KR101702574B1 - 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환자를 모니터링하여 침대에서 낙상할 가능성을 판단할 뿐만 아니라 낙상 가능성이 높으면 이를 경고하고, 환자의 낙상을 방지하는 장치가 구동되어 보호자(간병인)가 없어도 환자의 낙상을 적극적이고 효율적으로 대응할 수 있는 환자의 낙상을 방지하는 장치가 포함된 침대에 관한 것으로, 환자가 상부에 누울 수 있는 침대와, 침대의 일측에서 누워있는 환자를 촬영하고, 촬영된 영상으로 환자의 낙상 가능성을 판단하는 감시모듈을 포함한다.

Description

영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대 {BED INCLUDING DEVICE FOR DETECTING THE PATIENT'S FALL BY ANALYZING IMAGE}

본 발명은 환자가 침대에서 낙상하는 사고를 예방하기 위한 침대에 관한 것으로, 더 상세하게는 환자를 모니터링 하여 침대에서 낙상할 가능성을 판단할 뿐만 아니라 낙상 가능성이 높으면 이를 경고하고, 환자의 낙상을 방지하는 장치가 구동되어 보호자(간병인)가 없어도 환자의 낙상을 적극적이고 효율적으로 대응할 수 있는 환자의 낙상을 방지하는 장치가 포함된 침대에 관한 것이다.

침상에서의 낙상은 병약한 환자에게 간병인이 없을 때 일어날 수 있는 가장 심각한 사고 중 하나로, 노약자들은 낙상만으로도 심한 부상을 입을 수 있기 때문에 이에 대한 방지 혹은 사후 빠른 조치가 필수적이다.

통상적으로 침상 측면에 낙상 사고 방지 위한 안전바를 설치하고 있으나, 이러한 안전바는 침상에 누워있는 환자들에게 답답함과 구속감 등의 불편을 줄 수 있으며, 오히려 환자 스스로 안전바를 내리고 침상에서 벗어나려다 낙상사고가 발생할 수 있는 위험이 있다.

이러한 기존의 낙상 감지 방법에 대한 취약점을 보완하고 보다 능동적인 낙상 방지를 구현하기 위한 낙상 감지 방지안을 살펴보면, 크게 영상 기반의 낙상 감지 방법, 센서가 장착된 특수 의복을 이용한 낙상 감지 방법, 환자의 낙상이 발생하는 지점에 설치된 센서의 조합으로 낙상을 감지하는 방법에 해당되는 세 가지로 분류할 수 있다.

영상 기반의 낙상 감지 방법은, 영상 장치를 통한 이미지 데이터를 얻고 이를 신호 처리 기법으로 처리하여 환자의 낙상 여부를 알아내는 방법이나, 환자를 구속하는 장치가 없는 반면에 환자의 의복 색깔, 무늬 및 주변 조명에 민감하며, 이불 등의 외부 물질로 환자가 가려져 있을 때에는 환자의 정확한 위치를 파악하기 어려우며, 신호 처리를 통해 간접적인 방법으로 낙상 감지를 하기 때문에 정밀한 감지가 어렵다는 단점이 있다.

또한, 센서가 장착된 특수 의복을 이용한 낙상 감지의 경우, 가속도계 등이 환자에게 상시 부착되어 있어야 하므로, 센서가 장착된 특수 의복을 환자가 항상 착용하거나 환자의 특정 부위에 부착하여야 하므로, 이로 인해 이물감이나 불편함을 느낄 수 있다는 단점이 있다.

환자의 낙상이 발생하는 지점에 설치된 센서의 조합으로 환자의 낙상 여부를 감지하는 방법은, 침상 주변의 외부 물질과 같은 주변 요소에 취약하여 낙상 감지 여부의 정밀성을 구현하기 어렵다는 단점이 있다.

위와 같이, 기존의 낙상을 방지하기 위한 기술들은 환자가 침상에서 추락한 이후에 이를 외부로 경고를 하여 낙상을 사전에 방지하는 부분이 부족하거나, 물리적, 전기적 수단을 환자에게 구비하도록 강요하여 환자에게 불편을 줄 뿐만 아니라, 환자의 낙상 여부를 감지하여 외부로 알리기 위한 방법에만 초점을 맞추고 낙상에 물리적으로 대응하여 낙상 자체를 방지하기 위한 부분이 전혀 언급되어 있지 않는 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2012-0114629호 : 영상 처리를 이용한 낙상 검출방법 및 이를 위한 영상 처리장치

