KR102044423B1 - 인공 지능형 의료용 석션기 - Google Patents

인공 지능형 의료용 석션기 Download PDF

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Abstract

인공 지능형 의료용 석션기가 개시된다. 본 발명은, 외부로부터 입력된 개별 환자를 위한 인공 지능형 의료용 석션기의 맞춤형 설정 정보가 저장되는 저장부, 카테터를 환자의 호흡기 내부로 삽입하기 위해 카테터를 이동시키는 구동 장치, 및 외부로부터 입력된 맞춤형 설정 정보 및 환자의 상태 정보에 기초하여 구동 장치의 구동을 제어하는 제어부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 환자의 개인 사정 또는 장비의 고장으로 인해 환자가 새로운 의료용 석션기를 사용하게 되는 경우에도, 해당 환자의 개별 특성을 고려하여 설정된 맞춤형 설정 정보에 기초한 의료용 석션기의 인공 지능적인 자율 구동을 보장받을 수 있게 된다.

Description

인공 지능형 의료용 석션기{Artificial Intelligent Medical Suction Device}
본 발명은 인공 지능형 의료용 석션기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환자의 개인 사정 또는 장비의 고장으로 인해 환자가 새로운 의료용 석션기를 사용하게 되는 경우에도, 해당 환자의 개별 특성을 고려하여 설정된 맞춤형 설정 정보에 기초한 인공 지능적인 자율 구동을 보장받을 수 있는 인공 지능형 의료용 석션기에 관한 것이다.
의료용 석션기는 병원에서 시술을 하면서 환자의 몸속으로부터 발생되는 피, 타액, 구토물 및 분비물 등의 이물질을 용기로 강제적으로 흡입하여 제거하는 의료용 이물질 흡입 장치이다.
일반적으로 병원이나 가정에서 거동이 불편한 환자들은 상시 석션기를 장착하고 보호자나 간호사의 도움을 받아 가래 등의 이물질을 기도나 기관지에서 빼내게 된다.
그러나, 가래 등의 이물질은 수면 중에도 발생하여 환자의 기도를 막을 수 있기 때문에 간호사, 간병인 및 보호자는 수시로 석션기를 구동하여야 할 뿐만 아니라, 이들 보호자는 환자의 상태를 상시 직접 확인해가면서 수시로 석션기를 구동하여 이물질을 제거해야 한다는 어려움을 감수해야 한다.
한편, 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명자는 환자의 상태 정보를 기초로 자율 구동되는 인공 지능형 의료용 석션기를 이미 제안한 바 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 환자의 개인 사정 또는 장비의 고장으로 인해 환자가 새로운 의료용 석션기를 사용하게 되는 경우에도, 해당 환자의 개별 특성을 고려하여 설정된 맞춤형 설정 정보에 기초한 인공 지능적인 자율 구동을 보장받을 수 있는 인공 지능형 의료용 석션기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공 지능형 의료용 석션기는, 카테터를 이용하여 호흡기 내부의 이물질을 제거하는 인공 지능형 의료용 석션기에 있어서, 외부로부터 입력된 개별 환자를 위한 상기 인공 지능형 의료용 석션기의 맞춤형 설정 정보가 저장되는 저장부; 상기 카테터를 환자의 호흡기 내부로 삽입하기 위해 상기 카테터를 이동시키는 구동 장치; 및 외부로부터 입력된 상기 맞춤형 설정 정보 및 환자의 상태 정보에 기초하여 상기 구동 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 맞춤형 설정 정보가 저장된 환자의 ID 카드가 삽입되는 카드 슬롯을 더 포함한다.
또한, 상기 맞춤형 설정 정보를 관리 서버로부터 수신하는 통신부를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 환자의 개인 사정 또는 장비의 고장으로 인해 환자가 새로운 의료용 석션기를 사용하게 되는 경우에도, 해당 환자의 개별 특성을 고려하여 설정된 맞춤형 설정 정보에 기초한 의료용 석션기의 인공 지능적인 자율 구동을 보장받을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기에 구비된 카테터 구동 장치의 사시도,
도 2는 도 1에서의 카테터 구동 장치의 내부 구조를 나타내는 도면,
도 3 및 도 4는 구동 드럼부에서의 카테터의 권취 구조를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기에서의 보조 구동부의 구조를 나타내는 도면,
도 6은 도 5에서의 보조 구동부의 변형된 구조를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 구조를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법의 실행을 위한 환자별 개별 기준값 설정 과정을 설명하는 절차 흐름도,
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도,
도 10은 환자가 가래 등으로 인한 호흡 장애가 없는 상태에서 측정된 청진음의 파형을 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환하여 나타낸 도면,
도 11은 가래 등으로 인한 호흡 장애가 발생한 상태에서 측정된 청진음의 파형을 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환하여 나타낸 도면,
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도,
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도,
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 외부 구조를 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 동작 시스템 구성도, 및
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 동작 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)에 구비된 카테터 구동 장치(100)의 사시도이다. 본 발명에서의 의료용 석션기(300)는 카테터(10)를 이용하여 호흡기 내부의 이물질을 제거하며, 도 1에서의 구동 장치(100)는 카테터(10)의 호흡기 내부로의 전진 및 후진을 제어하는 기능을 수행한다.
한편, 도 1에서와 같이 구동 장치(100)의 상부 모서리 부분에는 카테터(10)가 토출되는 토출구(115)가 구비되어 있으며, 토출구(115)는 각도 조절부(110) 상에서 이동 가능하게 레일 결합 방식으로 설치되어 있다.
구체적으로, 각도 조절부(110)는 구동 장치(100)의 상부 모서리 부분에 완만한 호를 형성하며 곡선형으로 설치되어 있으며, 각도 조절부(110)는 토출구(115)의 이동을 가이드 부재로서, 사용자는 각도 조절부(110) 상에서의 토출구(115)의 위치를 조절함으로써, 환자의 위치 및 병상 환경에 따라 카테터(10)의 토출 방향 및 토출 각도를 자유롭게 조절할 수 있게 된다.
