The multi-sensor, the transmissive-based first light source array sensor disposed so that the light source penetrates the user's skin, is disposed on the other side facing one side of the first light source array sensor, and in the first light source array sensor A first photo array sensor that receives a light source that is output and transmitted through the skin, and the reflective-based second light source array sensor and the second light source array sensor in which the light source is arranged to reflect the user's skin are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance. And a second photo array sensor configured to receive a light source that is output from the second light source array sensor and reflected from the skin, and the output unit increases or decreases an output voltage of the first light source array sensor based on the correction value. It may include a first output unit and a second output unit for increasing or decreasing the output voltage of the second light source array sensor.

상기 생체정보 측정부는 상기 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서를 통해 각각 측정된 수신 전압값에 기초하여 상기 생체정보로 상기 혈액에서의 헤모글로빈 값을 측정하고, 상기 헤모글로빈 값에 기초하여 포도당 값으로 변환할 수 있다.The biometric information measuring unit measures a hemoglobin value in the blood with the biometric information based on the received voltage values measured through the first and second photo array sensors, respectively, and converts the hemoglobin value into a glucose value based on the hemoglobin value. I can.

상기 생체정보 측정부는 상기 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서로부터의 수신 전압값으로부터 적어도 세 파장 이상의 전자기파들의 흡수로 인한 광변화 차이를 분석하여 상기 생체정보로 상기 헤모글로빈 값을 측정할 수 있다.The biometric information measuring unit may measure the hemoglobin value using the biometric information by analyzing a difference in light change due to absorption of electromagnetic waves having at least three wavelengths from the received voltage values from the first and second photo array sensors.

상기 생체정보 측정부는 상기 수신 전압값으로부터 형광 스펙트럼을 분석하여 상기 헤모글로빈 값을 측정할 수 있다.The biometric information measuring unit may measure the hemoglobin value by analyzing a fluorescence spectrum from the received voltage value.

상기 생체정보 측정부는 수신 전력신호를 기반으로 상기 형광 스펙트럼을 라만 스펙트럼 및 비어 스펙트럼 기법으로 분석하여 상기 헤모글로빈 값을 측정할 수 있다.The biometric information measuring unit may measure the hemoglobin value by analyzing the fluorescence spectrum using a Raman spectrum and a Via spectrum technique based on a received power signal.

상기 생체정보 측정부는 혈액에서 다양하게 구성되어 있는 혈장과 혈구에서 빛에 따라 반응되는 혈색소의 상기 측정된 수신 전압값으로부터 산출 가능한 생체정보 중 상기 헤모글로빈 값과 상기 포도당 값을 제외한 나머지 요소를 제거할 수 있다.The biometric information measuring unit may remove the remaining elements other than the hemoglobin value and the glucose value from among the biometric information that can be calculated from the measured received voltage value of the hemoglobin reacted to light in plasma and blood cells, which are variously composed of blood. have.

상기 보정부는 상기 미리 준비된 침습적 데이터인 헤모글로빈 값, 포도당 값과 상기 생체정보 측정부에 의해 획득된 포도당 값을 비교하여 상기 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서 중 하나 이상의 출력 전압의 보정값을 산출할 수 있다.The correction unit may calculate a correction value of one or more output voltages of the first and second light source array sensors by comparing the hemoglobin value and glucose value, which are the previously prepared invasive data, and the glucose value obtained by the biometric information measuring unit. have.

상기 보정부는 상기 비교 결과에 기초하여 상기 출력 전압의 보정값과 더불어 상기 제 1 및 제 2 광원 어레이 중 하나 이상의 광파장 타이밍을 보정하기 위한 보정값을 산출할 수 있다.The correction unit may calculate a correction value for correcting the timing of at least one of the first and second light source arrays in addition to the correction value of the output voltage based on the comparison result.

또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 다중 센서를 이용한 비침습식 생체정보 측위 방법은 투과식 및 반사식 기반의 광과 포토다이오드기반 다중 센서를 통해 전압 기반의 생체정보를 측정하는 단계; 상기 측정된 생체정보를 미리 준비된 침습적 데이터와 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 기초하여 상기 다중 센서의 출력 전압을 증감시키는 단계를 포함한다.In addition, a method for positioning non-invasive biometric information using multiple sensors according to a second aspect of the present invention includes: measuring voltage-based biometric information through multiple sensors based on light and photodiodes based on transmission and reflection; Comparing the measured biometric information with previously prepared invasive data; And increasing or decreasing the output voltage of the multiple sensors based on the comparison result.

투과식 및 반사식 기반의 다중 센서를 통해 전압 기반의 생체정보를 측정하는 단계는, 상기 투과식 기반의 제 1 광원 어레이 센서에서의 광원이 사용자의 피부를 투과함에 따라 제 1 포토 어레이 센서로 수광되는 단계; 상기 반사식 기반의 제 2 광원 어레이 센서에서의 광원이 사용자의 피부에서 반사됨에 따라 제 2 포토 어레이 센서로 수광되는 단계; 상기 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서를 통해 각각 측정된 수신 전압값에 기초하여 상기 생체정보로 혈액에서의 헤모글로빈 값을 측정하는 단계; 혈액에서 헤로글로빈 값 이외에 다른 반응 인자들을 제어하는 단계; 최종적으로 상기 헤모글로빈 값에 기초하여 포도당 값으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.The step of measuring voltage-based biometric information through multiple transmissive and reflective-based sensors includes the light received by the first photo array sensor as the light source from the transmissive-based first light source array sensor passes through the user's skin. Step of becoming; Receiving light by the second photo array sensor as the light source from the reflective-based second light source array sensor is reflected from the user's skin; Measuring a hemoglobin value in blood with the biometric information based on the received voltage values measured through the first and second photo array sensors, respectively; Controlling reaction factors other than the heroglobin value in the blood; Finally, it may include converting the hemoglobin value into a glucose value.

상기 비교 결과에 기초하여 상기 다중 센서의 출력 전압을 증감시키는 단계는, 상기 미리 준비된 침습적 데이터인 헤모글로빈 값, 포도당 값과 상기 헤모글로빈 값에 기초하여 변환된 포도당 값, 이 두가지를 비교하여 상기 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서 중 하나 이상의 출력 전압의 보정값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 보정값에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서 중 하나 이상의 출력 전압을 증감시키는 단계를 포함할 수 있다.The step of increasing or decreasing the output voltage of the multi-sensor based on the comparison result may include comparing the two of the previously prepared invasive data, a hemoglobin value, a glucose value, and a glucose value converted based on the hemoglobin value, and Calculating a correction value of an output voltage of at least one of the second light source array sensors; And increasing or decreasing the output voltage of at least one of the first and second light source array sensors based on the calculated correction value.