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 환자를 모니터링하며 낙상 사고의 가능성을 판단하고, 낙상 가능성이 높을 경우 이를 경고함으로써 환자의 낙상을 방지하는 장치와, 그것이 구비된 침대를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 환자를 촬영한 영상을 분석하여 낙상 가능성이 높다고 판단된 경우에, 침대에 물리적 및 전기적 조치를 취하여 환자의 낙상 자체를 차단함으로써 낙상 사고에 능동적이고 적극적으로 대응할 수 있는 침대를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대는 환자가 상부에 누울 수 있는 침대와; 상기 침대의 일측에서 누워있는 환자를 촬영하고, 상기 촬영된 영상으로 상기 환자의 낙상 가능성을 판단하는 감시모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감시모듈은 상기 침대에 누워있는 환자를 촬영하는 카메라와; 상기 카메라가 촬영한 영상에서 상기 침대 또는 상기 환자의 위치를 기준으로 낙상 위험 판단의 기준이 되는 경고라인의 위치를 설정하는 설정부와; 상기 설정부가 설정한 경고라인을 기준으로 환자의 낙상 가능성을 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 환자가 상기 경고라인을 넘어서면 낙상 가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 환자의 신체 중 사전에 설정된 비율에 해당하는 신체의 일부가 경고라인을 넘어서는 경우에 낙상 가능성이 높은 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 환자가 상기 경고라인을 넘어서는 방향에 따라 환자의 낙상 가능성을 다르게 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 경고라인은 상기 카메라가 촬영한 영상에서 상기 침대 내측에 상기 침대의 양측 가장자리와 인접하게 설정되는 두 개의 선이고, 상기 제어부는 상기 경고라인 사이에 위치한 환자가 상기 경고라인 중 어느 하나만 넘어서더라도 낙상 가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 설정부는 상기 카메라가 촬영한 영상에서 상기 침대 외측에 상기 침대의 가장자리와 인접하게 위험라인을 더 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 환자가 상기 위험라인을 넘어서는 경우에 낙상 가능성이 매우 높은 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 설정부는 상기 경고라인 중 환자가 넘어서는 것을 감지할 범위를 한정하는 유효라인을 더 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 감시모듈은 상기 카메라가 촬영한 영상을 표시하고, 터치스크린으로 구성된 표시부를 더 포함하고, 상기 설정부는 상기 표시부를 터치하는 방식으로 경고라인의 위치를 설정할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 설정부는 설정된 상기 경고라인의 위치를 상시 재조정할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 감시모듈이 상기 환자의 낙상 가능성을 기 설정된 기준 이상인 것으로 판단하면, 인지 가능한 자극으로 경고신호를 출력하는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 감시모듈은 촬영하던 영상 전체가 변위하거나, 침대의 위치가 변경되면 환자의 낙상 가능성을 판단할 수 없는 환경인 것으로 판단하여 상기 경고부를 구동 시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 경고부는 상기 감시모듈과 무선통신 수단으로 연결되어, 상기 환자의 낙상 가능성이 기 설정된 기준 이상이면 인지 가능한 자극으로 경고신호를 출력하는 호출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 호출부는 상기 감시모듈이 촬영한 영상을 표시하는 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 침대의 양측에 결합되어, 상기 감시모듈이 상기 환자의 낙상 가능성을 기 설정된 기준 이상인 것으로 판단하면, 상승 구동되는 것으로 상기 침대 양측에 벽을 형성하는 사이드레일을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한. 상기 침대의 하부에 결합되어, 상기 감시모듈이 상기 환자의 낙상 가능성을 기 설정된 기준 이상인 것으로 판단하면, 하강 구동되는 것으로 상기 침대의 높이를 낮추는 승하강부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 감시모듈은 상기 카메라가 촬영한 영상을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 감시모듈은 유무선 통신망에 연결되어 상기 카메라가 촬영한 영상 또는 상기 제어부가 판단한 환자의 낙상 가능성을 외부 장치로 송출하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 감시모듈은 주변 소리를 수신하는 마이크를 더 포함하고, 상기 통신부는 상기 마이크로 수신된 소리를 상기 외부 장치로 송출하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 감시모듈은 상기 침대에서 발생한 진동을 검출하는 진동 센서를 포함하고, 상기 감시모듈은 상기 진동 센서를 통해 진동이 검출되면, 환자의 모니터링을 시작하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대에 따르면 아래와 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 침대 위에 있는 환자를 모니터링하고, 만약 환자가 낙상의 위험이 있을 경우 이를 외부에 알리거나 환자에게 경고함으로써 낙상사고를 미연에 방지할 수 있다.

둘째, 환자의 낙상 가능성에 대한 판단 기준이 되는 경고라인을 설정하고 해당 라인을 기준으로 낙상 여부를 예비적으로 판단함으로써 환자의 낙상을 미연에 방지할 수 있다.

셋째, 경고라인의 외측에 위험라인이 추가로 설정되고, 환자가 위험라인을 넘어서게 되면 낙상 가능성이 매우 높거나 이미 침대에서 낙상한 것으로 판단하여 이를 외부로 알림으로써, 실제 환자의 낙상이 발생한 경우에 의료진이 신속한 조치를 취할 수 있다.

넷째, 저장부가 환자를 촬영한 영상을 저장하고 필요 시 환자의 과거 모습이나 환자의 수면 습관을 분석하여, 환자마다 별도로 낙상 방지 프로그램 및 장치를 적용할 수 있다.

다섯째, 통신부가 환자를 촬영한 영상을 외부에 송출함으로써 원격으로 환자의 모습을 확인하고 조치를 취할 수 있다.

여섯째, 환자가 낙상 위험 상태일 때 통신부가 이를 의료진에게 보고함에 따라, 보호자가 환자 곁에 상주하지 않아도 환자를 보호할 수 있게 된다.

일곱째, 외부의 충격 등의 영향으로 카메라의 촬영 각도가 변할 경우, 제어부가 이를 감지하여 의료진에게 알림으로써, 촬영 상태가 불량하여 환자의 낙상을 판단하지 못하는 상황을 예방할 수 있다.

여덟째, 환자의 낙상이 일어날 가능성이 높을 경우에는 침대에 구비된 사이드레일이 상승하여 침대의 바깥으로 환자가 떨어지는 것을 물리적으로 차단함으로써, 환자의 낙상을 능동적이고 적극적으로 방지할 수 있다.

