KR101966775B1 - 제세동기의 오작동 제어 장치 및 방법 - Google Patents

제세동기의 오작동 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

제세동기의 오작동 제어 장치에 관한 것으로, 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치는 상기 제세동기의 펄스 신호의 출력에 따른 커패시터의 출력 전압을 모니터링하는 감지부, 상기 펄스 신호와 동기되어 비교 전압을 생성하는 비교 전압 발생부, 상기 출력 전압과 상기 비교 전압을 비교하여 에러 신호를 생성하는 오류 검출부 및 상기 에러 신호를 수신하여 상기 펄스 신호의 출력을 정지하는 출력 제어부를 포함할 수 있다.

Description

제세동기의 오작동 제어 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING MALFUNCTION OF DEFIBRILLATOR}
본원은 제세동기의 오작동 제어 장치 및 방법, 그리고 오작동 제어 장치를 포함하는 제세동기에 관한 것이다.
일반적으로 제세동기는 공공장소, 병원 응급실, 구급차 내부 등에 설치되어 있어서 응급환자가 발생했을 때 환자의 가슴에 전극을 부착한 상태에서 생체신호에 따라 적절한 크기의 펄스를 가하게 된다. 심장세동은 개개의 심장근육을 수축시키는 심근세포(Myocardial cell)의 불규칙한 활동에 의한 심장의 부정맥을 의미하며, 심근세포들은 미세하게 떨리는 불규칙한 수축으로 인하여 신체 여러 곳에 혈액을 효과적으로 전달하지 못하기 때문에 심정지로 인한 산소공급의 부족에 의한 사망에 이르게 된다. 심장세동에 의한 심정지 환자는 약물이나 기타 전통적인 방법에 의해 치료할 수 없는 짧은 시간에 심장내 세동을 제거해야만 하기 때문에 일반적으로 가장 빠르고 효과적인 방법인 강한 전류를 심장의 흉벽을 통해 심근에 인가함으로서 근수축을 일으켜 세동을 제거하는 방법을 사용한다.
그러나, 제세동기는 전기충격을 위해 최대2.5kv의 고전압 전류가 사용되며, 이에 따라 제세동기가 충격을 받아 손상되거나, 신체에 전기충격을 필요 이상으로 가하거나, 가하지 않아야 되는 경우에도 전기충격을 가하는 위험성이 있다. 그럼에도 불구하고, 제세동기의 안전을 위한 기술과 관련하여 그 기술 수준이 마땅치 않은 실정이다. 특히, 제세동기 사용 중 고전압/고전류를 사람에게 인가시, 제세동기의 마이컴의 제어 오류 또는 출력단 회로 등의 오동작시 제어가 불가능하며 정상의 상태로 시스템이 복귀하지 못하는 상황에서, 인체에 일정한 에너지 이상이 인가되지 않도록 하는 안전 기능(safety function) 구현이 절실한 실정이다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국공개특허공보 제10-2011-0066459호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오작동으로 인해 필요 이상의 고전압의 펄스 에너지가 환자에게 인가되지 않도록 안전 수단을 마련한 제세동기의 오작동 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오작동으로 인해 필요 이상의 시간 동안 펄스 에너지가 환자에게 인가되지 않도록 안전 수단을 마련한 제세동기의 오작동 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치는, 상기 제세동기의 펄스 신호의 출력에 따른 커패시터의 출력 전압을 모니터링하는 감지부, 상기 펄스 신호와 동기되어 비교 전압을 생성하는 비교 전압 발생부, 상기 출력 전압과 상기 비교 전압을 비교하여 에러 신호를 생성하는 오류 검출부 및 상기 에러 신호를 수신하여 상기 펄스 신호의 출력을 정지하는 출력 제어부를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 감지부는 상기 펄스 신호의 출력 이후 감소하는 상기 출력 전압을 모니터링하고, 상기 비교 전압 발생부는 미리 설정된 시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 상기 비교 전압을 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 오류 검출부는, 상기 감지부로부터 상기 출력 전압의 신호를 수신하고 상기 비교 전압 발생부로부터 상기 비교 전압의 신호를 수신하고, 상기 미리 설정된 시간 동안, 상기 출력 전압이 상기 비교 전압 미만으로 감소하는 경우, 상기 에러 신호를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 오류 검출부는, 상기 미리 설정된 시간 동안, 상기 출력 전압이 상기 비교 전압 미만으로 감소하면, 상기 오류 검출부의 출력 전압의 상태를 변경하여 상기 에러 신호를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 출력 제어부는, 상기 펄스 신호의 출력 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우 상기 펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제세동기의 오작동 제어 장치는 상기 펄스 신호와 동기되어 미리 설정된 시간 만큼 보정 펄스 신호를 생성하는 보정 펄스 신호 생성부를 더 포함하고, 상기 출력 제어부는, 상기 펄스 신호의 출력과 상기 보정 펄스 신호의 출력이 중복되는 시간 동안만 상기 펄스 신호의 출력을 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 보정 펄스 신호가 생성되는 미리 설정된 시간은, 정상 펄스 신호의 지속 시간, 다음 펄스 신호가 출력되기 전까지의 휴지 시간 및 상기 다음 펄스 신호의 지속 시간을 초과하도록 설정될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 펄스 신호는 제1펄스 신호 및 제2펄스 신호를 포함하고, 상기 비교 전압 발생부는, 상기 제1펄스 신호와 동기되어 제1비교 전압을 생성하고, 상기 제2펄스 신호와 동기되어 제2비교 전압을 생성하고, 상기 오류 검출부는, 상기 제1펄스 신호의 출력에 따른 제1출력 전압과 상기 제1비교 전압을 비교하여 제1에러 신호를 생성하고, 상기 제2펄스 신호의 출력에 따른 제2출력 전압과 상기 제2비교 전압을 비교하여 제2에러 신호를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 비교 전압 발생부는, 미리 설정된 제1시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 상기 제1비교 전압을 생성하고, 미리 설정된 제2시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 상기 제2비교 전압을 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제2시간은 상기 제1시간보다 짧을 