전술한 본 발명의 실시 예에 의하면, 표피에 최적화된 광원의 세기를 조절하기 위하여 다중 센서의 출력 전압 보정 과정을 수행함으로써 정확한 빛의 전달과 흡수율, 투과율을 기대할 수 있다.According to the above-described embodiment of the present invention, accurate light transmission, absorption, and transmittance can be expected by performing an output voltage correction process of multiple sensors in order to adjust the intensity of a light source optimized for the skin.

또한, 다중 파장을 갖는 투과식 및 반사식 기반의 다중 센서를 구비함으로써 단일 센서를 이용한 경우 발생할 수 있는 측정 오차를 최소화시킬 수 있다.In addition, it is possible to minimize measurement errors that may occur when a single sensor is used by providing multiple sensors based on a transmission type and a reflection type having multiple wavelengths.

도 1은 반사식 광원과 피부 특성과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템의 블록도이다.
도 3은 다중 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 투과식 광원의 흡수율을 설명하기 위한 예시도이며, 도 4b는 반사식 광원에 의한 반응 주파수를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 보정부와 출력부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습식 생체정보 측위방법의 순서도이다.
1 is a diagram for explaining a relationship between a reflective light source and skin characteristics.
2 is a block diagram of a non-invasive biometric information positioning-based correction system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for describing multiple sensors.
4A is an exemplary diagram for explaining the absorption rate of a transmission type light source, and FIG. 4B is an exemplary diagram for explaining a response frequency of a reflection type light source.
5 is a block diagram illustrating a correction unit and an output unit.
6 is a flowchart of a non-invasive biometric information positioning method according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the entire specification, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

도 1은 반사식 광원과 피부 특성과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a relationship between a reflective light source and skin characteristics.

광원(P1)을 이용하여 비침습적으로 생체정보를 측정하고자 하는 경우, 피하조직의 굴절률과 표피(Epidermis)에서의 두께가 측정 결과에 큰 영향을 미치게 된다. When measuring biometric information non-invasively using the light source P1, the refractive index of the subcutaneous tissue and the thickness of the epidermis have a great influence on the measurement result.

그리고 정확한 빛(P1)의 전달과 흡수율을 알기 위해서는 표피를 투과하면서, 또한 진피(Dermiso)에서 유두진피(Papillary)의 모세혈관(Capillaries)과 소동맥(Arteriole) 분석이 가능하도록 광원(P1)의 세기를 조절하는 것이 가장 중요하다.In order to know the exact transmission and absorption rate of light (P1), the intensity of the light source (P1) can be analyzed while penetrating the epidermis and analyzing the capillaries and arterioles of the papillary in the dermis. It is most important to control.

이때, 광원(P1)을 이용하는 경우, 반사식을 통해서는 사람의 진피에서 유두진피의 모세혈관과 소동맥 분석이 가능하며, 투과식을 통해서는 소동맥의 투과율을 확인할 수 있다.In this case, when the light source P1 is used, capillary vessels and arterioles of the papillary dermis can be analyzed in the human dermis through the reflection method, and the transmittance of the arterioles can be confirmed through the transmission method.

그런데 광원(P1)을 이용할 경우 대부분은 피하조직의 굴절률과 표피에서의 두께가 측정 결과에 큰 영향을 미치게 되므로, 정확한 빛의 전달과 흡수율을 알기 위해서는 표피의 노이즈를 극복을 위한 투과성을 지니면서도 조직에 영향이 없는 최적화된 광원(P1)의 세기가 중요하다.However, when the light source (P1) is used, the refractive index of the subcutaneous tissue and the thickness of the epidermis have a great influence on the measurement result. Therefore, in order to know the accurate light transmission and absorption rate, the tissue has transparency to overcome the noise of the epidermis. The intensity of the optimized light source P1 that has no effect on is important.

특히, 사람마다 표피와 진피의 두께가 다르기 때문에, 이를 보정하는 방법을 추가적으로 도입하여 사람의 혈액에서의 빛(P1)의 반응에 대한 주성분의 특성을 정확하게 검증할 필요가 있다.In particular, since the thickness of the epidermis and the dermis are different for each person, it is necessary to additionally introduce a correction method to accurately verify the characteristics of the main component to the response of light P1 in human blood.

본 발명의 일 실시 예는 다중 광원을 이용한 비침습식 복합 생체정보 측위 기법으로, 반사식과 투과식을 고려한 LED 광원 어레이와 포토 다이오드의 피드백 회로를 중심으로 복수 개의 LED가 연결된 MOSFET 기반의 전압, 전류 회로를 통해 출력 전압을 제어하고 PWM을 통해 발생주기 조절을 통한 LED 광원 어레이의 보정 방안을 제공할 수 있다.An embodiment of the present invention is a non-invasive complex biometric information positioning technique using multiple light sources, and a MOSFET-based voltage and current circuit in which a plurality of LEDs are connected based on a feedback circuit of an LED light source array and a photodiode considering reflection and transmission. Through the control of the output voltage and through PWM, it is possible to provide a correction method of the LED light source array by controlling the generation period.

한편, 본 발명의 일 실시 예는 일정 기구에 접촉된 손가락 등의 신체부위에 대한 포도당과 헤모글로빈을 비침습적으로 측정하고 해당 측정을 위한 출력 전압을 보정할 수 있는 것을 특징으로 한다.On the other hand, an embodiment of the present invention is characterized in that it is possible to non-invasively measure glucose and hemoglobin for a body part such as a finger in contact with a certain device and to correct an output voltage for the measurement.

이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템(100)에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a non-invasive biometric information positioning-based correction system 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템(100)의 블록도이다. 도 3은 다중 센서(110)를 설명하기 위한 도면이다.2 is a block diagram of a non-invasive biometric information positioning-based correction system 100 according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram for describing the multiple sensors 110.

