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KR102487058B1 - 생체정보 측정 장치 및 방법 - Google Patents

생체정보 측정 장치 및 방법 Download PDF

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KR102487058B1
KR102487058B1 KR1020170154234A KR20170154234A KR102487058B1 KR 102487058 B1 KR102487058 B1 KR 102487058B1 KR 1020170154234 A KR1020170154234 A KR 1020170154234A KR 20170154234 A KR20170154234 A KR 20170154234A KR 102487058 B1 KR102487058 B1 KR 102487058B1
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Abstract

생체정보 측정 장치가 개시된다. 일 양상에 따르면, 생체정보 측정 장치는 피검체에 광을 조사하는 광원과, 피검체로부터 산란된 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 광학 모듈, 광학 모듈과 피검체 사이의 압력을 측정하는 압력 센서 및 검출된 광 신호를 기초로 스펙트럼을 복원하고, 측정된 압력을 기초로 복원된 스펙트럼을 보정하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

생체정보 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING BIO-INFORMATION}
생체정보 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 근적외선 스펙트럼을 이용한 비침습 기반의 생체정보 측정시 정확도를 향상시키는 기술과 관련된다.
최근 라만 분광이나 근적외선 분광 기술을 이용하여 비침습적으로 혈당과 같은 생체 정보를 측정하는 방법이 연구되고 있다. 일반적으로 분광 기술을 적용한 생체정보 측정 기기들은 대상체에 광을 조사하는 광원과 대상체로부터 되돌아오는 광학 신호를 검출하는 디텍터로 구성되며, 피부 근적외선 흡수 스펙트럼 분석이나 라만 산란광 분석을 통해 혈당, 콜레스테롤, 칼로리 등의 생체 내 성분 정보를 측정한다. 이와 같은 일반적인 생체정보 측정 기기들은 텅스텐 램프 등의 broad band 광원 및 grating, narrow band filter 등을 이용하여 스펙트럼을 얻는 방식을 사용하고 있다.
미국 공개특허공보 US 2017/0143210 (2017.05.25.)
근적외선 흡광도 기반 비침습 생체정보 측정시 기기와 피검체 사이의 인터페이스 변화로 인한 스펙트럼의 변화를 고려하여 측정의 정확성을 향상시킨 생체정보 측정 장치 및 방법이 제시된다.
일 양상에 따르면, 생체정보 측정 장치는 피검체에 광을 조사하는 광원, 피검체로부터 산란된 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 광학 모듈, 광학 모듈과 피검체 사이의 압력을 측정하는 압력 센서 및 검출된 광 신호를 기초로 스펙트럼을 복원하고, 측정된 압력을 기초로 복원된 스펙트럼을 보정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
이때, 광원은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 중의 적어도 하나를 포함하는 복수의 광원 어레이로 형성되고, 프로세서는 복수의 광원을 시분할하여 순차적으로 구동할 수 있다.
광학 모듈은 광원에 의해 조사된 광을 피검체로 향하도록 방향을 전환하는 방향 전환부를 더 포함할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 장치는 광학 모듈을 지지하며 광학 모듈의 광원 및 디텍터를 내부 방향으로 수용하는 외부 프레임을 더 포함할 수 있다.
압력 센서는 방향 전환부의 일면 또는 외부 프레임의 일면에 하나 이상 배치될 수 있다.
프로세서는 압력 센서가 둘 이상 배치되는 경우, 각 압력 센서에서 측정된 압력 간의 차이를 기초로, 광학 모듈과 피검체 사이의 접촉 상태를 판단할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 장치는 접촉 상태 판단 결과 접촉 상태가 정상이 아닌 경우 경고 정보를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
프로세서는 압력 센서에 의해 연속 측정된 압력의 변화를 기초로 이벤트 발생 시점을 판단할 수 있다.
프로세서는 기준 시점의 압력과 측정 시점의 압력 간의 차이가 임계치를 초과하는 경우 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
프로세서는 보정 모델을 기초로 이벤트 발생 시점의 스펙트럼을 보정할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 장치는 광학 모듈이 피검체로부터 광 신호를 검출할 때의 피검체의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
프로세서는 온도별로 미리 측정된 복수의 기준 스펙트럼 중에서, 측정된 온도를 기초로 스펙트럼 복원에 사용할 기준 스펙트럼을 결정할 수 있다.
프로세서는 보정된 스펙트럼을 기초로 혈당, 중성지방, 콜레스테롤, 칼로리, 단백질 및 요산 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보를 측정할 수 있다.
일 양상에 따르면, 생체정보 측정 방법은 광학 모듈을 통해 피검체에 광을 조사하고, 피검체로부터 산란된 광을 검출하는 단계, 압력 센서를 통해 광학 모듈과 피검체 사이의 압력을 측정하는 단계, 검출된 광 신호를 기초로 스펙트럼을 복원하는 단계 및 측정된 압력을 기초로 복원된 스펙트럼을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 방법은 둘 이상의 압력 센서에서 측정된 압력 간의 차이를 기초로, 광학 모듈과 피검체 사이의 접촉 상태를 판단하는 단계 및 판단 결과 접촉 상태가 정상이 아닌 경우 경고 정보를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 방법은 압력 센서에 의해 연속 측정된 압력의 변화를 기초로 이벤트 발생 시점을 판단하는 단계를 포함할 수 있고, 스펙트럼을 보정하는 단계는 보정 모델을 기초로 판단된 이벤트 발생 시점의 스펙트럼을 보정할 수 있다.
이벤트 발생 시점을 판단하는 단계는 기준 시점의 압력과 측정 시점의 압력 간의 차이가 임계치를 초과하는 경우 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 방법은 피검체로부터 광 신호를 검출할 때 피검체의 온도를 측정하는 단계 및 측정된 온도를 기초로 기준 스펙트럼을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 방법은 보정된 스펙트럼을 기초로 혈당, 중성지방, 콜레스테롤, 칼로리, 단백질 및 요산 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 방법은 생체정보 측정 결과를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
근적외선 흡광도 기반 비침습 생체정보 측정시 기기와 피검체 사이의 인터페이스 변화로 인한 스펙트럼의 변화를 고려해 줌으로써 생체정보를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 광학 모듈 구조의 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 실시예에 따른 광학 모듈의 사시도이다.
