KR100379234B1 - 습도센서를 이용한 무선 배변 경보기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의료 기기에 관한 것으로, 특히 야뇨증 치료, 마비환자 간호 등에 사용되는 배변 경보기에 관한 것이다. 본 발명은 소변이나 대변에 직접적으로 접촉하지 않고도 배변 여부를 감지할 수 있는 배변 경보기를 제공하고, 전체 시스템의 부피를 줄이고, 착용자의 프라이버시를 해치지 않으며, 주위 사람들에게 불필요한 소음을 유발하지 않는 배변 경보기를 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명은 종래기술에서 감지기가 소변이나 대변에 직접적으로 접촉하지 않고도 배변 여부를 감지할 수 있도록 하기 위하여 비접촉식 습도센서를 사용하였다. 소변은 체온과 같은 온도에서 배출되므로 소변을 보게 되면 바지 내의 상대습도를 거의 100%에 가깝게 만든다. 따라서 상대적으로 밀폐되어 있는 공간 내에서 습도만을 측정하여 배변 여부를 감지할 수 있다. 또한, 감지 결과는 RF 송신 장치를 통하여 무선으로 경보기를 구동할 수 있도록 함으로써 배변 경보기 전체의 부피를 줄여 설치의 용이성을 높이고, 제한된 사람에게만 경보를 하는 것이 가능하다.

Description

습도센서를 이용한 무선 배변 경보기{A wireless evacuation alarm using moisture sensor}

본 발명은 의료 기기에 관한 것으로, 특히 야뇨증 치료, 마비환자 간호 등에 사용되는 배변 경보기에 관한 것이다.

야뇨증은 5세 이상의 어린이가 수면 중에 무의식적으로 잠자리에서 소변을 보는 질병이다. 야뇨증은 침구를 버리는 번거로움 외에도 어린이에게 심한 죄책감을 유발하여 성격 형성에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 즉, 내성적인 성격으로 변화시키거나, 자신감을 상실하게 만든다.

한편, 배변을 의식적으로 조절할 수 없거나, 배변의 조절이 가능하나 움직일 수 없는 마비 환자에게서 배변으로 인한 일반적인 건강 상태의 악화를 볼 수 있는데, 이는 심리적인 요인과 생식기 주위의 피부 질환 등 감염에 의한 요인에 기인한다. 또한, 간병인이나 가족들의 불편을 덜기 위해서도 배변을 알리는 경보기가 필요하다.

종래의 대표적인 배변 경보기로 미국 특허 US 4,212,295호(1980.7.15 등록)와 대한민국 특허출원 제93-3309호(1993.3.5 출원)를 들 수 있다. 상기의 종래기술들은 공히 전극간의 저항이 소변으로 인하여 변화하는 원리를 이용하여 배변 여부를 감지하도록 구성되어 있다. 이 중 대한민국 특허출원 제93-3309호에 대해 살펴본다.

첨부된 도면 도 1a는 종래기술(대한민국 특허출원 제93-3309호)에 따른 배변 경보기의 분리 사시도이며, 도 1b는 그의 전기 회로도이다.

도면을 참조하면, 종래기술은 벨크로테잎(1, 1')에 의해 착용간격이 조절되는 허리밴드(2)의 앞쪽에 금속단추(3, 3')로서 패드주머니(4)를 떼고 붙이게 설치하고, 패드주머니(4) 내부에 비도전성 필름(5)을 삽입하되, 그 뒷면에 도전성 물질로 도선(6, 6')을 프린팅하여 상단부는 단추(3, 3')로서 전기적으로 접촉되게 끼우고 단추(3, 3')는 전선을 연결, 이 전선을 허리밴드(2)의 옆쪽에 설치한 경보기(7)와 배터리(8)에 회로 구성되게 연결시킨 구조를 가진다.

상기와 같이 구성된 종래의 배변 경보기는 착용자가 소변을 배출하면 사타구니 부위에 위치한 패드주머니(4)가 소변에 젖음과 동시에 내부의 비도전성 필름(5)에 의해 이격되어 있던 도선(6, 6')이 수분에 의해 전기적으로 접촉되어 단추(3, 3') 및 전선을 경유, 배터리(8)의 전원에 의해 경보기(7)가 울리도록 하였다.

상기와 같은 종래의 배변 경보기는 전술한 바와 같이 소변에 의해 이격된 전극이 전기적으로 접촉되는 원리를 이용하기 때문에 1회 사용후에는 세척을 하거나, 그 일부 구성품을 교체해 주어야 하는 문제점이 있었다. 이는 불편함을 가중시키고 유지 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 적절한 세척 또는 교체 시기를 놓칠 경우 감염의 가능성을 증가시키게 된다.