도 2는 도 1에서의 카테터 구동 장치(100)의 내부 구조를 나타내는 도면이고, 도 3 및 도 4는 구동 드럼부(120)에서의 카테터(10)의 권취 구조를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)에서의 카테터 구동 장치(100)는 구동 드럼부(120), 구동 모터(130), 이물질 제거부(140), 및 가이드부(150)를 포함한다.
구동 드럼부(120)의 곡면에는 도 2 및 도 3에서와 같이 카테터(10)가 권취되어 있으며, 구동 드럼부(120)의 하부에 설치되어 있는 구동 모터(130)의 구동축(135)과 구동 드럼부(120)의 중앙 회전축은 벨트로서 연결되어 있다.
구동 모터(130)의 구동축(135)의 회전 방향에 따라 구동 드럼부(120)는 정방향(오른쪽 방향) 또는 역방향(왼쪽 방향)으로 회전하게 되며, 구동 드럼부(120)가 정방향으로 회전하는 경우에는 구동 드럼부(120)에 권취된 카테터(10)는 구동 드럼부(120)로부터 권취 해제되며 토출구(115)를 통해 전진 이동하고, 구동 드럼부(120)가 역방향으로 회전하는 경우에는 카테터(10)는 다시 구동 드럼부(120)에 권취되며 후진 이동하게 된다.
본 발명을 실시함에 있어서, 환자의 통증을 최소화하기 위해 환자의 호흡기 내부로 진입하는 카테터(10)의 이동 거리는 정밀하게 제어될 필요가 있으므로, 구동 모터(130)는 스텝핑 모터로서 구현함이 바람직할 것이다.
아울러, 구동 드럼부(120)에의 카테터(10)의 권취 회수가 많아질수록 구동 드럼부(120)의 회전에 따른 카테터(10)의 이동 거리 제어의 정밀성은 낮아지게 되므로, 본 발명을 실시함에 있어서는 카테터(10)의 권취 회수를 약 1회가 되도록 함이 바람직할 것이며, 카테터(10)를 이동시키기 위한 구동 드럼부(120)의 최대 회전 각도를 약 400°가 되도록 함이 바람직할 것이다.
또한, 카테터(10)가 구동 드럼부(120)에 밀착된 상태로 일정한 각도와 방향으로 권취되어 있는 경우이어야, 구동 드럼부(120)의 회전각에 따른 카테터(10)의 이동 거리가 정밀하게 제어되기 때문에, 본 발명을 실시함에 있어서는 구동 드럼부(120)의 곡면에는 카테터(10)가 밀착 삽입되는 레일 형상의 홈을 형성토록 함이 바람직할 것이다.
한편, 가이드부(150)는 원형 파이프로서 구동 드럼부(120)의 회전에 의해 이동되는 카테터(10)의 직선 이동을 가이드하는 기능을 수행한다. 한편, 가이드부(150) 내부에서의 카테터(10)의 외부면에 대한 마찰 저항이 발생되는 것을 최소화하기 위해서 가이드부(150) 내부에 삽입되어 이동되는 카테터(10)는 테프론 재질의 튜브로서 제작함이 바람직할 것이다.
한편, 구동 드럼부(120)의 회전에 따른 카테터(10)의 원활한 이동을 지원하기 위해서 가이드부(150)의 내부에는 도 5에서와 같이 보조 구동부(200)을 설치할 수도 있을 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 보조 구동부(200)는 고정 롤러(210), 구동 롤러(220), 제1 구동 기어(230), 및 제2 구동 기어(240)를 포함한다.
고정 롤러(210)는 가이드부(150)의 내부 벽면에 회전 가능하게 고정 설치되어 있으며, 구동 롤러(220)는 고정 롤러(210)와 소정의 이격 공간을 형성하며 가이드부(150)의 내부 벽면에 설치되어 있다.
고정 롤러(210)와 구동 롤러(220) 사이의 이격 공간에는 카테터(10)가 맞물려지도록 설치되며, 구동 롤러(220)의 회전에 따라 카테터(10)의 전후 이동이 지원된다.
구체적으로, 구동 롤러(220)의 상부에는 제1 구동 기어(230)가 설치되어 있으며, 제1 구동 기어(230)는 보조 모터(미도시)에 의해 회전 구동되는 제2 구동 기어(240)와 치합 결합을 형성한다.
그 결과, 보조 모터에 의해 제2 구동 기어(240)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 제1 구동기어 및 구동 롤러(220)가 시계 방향으로 회전하게 됨으로써, 카테터(10)의 전진 이동이 보다 원활하게 지원된다. 한편, 이 경우에 고정 롤러(210)는 반시계 방향으로 회전된다.
아울러, 보조 모터에 의해 제2 구동 기어(240)가 시계 방향으로 회전함에 따라 제1 구동기어 및 구동 롤러(220)가 반시계 방향으로 회전하게 됨으로써, 카테터(10)의 후진 이동이 보다 원활하게 지원된다. 한편, 이 경우에 고정 롤러(210)는 시계 방향으로 회전된다.
즉, 본 발명을 실시함에 있어서, 제어부는 구동 드럼부(120)의 정방향 회전에 의해 카테터(10)를 전진시키는 경우에 보조 모터에 의해 제2 구동 기어(240)가 반시계 방향으로 회전되도록 제어하며, 구동 드럼부(120)의 역방향 회전에 의해 카테터(10)를 전진시키는 경우에 보조 모터에 의해 제2 구동 기어(240)가 시계 방향으로 회전되도록 제어함이 바람직할 것이다.
또한, 본 발명을 실시함에 있어서, 카테터 구동 장치(100)에는 구동 드럼부(120)의 회전에 따른 카테터(10)의 이동 거리를 측정하고, 측정된 이동 거리를 표시부(385)를 통해 사용자에게 알려주는 제어부(370)가 구비됨이 바람직할 것이다.
한편, 카테터(10)의 이동 거리 측정 모듈은 가이드부(150)의 내부에 설치됨이 바람직할 것이며, 이를 위해 카테터(10)의 외부면에 일정한 색상(예를 들면, 검은 색)의 마커를 표지하고 마커를 감지하는 포토 센서를 가이드부(150) 내부에 카테터(10)의 이동 경로에 따라 복수개 설치하여 둘 수도 있을 것이다.
