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KR20190057771A - Wearable device for notifying signs of defecation - Google Patents

Wearable device for notifying signs of defecation Download PDF

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KR20190057771A
KR20190057771A KR1020170155096A KR20170155096A KR20190057771A KR 20190057771 A KR20190057771 A KR 20190057771A KR 1020170155096 A KR1020170155096 A KR 1020170155096A KR 20170155096 A KR20170155096 A KR 20170155096A KR 20190057771 A KR20190057771 A KR 20190057771A
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signal
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Abstract

본 실시예는, 사용자의 복부에서 장음 신호(bowel sound signal)를 측정하는 적어도 하나의 음향센서를 포함하는 센서부; 상기 장음 신호에서 심장 박동이나 호흡으로 인한 노이즈를 제거하는 필터부; 상기 노이즈가 제거된 장음 신호로부터 장음 횟수를 검출한 후, 상기 장음 횟수를 소정의 임계치와 비교함으로써 배변징후를 판별하는 프로세서; 상기 배변징후에 대한 정보를 외부 장치로 전송하는 통신 모듈; 및 상기 장음 신호 및 상기 장음 횟수를 저장하는 저장부를 포함하는 배변징후 알림 웨어러블 장치를 제공한다.This embodiment includes a sensor unit including at least one acoustic sensor for measuring a bowel sound signal in a user's abdomen; A filter unit for removing noise due to heartbeat or respiration in the long-term signal; A processor for detecting a bowel symptom by comparing the number of long sounds with the predetermined threshold after detecting the number of long sounds from the long sound signal from which the noise is removed; A communication module for transmitting information on the defecation symptom to an external device; And a storage unit for storing the long sound signal and the number of long sounds.

Description

배변징후 알림 웨어러블 장치{WEARABLE DEVICE FOR NOTIFYING SIGNS OF DEFECATION}[0002] WEARABLE DEVICE FOR NOTIFYING SIGNS OF DEFECATION [0003]

본 발명은 배변징후 알림 웨어러블 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사용자의 장음 횟수를 모니터링하여 배변징후를 알려주는 웨어러블 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wearable device for notifying a defecation symptom, and more particularly, to a wearable device for informing a user of a bowel movement symptom by monitoring the number of long sounds of a user.

고령화 사회에 진입하면서 치매 환자들의 수가 지속적으로 증가하고 있다. 대한민국 보건복지부 중앙치매센터의 보고서('대한민국 치매 현황 2016')에 따르면, 2060년 대한민국 치매 환자들의 수는 300만명에 이를 것으로 예측되고 있다. 이에 따라, 치매 환자를 보조하기 위한 각종 기술에 대한 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.The number of patients with dementia continues to increase as they enter the aging society. According to the report of the Central Dementia Center of the Ministry of Health and Welfare of the Republic of Korea ('Korea Dementia Status 2016'), the number of dementia patients in Korea is estimated to reach 3 million in 2060. Accordingly, various technologies for assisting dementia patients have been actively researched and developed.

일반인에게는 전혀 문제가 되지 않는 생리적인 문제들도 치매 환자에게는 심각한 문제가 될 수 있다. 특히, 중증 치매 환자들은 배변 관련 문제들, 예를 들어, 배변 반사가 제대로 이뤄지지 않거나, 배변 욕구를 망각하거나, 배변 욕구를 인지하더라도 화장실의 위치 또는 배변에 필요한 행동들이 떠오르지 않는 등 다양한 문제들을 경험한다. 따라서, 중증 치매 환자들의 경우 상시 기저귀를 착용하고, 보호자의 배변 보조를 필요로 한다.Physiological problems that are not a problem for the general public can also be a serious problem for demented patients. Particularly, patients with severe dementia experience various problems such as defecation related problems, for example, when the defecation reflex is not properly performed, the obliterating desire is needed, . Therefore, patients with severe dementia wear diapers at all times and need aids in the care of the caregiver.

하지만, 보호자의 배변 보조 업무는 비위생적이고 노동 강도가 높다는 문제가 있다. 따라서, 환자가 스스로 배변 활동을 할 수 있도록 유도하거나, 보호자의 배변 보조 업무의 노동 강도를 낮추기 위한 다양한 기술 개발이 필요하다.However, there is a problem that the care work of the guardian is unsanitary and labor intensity is high. Therefore, it is necessary to develop a variety of techniques to induce the patient to perform his / her own defecation activities or to reduce the intensity of the work of the defecation auxiliary work of the caregiver.

이와 같은 필요성을 근거로, 본 실시예는, 사용자의 장음(腸音) 횟수를 모니터링하고, 이를 기초로 사용자의 배변징후를 판별하여 알려주는 웨어러블 장치를 제공하고자 한다.Based on this necessity, the present embodiment provides a wearable device that monitors the number of intestinal sounds of a user and discriminates and informs the user of the defecation symptom based on the number of intestinal sounds.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 사용자의 배변징후를 알려주는 웨어러블 장치에 있어서, 상기 사용자의 복부에서 장음 신호(bowel sound signal)를 측정하는 적어도 하나의 음향센서를 포함하는 센서부; 상기 장음 신호에서 심장 박동이나 호흡으로 인한 노이즈를 제거하는 필터부; 상기 노이즈가 제거된 장음 신호로부터 장음 횟수를 검출한 후, 상기 장음 횟수를 소정의 임계치와 비교함으로써 배변징후를 판별하는 프로세서; 상기 배변징후에 대한 정보를 외부 장치로 전송하는 통신 모듈; 및 상기 장음 신호 및 상기 장음 횟수를 저장하는 저장부를 포함하는 배변징후 알림 웨어러블 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wearable device for indicating a symptom of a bowel movement of a user, the wearable device comprising: a sensor part including at least one acoustic sensor for measuring a bowel sound signal in the abdomen of the user; A filter unit for removing noise due to heartbeat or respiration in the long-term signal; A processor for detecting a bowel symptom by comparing the number of long sounds with the predetermined threshold after detecting the number of long sounds from the long sound signal from which the noise is removed; A communication module for transmitting information on the defecation symptom to an external device; And a storage unit for storing the long sound signal and the number of long sounds.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 사용자의 배변징후를 알려주는 웨어러블 장치에 있어서, 상기 사용자의 복부에서 장음 신호(bowel sound signal)를 측정하는 적어도 하나의 음향센서 및 상기 사용자의 복부 움직임 신호를 측정하는 적어도 하나의 움직임 센서를 포함하는 센서부; 상기 장음 신호 및 상기 복부 움직임 신호 각각에서 심장 박동이나 호흡으로 인한 노이즈를 제거하는 필터부; 상기 노이즈가 제거된 복부 움직임 신호를 이용하여 상기 노이즈가 제거된 장음 신호의 프릭션(friction)을 제거하고, 상기 프릭션이 제거된 장음 신호로부터 검출된 장음 횟수를 소정의 임계치와 비교함으로써 배변징후를 판별하는 프로세서; 상기 배변징후에 대한 정보를 외부 장치로 전송하는 통신 모듈; 및 상기 장음 신호, 상기 복부 움직임 신호 및 상기 장음 횟수를 저장하는 저장부를 포함하는 배변징후 알림 웨어러블 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wearable device for indicating a user's bowel movement symptom, comprising: at least one acoustic sensor for measuring a bowel sound signal in a user's abdomen; A sensor unit including at least one motion sensor; A filter unit for removing noise due to heartbeat or respiration in each of the long sound signal and the abdominal motion signal; Removing the friction of the long sound signal from which noise has been removed using the noise canceled abdominal motion signal and comparing the number of long sounds detected from the long sound signal from which the stimulus is removed to a predetermined threshold value, A processor for identifying the processor; A communication module for transmitting information on the defecation symptom to an external device; And a storage unit for storing the long sound signal, the abdominal motion signal, and the number of long sounds.

본 실시예에 따른 웨어러블 장치는, 사용자의 장음 횟수에 기초하여 판별된 배변징후를 시각, 청각, 촉각 등 다양한 방법으로 사용자에게 알림으로써, 배변 시점을 예측할 수 있게 하는 효과가 있다.The wearable device according to the present embodiment has an effect of enabling the user to predict the defecation time point by notifying the user of the defecation indications determined based on the number of long sounds of the user by various methods such as visual, auditory, and tactile sense.

