KR101942049B1 - 피에이치(pH) 센서, 무선전력전송 및 무선통신 기술을 이용한 창상 감염 모니터링용 스마트드레싱 및 스마트드레싱 시스템 - Google Patents
피에이치(pH) 센서, 무선전력전송 및 무선통신 기술을 이용한 창상 감염 모니터링용 스마트드레싱 및 스마트드레싱 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 외부기기로부터 무선전력을 수신하여 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하고, 피에이치(pH)를 측정하여 생성한 정보를 다시 외부기기로 송신하는 스마트드레싱 및 이에 관련된 시스템에 관한 것으로, 드레싱부 및 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하여 측정신호를 생성하는 피에이치(pH)센싱부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱을 제공한다.
Description
본 발명은, 피에이치(pH)센서, 무선전력전송 및 무선통신 기술을 이용한 창상 감염 모니터링용 스마트드레싱에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외부기기로부터 무선전력을 수신하여 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하고, 피에이치(pH)를 측정하여 생성한 정보를 다시 외부기기로 송신하는 스마트드레싱 및 이에 관련된 시스템에 관한 것이다.
근래에는 스마트폰을 넘어서서 몸에 착용하거나 부착하여 사용하는 웨어러블 디바이스가 떠오르고 있고, 웨어러블 디바이스는 기본적으로 입을 수 있는 티셔츠와 바지부터 시작해 안경, 팔찌, 시계와 같은 액세서리, 신발에 이르기까지 다양한 형태가 제공되고 있다. 웨어러블 디바이스는 스마트폰의 다양한 기능을 담고 있지만, 특히 헬스케어 기능을 포함하는 것들이 많다. 나이키의 ‘퓨얼밴드’, 핏빗의 '플렉스', 조본의 ‘업’, 애플의 '애플워치' 등의 웨어러블 디바이스는 운동량과 수면 시간, 수면의 질 등을 체크하고 기록하며 체계적으로 필요한 운동량을 관리해주는 기능을 하면서 모바일 헬스케어 시장을 주도하고 있다. 애플리케이션과 연동해 하루 24시간 기록되는 데이터를 바탕으로 생활 습관과 운동량을 분석하고, 효율적으로 건강 목표를 제시하고 관리하는 것, 항상 몸에 붙어 있다는 특징 때문에 앞으로도 헬스케어 관련 기능은 더욱 확장될 것으로 보인다.
이러한 추세와 같이 웨어러블 센서에 대한 연구가 다각도로 진행되고 있고, 이 중 피에이치(pH) 센서에 대한 연구도 이루어지고 있다. 피에이치(pH) 센서를 생체에 적용할 경우 기본적으로 생체의 건강에 대하여 파악할 수 있고, 특히 생체의 창상부위에 피에이치(pH)센서를 접촉시키면 피에이치(pH)센서가 창상부위의 치유 정도나 창상부위의 감염 정도에 따라 다른 피에이치(pH)를 출력하는 것으로 알려져 있다. 피에이치(pH)센서와 관련하여, 대한민국 등록특허 0752416호(발명의 명칭 : 실시간 pH 연속 측정 시스템 및 그 방법, 이하 종래기술 1이라 한다.)에서는 측정 대상 시료 중의 수소이온 농도를 측정하기 위하여, 금속(Sb, Ir, Pt 등) 또는 금속산화물(Sb2O3, IrO2, PtO2 등)과 수소이온에 감응성을 나타내는 고분자 물질(silicone rubber, polyurethane, Poly(vinyl chloride))을 혼합하여 제조된 고체상 pH 센서, 상기 고체상 pH 센서와 일체로 구성되며 상기 측정 대상 시료의 온도를 측정하기 위한 온도감지 센서, 상기 온도감지 센서의 온도 측정 결과를 바탕으로 고체상 pH 센서의 측정값을 보정하여 상기 시료 중의 수소이온농도 측정 결과값을 얻어 이를 출력하며, 유 무선 통신수단을 통해 원격지에 전송하여 원격지에서의 모니터링을 가능케하는 콘트롤러, 상기 콘트롤러의 제어에 따라 상기 측정 결과를 디스플레이 하는 디스플레이부 및 상기 콘트롤러의 제어에 따라 원격지와 유무선 통신하는 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 pH 연속 측정 시스템이 개시되어 있다.
한편 근래에는 모바일 중심의 생활이 일상으로 보편화되고 사물인터넷(IoT) 시대가 시작되면서, 무선통신기술과 무선전력전송기술에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 블루투스, 와이파이, NFC, MST 기술 등 다양한 기술을 통한 무선통신은 사람들의 삶을 변화시키고 있다. 무선전력전송기술은 기존의 전선으로 전력을 전송하여 기기를 충전하는 방식 대신 대기를 통해 전력을 무선으로 전송하여 기기를 충전하는 기술로 휴대폰, 노트북, 전기자동차 등의 충전에 이용되고 있으며, 무선전력전송 방식에는 자기유도방식, 자기공진방식, 전자기파방식이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래기술 1이 웨어러블 센서로는 적용하기 어렵다는 제1문제점, 종래기술 1이 피에이치(pH) 측정값을 무선으로 원격지에 전송할 수는 있으나 피에이치(pH)센서가 구동될 수 있는 전원을 공급하는 수단을 개시하고 있지 않다는 제2문제점을 해결하려 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 문제점을 해결하기 위해 안출되는 본 발명은, 외부기기로부터 무선전력을 수신하여 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하고, 피에이치(pH)정보를 생성하여 상기 외부기기에 송신하는 스마트드레싱에 있어서, 드레싱부 및 상기 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하여 측정신호를 생성하는 피에이치(pH)센싱부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 측정신호를 처리하여 상기 피에이치(pH)정보를 생성하는 마이크로컨트롤러를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 피에이치(pH)정보를 상기 외부기기에 송신하는 피에이치(pH)정보송신부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 외부기기로부터 상기 무선전력을 수신하여 상기 피에이치(pH)센싱부에 전원을 공급하는 무선전력수신부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 피에이치(pH)센싱부는, 참조전극, 상기 창상부위에 접촉하여 상기 창상부위의 피에이치(pH)에 따라 전위가 변화하는 센싱전극 및 상기 참조전극과 상기 센싱전극의 전위차를 측정하는 전위차측정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 피에이치(pH)센싱부는, 상기 피에이치(pH)센싱부 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하여 구성되고, 상기 참조전극은 상기 온도에 무관하게 일정한 전위를 유지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 창상부위의 피에이치(pH)와 상기 전위차의 관계를 상기 온도별로 기록하고 있는 참조데이터를 참조하여 상기 피에이치(pH)정보를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 측정신호는 아날로그 측정신호이고, 상기 아날로그 측정신호를 디지털 측정신호로 변환하는 신호변환부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 피에이치(pH)정보송신부는 피에이치(pH)정보송신안테나를 통하여 상기 피에이치(pH)정보를 상기 외부기기에 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 무선전력수신부는 무선전력수신안테나를 통하여 상기 무선전력을 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 기판부를 더 포함하여 이루어지고, 상기 피에이치(pH)센싱부는 상기 기판부 상에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 드레싱부는 상기 피에이치(pH)센싱부의 일부 또는 전부를 상기 창상부위에 고정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 드레싱부, 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하여 측정신호를 생성하는 피에이치(pH)센싱부, 측정신호를 처리하여 피에이치(pH)정보를 생성하고, 피에이치(pH)정보를 포함하는 제1디지털신호를 생성하는 제1마이크로컨트롤러, 제1디지털신호를 무선주파수신호로 변환하는 피에이치(pH)정보송신부, 교류무선전력신호를 직류무선전력신호로 변환하여 피에이치(pH)센싱부, 마이크로컨트롤러 및 피에이치(pH)정보송신부 중 하나 이상에 전원을 공급하는 무선전력수신부를 포함하여 구성되는 스마트드레싱, 및 무선주파수신호를 제2디지털신호로 변환하는 피에이치(pH)정보수신부, 제2디지털신호를 처리하여 피에이치(pH)정보를 생성하는 제2마이크로컨트롤러, 교류무선전력신호를 생성하는 무선전력송신부를 포함하여 구성되는 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈, 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제2마이크로컨트롤러가 생성한 피에이치(pH)정보를 전달받아 저장하는 서버를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템을 제공한다.