아홉째, 환자의 낙상이 일어날 가능성이 높을 경우에는 침대 하부에 구비된 승하강부가 하강하여 침대의 높이를 낮춤으로써, 환자가 낙상하더라도 부상을 최소화 할 수 있다.

열 번째, 환자의 낙상을 예비적으로 판단하여 외부로 알리는 경우부터 환자의 낙상을 물리적으로 방지하는 경우까지 환자의 낙상이 발생할 대부분의 경우를 대비함으로써, 보호자(간병인)가 없는 병동을 제공하여 의료진의 부담과 환자의 의료비용을 절감시킬 수 있다.

열 한 번째, 환자의 낙상을 예방하고 이를 외부로 알치는 장치를 통하여 낙상으로 발생하는 병원의 피해를 상당히 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 감시모듈의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대의 구성도.
도 4는 설정부가 촬영된 영상에 설정한 경고라인 및 위험라인에서 낙상 가능성을 판단할 진입 방향을 설명하기 위한 도면.
도 5는 설정부가 촬영된 영상에 설정한 경고라인, 위험라인 및 유효라인의 예시를 나타낸 도면.
도 6은 터치스크린으로 구성된 표시부를 통해 수동으로 경고라인 및 위험라인을 설정하는 것을 나타낸 도면.
도 7은 호출부를 통해 환자의 낙상 위험을 확인하는 것을 나타낸 도면.
도 8a는 낙상 위험이 없는 상태의 침대를 나타낸 측면도.
도 8b는 낙상 위험이 있는 상태의 침대를 나타낸 측면도.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1과 같이, 본 발명의 실시예에 의한 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대(300)는 노약자와 같이 기력이 쇠한 환자가 침대(300)에서 낙상하기 전에 위험성을 판단하기 위한 것으로, 환자가 상부에 누울 수 있는 침대(300)와, 침대(300)의 일측에서 누워있는 환자를 촬영하고, 촬영된 영상으로 상기 환자의 낙상 가능성을 판단하는 감시모듈(100)을 포함한다.

도시된 바와 같이, 감시모듈(100)은 침대(300)의 측면에 고정되어 침대(300)에 누워있는 환자를 내려다보며 촬영하는 것으로, 환자의 전신이 촬영된 영상 안에 표시되게 하는 것이 바람직하다.

감시모듈(100)은 침대(300) 상의 환자를 촬영하면서 영상 분석을 통해 환자의 위치를 추적하여 환자의 신체가 침대(300)에서 벗어난 정도로 낙상 가능성을 판단하게 된다.

감시모듈(100)은 침대(300)의 측면 중 어느 하나에 결합되어 높이방향으로 연장된 거치대(190)에 결합되며, 적절한 촬영 범위를 조정하기 위해 거치대(190) 상에서 높이와 상하좌우방향으로 자세를 조정할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

도 2 및 도 3과 같이, 감시모듈(100)은 세부적으로 침대(300)에 누워있는 환자를 촬영하는 카메라(110)와, 카메라(110)가 촬영한 영상에서 침대(300) 또는 환자의 위치를 기준으로 낙상 위험 판단의 기준이 되는 경고라인((1),(2))의 위치를 설정하는 설정부(140)와, 설정부(140)가 설정한 경고라인((1),(2))을 기준으로 환자의 낙상 가능성을 판단하는 제어부(130)를 포함한다.

카메라(110)는 통상적으로 CCD(charge coupled device) 또는 CID(charge injection device)와 같은 촬상소자를 이용하여 마주보는 방향의 장면을 디지털신호로 변환하여 촬영하는 장치이다.

야간에도 환자의 모습을 선명히 촬영하기 위해 카메라(110)는 적외선 촬영 기능이 포함되는 것이 바람직하며, 적외선 촬영 시 선명한 영상을 획득하기 위해 적외선 램프(112)도 함께 구비될 수 있다.

설정부(140)는 카메라(110)를 통해 촬영된 영상에서 환자의 낙상 예방 및/또는 낙상 위험을 판단하기 위한 기준이 되는 경고라인((1),(2))을 설정한다.(도 4 및 도 5 참조)

경고라인((1),(2))이란, 침대(300)의 가장자리와 같이 환자가 인접할수록 낙상하게 될 가능성이 높아지는 지점에 설정되는 가상의 경계선이다. 설정부(140)는 촬영된 영상 내 침대(300) 내측에 침대(300) 가장자리와 인접하게 경고라인((1),(2))을 가상으로 설정한다. 제어부(130)는 영상에서 환자가 경고라인((1),(2))을 넘어서는지를 모니터링하여 낙상 가능성을 판단할 수 있게 된다.

설정부(140)의 경고라인((1),(2)) 설정은 자동적인 방법과 수동적인 방법으로 구분될 수 있는데, 자동적인 방법은 영상에서 침대(300)를 식별한 후, 식별된 침대(300) 영역에서 침대(300) 내측의 가장자리와 인접하게 경고라인((1),(2))을 설정하는 것으로 실시 될 수 있다.

수동적인 방법은 카메라(110)가 촬영한 영상과 경고라인((1),(2))을 함께 표시하는 표시부(150)를 사용자가 주시하면서 경고라인((1),(2))의 위치를 조정하는 것으로 실시될 수 있다. 사용자가 경고라인((1),(2))을 수동으로 이동시키기 위해, 설정부(140)는 감시모듈(100) 상에 추가적인 버튼을 포함하거나, 표시부(150)가 터치스크린으로 구성되어 터치를 입력받는 것으로 실시될 수 있다.