도 1은 배변 직후 장음 신호와 배변 직전 장음 신호를 각각 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시예의 일 측면에 따른 웨어러블 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 음향센서의 위치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시예의 일 측면에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 실시예의 다른 측면에 따른 웨어러블 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 움직임 센서의 위치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 실시예의 다른 측면에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 장음 신호의 프릭션을 제거하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 웨어러블 장치의 구체적인 일 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 웨어러블 장치의 구체적인 착용 예를 나타내는 도면이다.
FIG. 1 is a diagram showing the result of measuring a long sound signal immediately after defecation and a long sound signal before defecation respectively.
2 is a view showing a configuration of a wearable device according to one aspect of the present embodiment.
3 is a view showing the position of the acoustic sensor shown in Fig.
4 is a view showing a method of operating a wearable device according to an aspect of the present embodiment.
5 is a view showing a configuration of a wearable device according to another aspect of the present embodiment.
6 is a view showing the position of the motion sensor shown in Fig.
7 is a view showing a method of operating a wearable device according to another aspect of the present embodiment.
8 is a diagram specifically illustrating a process of removing the friction of the long-period signal shown in FIG.
9 is a view showing a specific example of the wearable device according to the present embodiment.
10 is a view showing an example of wearing the wearable device shown in Fig.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'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 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. Throughout the specification, when an element is referred to as being "comprising" or "comprising", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise . In addition, '... The term "module" refers to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예들에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 배변 직후 장음 신호와 배변 직전 장음 신호를 각각 측정한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing the result of measuring a long sound signal immediately after defecation and a long sound signal before defecation respectively.

구체적으로, 도 1의 (a)는 배변 직후, 즉 배변과 무관한 시점에 측정된 장음 신호를 나타내고, 도 1의 (b)는 배변 직전, 즉 배변징후가 나타나는 시점에 측정된 장음 신호를 나타낸다.Specifically, Fig. 1 (a) shows a long sound signal measured immediately after defecation, that is, at a time point not related to defecation, and Fig. 1 (b) shows a long sound signal measured immediately before defecation, .

도 1의 예에서, 장음 신호(bowel sound signal)는 음향센서인 PVDF(polyvinylidene fluoride) 센서에 의해 사용자의 S상 결장(sigmoid colon) 위치에서 30분간 측정된다. 여기서, 각각의 측정 결과로부터 검출된 피크(peak)의 개수는 장음 횟수와 같다고 가정한다.In the example of Fig. 1, the bowel sound signal is measured by a polyvinylidene fluoride (PVDF) sensor, which is an acoustic sensor, for 30 minutes at the sigmoid colon position of the user. Here, it is assumed that the number of peaks detected from each measurement result is equal to the number of long sounds.

도 1의 예에서, 가로축은 장음 신호를 측정한 시간을 나타내고, 세로축은 장음 신호의 상대적 크기를 나타낸다.In the example of Fig. 1, the abscissa represents the measurement time of the long sound signal, and the ordinate represents the relative size of the long sound signal.

도 1의 (a)와 (b)를 비교하면, 배변 직전 장음 횟수는 배변 직후의 경우보다 현저하게 증가하는 것을 확인할 수 있다.1 (a) and FIG. 1 (b), it can be seen that the number of long sounds immediately before bowel movements is significantly increased compared with that immediately after bowel movements.

2명의 피실험자를 대상으로, 매회 30분간 22회에 걸쳐 총 25시간 동안 측정된 평균 장음 횟수는 표 1과 같다.Table 2 shows the average number of long tongues measured in two subjects for a total of 25 hours over 22 times for 30 minutes each time.

Figure pat00001
Figure pat00001

장음은 복통이나 설사 등 소화기 계통의 증상을 호소하는 환자의 진찰에 있어서 중요한 부분을 차지하며, 대부분의 의사들은 환자의 복부 진찰시 장음에 대한 소견을 반드시 기록하고 있다. 또한, 오늘날 컴퓨팅(computing) 기술이 급속도로 발전하고, 다양한 고감도 센서들이 개발됨에 따라, 장음을 측정 및 분석하여 유의미한 결과를 도출하기 위한 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있다.The long sound is an important part of the examination of patients who complain of digestive system symptoms such as abdominal pain and diarrhea, and most doctors have to record the findings on the abdominal examination of the patient. In addition, as the computing technology rapidly develops and a variety of high sensitivity sensors are developed, various researches have been actively conducted to measure and analyze long sounds and to derive meaningful results.

표 1을 참조하면, 배변 직전의 평균 장음 횟수는 배변과 무관한 시점(즉, 배변 이후)의 경우보다 3배 이상 많다는 것을 확인할 수 있다. 그리고 이와 같은 결과를 통해, 장음 횟수와 배변징후는 상관 관계가 있으며, 이를 이용하여 배변징후를 예측할 수 있다는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the average number of long sounds immediately before defecation is three times more than that at the time of defecation independent (ie, after bowel movement). These results indicate that there is a correlation between the number of long-term sounds and the defecation symptom, which can be used to predict the defecation symptom.

따라서, 본 발명의 실시예는 사용자의 장음 횟수를 측정함으로써, 배변징후를 판별하는 웨어러블 장치를 제공하고자 한다.Therefore, an embodiment of the present invention is to provide a wearable device for determining a symptom of defecation by measuring the number of long sounds of a user.

이하 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 실시예의 일 측면에 따른 배변징후 알림 웨어러블 장치를 상세하게 살펴보기로 한다.2 to 4, a description will be made in detail of a wearable device for notifying a bowel movement symptom according to an aspect of the present invention.

도 2는 본 실시예의 일 측면에 따른 웨어러블 장치의 구성을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a configuration of a wearable device according to one aspect of the present embodiment.

도 2를 참조하면, 웨어러블 장치(200)는, 센서부(210), 제어부(230), 통신 모듈(250) 및 저장부(270)를 포함할 수 있다. 그리고, 웨어러블 장치(200)는 사용자 인터페이스(290)를 더 포함할 수 있다.2, the wearable device 200 may include a sensor unit 210, a control unit 230, a communication module 250, and a storage unit 270. In addition, the wearable device 200 may further include a user interface 290.

센서부(210)The sensor unit 210,

센서부(210)는 사용자의 생체신호(biosignal)를 측정하기 위해 필요한 구성요소로서, 적어도 하나의 음향센서(211)를 포함할 수 있다.The sensor unit 210 may include at least one acoustic sensor 211 as a component necessary for measuring a user's biosignal.

음향센서(211)는 물리적인 소리(sound)를 전기적인 신호(electrical signal)로 변환하는 센서로서, 웨어러블 장치(200)의 전원이 인가된 동안 실시간(real-time)으로, 사용자의 장음 신호를 측정한다. 음향센서(211)는 PVDF(polyvinylidene fluoride) 필름을 이용한 초박막 압전 마이크로폰(이하, PVDF 음향센서)을 포함하나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.The acoustic sensor 211 is a sensor that converts a physical sound into an electrical signal and transmits a user's long sound signal in real time while the power of the wearable device 200 is applied . The acoustic sensor 211 includes an ultrathin film piezoelectric microphone using a polyvinylidene fluoride (PVDF) film (hereinafter referred to as a PVDF acoustic sensor), but is not limited thereto.

또는, 음향센서(211)는 후술할 사용자 인터페이스(290)를 통해 사용자가 설정한 소정의 주기 별로 사용자의 장음 신호를 측정한다.Alternatively, the sound sensor 211 measures a long sound signal of the user by a predetermined period set by the user through a user interface 290 to be described later.

그리고, 음향센서(211)는 도 3에 도시된 바와 같이 사용자의 S상 결장(sigmoid colon)에 근접한 위치에 배치되는 것이 바람직하다.The acoustic sensor 211 is preferably disposed at a position close to the sigmoid colon of the user, as shown in Fig.

음향센서(211)에 의해 측정된 사용자의 장음 신호는, 저장부(270)에 저장될 수 있으며, 후술할 제어부(230)에 의한 필터링 과정 등을 거쳐 배변징후 판별에 이용된다.The long sound signal of the user measured by the sound sensor 211 may be stored in the storage unit 270 and may be used for discrimination of the defecation symptom through a filtering process by the control unit 230 to be described later.

