KR101855128B1 - 환자 낙상 예방을 위한 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환자의 불편을 최소화하면서도 정확하게 환자의 움직임을 알려 불의의 사고를 예방하기 위한 환자 낙상 예방을 위한 감지 시스템에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은, 움직임을 감지하는 도플러 모션 센서부; 상기 도플러 모션 센서부의 감지영역을 변환시키는 금속마스킹 필터부; 상기 도플러 모션 센서부로부터의 데이터를 가공하여 환자의 이탈전조를 구분하는 샘플링 필터부; 상기 샘플링 필터부로부터 환자의 이탈전조신호를 전송받아 알람을 표시하는 알람표시부를 포함하는 환자 낙상예방 감지 시스템을 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면 환자의 몸에 아무런 장치도 부착하지 않으므로 환자에게 아무런 불편도 끼치지 않으면서 환자의 움직임을 감시하여 낙상사고를 예방할 수 있다.

Description

환자 낙상 예방을 위한 감지 시스템{Detection system for patient falling prevention}

본 발명은 환자 낙상 예방을 위한 감지 시스템에 관한 것이며, 구체적으로 환자의 불편을 최소화하면서도 정확하게 환자의 움직임을 알려 불의의 사고를 예방하기 위한 환자 낙상 예방을 위한 감지 시스템에 관한 것이다.

거동이 불편한 환자나 중증환자들은 간병인이나 보호자가 옆에서 대기하는 경우가 많지만 24시간 지켜보기에는 무리가 따른다. 즉, 간병인이 볼일을 보러 잠시 자리를 비운다든지 심야에 잠을 잘 때에는 환자들 계속 감시할 수가 없다.

이러한 이유로 환자가 침대에서 떨어져 사고를 당하는 낙상사고가 끊이지 않고 발생하고 있다. 병원침대에는 안전을 위하여 대부분 측면에 안전바가 구비되어 있지만, 환자가 일부러 안전바를 눕히고 일어서려고 하는 경우에도 낙상사고는 발생될 수 있다.

이러한 낙상사고를 방지하기 위하여, 공개번호 10-2016-0015463호에 의하면 낙상 방지장치가 공개되어 있다. 즉, 도 1을 참조하면, 상기 특허에 의한 낙상 방지장치는 착용자의 허리에 가속도 측정부(10) 및 각속도 측정부(20)를 배치하고, 발에는 발에서 장애물까지의 거리를 측정하는 거리측정부(30)가 구비되고, 바닥면에서 발까지의 발높이를 측정하는 발높이 측정부, 착용자가 바닥면을 밟을 때의 압력을 측정하는 압력측정부(50)가 구비되어 이러한 측정부로부터 얻어진 데이터를 기초로 하여 낙상 가능성을 예측한다.

하지만, 이러한 낙상 방지장치는 환자의 몸에 여러가지 측정장치를 부착해야 하므로 환자가 몹시 불편을 느낄 수 있는 문제점이 있다. 또한, 배터리 충전 등 여러가지의 부가적인 일이 더 필요하므로 번거롭고 어쩌면 간병인으로서는 더 부담이 가중될 수도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 환자의 몸에 아무런 장치도 부착하지 않고 또한, 환자의 의도를 정확하게 파악할 수 있는 환자 낙상 예방을 위한 감지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 움직임을 감지하는 도플러 모션 센서부; 상기 도플러 모션 센서부의 감지영역을 변환시키는 금속마스킹 필터부; 상기 도플러 모션 센서부로부터의 데이터를 가공하여 환자의 이탈전조를 구분하는 샘플링 필터부; 상기 샘플링 필터부로부터 환자의 이탈전조신호를 전송받아 알람을 표시하는 알람표시부를 포함하는 환자 낙상예방 감지 시스템을 제공한다.

상기 금속마스킹 필터부는 아래로 볼록한 반원형상의 통공으로 형성된 감지영역부가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 샘플링 필터부는, 움직임이 없는 초기화 시간동안 도플러 샘플링 데이터의 최대치와 최소치를 측정하여 무시영역으로 저장하는 단계; 상기 초기화 시간 후에 도플러 샘플링 데이터가 상기 무시영역을 초과하면 최대치를 임시로 저장하는 단계; 상기 도플러 샘플링 데이터가 무시영역으로 돌아오면 상기 최대치 및 시각을 전조최대치로 저장하는 단계; 상기 초기화 시간 후에 도플러 샘플링 데이터가 상기 무시영역 미만으로 내려가면 최소치를 임시로 저장하는 단계; 상기 도플러 샘플링 데이터가 무시영역으로 돌아오면 상기 최소치 및 시각을 전조최소치로 저장하는 단계; 일정시간 내에 상기 전조최대치 및 전조최소치에 기초하여 이탈전조신호를 발생시키는 단계를 수행하는 것이 바람직하다.