아울러, 의료용 석션기(300)에 구비된 카테터(10)의 단부에 형성된 이물질 흡입홀은 카테터(10) 단부의 측면에 형성되되, 부분적으로만 형성되어 있기 때문에, 환자의 기관지 점막에 붙어있는 이물질을 골고루 제거하기 위해서는 환자의 기관지 내에서 카테터(10)를 전진 또는 후진 이동시킴에 있어서 카테터(10)를 나선 방향(나사선 방향)으로 회전 이동시켜 줄 필요가 있다.
이에 본 발명자는, 구동 드럼부(120)에 의해 전진 또는 후진 이동되는 상기 카테터(10)가 나선 방향으로 회전하며 이동되도록 유도하는 회전 유도부를 고안하였다.
도 6은 도 5에서의 보조 구동부(200)의 변형된 구조를 나타낸 도면이다. 먼저, 본 발명을 실시함에 있어서, 회전 유도부는 도 5에서의 보조 구동부(200)에서의 고정 롤러(210) 및 구동 롤러(220)의 구조를 도 6에서와 같이 변형함으로써 구현할 수 있을 것이다.
한편, 도 6에서와 같이 변형된 구조에 있어서도 고정 롤러(210) 및 구동 롤러(220)는 여전히 상호 평행한 회전축을 갖고 있다.
다만, 고정 롤러(210) 및 구동 롤러(220)는 동일한 원뿔대의 형상을 구비하고 있으며, 서로 반대 방향으로 배치되어 있다. 그에 따라 고정 롤러(210) 및 구동 롤러(220)의 회전면은 경사면을 형성하게 된다.
그 결과, 고정 롤러(210)와 구동 롤러(220)의 사이에서 회전면과 접촉됨으로써, 고정 롤러(210)와 구동 롤러(220)의 회전에 따라 전후진 이동하는 카테터(10)는 나사홀에 삽입되는 나사와 같은 스크류 방식으로의 비틀림 회전을 하며 전진 또는 후진 이동을 하게 된다.
아울러, 본 발명을 실시함에 있어서, 구동 드럼부(120)에 의해 전진 또는 후진 이동되는 카테터(10)가 나선 방향으로 회전하며 이동되도록 유도하는 회전 유도부를, 도 4에서의 구동 드럼부(120)를 통해서도 구현할 수 있을 것이다.
구체적으로, 도 4에서와 같이 본 발명을 실시함에 있어서는, 구동 드럼부(120)의 곡면에 관통 설치되어 있는 원통형 구조체인 연결 잭(123)의 설치 위치를 구동 드럼부(120)의 곡면의 중심에 두지 않고, 구동 드럼부(120)의 곡면 상에서의 좌측 또는 우측의 위치에 둘 수 있을 것이다.
한편, 카테터(10)의 단부는 연결 잭(123)에 결합 고정되므로, 연결 잭(123)을 구동 드럼부(120)의 곡면 상에서 좌측 또는 우측에 설치하게 되면, 카테터(10)는 구동 드럼부(120)의 곡면인 권취면에 비스듬한 방향으로 권취되게 된다.
이와 같이, 구동 드럼부(120)의 곡면인 권취면에 비스듬한 방향으로 권취된 상태에 있는 카테터(120)는 구동 드럼부(120)의 회전에 따라 직진 이동을 함에 있어서, 나사선 방향으로의 회전 운동을 수반하게 된다.
또한, 본 발명을 실시함에 있어서, 전진 또는 후진 이동되는 카테터(10)가 나선 방향으로 회전하며 이동되도록 유도하는 회전 유도부는, 토출구(115)를 통해 토출되는 카테터(10)의 외부를 감싸는 외부 튜브(미도시)에 의해서도 구현될 수 있을 것이다.
즉, 관리자는 본 발명에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)를 기준으로 오른쪽 또는 왼쪽에 위치한 침상에 누워있는 환자에의 의료용 석션기(300)의 사용을 위해 토출구(115)를 통해 토출되는 카테터(10)의 외부를 감싸는 외부 튜브(미도시)를 좌측 또는 우측으로 구부리게 되며, 이와 같이 좌측 또는 우측으로 구부러진 상태에서 소정의 곡률을 형성하고 있는 외부 튜브를 통해 이동하는 카테터(10)는 해당 곡률에 의해 나사선 방향으로의 회전 운동을 수반하여 이동하게 된다.
아울러, 도 3에서와 같이 구동 드럼부(120)의 측면 중앙에는 카테터(10)를 통해 흡입된 오물을 외부로 배출하는 배출구(125)가 설치되어 있다.
보다 구체적으로, 도 4에서와 같이 카테터(10)의 단부는 구동 드럼부(120)의 곡면에 관통 설치되어 있는 원통형 구조체인 연결 잭(123)에 결합된다. 한편, 연결 잭(123)의 일단은 구동 드럼부(120)의 곡면 외부에서 카테터(10)의 단부에 결합되며, 연결 잭(123)의 타단은 구동 드럼부(120)의 곡면 내부에서 별도의 연결 호스(미도시)를 통해 배출구(125)와 연결되어 있다.
구체적으로, 배출구(125)는 'ㄱ'자 형상의 노즐 구조체로서, 일단은 구동 드럼부(120)의 측면 내측으로 관통 삽입되어 있으며, 타단은 구동 드럼부(120)의 측면 외측으로 돌출되어 있다.
즉, 구동 드럼부(120)의 내부 공간으로 각각 연결 잭(123)의 단부와 배출구(125)의 단부가 삽입되어 있으며, 드럼부의 내부 공간에 설치된 연결 호스는 연결 잭(123)의 단부과 배출구(125)의 단부를 연결하는 오물 이송관의 기능을 수행한다.
이에 따라 카테터(10)를 통해 흡입된 가래 등의 오물은 연결 잭(123)을 거쳐 드럼부의 내부 공간을 통해 배출구(125)로 전달되며, 배출구(125)로 전달된 오물은 배출구(125)를 통해 외부로 배출되게 된다.
아울러, 본 발명을 실시함에 있어서는, 구동 드럼부(120)가 회전하는 경우에도 배출구(125)는 일정한 설치 방향을 유지할 수 있도록, 배출구(125)는 구동 드럼부(120)의 회전축에 연동하여 회전되지 않도록 설치함이 바람직할 것이며, 이를 위해 구동 드럼부(120)의 회전축을 통형으로 설치하고, 배출구(125)를 구동 드럼부(120)의 회전축의 내부에 설치되도록 할 수 있을 것이다.