본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템(100)은 다중 센서(110), 생체정보 측정부(120), 보정부(130) 및 출력부(140)를 포함한다.The non-invasive biometric information positioning-based correction system 100 according to an embodiment of the present invention includes a multi-sensor 110, a biometric information measurement unit 120, a correction unit 130, and an output unit 140.

다중 센서(110)는 투과식 기반의 센서와 반사식 기반의 센서로 구성되며, 구체적으로 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서(111, 115), 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서(113, 117)를 포함할 수 있다.The multi-sensor 110 is composed of a transmissive-based sensor and a reflective-based sensor, and specifically, first and second light source array sensors 111 and 115, and first and second photo array sensors 113 and 117 It may include.

도 3을 참조하면 제 1 광원 어레이 센서(111)는 투과식 기반으로 광원이 사용자의 피부를 투과하도록 배치된다.Referring to FIG. 3, the first light source array sensor 111 is disposed so that the light source penetrates the user's skin on a transmissive basis.

그리고 제 1 포토 어레이 센서(113)는 제 1 광원 어레이 센서(111)의 일면과 마주보는 타측면에 수직 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되며, 제 1 광원 어레이 센서(111)에서 출력되어 피부, 정확히는 혈관을 투과한 광원을 수광한다.In addition, the first photo array sensor 113 is disposed perpendicularly to the other side facing one side of the first light source array sensor 111 and spaced apart at a predetermined interval in the vertical direction, and is output from the first light source array sensor 111 and is The light source that has passed through the blood vessel is received.

제 2 광원 어레이 센서(115)는 반사식 기반으로 광원이 사용자의 피부를 반사하도록 배치된다.The second light source array sensor 115 is disposed so that the light source reflects the user's skin on a reflective basis.

그리고 제 2 포토 어레이 센서(117)는 제 2 광원 어레이 센서(115)와 일정 간격 수평 방향으로 이격 되도록 배치되며, 제 2 광원 어레이 센서(115)에서 출력되어 피부, 정확히는 혈관에서 반사되는 광원을 수광한다.In addition, the second photo array sensor 117 is disposed to be spaced apart from the second light source array sensor 115 in a horizontal direction at a predetermined interval, and is output from the second light source array sensor 115 to receive light sources reflected from the skin, precisely blood vessels. do.

한편, 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서(111, 115)는 480nm~1380nm 범위에서 3종 이상의 파장을 발생시킬 수 있는 LED 소자로 구성될 수 있으며, 예를 들어 IR, RED, GREEN, ORANGE 등의 LED 소자로 구성될 수 있다. Meanwhile, the first and second light source array sensors 111 and 115 may be composed of LED devices capable of generating three or more wavelengths in the range of 480 nm to 1380 nm, for example, IR, RED, GREEN, ORANGE, etc. It can be composed of an LED device.

또한, 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서(111, 115)는 생성된 광원을 집광하기 위한 구성, 예를 들어 광원들의 초점을 맞추기 위한 소정의 광학 시스템이 구비될 수도 있다.In addition, the first and second light source array sensors 111 and 115 may be provided with a configuration for condensing the generated light sources, for example, a predetermined optical system for focusing the light sources.

예를 들어, LED에서 생성된 광원은 집광부에서 집광되어 손가락과 접촉되어 있는 기구의 구멍을 통하여 손가락의 일정부위로 입사될 수 있다.For example, the light source generated from the LED may be condensed by the light condensing unit and incident on a predetermined portion of the finger through a hole in the device in contact with the finger.

이와 같이 입사된 광원들은 사용자의 신체부위 내의 혈액 성분들에 의하여 산란되고 반사되어 나오게 된다.The incident light sources are scattered and reflected by blood components in the user's body part.

그리고 투과되거나 반사된 광원은 소정의 광학 시스템 형태의 수광부에서 모아져 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서(113, 117)로 전달된다.In addition, the transmitted or reflected light source is collected by a light receiving unit of a predetermined optical system and transmitted to the first and second photo array sensors 113 and 117.

한편, 포토 어레이 센서는 개별 협대역 LED 광원에 매칭되는 580nm, 640nm, 830nm, 880nm, 940nm 등을 개별 측정할 수 있는 개별의 광 수신 포토 센서를 하나의 광 센서처럼 패키징 한 것으로 LED 발광부와 상호 종속적으로 다수로 구성된 수신 센서 집단이다.On the other hand, the photo array sensor is packaged like a single optical sensor, which can individually measure 580nm, 640nm, 830nm, 880nm, 940nm, etc., matching individual narrowband LED light sources. It is a group of receiving sensors that are composed of multiple dependently.

이때, 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서(113, 117)는 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서(111, 115)에서의 광원을 일정 단위로 수광할 수 있다. In this case, the first and second photo array sensors 113 and 117 may receive light sources from the first and second light source array sensors 111 and 115 in a predetermined unit.

이러한 제 1 및 제 2 포토 어레에 센서(113, 117)는 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서(111, 115)에 대응되도록 3종 이상의 포토다이어드로 구성될 수 있다.The first and second photo array sensors 113 and 117 may be composed of three or more photodiodes to correspond to the first and second light source array sensors 111 and 115.

또한, 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서(113, 117)는 수광된 광원을 분광하여 광원별 전기신호의 반응을 통한 형광 스펙트럼으로 생성할 수 있으며, 소정의 센싱 수단을 이용하여 분광된 형광 스펙트럼들을 감지하고 이를 일정 전기적 신호로 변환할 수 있다. In addition, the first and second photo array sensors 113 and 117 may generate a fluorescence spectrum through a reaction of an electric signal for each light source by spectralizing the received light source, and using a predetermined sensing means to generate the spectroscopic fluorescence spectrum. It can detect and convert it into a certain electrical signal.

그리고 아날로그 타입의 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하여 정확한 레벨값을 갖는 전압값으로 표현하여 개별 파장 주파수별로 후술하는 생체정보 측정부로 제공할 수 있다. In addition, the analog-type electrical signal is converted into a digital signal, expressed as a voltage value having an accurate level value, and provided to a biometric information measuring unit described below for each individual wavelength frequency.

이때, 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서(113, 117)는 해당 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하기 위한 구성을 포함하거나 또는 별도로 구비할 수 있다.In this case, the first and second photo array sensors 113 and 117 may include a configuration for converting a corresponding analog value into a digital value or may be separately provided.