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 출력 제어부는, 상기 제1에러 신호 또는 상기 제2에러 신호를 수신하여 그에 대응하는 상기 제1펄스 신호 또는 상기 제2펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 방법은, 상기 제세동기의 펄스 신호의 출력에 따른 커패시터의 출력 전압을 모니터링하는 단계, 상기 펄스 신호와 동기되어 비교 전압을 생성하는 단계, 상기 출력 전압과 상기 비교 전압을 비교하여 제1에러 신호를 생성하는 단계 및 상기 제1에러 신호를 수신하여 상기 펄스 신호의 출력을 정지하는 단계를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 커패시터의 출력 전압을 모니터링하는 단계는 상기 펄스 신호의 출력 이후 감소하는 상기 출력 전압을 모니터링하고, 상기 비교 전압을 생성하는 단계는 미리 설정된 시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 상기 비교 전압을 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1에러 신호를 생성하는 단계는, 상기 미리 설정된 시간 동안, 상기 출력 전압이 상기 비교 전압 미만으로 감소하는 경우, 상기 제1에러 신호를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1에러 신호를 생성하는 단계는, 상기 미리 설정된 시간 동안, 상기 출력 전압이 상기 비교 전압 미만으로 감소하면, 출력 전압의 상태를 변경하여 상기 제1에러 신호를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 펄스 신호의 출력을 정지하는 단계는, 상기 펄스 신호의 출력 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우 상기 펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제세동기의 오작동 제어 방법은 상기 펄스 신호와 동기되어 미리 설정된 시간 만큼 보정 펄스 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 펄스 신호의 출력과 상기 보정 펄스 신호의 출력이 중복되는 시간 동안만 상기 펄스 신호의 출력이 생성될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 보정 펄스 신호가 생성되는 미리 설정된 시간은, 정상 펄스 신호의 지속 시간, 다음 펄스 신호가 출력되기 전까지의 휴지 시간 및 상기 다음 펄스 신호의 지속 시간을 초과하도록 설정될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 펄스 신호는 제1펄스 신호를 포함하고, 상기 비교 전압을 생성하는 단계는, 상기 제1펄스 신호의 출력 이후 출력되는 제2펄스 신호와 동기되어 제2비교 전압을 생성하고, 제세동기의 오작동 제어 방법은 상기 출력 전압과 상기 제2비교 전압을 비교하여 제2에러 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 비교 전압이 생성되는 상기 미리 설정된 시간은 제1시간을 포함하고, 상기 제2에러 신호를 생성하는 단계는, 미리 설정된 제2시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 상기 제2비교 전압을 생성하되, 상기 제2시간은 상기 제1시간보다 짧을 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 보정 펄스 신호를 생성하는 단계는, 제2펄스 신호와 동기되어 미리 설정된 시간 만큼 제2보정 펄스 신호를 생성하고, 상기 제2펄스 신호의 출력과 상기 제2보정 펄스 신호의 출력이 중복되는 시간 동안만 상기 제2펄스 신호의 출력이 생성될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 펄스 신호의 출력을 정지하는 단계는, 제2에러 신호를 수신하여 상기 제2펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 제세동기는, 전력을 충전하는 커패시터, 펄스 신호를 생성하는 펄스 출력부, 제1항에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치 및 상기 커패시터, 상기 펄스 출력부 및 상기 오작동 제어 장치의 구동을 제어하는 프로세서 유닛을 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 오작동으로 인해 필요 이상의 고전압의 펄스 에너지가 환자에게 인가되지 않도록 안전 수단을 마련한 제세동기의 오작동 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 오작동으로 인해 필요 이상의 시간 동안 펄스 에너지가 환자에게 인가되지 않도록 안전 수단을 마련한 제세동기의 오작동 제어 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 사용 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치가 모니터링 하는 정상적인 출력 전압을 도시한 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치가 모니터링 하는 비정상적인 출력 전압의 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치가 생성하는 비교 전압을 도시한 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치의 에러 신호를 생성하는 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치가 모니터링 하는 비정상적인 출력 전압의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치가 생성하는 보정 펄스 신호를 도시한 도면이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른, 제세동기의 오작동 제어 장치의 보정 펄스 신호에 의해 보정된 제1펄스 신호를 도시한 도면이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 사용 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 제세동기(100)는 두 개의 패들(paddle)을 신체에 부착하고, 한쪽 패들에서 다른 쪽 패들로 펄스를 발생시켜 환자의 심장에 직간접적인 전기적 충격을 가할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제세동기(100)는 커패시터(110), 펄스 출력부(120), 오작동 제어 장치(130) 및 프로세서 유닛(140)을 포함할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 제세동기(100)는 전원공급부 등을 포함할 수 있다.