경고라인((1),(2))의 설정은 자동적인 방법 및 수동적인 방법이 복합되어 먼저 설정부(140)가 자동으로 경고라인((1),(2))을 설정하면 사용자가 수동으로 미세한 위치를 조정하는 것으로도 실시될 수 있다.

일반적으로 침대(300)에서의 낙상 사고는 침대(300)의 좌우측에서 발생하므로, 경고라인((1),(2))은 침대(300) 내측의 양측 가장자리와 인접하게 설정되는 두 개의 선으로 구성되는 것이 바람직하다.

환자가 담요로 신체를 가린 상태와 같이, 영상으로는 환자의 신체가 경고라인((1),(2))을 얼마나 넘어섰는지 구분하기 어려운 상황이 발생할 수 있다. 또한, 다양한 환경상의 차이와 환자를 모니터링하는 제어부(130)의 기술적 한계에 의해 환자의 신체 상당부분이 경고라인((1),(2))을 넘더라도 제어부(130)가 위험하지 않은 것으로 오판할 가능성이 존재한다.

따라서, 설정부(140)는 경고라인((1),(2))을 보조하기 위한 수단으로서, 침대(300)의 내측에 설정된 경고라인((1),(2))에 더하여 침대(300)의 외측에 위험라인((A),(B))을 더 설정한다.

위험라인((A),(B))은 침대(300)의 외측에 설정되기 때문에 환자가 경고라인((1),(2))을 넘은 후 위험라인((A),(B))마저 넘으면 이는 환자가 낙상할 가능성이 매우 높은 상태임을 의미한다. 따라서, 제어부(130)는 환자가 위험라인((A),(B))을 넘으면 환자의 낙상을 막기 위해 도움이 즉시 필요한 상황으로 판단하게 된다.

위험라인((A),(B))의 위치는 침대(300) 외측에 침대(300)의 가장자리와 인접하게 배치되는 것이 바람직하며, 침대(300)의 양측에 두 개로 설정되는 경고라인((1),(2))과 마찬가지로 위험라인((A),(B))도 경고라인((1),(2))을 사이에 두고 두 개로 설정된다.

설정부(140)가 위험라인((A),(B))의 위치를 설정하는 방법은 경고라인((1),(2))의 설정과 마찬가지로 자동으로 영상에서 침대(300)의 위치를 검출한 후, 침대(300) 외측의 침대(300)의 가장자리와 인접한 장소에 위험라인((A),(B))을 설정하거나, 수동으로 사용자가 경고라인((1),(2))과 동일한 방식으로 위험라인((A),(B))을 이동시키는 것으로 실시될 수 있다.

환자가 누워있는 침대(300)를 중심으로 양측에 각각 경고라인((1),(2))과 위험라인((A),(B))이 차례대로 배치됨에 따라, 제어부(130)는 침대(300) 내측에서 외측으로 이동하는 환자와, 침대(300) 외측에서 내측으로 이동하는 제 3의 이동체를 명확히 구분할 수 있게 된다.

도 5와 같이, 설정부(140)는 경고라인((1),(2)) 중 환자가 넘어가는 것을 감지할 범위를 한정하는 유효라인((가),(나))을 더 설정한다.

침대(300)와 카메라(110)의 거리 및 상대 위치는 본 발명의 실시예가 적용되는 환경마다 상이함에 따라, 경고라인((1),(2)) 상에는 침대(300) 위의 환자가 넘을 수 없는 구간이 존재할 수 있다.

도 5를 참조하면, 촬영된 영상에서 환자의 발이 위치한 침대(300)의 하측과 그 이하의 영역은 침대(300) 상에 위치한 환자가 이동할 가능성이 현저히 낮은 영역임에 따라, 침대(300)의 하측에 유효라인(나)을 설정하여 유효라인(나) 이하에 위치한 영역은 제어부(130)의 감시 범위에서 제외시킨다.

환자의 머리가 위치한 침대(300)의 상측과 그 이상의 영역에 대한 유효라인(가)의 설정은 환자의 거동 가능 정도에 따라 높이를 상이하게 설정한다.

설정부(140)가 유효라인((가),(나))의 위치를 설정하는 방법은 경고라인((1),(2)) 및 위험라인((A),(B))과 마찬가지로 자동적인 방법 및 수동적인 방법으로 할 수 있지만, 필요하지 않을 경우에는 아예 설정하지 않을 수도 있다.

제어부(130)는 유효라인((가),(나)) 사이에 존재하는 경고라인((1),(2)) 및/또는 위험라인((A),(B))에 대해서만 환자의 낙상 여부를 판단하게 됨에 따라, 영상분석에 의한 제어부(130)의 부하를 감소시키고, 환자 이외의 이동체에 의한 판단 오류를 줄일 수 있게 된다.

설정부(140)를 통해 촬영된 영상에 자동 또는 수동으로 설정된 경고라인((1),(2)), 위험라인((A),(B)) 및 유효라인((가),(나))은 환자를 모니터링 하는 중에도 그 위치를 상시 재조정 할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

제어부(130)는 촬영한 영상에 설정된 경고라인((1),(2)) 및 위험라인((A),(B))을 환자가 넘는지의 여부를 모니터링한다. 제어부(130)는 촬영 영상에서 환자가 경고라인((1),(2))을 넘으면, 낙상 가능성이 있는 것으로 판단하고, 위험라인((A),(B))도 넘으면 낙상 위험 상태 또는 낙상이 발생한 것으로 판단한다.