상기 샘플링 필터부는,

전조최대델타값 = 전조최대치 - 무시영역의 최대치

전조최소델타값 = 무시영역의 최소치 - 전조최소치

로 각각 계산하여 상기 전조최대델타값 및 전조최소델타값의 합이 일정시간 내에 설정값 이상이면 이탈전조신호를 발생시킬 수 있다.

상기 환자 낙상예방 감지 시스템은 모션 감지를 위한 카메라부를 더 포함하며, 상기 카메라부는 감지영역구간을 지정하여 상기 감지영역구간의 일정범위 이상에서 변화가 감지되면 이탈전조신호를 발생시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의하면, 환자의 낙상을 예방하기 위한 환자 낙상예방 감지 시스템에 있어서, 상기 환자가 눕는 침대의 측면에는 안전바 및 자석감지센서가 설치되며, 상기 안전바는, 침대의 측면에서 상부로 회동되게 연장되는 수직지지부; 상기 수직지지부의 끝단에 회동되게 결합되는 수평지지부; 및 상기 수평지지부 또는 수직지지부에 구비되는 자석을 포함하고, 상기 자석은 상기 안전바가 회동될 때 상기 자석감지센서가 감지할 수 있는 위치에 구비되는 환자 낙상예방 감지 시스템을 제공한다.

본 발명에 의하면, 환자의 몸에 아무런 장치도 부착하지 않으므로 환자에게 아무런 불편도 끼치지 않으면서 환자의 움직임을 감시하여 낙상사고를 예방할 수 있다.

또한, 뒤척이는 것과 일어나려고 하는 움직임을 정확하게 구분할 수 있으므로 오작동에 의한 헛수고를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 낙상 방지장치의 구성을 설명하기 위한 설명도;
도 2는 본 발명에 의한 낙상예방 감지 시스템의 구성을 나타내는 구성도;
도 3은 도 2에서 금속마스킹 필터부의 구성을 나타내는 구성도;
도 4는 도 3의 금속마스킹 필터부에의한 감지영역을 설명하기 위한 예시도;
도 5는 도플러 샘플링 데이터의 예를 나타내는 예시도;
도 6은 카메라부에 의한 감지영역구간을 나타내는 예시도;
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 의한 안전바의 구조를 나타내는 구조도.

본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 환자 낙상예방 감지 시스템은 도플러 모션 센서부(100), 카메라부(200), 호출부(300), 금속마스킹 필터부(400), 샘플링 필터부, 알람표시부를 포함하여 구성된다.

상기 도플러 모션 센서부(100)는 환자의 움직임을 감지하여 움직임의 크기 및 방향을 측정하게 된다. 이러한 도플러 모션 센서부는 도플러 효과에 의해 송신전파와 수신전파와의 주파수나 위상의 변화를 이용하여 움직임을 측정하게 된다.

상기 도플러 모션 센서부(100)의 전면에는 금속마스킹 필터부(400)가 구비된다. 도 3을 참조하면, 상기 금속마스킹 필터부(400)는 금속 재질로 구성되며, 도플러 모션 센서부(100)의 바로 앞에는 감지영역부가 구비된다. 상기 감지영역부는 아래로 볼록한 반원형상의 통공으로 형성되며, 여기에는 아크릴 재질의 커버가 부착될 수 있다.

도플러 레이더는 매우 예민하기 때문에 환자의 작은 뒤척임이나 주변의 커튼 등이 움직이면 환자가 일어나려는 것과 같은 큰 움직임으로 인식될 수 있어 잘못된 알람을 발생시킬 수 있다.

본 실시예에서는 이러한 오작동을 방지하기 위하여 금속마스킹 필터부에서 아래로 볼록한 반원형상의 통공으로 형성된 감지영역부가 구비된다. 상기 금속마스킹 필터부는 도플러 레이더 센서의 감지영역을 변환시켜 불필요한 부분을 제거하고 도 4와 같이 특정 지역의 감지영역을 설정함으로써 환자의 뒤척임이나 가벼운 움직임을 제거하고 침대에서 이탈하려는 이탈전조현상만 집중하여 측정할 수 있다.

한편, 상기 샘플링 필터부는 CPU와 같은 하드웨어 및 소프트웨어가 결합된 형태로 구성될 수 있으며, 도플러 모션 센서부로부터 전송된 데이터를 가공하여 환자가 침대로부터 이탈하려고 하는 움직임이 있는지 없는지를 판단하는 역할을 한다.

상기 샘플링 필터부가 초기화되면, 무시영역을 측정하는 무시영역 측정단계를 시작한다. 상기 무시영역 측정단계는 주변환경으로 인한 노이즈 및 환자의 미세한 움직임 등을 아예 측정 데이터에서 제외하기 위한 것이다.