제어부(230)The controller 230,

제어부(230)는 웨어러블 장치(200)의 전반적인 동작을 제어하고, 장음 횟수를 검출하여 배변징후를 포착하기 위해 필요한 구성요소로서, 필터부(231) 및 프로세서(233)를 포함할 수 있다.The control unit 230 may include a filter unit 231 and a processor 233 as components necessary to control the overall operation of the wearable device 200 and to detect the number of long sounds and to catch the bowel symptom.

필터부(231)는 센서부(210)에 의해 측정된 생체신호로부터 직류(DC) 성분 및 심장 박동이나 호흡 등으로 인한 노이즈(noise)를 제거하도록 기능한다.The filter unit 231 functions to remove a direct current (DC) component from a living body signal measured by the sensor unit 210 and noise caused by heartbeat or respiration.

필터부(231)는 저주파 노이즈를 제거하기 위해 고역 통과 필터(High Pass Filter: HPF)로 구현될 수 있다.The filter unit 231 may be implemented with a high pass filter (HPF) to remove low frequency noise.

프로세서(233)는 신호처리 동작, 구체적으로, 측정된 장음 신호에 대해 소정의 시간 간격의 부분합(partial sum) 연산, 피크 검출 등의 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 부분합 연산이란, 통상적으로 2초에서 5초 사이의 간격으로 장음이 발생하는 점을 고려하여, 미리 설정된 시구간마다(예: 3초 간격) 장음 신호를 합하는 연산을 의미한다.The processor 233 can perform a signal processing operation, specifically, an operation such as a partial sum operation, a peak detection, and the like at a predetermined time interval with respect to the measured long sound signal. Here, the subtotal operation means an operation of summing long sound signals at predetermined time intervals (for example, at intervals of 3 seconds) in consideration of occurrence of a long sound at an interval of typically 2 seconds to 5 seconds.

나아가, 프로세서(233)는 신호처리된 장음 신호로부터 피크 횟수를 검출하고, 저장부(270)에 저장된 소정의 임계치와 비교분석함으로써, 배변징후를 판별할 수 있다.Further, the processor 233 can detect the defecation symptom by comparing the peak count with the predetermined threshold stored in the storage unit 270, and detecting the defecation symptom.

프로세서(233)는 웨어러블 장치(200)의 제반 동작을 제어하기 위하여 펌웨어(firmware)를 구동할 수 있으며, 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 장치(CPU) 등으로 구현될 수 있다.The processor 233 may drive firmware to control all operations of the wearable device 200 and may be implemented by a microprocessor or a central processing unit (CPU).

프로세서(233)가 수행하는 신호처리 및 배변징후 판별동작에 대해서는 도 4를 참조하여, 상세하게 후술하기로 한다.The signal processing and defibrillation symptom discrimination operation performed by the processor 233 will be described later in detail with reference to FIG.

통신 모듈(250)The communication module (250)

통신 모듈(250)은 장음 신호를 기초로 판별된 배변징후에 대한 정보(이하, 배변징후 정보)를 외부 장치로 전송하기 위해 필요한 구성요소로서, LTE 모듈, Wi-Fi 모듈, 블루투스(Bluetooth) 모듈 등을 포함할 수 있다.The communication module 250 is a component necessary for transmitting information on a defecation symptom (hereinafter referred to as defecation symptom information) determined on the basis of a prolonged sound signal to an external device, and includes an LTE module, a Wi-Fi module, a Bluetooth module And the like.

구체적으로, 통신 모듈(250)은 제어부(230)에 의해 생성된 배변징후 정보를 유선 또는 무선 통신(예: 블루투스, 지그비(ZigBee), NFC(Near Field Communication) 등)을 통해 사용자 또는 그 보호자의 전자기기(예: 스마트 폰)로 전송한다. 그리고, 전자기기로 전송된 배변징후 정보는, 전자기기의 다양한 기능들을 통해 시각(예: 경고 문구 등), 청각(예: 알림 벨 등), 촉각(예: 진동 등) 등 다양한 방법으로 사용자에게 출력될 수 있다.Specifically, the communication module 250 transmits the defibrillation symptom information generated by the controller 230 to the user or his or her guardian through wired or wireless communication (e.g., Bluetooth, ZigBee, NFC (Near Field Communication) To an electronic device (e.g., a smart phone). The defecation symptom information transmitted to the electronic device is transmitted to the user through various functions of the electronic device in various ways such as a time (e.g., a warning phrase), a hearing (e.g., a notification bell), a tactile Can be output.

저장부(270)In the storage unit 270,

저장부(270)는 장음 신호와 배변징후 판별에 이용되는 사용자 정보 및 임계치 등을 저장하기 위해 필요한 구성요소로서, 비휘발성 반도체 메모리 장치(예: NAND 플래시, RRAM(Resistive RAM) 등) 또는 착탈식 저장 매체(예: SD 카드 등) 등으로 구현될 수 있다.The storage unit 270 is a nonvolatile semiconductor memory device (e.g., NAND flash, RRAM (Resistive RAM) or the like) or a removable storage device (not shown) for storing the long sound signal, user information used for discriminating the defecation symptom, Media (e.g., SD card, etc.), and the like.

사용자 인터페이스(290)User interface 290,

사용자 인터페이스(290)는 배변징후 판별에 이용되는 사용자 정보를 입력받고, 배변징후 정보를 출력하기 위해 필요한 구성요소로서, 입력 인터페이스 및/또는 출력 인터페이스를 포함할 수 있다.The user interface 290 may include an input interface and / or an output interface as components necessary for receiving the user information used for distinguishing the defecation symptom and outputting the defecation symptom information.

구체적으로, 사용자 인터페이스(290)는 사용자의 성별, 나이, 키, 몸무게 등의 사용자 정보를 프로세서(233)에 입력하기 위한 입력 인터페이스(예: 물리 버튼, 터치 패드 등)를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(200)의 사용자는 입력 인터페이스를 통해 장음 신호의 측정모드(예: 연속 측정, 30분 주기 측정, 1시간 주기 측정 등)를 선택할 수 있다.The user interface 290 may include an input interface (e.g., a physical button, a touch pad, etc.) for inputting user information such as sex, age, A user of the wearable device 200 can select a measurement mode (e.g., continuous measurement, 30-minute period measurement, 1-hour period measurement, etc.) of the long-term signal through the input interface.

또한, 사용자 인터페이스(290)는 배변징후 정보를 출력하기 위한 출력 인터페이스(예: LCD/LED/OLED 표시 장치, 진동 장치 등)를 포함할 수 있다.In addition, the user interface 290 may include an output interface (e.g., an LCD / LED / OLED display, a vibrator, etc.) for outputting defibrillation symptom information.

도 4는 본 실시예의 일 측면에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a method of operating a wearable device according to an aspect of the present embodiment.

이하, 도 4를 참조하여 본 실시예의 일 측면에 따른 웨어러블 장치의 배변징후 판별 과정을 상세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, a description will be made in detail of the process of determining a bowel symptom of a wearable device according to an aspect of the present invention with reference to FIG.

단계 S410에서, 음향센서(211)는 사용자의 장음 신호를 측정하여 필터부(231)로 전송한다. 음향센서(211)는 PVDF 음향센서를 포함할 수 있으며, 사용자의 S상 결장 근처에서 장음 신호를 측정한다.In step S410, the acoustic sensor 211 measures the user's long sound signal and transmits it to the filter unit 231. [ The acoustic sensor 211 may include a PVDF acoustic sensor and measures a long sound signal near the S phase colon of the user.

단계 S420에서, 필터부(231)는 음향센서(211)로부터 장음 신호를 수신하고 이를 필터링하여, 직류(DC) 성분 및 심장 박동이나 호흡 등으로 인한 노이즈를 제거한다. 필터부(231)는 저주파 노이즈를 제거하기 위해 고역 통과 필터(High Pass Filter: HPF)로 구현될 수 있다.In step S420, the filter unit 231 receives a long sound signal from the sound sensor 211 and filters it to remove a DC component and noise due to heartbeat, respiration, or the like. The filter unit 231 may be implemented with a high pass filter (HPF) to remove low frequency noise.

단계 S430에서, 프로세서(233)는 장음 신호의 피크(peak) 검출을 용이하게 하기 위하여, 필터링된 장음 신호로부터 소정의 시간 간격의 부분합(partial sum) 신호(이하, 부분합 장음 신호)를 생성한다. 본 실시예에 따르면, 프로세서(233)는 푸리에 급수(Fourier series)를 이용하여 부분합 장음 신호를 생성할 수 있다.In step S430, the processor 233 generates a partial sum signal (hereinafter referred to as a " partial additive sound signal ") at a predetermined time interval from the filtered long sound signal, in order to facilitate peak detection of the long sound signal. According to the present embodiment, the processor 233 may generate a subtotal prolonged signal using a Fourier series.