제어부(130)는 영상 상에서 물체가 움직이는 것을 인식하기 위한 동작인식(Gesture recognition) 알고리즘을 포함한다. 동작인식 알고리즘이란 영상감시(Visual surveillance), 사람-컴퓨터 상호작용(Human-computer interaction), 지능로봇(Intelligence robot) 등 다양한 요소기술로 이루어 질 수 있다.

동작인식에서 사람의 동작은 다양한 의미를 갖는데, 신체부위가 어떻게 배치되는가를 표현하는 ‘자세’, 혹은 특정한 의미를 가지는 신체의 움직임을 나타내는 ‘동작’ 등이 있다. 여기서, ‘자세’의 경우 비교적 변형되지 않는 신체부위의 위치와 그 신체부위들 사이의 연결정보를 기반으로 표현하는 스켈레톤(skeleton)이 대표적이며, 이는 어떠한 의미도 배제한 채 사람의 형태정보만을 추상적/효율적으로 전달하는 목적을 가진다. 또한‘동작’의 경우 일반적으로 신체부위의 동적인 움직임을 가정하나, 정적인 자세(posture)도 포함한다. 이러한 동작은 행위자가 의식적 혹은 무의식적으로 전달하고자 하는 특정한 의미를 갖는다.

본 발명의 실시예들에서 제어부(130)는 환자의 ‘자세’정보 및/또는 ‘동작’ 정보를 기반으로 환자가 경고라인((1),(2))과 위험라인((A),(B))을 넘어서는지 여부를 판단하게 된다.

제어부(130)는 환자의 신체 중 사전에 설정된 비율에 해당하는 신체의 일부가 경고라인((1),(2))을 넘으면 낙상 가능성이 높은 것으로 판단하게 되는데, 단지 환자의 손 또는 발 정도가 경고라인((1),(2))을 넘은 경우에는 낙상 가능성이 매우 낮은 것으로 판단하지만, 환자의 머리 또는 팔, 다리의 상당 부분이 경고라인((1),(2))을 넘으면 낙상 가능성이 높은 것으로 판단한다. 만약, 환자가 위험라인((A),(B))을 넘어서는 경우에는 경고라인((1),(2))도 상당히 많이 넘은 것을 의미하므로, 제어부(130)는 낙상 가능성이 매우 높은 낙상 위험 상태이거나, 환자가 이미 낙상 사고를 당한 것으로 판단한다.

예를 들어, 단지 환자의 손 또는 발 정도가 경고라인((1),(2))을 넘은 경우, 제어부(130)는 낙상 가능성을 10% 미만으로 판단하고, 환자의 머리 또는 팔, 다리의 상당 부분이 경고라인((1),(2))을 넘으면 낙상 가능성이 50% 이상인 것으로 판단한다. 또한, 환자가 위험라인((A),(B))을 넘으면 낙상 가능성을 불문하고 당장 도움이 필요한 낙상 위험 상태인 것으로 판단한다.

위험라인((A),(B))은 경고라인((1),(2))보다 환자가 더 큰 낙상 위험에 있는 것을 검출하기 위한 것이므로, 설정부(140)가 위험라인((A),(B))을 설정할 때는 위험라인((A),(B))과 경고라인((1),(2))이 서로 겹치거나 두 개의 경고라인((1),(2)) 사이에 위험라인((A),(B))이 위치할 수 없도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 제어부(130)는 환자가 경고라인((1),(2))을 넘어서는 방향에 따라 환자의 낙상 가능성을 다르게 판단한다. 도 4를 참조하면, 제어부(130)는 좌측에 위치한 경고라인(1)을 기준으로, 영상에서 이동하던 물체, 즉 환자가 'b'방향에서 경고라인(1)을 넘는 경우에는 낙상 가능성이 있는 것으로 판단하고, 'a'방향에서 경고라인(1)을 넘는 경우에는 낙상 가능성이 없는 것으로 판단한다. 우측에 위치한 경고라인(2)에서도 'c'방향에서 넘으면 낙상 가능성이 있고, 'd'방향에서 넘으면 낙상 가능성이 없는 것으로 판단한다.

제어부(130)는 위험라인((A),(B))에서도 경고라인((1),(2))과 동일하게 환자의 신체 일부가 'f' 방향, 또는 'g'방향으로 넘어서는 경우에만 낙상의 위험성이 있는 것으로 판단하고, 'e'방향, 또는 'h'방향으로 넘어서는 것은 위험성이 없는 것으로 판단한다.

경고라인((1),(2))이 두 개씩 설정된 환경에서, 제어부(130)는 침대(300)에 위치한 환자가 경고라인((1),(2)) 중 어느 하나만 넘어서더라도 낙상 가능성이 있는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

또한, 감시모듈(100)은 카메라(110)가 촬영한 영상을 표시하는 표시부(150)를 더 포함한다.(도 2 참조)

표시부(150)는 카메라(110)에서 촬영한 영상을 표시하기 위한 디스플레이 소자로서, LCD, LED, OLED를 포함한다. 다만, 표시부(150)는 특정 디스플레이 소자에 한정되는 것은 아니고 촬영한 영상을 외부로 보여주기 위한 어떠한 것이든 적용될 수 있다.