생체정보 측정부(120)는 사용자의 신체부위에 압력이 인가되기 전과 후마다 각각 제 1 및 제 2 포토 어레이(113, 117)로부터 측정된 수신 전압값에 기초하여 사용자의 혈액에서의 생체정보를 측정한다.The biometric information measuring unit 120 collects biometric information from the user's blood based on the received voltage values measured from the first and second photo arrays 113 and 117, respectively, before and after pressure is applied to the user's body part. Measure.

구체적으로 생체정보 측정부(120)는 투과식의 경우, 제 1 포토 어레이 센서(113)를 통해 측정된 수신 전압값에 기초하여 사용자의 제 1 신체부위에 광원이 흡수로 인한 광 반사 계수의 파장에 변화 정도를 분석하여 생체정보로 혈액에서의 헤모글로빈(Hemoglobin) 값을 측정한다.Specifically, in the case of the transmission type, the biometric information measuring unit 120 is the wavelength of the light reflection coefficient due to absorption of the light source on the first body part of the user based on the received voltage value measured through the first photo array sensor 113. By analyzing the degree of change in blood, the hemoglobin value in the blood is measured with biometric information.

마찬가지로 반사식의 경우, 제 2 포토 어레이 센서(117)를 통해 측정된 수신 전압값에 기초하여 사용자의 제 2 신체부위에 광원이 투과 및 반사 그리고 빛의 편광량의 변화를 분석하여 생체 정보로 혈액에서의 헤모글로빈 값을 측정한다.Similarly, in the case of the reflection type, based on the received voltage value measured through the second photo array sensor 117, the light source transmits and reflects on the user's second body part, and changes in the amount of polarization of the light are analyzed, The hemoglobin value at is measured.

이와 같이 각각 측정된 헤모글로빈 값을 평균하거나 가중치 분석 등을 이용하여 포도당 값으로 변환할 수 있다.As such, each measured hemoglobin value may be averaged or converted into a glucose value using weight analysis or the like.

이때, 생체정보 측정부(120)는 투과 또는 반사된 광원에 의한 수신 전압값으로부터 광원 파장에 따라 수신되는 정도를 형광 스펙트럼을 통해 분석하고, 형광 스펙트럼의 세기와, 라만 스펙트럼 및 비어 스펙트럼을 분석하여 혈액 내의 헤모글로빈 값을 측정할 수 있다. At this time, the biometric information measuring unit 120 analyzes the degree of reception according to the wavelength of the light source from the received voltage value by the transmitted or reflected light source through the fluorescence spectrum, and analyzes the intensity of the fluorescence spectrum, the Raman spectrum, and the Beer spectrum. The hemoglobin value in the blood can be measured.

도 4a는 투과식 광원의 흡수율을 설명하기 위한 예시도이며, 도 4b는 반사식 광원에 의한 반응 주파수를 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 4A is an exemplary diagram for explaining the absorption rate of a transmission type light source, and FIG. 4B is an exemplary diagram for explaining a reaction frequency by a reflection type light source.

통상적으로 손가락과 같은 신체부위에 압력이 인가되기 전에는, 손가락 접촉 기구에 맞닿은 밑부분의 혈관에 혈액이 채워져 있다.Typically, before pressure is applied to a body part such as a finger, blood is filled in a blood vessel at the bottom of the finger contacting mechanism.

이러한 혈액에는 포도당, 헤모글로빈 이외에도 물, 적혈구, 백혈구, 전해질, 콜레스테롤 등이 존재한다.In addition to glucose and hemoglobin, water, red blood cells, white blood cells, electrolytes, cholesterol, and the like are present in such blood.

이와 같은 혈액 성분들은 압력을 받으면 대부분 압력을 받지 않는 다른 곳으로 밀려나고, 압력을 받는 손가락 부위의 혈관에는 혈액 성분들이 최소화된 상태로 된다.When such blood components are under pressure, most of them are pushed out to other places that are not under pressure, and blood components are minimized in the blood vessels of the finger area under pressure.

이때, 반사식과 투과식에 의한 측정 부위를 분석할 때, 광원 어레이 센서로 인해 포토 어레이 센서로 수신된 형광 스펙트럼이 광원에 의해 분자들이 산란되는 라만(Ramam) 특성에 의해 스펙트럼 전류의 값이 광원의 파장별로 달라지게 된다.At this time, when analyzing the measurement area by reflection and transmission, the fluorescence spectrum received by the photo array sensor due to the light source array sensor is the value of the spectral current due to the Ramam characteristic in which molecules are scattered by the light source. It will be different for each wavelength.

이와 같이, 투사된 광원 어레이 센서의 480nm~1380nm 사이에 있는 복수 개의 광원이 혈관 내의 백혈구의 주성분에 대한 빛의 반응 주파수에 의해서 주성분인 헤모글로빈의 산란이 분석되고, 적혈구의 다양한 성분들이 빛에 파장에 반응하면서, 이중에서 포도당 성분이 포함된 광주파수 성분이 산란되어 특정 파장에 크게 나타나는 라만 분석을 통해 혈당량을 예측할 수 있게 된다.In this way, the scattering of hemoglobin, which is the main component, is analyzed by a plurality of light sources between 480nm and 1380nm of the projected light source array sensor by the response frequency of light to the main component of white blood cells in blood vessels, and various components of red blood cells are During the reaction, an optical frequency component including a glucose component is scattered and the amount of blood sugar can be predicted through Raman analysis, which appears large at a specific wavelength.

이 과정에서, 생체정보 측정부(120)는 혈액 내 적혈구의 상기 측정된 수신 전압 값으로부터 산출 가능한 생체정보 중 헤모글로빈 값과 포도당 값을 제외한 나머지 요소를 마이너스 펙터로 지정하여 제거함으로써 혈액 내의 헤모글로빈 값과 포도당 값을 보다 정확하게 측정할 수 있다.In this process, the biometric information measurement unit 120 designates and removes the remaining elements other than the hemoglobin value and the glucose value among the biometric information that can be calculated from the measured received voltage value of red blood cells in the blood, so that the hemoglobin value in the blood and the The glucose value can be measured more accurately.