한편, 도 2에서와 같이 가이드부(150)의 내부에는 구동 드럼부(120)의 회전에 의해 이동되는 카테터(10)가 삽입되어 있으며, 가이드부(150)의 토출구(115) 측 단부에는 이물질 제거부(140)가 연결 설치되어 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 구조를 나타내는 도면이다. 본 발명에서의 인공 지능형 의료용 석션기(300)는 카테터(10)를 이용하여 호흡기 내부의 이물질을 제거하는 기능을 수행하며, 이를 위해 카테터(10)의 단부에 연결 설치된 흡입 펌프(310), 센서부(320), 입력부(330), 구동장치(100), 청진 마이크(340), 압력 센서(350), 맥박 측정부(360), 제어부(370), 산소 포화도 측정부(380), 표시부(385), 저장부(390), 및 통신부(395)를 포함한다.
먼저, 흡입 펌프(310)는 카테터(10)의 일단에 설치되어, 환자의 호흡기 내부로 삽입된 카테터(10)의 타단을 통해 가래 등의 이물질이 흡입되도록 카테터(10) 내부에서의 흡입압을 발생시킨다.
센서부(320)는 환자의 흡기 가스의 질량과 호기 가스의 질량을 각각 측정하는 질량유량계(MASS FLOW METER: MFM) 센서를 포함하며, 환자의 흡기 가스와 호기 가스의 질량을 각각 측정하여, 측정 결과를 제어부(370)에 전송하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 센서부(320)는 제1 질량 유량계 센서와 제2 질량 유량계 센서를 포함하며, 제1 질량 유량계 센서는 환자가 착용하고 있는 호흡용 마스크의 호기 배출구로부터 환자의 호기 호흡량을 측정하고, 제2 질량 유량계 센서는 호흡용 마스크의 흡기 유입구로부터 환자의 흡기 호흡량을 측정한다.
한편, 구동장치(100)는 카테터(10)의 기관지 내부로의 삽입을 위해 카테터(10)를 전진 이동시키거나, 카테터(10)의 기관으로부터의 제거를 위해 카테터(10)를 후진 이동시킨다.
청진 마이크(340)는 환자의 청진음을 측정하며, 측정된 청진음을 제어부(370)로 전송하고, 맥박 측정부(360)는 환자의 맥박수를 측정하여, 측정된 맥박수를 제어부(370)로 전송하며, 산소 포화도 측정부(380)는 환자로부터 채취된 혈액 샘플로부터 산화 포화도를 측정하며, 측정된 산소 포화도를 제어부(370)로 전송한다.
한편, 제어부(370)는 청진 마이크(340)로부터 수신한 환자의 청진음 정보, 맥박 측정부(360)로부터 수신한 환자의 맥박수 정보, 산소 포화도 측정부(380)로부터 수신한 환자의 산소 포화도 정보를 포함하는 환자 상태 정보를 기초로 하여, 환자의 기관지 내에서 가래 등의 이물질을 제거할 필요가 있는 상황인지 여부를 판단하는 기능을 수행한다.
아울러, 압력 센서(350)는 카테터(10) 내부에 형성되어 있는 압력(음압)의 값을 측정하고, 측정된 압력값을 제어부(370)에 전송한다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법의 실행을 위한 환자별 개별 기준값 설정 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 제어 방법의 실행을 위한 환자별 개별 기준값 설정 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 제어부(370)는 정상 상태(가래 제거가 필요하지 않은 상태)에 있는 환자의 호흡 정보를 포함하는 복수의 환자 상태 정보를 측정하며(S310), 측정된 각각의 상태 정보값의 누적 평균값을 산출한다.
이하에서는 제어부(370)가 각각의 상태 정보에 대한 누적 평균값을 산출하는 과정에 대해 설명하기로 한다.
-호흡량의 누적 평균값, 호흡(흡기/호기) 주기의 누적 평균값 -
인공 지능형 의료용 석션기(300)의 제어부(370)는 제1 질량 유량계 센서로부터 환자의 호기 호흡량 측정값과 제2 질량 유량계 센서로부터 환자의 흡기 호흡량 측정값을 번갈아가며 수신하게 되며, 그 결과 제어부(370)는 환자의 호흡 주기당 호흡량 정보를 실시간으로 확보할 수 있게 된다.
아울러, 제어부(370)는 제1 질량 유량계 센서로부터 호기 호흡량 측정값이 수신된 시간과, 그 다음번 호기 호흡량 측정값이 수신된 시간과의 간격을 연산함으로써 해당 환자의 호흡(흡기/호기) 주기를 측정할 수 있게 된다.
이와 같이 제어부(370)에는 환자의 호흡량 정보와 호흡 주기의 정보가 실시간으로 누적 저장되며, 제어부(370)는 환자의 호흡량의 누적 평균값을 산출 및 저장하고, 또한 해당 환자의 호흡 주기의 누적 평균값을 산출 및 저장한다.
-청진음 파형 크기의 누적 평균값-
또한, 제어부(370)는 청진 마이크(340)로부터 측정된 환자의 가슴에서의 청진음(또는 숨소리)를 실시간으로 수신하며, 수신된 청진음에 대해 도 9에서와 같은 파형 분석을 실시한다. 도 9는 환자가 가래 등으로 인한 호흡 장애가 없는 상태에서 측정된 청진음의 파형을 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환하여 나타낸 도면이다.
제어부(370)는 이와 같이 실시간으로 수신되는 청진음에 대해 분석된 파형의 최대 진폭(Amplitude)를 누적한 평균값을 산출 및 저장한다.
-맥박수의 누적 평균값-
제어부(370)는 환자의 손목에 설치된 맥박 측정부(360)로부터 환자의 맥박수를 실시간으로 수신하며, 누적 수신된 맥박수의 누적 평균값을 산출 및 저장한다.
-산소 포화도의 누적 평균값-
제어부(370)는 산소 포화도 측정부로부터 수신된 산소 포화도의 누적 평균값을 산출 및 저장한다.