도 6과 같이, 표시부(150)는 터치스크린으로 구성되어 경고라인((1),(2)), 위험라인((A),(B)), 유효라인((가),(나))을 표시부(150)를 터치하는 것으로 수동으로 설정할 수 있게 실시될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 감시모듈(100)에서 환자의 낙상 가능성이 기 설정된 기준 이상인 것으로 판단하면 사람이 인지 가능한 자극으로 경고신호를 출력하는 경고부(200)를 더 포함한다. 따라서, 경고부(200)의 구동은 제어부(130)가 제어하는 것이 바람직하다.

경고부(200)는 감시모듈(100)의 일측에 구비되는 램프 또는 스피커로 실시될 수 있으며, 경고신호는 빛 또는 소리 신호가 될 수 있다.

낙상 사고는 주로 기력이 쇠하거나 신체가 자유롭지 못한 환자, 스스로 낙상 위험을 인지하지 못하는 환자에게서 발생한다. 따라서 경고부(200)는 1차적으로 환자 스스로 낙상의 위험을 인지할 수 있도록 경고하고, 2차적으로 환자 주위의 사람과 의료진이 환자의 위험을 인지할 수 있게 하는 목적을 갖는다.

환자의 양측에 경고라인((1),(2))과 위험라인((A),(B))이 설정된 상태에서는 환자가 경고라인((1),(2))을 먼저 넘을 경우와, 나아가 위험라인((A),(B))을 넘을 경우의 경고신호를 상이하게 하는 것이 바람직하다. 환자가 경고라인((1),(2))을 넘을 경우에 출력되는 경고신호와, 위험라인((A),(B))을 넘을 경우에 출력되는 경고신호는 신호의 패턴, 빛의 밝기, 볼륨의 크기 등의 정도에 차이를 줄 수 있다.

경고부(200)의 구동 후, 환자가 침대(300) 양측에 설정된 경고라인((1),(2))의 사이로 돌아가면, 제어부(130)는 낙상 위험이 해소된 것으로 판단하고 경고부(200)의 동작을 정지한다.

환자의 모니터링 중 외부 충격 등의 영향으로 불시에 감시모듈(100)의 자세가 변경되어 촬영 영역의 변위, 침대(300) 위치의 변경, 카메라(110)의 시야 가림 등 감시모듈(100)이 정상적으로 환자를 모니터링 할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 제어부(130)는 정상적으로 환자를 모니터링 할 수 없는 상황이 되면 재설정이 필요함을 알리기 위해 경고부(200)를 구동시킨다.

도 7과 같이, 경고부(200)는 감시모듈(100)과 무선통신 수단으로 연결되어, 환자의 낙상 가능성이 기 설정된 기준 이상이면 인지 가능한 자극으로 경고신호를 출력하는 호출부(210)를 포함한다.

호출부(210)는 전용 휴대기기, 또는 스마트폰에 설치될 수 있는 어플리케이션으로 실시되어 환자를 돌보는 의료진이 원거리에서도 환자의 낙상 위험을 인지할 수 있게 한다.

제어부(130)는 환자의 낙상 가능성이 높으면 무선통신이 가능한 통신부(170)를 통해 호출부(210)로 경고신호를 송출한다. 경고신호를 수신한 호출부(210)는 소리 또는 진동 등의 신호로 환자가 낙상 가능성이 있음을 알리며, 복수의 환자가 모니터링 될 경우에는 환자의 위치도 표시된다. 또한, 의료진이 환자의 상태를 파악하여 신속한 조치를 취하기 위해, 호출부(210)에는 카메라(110)가 촬영한 영상을 표시하는 디스플레이가 구비될 수 있다.

호출부(210)는 의료진 또는 관리자가 디스플레이를 보며 원격으로 경고라인((1),(2)) 또는 위험라인((A),(B))을 재설정할 수 있는 기능을 더 포함할 수 있다.

또한, 감시모듈(100)은 카메라(110)가 촬영한 영상을 저장하는 저장부(160)를 더 포함한다. 저장부(160)는 카메라(110)가 촬영한 디지털 영상을 저장하기 위해, 플래시 메모리, 하드디스크, SSD(Solid State Drive) 등 디지털 데이터를 저장하는 저장장치가 되는 것이 바람직하다.

저장부(160)에 저장된 영상은 환자의 상태 관찰, 사고의 진위 판단 등의 자료로 이용될 수 있으며, 저장된 영상은 표시부(150)를 통해 재생하거나 파일형태로 이동 또는 복사하여 컴퓨터에서 재생할 수 있게 실시된다.

또한, 감시모듈(100)은 유무선 통신망에 연결되어 카메라(110)가 촬영한 영상 또는 제어부(130)가 판단한 환자의 낙상 가능성을 외부 장치로 송출하는 통신부(170)를 포함한다.

외부 장치란, 병원 내 환자의 상태를 관리하는 관제 시스템 또는 환자를 돌보는 의료진이 휴대한 호출부(210) 등이 해당된다.

통신부(170)는 촬영된 영상 또는 낙상 가능성을 외부 장치 송신하기 위해 유무선 통신망(Network)에 연결되는데, 유무선 통신망(Network)은 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network)등의 폐쇄형 네트워크나, 인터넷(Internet)과 같은 개방형 네트워크가 될 수 있다. 인터넷은 TCP/IP 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(HyperText Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service)를 제공하는 전 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미한다.