커패시터(110)는 전력을 충전할 수 있다. 커패시터(110)는 충전된 전력에 의한 펄스 전압을 발생시킬 수 있으며, 비상시 환자에게 전기적 충격을 가할 수 있도록 충전 상태를 유지할 수 있다. 펄스 출력부(120)는 펄스 신호를 생성할 수 있다. 예시적으로, 펄스 출력부(120)는 제세동기를 사용하는 사용자가 환자에게 전기적 충격을 가하기 위해 펄스를 발생시키는 스위치를 누르는 사용자 입력을 수신할 수 있고, 이에 따라 펄스 신호를 생성할 수 있다. 상기 커패시터(110)는 펄스 출력부(120)에서 생성된 펄스 신호에 기초하여 전기적 펄스를 발생시켜 출력 전압 신호를 생성할 수 있다. 오작동 제어 장치(130)는 펄스 출력부(120)가 생성한 펄스 신호에 이상이 있거나, 이로 인해 환자에게 인가되는 커패시터(110)의 출력 전압 신호에 이상이 있을 경우, 일정 에너지 이상 인가되지 않도록 펄스 신호의 출력을 제어할 수 있다. 프로세서 유닛(140)은 커패시터(110), 펄스 출력부(120) 및 오작동 제어 장치(130)의 구동을 제어할 수 있다. 예시적으로, 프로세서 유닛(140)은 마이크로 프로세서 유닛(Micro process Unit, MCU)을 포함할 수 있다. 또한, 프로세서 유닛(140)은 오작동 제어 장치(130)로부터 이상이 있는 펄스 신호를 보정한 보정된 펄스 신호를 수신하여 커패시터(110)에서 발생되는 펄스의 발생을 제어 또는 중지시킬 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 오작동 제어 장치(130)는 감지부(131), 비교 전압 발생부(132), 오류 검출부(133), 보정 펄스 신호 생성부(134), 및 출력 제어부(135)를 포함할 수 있다. 감지부(131)는 제세동기(100)의 펄스 신호의 출력에 따른 커패시터(110)의 출력 전압을 모니터링 할 수 있다. 즉, 감지부(131)는 펄스 출력부(120)가 생성하는 펄스 신호의 출력에 따른 커패시터(110)의 전압 강하를 감지할 수 있다. 예를 들어, 감지부(131)는 전압 센서를 포함할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제세동기(100)는 환자에게 고전압/고전류의 펄스를 인가하기 때문에, 제세동기(100)의 안정성이 확보될 필요가 있다. 특히, 제세동기(100)는 심정지 환자에게 사용하는 기기이므로, 전압의 인가와 중단이 엄밀하게 이루어질 필요가 있다. 또한, 제어 오류 또는 펄스를 발생시키는 회로 등의 오작동시 제어가 불가능하며, 환자의 신체에 과도한 전압이 인가되는 경우 신체가 손상될 수도 있기 때문에, 안전을 위한 대책이 마련될 필요가 있다.
