KR101927705B1 - 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템 - Google Patents

비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템에 관한 것으로, 환자나 노약자의 심탄도를 측정하여 수면상태 및 건강상태를 모니터링할 수 있고, 코골이 등에 따른 이상신호 발생시 상부플레이트의 수평도를 조절하여 자세변경으로 코골이를 방지하도록 한 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템에 관한 것이다.
본 발명의 구성은, 상부에 복수개의 침대프레임(111)이 일정간격 나열되게 설치되는 침대본체(110)와, 복수개의 상기 침대프레임(111)에 의해 형성된 상측공간을 커버하도록 마련되고 하면 중앙부가 상기 침대프레임 중 하나 이상에 힌지결합되어 좌우측방향으로 유동되게 설치되는 상부플레이트(120)와, 상기 상부플레이트(120)와 침대프레임(111)의 사이에 서로 이격되게 복수개 설치되어 상기 상부플레이트(120)에 탄성력을 제공하여 상방으로 이동되게 하는 탄성연결부(130)를 포함하여 구성된 침대(100); 상기 침대프레임(111)에 하나 이상 설치되어 관리자단말기의 구동신호에 의해 작동되면서 상기 상부플레이트(120)를 좌우측방향으로 유동시켜 수평도를 조절하기 위한 수평도조절수단(200); 상기 침대프레임(111)과 상부플레이트(120) 및 상부플레이트의 상면에 얹혀지는 매트리스 중 어느 하나에 부착되어 환자의 심탄도를 감지하여 관리서버(400)로 전달하는 심탄도센서(300); 각각의 침대에 부착된 심탄도센서(300)로부터 심탄도 정보를 수신받아 침대별로 누적 저장하는 정보저장부(410)와, 상기 정보저장부(410)에 저장된 심탄도 정보를 기준 정보와 비교 분석하여 이상유무를 판단하는 정보분석부(420)와, 상기 정보분석부(420)의 분석결과 이상이 있을 경우에 상기 수평도조절수단(200)을 제어하기 위한 구동신호를 생성시키는 구동신호생성부(430)를 포함하는 관리서버(400); 상기 관리서버(400)에 접속되어 정보저장부(410)에 저장된 정보를 확인하고, 이상신호 발생시 해당 침대 정보를 관리자가 육안확인하도록 화면에 표시하는 관리자단말기(500);로 이루어지고, 상기 탄성연결부(130)는, 상기 침대프레임(111)의 상면에 서로 이격되게 복수개 돌출되는 하부지지돌기(131)와, 상기 하부지지돌기(131)와 마주보도록 상기 상부플레이트(120)의 하면에 돌출되는 상부지지돌기(132)와, 상기 상부지지돌기(132)와 하부지지돌기(131)의 내부 또는 외부에 끼워져 수직으로 설치되는 탄성스프링(133)으로 구성되며, 상기 수평도조절수단(200)은, 상기 상부플레이트(120)의 하면 좌측과 우측에 각각 회동가능하게 설치되는 수직봉(210)과, 상기 수직봉(210)에 기어결합되어 수직봉(210)을 상승 또는 하강이동시키도록 구동력을 전달하는 감속기어부(220)와, 상기 감속기어부(220)에 구동력을 제공하는 구동모터(230)로 구성된다.

Description

비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템{Patient management system using body signal measuring method}
본 발명은 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템에 관한 것으로, 환자나 노약자의 심탄도를 측정하여 수면상태 및 건강상태를 모니터링할 수 있고, 코골이 등에 따른 이상신호 발생시 상부플레이트의 수평도를 조절하여 자세변경으로 코골이를 방지하도록 한 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템에 관한 것이다.
최근 급속한 IT기술과 의료정보기술의 발전으로 인해 의료기구 및 시스템 분야에 활용 되어짐으로, 인간의 건강관리에 매우 유용한 유비쿼터스 헬스케어(Ubiquitous Healthcare) 분야가 급속히 발전하고 있다.
이러한 유비쿼터스 헬스케어 서비스는 생활주변의 다양한 디바이스를 활용하므로, 병원에서의 단발성 또는 치료에 국한되는 것이 아니라, 가정이나 학교 등 시,공간의 제한 없이 실생활 중 언제, 어디서나 원격으로 피험자의 모니터링이 가능하게 되었다.