한편, 상기와 같이 각 상태 정보에 대한 누적 평균값이 연속적으로 산출 및 저장되는 동안, 환자를 간호하는 보호자, 간호사 등과 같은 의료용 석션기(300)의 관리자는 환자의 호흡, 숨소리, 표정의 상태(또는 환자의 가래 제거 요청)를 직접 모니터링하여, 가래 제거가 필요한 상태인 것으로 판단한 경우에 석션기(300)의 조작 입력 패널(미도시)을 통해 직접 수동 조작으로 석션기(300)를 구동시킴으로써 가래 제거를 실행한다(S330).
아울러, 제어부(370)는 관리자가 수동 조작을 위해서 입력 패널을 통해 석션기(300)의 동작 명령을 입력한 시점(즉, 가래 제거 필요 시점)에 측정된 환자 상태 정보를 상기에서 산출 및 저장된 누적 평균값들과 각각 비교한다.
구체적으로, 제어부(370)는 해당 시점(가래 제거 필요 시점)에 측정된 호흡량을 기 저장된 호흡량의 누적 평균값과 비교하고, 해당 시점에 측정된 호흡 주기를 기 저장된 호흡 주기의 누적 평균값과 비교하며, 해당 시점에 측정된 청진음 파형 크기를 기 저장된 청진음 파형 크기의 누적 평균값과 비교하고, 해당 시점에 측정된 맥박수를 기 저장된 맥박수의 누적 평균값과 비교하며, 해당 시점에 측정된 산소 포화도를 기 저장된 산소 포화도의 누적 평균값과 비교한다.
한편, 제어부(370)는 가래 제거 필요 시점에 측정된 상기 복수의 환자 상태 정보 중 기 저장된 누적 평균값과 비교하여 소정 비율(예를 들면, 10%) 이상의 편차가 발생한 상태 정보를 하기의 표 1에서와 같이 추출 및 저장한다(S350).
상태 정보 누적 평균값과의 편차율 이상 지표로의 채택 여부
호흡량 15% O
호흡 주기 17% O
청진음 파형 크기 23% O
맥박수 5% X
산소 포화도 3% X
본 발명에서는 상기 표 1에서와 같이, 복수의 상태 정보 중에서 관리자가 특정 환자를 직접 모니터링함으로써 석션을 실행한 시점(즉, 가래 제거 필요 시점)에서 소정 비율(예를 들면, 10%) 이상의 편차가 발생한 상태 정보를, 해당 환자에 있어서 가래 발생으로 인해 그 값이 유의미하게 변화함으로써 환자 자신의 상태(가래 제거가 필요한 상태)를 외부로 적극적으로 표지하는 지표인 '이상(abnoraml) 지표'로서 채택한다.
아울러, 제어부(370)는 이상 지표로 채택된 상태 정보와 관려하여, 관리자에 의한 수동 석션 실행 시점에서 측정된 측정값들을 해당 환자가 가래 제거 요청 상태(즉, 이상 상태)에 있음을 표지하는 값인 기준값으로 설정 및 저장한다(S370).
즉, 본 발명에서는 가래 제거가 필요한 상태인 경우에 나타나는 환자별 고유의 신체 반응 특성을 고려하여 선정된 환자별 개별 기준값을 석션기(300)의 동작 기준값으로 설정하고, 환자별로 개별 설정된 기준값에 해당 환자의 상태 정보가 근접하게 되는 경우를 해당 환자에 대한 석션기(300)의 구동이 필요한 시점으로 판단함으로써, 환자별 신체 반응 특성을 고려한 맞춤형 간호가 가능하게 된다.
한편, 상기 표 1에서의 호흡량, 호흡 주기, 청진음 파형 크기, 맥박수, 산소 포화도는 환자별 특성에 따라서 각각 모두 이상 지표가 될 수도 있는 것이며, 그 구체적인 이유는 다음과 같다.
통상적으로 호흡기에 가래 등의 이물질이 일정 정도 이상 누적되는 경우 환자의 호흡은 가빠지게 되며, 그 결과 호흡주기가 짧아짐과 동시에 호흡주기당 호흡량이 감소하게 된다.
또한, 가래 등에 의해 환자의 숨소리가 거칠어진 상태가 되는 경우에는 청진음의 파형 크기는 일반적으로 증가하게 된다.
아울러, 의식이 없는 환자가 가래 등의 호흡기의 이물질로 인해 호흡이 곤란하게 된 결과 해당 환자의 맥박수가 증가하게 되며, 산소 포화도는 떨어지게 된다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 제어 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 한편, 도 9에서는 특정 환자의 상태 정보 중 호흡량, 호흡 주기, 청진음 파형 크기, 맥박수, 산소 포화도가 모두 '이상 지표'로서 채택되어 각각 기준값으로 설정된 경우를 예시하고 있다.
이하에서는 도 7 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 제어 방법의 실행 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 제어부(370)는 센서부(320)로부터 실시간으로 수신되는 환자의 호흡 주기당 호흡량이 해당 환자에 대해 전술한 S370 단계에서 기 설정된 동작 기준값인 기준 호흡량과 소정의 오차 범위(예를 들면, 5%) 내에 있는지 여부를 판단한다(S410).
그 결과, 해당 환자의 현재 호흡량이 기준 호흡량과 오차 범위 내에 있는 것으로 판단된 경우, 제어부(370)는 해당 환자의 가래의 제거가 필요한 상태인 것으로 판단하고 흡입 펌프(310) 및 구동장치(100)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(10)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S490).
만약, 전술한 S410 단계에서, 해당 환자의 호흡량이 기준 호흡량과 오차 범위 밖에 있는 것으로 판단된 경우에 제어부(370)는 그 다음 단계로서 해당 환자 환자의 현재 호흡 주기가 전술한 S370 단계에서 기 설정된 동작 기준값인 기준 주기와 소정의 오차 범위(예를 들면, 5%) 내에 있는지 여부를 판단한다(S430).
그 결과, 해당 환자의 현재 호흡 주기가 기준 호흡 주기와 오차 범위 내에 있는 것으로 판단된 경우, 제어부(370)는 해당 환자의 가래의 제거가 필요한 상태인 것으로 판단하고 흡입 펌프(310) 및 구동장치(100)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(10)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S490).