본 발명은 신체에 부착될 수 있는 웨어러블 센서 및 이를 포함하는 시스템으로서 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하여 창상부위의 감염 정도나 치유 정도를 파악할 수 있다는 제1효과, 무선통신기술뿐만 아니라 무선전력전송기술이 적용되어 센서에 전원을 공급하기 위한 번거로운 수단이 필요치 않다는 제2효과, 창상부위의 피에이치(pH)를 무선으로 모니터링함으로써 의사나 환자 등이 드레싱의 교체 주기를 정확히 파악할 수 있다는 제3효과, 상기 제3효과로 인하여 드레싱의 오남용을 막을 수 있다는 제4효과, 회로에 전원을 공급하는 대형 배터리 등이 존재하지 않으므로 배터리 폭발 우려 등이 없어 안전성이 있다는 제5효과, 인체에 부착되는 경우 요구되는 유연성과 생체적합성을 갖추고 있다는 제6효과 및 단순한 구조로 상품성과 경제성이 있다는 제7효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따르면 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명인 스마트드레싱의 일실시예를 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명인 스마트드레싱시스템의 일실시예를 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명인 스마트드레싱시스템의 일실시예를 나타내는 모식도.
도 4는 본 발명인 스마트드레싱시스템의 일실시예를 나타내는 모식도.
도 2는 본 발명인 스마트드레싱시스템의 일실시예를 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명인 스마트드레싱시스템의 일실시예를 나타내는 모식도.
도 4는 본 발명인 스마트드레싱시스템의 일실시예를 나타내는 모식도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 스마트드레싱(10)은 외부기기로부터 무선전력을 수신하여 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하고, 피에이치(pH)정보를 생성하여 외부기기에 송신하는 모듈이다. 외부기기는 무선단말로서 개인통신단말기(Personal Communication System, PCS), GSM(Global System for Mobile communications)단말기, 개인디지털셀룰러단말기(Personal Digital Cellular, PDC), PHS(Personal Handyphone System)단말기, 개인정보단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 스마트폰(smart phone), 텔레매틱스(telematics), 무선데이터통신단말기 및 휴대인터넷단말 중 하나 이상이 될 수 있고, 이하 같으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 외부기기는 의사, 환자, 기타 관계인이 소유할 수 있고, 의사, 환자, 기타 관계인은 창상부위의 피에이치(pH)정보를 외부기기를 통해 확인함으로써 창상부위의 회복여부, 창상부위의 감염여부 등을 파악할 수 있다. 스마트드레싱(10)은 드레싱부(180) 및 피에이치(pH)센싱부(110)를 포함하여 이루어진다. 그리고 신호변환부(120), 마이크로컨트롤러(130), 피에이치(pH)정보송신부(140), 안테나부(150), 무선전력수신부(160) 및 기판부(170) 중 하나 이상을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 도 1은 스마트드레싱(10)의 일실시예를 나타낸 것으로서, 상기 구성들을 모두 포함하는 스마트드레싱(10)을 블록도로 도시하고 있다. 이하, 도 1에 도시된 스마트드레싱(10)을 이루는 각 구성요소별로 상술하기로 한다.
드레싱부(180)는 통상의 드레싱을 의미한다. 따라서 드레싱부(180)는 창상부위에 접촉하는 것으로서, 소독약이나 연고 등을 창상부위에 바르고 드레싱부(180)를 창상부위에 덮는 경우 창상의 치유를 촉진할 수 있다. 드레싱부(180)는 점착성이 있는 패드, 압박붕대 및 거즈 중 하나가 될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 참고로 창상부위에 감겨진 붕대 위에 감겨져 창상부위와 직접 접촉하지 않는 것은 엄밀한 의미의 드레싱부(180)는 아니다. 드레싱부(180)는 후술할 피에이치(pH)센싱부(110)의 일부 또는 전부를 창상부위에 고정한다. 또한 드레싱부(180)는 스마트드레싱(10)을 이루는 다른 구성요소들의 일부 또는 전부를 창상부위에 고정할 수 있다. 고정하는 방식은 창상부위에 접촉할 구성요소로 창상부위의 일부 또는 전부를 덮고, 덮인 부위를 포함하는 부위에 드레싱부(180)를 점착시키거나 덮인 부위를 포함하는 부위를 드레싱부(180)로 감는 방식이 될 수 있으므로, 스마트드레싱(10)에 있어 드레싱부(180)는 어떤 다른 구성요소보다도 큰 면적을 가진다고 할 수 있다.
피에이치(pH)센싱부(110)는 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하여 측정신호를 생성한다. 피에이치(pH)센싱부(110)는 통상의 피에이치(pH)센서와 같이 참조전극(112), 센싱전극(111) 및 전위차측정부(113)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 여기에 온도센서(114)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 참조전극(112)은 염화칼륨으로 포화된 염화은전극이나 칼로멜전극이 바람직하다. 그리고 창상부위에 접촉하는 센싱전극(111)은 전도성폴리머나 글래스전극이 바람직하다. 센싱전극(111)은 창상부위에 접촉하여 창상부위의 피에이치(pH)에 따라 전위가 변화하기 때문에, 전위차측정부(113)가 참조전극(112)과 센싱전극(111)의 전위차를 측정하여 출력하면, 이 전위차로부터 창상부위의 피에이치(pH)를 알아낼 수 있다. 그러나 피에이치(pH)의 개념 자체가 온도와 무관할 수 없는 개념이고, 대부분의 다른 센서들과 마찬가지로 피에이치(pH)센서가 출력하는 전위차도 피에이치(pH)센서 내부의 온도에 따라 오차가 생긴다. 따라서 피에이치(pH)센싱부(110)는 온도센서(114)를 더 포함하여, 온도센서(114)가 피에이치(pH)센싱부(110) 내부의 온도를 측정하여 출력할 수 있고, 여기서 참조전극(112)은 온도에 무관하게 일정한 전위를 유지하며, 전위차측정부(113)는 온도에 의한 오차를 보유한 전위차를 출력하게 된다. 그러므로 측정신호는 전위차측정부(113)가 출력하는 전위차뿐만 아니라 온도센서(114)가 출력하는 온도를 포함할 수 있으며, 이 경우 후술할 마이크로컨트롤러(130)가 전위차측정부(113)가 출력한 전위차를 온도보정할 수 있다. 다만 지금까지 설명한 피에이치(pH)센싱부(110)에 관한 내용은 일실시예일 뿐이고, 피에이치(pH)센싱부(110)를 공지된 어떤 피에이치(pH)센서(예를 들어, 'D. Puchberger-Enengl, C. Krutzler, M. J. Vellekoop, E. Gusshausstrasse, Sensors IEEE 2011, 5 - 8.', 'J. Phair, L. Newton, C. McCormac, M. F. Cardosi, R. Leslie, J. Davis, Analyst 2011, 136, 4692 - 4695.', 'L. Van der Schueren, K. De Clerck, Textile Res. J. 2009, 80, 590 - 603.', 'A. Nocke, A. Schrcter, C. Cherif, G. Gerlach, Autex Res. J. 2012, 12, 20 - 22.', 'D. Morris, S. Coyle, Y. Wu, K. T. Lau, G. Wallace, D. Diamond, Sens. Actuators B 2009, 139, 231 - 236.' 등에 기재된 피에이치(pH)센서)로든 한정하지 않는다.