즉, 손목, 의자, 침대, 차량의 핸들에 생체신호측정장치를 장착하여 피험자의 생체신호를 무구속 무자각 상태에서 측정한 후 이를 무선으로 진단컴퓨터로 전송하여, 진단컴퓨터에서 전송된 생체신호를 분석하도록 하므로, 피험자의 건강상태를 분석 판단할 수 있게 되었다.
도 1은 종래기술에 따른 침대에서의 심전도 및 호흡 무자각적 동시 계측장치의 구성도로서, 이는 특허등록 제10-0473852호(심전도 및 호흡 무자각적 동시 계측방법 및 그 장치)에 개시되어 있다.
심전도 측정 수단은 전도성 섬유 전극(1)과 앰프(2)를 포함한다. 전도성 섬유 전극(1)은 도시된 바와 같이 침대시트에 부착된 3개의 전도성 섬유 패치로 이루어진다. 상기 전도성 섬유는 폴리에스테르 필라멘트에 구리와 니켈이 코팅된 것으로 전기가 통하도록 되어 있다. 피검자가 어깨가 드러나는 속옷 상의 및 반바지를 입은 상태에서 침대에 등을 대고 누우면 피검자의 등의 일부, 양쪽어깨 및 양 발이 저절로 전도성 섬유 전극(1)에 닿게 된다. 심전도는 Lead I, II, III의 3가지 타입으로 심전도 앰프(2)를 통해 측정된다.
종래의 심전도 측정장치에 의한 심전도신호는 피험자가 각성상태인지 취침상태인지에 관계없이 심전도신호를 획득하게 된다.
그러나 심전도신호는 피험자의 각성, 취침 상태에 따라 다르게 측정되므로, 획득된 심전도신호를 분석하여 피검자의 상태를 파악하는데 정확도가 떨어지는 문제점이 있었으며, 이를 해결하기 위해서는 각각의 상황에 따라 심전도신호를 보상해야 하나 이는 현실적으로 어렵고 정확한 신호를 획득하는데도 한계가 있다.
한편, 수면 중 그릇된 습관과 무의식 중 일어나는 수면 패턴은 인체에 심각한 문제를 초래하기도 한다. 그 예로서, 수면 중 일반성인 20% 내지 30%가 코골이를 하고 있다는 점을 들 수 있다. 이 중 5% 내지 10%는 수면무호흡증을 유발하기도 한다는 결과가 보고되고 있다. 이러한 수면 패턴이 지속될 경우, 집중력 및 판단력 부족으로 일의 능률이 떨어지며, 심장발작 34%, 뇌졸중 67%, 고혈압 발생 확률이 40% 이상 높은 것으로 미국 펜실베니아대 수면의학 연구자료에 보고되고 있어 올바른 수면을 유도할 수 있는 기술적 또는 방법적 수단이 요구되고 있다.
이에 따라 수면 중 발생하는 수면정보를 수집하여 사용자의 신체상태를 분석하도록 할 수 있는 베개나 코골이를 방지할 수 있도록 하는 베개가 특허출원된 바 있으나, 소리를 감지하여 코골이가 있음을 확인함에 따라 정확도가 떨어지며 부정확한 감지로 인해 코골이 방지효과가 미비하게 되는 문제점이 있다.
그리고 수면자세로 인해 혈류가 원활히 흐르지 않는 경우가 발생되는데, 지속적인 관리를 요하는 환자 및 노약자의 경우 자칫 위급상황이 발생될 수 있음에도 이러한 위급상황 발생을 사전에 확인하지 못하고 있음은 물론, 위급상황 발생시에도 즉각 대처하지 못하는 실정이다.