비교 전압 발생부(132)는 펄스 신호와 동기되어 비교 전압을 생성할 수 있다. 비교 전압은 감지부(131)가 모니터링하는 커패시터(110)의 출력 전압과 비교될 수 있으며, 상기 비교에 따라 정상적으로 출력되는 펄스인지 여부가 판별될 수 있다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치가 모니터링 하는 정상적인 출력 전압을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, (a)는 커패시터(110)의 출력 전압을 나타내고, (b)는 환자의 신체에 인가되는 전압을 나타내며, 후술하는 도면에서도 동일하게 적용될 수 있다. 도 4에 도시된 커패시터(110)의 전압은 제1펄스 신호 및 제1펄스 신호 이후에 발생되는 제2펄스 신호에 의한 충전 전압의 전압 강하를 나타낸다. 제세동기(100)는 펄스를 발생시키는 사용자 입력 즉, 제1펄스 신호 출력 명령을 수신하는 경우, 커패시터(110)에 충전된 전력을 전기적 펄스로 발생시킬 수 있다. 예시적으로, 제1펄스 신호에 따라, 제1출력 전압(a1)이 발생하고, 휴지기 이후, 제2펄스 신호에 따라, 제2출력 전압(a2)이 발생할 수 있다. 도 4의 (b)를 참조하면, 제1펄스 신호가 출력되면, 환자에게 제1펄스 전압(b1)이 인가되고, 제2펄스 신호가 출력되면, 제2펄스 전압(b2)이 인가될 수 있다. 이때 제2펄스(b2)는 제1펄스(b1)와 반대의 위상을 가질 수 있다. 제1출력 전압과 제2출력 전압이 정상적으로 발생된 경우, 커패시터(110)에는 소정의 잔여 전압이 남을 수 있다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치가 모니터링 하는 비정상적인 출력 전압의 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제세동기(100)의 파손 및 오작동 또는 환자의 신체에 부착하는 패들이 손상되거나, 내부 회로의 쇼트 등과 같은 고장이 발생한 경우, 정상적인 제1출력 전압(a1)과 달리, 전압이 매우 짧은 시간 동안 가파르게 또는 급격하게 감소하는 비정상적인 출력 전압(a')이 발생할 수 있다. 예를 들어, 출력 전압이 매우 가파르게 또는 급격하게 감소하는 비정상적인 출력이라 함은, 약 1~3ms 동안 잔여 충전 전압의 3/4 이상이 출력되는 경우 또는 같은 시간 동안 정상 출력에 비하여 상대적으로 3배 이상의 충전 전압이 출력되는 경우를 의미할 수 있다. 이러한 경우, 환자에게 비정상적인 펄스 전압 신호(b')가 인가되어 순간적으로 많은 전류가 흐르기 때문에 시스템이 파손되거나 신체의 손상이 발생될 수 있다. 뿐만 아니라, 비정상적인 출력 전압(a')이 언제까지 발생하고, 언제 멈추는지 파악하기 어려운 점이 있다. 또한, 신체에 인가되는 파형은 단상(mono)의 파형이 인가되며, 제세동기(100)로부터 발생되는 고전압/고전류에 의해 제세동기(100)를 사용하는 사용자에게 세동을 유발하거나 화상 등의 피해가 발생하는 2차 사고의 위험성이 존재하고, 전압이 남아 있는 경우, 제2출력 전압 또한 어떻게 발생될지 예측할 수 없다. 이에, 본원의 일 실시예에 따르면, 비교 전압 발생부(132)에서 발생되는 비교 전압을 이용하여 비정상적인 출력 전압을 감지할 수 있다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치가 생성하는 비교 전압을 도시한 도면이다.
비교 전압 발생부(132)는 미리 설정된 시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 비교 전압을 생성할 수 있다. 예시적으로, 비교 전압 발생부(132)는 시간이 흐름에 따라 전압을 누적하는 적분기 회로로 구현될 수 있다. 도 6을 참조하면, 비교 전압 발생부(132)는 제1출력 전압(a1)의 비정상을 검출하기 위한 제1비교 전압(x1)과 제2출력 전압(a2)의 비정상을 검출하기 위한 제2비교 전압(x2)을 생성할 수 있다. 즉, 비교 전압 발생부(132)는 제1펄스 신호와 동기되어 제1비교 전압을 생성하고, 제2펄스 신호와 동기되어 제2비교 전압을 생성할 수 있다. 비교 전압 발생부(132)는 미리 설정된 제1시간(t1) 동안 초기 전압부터 제1오류 검출 전압(x1)까지 누적하여 제1비교 전압을 생성할 수 있고, 미리 설정된 제2시간(t2) 동안 초기 전압부터 제2오류 검출 전압(x2)까지 누적하여 제2비교 전압을 생성할 수 있다. 또한, 오류 검출 전압은 미리 설정되는 전압일 수 있으며, 다른 예로, 제1비교 전압의 경우 t1시간 동안, 제2비교 전압의 경우 t2 시간 동안 누적되는 전압의 최대치를 나타낼 수 있다.