신호변환부(120)는 측정신호가 아날로그 측정신호인 경우 이를 디지털 측정신호로 변환한다. 이는 후술할 마이크로컨트롤러(130)가 디지털 측정신호만을 인식할 수 있기 때문이다. 신호변환부(120)는 필요에 따라 아날로그 측정신호의 증폭 및/또는 노이즈 제거 후에 아날로그 측정신호를 디지털 측정신호로 변환할 수도 있다.
마이크로컨트롤러(130)는 스마트드레싱(10)의 전반적인 기능을 제어하며, 소정의 신호를 수신 및 처리하여 그에 대응하는 정보를 생성한다. 마이크로컨트롤러(130)는 내부에 메모리를 포함하는데, 메모리는 수신하는 소정의 신호를 판독하기 위한 데이터, 소정의 신호에 대응하는 데이터, 스마트드레싱(10)의 기능과 역할을 정의하고 마이크로컨트롤러(130)가 스마트드레싱(10)을 제어하는데 요구되는 데이터 및 메모리에 저장된 데이터에 대한 유효성을 판별하기 위한 데이터 중 하나 이상이 저장되는 데이터필드를 포함한다.
마이크로컨트롤러(130)는 측정신호를 수신하고 메모리에 저장된 데이터를 참조하여 피에이치(pH)정보를 생성한다. 예를 들어, 창상부위의 피에이치(pH)와 전위차측정부(113)가 출력하는 전위차의 비례 관계가 메모리에 저장되어 있는 경우, 마이크로컨트롤러(130)는 측정신호를 수신하여 얻은 전위차를 상기 비례 관계를 기록한 데이터와 대비하여, 창상부위의 피에이치(pH)를 포함하는 피에이치(pH)정보를 생성할 수 있다. 또한 마이크로컨트롤러(130)는 전위차측정부(113)가 출력한 전위차의 온도보정을 수행할 수 있는데, 메모리에 창상부위의 피에이치(pH)와 전위차측정부(113)가 출력하는 전위차의 관계를 온도별로 기록하고 있는 참조데이터가 저장되어 있는 경우, 마이크로컨트롤러(130)는 측정신호를 수신하여 얻은 전위차 및 온도를 참조데이터와 대비함으로써 보정된 전위차에 대응하는 피에이치(pH)를 포함하는 피에이치(pH)정보를 생성할 수 있다.
피에이치(pH)정보송신부(140)는 마이크로컨트롤러(130)가 피에이치(pH)정보를 포함하는 소정의 디지털신호를 생성하면, 이 신호를 무선주파수신호로 변환하여 외부기기로 송신한다. 피에이치(pH)정보송신부(140)는 소정의 무선통신수단을 통하여 외부기기에 피에이치(pH)정보를 송신하고, 따라서 무선주파수신호는 적외선(IR)통신 신호, 라디오주파수(RF)통신 신호, 무선랜 신호, 와이파이(Wi-Fi) 신호, 와이브로(WiBro) 신호, 초광대역통신(UWB) 신호, 블루투스 신호, 직비 신호 및 근거리무선통신(NFC) 신호 중 하나 이상이 될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 피에이치(pH)정보송신부(140)는 마이크로컨트롤러(130)가 생성한 소정의 디지털신호를 무선주파수신호로 변환하는 변조기로서, 상기 소정의 디지털신호에 대하여 미리 정의된 아날로그 응답신호인 무선주파수신호를 생성하나, 무선주파수신호가 디지털신호가 될 수 있음을 배제하는 것은 아니다.
무선전력수신부(160)는 스마트드레싱(10)에 있어 전원부의 기능을 가지며, 외부기기로부터 무선전력을 수신하여 피에이치(pH)센싱부(110), 신호변환부(120), 마이크로컨트롤러(130) 및 피에이치(pH)정보송신부(140) 중 하나 이상에 전원을 공급한다. 외부기기는 교류 형태의 무선전력신호를 무선전력수신부(160)에 전달하고, 무선전력수신부(160)는 이를 적절한 직류 형태의 무선전력신호로 변환하여 출력함으로써 다른 구성요소에 전원을 공급한다.
안테나부(150)는 피에이치(pH)정보송신안테나(151) 및/또는 무선전력수신안테나(152)를 포함하여 구성된다. 피에이치(pH)정보송신부(140)는 피에이치(pH)정보송신안테나(151)를 통하여 피에이치(pH)정보를 외부기기에 송신할 수 있고, 무선전력수신부(160)는 무선전력수신안테나(152)를 통하여 외부기기로부터 무선전력을 수신할 수 있다. 피에이치(pH)정보송신안테나(151)와 무선전력수신안테나(152)는 하나의 안테나가 될 수도 있는데, 예를 들어 외부기기는 RFID 리더기이고 스마트드레싱(10)은 RFID 태그일 수 있고, 여기서 하나의 안테나를 통해 무선통신 및 무선전력전송이 이루어질 수 있다. 무선전력전송 방식은 자기유도방식, 자기공진방식 및 전자기파방식 중 어느 한 가지로 한정하는 것은 아니나, 스마트드레싱(10)을 보유하는 환자가 여러 명 있을 경우 의사가 외부기기 하나로 여러 명의 환자의 창상부위들을 관리할 수 있으며 주변기기나 생체에 미치는 영향이 적어 안정성이 우수한 자기공진방식이 바람직하다. 무선전력수신부(160)가 자기공진방식으로 무선전력을 수신하는 경우, 무선전력수신안테나(152)는 인덕터-커패시터(L-C) 직·병렬회로로 구성되어, 외부기기에서 전송되어 폐루프를 형성하는 자기에너지를 자기공진방식에 의해 수신할 수 있다. 또한 이 경우 도 1에 도시되지는 않았지만 주파수변환기가 존재하여 외부기기에 의해 스마트드레싱(10)에 할당되는 공진주파수에 따라 무선전력수신안테나(152)의 공진주파수를 변경할 수 있으며, 이때 주파수변환기는 무선전력수신안테나(152)의 인덕턴스 또는 커패시턴스를 조절할 수 있는 스위치회로를 포함할 수 있다.