도 2c는 다른 실시예에 따른 광학 모듈 구조의 단면도이다.
도 2d는 도 2c의 실시예에 따른 광학 모듈의 사시도이다.
도 3는 LED 어레이로 형성된 광학 모듈의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4c는 광학 모듈과 피검체 사이의 압력 변화로 인한 스펙트럼 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기를 도시한 것이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 기재된 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 생체 정보 측정 장치 및 방법의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다. 도 2a는 일 실시예에 따른 광학 모듈의 단면도이다. 도 2b는 도 2a의 실시예에 따른 광학 모듈의 사시도이다. 도 2c는 다른 실시예에 따른 광학 모듈의 단면도이다. 도 2d는 도 2c의 실시예에 따른 광학 모듈의 사시도이다.
도 1 내지 도 2d을 참조하면, 생체정보 측정 장치(100)는 광학 모듈(110), 압력 센서(120) 및 프로세서(130)를 포함한다. 이때, 광학 모듈(110) 및 프로세서(130)는 분광기로써 기능할 수 있으며 일체형으로 형성될 수 있다.
광학 모듈(110)은 피검체(OBJ)에 광을 조사하는 광원(111)과 피검체(OBJ)로부터 반사 또는 산란된 광을 검출하는 디텍터(112)를 포함할 수 있다.
광원(111)은 단일 광원일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수의 광원 어레이로 형성될 수 있다. 광원(111)은 LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 등을 포함할 수 있다. 광원은 라만 분광 방법이나 근적외선 분광 방법을 이용하기 위하여 레이저 단일광이나 근적외광을 방출하도록 형성될 수 있다.
디텍터(112)는 광원(111)에 의해 피검체(OBJ)에 조사된 광이 피검체(OBJ)의 조직 특성에 의해 흡수, 반사 또는 산란되어 나오는 광 신호를 검출할 수 있다. 디텍터(112)는 포토 다이오드, 이미지 센서, 포토 트랜지스터를 포함할 수 있다. 디텍터(112)는 검출된 광 신호를 전기적인 신호로 변환하여 프로세서(130)에 전달할 수 있다. 디텍터(112)는 단일의 포토 다이오드로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않으며 복수의 포토 다이오드들의 어레이로 형성될 수 있다.
또한, 광학 모듈(110)은 광원(111)에 의해 조사된 광이 피검체로 이동하도록 광 경로를 형성하는 제1 광 이동부(210)를 포함할 수 있다. 또한, 광학 모듈(110)은 피검체에 의해 반사 또는 산란된 광이 디텍터(112)로 향하도록 광 경로를 형성하는 제2 광 이동부(220)를 포함할 수 있다. 제1 광 이동부(210) 및 제2 광 이동부(220)는 투광 소재 예컨대, 유리(glass)로 형성될 수 있다.
또한, 광학 모듈(110)은 광원(111)에서 방출된 광의 방향을 피검체(OBJ) 방향으로 전환하는 제1 방향 전환부(230)를 포함할 수 있다. 방향 전환부(230)는 광원(111)에서 방출된 광의 방향을 피검체(OBJ)의 피검 부위, 예컨대 요골동맥 부위나 손목 상부의 정맥혈이나 모세혈을 향하도록 전환할 수 있다. 또한, 광학 모듈(110)은 피검체(OBJ)에 의해 반사 또는 산란된 광을 디텍터(112)로 향하도록 방향을 전환하는 제2 방향 전환부(240)를 더 포함할 수 있다. 제1 방향 전환부(230) 및 제2 방향 전환부(240)는 불투광 소재 예컨대, 알루미늄으로 형성될 수 있으며, 제1 방향 전환부(230) 및 제2 방향 전환부(240)의 일면, 예컨대 제1 광 이동부(210) 및 제2 광 이동부(220)와 대면하는 면은 광을 반사시키는 광학 미러(mirror)로 형성될 수 있다.
광원(111)은 프로세서(130)의 제어에 따라 구동되어 광을 조사하고, 조사된 광은 화살표로 도시된 바와 같이 제1 방향 전환부(230)에 의해 방향이 전환되어 제1 광 이동부(210)를 따라 피검체(OBJ)로 들어간다. 또한, 피검체(OBJ)의 조직 특성에 의해 산란 또는 반사된 광은 제2 광 이동부(220)를 따라 이동하면서 일부의 광은 제2 방향 전환부(240)에 의해 방향이 전환되며, 디텍터(120)에 의해 검출된다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 피검체와 접촉하는 광학 모듈의 일면은 제1 방향 전환부(230), 제1 광 이동부(210), 제2 방향 전환부(240) 및 제2 광 이동부(220)가 동심원 띠 모양으로 교대로 배치될 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하므로 이러한 모양으로 제한되는 것은 아니다.
광학 모듈(110)은 피검체(OBJ)에 의해 반사 또는 산란되는 광의 방향을 디텍터(120) 방향으로 집중시켜 주는 콜리메이터(collimator, 225)를 포함할 수 있다. 이때, 콜리메이터(225)는 광학 렌즈 등으로 형성될 수 있다.
피검체(OBJ)와 접촉하는 광학 모듈(110)의 하부는 AR(Anti-Reflection) 코팅된 글래스(glass)로 형성될 수 있다.
한편, 광학 모듈(110)은 광원의 피크(peak) 파장대를 조절하는 파장 조절 모듈을 더 포함할 수도 있다. 파장 조절 모듈은 피검체에 조사하는 광원(111)의 피크 파장을 개별적으로 조절하기 위하여 각 광원(111)의 후면에 배치될 수 있다. 이때, 파장 조절 모듈은 각 광원(111)의 온도를 조절하여 피크 파장을 조절하는 온도 조절 부재 예컨대, 저항 발열체나 열전 소자 등으로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 파장 조절기(121,122)는 대응되는 각 광원(111,112)과 분리 가능하도록 설치되거나 광원(111,121)과 일체로 형성될 수 있다.