만약, 전술한 S430 단계에서, 해당 환자의 호흡 주기가 기준 호흡 주기와 오차 범위 밖에 있는 것으로 판단된 경우에 제어부(370)는 그 다음 단계로서 해당 환자 환자의 현재 청진음 파형 크기가 전술한 S370 단계에서 기 설정된 동작 기준값인 기준 파형 크기와 소정의 오차 범위(예를 들면, 5%) 내에 있는지 여부를 판단한다(S450).
그 결과, 해당 환자의 현재 청진음 파형 크기가 기준 파형 크기와 오차 범위 내에 있는 것으로 판단된 경우, 제어부(370)는 해당 환자의 가래의 제거가 필요한 상태인 것으로 판단하고 흡입 펌프(310) 및 구동장치(100)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(10)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S490).
만약, 전술한 S450 단계에서, 해당 환자의 청진음 파형 크기가 기준 파형 크기와 오차 범위 밖에 있는 것으로 판단된 경우에 제어부(370)는 그 다음 단계로서 해당 환자 환자의 현재 맥박수가 전술한 S370 단계에서 기 설정된 동작 기준값인 기준 맥박수와 소정의 오차 범위(예를 들면, 5%) 내에 있는지 여부를 판단한다(S470).
그 결과, 해당 환자의 현재 맥박수가 기준 맥박수와 오차 범위 내에 있는 것으로 판단된 경우, 제어부(370)는 해당 환자의 가래의 제거가 필요한 상태인 것으로 판단하고 흡입 펌프(310) 및 구동장치(100)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(10)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S490).
만약, 전술한 S470 단계에서, 해당 환자의 맥박수가 기준 맥박수와 오차 범위 밖에 있는 것으로 판단된 경우에 제어부(370)는 그 다음 단계로서 해당 환자 환자의 현재 산소 포화도가 전술한 S370 단계에서 기 설정된 동작 기준값인 기준 산소 포화도와 소정의 오차 범위(예를 들면, 5%) 내에 있는지 여부를 판단한다(S480).
그 결과, 해당 환자의 현재 산소 포화도가 기준 산소 포화도와 오차 범위 내에 있는 것으로 판단된 경우, 제어부(370)는 해당 환자의 가래의 제거가 필요한 상태인 것으로 판단하고 흡입 펌프(310) 및 구동장치(100)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(10)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S490).
한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 전술한 S310 단계 내지 S370 단계를 통해 설정된 기준값을 의사 또는 간호사가 환자의 상태를 직접 진단함으로써, 임의로 설정하여 입력 패널을 통해 직접 입력할 수도 있을 것이다.
아울러, 본 발명을 실시함에 있어서는, 전술한 S410, S430, S450, S470, S480 단계들을 순차적으로 실행함에 있어서, 그 실행 순서를 관리자가 의료용 석션기(300)의 입력 패널을 통해 결정할 수 있도록 함이 바람직할 것이다.
구체적으로, 관리자는 해당 환자의 개별 특성을 고려하여 호흡량, 호흡 주기, 청진음 파형 크기, 맥박수, 산소 포화도 중 상대적으로 큰 변화폭을 갖는 상태 정보를 우선 판단 항목으로 배치하는 방식으로, 각 상태 정보의 판단의 우선 순위를 재설정함으로써, 석션기(300)의 동작 개시 결정에 있어서의 신속성을 높일 수 있을 것이다.
아울러, 본 발명을 실시함에 있어서는, 제어부(370)는 전술한 S410, S430, S450, S470, S480 단계들을 순차적으로 실행하지 않고 동시에 실행할 수도 있을 것이며, 이 경우에 상기 5가지의 판단 항목 중에서 관리자가 입력 패널을 통해 설정한 임의의 개수(예를 들면, 3개) 이상이 충족된 경우에만 가래 제거의 필요가 있는 것으로 판단함으로써, 석션기(300)의 동작 개시 결정에 있어서의 정확도를 높일 수도 있을 것이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 제어 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 이하에서는 도 1 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 제어 방법의 실행 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 센서부(320)는 제1 질량 유량계 센서와 제2 질량 유량계 센서를 포함하며, 제1 질량 유량계 센서는 환자가 착용하고 있는 호흡용 마스크의 호기 배출구로부터 환자의 호기 호흡량을 측정하고, 제2 질량 유량계 센서는 호흡용 마스크의 흡기 유입구로부터 환자의 흡기 호흡량을 측정한다(S510).
한편, 제어부(370)는 제1 질량 유량계 센서로부터 환자의 호기 호흡량 측정값과 제2 질량 유량계 센서로부터 환자의 흡기 호흡량 측정값을 번갈아가며 수신하게 되며, 그 결과 제어부(370)는 환자의 호흡 주기당 호흡량 정보를 실시간으로 확보할 수 있게 된다.
아울러, 제어부(370)는 제1 질량 유량계 센서로부터 호기 호흡량 측정값이 수신된 시간과, 그 다음번 호기 호흡량 측정값이 수신된 시간과의 간격을 연산함으로써 해당 환자의 호흡(흡기/호기) 주기를 측정할 수 있게 된다(S520).
이와 같이 제어부(370)에는 환자의 호흡량 정보와 호흡 주기의 정보가 실시간으로 누적 저장되며, 제어부(370)는 환자의 호흡량의 누적 평균값을 산출 및 저장하고, 환자의 호흡 주기의 누적 평균값을 산출 및 저장한다.
한편, 제어부(370)는 센서부(320)로부터 센서부(320)로부터 실시간으로 수신되는 환자의 호흡 주기당 호흡량이 해당 환자의 호흡량의 누적 평균값(기준 호흡량) 미만인지 여부를 판단한다(S530).
통상적으로 호흡기에 가래 등의 이물질이 일정 정도 이상 누적되는 경우 환자의 호흡은 가빠지게 되며, 그 결과 호흡주기가 짧아짐과 동시에 호흡주기당 호흡량이 감소하게 된다.
따라서, 제어부(370)는 환자의 호흡 주기당 호흡량이 해당 환자의 호흡량의 누적 평균값(기준 호흡량) 미만인 것으로 판단된 경우, 가래의 제거가 필요한 상태인 것으로 판단하고 흡입 펌프(310) 및 구동장치(100)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(10)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S590).