단계 S440에서, 프로세서(233)는 부분합 장음 신호의 피크 개수를 검출하여 장음 횟수를 측정한다. 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 본 실시예에서 장음 신호의 피크 개수는 장음 횟수와 같다고 가정한다.In step S440, the processor 233 detects the number of peaks of the subtended long sound signal and measures the number of long sounds. As described above with reference to FIG. 1, it is assumed that the number of long peaks in the present embodiment is equal to the number of long notes.

프로세서(233)는 사용자가 선택한 측정모드에 따라, 연속적으로 또는 소정의 주기 별로 장음 횟수를 측정한다. 그리고, 측정된 장음 횟수는 저장부(270)에 저장된다.The processor 233 measures the number of long sounds continuously or periodically in accordance with the measurement mode selected by the user. The measured number of long sounds is stored in the storage unit 270.

단계 S450에서, 프로세서(233)는 측정된 장음 횟수를 기초로 배변징후를 판별한다.In step S450, the processor 233 determines the defecation symptom based on the measured number of long sounds.

구체적으로, 프로세서(233)는 측정된 장음 횟수를 소정의 임계치와 비교하여 배변징후를 판별한다. 여기서, 배변징후 판별에 이용되는 임계치는 사람의 성별, 나이 등을 고려하여 미리 설정되어 저장부(270)에 저장될 수 있으며, 구체적인 예는 표 2와 같다. 다만, 표 2의 임계치는 예시적인 것이고, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 한다.Specifically, the processor 233 compares the measured number of long sounds with a predetermined threshold to determine a defecation symptom. Here, the threshold value used for discriminating the defecation symptom may be preset in consideration of the sex, age, etc. of a person and stored in the storage unit 270. Specific examples are shown in Table 2. However, it should be noted that the threshold values in Table 2 are exemplary and the present embodiment is not limited thereto.

Figure pat00002
Figure pat00002

표 2를 참조하면, 신체 활동량과 장 운동이 대략 비례한다는 점을 고려하여, 남성이 여성보다, 저연령층이 고연령층보다, 배변징후 판별에 이용되는 임계치가 상대적으로 높게 설정될 수 있음을 확인할 수 있다.Considering that the amount of physical activity and the intestinal motility are approximately proportional to each other, it can be seen from Table 2 that the threshold value for discriminating the bowel movement symptom can be set to be relatively higher than that of the female for the younger age group and for the older age group.

또한, 배변징후 판별에 이용되는 임계치는 웨어러블 장치(200)의 동작 중에 측정된 사용자의 장음 횟수에 기초하여 갱신될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(233)는, 초기 설정된 임계치를, 저장부(270)에 저장된 사용자의 장음 횟수의 평균에 미리 설정된 상수(constant)를 곱한 값으로 갱신할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 임계치 갱신에 이용되는 상수는 3일 수 있다.In addition, the threshold value used for distinguishing the bowel movement symptom may be updated based on the number of long sounds measured by the wearer during the operation of the wearable device 200. For example, the processor 233 may update the initial threshold value to a value obtained by multiplying the average of the number of long sounds of the user stored in the storage unit 270 by a predetermined constant. According to this embodiment, the constant used for the threshold update may be three.

한편, 프로세서(233)는 사용자 인터페이스(290)를 통해 입력된 사용자 정보를 기초로 사용자 별로 임계치를 관리할 수 있다. 이는, 복수의 사용자가 본 실시예에 따른 웨어러블 장치(200)를 사용하는 경우에 특히 유용하다.Meanwhile, the processor 233 may manage a threshold value for each user based on the user information input through the user interface 290. [ This is particularly useful when a plurality of users use the wearable device 200 according to the present embodiment.

임계치의 설정, 갱신 및 관리에 관한 구체적인 예는 표 3과 같다. 다만, 표 3의 임계치는 예시적인 것이고, 본 실시예를 한정하는 것은 아님에 유의하여야 한다.Table 3 shows specific examples of setting, updating, and managing threshold values. However, it should be noted that the threshold values in Table 3 are illustrative and do not limit the present embodiment.

Figure pat00003
Figure pat00003

표 3을 참조하면, 임계치는 사용자 별로(즉, 사용자 A, B, C) 초기 설정되고, 평균 장음 횟수에 3을 곱한 값으로 갱신되는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 3, the threshold value is initially set for each user (i.e., users A, B, C), and it can be confirmed that the threshold is updated to a value obtained by multiplying the average number of long sounds by three.

단계 S450에서 현재 측정된 장음 횟수가 소정의 임계치를 초과하는 경우('예'), 프로세서(233)는 사용자가 배변 직전 상태에 있는 것으로 판단하여, 배변경고 신호를 통신 모듈(250) 또는 사용자 인터페이스(290)로 전송하고, 단계 S460으로 진행할 수 있다.If it is determined in step S450 that the number of long sounds currently measured exceeds a predetermined threshold value (Yes), the processor 233 determines that the user is in the state immediately before defecation and transmits a defecation warning signal to the communication module 250 or the user interface (290), and the process may proceed to step S460.

그리고, 단계 S460에서, 통신 모듈(250)은 수신된 배변경고 신호를 무선 통신을 통해 외부 전자기기로 전송할 수 있다. 그리고, 외부 전자기기로 전송된 배변징후 정보는 외부 전자기기의 다양한 기능들을 통해 시각, 청각, 촉각 등 다양한 방법으로 사용자에게 출력될 수 있다.In step S460, the communication module 250 may transmit the received defecation warning signal to the external electronic device through wireless communication. The defecation symptom information transmitted to the external electronic device can be output to the user through a variety of functions of the external electronic device such as visual, auditory, tactile, and the like.

또는, 단계 S460에서, 사용자 인터페이스(290)는 수신된 배변경고 신호를 표시 장치, 진동 장치 등을 이용하여 출력함으로써, 사용자 또는 그 보호자에게 배변 직전 상태를 알릴 수 있다.Alternatively, in step S460, the user interface 290 may output the received defecation warning signal using a display device, a vibration device, or the like, thereby notifying the user or the guardian thereof of the state immediately before defecation.

단계 S450에서, 장음 횟수가 소정의 임계치 이하인 경우('아니오'), 프로세서(233)는 사용자가 배변 이후 상태(즉, 정상 상태)에 있는 것으로 판단하여, 배변정상 신호를 통신 모듈(250) 또는 사용자 인터페이스(290)로 전송하고, 단계 S470으로 진행할 수 있다.If the number of long sounds is less than or equal to the predetermined threshold value (NO), the processor 233 determines that the user is in a post-defecation state (i.e., normal state) To the user interface 290, and may proceed to step S470.

그리고, 단계 S470에서, 통신 모듈(250)은 수신된 배변정상 신호를 무선 통신을 통해 외부 전자기기로 전송할 수 있다.Then, in step S470, the communication module 250 may transmit the received defibrillation normal signal to the external electronic device via wireless communication.

또는, 단계 S470에서, 사용자 인터페이스(290)는 수신된 배변정상 신호를 표시 장치, 진동 장치 등을 이용하여 출력할 수 있다.Alternatively, in step S470, the user interface 290 may output the received defecation normal signal using a display device, a vibration device, or the like.

이상을 정리하면, 본 실시예의 일 측면에 따른 웨어러블 장치(200)는, 사용자의 장음 신호를 이용하여 장음 횟수를 측정하고, 이를 기초로 배변징후를 판별하여 사용자에게 알려주는 동작을 수행할 수 있다.In summary, the wearable device 200 according to one aspect of the present invention can measure the number of long sounds using the long sound signal of the user, discriminate signs of bowel movement based on the number of long sounds, and perform an operation of notifying the user .

이상 도 4에서는, 복수의 과정을 순차적으로 수행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서, 도 4에 기재된 순서를 변경하여 수행하거나 상기 복수의 과정 중 일부를 병렬적으로 수행하는 것으로 다양하게 수정 및 변경하여 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.Although it is described in FIG. 4 that a plurality of processes are performed sequentially, this is merely illustrative of the technical idea of this embodiment. In other words, the person skilled in the art will understand that the order described in FIG. 4 may be changed or a part of the plurality of processes may be performed in parallel without departing from the essential characteristics of the present embodiment And FIG. 4 is not limited to the time-series order.