압력 센서(120)는 생체정보 측정을 위해 광학 모듈(110)이 구동되는 동안 광학 모듈(110)과 피검체 사이의 연속적으로 압력을 측정할 수 있다. 이때, 압력 센서(120)는 생체정보 측정시 광학 모듈과 피검체와의 접촉 압력을 측정하는 힘 센서(force sensor), 스트레인 게이지 또는, 압력의 변화를 감지하는 압저항형(piezorestive) 압력 센서 또는 정전용량형(capacitive) 압력 센서 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
한편, 도 2a 및 도 2c를 참조하면, 생체정보 측정 장치(100)는 광학 모듈(110)을 지지하여 광학 모듈(110)을 내부 방향으로 수용하는 외부 프레임(10)을 더 포함할 수 있다.
압력 센서(120)는 일 예로, 도 2a에 도시된 바와 같이 광학 모듈(110)의 제1 방향 전환부(230) 일면, 예컨대 피검체(OBJ)와 접촉하는 불투광 소재 부분에 하나 이상 배치될 수 있다. 이때, 도 2b에 도시된 바와 같이 동심원 모양의 제1 방향 전환부(230)의 사분면에 각각 하나씩 총 4개의 압력 센서(P1,P2,P3,P4)가 배치될 수 있다. 다른 예로, 도 2c에 도시된 바와 같이 외부 프레임(10)의 피검체(OBJ)와 접촉하는 면에 배치될 수 있다. 이때, 도 2d에 도시된 바와 같이 외부 프레임(10)에 동심원 모양으로 총 4개의 압력 센서(P1,P2,P3,P4)가 배치될 수 있다.
프로세서(130)는 외부 프레임(10)에 형성되는 내부 공간에 실장되며, 광학 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(130)는 생체정보 측정 요청이 수신되면 광학 모듈(110)을 제어할 수 있다. 이때, 광학 모듈(110)에 복수의 광원이 설치된 경우 각 광원의 온/오프를 시분할 방식으로 제어할 수 있다. 프로세서(130)는 광원별 전류 세기 및 펄스 지속 시간 등의 구동 조건을 기초로 각 광원을 구동할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 복수의 광원들의 전원을 동시에 온하여 동시에 광을 방출하도록 구동할 수도 있다.
예를 들어, 도 3은 LED 어레이로 형성된 광학 모듈의 일 실시예를 도시한 것으로, 도 3을 참조하면 광학 모듈(110)은 중심에 포토 다이오드(PD)가 배치되고, 포토 다이오드(PD)를 중심으로 외곽에 동심원 모양으로 n개의 LED 어레이가 배치될 수 있다. 각 LED는 λ1,λ2,λ3,…,λn의 서로 다른 피크 파장을 갖도록 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 광원의 일부가 동일한 온도를 갖도록 설정되더라도 전류 세기나 펄스 지속 시간 등을 세부적으로 조절함으로써 피크 파장을 쉬프트시켜 서로 다른 피크 파장을 갖도록 할 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 광학 모듈(110)에 각 광원별 파장 조절 모듈이 배치되는 경우 각 광원을 구동하기 전에 각 광원에 대응하는 파장 조절 모듈을 개별적으로 제어하여 각 광원이 방출할 피크 파장을 조절할 수 있다.
프로세서(130)는 광학 모듈(110)에서 광 신호가 검출되면, 스펙트럼을 복원하고, 복원된 스펙트럼을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다. 이때, 생체정보는 혈당, 중성지방, 콜레스테롤, 칼로리, 단백질 및 요산 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 광원이 n개의 LED 어레이로 형성되며, 각 LED의 피크 파장이 λ1,λ2,λ3,…,λn을 갖도록 설정된 경우, 광원은 각 LED의 구동 순서 및 펄스 지속 시간 등을 기초로 펄스 모드로 동작하여 시분할 방식으로 순차적으로 구동되고, 검출기(PD)는 대상체(OBJ)로부터 되돌아오는 광을 검출할 수 있다.
프로세서(130)는 검출기(PD)에 의해 검출된 피검체의 응답에 대한 광 신호 데이터 세트를 기초로 선형-독립 방정식을 수립하고, 이를 기초로 스펙트럼을 복원할 수 있다. 예컨대, 프로세서(130)는 아래의 수학식 1에 표현된 바와 같은 행렬 형태의 선형 방정식을 수립할 수 있으며, 이 선형 방정식을 푸는 방식으로 재건된 스펙트럼을 획득할 수 있다.
Figure 112017114740559-pat00001
여기서, A는 각 광원별 구동 조건에 따라 측정된 기준 스펙트럼 특성의 매트릭스이며, U는 각 광원별로 동일하게 설정된 구동 조건으로 검출기에 의해 실제로 측정된 값의 매트릭스를 의미한다. 또한, z는 복원될 스펙트럼을 의미한다. 이때, 행렬 A의 상태가 좋지 않은 경우가 있을 수 있다. 이 경우 선형 방정식인 수학식 1의 시스템의 해가 정확하지 않을 수 있으므로, 역문제(invers problem) 해법을 사용하여 스펙트럼 해상도의 크기에 제한을 두지 않으며 사용된 스펙트럼 곡선의 최소 개수로 높은 정확도를 가지는 피검체의 스펙트럼을 재건할 수 있다. 이때, 아래의 수학식 2와 같은 티코노프 규칙화(Tikhonov regularization) 방법을 이용하여 역문제를 풀 수 있다.
