KR100405148B1 - 무전극ekg센서시이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환자의 흉부에 위치하도록 사전에 정위된 여러개의 전기 스트립 또는 와이어를 구비한 단일의 가요성 시이트로 이루어진, 전극이 없는 심전도계에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 2개 이상의 정위 수단을 포함하고 있다.

Description

무전극 EKG 센서 시이트

본 발명은 심전도 모니터링 및 원격측정을 위한 저렴한 1회용 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환자와 심전도계 사이의 인터페이싱(interfacing)을 위한 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 전극없이 사용될 수 있는 심전계에 관한 것이다.

심전도 모니터링 및 원격측정법은 미국에서 오랫동안 심장병의 진단 및 스크리닝을 위해 사용되어 왔다. 심전계는 전기적 신호 감지를 사용하여 심장 운동의 그래프식 기록 (일반적으로 EKG로 알려져 있다)을 제공한다. 일반적으로, 환자의 심혈관계로부터의 신호를 전송하는 데에 사용되는 전기적 리드(lead)는 흡인 컵과전도성 접착제를 사용하여 환자의 피부의 적합한 위치에 개별적으로 고정되어, 환자의 피부를 통해 심장 운동을 판독하는 데에 필요한 전기적 접속을 제공한다.

스크리닝하고 평가하는 경우, 상이한 정도의 물리적 활동 도중에 판독이 이루어져서 다양한 스트레스에 대한 심장의 반응을 나타낼 수 있도록 환자는 걸을 수 있어야 한다. 시험의 표준 유형은 한 세트의 표준화된 트래드밀 (treadmill) 운동 동안 환자의 심전도를 모니터링하는 것을 포함한다. 만성 증후성 심장병 환자에서의 스크리닝 및 평가의 이러한 유형은 새로운 허혈성 심장 에피소드(episode)의 진단 뿐만 아니라 전형적인 흉부 통증과는 무관한 심근 산소 부전의 "허혈성 무증상" 기간의 확인을 위해 중요한 것으로 널리 인식되어 있다. 이러한 허혈성 심전도 변화는 풀 스크린(full screen) 심전도가 수행되는 경우에만 정확하게 인식될 수 있다. 표준 풀 스크린 심전도는 판독값을 제공하기 위해 결합된 흉부 위치에 있는 표준 전기 전도성 리드에 의해 측정된 판독값을 포함한다.

주기적 심전도는 심혈관 질환의 조기 검출 및 진단을 위해 의사에게 개개의 환자의 심전도 프로필을 제공할 수 있다. 정확한 프로필을 제공하기 위해, 각각의 심전도가 환자의 동일한 부위 주위에 고정된 리드에 의해 수행되는 것이 중요하다. 각각의 심전도의 정확성은 리드가 정확하게 정위되어 있고 환자가 걸어 다니는 동안에 고정되어 있을 것을 요구한다. 또한, 개개의 환자에 대한 정확한 정보를 제공하기 위해, 일련의 심전도가 수행되고, 이러한 심전도는 같은 스트레스에 대한 개개의 환자의 심장 반응의 변화를 검출하기 위해 서로 비교된다. 따라서, 리드의 위치가 1회의 심전도 세션(session)으로부터 다음 세션에 걸쳐서 일정할 것이 중요하다.

인식되는 바와 같이, 다수의 리드를 정확하게 정위시키고 고정시키는 것은 어렵고 시간 소비적일 수 있다. 또한, 심장 질환의 조기 진단 및 치료를 위해 개개의 환자의 심장의 운동의 연속적인 프로필을 제공하고, 만성 증후성 심장병 환자에서의 심근 산소 부전의 "허혈성 무증상" 기간을 확인하기 위해 심전도가 주기적으로 측정되고, 결과가 서로 비교된다. 따라서, 시험 에피소드 사이의 비교를 위해 시험 조건을 정확하게 재현시키도록 리드를 정확하게 정위시키는 장치를 제공하는 것이 유리할 것이다.

풀 스크린 12 지점 심전도는 허혈성 심전도 기록 변화를 인지하기 위한 가장 정확한 사진을 제공하지만, 개개의 리드를 정위시키고 고정시키는데 필요한 시간 때문에, 심장병 환자의 급성 증후성 에피소드 도중에 수행되는 심전도는 일반적으로 2 내지 4 리드 판독으로 한정되어 진다. 따라서, 급성 증후성 에피소드 도중에 더 많은 리드를 신속, 정확하게 정위시키고 고정시킬 수 있는 장치를 제공하는 것이 유리할 것이다.