한편, 도 4에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the processes shown in FIG. 4 can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. That is, a computer-readable recording medium includes a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), an optical reading medium (e.g., CD ROM, And the like). The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.

이하 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 실시예의 다른 측면에 따른 배변징후 알림 웨어러블 장치를 상세하게 살펴보기로 한다.5 to 8, a description will be made in detail of a wearable device for notifying a defecation symptom according to another aspect of the present embodiment.

도 5는 본 실시예의 다른 측면에 따른 웨어러블 장치의 구성을 나타내는 도면이다.5 is a view showing a configuration of a wearable device according to another aspect of the present embodiment.

도 5의 웨어러블 장치(500)는, 움직임 센서(513)에 의해 측정된 복부 움직임 신호를 이용하여, 측정된 장음 신호로부터 복부 움직임에 의한 노이즈를 제거한다는 점에서, 도 2의 웨어러블 장치(200)와는 차이가 있다.The wearable device 500 shown in Fig. 5 uses the abdominal motion signal measured by the motion sensor 513 to remove the noise due to the abdominal motion from the measured long sound signal. Thus, the wearable device 500 shown in Fig. .

이하, 이와 같은 차이를 중심으로, 본 실시예의 다른 측면에 따른 웨어러블 장치(500)를 설명한다.Hereinafter, the wearable device 500 according to another aspect of the present embodiment will be described, focusing on such differences.

도 5를 참조하면, 웨어러블 장치(500)는, 센서부(510), 제어부(530), 통신 모듈(550), 저장부(570) 및 사용자 인터페이스(590)를 포함할 수 있다.5, the wearable device 500 may include a sensor unit 510, a control unit 530, a communication module 550, a storage unit 570, and a user interface 590.

센서부(510)The sensor unit 510 includes:

센서부(510)는, 사용자의 장음 신호 및 복부 움직임 신호(이하, 생체신호)를 측정하기 위해 필요한 구성요소로서, 적어도 하나의 음향센서(511) 및 적어도 하나의 움직임 센서(513)를 포함할 수 있다.The sensor unit 510 includes at least one acoustic sensor 511 and at least one motion sensor 513 as components necessary for measuring a long sound signal and a abdominal motion signal of a user .

음향센서(511)는, 실시간(real-time)으로 또는 후술할 사용자 인터페이스(590)를 통해 사용자가 설정한 소정의 주기 별로, 사용자의 장음 신호를 측정한다. 음향센서(511)는 PVDF(polyvinylidene fluoride) 필름을 이용한 초박막 압전 마이크로폰(이하, PVDF 음향센서)을 포함하나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다. 그리고, 음향센서(511)는 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이 사용자의 S상 결장(sigmoid colon)에 근접한 위치에 배치되는 것이 바람직하다.The acoustic sensor 511 measures the user's long-term signal in real-time or on a predetermined period set by the user through a user interface 590 to be described later. The acoustic sensor 511 includes, but is not necessarily limited to, an ultra-thin piezoelectric microphone (hereinafter referred to as a PVDF acoustic sensor) using a polyvinylidene fluoride (PVDF) film. The acoustic sensor 511 is preferably disposed at a position close to the sigmoid colon of the user as described above with reference to Fig.

움직임 센서(513)는, 실시간으로 또는 후술할 사용자 인터페이스(590)를 통해 사용자가 설정한 소정의 주기 별로, 사용자의 복부 움직임 신호를 측정한다. 움직임 센서(513)는 EMG(electromyogram) 센서를 포함하나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다. 그리고, 움직임 센서(513)는 도 6에 도시된 바와 같이 충수 돌기(vermiform appendix) 위치와 사용자의 좌측 및 우측 플랭크 에어리어(flank area)에 배치되는 것이 바람직하다.The motion sensor 513 measures a user's abdominal motion signal in real time or on a predetermined period set by the user through a user interface 590 to be described later. Motion sensor 513 includes, but is not necessarily limited to, an electromyogram (EMG) sensor. The movement sensor 513 is preferably disposed at a vermiform appendix position and a left and right flank area of the user as shown in FIG.

움직임 센서(513)에 의해 측정된 사용자의 복부 움직임 신호는 저장부(570)에 저장될 수 있으며, 후술할 제어부(530)에 의한 필터링 과정 등을 거쳐 장음 신호의 프릭션(friction) 제거에 이용된다.The user's abdominal motion signal measured by the motion sensor 513 may be stored in the storage unit 570 and may be used to remove friction of a long sound signal through a filtering process by a control unit 530, do.

프릭션이란 복부 움직임으로 인해 장음 신호에 포함된 일종의 노이즈 성분을 의미한다. 구체적으로, 사용자 복부의 이완, 수축 등의 움직임에 의해 발생하는 소리는 음향센서(511)에 의해 장음과 함께 측정된다. 본 실시예는 사용자의 장음 횟수를 측정하여 배변징후를 판별하는 것을 목적으로 하므로, 측정된 장음 신호에서 복부 움직임에 의한 성분은 노이즈가 된다. 따라서, 프로세서(533)는 움직임 신호를 이용하여 장음 신호의 프릭션을 제거함으로써, 장음 횟수를 보다 정확하게 측정할 수 있다.Friction refers to a kind of noise component included in the long sound signal due to abdominal motion. Specifically, the sound generated by the movement of the user's abdomen, such as relaxation or contraction, is measured by the acoustic sensor 511 together with the long sound. The purpose of this embodiment is to determine the signs of bowel movement by measuring the number of long-term sounds of the user, so that the component due to abdominal motion in the measured long-term signal becomes noise. Therefore, the processor 533 can more precisely measure the number of long sounds by removing the friction of the long sound signal by using the motion signal.

제어부(530)The control unit 530

제어부(530)는, 웨어러블 장치(500)의 전반적인 동작을 제어하고 장음 횟수를 검출하여 배변징후를 포착하기 위해 필요한 구성요소로서, 필터부(531) 및 프로세서(533)를 포함할 수 있다.The control unit 530 may include a filter unit 531 and a processor 533 as components necessary for controlling the overall operation of the wearable device 500 and detecting the number of long sounds and capturing the defecation symptom.

필터부(531)는, 센서부(510)에 의해 측정된 생체신호로부터, 직류(DC) 성분 및 심장 박동이나 호흡 등으로 인한 노이즈(noise)를 제거하도록 기능한다.The filter unit 531 functions to remove a direct current (DC) component and noise due to a heartbeat or respiration from a living body signal measured by the sensor unit 510. [

필터부(531)는 저주파 노이즈를 제거하기 위해 고역 통과 필터(High Pass Filter: HPF)로 구현될 수 있다.The filter unit 531 may be implemented as a high pass filter (HPF) to remove low frequency noise.

프로세서(533)는 신호처리 동작, 구체적으로, 측정된 생체신호에 대해 소정의 시간 간격의 부분합(partial sum) 연산, 프릭션 제거, 피크 검출 등의 동작을 수행할 수 있다.The processor 533 may perform a signal processing operation, specifically, an operation such as partial sum operation, elimination of friction, peak detection, and the like at a predetermined time interval with respect to the measured bio-signal.

프로세서(533)는 웨어러블 장치(500)의 제반 동작을 제어하기 위하여 펌웨어(firmware)를 구동할 수 있으며, 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 장치(CPU) 등으로 구현될 수 있다.The processor 533 may drive firmware to control all operations of the wearable device 500 and may be implemented by a microprocessor or a central processing unit (CPU).

프로세서(533)가 수행하는 신호처리 및 배변징후 판별동작에 대해서는 도 6을 참조하여, 상세하게 후술하기로 한다.The signal processing and defecation symptom discrimination operation performed by the processor 533 will be described later in detail with reference to FIG.

통신 모듈(550)The communication module (550)

통신 모듈(550)은, 측정된 생체신호를 기초로 판별된 배변징후에 대한 정보(이하, 배변징후 정보)를 외부 장치로 전송하기 위해 필요한 구성요소로서, LTE 모듈, Wi-Fi 모듈, 블루투스(Bluetooth) 모듈 등을 포함할 수 있다.The communication module 550 is a component necessary for transmitting information on a defecation symptom (hereinafter referred to as defecation symptom information) determined on the basis of the measured biomedical signal to an external device. The communication module 550 includes an LTE module, a Wi-Fi module, Bluetooth) module and the like.