Figure 112017114740559-pat00002
Figure 112017114740559-pat00003
여기서, u는 검출기로 실제로 측정된 매트릭스 U의 각 컴포넌트를 의미하고, E는 단위행렬, A는 커널 매트릭스로서 각 광원별로 구동 조건에 따라 측정된 기준 스펙트럼의 매트릭스를 의미한다. 또한, α는 노이즈 제거 단위를 나타낸다. 수학식 2는 임의의 공지된 방법 예컨대, 최소 제곱법에 의해 풀이될 수 있으며, 일 예로 QR 분해를 사용하여 최소 제곱법을 풀 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 광학 모듈과 피검체 사이의 압력 변화로 인한 스펙트럼 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 4a에 도시된 바와 같이 장시간 생체정보 측정시 스펙트럼, 예컨대 흡광도가 I0에서 I1로 변화될 수 있다. 이와 같은, 스펙트럼의 변화는 측정하고자 하는 생체성분 예컨대 혈당 성분의 변화에 의해서만 영향을 받아야 하나, 실제로는 광학 모듈(110)과 피검체(OBJ) 간의 압력의 변화도 스펙트럼 변화에 영향을 미치게 된다.
도 4b를 참조하면, 이와 같이 장시간 생체정보 예컨대 혈당을 측정하는 경우, 생체 성분의 변화 이외 압력의 변화로 인해 추정 혈당(EG)과 실제 혈당(AG) 사이에는 점차 차이가 발생하여 정확도가 감소할 수 있다.
프로세서(130)는 압력 센서(120)로부터 생체정보가 측정되는 소정 시간 동안의 연속적인 압력 정보가 수신되면, 수신된 연속 압력 측정값을 기초로 압력의 변화로 인해 발생하는 스펙트럼의 변화를 보정할 수 있다.
프로세서(130)는 소정 시간 동안 광학 모듈(110)에 의해 검출된 광 신호를 기초로 소정 시간 동안의 스펙트럼이 복원되면, 소정 시간 동안의 연속 압력 측정 값을 기초로 압력의 변화가 발생하는 이벤트 발생 시점을 결정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 각 시점의 압력 측정값을 기준 시점의 압력 값과 비교하여 차이를 구하고, 산출된 압력 값의 차이가 임계치를 초과하는 시점을 이벤트가 발생한 시점으로 판단할 수 있다. 이때, 기준 시점은 최초 측정 시점 또는 이벤트 발생 여부 판단 시점의 직전 시점 등 미리 설정된 시점일 수 있다. 도 4c를 참조하면, 이벤트 발생 여부 판단 시점이 t3이고, 기준 시점이 판단 시점의 직전 시점 t2이라 할 때, 판단 시점 t3의 압력과 기준 시점 t2의 압력 차이가 임계치를 초과하는 경우 판단 시점 t3를 이벤트 발생 시점으로 결정할 수 있다.
프로세서(130)는 이벤트 발생 시점이 결정되면, 보정 모델을 참조하여 이벤트 발생 시점의 스펙트럼을 보정할 수 있다. 이때, 보정 모델은 룩업 테이블(lookup table) 형태 또는 아래의 수학식 3과 같은 수학식 알고리즘 형태로 미리 정의될 수 있다.
Figure 112017114740559-pat00004
여기서,
Figure 112017114740559-pat00005
는 파장 λ, 시점 t의 스펙트럼 변환값,
Figure 112017114740559-pat00006
는 압력 P에 대한 보정 함수를 의미한다. 이때, 압력 P는 함수의 정의에 따라 시점 t의 압력 값 또는 기준 시점의 압력값과 시점 t의 압력값의 차이를 의미할 수 있다.
Figure 112017114740559-pat00007
는 파장 λ, 시점 t의 스펙트럼 측정값을 의미한다.
프로세서(130)는 이벤트 발생 시점의 스펙트럼이 보정되면, 보정된 스펙트럼을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 아래의 수학식 4와 같이 보정된 스펙트럼과 기준 스펙트럼을 이용하여 흡광도를 산출할 수 있다. 이때, 기준 스펙트럼은 100% 반사 물질로 이루어진 물체에 광을 조사하고, 물체로부터 반사되는 광을 검출하여 측정된 스펙트럼일 수 있다.
Figure 112017114740559-pat00008
여기서, Abs는 흡광도, Im은 보정된 스펙트럼 인텐시티, Ir은 기준 스펙트럼의 인텐시티를 의미한다.
프로세서(130)는 흡광도가 산출되면, 산출된 흡광도를 생체정보 측정 모델에 입력하여 생체정보를 측정할 수 있다. 이때, 생체정보 측정 모델은 수학식 알고리즘으로 미리 정의될 수 있다.
프로세서(130)는 생체정보가 측정되면, 생체정보 측정값, 복원된 스펙트럼, 보정된 스펙트럼, 생체정보 측정값에 기초한 경고 정보 등을 출력 모듈을 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 생체정보 측정 장치(500)는 광학 모듈(110), 압력 센서(120), 프로세서(130), 출력부(510) 및 저장부(520)를 포함할 수 있다. 광학 모듈(110), 압력 센서(120) 및 프로세서(130) 구성에 대해서는 도 1 내지 도 4c를 참조하여 자세히 설명하였으므로 중복되지 않은 구성을 중심으로 설명한다.
출력부(510)는 프로세서(130)의 제어에 따라 각종 정보를 사용자에게 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(510)는 프로세서(130)가 스펙트럼을 복원하면 복원 스펙트럼의 그래프를 디스플레이에 시각적으로 출력할 수 있다. 또한, 출력부(510)는 프로세서(130)가 복원 스펙트럼을 보정하면, 보정 스펙트럼의 그래프를 디스플레이에 시각적으로 출력할 수 있다. 이때, 복원 스펙트럼과 보정 스펙트럼을 하나의 시간 및 인텐시티 그래프 상에 함께 출력할 수 있으며, 복원 스펙트럼과 보정 스펙트럼을 구별할 수 있도록 색상이나 선의 굵기 및 선의 종류 등을 다르게 하여 출력할 수 있다.