에이치. 이. 밀스(H. E. Mills)의 미국 특허 제 4,608,987호에는 전극을 수용하도록 되어 있는 다수의 구멍을 갖는 조끼 모양의 의복이 기재되어 있다. 그러나, 조끼를 재사용할 때마다 전극이 동일한 위치 주변에 정위된다는 보장은 없다.

에스. 마놀리(S. Manoli)의 미국 특허 제 4,538,549호에는 이전 위치와 무관하게 서로에 대해 재배치되는 다수의 ECG 전극을 갖는 ECG 전극 패드가 기재되어 있다.

배어(Bare) 등의 미국 특허 제 4,436,634호에는 환자에게 전극이 경피적으로 적용되도록 되어 있는 한 쌍의 별도의 지지부를 가지는 다전극 구조물이 기재되어 있다. 다전극 디자인은 반가요성 시이트 상에 프린팅된 전도성 패턴에 의해 제공된다. 패턴은 결합제 조성물 중의 전도성 잉크에 의해 프린팅된다. 그러나, 이러한 구조물에는 시험 결과의 더 나은 비교를 수득하도록 단자가 동일한 위치에 재사용됨을 보장할 수 있는 수단이 제공되어 있지 않다.

알.제이. 아탄스(R.J. Athans)의 미국 특허 제 4,593,698호에는 심전도 센서를 반복적으로 정위시키기 위한 심전도 센서 정위 장치가 기재되어 있다. 장치는 개체에 대한 두 개의 해부학적 랜드마크(landmark) 사이에 하나의 길이방향의 기준을 제공한다. 그 후, 제 2의 기준 경로가 발견되고, 기록된다. 기록된 위치는 유사한 위치를 보장하기 위해 필요하다. 장치를 사용하는 것과 관련된 문제점 중의 하나는 두 번째로 검사를 수행하는 의사는 동일한 위치에서의 판독값을 얻기 위해 최초로 검사를 수행한 의사로부터 정보를 입수해야 한다는 것이다. 그러나, 이 발명에 따른 장치는 전극의 정위에 관하여 다른 것들로부터 정보를 입수할 필요없이 균일한 검사를 제공한다.

미국 특허 제 4,763,660호에는 다수의 가요성 비전도성층을 함유하는 다층의 1회용 전극 벨트 장치가 기재되어 있다. 또한, 기준 수단의 해부학적 위치가 제공되어 있다.

일반적으로, 미국 특허 제 3,910,260호에는 ECG 신호를 심장병학자 진료실에 있는 ECG 수용 장치로 전송하는 전화 유니트가 개괄적으로 기재되어 있다. 보통,이러한 전송은 이전의 의료 기록의 이용이 용이하지 않을 수 있는 구급 차량에서 일어난다. 의미있고 신뢰할만한 정보를 입수하기 위해, 심장병학자에게 반복가능한 ECG 신호가 필요하다. 그러나, 종래의 장치는 어느 하나도 비숙련자 또는 비전문가에 의해 현장에서 반복가능한 ECG 신호를 얻도록 하는 저비용의 해결책을 제공하지 못한다.

본 발명은 이전 위치의 정보에 대한 지식 없이도 반복가능한, 심전도를 위한 리드의 용이하고 정확하고 반복가능한 정위를 제공한다. 하기 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 표준 심전도 케이블 또는 원격측정 유니트에 접속될 수 있는 단자에 바람직하게는 사전 와이어링(wiring)되어 있는 다수의 리드를 포함하는 센서 시이트를 제공함으로써 정위와 고정에 필요한 시간을 단축시킨다.

일반적으로, 본 발명은 환자를 심전도 모니터링 장치에 전기적으로 접속시키기 위해 저렴한 가요성 단일층 조끼 또는 비브(bib)를 포함한다. 비브는 모니터하려는 환자로부터 나오는 전기 임펄스를 심전계에 전송하기 위해 전기 전도성 스트립 또는 와이어를 내장하고 있다. 비브는 6개 이상, 바람직하게는 8 내지 12개의 스트립을 표준 풀 스크린 심진계에 상응하도록 소정 패턴으로 포함하고 있다. 스트립은 전기 임펄스에 대한 전극 및 송신기 둘 모두로서 사용된다. 장치는 통상의 감응성 전극 없이도 효과적으로 기능을 발휘할 수 있으므로 전극은 선택적이다.

각각의 스트립은 환자 흉부상의 소정 위치에 설치된 제 1 단부 및 심전계와 접속되는 제 2 단부가 형성되어 있다.