구체적으로, 통신 모듈(550)은, 제어부(530)에 의해 생성된 배변징후 정보를, 유선 또는 무선 통신(예: 블루투스, 지그비(ZigBee), NFC(Near Field Communication) 등)을 통해 사용자 또는 그 보호자의 전자기기(예: 스마트 폰)로 전송한다. 그리고, 전자기기로 전송된 배변징후 정보는, 전자기기의 다양한 기능들을 통해, 시각(예: 경고 문구 등), 청각(예: 알림 벨 등), 촉각(예: 진동 등) 등 다양한 방법으로 사용자에게 출력될 수 있다.Specifically, the communication module 550 transmits the defibrillation symptom information generated by the control unit 530 to the user or the user through wired or wireless communication (e.g., Bluetooth, ZigBee, NFC, etc.) To a protector's electronic device (for example, a smart phone). The defecation symptom information transmitted to the electronic device can be transmitted to the user through various functions of the electronic device in various ways such as a time (e.g., a warning phrase), a hearing (e.g., a notification bell), a tactile Lt; / RTI >

저장부(570)The storage unit 570

저장부(570)는, 생체신호와 배변징후 판별에 이용되는 사용자 정보 및 임계치 등을 저장하기 위해 필요한 구성요소로서, 비휘발성 반도체 메모리 장치(예: NAND 플래시, RRAM(Resistive RAM) 등) 또는 착탈식 저장 매체(예: SD 카드 등) 등으로 구현될 수 있다.The storage unit 570 is a nonvolatile semiconductor memory device (for example, NAND flash, RRAM (Resistive RAM), etc.) or a detachable type memory device A storage medium (e.g., an SD card or the like), or the like.

사용자 인터페이스(590)The user interface (590)

사용자 인터페이스(590)는, 배변징후 판별에 이용되는 사용자 정보를 입력받고, 배변징후 정보를 출력하기 위해 필요한 구성요소로서, 입력 인터페이스 및/또는 출력 인터페이스를 포함할 수 있다.The user interface 590 may include an input interface and / or an output interface as components necessary for receiving the user information used for discriminating the defecation symptom and outputting the defecation symptom information.

사용자는 입력 인터페이스를 통해 장음 신호의 측정모드(예: 연속 측정, 30분 주기 측정, 1시간 주기 측정 등)를 선택할 수 있다.The user can select the measurement mode of the long sound signal (eg, continuous measurement, 30-minute period measurement, 1-hour period measurement, etc.) through the input interface.

또한, 사용자는 출력 인터페이스를 통해 배변징후 정보를 수신할 수 있다.Further, the user can receive the defecation indications information through the output interface.

도 7은 본 실시예의 다른 측면에 따른 웨어러블 장치의 동작 방법을 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 장음 신호의 프릭션을 제거하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a view showing a method of operating the wearable device according to another aspect of the present invention, and FIG. 8 is a diagram specifically illustrating a process of removing a friction of a long sound signal shown in FIG.

도 7을 참조하면, 단계 S710에서, 음향센서(511)는 사용자의 장음 신호를 측정하여 필터부(531)로 전송하고, 움직임 센서(513)는 사용자의 복부 움직임 신호를 측정하여 필터부(531)로 전송한다.7, the acoustic sensor 511 measures a long sound signal of the user and transmits it to the filter unit 531. The motion sensor 513 measures the abdominal motion signal of the user and outputs it to the filter unit 531 ).

음향센서(511)는 PVDF 음향센서를 포함할 수 있으며, 사용자의 S상 결장 근처에서 장음 신호를 측정한다.The acoustic sensor 511 may include a PVDF acoustic sensor and measures a long sound signal near the S phase colon of the user.

움직임 센서(513)는 EMG 움직임 센서를 포함할 수 있으며, 사용자의 충수 돌기(vermiform appendix) 위치와 좌측 및 우측 플랭크 에어리어(flank area)에서 복부 움직임 신호를 측정한다.The motion sensor 513 may include an EMG motion sensor and measures abdominal motion signals in a vermiform appendix position and a left and right flank area of the user.

단계 S720에서, 필터부(531)는 음향센서(511) 및 움직임 센서(513)로부터 전송된 생체신호(즉, 장음 신호 및 복부 움직임 신호)를 필터링하여, 직류(DC) 성분 및 심장 박동이나 호흡 등으로 인한 노이즈를 제거한다. 필터부(531)는 저주파 노이즈를 제거하기 위해 고역 통과 필터(HPF)로 구현될 수 있다.In step S720, the filter unit 531 filters the bio-signals (i.e., the long sound signal and the abdominal motion signal) transmitted from the acoustic sensor 511 and the motion sensor 513 to generate a DC component and a heartbeat, And the like. The filter section 531 may be implemented with a high pass filter (HPF) to eliminate low frequency noise.

단계 S730에서, 프로세서(533)는 생체신호의 피크(peak) 검출을 용이하게 하기 위하여, 필터링된 생체신호로부터 소정의 시간 간격의 부분합(partial sum) 신호(이하, 부분합 장음 신호 및 부분합 움직임 신호)를 생성한다. 본 실시예에 따르면, 프로세서(533)는 푸리에 급수(Fourier series)를 이용하여 부분합 신호를 생성할 수 있다.In step S730, the processor 533 generates a partial sum signal (hereinafter referred to as a subtotal prolonged signal and a subtotal motion signal) of a predetermined time interval from the filtered bio-signal to facilitate detection of a peak of the biological signal, . According to the present embodiment, the processor 533 may generate a subtotal signal using a Fourier series.

단계 S740에서, 프로세서(533)는 부분합 움직임 신호를 이용하여 복부 움직임에 의한 부분합 장음 신호의 프릭션(friction)을 제거한다.In step S740, the processor 533 removes the friction of the subtended sound signal by the abdominal motion using the subtotal motion signal.

구체적으로 도 8을 참조하면, 부분합 장음 신호(도 8의 (a))에서, 부분합 움직임 신호(도 8의 (b))와 중복된 성분(그래프 가로축-시간 기준)으로서, 부분합 움직임 신호가 차지하는 비중이 소정의 비율(예를 들어, 30%) 이상의 성분은 프릭션으로 간주된다. 그리고, 프로세서(533)는 부분합 장음 신호에서 프릭션 간주된 성분을 제거하며, 그 결과는 도 8의 (c)와 같다.Specifically, referring to Fig. 8, as a component (graph abscissa-temporal reference) overlapping with a subtotal motion signal (Fig. 8 (b)), A component whose specific gravity is equal to or larger than a predetermined ratio (for example, 30%) is regarded as friction. Then, the processor 533 removes the components regarded as frictional from the subtotal prolonged signal, and the result is as shown in (c) of FIG.

다시 도 7로 돌아와, 단계 S750에서, 프로세서(533)는 프릭션이 제거된 장음 신호로부터 피크 개수를 검출하여 장음 횟수를 측정한다. 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 본 실시예에서 장음 신호의 피크 개수는 장음 횟수와 같다고 가정한다.Returning to FIG. 7, in step S750, the processor 533 detects the number of peaks from the long sound signal from which the friction is removed, and measures the number of long sounds. As described above with reference to FIG. 1, it is assumed that the number of long peaks in the present embodiment is equal to the number of long notes.

단계 S760에서, 프로세서(533)는 측정된 장음 횟수를 소정의 임계치와 비교하여 배변징후를 판별한다. 여기서, 임계치는 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이 사람의 성별, 나이 등을 고려하여 미리 설정될 수 있다.In step S760, the processor 533 compares the measured number of long sounds with a predetermined threshold to determine a defecation symptom. Here, the threshold value can be set in advance in consideration of the sex, age, etc. of a person as described above with reference to FIG.

단계 S760에서 현재 장음 횟수가 소정의 임계치를 초과하는 경우('예'), 프로세서(533)는 사용자가 배변 직전 상태에 있는 것으로 판단하여, 배변경고 신호를 통신 모듈(550) 또는 사용자 인터페이스(590)로 전송하고 단계 S770으로 진행한다.If it is determined in step S760 that the current number of long sounds exceeds the predetermined threshold value (Yes), the processor 533 determines that the user is in the state immediately before defecation and sends a defecation warning signal to the communication module 550 or the user interface 590 And proceeds to step S770.