또한, 프로세서(130)가 복원된 스펙트럼으로부터 이벤트 발생 시점을 판단하면, 시각적으로 출력된 복원 스펙트럼 및/또는 보정 스펙트럼 그래프 상에 이벤트 발생 시점을 지시하는 식별 표시 예컨대 화살표, 사각형 및 원형 등의 도형을 표시할 수 있다.
또한, 출력부(130)는 사용자가 출력된 그래프의 시간 구간을 전후로 이동시키면 이에 응답하여 사용자에 의해 이동된 시간 구간에 해당하는 스펙트럼 그래프를 출력하고, 해당 시간 구간의 이벤트 발생 시점을 표시할 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 압력 센서(120)로부터 수신된 압력 측정값을 기초로 광학 모듈(110)과 피검체(OBJ)와의 접촉 상태를 측정할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(120)가 서로 대향하는 위치에 둘 이상 배치되는 경우, 각 압력 센서(120)의 압력 측정값의 차이를 기초로 접촉 상태를 판단할 수 있다.
도 2b 및 도 2d를 참조하면, 4개의 압력 센서(P1,P2,P3,P4)가 상하좌우에 배치된다. 이 경우, 프로세서(130)는 두 압력 센서(Pi 와 Pj, i,j=1,2,3,4, i≠j) 사이의 압력 측정값의 차이를 산출하고, 산출된 압력 측정값의 차이가 임계치를 초과하는 경우 접촉 상태가 정상이 아니라고 판단할 수 있다. 이때, 임계치는 사용자별로 저장부(520)에 미리 저장될 수 있다.
프로세서(130)는 접촉 상태 판단 결과 정상이 아니라고 판단되면 경고 정보를 생성할 수 있다. 이때, 경고 정보는 접촉 상태가 정상이 아니라는 음성 신호나 진동, 촉감 등의 햅틱 정보를 포함할 수 있다. 또한, 경고 정보는 디스플레이에서 빨간 색상의 도형이 점멸하도록 하거나, 각 압력 센서(P1,P2,P3,P4)의 압력 측정값의 차이를 표시하는 시각 정보를 포함할 수 있다.
출력부(510)는 프로세서(130)에 의해 접촉 상태에 관한 경고 정보가 생성되면, 생성된 경고 정보를 사용자에게 출력할 수 있다. 사용자는 이와 같은 경고 정보가 출력되면 생체정보 측정 장치(500)를 피검체에 다시 체결하여 접촉 상태를 조정할 수 있다.
저장부(520)는 프로세서(130)에 의해 참조되는 생체정보 측정을 위한 각종 기준 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(520)는 구동 온도, 구동 순서, 전류 세기 및 펄스 지속 시간 등의 광원 구동 조건을 저장할 수 있다. 광원 구동 조건은 측정하고자 하는 생체정보의 종류, 피검체의 피검 위치 및 상태, 생체정보 측정의 정확도, 광학 모듈(110)의 성능, 사용자의 성별, 연령 및 건강 등의 측정 상황을 고려하여 미리 정의되며, 측정 상황의 변화에 따라 사용자에 의해 업데이트될 수 있다.
또한, 저장부(520)는 이벤트 발생 시점을 판단하기 위한 임계치, 접촉 상태를 판단하기 위한 임계치 등의 정보를 저장할 수 있다. 또한, 스펙트럼 보정 모델, 생체정보 측정 모델 등의 정보를 저장할 수 있다. 또한, 흡광도 산출에 필요한 기준 스펙트럼의 정보를 저장할 수 있다.
저장부(520)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있으나, 예시된 바에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 장치의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 생체정보 측정 장치(600)는 광학 모듈(110), 압력 센서(120), 프로세서(130), 출력부(510), 저장부(520), 온도 센서(610) 및 통신부(620)를 포함할 수 있다. 광학 모듈(110), 압력 센서(120), 프로세서(130), 출력부(510) 및 저장부(520) 구성에 대해서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명하였으므로 이하 중복되지 않은 구성을 중심으로 설명한다.
온도 센서(610)는 광학 모듈(110)이 피검체(OBJ)로부터 광 신호를 검출하는 동안 피검체(OBJ)의 온도를 측정할 수 있다. 도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 온도 센서(610)는 외부 프레임(10)의 피검체(OBJ)와 접촉하는 일면에 배치될 수 있다.
프로세서(130)는 온도 센서(610)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 온도 센서(610)로부터 광 신호가 검출되는 동안 연속적으로 측정된 온도 변화 정보가 수신되면, 수신된 온도 변화 정보를 기초로 복원된 스펙트럼을 보정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 특정 시점의 온도와 기준 시점의 온도 간의 차이가 임계치를 초과하는 경우, 특정 시점을 이벤트가 발생한 시점으로 판단할 수 있다.
프로세서(130)는 이벤트 발생 시점의 복원 스펙트럼을 보정 모델을 기초로 보정할 수 있다. 이때, 보정 모델은 온도의 변화를 고려한 수학 함수식 또는 룩업 테이블 형태로 미리 정의될 수 있다. 또는, 전술한 압력 변화에 기초한 보정 모델에 온도 변화 요소를 더 반영하여 미리 정의될 수 있다.
또한, 프로세서(130)는 생체정보를 측정하고자 하는 시점의 온도 정보를 기초로 흡광도 산출을 위한 기준 스펙트럼을 결정할 수 있다. 예를 들어, 기준 스펙트럼은 복수의 온도별로 측정되어 저장부(520)에 저장될 수 있다. 프로세서(130)는 생체정보 측정 시점의 온도 정보를 기초로 저장부(520)를 참조하여 측정 온도에 해당하는 기준 스펙트럼을 획득하고, 획득된 기준 스펙트럼과 생체정보 측정 시점의 보정된 스펙트럼을 기초로 흡광도를 산출할 수 있다.