보다 구체적으로, 다수의 전기 전도성 스트립 또는 와이어가 내장되어 있는, 하나의 시이트의 비전도성 기판, 예를 들어 폴리염화비닐, 폴리에틸렌 폴리페닐렌, 테레프탈레이트, 목면, 레이온 등과 같은 비전도성 천연 또는 플라스틱 물질의 시이트를 포함한다. 각각의 스트립은 전기 임펄스를 수용하기 위해 환자의 피부와 전기적으로 접속하도록 되어 있는 제 1 단부 또는 리셉터 단부를 포함한다. 각각의 스트립의 제 2 단부는 심전계와 접속되는 표준 유형의 케이블 접합부와 접속하도록 되어 있는 시이트 상의 공통의 전기적 커넥터 또는 케이블 접합부에서 종결된다.

본 발명의 한 가지 특징은 피부와의 전기적 접촉을 보장하기 위해 스트립에 전기 전도성 접착 수단을 미리 적용시키는 것이다. 1개 이상의 정위 부재는 비브를 환자 흉부의 적당한 위치에 정위시키는 것을 용이하게 하도록 포함되어, 환자의 흉부 상의 선택된 위치에서 판독값이 얻어지도록 미리 정위시킨 각각의 전도체나 전극이 적절한 오버라잉(overlying) 관계를 형성하는 방식으로 정위됨을 보장한다. 정위 부재는 용이하게 인식할 수 있는 환자의 골성(骨性) 흉부 랜드마크, 즉 쇄골 및 흉골 위에 놓여지도록 위치하는 것이 유리하다. 정위 부재로는 접촉에 의해 쇄골 절흔 및 흉골 절흔에 정위되는 비브내의 슬롯, 절흔부(notch), 개구부(opening)가 있다.

표준 패턴은 환자에 대한 비브의 정위를 추가로 용이하게 하도록 비브에 임의의 적합한 방식으로 프린팅될 수 있다. 패턴은 쇄골 및 흉골 랜드마크의 윤곽, 또는 흉부 랜드마크의 그 밖의 인식할 수 있는 윤곽을 포함한다.

전도성 스트립은 통상적인 프린팅 또는 실크 스크리닝 타입의 공정에 의해단일층 필름 또는 시이트 상에 프린팅된다. 노출시킬 필요가 없는 스트립의 부분은 경화될 수 있는 비전도성 코팅 또는 접착성 물질로 코팅될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이전의 정위에 대한 지식이 없이도 다수의 보디(body) 전극을 몸의 동일한 위치 주위에 반복 정위시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 심전계에 접속되도록 환자 신체의 동일한 위치 주위에 반복 정위될 수 있는, 소정 패턴으로 배치된 심전도 감지 스트립을 지지하기 위한 의복을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 비숙련자 또는 환자에 의해 환자에게 정위될 수 있는, 전극없이 다수의 심전도 감지 스트립을 갖는 의복을 제공하여, 신뢰할 만하고, 반복가능한 ECG 신호를 제공하는 데에 있다.

이하에서는 도면을 참조로 하여 본 발명이 상세하게 설명된다.

제 1 도는 본 발명에 따른 바람직한 구체예의 정면도이고,

제 2 도는 환자에게 시이트가 정위되는 것을 도시하는 가상의 바람직한 구체예를 나타내는 제 1 도와 유사한 도면이며,

제 3 도는 제 2 도와 유사한 도면으로서, 흉골 및 쇄골 정위 수단을 도시하는 도면이다.

제 1 도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 무전극 EKG 센서 시이트의 바람직한 구체예는 환자의 흉부 영역에 정위되는 접촉 표면(11)을 갖는 단일 층의 가요성 시이트 또는 비브(10)를 포함한다.

전기적 펄스를 환자의 흉부로부터 심전도 기록 장치로 전송하기 위해 다수의 전기 전도성 스트립이 비브(10) 상에 장착되어 있다. 도면에 도시된 바람직한 구체예에 있어서, 제 1 도를 참조하면, 스트립은 표준 트레드밀 운동 시험에 대해 흉부 배치에 보통 사용되는 패턴으로 배치된다. 보다 상세하게는, 스트립은 우측 팔 스트립(20), 좌측 팔 스트립(21), 우측 다리 스트립(22), 좌측 다리 스트립(23)과 같은 사지에 대한 보통의 사지 리드 또는 스트립 뿐만 아니라 보통의 흉부 스트립(24, 25, 26, 27, 28, 및 29)을 포함한다. 네 개의 사지 스트립은 단독으로 표준 2-리드 또는 4-리드 또는 스트립 심전도 기록을 제공할 수 있다. 네 개의 사지 스트립은 흉부 스트립(24 및 25)뿐만 아니라 개개의 스트립과 조합되면 표준 타입 12 리드 심전도기록을 제공한다.