기판부(170)는 그 일부 또는 전부가 창상부위와 접촉하는 기판으로서, 피에이치(pH)센싱부(110), 신호변환부(120), 마이크로컨트롤러(130), 피에이치(pH)정보송신부(140), 안테나부(150) 및 무선전력수신부(160) 중 하나 이상이 기판부(170) 상에 형성되고, 피에이치(pH)센싱부(110), 신호변환부(120), 마이크로컨트롤러(130), 피에이치(pH)정보송신부(140), 안테나부(150) 및 무선전력수신부(160) 중 하나 이상은 칩 형태로 기판부(170) 위에 실장될 수 있다. 기판부(170)가 창상부위의 일부 또는 전부를 덮으면 그 기판부(170)에 접하는 드레싱부(180)가 기판부(170)를 창상부위에 고정할 수 있다. 기판부(170)는 신체의 창상부위와 접촉하기 때문에 생체적합성 및 유연성을 갖춘 것이 바람직하다. 따라서 기판부(170)는 SU-8과 같은 후막포토레지스트 또는 폴리이미드(PolyImide, PI)와 같은 물질로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 스마트드레싱시스템(1)은 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하여 피에이치(pH)정보를 생성하는 스마트드레싱(10)과 스마트드레싱(10)에 무선전력을 송신하고 피에이치(pH)정보를 수신하는 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)을 포함하여 이루어진다. 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)은 무선단말에 포함되는 모듈일 수 있다. 무선단말은 의사, 환자, 기타 관계인이 소유할 수 있고, 의사, 환자, 기타 관계인은 창상부위의 피에이치(pH)정보를 무선단말을 통해 확인함으로써 창상부위의 회복여부, 창상부위의 감염여부 등을 파악할 수 있다. 스마트드레싱(10)은 드레싱부(180), 피에이치(pH)센싱부(110), 제1마이크로컨트롤러(130), 피에이치(pH)정보송신부(140), 무선전력수신부(160)를 포함하여 구성되고, 신호변환부(120), 제1안테나부(150) 및 제1기판부(170) 중 하나 이상을 더 포함하여 구성될 수 있다. 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)은 피에이치(pH)정보수신부(220), 제2마이크로컨트롤러(230), 무선전력송신부(250)를 포함하여 구성되고, 제2안테나부(210), 정보제공부(240) 및 제2기판부(260) 중 하나 이상을 더 포함하여 구성될 수 있다. 도 2는 스마트드레싱시스템(1)의 일실시예를 나타낸 것으로서, 상기 열거한 구성들을 모두 포함하는 스마트드레싱시스템(1)을 블록도로 도시하고 있다. 이하, 도 2에 도시된 스마트드레싱시스템(1)을 이루는 각 구성요소별로 상술하기로 한다.
먼저 스마트드레싱(10)에 대하여 상술한다.
드레싱부(180)는 통상의 드레싱을 의미한다. 따라서 드레싱부(180)는 창상부위에 접촉하는 것으로서, 소독약이나 연고 등을 창상부위에 바르고 드레싱부(180)를 창상부위에 덮는 경우 창상의 치유를 촉진할 수 있다. 드레싱부(180)는 점착성이 있는 패드, 압박붕대 및 거즈 중 하나가 될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 참고로 창상부위에 감겨진 붕대 위에 감겨져 창상부위와 직접 접촉하지 않는 것은 엄밀한 의미의 드레싱부(180)는 아니다. 드레싱부(180)는 후술할 피에이치(pH)센싱부(110)의 일부 또는 전부를 창상부위에 고정한다. 또한 드레싱부(180)는 스마트드레싱(10)을 이루는 다른 구성요소들의 일부 또는 전부를 창상부위에 고정할 수 있다. 고정하는 방식은 창상부위에 접촉할 구성요소로 창상부위의 일부 또는 전부를 덮고, 덮인 부위를 포함하는 부위에 드레싱부(180)를 점착시키거나 덮인 부위를 포함하는 부위를 드레싱부(180)로 감는 방식이 될 수 있으므로, 스마트드레싱(10)에 있어 드레싱부(180)는 어떤 다른 구성요소보다도 큰 면적을 가진다고 할 수 있다.
피에이치(pH)센싱부(110)는 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하여 측정신호를 생성한다. 피에이치(pH)센싱부(110)는 통상의 피에이치(pH)센서와 같이 참조전극(112), 센싱전극(111) 및 전위차측정부(113)를 포함할 수 있다. 또한 여기에 온도센서(114)를 더 포함할 수 있다. 참조전극(112)은 염화칼륨으로 포화된 염화은전극이나 칼로멜전극이 바람직하다. 그리고 창상부위에 접촉하는 센싱전극(111)은 전도성폴리머나 글래스전극이 바람직하다. 센싱전극(111)은 창상부위에 접촉하여 창상부위의 피에이치(pH)에 따라 전위가 변화하기 때문에, 전위차측정부(113)가 참조전극(112)과 센싱전극(111)의 전위차를 측정하여 출력하면, 이 전위차로부터 창상부위의 피에이치(pH)를 알아낼 수 있다. 그러나 피에이치(pH)의 개념 자체가 온도와 무관할 수 없는 개념이고, 대부분의 다른 센서들과 마찬가지로 피에이치(pH)센서가 출력하는 전위차도 피에이치(pH)센서 내부의 온도에 따라 오차가 생긴다. 따라서 피에이치(pH)센싱부(110)는 온도센서(114)를 더 포함하여, 온도센서(114)가 피에이치(pH)센싱부(110) 내부의 온도를 측정하여 출력할 수 있고, 여기서 참조전극(112)은 온도에 무관하게 일정한 전위를 유지하며, 전위차측정부(113)는 온도에 의한 오차를 보유한 전위차를 출력하게 된다. 그러므로 측정신호는 전위차측정부(113)가 출력하는 전위차뿐만 아니라 온도센서(114)가 출력하는 온도를 포함할 수 있으며, 이 경우 후술할 제1마이크로컨트롤러(130)가 전위차측정부(113)가 출력한 전위차를 온도보정할 수 있다. 다만 지금까지 설명한 피에이치(pH)센싱부(110)에 관한 내용은 일실시예일 뿐이고, 피에이치(pH)센싱부(110)를 공지된 어떤 피에이치(pH)센서(예를 들어, 'D. Puchberger-Enengl, C. Krutzler, M. J. Vellekoop, E. Gusshausstrasse, Sensors IEEE 2011, 5 - 8.', 'J. Phair, L. Newton, C. McCormac, M. F. Cardosi, R. Leslie, J. Davis, Analyst 2011, 136, 4692 - 4695.', 'L. Van der Schueren, K. De Clerck, Textile Res. J. 2009, 80, 590 - 603.', 'A. Nocke, A. Schrcter, C. Cherif, G. Gerlach, Autex Res. J. 2012, 12, 20 - 22.', 'D. Morris, S. Coyle, Y. Wu, K. T. Lau, G. Wallace, D. Diamond, Sens. Actuators B 2009, 139, 231 - 236.' 등에 기재된 피에이치(pH)센서)로든 한정하지 않는다.