통신부(620)는 프로세서(130)의 제어에 따라 외부 기기와 통신하여 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(620)는 침습 기반의 혈당 측정 장치로부터 혈당 측정 모델의 캘리브레이션을 위한 실제 혈당 측정값을 수신할 수 있다. 또한, 통신부(620)는 기준 스펙트럼 측정 장치로부터 온도별 기준 스펙트럼을 수신할 수 있다. 또한, 통신부(620)는 외부 기기로부터 전술한 각종 기준 정보를 수신할 수 있으며, 생체정보 측정 결과, 복원 스펙트럼, 보정 스펙트럼 등을 외부 기기에 전송할 수 있다. 외부 기기는 수신된 생체정보 측정값 등을 이용하여 사용자의 건강 관리 모니터링을 위한 다양한 기능을 수행할 수 있다. 외부 기기는 침습형 생체정보 측정 장치, 기준 스펙트럼 측정 장치 및, 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑 PC, 노트북 PC 등의 컴퓨팅 성능이 보다 우수한 정보 처리 장치를 포함할 수 있다.
통신부(620)는 무선 통신 기술을 이용하여 외부 기기와 통신할 수 있으며, 무선 통신 기술은 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra wideband) 통신, Ant+ 통신 WIFI 통신 및 이동통신 방식을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 일 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 7은 도 1의 실시예에 따른 생체정보 측정 장치(100)가 수행하는 생체정보 측정 방법의 일 실시예일 수 있다.
도 7을 참조하면, 생체정보 측정 장치(100)는 생체정보 측정 명령을 수신할 수 있다(710). 이때, 생체정보 측정 명령은 사용자로부터 직접 입력되거나, 외부 기기를 경유하여 입력될 수 있다
그 다음, 광학 모듈을 제어하여 피검체에 광을 조사하고, 피검체로부터 나오는 광 신호를 검출할 수 있다(720). 광학 모듈은 하나 이상의 광원 및 디텍터를 포함할 수 있다. 광원은 하나 이상으로 형성되며, 복수의 광원 어레이로 형성된 경우 광원 구동 조건에 따라 각 광원을 시분할 방식으로 구동할 수 있다.
이때, 생체정보 측정 장치(100)는 압력 센서를 통해 광학 모듈과 피검체 사이의 압력을 측정할 수 있다(730). 압력 센서는 단계(720)가 수행되는 동안 계속해서 압력을 측정할 수 있다.
그 다음, 생체정보 측정 장치(100)는 현재 시점에 검출된 광 신호를 기초로 스펙트럼을 복원할 수 있다(740).
그 다음, 압력 센서에 의해 측정된 압력 측정값을 기초로 광 신호가 검출된 현재 시점의 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다(750). 생체정보 측정 장치(100)는 현재 시점의 압력 측정값과 기준 시점의 압력 측정값을 비교하여 차이를 구하고, 구해진 차이가 임계치를 초과하는 경우 현재 시점을 이벤트가 발생한 시점으로 판단할 수 있다. 이때, 기준 시점은 직전 시점, 최초 측정 시점 등의 미리 설정된 시점을 의미할 수 있다.
그 다음, 단계(750)에서 판단한 결과 현재 시점에 이벤트가 발생하면, 단계(740)에서 복원된 스펙트럼을 보정할 수 있다(760). 예를 들어, 미리 정의된 보정 모델을 참조하여 스펙트럼을 보정할 수 있다.
그 다음, 단계(750)에서 판단한 결과 현재 시점에 이벤트가 발생하지 않은 경우 복원된 스펙트럼, 이벤트가 발생한 경우 단계(760)에서 보정된 스펙트럼을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다(770). 예를 들어, 생체정보 측정 장치(100)는 미리 측정된 기준 스펙트럼 및, 보정 스펙트럼 또는 복원 스펙트럼의 인텐시티(intensity)를 이용하여 흡광도를 산출하고, 산출된 흡광도를 측정 모델에 입력하여 생체정보를 측정할 수 있다.
그 다음, 생체정보 측정 결과를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다(780). 이때, 복원 스펙트럼, 보정 스펙트럼, 압력 정보 및 경고 정보 등을 함께 출력할 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 8은 도 5의 실시예에 따른 생체정보 측정 장치(500)가 수행하는 생체정보 측정 방법의 일 실시예일 수 있다.
도 8을 참조하면, 생체정보 측정 장치(500)는 생체정보 측정 명령을 수신하면(811), 압력 센서를 통해 압력을 측정할 수 있다(812). 이때, 압력 센서(812)는 복수로 배치될 수 있다. 압력을 측정하는 단계(812)는 편의상 광 신호를 검출하는 단계(815) 이전에 수행되는 것으로 도시되어 있으나, 광 신호를 검출하는 단계(815)가 수행되는 동안까지 계속 수행될 수 있다.
그 다음, 측정된 압력값을 이용하여 광학 모듈과 피검체 사이의 접촉 상태를 판단할 수 있다(813). 예를 들어, 복수의 압력 센서로부터 측정된 압력값들 사이의 차이를 산출하고, 산출된 압력값의 차이가 임계치를 초과하는 경우 접촉 상태가 정상이 아니라고 판단할 수 있다.
그 다음, 단계(813)에서 판단한 결과 접촉 상태가 정상이 아니면 경고 정보를 출력할 수 있다(814). 이때, 사용자가 경고 정보를 확인하여 생체정보 측정 장치(500)를 다시 착용하는 등의 방법으로 접촉 상태를 다시 조정하면, 압력을 다시 측정하는 단계(812)를 수행할 수 있다.
그 다음, 단계(813)에서 판단한 결과 접촉 상태가 정상이면, 광학 모듈을 제어하여 피검체에 광을 조사하도록 하고, 피검체로부터 나오는 광 신호를 검출할 수 있다(815).
그 다음, 검출된 광 신호를 기초로 스펙트럼을 복원하고(816), 단계(812)에서 측정된 압력값을 기초로 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다(817). 예를 들어, 기준 시점의 압력값 대비 현재 시점의 압력값의 변화를 구하여 현재 시점의 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다.
그 다음, 판단 결과(817) 현재 시점이 이벤트 발생 시점이면, 복원된 스펙트럼을 보정할 수 있다(818).