이를 위해 생체정보 측정부(120)는 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서(113, 117)로부터의 수신 전압값으로부터 적어도 세 파장 이상의 광파장들의 흡수와 반사 차이를 분석하여 헤모글로빈 값과 포도당 값을 정확하게 측정할 수 있다. 일 예로, 사용자의 신체부위에 압력이 인가되기 전과 후에 사용되는 전자기파들의 파장은 1380nm이내 일 수 있으며 상위 광원주파수 대역은 인체 내부 세포조직에 영향을 줄 수 있음으로 제외한다.To this end, the biometric information measuring unit 120 accurately measures the hemoglobin value and glucose value by analyzing the difference in absorption and reflection of at least three wavelengths or more from the received voltage values from the first and second photo array sensors 113 and 117. can do. For example, the wavelength of electromagnetic waves used before and after pressure is applied to the user's body part may be within 1380 nm, and the upper light source frequency band is excluded as it may affect the internal tissues of the human body.

그밖에, 생체정보 측정부(120)는 형광 스펙트럼 중 혈관 내의 포도당과 용존 산소량 성분에 대하여 산란되어 해당 파장에서 크게 나타내는 라만 스펙트럼을 분석함으로써 혈당량을 예측할 수 있다.In addition, the biometric information measuring unit 120 may predict the amount of blood glucose by analyzing the Raman spectrum which is scattered about the amount of glucose and dissolved oxygen in the blood vessel among the fluorescence spectrum and is large at the corresponding wavelength.

보정부는 생체정보 측정부(120)에 의해 측정된 생체정보를 미리 준비된 침습적 데이터(D1)와 비교하여 다중 센서(110)의 출력 전압을 보정하기 위한 보정값을 산출한다.The correction unit compares the biometric information measured by the biometric information measuring unit 120 with the invasive data D1 prepared in advance and calculates a correction value for correcting the output voltage of the multiple sensors 110.

이때, 본 발명의 일 실시 예는 정확한 포도당 값과 헤모글로빈 값을 측정하기 위하여 다중 센서(110)를 이용함과 동시에, 미리 준비된 침습적 데이터(D1)로 침습에 의해 측정된 헤모글로빈 값과 포도당 값을 기준 초기값으로 이용할 수 있다.In this case, an exemplary embodiment of the present invention uses the multiple sensors 110 to measure the accurate glucose value and hemoglobin value, and at the same time, the hemoglobin value and the glucose value measured by the invasion using the previously prepared invasive data (D1) are used as a reference. Can be used as a value.

이러한 침습적 데이터(D1)는 사전에 혈당계, 포도당계 등의 의해 측정되어 입력된 것일 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예는 이러한 침습적 데이터(D1)를 1회 또는 필요시에만 준비하면 될 뿐 반복적으로 필요로 하지 않는다는 점에서 종래 침습적 기반의 기술과 차별점을 갖는다.Such invasive data (D1) may be previously measured and input by a blood glucose meter, a glucose meter, etc., and in an embodiment of the present invention, the invasive data (D1) only needs to be prepared once or only when necessary, and repeatedly It differs from the conventional invasive based technology in that it is not required.

보정부(130)는 미리 준비된 침습적 데이터(D1)인 헤모글로빈 값, 포도당 값과 상기 생체정보 측정부(120)에 의해 획득된 헤모글로빈 값, 포도당 값을 비교하여, 제 1 광원 어레이 센서(111) 및 제 2 광원 어레이 센서(115) 중 하나 이상의 출력 전압을 보정하기 위한 보정값을 산출한다.The correction unit 130 compares the hemoglobin value and glucose value, which are invasive data D1 prepared in advance, and the hemoglobin value and glucose value obtained by the biometric information measuring unit 120, and the first light source array sensor 111 and A correction value for correcting one or more output voltages of the second light source array sensors 115 is calculated.

뿐만 아니라, 보정부(130)는 상기 비교 결과에 기초하여 출력 전압의 보정값과 더불어 제 1 및 제 2 광원 어레이(111, 115) 중 하나 이상의 광파장 타이밍을 보정하기 위한 보정값을 추가적으로 산출하여 출력부(140)로 제공할 수 있다.In addition, the correction unit 130 additionally calculates and outputs a correction value for correcting the timing of at least one of the first and second light source arrays 111 and 115 in addition to the correction value of the output voltage based on the comparison result. It can be provided as the unit 140.

출력부(140)는 보정부(130)에 의해 산출된 보정값에 기초하여 다중 센서(110)의 출력 전압을 증감시키도록 제어한다. The output unit 140 controls to increase or decrease the output voltage of the multi-sensor 110 based on the correction value calculated by the correction unit 130.

이때, 다중 센서(110)가 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서(111, 115)와 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서(113, 117)로 구성된 경우, 출력부(140)는 상기 보정값에 기초하여 제 1 광원 어레이 센서(111)의 출력 전압을 증감시키는 제 1 출력부(141)와, 제 2 광원 어레이 센서(115)의 출력 전압을 증감시키는 제 2 출력부(143)로 구성될 수 있다.In this case, when the multi-sensor 110 is composed of the first and second light source array sensors 111 and 115 and the first and second photo array sensors 113 and 117, the output unit 140 is based on the correction value. Accordingly, it may be composed of a first output unit 141 that increases or decreases the output voltage of the first light source array sensor 111 and a second output unit 143 that increases or decreases the output voltage of the second light source array sensor 115. .

이후 보정된 출력 전압에 따라 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서(111, 115)가 구동되고, 이에 따른 측정 결과가 보정부(130)로 제공되면, 보정부(130)는 이를 다시 침습적 데이터(D1)와 비교하여 추가적으로 보정 과정을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.Thereafter, when the first and second light source array sensors 111 and 115 are driven according to the corrected output voltage, and the resultant measurement result is provided to the correcting unit 130, the correcting unit 130 returns the invasive data D1 ), it is possible to determine whether or not to perform an additional correction process.

한편, 본 발명의 일 실시 예에서 광원 어레이 센서(111, 115), 포토 어레이 센서(113, 117) 및 출력부(140)는 반드시 두 개의 쌍으로만 구성되는 것은 아니며 필요에 따라 다양한 개수로 확장 가능하다.Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the light source array sensors 111 and 115, the photo array sensors 113 and 117, and the output unit 140 are not necessarily composed of two pairs, but are expanded to various numbers as necessary. It is possible.

도 5는 보정부(130)와 출력부(140)를 설명하기 위한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating the correction unit 130 and the output unit 140.