신호변환부(120)는 측정신호가 아날로그 측정신호인 경우 이를 디지털 측정신호로 변환한다. 이는 후술할 제1마이크로컨트롤러(130)가 디지털 측정신호만을 인식할 수 있기 때문이다. 신호변환부(120)는 필요에 따라 아날로그 측정신호의 증폭 및/또는 노이즈 제거 후에 아날로그 측정신호를 디지털 측정신호로 변환할 수도 있다.
제1마이크로컨트롤러(130)는 스마트드레싱(10)의 전반적인 기능을 제어하며, 소정의 신호를 수신 및 처리하여 그에 대응하는 정보를 생성한다. 제1마이크로컨트롤러(130)는 내부에 메모리를 포함하는데, 메모리는 수신하는 소정의 신호를 판독하기 위한 데이터, 소정의 신호에 대응하는 데이터, 스마트드레싱(10)의 기능과 역할을 정의하고 제1마이크로컨트롤러(130)가 스마트드레싱(10)을 제어하는데 요구되는 데이터 및 메모리에 저장된 데이터에 대한 유효성을 판별하기 위한 데이터 중 하나 이상이 저장되는 데이터필드를 포함한다.
제1마이크로컨트롤러(130)는 측정신호를 수신하고 메모리에 저장된 데이터를 참조하여 피에이치(pH)정보를 생성한다. 예를 들어, 창상부위의 피에이치(pH)와 전위차측정부(113)가 출력하는 전위차의 비례 관계가 메모리에 저장되어 있는 경우, 제1마이크로컨트롤러(130)는 측정신호를 수신하여 얻은 전위차를 상기 비례 관계를 기록한 데이터와 대비하여, 창상부위의 피에이치(pH)를 포함하는 피에이치(pH)정보를 생성할 수 있다. 또한 제1마이크로컨트롤러(130)는 전위차측정부(113)가 출력한 전위차의 온도보정을 수행할 수 있는데, 메모리에 창상부위의 피에이치(pH)와 전위차측정부(113)가 출력하는 전위차의 관계를 온도별로 기록하고 있는 참조데이터가 저장되어 있는 경우, 제1마이크로컨트롤러(130)는 측정신호를 수신하여 얻은 전위차 및 온도를 참조데이터와 대비함으로써 보정된 전위차에 대응하는 피에이치(pH)를 포함하는 피에이치(pH)정보를 생성할 수 있다. 또한 제1마이크로컨트롤러(130)는 피에이치(pH)정보를 생성한 후, 이러한 피에이치(pH)정보를 포함하는 제1디지털신호를 생성한다.
피에이치(pH)정보송신부(140)는 제1디지털신호를 무선주파수신호로 변환한다. 그리고 피에이치(pH)정보송신안테나(151)가 이러한 무선주파수신호를 송신하면 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)의 피에이치(pH)정보수신안테나(211)가 이 무선주파수신호를 수신한다. 피에이치(pH)정보송신안테나(151)는 소정의 무선통신수단을 통하여 피에이치(pH)정보수신안테나(211)에 무선주파수신호를 송신하고, 따라서 무선주파수신호는 적외선(IR)통신 신호, 라디오주파수(RF)통신 신호, 무선랜 신호, 와이파이(Wi-Fi) 신호, 와이브로(WiBro) 신호, 초광대역통신(UWB) 신호, 블루투스 신호, 직비 신호 및 근거리무선통신(NFC) 신호 중 하나 이상이 될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 피에이치(pH)정보송신부(140)는 제1마이크로컨트롤러(130)가 생성한 제1디지털신호를 무선주파수신호로 변환하는 변조기로서, 제1디지털신호에 대하여 미리 정의된 아날로그 응답신호인 무선주파수신호를 생성하나, 무선주파수신호가 디지털신호가 될 수 있음을 배제하는 것은 아니다.
무선전력수신부(160)는 스마트드레싱(10)에 있어 전원부의 기능을 가지며, 무선전력수신안테나(152)가 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)로부터 교류무선전력신호를 수신하면, 무선전력수신부(160)가 이를 적절한 직류무선전력신호로 변환하여 출력함으로써 피에이치(pH)센싱부(110), 신호변환부(120), 제1마이크로컨트롤러(130) 및 피에이치(pH)정보송신부(140) 중 하나 이상에 전원을 공급한다.
제1안테나부(150)는 피에이치(pH)정보송신안테나(151) 및/또는 무선전력수신안테나(152)를 포함한다. 피에이치(pH)정보송신안테나(151)와 무선전력수신안테나(152)는 하나의 안테나가 될 수도 있는데, 예를 들어 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)을 포함하는 기기는 RFID 리더기이고 스마트드레싱(10)은 RFID 태그일 수 있고, 여기서 하나의 안테나를 통해 무선통신 및 무선전력전송이 이루어질 수 있다. 무선전력전송 방식은 자기유도방식, 자기공진방식 및 전자기파방식 중 어느 한 가지로 한정하는 것은 아니나, 스마트드레싱(10)을 보유하는 환자가 여러 명 있을 경우 의사가 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)을 포함하는 기기 하나로 여러 명의 환자의 창상부위들을 관리할 수 있으며 주변기기나 생체에 미치는 영향이 적어 안정성이 우수한 자기공진방식이 바람직하다. 무선전력수신안테나(152)가 자기공진방식으로 교류무선전력신호를 수신하는 경우, 무선전력수신안테나(152)는 인덕터-커패시터(L-C) 직·병렬회로로 구성되어, 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)에서 전송되어 폐루프를 형성하는 자기에너지를 자기공진방식에 의해 수신할 수 있다. 또한 이 경우 도 2에 도시되지는 않았지만 주파수변환기가 존재하여 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)에 의해 스마트드레싱(10)에 할당되는 공진주파수에 따라 무선전력수신안테나(152)의 공진주파수를 변경할 수 있으며, 이때 주파수변환기는 무선전력수신안테나(152)의 인덕턴스 또는 커패시턴스를 조절할 수 있는 스위치회로를 포함할 수 있다.
제1기판부(170)는 그 일부 또는 전부가 창상부위와 접촉하는 기판으로서, 피에이치(pH)센싱부(110), 신호변환부(120), 제1마이크로컨트롤러(130), 피에이치(pH)정보송신부(140), 제1안테나부(150) 및 무선전력수신부(160) 중 하나 이상이 제1기판부(170) 상에 형성되고, 피에이치(pH)센싱부(110), 신호변환부(120), 제1마이크로컨트롤러(130), 피에이치(pH)정보송신부(140), 제1안테나부(150) 및 무선전력수신부(160) 중 하나 이상은 칩 형태로 제1기판부(170) 위에 실장될 수 있다. 제1기판부(170)가 창상부위의 일부 또는 전부를 덮으면 그 제1기판부(170)에 접하는 드레싱부(180)가 제1기판부(170)를 창상부위에 고정할 수 있다. 제1기판부(170)는 신체의 창상부위와 접촉하기 때문에 생체적합성 및 유연성을 갖춘 것이 바람직하다. 따라서 제1기판부(170)는 SU-8과 같은 후막포토레지스트 또는 폴리이미드(PolyImide, PI)와 같은 물질로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
다음으로 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)에 대하여 상술한다.