그 다음, 복원 스펙트럼 또는 보정 스펙트럼을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다(819). 예를 들어, 미리 측정된 기준 스펙트럼 및 보정 스펙트럼의 인텐시티(intensity)를 이용하여 흡광도를 산출하여 산출된 흡광도 및 측정 모델을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다.
그 다음, 생체정보 측정 결과를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다(820).
도 9는 다른 실시예에 따른 생체정보 측정 방법의 흐름도이다.
도 9는 도 6의 실시예에 따른 생체정보 측정 장치(600)가 수행하는 생체정보 측정 방법의 일 실시예일 수 있다.
도 9를 참조하면, 생체정보 측정 장치(600)는 생체정보 측정 명령을 수신하고(911), 광학 모듈을 제어하여 피검체로부터 나오는 광 신호를 검출할 수 있다(912).
이때, 생체정보 측정 장치(600)는 압력 센서를 통해 광학 모듈과 피검체 사이의 압력을 측정할 수 있다(913). 압력 센서는 단계(912)가 수행되는 동안 계속해서 압력을 측정할 수 있다.
또한, 생체정보 측정 장치(600)는 온도 센서를 통해 광학 모듈이 피검체로부터 광을 검출하는 동안 피검체의 온도를 측정할 수 있다(914).
그 다음, 생체정보 측정 장치(600)는 현재 시점에 검출된 광 신호를 기초로 스펙트럼을 복원할 수 있다(915).
그 다음, 압력 센서에 의해 측정된 압력 측정값을 기초로 현재 시점의 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다(916). 예를 들어, 현재 시점의 압력 측정값과 기준 시점의 압력 측정값의 비교를 통해 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다.
그 다음, 판단 결과(916) 현재 시점이 이벤트 발생 시점이면 복원된 스펙트럼을 보정할 수 있다(916).
한편, 단계(914)에서 온도가 측정되면, 측정된 온도 정보를 기초로 흡광도 산출을 위한 기준 스펙트럼을 결정할 수 있다(918). 기준 스펙트럼을 결정하는 단계(918)는 온도 측정 단계(914) 이후부터 생체정보 측정 단계(919) 사이에 수행될 수 있다. 이때, 기준 스펙트럼은 복수의 온도에 대하여 미리 측정되며, 측정된 온도별 기준 스펙트럼 중에서 측정된 온도에 해당하는 기준 스펙트럼을 결정할 수 있다.
그 다음, 복원 스펙트럼 또는 보정 스펙트럼을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다(919). 예를 들어, 단계(918)에서 결정된 기준 스펙트럼과, 보정 스펙트럼 또는 복원 스펙트럼의 인텐시티(intensity)를 이용하여 흡광도를 산출하고, 산출된 흡광도 및 측정 모델을 기초로 생체정보를 측정할 수 있다.
그 다음, 생체정보 측정 결과를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다(920). 이때, 복원 스펙트럼, 보정 스펙트럼, 압력 정보, 온도 정보 및 경고 정보 등을 함께 출력할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 웨어러블 기기를 도시한 것이다. 도 10은 전술한 생체정보 측정 장치(100,500,600)를 구현한 실시예로서, 사용자의 손목에 착용하는 스마트 워치(smart watch) 형태의 웨어러블 기기를 나타낸다.
도 10을 참조하면 웨어러블 기기(1000)는 본체(1010) 및 스트랩(1020)을 포함한다. 전술한 생체정보 측정 장치(100,500,600)의 구성 및 기능은 본체(1010)의 내부에 실장되거나 외부로 노출되는 형태로 탑재될 수 있다.
본체(1010)는 스트랩(1020)에 의해 사용자의 손목에 착용될 수 있다. 스트랩(1020)은 본체(1010)의 양측에 연결되어 서로 체결될 수 있도록 분리 형성되거나, 스마트 밴드 형태로 일체로 형성될 수 있다. 스트랩(1020)은 본체(1010)가 사용자의 손목에 착용되도록 손목을 감쌀 수 있도록 플렉서블(flexible)한 부재로 형성될 수 있다.
본체(1010) 또는 스트랩(1020)의 내부에는 웨어러블 기기(1000)에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다.
광학 모듈은 본체(1010)의 하부에 사용자의 손목을 향해 노출되도록 장착될 수 있으며, 광원 및 디텍터를 포함할 수 있다.
광학 모듈의 하부 불투광 소재 부분 또는 광학 모듈을 둘러싼 본체(1010)의 외부 프레임 부분에 압력 센서가 장착될 수 있다. 압력 센서는 본체(1010)가 손목에 착용될 때 광학 모듈과 손목 사이의 압력을 측정할 수 있다.
또한 광학 모듈을 둘러싼 본체(1010)의 외부 프레임 부분에 온도 센서가 장착될 수 있다. 온도 센서는 광학 모듈이 손목에서 광 신호를 검출하는 동안 손목 부분의 온도를 측정할 수 있다.
프로세서는 본체(1010)의 내부에 실장되며, 조작부(1015)나 표시부(1014)의 터치 패널을 통해 입력되는 사용자의 명령을 처리할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 광학 모듈과 사용자의 생체정보 측정 명령에 따라 광학 모듈을 제어하여 광 신호를 검출하며, 검출된 광 신호를 기초로 스펙트럼을 복원하여 생체정보를 측정할 수 있다.
이때, 프로세서는 압력 센서로부터 수신된 압력 정보를 기초로 복원된 스펙트럼의 보정 여부를 판단할 수 있으며, 보정이 필요한 경우 복원 스펙트럼을 보정하여 보정된 스펙트럼을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다.
또한, 프로세서는 복수의 압력 센서로부터 압력 정보가 수신되면, 두 개의 압력 센서들 간의 압력 값들의 차이를 기초로 접촉 상태를 판단하고, 접촉 상태가 정상이 아니면 경고 정보를 생성하여 사용자가 본체(1010)의 위치를 조절하거나 스트랩(1020)을 다시 체결하도록 할 수 있다.