공개특허공보 제10-2009-0053441호(2009.05.27, 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치) 공개특허공보 제10-2014-0082308호(2014.07.02, 침대에서의 수면상태에 따른 무구속 심박변이도 획득 및 숙면판단 장치 및 방법) 공개특허공보 제10-2016-0073102호(2016.06.24, 코골이 방지 스마트 베개) 공개특허공보 제10-2016-0125840호(2016.11.01, 코골이 소리에 기반한 스마트 베개)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 환자나 노약자의 심탄도를 측정하여 침대의 사용유무는 물론 누운자세와 건강상태를 상시 모니터링할 수 있고, 코골이 및 수면자세로 인해 혈류가 원활하지 못하는 경우 등에 따른 이상신호 발생시 침대의 상부플레이트의 수평도를 조절함으로써 환자가 인지하도록 하거나 무의식중에 자세를 변경하도록 유도할 수 있는 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상부에 복수개의 침대프레임(111)이 일정간격 나열되게 설치되는 침대본체(110)와, 복수개의 상기 침대프레임(111)에 의해 형성된 상측공간을 커버하도록 마련되고 하면 중앙부가 상기 침대프레임 중 하나 이상에 힌지결합되어 좌우측방향으로 유동되게 설치되는 상부플레이트(120)와, 상기 상부플레이트(120)와 침대프레임(111)의 사이에 서로 이격되게 복수개 설치되어 상기 상부플레이트(120)에 탄성력을 제공하여 상방으로 이동되게 하는 탄성연결부(130)를 포함하여 구성된 침대(100); 상기 침대프레임(111)에 하나 이상 설치되어 관리자단말기의 구동신호에 의해 작동되면서 상기 상부플레이트(120)를 좌우측방향으로 유동시켜 수평도를 조절하기 위한 수평도조절수단(200); 상기 침대프레임(111)과 상부플레이트(120) 및 상부플레이트의 상면에 얹혀지는 매트리스 중 어느 하나에 부착되어 환자의 심탄도를 감지하여 관리서버(400)로 전달하는 심탄도센서(300); 각각의 침대에 부착된 심탄도센서(300)로부터 심탄도 정보를 수신받아 침대별로 누적 저장하는 정보저장부(410)와, 상기 정보저장부(410)에 저장된 심탄도 정보를 기준 정보와 비교 분석하여 이상유무를 판단하는 정보분석부(420)와, 상기 정보분석부(420)의 분석결과 이상이 있을 경우에 상기 수평도조절수단(200)을 제어하기 위한 구동신호를 생성시키는 구동신호생성부(430)를 포함하는 관리서버(400); 상기 관리서버(400)에 접속되어 정보저장부(410)에 저장된 정보를 확인하고, 이상신호 발생시 해당 침대 정보를 관리자가 육안확인하도록 화면에 표시하는 관리자단말기(500);로 이루어지고, 상기 탄성연결부(130)는, 상기 침대프레임(111)의 상면에 서로 이격되게 복수개 돌출되는 하부지지돌기(131)와, 상기 하부지지돌기(131)와 마주보도록 상기 상부플레이트(120)의 하면에 돌출되는 상부지지돌기(132)와, 상기 상부지지돌기(132)와 하부지지돌기(131)의 내부 또는 외부에 끼워져 수직으로 설치되는 탄성스프링(133)으로 구성되며, 상기 수평도조절수단(200)은, 상기 상부플레이트(120)의 하면 좌측과 우측에 각각 회동가능하게 설치되는 수직봉(210)과, 상기 수직봉(210)에 기어결합되어 수직봉(210)을 상승 또는 하강이동시키도록 구동력을 전달하는 감속기어부(220)와, 상기 감속기어부(220)에 구동력을 제공하는 구동모터(230)로 구성된다.
상기 심탄도센서(310)에서 감지되는 정보는, 설정된 시간당 심박수(HR), 호흡수(RR), 심박출량(SV), 심박수 변동성(FRV), 신호의 세기(Signal Strength)를 포함한다.
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상기의 구성으로 이루어진 스마트 베개 시스템에 따르면, 심박수, 호흡수, 심박출량 등을 확인할 수 있는 심탄도를 측정하여 침대의 사용유무, 침대에 누워있는 환자의 누운자세, 건강상태를 체크 및 체계적으로 관리할 수 있으며, 중환자 및 응급환자가 수면 중 낙상은 물론 심정지 등과 같은 위급한 상황이 발생하는 경우 즉각 대처할 수 있는 효과가 있다.
또한, 코골이나 혈류의 이상 흐름 등으로 인한 이상신호 발생시 침대의 상부플레이트의 수평도를 조절하여 줌으로써 환자에게 알려주거나 무의식 중 환자가 위치변경하여 코골이를 방지하거나 혈류흐름이 완활해지도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템을 보인 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 침대를 보인 사시도,
도 3은 도 2의 침대에서 상부플레이트를 분리한 상태도,
도 4는 도 2의 A-A에 따른 단면도,
도 5는 도 2의 B-B에 따른 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 침대에 안전바가 설치된 상태도,
도 7은 도 6의 C-C에 따른 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 심탄도센서에서 감지한 신호에 따른 침대의 수평도 제어 순서도,
도 9는 본 발명에 따른 침대의 사용유무에 따른 심탄도신호를 보인 그래프,
도 10은 본 발명에 따른 120분 동안 측정한 심박수 그래프,
도 11은 본 발명에 따른 120분 동안 측정한 호흡수 그래프,
도 12는 본 발명에 따른 수면상태에서 측정한 심박수와 심박출량 및 심박수변동성 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템을 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템은 침대(100)와, 상기 침대(100)의 상면 수평도를 조절하기 위한 수평도조절수단(200)과, 상기 침대(100)에 부착되어 사용자 즉, 환자의 심탄도 정보를 감지하기 위한 심탄도센서(300)와, 상기 심탄도센서(300)에서 감지된 정보를 수신받아 분석하여 분석결과 코골이 등에 따른 이상발생시에는 상기 수평도조절수단(200)을 제어하기 위한 구동신호를 생성하는 관리서버(400)와, 상기 관리서버(400)에 접속되어 측정대상 환자의 상태를 모니터링하는 관리자단말기(500)를 포함하여 구성된다.