제2안테나부(210)는 무선주파수신호를 수신하는 피에이치(pH)정보수신안테나(211) 및/또는 교류무선전력신호를 송신하는 무선전력송신안테나(212)를 포함한다. 제1안테나부(150)의 경우와 마찬가지로 피에이치(pH)정보수신안테나(211)와 무선전력송신안테나(212)는 RFID 리더기의 하나의 안테나로서, 상기 하나의 안테나를 통해 무선통신 및 무선전력전송이 이루어질 수 있으나, 두 개의 다른 안테나가 될 수도 있음은 물론이다. 무선전력전송 방식으로 전술한 바와 같은 자기공진방식을 이용하는 경우, 무선전력송신안테나(212)는 인덕터-커패시터(L-C) 직·병렬회로로 구성되어, 무선전력송신부(250)가 출력한 교류무선전력신호를 인덕터-커패시터(L-C) 직·병렬회로의 공진에 의해 자기에너지로 변환하여 방사할 수 있다. 또한 이 경우 도 2에 도시되지는 않았지만 주파수변환기가 존재하여 무선전력송신안테나(212)의 공진주파수를 변경할 수 있으며, 이때 주파수변환기는 무선전력송신안테나(212)의 인덕턴스 또는 커패시턴스를 조절할 수 있는 스위치회로를 포함할 수 있다.
무선전력송신부(250)는 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20), 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)을 포함하는 기기 또는 외부의 다른 기기로부터 전력을 전달받아 교류무선전력신호를 생성한다. 무선전력송신부(250)는 전력을 전달받을 때 무선전력전송에 적절하지 않은 교류신호의 형태로 전력을 전달받을 수 있고, 이러한 적절하지 않은 교류신호를 무선전력전송에 적절한 교류무선전력신호로 변환하여 출력할 수 있다. 또한 무선전력송신부(250)는 무선전력전송의 효율을 높이기 위해, 생성한 교류무선전력신호의 세기를 지정한 세기가 되도록 증폭하여 출력할 수 있다.
피에이치(pH)정보수신부(220)는 전술한 바와 같이 스마트드레싱(10)의 피에이치(pH)정보송신안테나(151)가 송신한 무선주파수신호를 피에이치(pH)정보수신안테나(211)가 수신하면, 이 무선주파수신호를 제2디지털신호로 변환한다. 피에이치(pH)정보수신부(220)는 필요에 따라 무선주파수신호의 증폭 및/또는 노이즈 제거 후에 무선주파수신호를 제2디지털신호로 변환할 수도 있다.
제2마이크로컨트롤러(230)는 내부에 메모리를 포함하고, 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)이나 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)을 포함하는 기기의 전반적인 동작을 제어 및 관리한다. 메모리는 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)이나 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)을 포함하는 기기의 전반적인 동작을 제어하기 위한 소정의 프로그램 루틴, 소정의 프로그램 데이터 등에 의한 동작이 수행될 때 입출력되는 데이터를 저장하는 메모리소자를 총칭한다. 메모리는 플레시메모리타입(flash memory type), 하드디스크타입(hard disk type), 멀티미디어카드마이크로타입(multimedia card micro type), 카드타입의 메모리(예를 들어 SD메모리, XD메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기메모리, 자기디스크 및 광디스크 중 하나 이상이 될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
제2마이크로컨트롤러(230)는 제2디지털신호를 처리하여 스마트드레싱(10)의 제1마이크로컨트롤러(130)가 생성했었던 피에이치(pH)정보를 다시 생성한다. 또한 제2마이크로컨트롤러(230)는 상기 피에이치(pH)정보를 내부의 메모리에 저장할 수도 있다.
정보제공부(240)는 제2마이크로컨트롤러(230)가 생성한 피에이치(pH)정보를 사용자에게 시각적, 청각적 및/또는 촉각적으로 제공한다. 정보제공부(240)는 피에이치(pH)정보를 그림, 선, 면, 도형, 숫자, 문자, 기호 등을 통하여 사용자에게 시각적으로 전달하는 경광등, 액정디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 전계발광디스플레이(Electro Luminescent Display, ELD), 플라즈마디스플레이패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계방출디스플레이(Field Emission Display, FED) 또는 전기영동디스플레이(Electro Phoretic Display, EPD)를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한 정보제공부(240)는 피에이치(pH)정보를 소리, 알람, 음악 등을 통하여 사용자에게 청각적으로 전달하는 스피커를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한 정보제공부(240)는 피에이치(pH)정보를 사용자에게 촉각적으로 전달하는 바이브레이터를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
제2기판부(260)는 여러 가지 소자가 실장된 기판으로서, 제2안테나부(210), 무선전력송신부(250), 피에이치(pH)정보수신부(220), 제2마이크로컨트롤러(230) 및 정보제공부(240) 중 하나 이상이 제2기판부(260) 상에 형성되고, 제2안테나부(210), 무선전력송신부(250), 피에이치(pH)정보수신부(220), 제2마이크로컨트롤러(230) 및 정보제공부(240) 중 하나 이상은 칩 형태로 제2기판부(260) 위에 실장될 수 있다. 또한 제2기판부(260)는 무선단말에 포함된 투명기판일 수 있으며, 구체적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PolyEthylene Naphthalate, PEN), 폴리이미드(PolyImide, PI), 사이클로올레핀폴리머(Cyclo-Olefin Polymer, COP), 폴리에테르술폰(PolyEtherSulfone, PES), 폴리에테르에테르케톤(PolyEther Ether Ketone, PEEK), 폴리카보네이트(PolyCarbonate, PC), 폴리아릴레이트(PolyARylate, PAR) 및 실리콘수지 중 하나일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
도 3은 지금까지 설명한 스마트드레싱시스템(1)의 일실시예를 도시한 것으로서, 스마트드레싱(10)은 패치 형태로 인체의 창상부위인 팔에 부착되고, 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)은 스마트폰에 장착되어, 스마트폰이 패치에 무선전력을 공급하고 패치는 스마트폰에 창상부위의 피에에치(pH)정보를 송신하는 모습을 나타내고 있다.