그리고, 단계 S770에서, 통신 모듈(550)은 수신된 배변경고 신호를, 무선 통신을 통해 외부 전자기기로 전송할 수 있다. 외부 전자기기로 전송된 배변징후 정보는, 전자기기의 다양한 기능들을 통해 시각, 청각, 촉각 등 다양한 방법으로 사용자에게 출력될 수 있다.In step S770, the communication module 550 can transmit the received defecation warning signal to the external electronic device via the wireless communication. The defecation symptom information transmitted to the external electronic device can be output to the user through various functions such as visual, auditory, tactile, etc. through various functions of the electronic device.

또는, 단계 S770에서, 사용자 인터페이스(590)는 수신된 배변경고 신호를 표시 장치, 진동 장치 등을 이용하여 출력함으로써, 사용자 또는 그 보호자에게 배변 직전 상태를 알릴 수 있다.Alternatively, in step S770, the user interface 590 may output the received defecation warning signal using a display device, a vibration device, or the like, so that the user or his / her protector can be informed of the state immediately before defecation.

단계 S760에서 현재 장음 횟수가 소정의 임계치 이하인 경우('아니오'), 프로세서(533)는 사용자가 배변 이후 상태(즉, 정상 상태)에 있는 것으로 판단하여, 배변정상 신호를 통신 모듈(550) 또는 사용자 인터페이스(590)로 전송하고 단계 S780으로 진행한다.If it is determined in step S760 that the current number of long sounds is less than or equal to the predetermined threshold value (NO), the processor 533 determines that the user is in a post-defecation state (i.e., a normal state) To the user interface 590 and proceeds to step S780.

그리고, 단계 S780에서, 통신 모듈(550)은 수신된 배변정상 신호를 무선 통신을 통해 외부 전자기기로 전송할 수 있다.In step S780, the communication module 550 may transmit the received defibrillation normal signal to the external electronic device through wireless communication.

또는, 단계 S780에서, 사용자 인터페이스(590)는 수신된 배변정상 신호를 표시 장치, 진동 장치 등을 이용하여 출력할 수 있다.Alternatively, in step S780, the user interface 590 may output the received defecation normal signal using a display device, a vibration device, or the like.

이상을 정리하면, 본 실시예의 다른 측면에 따른 웨어러블 장치(500)는, 사용자의 장음 신호 및 복부 움직임 신호를 이용하여 장음 횟수를 측정하고, 이를 기초로 배변징후를 판별하여 사용자에게 알려주는 동작을 수행할 수 있다.In summary, the wearable device 500 according to another aspect of the present invention measures the number of long sounds using the user's long-term signal and the abdominal motion signal, identifies signs of bowel movement based on the measured long- Can be performed.

도 9는 본 실시예에 따른 웨어러블 장치의 구체적인 일 예를 나타내는 도면이다.9 is a view showing a specific example of the wearable device according to the present embodiment.

도 9를 참조하면, 웨어러블 장치(900)는 1개의 PVDF 음향센서(910), 3개의 EMG 움직임 센서(930-1 내지 930-3), 전자 모듈(950) 및 착용부(970)를 포함할 수 있다.9, the wearable device 900 includes one PVDF acoustic sensor 910, three EMG motion sensors 930-1 through 930-3, an electronic module 950, and a wear portion 970 .

1개의 PVDF 음향센서(910)는 사용자의 S상 결장(sigmoid colon) 근처에 배치되어 장음 신호를 측정한다.One PVDF acoustic sensor 910 is placed near the sigmoid colon of the user to measure the long sound signal.

3개의 EMG 움직임 센서(930)는 충수 돌기(vermiform appendix) 근처(EMG+, 901-1), 좌측 플랭크 에어리어(flank area) 위치(EMG-, 901-2) 및 우측 플랭크 에어리어 위치(EMG GND, 901-3)에 각각 배치되어, 복부 움직임 신호를 측정한다.The three EMG motion sensors 930 are located near the vermiform appendix (EMG +, 901-1), the left flank area positions (EMG-, 901-2) and the right flank area positions (EMG GND, 901 -3) to measure the abdominal motion signal.

전자 모듈(950)은 사용자의 복부 정면을 향하도록 PVDF 음향센서(910) 및 EMG 움직임 센서(901-1)의 외곽에 배치되어, 생체신호(즉, 장음 신호 및 움직임 신호)로부터 장음 횟수를 측정할 수 있다. 전자 모듈(950)은, 도 5를 참조하여 전술한 제어부(530), 통신 모듈(550), 저장부(570) 및 사용자 인터페이스(590)가 집적된 패키지(package) 형태로 구현될 수 있다.The electronic module 950 is disposed outside the PVDF acoustic sensor 910 and the EMG motion sensor 901-1 so as to face the front of the abdomen of the user and measures the number of long sounds from a living body signal (that is, a long sound signal and a motion signal) can do. The electronic module 950 may be implemented as a package in which the control unit 530, the communication module 550, the storage unit 570, and the user interface 590 described above with reference to FIG. 5 are integrated.

또한, 전자 모듈(950)은 웨어러블 장치(900)에 전원을 공급하기 위한 배터리 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.The electronic module 950 may further include a battery module (not shown) for supplying power to the wearable device 900.

착용부(970)는 장음 횟수를 정확하게 측정할 수 있도록, 사용자의 복부에 원형의 형태로 착용될 수 있는 플렉서블(flexible) 재질(예: 실리콘, 고무 밴드 등)의 벨트 형태로 구현될 수 있다.The wearer 970 may be embodied as a belt of a flexible material (e.g., silicone, rubber band, etc.) that can be worn in the form of a circle on the abdomen of the wearer so that the number of long sounds can be accurately measured.

웨어러블 장치(900)의 구체적인 착용 예는 도 10에 도시된 바와 같다.An example of wear of the wearable device 900 is as shown in Fig.

도 10은 도 9에 도시된 웨어러블 장치의 구체적인 착용 예를 나타내는 도면이다.10 is a view showing an example of wearing the wearable device shown in Fig.

도 10을 참조하면, 사용자는 벨트 형태의 웨어러블 장치(900)를 복부에 착용하고 전원 버튼(미도시)을 터치하는 등의 방법으로 웨어러블 장치(900)를 구동시킬 수 있다. 이 때, 사용자는 버클(미도시) 등을 이용하여 착용부(970)의 둘레를 조절함으로써 웨어러블 장치(900)가 복부에 밀착되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 10, a user may wear the wearable device 900 in the form of a belt on his / her abdomen and touch a power button (not shown) to drive the wearable device 900. At this time, the user can adjust the circumference of the wearing portion 970 by using a buckle (not shown) or the like so that the wearable device 900 is brought into close contact with the abdomen.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (17)