상기 침대(100)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상부에 복수개의 침대프레임(111)이 일정간격 나열되게 설치되는 침대본체(110)와, 복수개의 상기 침대프레임(111)에 의해 형성된 상측공간을 커버하도록 판형으로 마련되고 하면 중앙부가 상기 침대프레임 중 어느 하나 이상에 힌지결합되어 좌우측방향으로 유동되게 설치되는 상부플레이트(120)와, 상기 상부플레이트(120)와 침대프레임(111)의 사이에 서로 이격되게 복수개 설치되어 상기 상부플레이트(120)에 탄성력을 제공하여 상방으로 이동되게 하는 탄성연결부(130)를 포함하여 구성된다.
상기 침대본체(110)는 가로 및 세로프레임과 수직프레임의 조립을 통해 이루어진 통상 병원에서 사용되는 환자용 침대로서, 이러한 침대본체(110)의 침대프레임(111)에 탄성연결부(130)를 매개로 상기 상부플레이트(120)가 설치된다.
상기 상부플레이트(120)는 일정 두께의 판형으로 형성되는 것으로, 상기 침대프레임(111) 중 최외곽에 구비되는 침대프레임에 의해 형성되는 면적과 동일하거나 작게 형성됨이 바람직하다.
상기 상부플레이트(120)는 상면이 평평하게 형성되거나 상부에 얹혀지는 매트리스 등이 미끌리지 않도록 가장자리 부분이 상측 방향으로 일정길이 돌출되게 형성될 수 있고, 측면이나 하면에 상기 심탄도센서(300)가 설치된다.
물론, 상기 심탄도센서(300)는 상기 상부플레이트(120) 외에 침대프레임(111)이나 매트리스에 부착되어 사용될 수도 있다.
상기 상부플레이트(120)의 힌지회동을 위해, 상기 상부플레이트(120)의 중앙부 하면에는 수직으로 장방형의 가이드홀(122)이 형성된 플레이트브라켓(121)이 구비되고, 상기 플레이트브라켓(121)과 마주하는 상기 침대프레임(111)의 상부 해당부위에는 침대브라켓(111a)이 구비되며, 상기 침대브라켓(111a)에 형성된 홀과 가이드홀(122)을 관통하여 힌지축(112)이 설치된다.
상기 가이드홀(122)을 장방형으로 길게 형성한 이유는 침대의 미사용시에는 상부플레이트(120)가 탄성연결부(130)에 의해 상방으로 탄성 이동되고, 침대의 사용시에는 환자의 몸무게에 의해 상부플레이트가 탄성연결부(130)를 가압하면서 하방으로 일정 길이 이동될 수 있도록 하기 위함이다.
여기서, 상기 플레이트브라켓(121)과 침대브라켓(111a)은 도시된 것과 반대로 하부프레임과 상부플레이트에 각각 형성되게 할 수도 있음은 당연하다.
상기 탄성연결부(130)는 침대프레임에 대해 상부플레이트가 탄성동작되게 하기 위한 구성으로 복수개 구비되어 있으며, 침대의 사용시 상부플레이트가 완충동작되면서 사용상의 불편함을 줄여주기 위한 구성이다. 이러한 탄성연결부(130)는 상부플레이트에 탄성력을 제공하는 구조이면 모두 가능하다.