또한, 프로세서는 온도 센서로부터 온도 정보가 수신되면, 온도 정보를 기초로 기준 스펙트럼을 결정할 수 있으며, 결정된 기준 스펙트럼을 이용하여 생체정보를 측정할 수 있다.
통신부는 본체(1010) 내부에 탑재되며, 외부 기기와 통신하여 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 생체정보 측정 값을 외부 기기로 전송하여 외부 기기로 하여금 사용자의 건강상태 모니터링을 수행하도록 할 수 있다.
또한, 표시부는 본체(1010)의 상부에 장착되어 프로세서의 처리 결과, 예컨대, 생체정보 측정값, 복원 스펙트럼, 보정 스펙트럼, 압력 정보, 온도 정보, 경고 정보 등을 출력할 수 있다. 또한, 터치 입력을 통한 사용자의 명령을 프로세서에 전달할 수 있다.
본체(1010)의 내부에는 조작부(1015)를 더 포함할 수 있다. 조작부(1015)는 본체(1010)의 일측면에 외부로 노출된 형태로 제작될 수 있으며, 사용자가 입력하는 명령을 수신하여 프로세서로 전달할 수 있다. 조작부(1015)는 웨어러블 기기의 전원을 온/오프하는 기능을 포함할 수 있다.
한편, 본 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 해당 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
100,500,600: 생체정보 측정 장치 110: 광학 모듈
111: 광원 112: 디텍터
120: 압력 센서 130: 프로세서
210,220: 광 이동부 225: 콜리메이터
230,240: 방향 전환부 510: 출력부
520: 저장부 610: 온도 센서
620: 통신부 1000: 웨어러블 기기
1010: 본체 1014: 표시부
1015: 조작부 1020: 스트랩

Claims (20)

  1. 피검체에 광을 조사하는 광원, 상기 피검체로부터 산란된 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 광학 모듈;
    상기 광학 모듈과 피검체 사이의 압력을 측정하는 압력 센서;
    상기 광학 모듈이 피검체로부터 광 신호를 검출할 때의 피검체의 온도를 측정하는 온도 센서; 및
    상기 검출된 광 신호를 기초로 스펙트럼을 복원하고, 상기 측정된 압력을 기초로 상기 복원된 스펙트럼을 보정하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는
    온도별로 미리 측정된 복수의 기준 스펙트럼 중에서, 상기 측정된 온도를 기초로 기준 스펙트럼을 결정하는 생체정보 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원은
    LED(light emitting diode), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 중의 적어도 하나를 포함하는 복수의 광원 어레이로 형성되고,
    상기 프로세서는
    상기 복수의 광원을 시분할하여 순차적으로 구동하는 생체정보 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학 모듈은
    상기 광원에 의해 조사된 광을 피검체로 향하도록 방향을 전환하는 방향 전환부를 포함하는 생체정보 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광학 모듈을 지지하며 상기 광학 모듈의 광원 및 디텍터를 내부 방향으로 수용하는 외부 프레임을 더 포함하는 생체정보 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 압력 센서는
    상기 방향 전환부의 일면 또는 상기 외부 프레임의 일면에 하나 이상 배치되는 생체정보 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 압력 센서가 둘 이상 배치되는 경우, 상기 각 압력 센서에서 측정된 압력 간의 차이를 기초로, 상기 광학 모듈과 피검체와의 접촉 상태를 판단하는 생체정보 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접촉 상태 판단 결과 접촉 상태가 정상이 아닌 경우 경고 정보를 출력하는 출력부를 더 포함하는 생체정보 측정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 압력 센서에 의해 연속 측정된 압력의 변화를 기초로 이벤트 발생 시점을 판단하는 생체정보 측정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는
    기준 시점의 압력과 측정 시점의 압력 간의 차이가 임계치를 초과하는 경우 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 생체정보 측정 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는
    보정 모델을 기초로 이벤트 발생 시점의 스펙트럼을 보정하는 생체정보 측정 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 보정된 스펙트럼을 기초로 혈당, 중성지방, 콜레스테롤, 칼로리, 단백질 및 요산 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보를 측정하는 생체정보 측정 장치.
  14. 생체정보 측정 장치가,
    광학 모듈을 통해 피검체에 광을 조사하고, 피검체로부터 산란된 광을 검출하는 단계;
    압력 센서를 통해 광학 모듈과 피검체 사이의 압력을 측정하는 단계;
    피검체로부터 광 신호를 검출할 때 피검체의 온도를 측정하는 단계;
    상기 검출된 광 신호를 기초로 스펙트럼을 복원하는 단계;
    상기 측정된 압력을 기초로 상기 복원된 스펙트럼을 보정하는 단계; 및
    상기 측정된 온도를 기초로 기준 스펙트럼을 결정하는 단계를 포함하는 생체정보 측정 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    둘 이상의 압력 센서에서 측정된 압력 간의 차이를 기초로, 상기 광학 모듈과 피검체 사이의 접촉 상태를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과 접촉 상태가 정상이 아닌 경우 경고 정보를 출력하는 단계를 더 포함하는 생체정보 측정 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 압력 센서에 의해 연속 측정된 압력의 변화를 기초로 이벤트 발생 시점을 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 스펙트럼을 보정하는 단계는
    보정 모델을 기초로 상기 판단된 이벤트 발생 시점의 스펙트럼을 보정하는 생체정보 측정 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 이벤트 발생 시점을 판단하는 단계는
    기준 시점의 압력과 측정 시점의 압력 간의 차이가 임계치를 초과하는 경우 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 생체정보 측정 방법.
  18. 삭제
  19. 제14항에 있어서,
    상기 보정된 스펙트럼을 기초로 혈당, 중성지방, 콜레스테롤, 칼로리, 단백질 및 요산 중의 하나 이상을 포함하는 생체정보를 측정하는 단계를 더 포함하는 생체정보 측정 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 생체정보 측정 결과를 출력하는 단계를 더 포함하는 생체정보 측정 방법.
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