본 발명의 스마트드레싱시스템(1)은 스마트드레싱(10)과 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)뿐만 아니라, 서버(30)를 더 포함할 수 있으며, 도 3은 이러한 스마트드레싱시스템(1)의 일실시예를 도시하고 있다. 이 경우 서버(30)는 제2마이크로컨트롤러(230)가 생성한 피에이치(pH)정보를 소정의 무선통신수단을 통하여 전달받아 저장할 수 있다. 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)이 무선단말에 포함된 경우, 피에이치(pH)정보는 WCDMA, HSDPA, CDMA2000, 와이브로(WiBro), 와이맥스(WiMax), LTE, LTE-Advanced 및 와이파이(Wi-Fi) 중 하나 이상의 무선통신수단을 통해 서버(30)에 전달될 수 있으나, 다른 무선통신수단을 배제하는 것은 아니다. 또한 서버(30)는 스마트드레싱(10)과 근거리에 있는 경우 라디오주파수(RF)통신, 블루투스, 직비 및 근거리무선통신(NFC) 중 하나 이상의 무선통신수단을 통해 제1마이크로컨트롤러(130)가 생성한 피에이치(pH)정보를 전달받아 저장할 수도 있으나, 다른 무선통신수단도 가능함은 물론이다. 서버(30)에 저장된 피에이치(pH)정보는 의사, 환자, 기타 관계인이 온라인 또는 오프라인으로 이용할 수 있으며, 서버(30)는 피에이치(pH)정보를 분석한 피드백정보를 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)을 포함하는 기기 등에 전달할 수도 있다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
1 : 스마트드레싱시스템
10 : 스마트드레싱
110 : 피에이치(pH)센싱부
111 : 센싱전극
112 : 참조전극
113 : 전위차측정부
114 : 온도센서
120 : 신호변환부
130 : 마이크로컨트롤러, 제1마이크로컨트롤러
140 : 피에이치(pH)정보송신부
150 : 안테나부, 제1안테나부
151 : 피에이치(pH)정보송신안테나
152 : 무선전력수신안테나
160 : 무선전력수신부
170 : 기판부, 제1기판부
180 : 드레싱부
20 : 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈
210 : 제2안테나부
211 : 피에이치(pH)정보수신안테나
212 : 무선전력송신안테나
220 : 피에이치(pH)정보수신부
230 : 제2마이크로컨트롤러
240 : 정보제공부
250 : 무선전력송신부
260 : 제2기판부
30 : 서버
10 : 스마트드레싱
110 : 피에이치(pH)센싱부
111 : 센싱전극
112 : 참조전극
113 : 전위차측정부
114 : 온도센서
120 : 신호변환부
130 : 마이크로컨트롤러, 제1마이크로컨트롤러
140 : 피에이치(pH)정보송신부
150 : 안테나부, 제1안테나부
151 : 피에이치(pH)정보송신안테나
152 : 무선전력수신안테나
160 : 무선전력수신부
170 : 기판부, 제1기판부
180 : 드레싱부
20 : 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈
210 : 제2안테나부
211 : 피에이치(pH)정보수신안테나
212 : 무선전력송신안테나
220 : 피에이치(pH)정보수신부
230 : 제2마이크로컨트롤러
240 : 정보제공부
250 : 무선전력송신부
260 : 제2기판부
30 : 서버
Claims (21)
- 외부기기로부터 무선전력을 수신하여 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하고, 피에이치(pH)정보를 생성하여 상기 외부기기에 송신하는 스마트드레싱(10)에 있어서,
드레싱부(180);
상기 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하여 측정신호를 생성하며, 염화칼륨으로 포화된 염화은전극 또는 칼로멜전극으로 마련된 참조전극, 상기 창상부위에 접촉하여 상기 창상부위의 피에이치(pH)에 따라 전위가 변화하며, 전도성폴리머나 글래스전극으로 마련된 센싱전극 및 상기 참조전극과 상기 센싱전극의 전위차를 측정하는 전위차측정부를 갖는 피에이치(pH)센싱부(110);
상기 외부기기로부터 무선전력을 수신하여 상기 스마트드레싱에 전원을 공급하는 무선전력수신부;
상기 무선전력수신부가 상기 외부기기로부터 자기공진 방식으로 무선전력을 수신할 수 있도록 마련된 무선전력수신안테나를 갖는 안테나부; 및
상기 측정신호를 처리하여 상기 피에이치(pH)정보를 생성하는 마이크로컨트롤러를 포함하며,
상기 무선전력수신안테나는 인덕터-커패시터(L-C) 직렬 및 병렬회로로 구성되어 외부기기에서 전송되어 폐루프를 형성하는 자기에너지를 자기공진방식에 의해 수신하도록 마련되고,
상기 무선전력수신안테나의 인덕턴스 또는 커패시턴스를 조절할 수 있는 스위치 회로를 갖고, 상기 외부기기에 의해 상기 스마트드레싱에 할당되는 공진주파수에 따라 상기 무선전력수신 안테나의 공진주파수를 변경할 수 있도록 마련된 주파수변환기를 더 포함하며,
상기 피에이치(pH)센싱부(110)는,
상기 피에이치(pH)센싱부(110) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(114)를 더 포함하여 구성되고,
상기 참조전극(112)은 상기 온도에 무관하게 일정한 전위를 유지하도록 마련되며,
상기 전위차측정부는 온도에 의한 오차를 보유한 전위차를 출력하고,
상기 마이크로컨트롤러는,
창상부위의 피에이치(pH)정보와 상기 전위차측정부가 출력하는 전위차 사이의 비례관계가 온도별로 기록된 참조데이터가 저장된 메모리를 갖고, 상기 전위차측정부에 의해 측정된 전위차 및 온도를 상기 메모리에 저장된 참조데이터에 대비하여 전위차에 대한 온도 보정을 수행함으로써, 온도 보정된 전위차에 대응하는 상기 창상부위의 피에이치(pH)정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 피에이치(pH)정보를 상기 외부기기에 송신하는 피에이치(pH)정보송신부(140);
를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 측정신호는 아날로그 측정신호이고,
상기 아날로그 측정신호를 디지털 측정신호로 변환하는 신호변환부(120);
를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱.
- 청구항 3에 있어서,
상기 피에이치(pH)정보송신부(140)는 피에이치(pH)정보송신안테나(151)를 통하여 상기 피에이치(pH)정보를 상기 외부기기에 송신하는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
기판부(170);
를 더 포함하여 이루어지고,
상기 피에이치(pH)센싱부(110)는 상기 기판부(170) 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱.
- 청구항 1에 있어서,
상기 드레싱부(180)는 상기 피에이치(pH)센싱부(110)의 일부 또는 전부를 상기 창상부위에 고정하는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱.
- 드레싱부(180),
창상부위의 피에이치(pH)를 측정하여 측정신호를 생성하며, 염화칼륨으로 포화된 염화은전극 또는 칼로멜전극으로 마련된 참조전극, 상기 창상부위에 접촉하여 상기 창상부위의 피에이치(pH)에 따라 전위가 변화하며, 전도성폴리머나 글래스전극으로 마련된 센싱전극 및 상기 참조전극과 상기 센싱전극의 전위차를 측정하는 전위차측정부를 갖는 피에이치(pH)센싱부(110),
상기 측정신호를 처리하여 피에이치(pH)정보를 생성하고, 상기 피에이치(pH)정보를 포함하는 제1디지털신호를 생성하는 제1마이크로컨트롤러(130),
상기 제1디지털신호를 무선주파수신호로 변환하는 피에이치(pH)정보송신부(140),
교류무선전력신호를 직류무선전력신호로 변환하여 상기 피에이치(pH)센싱부(110), 상기 제1마이크로컨트롤러(130) 및 상기 피에이치(pH)정보송신부(140) 중 하나 이상에 전원을 공급하는 무선전력수신부(160),
상기 무선전력수신부가 외부기기로부터 자기공진 방식으로 무선전력을 수신할 수 있도록 마련된 무선전력수신안테나를 갖는 안테나부를 포함하며,
상기 무선전력수신안테나는 인덕터-커패시터(L-C) 직렬 및 병렬회로로 구성되어 외부기기에서 전송되어 폐루프를 형성하는 자기에너지를 자기공진방식에 의해 수신하도록 마련되고,
상기 무선전력수신안테나의 인덕턴스 또는 커패시턴스를 조절할 수 있는 스위치 회로를 갖고, 외부기기에 의해 스마트드레싱에 할당되는 공진주파수에 따라 상기 무선전력수신 안테나의 공진주파수를 변경할 수 있도록 마련된 주파수변환기를 더 포함하고,
상기 피에이치(pH)센싱부(110)는,
상기 피에이치(pH)센싱부(110) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(114)를 더 포함하여 구성되고,
상기 참조전극(112)은 상기 온도에 무관하게 일정한 전위를 유지하도록 마련되며,
상기 전위차측정부는 온도에 의한 오차를 보유한 전위차를 출력하고,
상기 제1마이크로컨트롤러는,
창상부위의 피에이치(pH)정보와 상기 전위차측정부가 출력하는 전위차 사이의 비례관계가 온도별로 기록된 참조데이터가 저장된 메모리를 갖고, 상기 전위차측정부에 의해 측정된 전위차 및 온도를 상기 메모리에 저장된 참조데이터에 대비하여 전위차에 대한 온도 보정을 수행함으로써, 온도 보정된 전위차에 대응하는 상기 창상부위의 피에이치(pH)정보를 생성하도록 구성되는 스마트드레싱(10); 및
상기 무선주파수신호를 제2디지털신호로 변환하는 피에이치(pH)정보수신부(220),
상기 제2디지털신호를 처리하여 상기 피에이치(pH)정보를 생성하는 제2마이크로컨트롤러(230),
상기 교류무선전력신호를 생성하는 무선전력송신부(250),
를 포함하여 구성되는 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20);
을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템.