상기 샘플링 필터부에서는 도플러 레이더 센서부로부터 전송된 신호를 증폭하여 A/D 컨버터로 변환시키고 샘플링하여 시간에 따라 환자의 움직이는 크기변화를 도 5와 같이 그래프로 표시하여 준다.

구체적으로, 도 5를 참조하면, 샘플링 필터부에서는 움직임이 없는 초기화 시간 동안 도플러 샘플링 데이터의 최대치와 최소치를 측정하여 무시영역으로 저장한다. 상기 초기화 시간은 사용환경에 따라 조정될 수 있으며, 본 실시예에서는 5초로 설정하였다. 도 5에서 무시영역은 "A"와 "B" 사이 구간으로 측정된다.

이러한 초기화 시간 이후에 측정을 계속하여 도플러 샘플링 데이터가 상기 무시영역을 초과하여 커지면 그 최대치를 임시로 저장한다. 그리고, 상기 도플러 샘플링 데이터가 무시영역으로 다시 돌아오면 임시로 저장된 최대치 및 그 시각을 전조최대치로 저장한다.

예를 들어, 도 5에서 무시영역을 초과하였다가 다시 돌아온 사이의 최대치인 '가'지점이 전조최대치로 저장된다.

이와는 반대로, 초기화 시간 이후에 측정을 계속하여 도플러 샘플링 데이터가 상기 무시영역 미만으로 낮아지면 그 최소치를 임시로 저장한다. 그리고, 상기 도플러 샘플링 데이터가 무시영역으로 다시 돌아오면 임시로 저장된 최소치 및 그 시각을 전조최소치로 저장한다. 예를 들어, 도 5에서 '나' 지점이 전조최소치로 저장된다.

샘플링 필터부에서는 이와 같이 전조최대치 및 전조최소치를 추출하여 전조최대델타값 및 전조최소델타값을 계산한다. 여기서,

전조최대델타값 = 전조최대치 - 무시영역의 최대치

전조최소델타값 = 무시영역의 최소치 - 전조최소치

로 계산된다.

그리고, 일정 시간내에 상기 전조최대델타값 및 전조최소델타값을 합산하여 설정값 이상이면 이탈전조신호를 발생시킨다. 상기 전조최대델타값 및 전조최소델타값은 전조최대치 및 전조최소치가 동일한 값으로 상당시간 유지되더라도 한번 계산된다.

환자의 침대 위 또는 병실 문앞 등에는 알람표시부가 구비되며, 알람표시부는 상기 샘플링 필터부로부터 이탈전조신호가 전송되면 간호사 또는 보호자 등이 알 수 있도록 LED 등을 발광시켜 환자가 침대로부터 이탈하려는 알람을 발생시킨다.

한편, 도플러 모션 센서부에서는 일정시간 이상 무시영역이 유지되는 경우 움직임없음신호를 발생시킨다. 상기 움직임없음신호도 마찬가지로 알람표시부에 의해 알람이 표시된다. 상기 움직임없음신호에 의하여 환자가 사망하거나 감지되지 않고 침대에서 이탈한 것을 파악할 수 있다.

상기 카메라부(200)는 상기 도플러 모션 센서부와 함께 낙상 예방 감시 기능을 보완한다. 구체적으로, 카메라부는 감지영역구간을 지정하여 화면의 변화여부를 지속적으로 감지한다. 그리고, 화면에서 변화가 발생하면, 카메라부에서는 변화발생범위를 계산하고 변화발생범위가 이탈범위 이상인지 판단한다. 상기 이탈범위는 감지영역구간의 20% 등 미리 설정된 일정 비율의 범위이다.

상기 변화발생범위가 이탈범위 이상이면 이탈전조신호를 발생시킨다. 예를 들어, 도 6에서 환자가 누워있다가 일어나면 카메라부의 감지영역구간(210)에서 변화가 감지되어 변화발생범위(230)가 네모 박스 형태로 표시되고, 상기 변화발생범위가 이탈범위 이상이라고 판단되면 이탈전조신호를 발생시킨다. 이러한 카메라부에 의해 도플러 모션 센서부에서 감지에러가 났을 경우에도 환자의 움직임을 감지할 수 있다.

이와는 반대로, 카메라부에서 일정시간 이상 변화발생범위가 형성되지 않는 경우 움직임없음신호를 발생시킨다.

상기 카메라부에서 획득된 영상은 중앙서버로 전송되며, 중앙서버에서는 간병인이나 보호자의 스마트폰 등의 단말기로 영상을 전송해 줄 수 있다.

상기 호출부(300)는 터치패드식으로 되어 있어 누르면 간호사를 직접 호출할 수 있도록 되어 있다.