비교 전압 발생부(132)는 제1펄스 신호의 출력에 따른 제1출력 전압(a1)의 강하의 시작과 동시에 제1시간(t1) 동안 제1비교 전압을 생성할 수 있고, 제2펄스 신호의 출력에 따른 제2출력 전압(a2)의 강하와 동시에 제2시간(t2) 동안 제2비교 전압을 생성할 수 있다. 제2펄스 신호의 출력에 따른 제2출력 전압(a2)은 제1출력 전압(a1)보다 작으므로, 제2시간(t2)은 제1시간(t1)보다 짧을 수 있다. 또한, 제2시간(t2)이 제1시간(t1)보다 짧기 때문에 이에 비례하여 제2비교 전압은 제1비교 전압보다 작게 설정될 수 있다. 또한, 비교 전압 발생부(132)는 제1시간(t1) 또는 제2시간(t2) 이후, 상기 비교 전압을 초기 전압으로 낮출 수 있다.
오류 검출부(133)는 감지부(131)로부터 출력 전압의 모니터링 신호를 수신하고, 비교 전압 발생부(132)로부터 비교 전압의 신호를 수신할 수 있다. 오류 검출부(133)는 출력 전압과, 비교 전압을 비교하여 에러 신호를 생성할 수 있다. 예시적으로, 미리 설정된 시간 동안, 출력 전압이 비교 전압 미만으로 감소하는 경우, 에러 신호를 생성할 수 있다. 즉, 오류 검출부(133)는 제1펄스 신호의 출력에 따른 제1출력 전압(a1)과 상기 제1비교 전압을 비교하여 제1에러 신호를 생성하고, 상기 제2펄스 신호의 출력에 따른 제2출력 전압(a2)과 제2비교 전압을 비교하여 제2에러 신호를 생성할 수 있다. 예시적으로, 오류 검출부(133)는 출력 전압과 비교 전압을 입력으로 하는 비교기 회로로 구현될 수 있다. 또한, 상기 에러 신호는 오류 검출부(133)에서 출력되는 신호의 전압을 변화시키는 것에 기초하여 생성될 수 있다. 도 7은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치의 에러 신호를 생성하는 예를 도시한 도면이다. 예시적으로, 도 7을 참조하면, 출력 전압이 정상적인 경우, 오류 검출부(133)는 오류 검출부(133)에서 출력되는 신호의 전압 즉, 오류 검출부(133)의 출력 전압(v')을 변화시키지 않을 수 있다. 반면, 출력 전압이 비정상인 경우, 오류 검출부(133)는 오류 검출부(133)에서 출력되는 신호의 전압을 변화시켜 에러 신호를 생성할 수 있다.
오류 검출부(133)는 미리 설정된 시간 동안, 출력 전압이 비교 전압 미만으로 감소하면, 오류 검출부(133)의 출력 전압의 상태를 변경하여 에러 신호를 생성할 수 있다. 도 7을 참조하면, 제세동기(100)의 고장 등으로 인해, 제1시간(t1) 내에서 제1비교 전압이 누적되어 생성되고 있는 동안, 제1출력 전압(a1)이 급격히 감소하여, t'시간의 시점에 제1출력 전압(a1)이 제1비교 전압 미만으로 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 경우, 오류 검출부(133)는 오류 검출부(133)의 출력 전압(v')의 상태를 변경하여 t'시점부터 제1에러 신호를 생성할 수 있다. 상기 오류 검출부(133)의 출력 전압(v')의 상태의 변경은 예를 들어, 오류 검출부(133)의 출력 전압(v')을 초기 전압으로 낮추는 것을 의미할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
출력 제어부(135)는 에러 신호를 수신하여 펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다. 예시적으로, 출력 제어부(135)는, 제1에러 신호 또는 제2에러 신호를 수신하여 그에 대응하는 제1펄스 신호 또는 제2펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다. 또한, 출력 제어부(135)는 타이머 회로를 포함할 수 있다. 출력 제어부(135)에서 제1펄스 신호 또는 제2펄스 신호의 출력이 정지됨에 따라, 프로세서 유닛(140)은 펄스 출력부(120)를 제어하여 펄스 신호의 생성을 중단시킬 수 있다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치가 모니터링 하는 비정상적인 출력 전압의 다른 예를 도시한 도면이다.
제세동기(100)는 과도한 출력 전압이 발생하는 오작동 외에도, 펄스 출력이 멈추지 않는 오작동이 발생할 수도 있다. 도 8을 참조하면, 제1펄스 신호가 출력되나, 오작동에 의해 제1펄스 신호의 제어가 불가능한 경우, 비정상적인 출력 전압(a')이 이 발생할 수 있다. 환자에게는 비정상적인 펄스 신호(b') 에 의한 에너지가 계속해서 인가되게 되며, 신체에 인가되는 파형은 단상(mono)의 파형이 인가된다. 제1펄스 신호의 제어가 불가능한 상태에서 제2펄스 신호가 발생되는 경우, 장치의 파손이 발생할 수 있고, 환자의 신체 또한 손상될 수 있는 위험성이 있다. 따라서, 펄스 신호의 출력 시간에 따라 펄스 신호의 출력을 제어하고자 한다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치가 생성하는 보정 펄스 신호를 도시한 도면이다.