보정부(130)는 미리 준비된 침습적 데이터(D1)과 생체정보 측정부(120)에 의해 측정된 값을 비교하여, 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서(111, 115) 중 하나 이상의 출력 전압을 보정하기 위한 보정값과 광파장 타이밍을 보정하기 위한 보정값을 산출할 수 있으며, 이를 위해 LED 제어부(131)와 광파장 타이밍 제어부(132)를 포함할 수 있다.The correction unit 130 compares the invasive data D1 prepared in advance with a value measured by the biometric information measurement unit 120 to correct one or more output voltages of the first and second light source array sensors 111 and 115 A correction value for correcting the light wavelength timing and a correction value for correcting the light wavelength timing may be calculated, and for this, the LED control unit 131 and the light wavelength timing control unit 132 may be included.

광파장 타이밍 제어부(132)는 산출된 광파장 타이밍 보정값을 LED 제어부(131)로 전달하며, LED 제어부(131)는 광파장 타이밍 정보와 출력 전압 정보를 보정값에 포함시켜 제 1 및 제 2 출력부(141, 143)로 제공한다.The optical wavelength timing control unit 132 transfers the calculated optical wavelength timing correction value to the LED control unit 131, and the LED control unit 131 includes the optical wavelength timing information and output voltage information in the correction value, and the first and second output units ( 141, 143).

이를 수신한 제 1 및 제 2 출력부(141, 143)는 디지털 신호 기반의 보정값을 수신하여 LED를 구동시키기 위한 아날로그 신호로 변환하고, LED 구동 드라이버를 통해 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서(111, 115)의 출력 전압과 광파장 타이밍을 제어할 수 있다.The first and second output units 141 and 143 receiving the digital signal-based correction values are converted into analog signals for driving the LEDs, and the first and second light source array sensors ( 111, 115) output voltage and light wavelength timing can be controlled.

본 발명의 일 실시 예는 이와 같은 보정 과정 및 피드백 과정을 통해 사람마다 각각 다른 피부의 두께에 따른 영향을 최소화하여 혈액에 포함된 생체정보를 보다 정확하게 측정할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, biometric information included in blood may be more accurately measured by minimizing the effect of different skin thicknesses for each person through such a correction process and a feedback process.

한편, 본 발명의 일 실시 예에서 생체정보 측정부(120), 보정부(130) 등의 구성요소는 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, in an embodiment of the present invention, components such as the biometric information measuring unit 120 and the correction unit 130 may include a memory and a processor that executes a program stored in the memory.

이때, 메모리는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다. In this case, the memory collectively refers to a nonvolatile storage device and a volatile storage device that continuously maintains stored information even when power is not supplied.

예를 들어, 메모리는 콤팩트 플래시(compact flash; CF) 카드, SD(secure digital) 카드, 메모리 스틱(memory stick), 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive; SSD) 및 마이크로(micro) SD 카드 등과 같은 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive; HDD) 등과 같은 마그네틱 컴퓨터 기억 장치 및 CD-ROM, DVD-ROM 등과 같은 광학 디스크 드라이브(optical disc drive) 등을 포함할 수 있다.For example, the memory may be a compact flash (CF) card, a secure digital (SD) card, a memory stick, a solid-state drive (SSD), and a micro SD card. A magnetic computer storage device such as a NAND flash memory and a hard disk drive (HDD), and an optical disc drive such as a CD-ROM and a DVD-ROM may be included.

참고로, 본 발명의 실시 예에 따른 도 2, 도 5에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 형태로 구현될 수 있으며, 소정의 역할들을 수행할 수 있다.For reference, the components shown in FIGS. 2 and 5 according to an embodiment of the present invention may be implemented in software or in hardware such as a Field Programmable Gate Array (FPGA) or an Application Specific Integrated Circuit (ASIC). Can play roles.

그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.However,'elements' are not meant to be limited to software or hardware, and each element may be configured to be in an addressable storage medium or configured to reproduce one or more processors.

따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성 요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.Thus, as an example, components are components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, procedures, and sub- Includes routines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays and variables.

구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.Components and functions provided within the components can be combined into a smaller number of components or further separated into additional components.

이하에서는, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템(100)에서 수행되는 방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a method performed in the non-invasive biometric information positioning-based correction system 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습식 생체정보 측위방법의 순서도이다.6 is a flowchart of a non-invasive biometric information positioning method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습식 생체정보 측위 방법은 먼저, 투과식 및 반사식 기반의 다중 센서(110)를 통해 전압 기반의 생체정보를 측정한다(S110).In the non-invasive biometric information positioning method according to an embodiment of the present invention, first, voltage-based biometric information is measured through the transmission-type and reflection-based multiple sensors 110 (S110).

이때, 본 발명의 일 실시 예는 투과식 기반의 제 1 광원 어레이 센서에서의 광원이 사용자의 피부를 투과함에 따라 제 1 포토 어레이 센서로 수광하고, 반사식 기반의 광원 어레이 센서에서의 광원이 사용자의 피부에서 반사됨에 따라 제 2 포토 어레이 센서로 수광한다.In this case, according to an embodiment of the present invention, as the light source from the transmission-based first light source array sensor passes through the user's skin, the light is received by the first photo array sensor, and the light source from the reflection-based light source array sensor is As it is reflected from the skin of the person, light is received by the second photo array sensor.

그리고 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서를 통해 각각 측정된 수신 전압값에 기초하여 생체정보로 혈액에서의 헤모글로빈 값을 측정하고, 측정된 헤모글로빈 값을 포도당 값으로 변환하여 생체정보를 측정할 수 있다.In addition, based on the received voltage values measured through the first and second photo array sensors, respectively, a hemoglobin value in blood is measured as biometric information, and the measured hemoglobin value is converted into a glucose value to measure the biometric information.

다음으로, 상기 측정된 생체정보를 미리 준비된 침습적 데이터(D1)와 비교하고(S120), 상기 비교 결과에 기초하여 다중 센서(110)의 출력 전압을 증감시킨다(S130).Next, the measured biometric information is compared with the previously prepared invasive data D1 (S120), and the output voltage of the multiple sensors 110 is increased or decreased based on the comparison result (S130).