또한, 종래의 배변 경보기는 공히 감지부와 경보기가 유선으로 연결되도록 되어 있기 때문에 경보음이 울리면 주위 사람에게 소음을 유발할 뿐만 아니라, 착용자의 프라이버시를 해칠 우려가 있었다. 또한, 이처럼 유선 연결의 한계로 인하여 배변 경보기

본 발명은 소변이나 대변에 직접적으로 접촉하지 않고도 배변 여부를 감지할수 있는 배변 경보기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전체 시스템의 부피를 줄이고, 착용자의 프라이버시를 해치지 않으며, 주위 사람들에게 불필요한 소음을 유발하지 않는 배변 경보기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 종래기술(대한민국 특허출원 제93-3309호)에 따른 배변 경보기의 분리 사시도.

도 1b는 상기 도 1a에 도시된 배변 경보기의 전기 회로도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서를 이용한 무선 배변 경보기의 블록 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20 : 습도센서 21 : 비교기

22 : RF 송신기 23 : RF 수신기

24 : 경보기

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 배출된 변과 직접적으로 접촉되지 않는 사용자의 의복 내에 배치되어 상기 의복 내부의 상대습도를 측정하기 위한 비접촉식 습도측정수단; 상기 습도측정수단의 감지 결과와 기준 습도값을 비교하여 배변 여부를 판단하기 위한 비교수단; 상기 비교수단의 출력을 입력으로 하는 제1 고주파 집적회로(RF IC)와, 상기 제1 RF IC의 출력을 상기 소정의 주파수 신호로 발진시키기 위한 발진기를 포함하며, 상기 비교수단의 출력에 응답하여 소정의 주파수 신호를 송신하기 위한 무선송신수단; 상기 소정의 주파수 신호를 수신하기 위한 공진기와, 상기 공진기의 출력을 입력 받아 소정의 레벨 신호를 출력하기 위한 제2 RF IC를 포함하는 무선수신수단; 및 상기 무선수신수단의 출력에 응답하여 구동되는 경보수단을 구비하는 배변 경보기가 제공된다.

즉, 본 발명은 종래기술에서 감지기가 소변이나 대변에 직접적으로 접촉하지 않고도 배변 여부를 감지할 수 있도록 하기 위하여 습도센서를 사용하였다. 소변은 체온과 같은 온도에서 배출되므로 소변을 보게 되면 바지 내의 상대습도를 거의 100%에 가깝게 만든다. 따라서 상대적으로 밀폐되어 있는 공간 내에서 습도만을 측정하여 배변 여부를 감지할 수 있다. 또한, 감지 결과는 RF 송신 장치를 통하여 무선으로 경보기를 구동할 수 있도록 함으로써 배변 경보기 전체의 부피를 줄여 설치의 용이성을 높이고, 제한된 사람에게만 경보를 하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.

첨부된 도면 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서를 이용한 무선 배변 경보기의 블록 구성도로서, 이하 이를 참조하여 설명한다.

본 실시예에 따르면, 배변 경보기는 소변 및 대변에 직접적으로 접촉하지 않도록 착용자의 요도 및 항문과 소정 간격을 두고 배치된 습도센서(20)와, 습도센서(20)가 측정한 상대습도를 기준치와 비교하기 위한 비교기(21)와, 습도 비교기(21)의 출력을 인가 받아 소정의 주파수로 발진시켜 송신하기 위한 RF 송신기(22)와, RF 송신기(22)로부터 송신된 고주파를 수신하기 위한 RF 수신기(23)와, RF 수신기(23)의 출력에 응답하여 청각/시각적인 경보를 발하기 위한 경보기(24)로 구성된다.

상기의 구성에서 습도센서(20), 비교기(21) 및 RF 송신기(22)는 착용자의 몸에 배치하며, RF 수신기(23) 및 경보기(24)는 착용자가 경보를 인지할 수 있는 위치나 보호자(또는 간병인)가 경보를 인지할 수 있는 위치에 배치한다.

한편, RF 송신기(22)는 RF IC와 발진기로 구성할 수 있으며, RF 수신기(23)는 공진기와 RF IC로 구성할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 배변 경보기의 동작을 간략히 살펴본다.