상기 탄성연결부(130)의 일 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 침대프레임(111)의 상면에 서로 이격되게 복수개 돌출되는 하부지지돌기(131)와, 상기 하부지지돌기(131)와 마주보도록 상기 상부플레이트(120)의 하면에 돌출되는 상부지지돌기(132)와, 상기 상부지지돌기(132)와 하부지지돌기(131)의 내부 또는 외부에 끼워져 수직으로 설치되는 탄성스프링(133)으로 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 침대(100)는 상부플레이트(120)가 침대프레임(111)에 탄성연결부(130)를 매개로 연결되어 있음으로써 이 탄성연결부(130)에 의해 상부플레이트가 탄성동작되게 구비되어 있으며, 또한 상부플레이트(120)는 침대프레임(111)에 힌지결합되어 있음으로써 수평도조절수단(200)에 의해 좌우 어느 일측방향으로 회동되면서 수평도가 조절되도록 이루어져 있다.
상기한 상부플레이트 회동은 환자가 수면 중 침대에서 떨어질 수 있으므로, 대략 30mm 이내에서 조절됨이 바람직하다.
상기 수평도조절수단(200)의 제어는 상기 관리서버(400)에 의해 이루어지는 것이고, 상기 관리서버(400)는 심탄도센서(300)의 감지신호를 기준으로 하여 상기 상부플레이트(120)의 수평도를 제어하게 되는 것이다.
상기 수평도조절수단(200)은 일 실시예로서, 상기 상부플레이트(120)의 하면 좌측과 우측에 각각 회동가능하게 설치되는 수직봉(210)과, 상기 수직봉(210)에 기어결합되어 수직봉(210)을 상승 또는 하강이동시키도록 구동력을 전달하는 감속기어부(220)와, 상기 감속기어부(220)에 구동력을 제공하는 구동모터(230)로 구성된다.
따라서, 구동모터(230)의 구동을 통해 감속기어부(220)로 연결된 수직봉(210)이 상승하거나 하강동작되면서 상기 상부플레이트(120)의 좌측 또는 우측을 상승 또는 하강이동되는 것이고, 이에 따라 상부플레이트(120)의 수평도가 바뀌게 되는 것이다.
이때, 상기 수직봉(210)의 상단은 상기 상부플레이트(120)의 하부에 브라켓과 힌지축을 이용하여 힌지결합되게 설치하거나, 도면에 도시된 바와 같이 수직봉의 상단을 볼록하게 형성하고 그 볼록한 상단을 감싸도록 오목한 수직봉삽입홈(126)을 갖는 지지대(125)를 상기 상부플레이트(120)의 하면에 결합하여 회동되게 설치할 수 있다.
상기 심탄도센서(300)는 상기 침대프레임(111)과 상부플레이트(120) 및 매트리스 중 어느 하나에 부착되어 환자의 심탄도를 감지하는 것으로, 감지된 정보를 관리서버(400)로 전달하게 된다. 관리서버(400)로의 전달을 위해 상기 심탄도센서(300)에는 통신수단이 구비됨은 당연하다.
상기 관리서버(400)에서는 심탄도센서(300)에서 감지한 정보를 전달받아 필터링을 거친 후 해당 정보를 분석하여 이상유무를 판단하게 되는 것이고, 이상이 있을 경우 상기 수평도조절수단(200)을 제어하기 위한 구동신호를 생성시키게 되는 것이다.
상기 심탄도센서(300)에서 감지한 정보는 설정된 시간당 심박수(HR), 호흡수(RR), 심박출량(SV), 심박수 변동성(FRV), 신호의 세기(Signal Strength)를 포함한다.
도 10은 수면상태에서 120분동안 측정한 심박수(HR)를 나타낸 그래프로서, 심탄도센서에서 측정한 값과 수면다원검사(PSG)로 측정한 값이 근소한 차이를 보일 뿐 거의 동일함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 별도의 수면다원검사 등을 실시하지 않고도 심탄도센서를 이용하여 그와 극히 유사한 결과값을 얻을 수 있으며, 이를 통해 환자의 상태를 상시 모니터링할 수 있는 것이다.
또한, 도 11은 수면상태에서 120분동안 측정한 호흡수(HR)를 나타낸 그래프로서, 심탄도센서에서 측정한 값과 수면다원검사(PSG)로 측정한 값이 큰 차이 없이 유사함을 알 수 있으며, 이에 따라 환자의 수면 중 호흡수를 체크할 수 있는 것이다.
이외에도, 상기한 심박출량이나 심박수 변동성를 측정할 수 있고, 측정한 신호의 세기를 통해 코골이 유무 등을 판단할 수 있어 상부플레이트의 수평도 조절로 코골이 발생을 방지하거나 최소화할 수 있다.