제 2 도를 참조하면, 우측 팔 스트립(20)과 좌측 팔 스트립(21)은 쇄골 아래에 대칭적으로 위치한다. 우측 다리 스트립(22)과 좌측 다리 스트립(23)은 흉골 아래에 위치한다. 흉부 스트립(26)은 대략 겨드랑선 중간에 위치한다. 각각의 스트립 (20-29)은 제 1 도 및 2도에 도시된 케이블 접합부(30)와 같은 적합한 커넥터에 한쪽 단부가 전기적으로 접속되어 있다.

각각의 스트립(20-29)는 좌측 팔 스트립(21)상에 있는 단부(35)와 같은 노출된 수용체 단부를 포함한다. 환자 피부와의 양호한 전기적 접촉을 보장하기 위해 전도성 접착제 또는 겔(38)이 단부(35)에 적용되는 것이 바람직하다.

전도성 접착제(38)를 갖는 수용체(35)와 같은 개개의 수용체가 비브(10)를 적소에 유지시키기에 충분한 접착을 제공할 수 있지만, 본 발명의 또다른 특징은비브를 환자의 흉부에 보다 정확하게 정위시키기 위해 두 개 이상의 정위 부재를 제공하는 데에 있다. 제 3 도에 도시된 바람직한 구체예에 있어서, 정위 부재는 쉽게 인식되는 해부학적 구조의 골성 부분 상에 정위되도록 위치한다. 보다 상세하게는, 도시된 구체예에 있어서, 정위 부재는 골성 흉부 랜드마크인 쇄골 및 흉골 상에 정위되도록 위치하며, 쇄골 패취(patch)(42 밑 43), 상부 흉골 패취(44) 및 하부 흉골 패취(42-45)를 포함한다. 정위 부재 또는 패취(42-45)는 비브(10)의 접촉면(11)에 적용되는 임의의 적합한 접착제를 포함할 수 있다.

이제 알 수 있는 바와 같이, 스트립(20-19)을 비브(10)에 단단하게 장착시켜서 단부(35)와 같은 수용체 단부를 미리 정위시킴으로써, 정확하고 반복가능한 시험 결과에 대한 정확한 정위가 매우 용이해진다. 정위 패취(42-45)는 비브(10)가 시험 세션에 걸쳐 적소에 있게 됨을 추가로 보장한다.

정위를 추가로 용이하게 하기 위해, 비브(10)는 골성 흉부 랜드마크의 용이한 인식을 위해 가시적 또는 비접촉성 비브 표면 상에 컬러 인코딩(color encoding)될 수 있고, 예를 들어 제 2 도의 패취(42 내지 45) 상에 빗금으로 나타낸 바와 같이 비브(10)의 비접촉 표면 상에 착색된 부분을 포함할 수 있다. 윤곽(50)과 같은 쇄골 및 흉골 및/또는 리드 수용체에 대한 윤곽 및/또는 착색된 표시는 비브 정위에서의 용이함을 위해 비접촉성 비브 표면 상에 프린팅될 수 있다.

제 3 도에 도시된 바와 같이, 비브(10)에는 비브(10)의 상부를 쇄골 절흔에 정위시키는 슬롯 또는 절흔부(60)가 제공될 수 있다. 슬롯(52)은 비브(10)를 흉골절흔과 정렬시키기 위해 사용된다. 쇄골 절흔 및 흉골 절흔을 따라 정렬되므로 비브(10)가 몸을 감싸는 경우 수용체 단부가 자동적으로 흉부 주위에 반복적으로 정위될 수 있는데, 이는 전극이 동일한 패턴 및 위치를 유지하기 때문이다. 비브(10)는 벨트(54, 54') 또는 VELCRO^?화스너(fastener)(53, 53')에 의해 묶여질 수 있다.

비브(10)는 신장이 상이한 환자에게 적용되도록 다양한 크기, 예를 들어 대, 중 및 소의 형태로 제공될 수 있다. 또한, 비브는 여성 환자에게 제공되도록 해부학적으로 구성될 수 있다. 비브는 프린트(print)를 수용할 수 있는 임의의 비전도성 가요성의 천연 또한 합성 시이트 물질, 예를 들어 목면, 마일라(Mylar), 폴리올레핀 (폴리프로필렌, 폴리에틸렌), 폴리염화비닐, 나일론 등 또는 이들의 혼합물로부터 형성될 수 있다.