즉, 본 발명의 일 실시 예는 출력 전압의 보정 과정으로, 미리 준비된 침습적 데이터(D1)인 헤모글로빈 값, 포도당 값과 측정 결과로 획득된 포도당 값을 비교하여 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서 중 하나 이상의 출력 전압의 보정값을 산출하고, 상기 산출된 보정값에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서 중 하나 이상의 출력 전압을 증감시킬 수 있다.That is, one embodiment of the present invention is a correction process of an output voltage, one of the first and second light source array sensors by comparing the hemoglobin value, the glucose value, and the glucose value obtained as a measurement result, which are invasive data D1 prepared in advance. A correction value of the above output voltage may be calculated, and an output voltage of at least one of the first and second light source array sensors may be increased or decreased based on the calculated correction value.

한편 상술한 설명에서, 단계 S110 내지 S130은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 5에서의 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템(100)에 관하여 이미 기술된 내용은 도 6의 비침습식 생체정보 측위 방법에도 적용된다.Meanwhile, in the above description, steps S110 to S130 may be further divided into additional steps or may be combined into fewer steps, according to an embodiment of the present invention. In addition, some steps may be omitted as necessary, and the order between steps may be changed. In addition, even if other contents are omitted, the contents already described with respect to the non-invasive biometric information positioning-based correction system 100 in FIGS. 1 to 5 are also applied to the non-invasive biometric information positioning method of FIG. 6.

한편, 본 발명의 일 실시 예는 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. Meanwhile, an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a computer program stored in a medium executed by a computer or a recording medium including instructions executable by a computer. Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer, and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Further, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transmission mechanism, and includes any information delivery medium.

본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.Although the method and system of the present invention have been described in connection with specific embodiments, some or all of their components or operations may be implemented using a computer system having a general hardware architecture.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

100: 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템
110: 다중 센서
111: 제 1 광원 어레이 센서
113: 제 1 포토 어레이 센서
115: 제 2 광원 어레이 센서
117: 제 2 포토 어레이 센서
120: 생체정보 측정부
130: 보정부
140: 출력부
141: 제 1 출력부
143: 제 2 출력부
100: non-invasive biometric information positioning-based correction system
110: multiple sensors
111: first light source array sensor
113: first photo array sensor
115: second light source array sensor
117: second photo array sensor
120: biometric information measuring unit
130: correction unit
140: output
141: first output unit
143: second output unit

Claims (12)