보정 펄스 신호 생성부(134)는 펄스 신호와 동기되어 미리 설정된 시간 만큼 보정 펄스 신호를 생성할 수 있다. 보정 펄스 신호는 제1펄스 신호에 대응하는 제1보정 펄스 신호 및 제2펄스 신호에 대응하는 제2보정 펄스 신호를 포함할 수 있다. 도 9를 참조하면, 제1보정 펄스 신호는 미리 설정된 ta시간 만큼 생성될 수 있고, 제2보정 펄스 신호는 미리 설정된 tb시간 만큼 생성될 수 있다. 예를 들어, ta시간 또는 tb시간은 30~50ms 의 범위를 가질 수 있다. 정상적인 제1펄스 신호가 출력되는 출력 시간은 ta1이고, 정상적인 제2펄스 신호가 출력되는 출력 시간은 ta2일 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 보정 펄스 신호가 생성되는 미리 설정된 시간은 정상 펄스 신호의 지속 시간(ta1), 다음 펄스 신호(제2펄스 신호)가 출력되기 전까지의 휴지 시간(휴지기) 및 다음 펄스 신호의 지속 시간(ta2)을 이상이 되도록 설정될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 보정 펄스 신호는 ta1, ta2 및 휴지기의 시간의 합보다 크도록 설정될 수 있으며, 제2보정 펄스 신호에도 동일하게 적용될 수 있다. 제1펄스 신호가 휴지기를 넘어 제2펄스 신호가 출력되어야 할 시간까지 멈추지 않고 출력되는 경우, 즉 ta1, ta2 , 휴지기 시간을 합한 시간까지 제1펄스 신호가 출력되더라도, 제1펄스 신호에 의한 에너지와 제2펄스 신호에 의한 에너지가 환자에게 인가되므로, 정상 범위로 인식할 수 있다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른, 제세동기의 오작동 제어 장치의 보정 펄스 신호에 의해 보정된 제1펄스 신호를 도시한 도면이다.
출력 제어부(135)는 펄스 신호의 출력 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우, 펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다. 도 10을 참조하면, 제1펄스 신호의 출력 시간(ta1)이 보정 펄스 신호의 미리 설정된 시간(ta)을 초과하면, 출력 제어부(135)는 제1펄스 신호가 보정 펄스 신호의 미리 설정된 시간(ta)을 초과하여 출력되지 않도록 제1펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다. 구체적으로, 출력 제어부(135)는 펄스 신호의 출력과 보정 펄스 신호의 출력이 중복되는 시간 동안만 펄스 신호의 출력을 생성할 수 있다. 도 10을 참조하면, 출력 제어부(135)는 제1펄스 신호의 출력 시간(ta1)과 보정 펄스 신호의 미리 설정된 시간(ta) 을 AND 연산하여, 상기 두 시간이 중복되는 시간 동안만 제1펄스 신호가 출력되도록 제1펄스 신호를 보정할 수 있다. 보정된 제1펄스 신호의 출력 시간(ta'1)은 도 10에 도시된 바와 같이, ta1과 ta이 AND 연산된 시간일 수 있다. 보정된 제1펄스 신호는 출력 제어부(135)에 의해 제1펄스 신호가 제어되기 위한 신호로 활용될 수 있다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 제세동기의 오작동 제어 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 제세동기의 오작동 제어 방법은 앞선 도 1내지 도 10을 통해 설명된 제세동기의 오작동 제어 장치(130)에 의하여 수행된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1내지 도 10을 통해 제세동기의 오작동 제어 장치(130)에 대하여 설명된 내용은 도 11에도 적용된다.
도 11을 참조하면, 단계 S1110에서 감지부(131)는 제세동기(100)의 펄스 신호의 출력에 따른 커패시터(110)의 출력 전압을 모니터링할 수 있다. 감지부(131)는 펄스 신호의 출력에 따른 커패시터(110)의 전압 강하를 감지할 수 있다. 예시적으로, 감지부(131)는 펄스 신호의 출력 이후 감소하는 출력 전압을 모니터링 할 수 있다.