감시모듈(100)이 통신부(170)를 통해 유무선 통신망에 연결됨에 따라, 환자를 돌보는 의료진뿐만 아니라, 환자의 가족도 원거리에서 환자의 모습을 볼 수 있게 된다.

또한, 감시모듈(100)은 주변 소리를 수신하는 마이크(120)를 더 포함한다.

마이크(120)는 감시모듈(100)의 주변에서 발생하는 소리, 특히 환자가 내는 소리를 수신한다. 따라서 도 2와 같이, 마이크(120)는 카메라(110)와 동일한 방향에 구비되어 촬영하는 방향의 소리를 수신할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.

마이크(120)로 수신된 소리는 영상과 함께 외부 장치로 송출되어, 의료진 및 가족이 환자의 상태를 원격으로 보고 들을 수 있게 된다.

또한, 마이크(120)로 수신된 소리는 영상과 함께 저장부(160)에 저장되는 것이 바람직하다.

또한, 감시모듈(100)은 침대(300)에서 발생한 진동을 검출하는 진동 센서(124)를 더 포함한다. 진동 센서(124)로 감시모듈(100)의 진동이 검출되면, 감시모듈(100)은 촬영을 시작한다.

환자가 침대(300)에서 활동하면 침대(300)가 진동하게 되어 침대(300)의 일측에 결합된 감시모듈(100)에도 진동이 전달된다. 따라서 감시모듈(100)에 포함된 진동 센서(124)로 진동이 검출되면 제어부(130)는 환자가 활동을 시작했음을 분별할 수 있게 된다.

감시모듈(100)이 환자를 상시 촬영하면 불필요하게 전원을 사용하게 되므로, 감시모듈(100)은 진동 센서(124)로 진동이 검출되지 않을 때에는 촬영을 중단하여 대기 상태에 있다가, 진동이 검출되었을 때부터 설정된 시간동안 모니터링을 시작한다.

도 8a 및 도 8b와 같이, 본 발명의 실시예들은 적극적으로 환자의 낙상을 차단하거나 부상을 최소화하는 구성을 부가적으로 더 포함한다.

침대(300)는 감시모듈(100)의 제어부(130)가 환자의 낙상 가능성을 기 설정된 기준 이상인 것으로 판단하면, 침대(300)의 양측에서 상승 구동되어 벽을 형성하는 사이드레일(310)을 더 포함한다.

도 8a와 같이, 평소 사이드레일(310)은 내려가 있는 상태에 있으나, 환자가 낙상할 위험이 있으면 도 8b와 같이 사이드레일(310)이 상승하여 환자가 더는 침대(300)의 가장자리로 이동할 수 없게 물리적으로 차단하게 된다.

상세하게, 사이드레일(310)은 침대(300)의 양측에 결합되어 제어부(130)에 의해 구동이 제어되는 레일 구동기(312)와, 레일 구동기(312)가 구동되면 상승하여 침대(300) 양측에 벽이 형성되게 하는 레일(314)로 구성된다.

또한, 침대(300)는 감시모듈(100)의 제어부(130)가 환자의 낙상 가능성을 기 설정된 기준 이상인 것으로 판단하면 하강 구동되는 것으로 침대(300)의 높이를 낮추는 승하강부(330)를 더 포함한다.

도 8a와 같이, 평소 승하강부(330)는 승강된 상태를 유지하고, 환자가 낙상할 위험이 있으면 도 8b와 같이 하강하여 침대(300)의 높이를 낮추게 된다. 침대(300)의 높이가 낮아지기 때문에 환자는 침대(300)에서 낙상하더라도 평소 높은 위치에서 낙상하였을 때 보다 경미한 부상을 입게 된다.

상세하게, 승하강부(330)는 침대(300)의 하부에 결합되어 제어부(130)에 의해 구동이 제어되는 승강 구동기(332)와, 승강 구동기(332)가 구동되면 지지하던 침대(300)의 상부를 승강 또는 하강시키는 지지암(334)으로 구성된다.

사이드레일(310)과 승하강부(330)가 구동되는 조건은 서로 동일할 수 있지만, 낙상 가능성이 30% 이상인 경우에는 사이드레일(310)이 먼저 구동되고, 낙상 가능성이 50% 이상인 경우에는 승하강부(330)도 구동되는 것으로 구동 조건이 상이하게 설정될 수도 있다.

환자를 돌보는 의료진 또는 관리자는 휴대한 호출부(210)를 통해 사이드레일(310) 또는 승하강부(330)의 구동을 임의로 제어할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상술된 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

100 : 감시모듈 110 : 카메라
112 : 적외선 램프 120 : 마이크
124 : 진동 센서 130 : 제어부
140 : 설정부 150 : 표시부
160 : 저장부 170 : 통신부
190 : 거치대 200 : 경고부
210 : 호출부 300 : 침대
310 : 사이드레일 312 : 레일 구동기
314 : 레일 330 : 승하강부
332 : 승강 구동기 334 : 지지암
(1),(2) : 경고라인
(A),(B) : 위험라인
(가),(나) : 유효라인

Claims (21)