한편, 전술한 S530 단계에서, 제어부(370)가 환자의 호흡 주기당 호흡량이 해당 환자의 호흡량의 누적 평균값(기준 호흡량) 이상인 것으로 판단한 경우, 제어부(370)는 그 다음 단계로서 해당 환자의 현재 호흡 주기가 호흡 주기의 누적 평균값(기준 주기)보다 작은지 여부를 판단한다(S540).
그 결과, 환자의 현재 측정된 호흡 주기가 호흡 주기의 누적 평균값(기준 주기) 보다 작은 것으로 판단된 경우에는 비록 환자의 호흡량에 이상이 없다고 하더라도, 이를 가래 등에 의해 호흡이 가빠진 상태로 판단하고 흡입 펌프(310) 및 구동장치(100)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(10)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S590).
한편, 전술한 S540 단계에서, 제어부(370)가 환자의 현재 측정된 호흡 주기가 호흡 주기의 누적 평균값(기준 주기)보다 작지 않은 것으로 판단한 경우, 제어부(370)는 환자의 청진음의 파형을 분석하고(S550), 분석된 파형의 최대 진폭(Amplitude)이 소정의 기준 진폭값을 초과하는지 여부를 판단한다(S560).
구체적으로, 평상시 제어부(370)는 청진 마이크(340)로부터 측정된 환자의 가슴에서의 청진음(또는 숨소리)를 실시간으로 수신하며, 수신된 청진음에 대해 도 10에서와 같은 파형 분석을 실시한다. 도 10은 가래 등으로 인한 호흡 장애가 없는 환자로부터 측정된 청진음의 파형을 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환하여 나타낸 도면이다.
제어부(370)는 이와 같이 실시간으로 수신되는 청진음에 대해 분석된 파형의 최대 진폭(Amplitude)를 누적한 평균값을 기준 진폭값으로 설정한다.
한편, 제어부(370)가 청진 마이크(340)로부터 수신된 청진음에 대해 분석한 파형의 최대 진폭(Amplitude)이 소정의 기준 진폭값을 초과하는 경우에, 제어부(370)는 이를 가래 등에 의해 환자의 숨소리가 거칠어진 상태인 것으로 판단하고 흡입 펌프(310) 및 구동장치(100)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(10)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S590).
구체적으로, 도 11에서와 같이 가래 등으로 인한 호흡 장애가 있는 환자로부터 측정된 청진음의 파형의 최대 진폭은 도 10에서의 정상 상태의 파형의 최대 진폭을 초과하는 것을 확인할 수 있다.
한편, 전술한 S560 단계에서, 제어부(370)가 청진 마이크(340)로부터 수신된 청진음에 대해 분석한 파형의 최대 진폭(Amplitude)이 소정의 기준 진폭값을 초과하지 않는 것으로 판단한 경우, 제어부(370)는 환자의 현재 맥박수가 기준 맥박수를 초과하는지 여부를 판단한다(S570).
구체적으로, 평상시 제어부(370)는 환자의 손목에 설치된 맥박 측정부(360)로부터 환자의 맥박수를 실시간으로 수신하며, 누적 수신된 맥박수의 평균값을 기준 맥박수로 설정한다.
한편, 제어부(370)가 맥박 측정부(360)로부터 수신한 맥박수가 기준 맥박수를 초과하는 경우에, 제어부(370)는 이를 의식이 없는 환자가 가래 등의 호흡기의 이물질로 인해 호흡이 곤란하게 된 결과 해당 환자의 맥박수가 증가한 것으로 판단하고 흡입 펌프(310) 및 구동장치(100)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(10)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S590).
한편, 전술한 S570 단계에서, 제어부(370)가 맥박 측정부(360)로부터 수신한 맥박수가 기준 맥박수를 초과하지 않는 것으로 판단한 경우, 제어부(370)는 환자로부터 현재 측정된 산소 포화도가 정상 상태의 산소 포화도의 약 80%에 해당하는 값인 기준 산소 포화도 미만인지 여부를 판단한다(S580).
한편, 제어부(370)가 산소 포화도 측정부(380)로부터 수신한 환자의 현재 산소 포화도가 기준 산소 포화도 미만인 것으로 판단된 경우에, 제어부(370)는 이를 의식이 없는 환자가 가래 등의 호흡기의 이물질로 인해 호흡이 곤란하게 된 결과 해당 환자의 산소 포화도가 떨어진 것으로 판단하고 흡입 펌프(310) 및 구동장치(100)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(10)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S590).
한편, 상술한 방법에 의해 환자의 호흡기에 가래 등의 이물질이 존재하는 것으로 판단하고 카테터의 호흡기로 진입 및 흡입 펌프(310)의 구동이 개시된 경우에 있어서, 이물질의 신속한 제거가 되지 않음으로 인해 흡입 펌프(310)의 구동 시간이 지나치게 길어지거나, 환자의 산소 포화도가 소정의 기준값(예를 들면, 92%) 이하로 떨어진 경우에는 흡입 펌프(310)의 동작을 중단시킴으로써 환자의 호흡 곤란 또는 저산소혈증을 예방할 필요가 있다.
이에 본 발명자는 흡입 펌프(310)의 구동 시간 정보 및 환자의 산소 포화도 정보에 기초하여 흡입 펌프(310)의 동작이 제어되도록 하는 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 제어 방법을 제안하게 되었다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 이하에서는 도 1 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 제어 방법의 실행 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 카테터(10)의 호흡기로의 진입을 결정한 제어부(370)는, 흡입 펌프(310)의 흡입 압력이 소정의 기준 흡입압이 되도록 설정하고(S610), 구동 펌프(310)의 구동을 개시함과 동시에 카테터(10)가 전진 이동되도록 구동장치(100)를 제어한다(S620).