- 청구항 13에 있어서,
상기 측정신호는 아날로그 측정신호이고,
상기 스마트드레싱(10)은,
상기 아날로그 측정신호를 디지털 측정신호로 변환하는 신호변환부(120);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템.
- 청구항 13에 있어서,
상기 스마트드레싱(10)은,
상기 무선주파수신호를 송신하는 피에이치(pH)정보송신안테나(151) 및 상기 교류무선전력신호를 수신하는 무선전력수신안테나(152)를 포함하는 제1안테나부(150),
를 더 포함하여 구성되고,
상기 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)은,
상기 무선주파수신호를 수신하는 피에이치(pH)정보수신안테나(211) 및 상기 교류무선전력신호를 송신하는 무선전력송신안테나(212)를 포함하는 제2안테나부(210),
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템.
- 청구항 13에 있어서,
상기 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)은,
상기 제2마이크로컨트롤러(230)가 생성한 피에이치(pH)정보를 사용자에게 시각적, 청각적 또는 촉각적으로 제공하는 정보제공부(240),
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템.
- 청구항 13에 있어서,
상기 스마트드레싱(10)은,
제1기판부(170),
를 더 포함하여 구성되고,
상기 피에이치(pH)센싱부(110), 상기 제1마이크로컨트롤러(130), 상기 피에이치(pH)정보송신부(140) 및 상기 무선전력수신부(160) 중 하나 이상은 상기 제1기판부(170) 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템.
- 청구항 13에 있어서,
상기 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20)은,
제2기판부(260),
를 더 포함하여 구성되고,
상기 피에이치(pH)정보수신부(220), 상기 제2마이크로컨트롤러(230) 및 상기 무선전력송신부(250) 중 하나 이상은 상기 제2기판부(260) 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템.
- 청구항 13에 있어서,
상기 드레싱부(180)는 상기 피에이치(pH)센싱부(110)의 일부 또는 전부를 상기 창상부위에 고정하는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템.
- 청구항 13에 있어서,
상기 무선주파수신호는 적외선(IR)통신 신호, 라디오주파수(RF)통신 신호, 무선랜 신호, 와이파이(Wi-Fi) 신호, 와이브로(WiBro) 신호, 초광대역통신(UWB) 신호, 블루투스 신호, 직비 신호 및 근거리무선통신(NFC) 신호 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템.
- 창상부위의 피에이치(pH)를 측정하여 측정신호를 생성하며, 염화칼륨으로 포화된 염화은전극 또는 칼로멜전극으로 마련된 참조전극, 상기 창상부위에 접촉하여 상기 창상부위의 피에이치(pH)에 따라 전위가 변화하며, 전도성폴리머나 글래스전극으로 마련된 센싱전극 및 상기 참조전극과 상기 센싱전극의 전위차를 측정하는 전위차측정부를 갖는 피에이치(pH)센싱부(110),
상기 측정신호를 처리하여 피에이치(pH)정보를 생성하고, 상기 피에이치(pH)정보를 포함하는 제1디지털신호를 생성하는 제1마이크로컨트롤러(130),
상기 제1디지털신호를 무선주파수신호로 변환하는 피에이치(pH)정보송신부(140),
교류무선전력신호를 직류무선전력신호로 변환하여 상기 피에이치(pH)센싱부(110), 상기 제1마이크로컨트롤러(130) 및 상기 피에이치(pH)정보송신부(140) 중 하나 이상에 전원을 공급하는 무선전력수신부(160),
상기 무선전력수신부가 외부기기로부터 자기공진 방식으로 무선전력을 수신할 수 있도록 마련된 무선전력수신안테나를 갖는 안테나부를 포함하며,
상기 무선전력수신안테나는 인덕터-커패시터(L-C) 직렬 및 병렬회로로 구성되어 외부기기에서 전송되어 폐루프를 형성하는 자기에너지를 자기공진방식에 의해 수신하도록 마련되고,
상기 무선전력수신안테나의 인덕턴스 또는 커패시턴스를 조절할 수 있는 스위치 회로를 갖고, 외부기기에 의해 스마트드레싱에 할당되는 공진주파수에 따라 상기 무선전력수신 안테나의 공진주파수를 변경할 수 있도록 마련된 주파수변환기를 더 포함하며,
상기 피에이치(pH)센싱부(110)는,
상기 피에이치(pH)센싱부(110) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(114)를 더 포함하여 구성되고,
상기 참조전극(112)은 상기 온도에 무관하게 일정한 전위를 유지하도록 마련되며,
상기 전위차측정부는 온도에 의한 오차를 보유한 전위차를 출력하고,
상기 제1마이크로컨트롤러는,
창상부위의 피에이치(pH)정보와 상기 전위차측정부가 출력하는 전위차 사이의 비례관계가 온도별로 기록된 참조데이터가 저장된 메모리를 갖고, 상기 전위차측정부에 의해 측정된 전위차 및 온도를 상기 메모리에 저장된 참조데이터에 대비하여 전위차에 대한 온도 보정을 수행함으로써, 온도 보정된 전위차에 대응하는 상기 창상부위의 피에이치(pH)정보를 생성하도록 구성되는 스마트드레싱(10);
상기 무선주파수신호를 제2디지털신호로 변환하는 피에이치(pH)정보수신부(220),
상기 제2디지털신호를 처리하여 상기 피에이치(pH)정보를 생성하는 제2마이크로컨트롤러(230),
상기 교류무선전력신호를 생성하는 무선전력송신부(250),
를 포함하여 구성되는 무선전력송신 및 피에이치(pH)정보수신 모듈(20); 및
상기 제2마이크로컨트롤러(230)가 생성한 피에이치(pH)정보를 전달받아 저장하는 서버(30);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트드레싱시스템.
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