도 12는 밤 10시부터 아침 6시까지의 수면 중 측정한 심박수(HR)와 심박출량(SV) 및 심박수 변동성(HRV)을 보인 그래프이다.
이 그래프에서 측정된 신호는 사전에 설정된 프로그램의 기준에 의해 판단되는 것이며, 본 발명에서는 심박출량(SV)의 값이 75이면 왼쪽 어깨가 바닥에 접촉되게 누워있는 경우이고, 60은 등뒤로 누워있을 경우이며, 40은 오른쪽 어깨가 바닥에 접촉되게 누워있는 경우이다.
그리고 심박수 변동성(HRV)은 수면주기를 확인할 수 있는 자료로서, 호흡깊이와도 연관성이 있다.
한편, 본 발명은 환자가 침대를 현재 사용중인지를 관리자단말기(500)에서 확인할 수 있다.
도 9는 침대의 사용유무에 따라 측정된 그래프로서, 침대의 미사용시에는 진폭의 큰 변화없이 소음 등의 노이즈로 인한 결과값만이 측정되고 있음을 알 수 있고, 침대를 사용중인 경우에는 신호에 진폭 변화가 있음을 알 수 있고, 일부 구간을 세부적으로 확대해보면 심탄도센서에서 감지되고 있는 특정신호가 반복적으로 생성되고 있음을 확인할 수 있다.
이와 같이 측정되는 신호에서 신호의 진폭이 설정된 진폭 이상으로 측정될 수 있는데, 이 경우에는 코골이 등으로 인한 신호인 것으로 판단하고 상기 수평도조절수단(200)을 구동시켜 침대의 상부플레이트(120)의 수평도를 조절해 주는 것이며, 환자는 무의식 중에 자세를 바로잡거나 변경시키게 되며 이로 인해 코골이 발생이 최소화 또는 방지할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 심탄도센서에서 감지한 심탄도 신호를 수신받는 관리서버(400)는 각각의 침대에 부착된 심탄도센서(300)로부터 심탄도 정보를 수신받아 침대별로 누적 저장하는 정보저장부(410)와, 상기 정보저장부(410)에 저장된 심탄도 정보를 기준 정보와 비교 분석하여 이상유무를 판단하는 정보분석부(420)와, 상기 정보분석부(420)의 분석결과 이상이 있을 경우에 상기 수평도조절수단(200)을 제어하기 위한 구동신호를 생성시키는 구동신호생성부(430)를 포함한다.
상기 정보분석부(420)는 사전에 설정해놓은 기준에 의거하여 심탄도센서(300)에서 감지된 정보를 분석하여 설정기준을 벗어나는지를 판단하게 되는 것이고, 설정기준을 벗어난 것으로 판단되면 마이컴(미도시)에 신호를 전달하게 되며, 마이컴은 구동신호생성부(430)에 신호를 전달하여 구동신호를 생성하도록 한다.
상기 구동신호생성부(430)는 상기 정보분석부(420)에서 분석한 생체신호에 이상이 있는 경우에 한해 제어신호를 생성하여 침대의 수평도를 조절하게 되는 것이다.
여기서, 상기 관리서버(400)는 정보분석부(420)에 분석한 정보에 이상이 있을 경우에, 상기 관리자단말기(500)로 신호를 전달하여 화면에 표시하도록 함이 바람직하다.
상기 관리자단말기(500)는 관리서버(400)에 접속되어 이상신호 발생시 해당 침대의 정보를 육안확인할 수 있는 것이고, 정보저장부(410)에 저장된 정보를 읽어들이거나 다운받아 확인할 수 있다.
이러한 관리자단말기(500)는 이상신호 확인을 통해 환자의 건강상태를 체크하거나 관리할 수 있는 것이다.
상기 관리자단말기(500)는 환자를 관리하는 간호사나 의사 등의 관리자가 사용하는 단말기로서, 스마트폰, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(Personal digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같이 인터넷 접속이 가능하고 휴대성 또는 이동성을 갖는 단말기이거나, 데스크탑 PC와 같이 이동이 없이 사용하는 단말기를 포함한다.
한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 침대본체(110)의 일측면 또는 양측면에는 환자의 낙상을 방지하도록 안전바(150)가 설치된다.
상기 안전바(150)는 통상의 환자침대에 설치된 공지의 것과 동일한 것으로 침대프레임(111)에 접철되게 설치되거나 승하강동작되게 설치되어 지는 것이며, 도면에서는 접철식으로 도시하였다.