단계 S1120에서 비교 전압 발생부(132)는 펄스 신호와 동기되어 비교 전압을 생성할 수 있다. 비교 전압 발생부(132)는 미리 설정된 시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 비교 전압을 생성할 수 있다. 예시적으로, 비교 전압 발생부(132)는 전압을 누적하는 적분기 회로로 구현될 수 있다. 비교 전압 발생부(132)는 제1펄스 신호와 동기되어 제1출력 전압의 비정상을 검출하기 위한 제1비교 전압을 생성하고, 제2펄스 신호와 동기되어 제2출력 전압의 비정상을 검출하기 위한 제2비교 전압을 생성할 수 있다.
단계 S1130에서 오류 검출부(133)는 출력 전압과, 비교 전압을 비교하여 에러 신호를 생성할 수 있다. 예시적으로, 오류 검출부(133)는 미리 설정된 시간(t1) 동안 제1펄스 신호의 출력에 따른 제1출력 전압(a1)이 제1비교 전압 미만으로 감소하면, 출력 전압(v')의 상태를 변경하여 제1에러 신호를 생성할 수 있다. 또한, 오류 검출부(133)는 미리 설정된 시간(t2)동안 제2펄스 신호의 출력에 따른 제2출력 전압(a2)이 제2비교 전압 미만으로 감소하면, 출력 전압(v')의 상태를 변경하여 제2에러 신호를 생성할 수 있다.
단계 S1130에서 출력 제어부(135)는 에러 신호를 수신하여 펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다. 예시적으로, 출력 제어부(135)는, 제1에러 신호 또는 제2에러 신호를 수신하여 그에 대응하는 제1펄스 신호 또는 제2펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다.
또한, 상기 출력 제어부(135)는 펄스 신호의 출력 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우, 펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다. 출력 제어부(135)는 상기 출력 시간이 보정 펄스 신호 생성부(134)에서 생성된 보정 펄스 신호가 생성되는 시간을 초과하면, 펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다. 구체적으로, 보정 펄스 신호 생성부(134)는 펄스 신호와 동기되어 미리 설정된 시간 만큼 보정 펄스 신호를 생성할 수 있다. 보정 펄스 신호는 제1펄스 신호에 대응하는 제1보정 펄스 신호 및 제2펄스 신호에 대응하는 제2보정 펄스 신호를 포함할 수 있다. 제1보정 펄스 신호는 미리 설정된 ta시간 만큼 생성될 수 있고, 제2보정 펄스 신호는 미리 설정된 tb시간 만큼 생성될 수 있다. 정상적인 제1펄스 신호가 출력되는 출력 시간은 ta1이고, 정상적인 제2펄스 신호가 출력되는 출력 시간은 ta2일 수 있다. 이때, 보정 펄스 신호가 생성되는 미리 설정된 시간은 정상 펄스 신호의 지속 시간(ta1), 다음 펄스 신호(제2펄스 신호)가 출력되기 전까지의 휴지 시간(휴지기) 및 다음 펄스 신호의 지속 시간(ta2)을 초과하도록 설정될 수 있다.
예시적으로, 제1펄스 신호의 출력 시간(ta1)이 보정 펄스 신호의 미리 설정된 시간(ta)을 초과하면, 출력 제어부(135)는 제1펄스 신호가 보정 펄스 신호의 미리 설정된 시간(ta)을 초과하여 출력되지 않도록 제1펄스 신호의 출력을 정지할 수 있다. 구체적으로, 출력 제어부(135)는 제1펄스 신호의 출력과 제1보정 펄스 신호의 출력이 중복되는 시간 동안만 제1펄스 신호의 출력을 생성할 수 있고, 제2펄스 신호의 출력과 제2보정 펄스 신호의 출력이 중복되는 시간 동안만 제2펄스 신호의 출력을 생성할 수 있다.