한편, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 환자가 누워 있는 침대의 측면에는 환자의 낙상을 예방하기 위해 안전바(500)가 설치되는데, 이러한 안전바는 수직지지부(510),수평지지부(530), 자석(550)을 포함한다.

특히, 상기 수직지지부는 침대의 측면에서 상부로 회동되게 연장되며, 상기 수평지지부는 수직지지부의 끝단에 회동되게 결합된다. 따라서, 환자가 누워있을 때에는 수직지지부를 올려 환자의 낙상을 예방하고, 환자가 침대를 이탈하려고 할 때에는 수직지부를 회동시켜 눕힘으로써 환자가 침대에서 내려올 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 수직지지부 및 수평지지부 사이에는 자석이 구비되며, 수직지지부가 회동되어 내려올 때, 상기 자석은 도 7b와 같이 침대의 측면에 구비된 자석감지센서에 인접하게 위치된다. 그리고, 상기 자석감지센서가 자석을 감지하게 되면 이탈전조신호를 발생시켜 환자의 움직임을 간호사나 보호자에게 알리게 된다.

한편, 환자가 일어나서 이탈전조신호가 발생된 경우 알람표시부에 의하여 간호사나 보호자에게 알람을 표시하여 주며, 상기 알람이 표시될 때 호출부(300)를 누르면 이탈전조신호가 취소가 된다. 또한, 손을 반복하여 흔드는 동작을 할 경우 상기 도플러 모션 센서부 또는 카메라부에서는 반복되는 동작패턴을 인식하여 이탈전조신호를 취소시킨다.

이와는 반대로, 상기 도플러 모션 센서부 또는 카메라부에서 환자의 움직임이 일정시간 감지되지 않으면 상기 상기 도플러 모션 센서부 또는 카메라부에서는 움직임없음신호를 발생시킨다.

상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 도플러 모션 센서부 200 : 카메라부
300 : 호출부 400 : 금속마스킹 필터부

Claims (7)

1. 삭제
2. 움직임을 감지하는 도플러 모션 센서부;
   상기 도플러 모션 센서부의 감지영역을 변환시키는 금속마스킹 필터부;
   상기 도플러 모션 센서부로부터의 데이터를 가공하여 환자의 이탈전조를 구분하는 샘플링 필터부;
   상기 샘플링 필터부로부터 환자의 이탈전조신호를 전송받아 알람을 표시하는 알람표시부를 포함하며,
   상기 금속마스킹 필터부는 아래로 볼록한 반원형상의 통공으로 형성된 감지영역부가 구비되는 것을 특징으로 하는 환자 낙상예방 감지 시스템.
   
3. 움직임을 감지하는 도플러 모션 센서부;
   상기 도플러 모션 센서부의 감지영역을 변환시키는 금속마스킹 필터부;
   상기 도플러 모션 센서부로부터의 데이터를 가공하여 환자의 이탈전조를 구분하는 샘플링 필터부;
   상기 샘플링 필터부로부터 환자의 이탈전조신호를 전송받아 알람을 표시하는 알람표시부를 포함하며,
   상기 샘플링 필터부는, 움직임이 없는 초기화 시간동안 도플러 샘플링 데이터의 최대치와 최소치를 측정하여 무시영역으로 저장하는 단계;
   상기 초기화 시간 후에 도플러 샘플링 데이터가 상기 무시영역을 초과하면 최대치를 임시로 저장하는 단계;
   상기 도플러 샘플링 데이터가 무시영역으로 돌아오면 상기 최대치 및 시각을 전조최대치로 저장하는 단계;
   상기 초기화 시간 후에 도플러 샘플링 데이터가 상기 무시영역 미만으로 내려가면 최소치를 임시로 저장하는 단계;
   상기 도플러 샘플링 데이터가 무시영역으로 돌아오면 상기 최소치 및 시각을 전조최소치로 저장하는 단계;
   일정시간 내에 상기 전조최대치 및 전조최소치에 기초하여 이탈전조신호를 발생시키는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 환자 낙상예방 감지 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 샘플링 필터부는,
   전조최대델타값 = 전조최대치 - 무시영역의 최대치
   전조최소델타값 = 무시영역의 최소치 - 전조최소치
   로 각각 계산하여 상기 전조최대델타값 및 전조최소델타값의 합이 일정시간 내에 설정값 이상이면 이탈전조신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 환자 낙상예방 감지 시스템.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 샘플링 필터부는 일정시간 이상 무시영역이 유지되면 움직임없음신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 환자 낙상예방 감지 시스템.
   
6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 환자 낙상예방 감지 시스템은 모션 감지를 위한 카메라부를 더 포함하며,
   상기 카메라부는 감지영역구간을 지정하여 상기 감지영역구간의 일정범위 이상에서 변화가 감지되면 이탈전조신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 환자 낙상예방 감지 시스템.
7. 삭제

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