본 발명에서는 이러한 안전바(150)의 작동을 위해 안전바구동모터(160)가 설치되는 것이고, 상기 안전바구동모터(160)는 감속기어부를 매개로 상기 안전바(150)의 하부 일측에 결합된다.
따라서, 상기 안전바구동모터(160)의 구동에 의해 상기 안전바(150)가 침대프레임(111)으로부터 접어지거나 펼처지게 되는 것이다.
구체적으로, 상기 안전바(150)의 설치를 위해, 상기 침대본체(110)의 양측 길이방향으로 구비된 침대프레임(111)에는 상기 안전바브라켓(141)이 복수개 설치된 안전바고정프레임(140)이 결합되어 있다.
그리고 상기 안전바(150)는 복수개의 수직안전바(미부호)와 이 수직안전바의 상단을 연결하는 수평안전바(미부호)로 이루어져 있고, 상기 수직안전바의 하단이 상기 안전바브라켓(141)에 안전바고정축(142)으로 결합되는 것이다.
이때, 상기 안전바고정축(142)은 상기 수직안전바의 하단에 일체로 형성되거나 분리되게 형성될 수 있는데, 상기 안전바구동모터(160)의 구동력을 전달받는 안전바고정축(142)은 상기 수직안전바의 하단에 일체로 형성됨이 바람직하다.
따라서, 상기 안전바구동모터(160)의 구동에 의해 상기 안전바고정축(142)이 회전되면서 상기 수직안전바를 회전시켜 침대프레임에 접힘동작 또는 펼침동작시키게 된다.
상기 안전바고정축(142)은 상기 감속기어부에 기어결합되거나 축결합되어 구동력을 전달받는 것이다.
여기서, 상기 침대본체(110)에는 상기 안전바구동모터(160)의 작동을 위해 모터작동부(170)가 설치될 수 있다. 상기 모터작동부(170)는 전원의 온오프 스위치와 안전바구동모터의 온오프 스위치가 구비된다.
또한, 상기 모터작동부(170)에는 상기 상부플레이트(120)의 수평도를 조절하는 수평도조절수단의 구동모터(230)의 작동을 제어하기 위한 온오프스위치가 구비될 수도 있다.
본 발명에서 상기 안전바(150)는 상기 모터작동부(170)의 제어에 의해 작동되거나 상기 관리서버(400)의 구동신호생성부(430)의 구동신호에 의해 작동될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에서 환자의 심탄도감지에 따른 침대의 작용상태를 보면, 환자가 취침 및 휴식을 위해 침대의 상부플레이트(120)에 눕게 되면, 심탄도센서(300)에서 환자의 심탄도를 감지하게 된다.
심탄도센서(300)에서 감지된 신호는 관리서버(400)로 전달되고, 관리서버(400)의 정보분석부(430)는 수신받은 감지신호를 분석하여 이상이 있는지를 판단한다. 감지신호에 이상이 있는 것으로 판단되면 마이컴에 이상신호가 감지되었음을 알리고, 마이컴은 구동신호생성부(430)에 구동신호를 생성하도록 제어신호를 송출하며, 구동신호생성부(430)는 구동신호의 생성을 통해 구동모터(230)를 작동시켜 상부플레이트의 기울기를 변경시켜 환자의 머리위치나 수면자세를 변경하거나 바꾸도록 유도하게 된다.
본 발명에서는 심탄도센서에서 감지하는 심탄도를 이용하여 심박수, 심박출량, 호흡수 등을 측정할 수 있고, 심박출량을 통해 혈류흐름를 확인할 수 있어 뇌졸중 등을 예측하거나 예방할 수 있다.
또한, 심탄도의 진폭을 통해 코골이가 있는지를 확인할 수 있어 설정 기준 이상의 코골이 감지시에는 상기 구동신호생성부(430)에서 구동모터를 구동시켜 상부플레이트의 기울기를 조절하도록 함으로써 머리의 위치나 수면자세를 바꿔주어 코골이를 방지하게 되는 것이다.
한편, 상기 정보분석부에서 이상이 있는 것으로 판단되면 마이컴은 관리자단말기(500)로 이상신호를 전달하게 되고, 관리자단말기(500)에서는 이상신호의 확인을 통해 환자의 수면상태는 물론 건강상태을 체크하거나 관리할 수 있게 된다.
본 발명에서는 환자를 관리하는 것으로 기재하였으나, 환자 외에도 독거노인 등의 노약자도 일괄 관리할 수 있다.