착용자가 배변을 하게 되면 착용자의 바지 내부의 상대습도가 급격히 상승하여 100%에 근접하게 된다. 습도센서(20)는 상대습도를 측정하여 그 결과를 비교기(21)로 출력하고, 비교기(21)는 기준치(예컨대 60% 상대습도 값)와 측정된 상대습도 값을 비교하여 그 결과를 RF 송신기(22)로 출력한다. 비교기(21)의 출력이 하이인지 로우인지에 따라 RF 송신기(22)는 정해진 발진 주파수(예컨대, 430 MHz)로 발진하게 된다.

한편, RF 수신기(23)에서는 RF 송신기(22)에서 전송된 고주파를 수신하여 경보기(24)를 구동하게 된다. 이때, RF 송신기(22)와 RF 수신기(23)는 8 비트 코드로 설정이 되어 있어 동일한 코드를 갖는 송수신기 간에만 신호가 전달되며 다른 기기와는 상호 간섭을 하지 않은 방식을 사용한다(이러한 방식은 현재 자동차 무선 시동장치에 적용되고 있으며 모듈로 제품화되어 있음). 경보기(24)는 부저나 경광등과 같이 시각/청각적인 경보를 발하게 되며, 야뇨증 치료시의 경우에는 치료 대상 어린이가 인지할 수 있도록, 마비 환자의 경우에는 보호자(또는 간병인)이 인지할 수 있도록 설치된다. 또한, 이어폰 등을 사용하면 주위 사람들에게 불필요한 소음을 유발하지 않고도 배변에 대한 빠른 대응을 할 수 있다.

습도센서(20)로는 북륙전기공업사의 세라믹 습도센서(66G29810 HDP-05)를 사용하고 RF IC로는 프린스톤(Princeton)사의 PT 2262와 PT 2272를 사용하여 실험한 결과, 습도 비교기의 기준치를 상대습도 60%로 하였을 때 가장 정확한 배변 경보 시스템으로 동작함을 알 수 있었다.

전술한 바와 같은 본 실시예에 따른 배변 경보기는 배변 감지 부분이 소변이나 대변에 직접적으로 접촉하지 않기 때문에 이를 교체하거나 세척할 필요가 없으며, 배변 감지 결과를 무선으로 전송하여 경보를 발하기 때문에 유선의 한계에 따른 전체 시스템의 부피 증가 문제, 착용자의 프라이버시 문제, 주위 사람들에게 불필요한 소음을 유발하는 문제를 해소할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

예컨대, 전술한 실시예에서는 RF 송신기 및 RF 수신기를 사용한 무선 경보 시스템을 구현하는 경우를 일례로 들어 설명하였으나, 본 발명은 다른 무선 방식을 사용하는 경우에도 적용될 수 있다.

전술한 본 발명은 소변이나 대변에 직접적으로 접촉하지 않고도 배변 여부를 감지할 수 있어 구성품 중의 일부를 교체하거나 세척할 필요가 없으며, 이에 따라 보호자(또는 간병인)의 수고를 덜고, 오염된 구성품의 사용에 따른 피부 질환 등의 감염을 막을 수 있다. 또한, 본 발명은 감지기와 경보기를 무선으로 연결함으로써 전체 시스템의 부피를 줄이고, 착용자의 프라이버시를 보호하는 효과가 있으며, 주위 사람들에게도 불필요한 소음을 유발하지 않는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 배출된 변과 직접적으로 접촉되지 않는 사용자의 의복 내에 배치되어 상기 의복 내부의 상대습도를 측정하기 위한 비접촉식 습도측정수단;

   상기 습도측정수단의 감지 결과와 기준 습도값을 비교하여 배변 여부를 판단하기 위한 비교수단;

   상기 비교수단의 출력을 입력으로 하는 제1 고주파 집적회로(RF IC)와, 상기 제1 RF IC의 출력을 상기 소정의 주파수 신호로 발진시키기 위한 발진기를 포함하며, 상기 비교수단의 출력에 응답하여 소정의 주파수 신호를 송신하기 위한 무선송신수단;

   상기 소정의 주파수 신호를 수신하기 위한 공진기와, 상기 공진기의 출력을 입력 받아 소정의 레벨 신호를 출력하기 위한 제2 RF IC를 포함하는 무선수신수단; 및

   상기 무선수신수단의 출력에 응답하여 구동되는 경보수단

   을 구비하는 배변 경보기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 비교수단은 실질적인 상대습도 60%를 상기 기준 습도값으로 하는 것을 특징으로 하는 배변 경보기.