사용자의 배변징후를 알려주는 웨어러블 장치에 있어서,
상기 사용자의 복부에서 장음 신호(bowel sound signal)를 측정하는 적어도 하나의 음향센서를 포함하는 센서부;
상기 장음 신호에서 심장 박동이나 호흡으로 인한 노이즈를 제거하는 필터부;
상기 노이즈가 제거된 장음 신호로부터 장음 횟수를 검출한 후, 상기 장음 횟수를 소정의 임계치와 비교함으로써 배변징후를 판별하는 프로세서;
상기 배변징후에 대한 정보를 외부 장치로 전송하는 통신 모듈; 및
상기 장음 신호 및 상기 장음 횟수를 저장하는 저장부를 포함하는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
A wearable apparatus for informing a user of a bowel movement symptom,
A sensor unit including at least one acoustic sensor for measuring a bowel sound signal in the abdomen of the user;
A filter unit for removing noise due to heartbeat or respiration in the long-term signal;
A processor for detecting a bowel symptom by comparing the number of long sounds with the predetermined threshold after detecting the number of long sounds from the long sound signal from which the noise is removed;
A communication module for transmitting information on the defecation symptom to an external device; And
And a storage unit for storing the long sound signal and the number of long sounds
Remodeling Warning Wearable Device.
제 1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 노이즈가 제거된 장음 신호에 대해 소정의 시간 간격으로 부분합(partial sum) 연산을 수행하여 부분합 장음 신호를 생성한 후, 상기 부분합 장음 신호로부터 장음 횟수를 검출하는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
The method according to claim 1,
The processor comprising:
A partial sum operation is performed on the long sound signal from which the noise has been removed at a predetermined time interval to generate a partially extended sound signal and then the number of long sounds is detected from the partially synthesized sound signal
Remodeling Warning Wearable Device.
제 2항에 있어서,
상기 부분합 연산은,
푸리에 급수(Fourier series)를 이용하여 수행되는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the subtotal operation is performed by:
And is performed using a Fourier series
Remodeling Warning Wearable Device.
제 1항에 있어서,
상기 임계치는,
사람의 성별, 나이 등을 기초로 미리 설정되어 상기 저장부에 저장되고, 상기 배변징후 알림 웨어러블 장치의 동작 중에 상기 저장부에 저장된 장음 횟수를 기초로 갱신되는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
The method according to claim 1,
The threshold value may be,
Is stored in the storage unit in advance based on the sex, age, etc. of the person, and is updated based on the number of long sounds stored in the storage unit during operation of the wearable device
Remodeling Warning Wearable Device.
제 1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 장음 횟수가 상기 임계치를 초과하는 경우, 배변경고 상태를 나타내는 신호를 상기 통신 모듈로 전송하고,
상기 장음 횟수가 상기 임계치 이하인 경우, 배변정상 상태를 나타내는 신호를 상기 통신 모듈로 전송하는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
The method according to claim 1,
The processor comprising:
When the number of long sounds exceeds the threshold value, transmits a signal indicating a state of bowel warning to the communication module,
When the number of long sounds is equal to or less than the threshold value, transmits a signal indicating a state of defecation to the communication module
Remodeling Warning Wearable Device.
제 1항에 있어서,
상기 음향센서는,
PVDF(polyvinylidene fluoride) 필름 센서를 포함하는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
The method according to claim 1,
The acoustic sensor comprises:
Including PVDF (polyvinylidene fluoride) film sensors
Remodeling Warning Wearable Device.
제 1항에 있어서,
상기 음향센서는,
상기 사용자의 S상 결장(sigmoid colon) 근처에 배치되는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
The method according to claim 1,
The acoustic sensor comprises:
Is located near the sigmoid colon of the user
Remodeling Warning Wearable Device.
제 1항에 있어서,
상기 필터부는,
고역 통과 필터(High Pass Filter)로 구현되는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
The method according to claim 1,
The filter unit includes:
Which is implemented by a high pass filter
Remodeling Warning Wearable Device.
제 1항에 있어서,
상기 웨어러블 장치를 상기 사용자의 허리에 착용하기 위한 벨트 형태의 착용부를 더 포함하고,
상기 필터부, 상기 프로세서 및 상기 통신 모듈은 하나의 전자 모듈로 패키지화되어 상기 착용부의 일 측면에 배치되는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a wearable portion in the form of a belt for wearing the wearable device on the waist of the user,
Wherein the filter unit, the processor and the communication module are packaged as one electronic module and disposed on one side of the wearer
Remodeling Warning Wearable Device.
제 1항에 있어서,
상기 사용자로부터 사용자 정보 및 상기 장음 신호에 대한 측정모드를 입력받고, 상기 배변징후에 대한 정보를 출력하는, 사용자 인터페이스를 더 포함하는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a user interface for inputting user information and a measurement mode for the prolonged sound signal from the user and outputting information on the defecation symptom
Remodeling Warning Wearable Device.
제 10항에 있어서,
상기 측정모드는,
상기 장음 신호의 측정주기에 따른 적어도 하나의 모드를 포함하는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
11. The method of claim 10,
In the measurement mode,
And at least one mode according to a measurement period of the prolonged signal
Remodeling Warning Wearable Device.
사용자의 배변징후를 알려주는 웨어러블 장치에 있어서,
상기 사용자의 복부에서 장음 신호(bowel sound signal)를 측정하는 적어도 하나의 음향센서 및 상기 사용자의 복부 움직임 신호를 측정하는 적어도 하나의 움직임 센서를 포함하는 센서부;
상기 장음 신호 및 상기 복부 움직임 신호 각각에서 심장 박동이나 호흡으로 인한 노이즈를 제거하는 필터부;
상기 노이즈가 제거된 복부 움직임 신호를 이용하여 상기 노이즈가 제거된 장음 신호의 프릭션(friction)을 제거하고, 상기 프릭션이 제거된 장음 신호로부터 검출된 장음 횟수를 소정의 임계치와 비교함으로써 배변징후를 판별하는 프로세서;
상기 배변징후에 대한 정보를 외부 장치로 전송하는 통신 모듈; 및
상기 장음 신호, 상기 복부 움직임 신호 및 상기 장음 횟수를 저장하는 저장부를 포함하는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
A wearable apparatus for informing a user of a bowel movement symptom,
A sensor unit including at least one acoustic sensor for measuring a bowel sound signal in the abdomen of the user and at least one motion sensor for measuring a user's abdominal motion signal;
A filter unit for removing noise due to heartbeat or respiration in each of the long sound signal and the abdominal motion signal;
Removing the friction of the long sound signal from which noise has been removed using the noise canceled abdominal motion signal and comparing the number of long sounds detected from the long sound signal from which the stimulus is removed to a predetermined threshold value, A processor for identifying the processor;
A communication module for transmitting information on the defecation symptom to an external device; And
And a storage unit for storing the long sound signal, the abdominal motion signal, and the number of long sounds
Remodeling Warning Wearable Device.
제 12항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 노이즈가 제거된 장음 신호 및 상기 노이즈가 제거된 복부 움직임 신호 각각에 대해 소정의 시간 간격으로 부분합(partial sum) 연산을 수행하여 부분합 장음 신호 및 부분합 복부 움직임 신호를 생성하고, 상기 부분합 복부 움직임 신호를 이용하여 상기 부분합 장음 신호의 프릭션을 제거하는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
13. The method of claim 12,
The processor comprising:
Generating a partial sum sound signal and a subtotal part motion signal by performing a partial sum operation at predetermined time intervals on the noise-removed long sound signal and the noise-removed abdomen motion signal, respectively, Is used to remove the friction of the subtended long sound signal
Remodeling Warning Wearable Device.
제 12항에 있어서,
상기 임계치는,
사람의 성별, 나이 등을 기초로 미리 설정되어 상기 저장부에 저장되고, 상기 배변징후 알림 웨어러블 장치의 동작 중에 상기 저장부에 저장된 장음 횟수를 기초로 갱신되는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
13. The method of claim 12,
The threshold value may be,
Is stored in the storage unit in advance based on the sex, age, etc. of the person, and is updated based on the number of long sounds stored in the storage unit during operation of the wearable device
Remodeling Warning Wearable Device.
제 12항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 장음 횟수가 상기 임계치를 초과하는 경우, 배변경고 상태를 나타내는 신호를 상기 통신 모듈로 전송하고,
상기 장음 횟수가 상기 임계치 이하인 경우, 배변정상 상태를 나타내는 신호를 상기 통신 모듈로 전송하는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
13. The method of claim 12,
The processor comprising:
When the number of long sounds exceeds the threshold value, transmits a signal indicating a state of bowel warning to the communication module,
When the number of long sounds is equal to or less than the threshold value, transmits a signal indicating a state of defecation to the communication module
Remodeling Warning Wearable Device.
제 12항에 있어서,
상기 웨어러블 장치를 상기 사용자의 허리에 착용하기 위한 벨트 형태의 착용부를 더 포함하고,
상기 필터부, 상기 프로세서 및 상기 통신 모듈은 하나의 전자 모듈로 패키지화되어 상기 착용부의 일 측면에 배치되는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
13. The method of claim 12,
Further comprising a wearable portion in the form of a belt for wearing the wearable device on the waist of the user,
Wherein the filter unit, the processor and the communication module are packaged as one electronic module and disposed on one side of the wearer
Remodeling Warning Wearable Device.
제 12항에 있어서,
상기 사용자로부터 사용자 정보와 상기 장음 신호 및 상기 복부 움직임 신호에 대한 측정모드를 입력받고, 상기 배변징후에 대한 정보를 출력하는, 사용자 인터페이스를 더 포함하는
배변징후 알림 웨어러블 장치.
13. The method of claim 12,
Further comprising a user interface for inputting user information, the long sound signal, and the measurement mode for the abdominal motion signal from the user, and outputting information on the defecation symptom
Remodeling Warning Wearable Device.
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