스트립 또는 와이어는 임의의 전기 전도성 그래파이트, 중합체 또는 금속 등, 예를 들어 N-비닐 피롤리돈, 구리, 은, 알루미늄 등 또는 이들의 합금일 수 있다. 스트립은 금속 호일로 제조되거나 비브 상으로 프린팅되거나 실크 스크리닝되는 적합한 결합제 중의 입자 형태의 금속의 전도성 페이스트로 제조될 수 있다. 대안적으로, 하나의 와이어 또는 다수의 미세한 와이어가 비전도성 접착제에 의해 원하는 패턴으로 비브 상에 부착될 수 있다. 전도성 중합체는 비브에 열 압착되거나 또는 다른 식으로 부착될 수 있다.

소망에 따라, 노출된 전도성 스트립 또는 와이어는 비전도성 중합체 물질의코팅 용액으로 부분적으로 코팅되어, 선택된 단부만이 노출되도록 할 수 있다. 적합한 코팅으로는 폴리에스테르, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리염화비닐 및 이들의 공중합체, ABS, 아크릴 고무 등이 있다.

본 발명의 장치는 제조가 용이하고, 통상적인 전극을 사용할 필요가 없다는 장점을 갖는다. 그러나, 더 큰 민감성을 희망하는 경우, 전극이 임의의 통상적인 고정법에 의해 단부 스트립 상에 추가될 수 있다.

본 발명이 금속성 스트립으로서 논의되고 도시되었지만, 본 발명은 전기 전도성 스트립으로 제한되지 않고, 전도성 물질을 가요성 시이트 물질내에 소정 패턴으로 혼입시키기 위한 임의의 기법이 사용될 수 있다. 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 다른 변형이 이루어질 수 있으며, 본 발명의 범위는 하기의 특허청구의 범위에 기술되어 있다.

제 1 도는 본 발명에 따른 바람직한 구체예의 정면도이고,

제 2 도는 환자에게 시이트(sheet)가 정위되는 것을 도시하는 가상의 바람직한 구체예를 나타내는 제 1 도와 유사한 도면이며,

제 3 도는 제 2 도와 유사한 도면으로서, 흉골 및 쇄골 정위 수단을 도시하는 도면이다.

Claims (12)

1. 상단부와 하단부를 갖는 가요성의 비전도성 시이트, 가요성 시이트 상에 위치하여 장치의 상단부가 쇄골 절흔에 위치하게 되도록 장치를 정위시키는 제 1 정위 수단 및 가요성 시이트 상에 위치하여 장치를 흉골 절흔에 정위시키는 제 2 정위 수단을 필수 구성요소로 하며, 시이트 상에는 다수의 전기 전도성 금속 스트립이 프린팅되어 있고, 각각의 스트립은 환자의 피부와 전기 접속되어 전기 임펄스를 수용하고 전송하도록 되어 있는 제 1 단부와 전기 임펄스를 심전계에 전송시키기 위해 단자에 접속하도록 되어 있는 제 2 단부를 갖는, 전기 임펄스를 환자로부터 심전계로 전송하기 위해 환자의 흉부에 착용되는 무전극 장치로서, 장치가 쇄골 절흔과 흉골 절흔에 정위되면 전도성 스트립이 동일한 위치에 또는 동일한 위치 주위에 반복적으로 정위되는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 시이트를 환자의 피부에 고정시켜서 피부와의 전기적 접촉을 보장하기 위해 스트립의 제 1 단부 상에 전기 전도성 접착 수단을 추가로 포함함을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항에 있어서, 제 1 정위 수단이 절흔부(notch)를 포함하고, 제 2 정위 수단이 개구부(opening)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항에 있어서, 정위 수단이 시이트의 피부 접촉 표면 상에 1개 이상의 접촉 접착식 패취를 포함함을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항에 있어서, 스트립이 심전계와 전기 접속되도록 시이트 상에 케이블 접합부를 포함함을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항에 있어서, 표준 리드(lead) 심전계 배치에 상응하도록 다수의 스트립이 시이트의 소정 위치에 장착됨을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1항에 있어서, 표준 8 내지 12 리드 심전계 배치에 상응하도록 다수의 스트립이 시이트의 소정 위치에 장착됨을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1항에 있어서, 시이트가 환자에게 적합하게 정위되었음을 나타내도록 시이트 상에 배열된 패턴을 추가로 포함함을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1항에 있어서, 가요성 시이트 상에 프린팅된 금속 스트립을 포함함을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1항에 있어서, 스트립이 구리, 은, 알루미늄 및 이들의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 금속으로 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
11. 제 10항에 있어서, 스트립이 시이트 상에 프린팅된 구리 합금을 포함함을 특징으로 하는 장치.
12. 제 1항에 있어서, 제 1 단부에 전극을 포함함을 특징으로 하는 장치.