1. 환자가 상부에 누울 수 있는 침대와;
   상기 침대의 일측에서 누워있는 환자를 촬영하고, 상기 촬영된 영상으로 상기 환자의 낙상 가능성을 판단하는 감시모듈과;
   상기 침대의 양측에 결합되어, 상기 감시모듈이 상기 환자의 낙상 가능성을 기 설정된 기준 이상인 것으로 판단하면, 상기 환자의 이동을 차단하기 위해 상승 구동되는 것으로 상기 침대 양측에 벽을 형성하는 사이드레일과;
   상기 침대의 하부에 결합되어, 상기 감시모듈이 상기 환자의 낙상 가능성을 상기 사이드레일의 구동 기준보다 이상인 것으로 판단하면, 상기 환자가 낙상하게 되는 높이를 낮추기 위해 하강 구동되는 것으로 상기 침대의 높이를 낮추는 승하강부를 포함하고,
   상기 감시모듈은 상기 침대에 누워있는 환자를 촬영하는 카메라와, 상기 카메라가 촬영한 영상에서 상기 침대 내측에 상기 침대의 양측 가장자리와 인접하게 낙상 위험 판단의 기준이 되는 경고라인의 위치를 설정하는 설정부와, 상기 설정부가 설정한 경고라인을 기준으로 환자의 낙상 가능성을 판단하는 제어부를 포함하고,
   상기 설정부는 상기 환자가 넘어설 경우 낙상이 발생한 것으로 판단하기 위해, 상기 카메라가 촬영한 영상에서 상기 침대 외측에 상기 침대의 가장자리와 인접하게 위험라인을 더 설정하고,
   상기 제어부는 환자가 상기 경고라인 및 상기 위험라인을 상기 침대 내측 방향에서 외측 방향으로 넘어서는 경우에만 낙상 가능성이 있는 것으로 판단하고,
   상기 설정부는 상기 경고라인 및 상기 위험라인 중 환자의 이동이 발생되지 않는 영역을 제외하고, 환자가 넘어서는 것을 감지할 범위만을 한정하는 유효라인을 더 설정하고,
   상기 감시모듈은 상기 카메라가 촬영한 영상을 표시하고, 터치스크린으로 구성된 표시부를 더 포함하고,
   상기 설정부는 상기 표시부를 터치하는 방식으로 경고라인의 위치를 설정할 수 있으며,
   상기 제어부는 환자가 상기 경고라인을 넘어서면 낙상 가능성이 있는 것으로 판단하고,
   상기 감시모듈이 상기 환자의 낙상 가능성을 기 설정된 기준 이상인 것으로 판단하면, 인지 가능한 자극으로 경고신호를 출력하는 경고부를 더 포함하고,
   상기 경고라인은 상기 카메라가 촬영한 영상에서 상기 침대 내측에 상기 침대의 양측 가장자리와 인접하게 설정되는 두 개의 선이고,
   상기 제어부는 상기 경고라인 사이에 위치한 환자가 상기 경고라인 중 어느 하나만 넘어서더라도 낙상 가능성이 있는 것으로 판단하며,
   상기 감시모듈은 촬영하던 영상 전체가 변위하면 환자의 낙상 가능성을 판단할 수 없는 환경인 것으로 판단하여 상기 경고부를 구동 시키고,
   상기 감시모듈은 상기 침대의 측면에 결합되어 높이 방향으로 연장된 거치대에 결합되고, 상기 감시모듈은 상기 침대에서 발생한 진동을 검출하는 진동 센서를 포함하고, 상기 감시모듈은 상기 진동 센서를 통해 진동이 검출되면, 기 설정된 시간동안 환자의 모니터링을 시작하며,
   상기 승하강부는 상기 침대의 하부에 결합되어 상기 제어부에 의해 구동이 제어되는 승강 구동기와, 상기 승강 구동기가 구동되면 지지하던 상기 침대의 상부를 하강시키는 지지암으로 구성되고,
   상기 제어부는 낙상 가능성이 30% 이상이면 상기 사이드레일을 구동시키고, 낙상 가능성이 50% 이상이면 상기 승하강부를 구동시키는 것을 특징으로 하는 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는 환자의 신체 중 사전에 설정된 비율에 해당하는 신체의 일부가 경고라인을 넘어서는 경우에 낙상 가능성이 높은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1항에 있어서,
    상기 설정부는 설정된 상기 경고라인의 위치를 상시 재조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제 1항에 있어서,
    상기 경고부는 상기 감시모듈과 무선통신 수단으로 연결되어, 상기 환자의 낙상 가능성이 기 설정된 기준 이상이면 인지 가능한 자극으로 경고신호를 출력하는 호출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대.
15. 제 14항에 있어서, 상기 호출부는
    상기 감시모듈이 촬영한 영상을 표시하는 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대.
16. 삭제
17. 삭제
18. 제 1항에 있어서, 상기 감시모듈은
    상기 카메라가 촬영한 영상을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대.
19. 제 1항에 있어서, 상기 감시모듈은
    유무선 통신망에 연결되어 상기 카메라가 촬영한 영상 또는 상기 제어부가 판단한 환자의 낙상 가능성을 외부 장치로 송출하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대.
20. 제 19항에 있어서,
    상기 감시모듈은 주변 소리를 수신하는 마이크를 더 포함하고,
    상기 통신부는 상기 마이크로 수신된 소리를 상기 외부 장치로 송출하는 것을 특징으로 하는 영상 분석을 통하여 환자의 낙상 위험을 판단하는 장치가 포함된 침대.
21. 삭제

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