본원의 일 실시 예에 따른 제세동기의 오작동 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제세동기
110: 커패시터
120: 펄스 출력부
130: 오작동 제어 장치
131: 감지부
132: 비교 전압 발생부
133: 오류 검출부
134: 보정 펄스 신호 생성부
135: 출력 제어부
140: 프로세서 유닛

Claims (17)

  1. 제세동기의 오작동 제어 장치에 있어서,
    상기 제세동기의 펄스 신호의 출력에 따른 커패시터의 출력 전압을 모니터링하는 감지부;
    상기 펄스 신호와 동기되어 비교 전압을 생성하는 비교 전압 발생부;
    상기 출력 전압과 상기 비교 전압을 비교하여 에러 신호를 생성하는 오류 검출부; 및
    상기 에러 신호를 수신하여 상기 펄스 신호의 출력을 정지하는 출력 제어부,
    를 포함하는, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 펄스 신호의 출력 이후 감소하는 상기 출력 전압을 모니터링하고,
    상기 비교 전압 발생부는 미리 설정된 시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 상기 비교 전압을 생성하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오류 검출부는,
    상기 감지부로부터 상기 출력 전압의 신호를 수신하고 상기 비교 전압 발생부로부터 상기 비교 전압의 신호를 수신하고,
    상기 미리 설정된 시간 동안, 상기 출력 전압이 상기 비교 전압 미만으로 감소하는 경우, 상기 에러 신호를 생성하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오류 검출부는,
    상기 미리 설정된 시간 동안, 상기 출력 전압이 상기 비교 전압 미만으로 감소하면, 상기 오류 검출부의 출력 전압의 상태를 변경하여 상기 에러 신호를 생성하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 출력 제어부는,
    상기 펄스 신호의 출력 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우 상기 펄스 신호의 출력을 정지하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 펄스 신호와 동기되어 미리 설정된 시간 만큼 보정 펄스 신호를 생성하는 보정 펄스 신호 생성부,
    를 더 포함하고,
    상기 출력 제어부는,
    상기 펄스 신호의 출력과 상기 보정 펄스 신호의 출력이 중복되는 시간 동안만 상기 펄스 신호의 출력을 생성하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보정 펄스 신호가 생성되는 미리 설정된 시간은,
    정상 펄스 신호의 지속 시간, 다음 펄스 신호가 출력되기 전까지의 휴지 시간 및 상기 다음 펄스 신호의 지속 시간의 이상이 되도록 설정되는 것인, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 신호는 제1펄스 신호 및 제2펄스 신호를 포함하고,
    상기 비교 전압 발생부는,
    상기 제1펄스 신호와 동기되어 제1비교 전압을 생성하고, 상기 제2펄스 신호와 동기되어 제2비교 전압을 생성하고,
    상기 오류 검출부는,
    상기 제1펄스 신호의 출력에 따른 제1출력 전압과 상기 제1비교 전압을 비교하여 제1에러 신호를 생성하고, 상기 제2펄스 신호의 출력에 따른 제2출력 전압과 상기 제2비교 전압을 비교하여 제2에러 신호를 생성하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비교 전압 발생부는,
    미리 설정된 제1시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 상기 제1비교 전압을 생성하고, 미리 설정된 제2시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 상기 제2비교 전압을 생성하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2시간은 상기 제1시간보다 짧은 것인, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 출력 제어부는,
    상기 제1에러 신호 또는 상기 제2에러 신호를 수신하여 그에 대응하는 상기 제1펄스 신호 또는 상기 제2펄스 신호의 출력을 정지하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 장치.
  12. 제세동기의 오작동 제어 방법에 있어서,
    상기 제세동기의 펄스 신호의 출력에 따른 커패시터의 출력 전압을 모니터링하는 단계;
    상기 펄스 신호와 동기되어 비교 전압을 생성하는 단계;
    상기 출력 전압과 상기 비교 전압을 비교하여 제1에러 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제1에러 신호를 수신하여 상기 펄스 신호의 출력을 정지하는 단계,
    를 포함하는, 제세동기의 오작동 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 커패시터의 출력 전압을 모니터링하는 단계는 상기 펄스 신호의 출력 이후 감소하는 상기 출력 전압을 모니터링하고,
    상기 비교 전압을 생성하는 단계는 미리 설정된 시간 동안 초기 전압부터 오류 검출 전압까지 누적하여 상기 비교 전압을 생성하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1에러 신호를 생성하는 단계는,
    상기 미리 설정된 시간 동안, 상기 출력 전압이 상기 비교 전압 미만으로 감소하는 경우, 상기 제1에러 신호를 생성하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 펄스 신호의 출력을 정지하는 단계는,
    상기 펄스 신호의 출력 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우 상기 펄스 신호의 출력을 정지하는 것인, 제세동기의 오작동 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 펄스 신호와 동기되어 미리 설정된 시간 만큼 보정 펄스 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 펄스 신호의 출력과 상기 보정 펄스 신호의 출력이 중복되는 시간 동안만 상기 펄스 신호의 출력이 생성되는 것인, 제세동기의 오작동 제어 방법.
  17. 제세동기에 있어서,
    전력을 충전하는 커패시터;
    펄스 신호를 생성하는 펄스 출력부;
    제1항에 따른 제세동기의 오작동 제어 장치; 및
    상기 커패시터, 상기 펄스 출력부 및 상기 오작동 제어 장치의 구동을 제어하는 프로세서 유닛,
    을 포함하는 제세동기.
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KR20070114116A (ko) * 2004-12-23 2007-11-29 쉴러 메디컬 에스에이에스 Ｈ 브리지를 포함하는 안전 방전 회로를 갖는 제세동기
KR100948671B1 (ko) * 2009-06-22 2010-03-18 광주과학기술원 제세동기
KR20110068564A (ko) * 2009-12-16 2011-06-22 주식회사 멕 아이씨에스 심장 제세동 장치의 전원 제어 시스템

Patent Citations (4)

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