100: 침대 110: 침대본체
111: 침대프레임 111a: 침대브라켓
112: 힌지축 120: 상부플레이트
121: 플레이트브라켓 122: 가이드홀
125: 지지대 126: 수직봉삽입홈
130: 탄성연결부 131: 하부지지돌기
132: 상부지지돌기 133: 탄성스프링
140: 안전바고정프레임 141: 안전바브라켓
142: 안전바고정축 150: 안전바
160: 안전바구동모터 170: 모터작동부
200: 수평도조절수단 210: 수직봉
220: 감속기어부 230: 구동모터
300: 심탄도센서 400: 관리서버
410: 정보저장부 420: 정보분석부
430: 구동신호생성부 500: 관리자단말기

Claims (4)

  1. 상부에 복수개의 침대프레임(111)이 일정간격 나열되게 설치되는 침대본체(110)와, 복수개의 상기 침대프레임(111)에 의해 형성된 상측공간을 커버하도록 마련되고 하면 중앙부가 상기 침대프레임 중 하나 이상에 힌지결합되어 좌우측방향으로 유동되게 설치되는 상부플레이트(120)와, 상기 상부플레이트(120)와 침대프레임(111)의 사이에 서로 이격되게 복수개 설치되어 상기 상부플레이트(120)에 탄성력을 제공하여 상방으로 이동되게 하는 탄성연결부(130)를 포함하여 구성된 침대(100);
    상기 침대프레임(111)에 하나 이상 설치되어 관리자단말기의 구동신호에 의해 작동되면서 상기 상부플레이트(120)를 좌우측방향으로 유동시켜 수평도를 조절하기 위한 수평도조절수단(200);
    상기 침대프레임(111)과 상부플레이트(120) 및 상부플레이트의 상면에 얹혀지는 매트리스 중 어느 하나에 부착되어 환자의 심탄도를 감지하여 관리서버(400)로 전달하는 심탄도센서(300);
    각각의 침대에 부착된 심탄도센서(300)로부터 심탄도 정보를 수신받아 침대별로 누적 저장하는 정보저장부(410)와, 상기 정보저장부(410)에 저장된 심탄도 정보를 기준 정보와 비교 분석하여 이상유무를 판단하는 정보분석부(420)와, 상기 정보분석부(420)의 분석결과 이상이 있을 경우에 상기 수평도조절수단(200)을 제어하기 위한 구동신호를 생성시키는 구동신호생성부(430)를 포함하는 관리서버(400);
    상기 관리서버(400)에 접속되어 정보저장부(410)에 저장된 정보를 확인하고, 이상신호 발생시 해당 침대 정보를 관리자가 육안확인하도록 화면에 표시하는 관리자단말기(500);로 이루어지고,
    상기 탄성연결부(130)는, 상기 침대프레임(111)의 상면에 서로 이격되게 복수개 돌출되는 하부지지돌기(131)와, 상기 하부지지돌기(131)와 마주보도록 상기 상부플레이트(120)의 하면에 돌출되는 상부지지돌기(132)와, 상기 상부지지돌기(132)와 하부지지돌기(131)의 내부 또는 외부에 끼워져 수직으로 설치되는 탄성스프링(133)으로 구성되며,
    상기 수평도조절수단(200)은, 상기 상부플레이트(120)의 하면 좌측과 우측에 각각 회동가능하게 설치되는 수직봉(210)과, 상기 수직봉(210)에 기어결합되어 수직봉(210)을 상승 또는 하강이동시키도록 구동력을 전달하는 감속기어부(220)와, 상기 감속기어부(220)에 구동력을 제공하는 구동모터(230)로 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 침대본체(110)의 일측면 또는 양측면에는 환자의 낙상을 방지하도록 상기 침대프레임(111)에 접철 또는 승하강동작되게 안전바(150)가 설치되고,
    상기 침대본체(110)에는 상기 안전바(150)의 하부 일측에 감속기어부를 매개로 기어결합되며, 상기 침대본체(110)에 구비된 모터작동부(170) 또는 상기 관리서버(400)의 구동신호생성부(430)의 구동신호에 의해 작동되는 안전바구동모터(160)가 설치되는 것을 특징으로 하는 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 심탄도센서(300)에서 감지되는 정보는, 설정된 시간당 심박수(HR), 호흡수(RR), 심박출량(SV), 심박수 변동성(FRV), 신호의 세기(Signal Strength)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템.
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