다중 센서를 이용한 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템에 있어서,
투과식 및 반사식 기반의 다중 센서,
상기 다중 센서로부터 측정된 수신 전압 값을 기반으로 사용자의 혈액에서의 생체정보를 측정하는 생체정보 측정부,
상기 측정된 생체정보를 미리 준비된 침습적 데이터와 비교하여 상기 다중 센서의 출력 전압을 보정하기 위한 보정값을 산출하는 보정부 및
상기 산출된 보정값에 기초하여 상기 다중 센서의 출력 전압을 증감시켜서 상기 다중 센서의 광원으로부터의 빛이 표피를 투과하면서, 또한 진피(Dermiso)에서 유두진피(Papillary)의 모세혈관(Capillaries)과 소동맥(Arteriole) 분석이 가능하도록 상기 광원의 세기를 조절하는 출력부
를 포함하는 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템.
In the non-invasive biometric information positioning-based correction system using multiple sensors,
Multi-sensor based on transmissive and reflective,
A biometric information measuring unit that measures biometric information in the user's blood based on the received voltage value measured from the multiple sensors,
A correction unit that compares the measured biometric information with previously prepared invasive data to calculate a correction value for correcting the output voltage of the multiple sensors; and
Based on the calculated correction value, the output voltage of the multi-sensor is increased or decreased so that light from the light source of the multi-sensor passes through the epidermis, and capillaries and arterioles of the papillary in the dermis (Arteriole) an output unit that adjusts the intensity of the light source to enable analysis
Non-invasive biometric information positioning-based correction system comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 다중 센서는,
광원이 사용자의 피부를 투과하도록 배치된 투과식 기반의 제 1 광원 어레이 센서,
상기 제 1 광원 어레이 센서의 일면과 마주보는 타측면에 배치되며, 상기 제 1 광원 어레이 센서에서 출력되어 피부에 투과된 광원을 수광하는 제 1 포토 어레이 센서,
광원이 상기 사용자의 피부를 반사하도록 배치된 반사식 기반의 제 2 광원 어레이 센서 및
상기 제 2광원 어레이 센서와 일정 간격 이격 되도록 배치되며, 상기 제 2 광원 어레이 센서에서 출력되어 피부에서 반사되는 광원을 수광하는 제 2 포토 어레이 센서를 포함하고,
상기 출력부는 상기 보정값에 기초하여 상기 제 1 광원 어레이 센서의 출력 전압을 증감시키는 제 1 출력부 및 상기 제 2 광원 어레이 센서의 출력 전압을 증감시키는 제 2 출력부를 포함하는 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템.
The method of claim 1,
The multiple sensors,
A transmissive based first light source array sensor disposed so that the light source penetrates the user's skin,
A first photo array sensor disposed on the other side facing one surface of the first light source array sensor, and receiving a light source output from the first light source array sensor and transmitted through the skin;
A reflective-based second light source array sensor disposed so that the light source reflects the user's skin, and
And a second photo array sensor disposed to be spaced apart from the second light source array sensor by a predetermined distance, and receiving a light source reflected from the skin by being output from the second light source array sensor,
The output unit includes a first output unit that increases or decreases the output voltage of the first light source array sensor based on the correction value, and a second output unit that increases or decreases the output voltage of the second light source array sensor. Correction system.
제 2 항에 있어서,
상기 생체정보 측정부는 상기 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서를 통해 각각 측정된 수신 전압값에 기초하여 상기 생체정보로 상기 혈액에서의 헤모글로빈 값을 측정하고, 상기 헤모글로빈 값에 기초하여 포도당 값으로 변환하는 것인 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템.
The method of claim 2,
The biometric information measuring unit measures a hemoglobin value in the blood with the biometric information based on the received voltage values measured through the first and second photo array sensors, respectively, and converts the hemoglobin value into a glucose value based on the hemoglobin value. The non-invasive biometric information positioning-based correction system.
제 3 항에 있어서,
상기 생체정보 측정부는 상기 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서로부터의 수신 전압값으로부터 적어도 세 파장 이상의 광파장들의 흡수와 반사 차이를 분석하여 상기 생체정보로 상기 헤모글로빈 값을 측정하는 것인 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템.
The method of claim 3,
The biometric information measurement unit measures the hemoglobin value using the biometric information by analyzing the difference between absorption and reflection of at least three wavelengths or more from the received voltage values from the first and second photo array sensors. Based correction system.
제 4 항에 있어서,
상기 생체정보 측정부는 상기 수신 전압값으로부터 형광 스펙트럼을 분석하여 상기 헤모글로빈 값을 측정하는 것인 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템.
The method of claim 4,
The biometric information measuring unit measures the hemoglobin value by analyzing a fluorescence spectrum from the received voltage value.
제 5 항에 있어서,
상기 생체정보 측정부는 수신 전력신호를 기반으로 상기 형광 스펙트럼을 라만 스펙트럼 및 비어 스펙트럼을 기법으로 분석하여 상기 헤모글로빈 값을 측정하는 것인 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템.
The method of claim 5,
The biometric information measurement unit measures the hemoglobin value by analyzing the fluorescence spectrum using a Raman spectrum and a Beer spectrum based on a received power signal.
제 3 항에 있어서,
상기 생체정보 측정부는 상기 측정된 수신 전압값으로부터 산출 가능한 생체정보 중 상기 헤모글로빈 값과 상기 포도당 값을 제외한 나머지 요소를 제거하는 것인 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템.
The method of claim 3,
The biometric information measuring unit removes the remaining elements other than the hemoglobin value and the glucose value among biometric information that can be calculated from the measured received voltage value.
제 3 항에 있어서,
상기 보정부는 상기 미리 준비된 침습적 데이터인 헤모글로빈 값, 포도당 값과 상기 생체정보 측정부에 의해 획득된 포도당 값을 비교하여 상기 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서 중 하나 이상의 출력 전압의 보정값을 산출하는 것인 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템.
The method of claim 3,
The correction unit calculates a correction value of one or more output voltages of the first and second light source array sensors by comparing a hemoglobin value and a glucose value, which are the previously prepared invasive data, and a glucose value obtained by the biometric information measuring unit. Non-invasive biometric information positioning-based correction system.
제 8 항에 있어서,
상기 보정부는 상기 비교 결과에 기초하여 상기 출력 전압의 보정값과 더불어 상기 제 1 및 제 2 광원 어레이 중 하나 이상의 광파장 타이밍을 보정하기 위한 보정값을 산출하는 것인 비침습식 생체정보 측위 기반 보정 시스템.
The method of claim 8,
The correction unit calculates a correction value for correcting the timing of at least one of the first and second light source arrays along with the correction value of the output voltage based on the comparison result.
다중 센서를 이용한 비침습식 생체정보 측위 방법에 있어서,
투과식 및 반사식 기반의 다중 센서를 통해 전압 기반의 생체정보를 측정하는 단계;
상기 측정된 생체정보를 미리 준비된 침습적 데이터와 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 기초하여 상기 다중 센서의 출력 전압을 증감시켜서 상기 다중 센서의 광원으로부터의 빛이 표피를 투과하면서, 또한 진피(Dermiso)에서 유두진피(Papillary)의 모세혈관(Capillaries)과 소동맥(Arteriole) 분석이 가능하도록 상기 광원의 세기를 조절하는 단계
를 포함하는 비침습식 생체정보 측위 방법.
In the non-invasive biometric information positioning method using multiple sensors,
Measuring voltage-based biometric information through multiple sensors based on transmission and reflection;
Comparing the measured biometric information with previously prepared invasive data; And
Based on the comparison result, the output voltage of the multi-sensor is increased or decreased so that the light from the light source of the multi-sensor passes through the epidermis, and the capillaries and arterioles of the papillary in the dermis ) Adjusting the intensity of the light source to enable analysis
Non-invasive biometric information positioning method comprising a.
제 10 항에 있어서,
투과식 및 반사식 기반의 다중 센서를 통해 전압 기반의 생체정보를 측정하는 단계는,
투과식 기반의 제 1 광원 어레이 센서에서의 광원이 사용자의 피부를 투과함에 따라 제 1 포토 어레이 센서로 수광되는 단계;
반사식 기반의 제 2 광원 어레이 센서에서의 광원이 사용자의 피부에서 반사됨에 따라 제 2 포토 어레이 센서로 수광되는 단계;
상기 제 1 및 제 2 포토 어레이 센서를 통해 각각 측정된 수신 전압값에 기초하여 상기 생체정보로 혈액에서의 헤모글로빈 값을 측정하는 단계;
상기 혈액에서 상기 헤모글로빈 값 이외의 다른 반응 인자들을 제어하는 단계; 및
상기 헤모글로빈 값에 기초하여 포도당 값으로 변환하는 단계를 포함하는 비침습식 생체정보 측위 방법.
The method of claim 10,
Measuring voltage-based biometric information through multiple sensors based on transmission and reflection,
Receiving light by the first photo array sensor as the light source from the transmission-based first light source array sensor penetrates the user's skin;
Receiving light by the second photo array sensor as the light source from the reflective-based second light source array sensor is reflected from the user's skin;
Measuring a hemoglobin value in blood with the biometric information based on the received voltage values measured through the first and second photo array sensors, respectively;
Controlling reaction factors other than the hemoglobin value in the blood; And
Non-invasive biometric information positioning method comprising the step of converting a glucose value based on the hemoglobin value.
제 11 항에 있어서,
상기 비교 결과에 기초하여 상기 다중 센서의 출력 전압을 증감시키는 단계는,
상기 미리 준비된 침습적 데이터인 헤모글로빈 값, 포도당 값과 상기 헤모글로빈 값에 기초하여 변환된 포도당 값을 비교하여 상기 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서 중 하나 이상의 출력 전압의 보정값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 보정값에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 광원 어레이 센서 중 하나 이상의 출력 전압을 증감시키는 단계를 포함하는 비침습식 생체정보 측위 방법.
The method of claim 11,
Increasing or decreasing the output voltage of the multiple sensors based on the comparison result,
Calculating a correction value of one or more output voltages of the first and second light source array sensors by comparing a hemoglobin value and a glucose value, which are previously prepared invasive data, and a glucose value converted based on the hemoglobin value; And
And increasing or decreasing the output voltage of at least one of the first and second light source array sensors based on the calculated correction value.
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