한편, 제어부(370)는 흡입 펌프(310)의 구동이 개시된 시점으로부터 흡입 펌프(310)의 연속 구동 시간을 카운팅한다(S630). 만약, 제어부(370)가 카운팅한 흡입 펌프(310)의 구동 시간(T)이 소정의 기준 시간값(예를 들면, 10sec) 이상인 것으로 판단된 경우에(S640), 제어부(370)는 흡입 펌프(310)의 구동을 강제 종료하고(S670), 카테터(10)가 후진 이동되도록 구동장치(100)를 제어함으로써(S680), 장시간 동안의 흡입 펌프(310)의 구동에 의해 환자의 호흡 곤란이 발생하는 것을 방지하게 된다.
한편, 전술한 S640 단계에서의 기준 시간값은 제어부(370)에 입력된 값으로서, 의사 등의 보호자는 환자의 건강 상태를 고려하여 인공 지능형 의료용 석션기(300)에 구비된 입력 패널을 통해 상기 기준 시간값을 개별 설정할 수 있도록 함이 바람직할 것이다.
한편, 전술한 S640 단계에서, 제어부(370)가 카운팅한 흡입 펌프(310)의 구동 시간(T)이 소정의 기준 시간값(예를 들면, 10sec) 미만인 경우라고 하더라도, 제어부(370)는 산소 포화도 측정부(380)로부터 수신한 환자의 산소 포화도 측정값이 소정의 기준값(예를 들면, 92%) 이하인지 여부를 판단한다(S660).
그 결과, 환자의 산소 포화도 측정값이 소정의 기준값(예를 들면, 92%) 이하인 것으로 판단된 경우에 제어부(370)는 인공 지능형 의료용 석션기(300)에 구비된 스피커 등의 알람부(미도시)를 통해 알람 신호를 발생시킴으로써 의료진에게 환자가 저산소혈증의 위험이 있음을 알리게 된다(S660).
한편, 전술한 S660 단계에서의 기준값은 제어부(370)에 입력된 값으로서, 의사 등의 보호자는 환자의 건강 상태를 고려하여 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 입력 패널을 통해 상기 기준값을 개별 설정할 수 있도록 함이 바람직할 것이다.
상기와 같이 알람 신호를 발생시킨 후에 제어부(370)는 흡입 펌프(310)의 구동을 강제 종료시키고(S670), 카테터(10)가 후진 이동되도록 구동장치(100)를 제어함으로써(S680) 저산소혈증으로 인해 환자가 위급하게 되는 것을 방지하게 된다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 전술한 도 8에서의 S370 단계에서 제어부에 의해 설정된 의료용 석션기(300)의 동작 기준값(기준 호흡량, 기준 호흡 주기, 청진음 파형 크기의 기준값, 기준 맥박수, 및 기준 산소 포화도)과, 전술한 도 12에서의 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 제어 방법의 실행 과정에서 제어부에 의해 산출된 의료용 석션기(300)의 동작 기준값(기준 호흡량, 기준 호흡 주기, 청진음 파형 크기의 기준값, 기준 맥박수, 및 기준 산소 포화도)과, 전술한 도 13에서의 의사 등에 의해 개별 설정된 기준 시간값과, 산소 포화도 측정값의 기준값은 해당 환자의 ID 정보와 함께 개별 환자를 위한 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 '맞춤형 설정 정보'로서 저장부(390)에 저장됨이 바람직할 것이다.
보다 구체적으로, 관리자는 입력 패널을 통해 환자의 주민등록번호 또는 환자관리번호 등과 같은 환자의 ID 정보를 입력할 수 있으며, 이와 같이 입력된 환자의 ID 정보는 상기 개별 환자를 위한 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 맞춤형 설정 정보와 맵핑되어 저장부(390)에 저장된다.
한편, 도 14에서와 같이, 본 발명에 따른 의료용 석션기(300)의 입력부(330)에는 개별 환자의 의료 정보를 저장할 수 있는 기록 매체인 ID 카드(50)가 삽입 및 설치 가능한 카드 슬롯(335)이 구비될 수 있으며, 관리자는 해당 카드 슬롯(335)에 ID 카드(50)를 삽입함으로써, 저장부(390)에 저장되어 있는 상기 맞춤형 설정 정보를 ID 카드(50)로 복사할 수 있게 된다.
이와 같이 해당 환자의 맞춤형 설정 정보가 저장된 ID 카드(50)를 소지한 관리자는 환자의 병상 이동에 따라 해당 환자가 새로운 의료용 석션기(300)를 사용하게 되는 경우에 새로운 의료용 석션기(300)에 구비되어 있는 카드 슬롯(335)에 해당 환자의 ID 카드(50)를 삽입하게 된다.
이후 관리자의 조작에 따라, 해당 ID 카드(50)에 저장되어 있는 환자의 맞춤형 설정 정보는 저장부(390)로 복사될 수 있으며, 새로운 의료용 석션기(300)의 제어부는 저장부(390)에 저장된 맞춤형 설정 정보 또는 카드 슬롯(335)에 삽입되어 있는 ID 카드(50)에 저장되어 있는 맞춤형 설정 정보에 기초하여 의료용 석션기(300)의 구동을 도 9, 도 12, 및 도 13에서 상술한 방법으로 제어하게 된다.
즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 의료용 석션기(300)는 개별 환자의 맞춤형 설정 정보를 ID 카드(50)를 통해 입력할 수 있는 입력부(330)를 구비함으로써, 환자의 개인 사정 또는 장비의 고장으로 인해 환자가 새로운 의료용 석션기(300)를 사용하게 되는 경우에도, 관리자가 해당 환자의 ID 카드(50)를 카드 슬롯(335)에 삽입 설치하기만 하면, 해당 환자의 개별 특성을 고려한 맞춤형 설정 정보에 기초한 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 정상 동작을 간편하게 보장받을 수 있게 된다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 동작 시스템 구성도이다. 도 15에서와 같이, 본 발명을 실시함에 있어서는 각각의 의료용 석션기(300)를 사용하는 개별 환자들의 맞춤형 설정 정보를 저장 및 통합 관리하는 관리 서버(400)를 설치할 수 있을 것이다.
이러한 경우에 의료용 석션기(300)의 통신부(395)는 저장부(390)에 저장되어 있는 환자의 맞춤형 설정 정보와 해당 환자의 ID 정보를 포함하는 맞춤형 설정 정보 등록 요청 메시지를 관리 서버(400)에 송신할 수 있으며, 이에 따라 관리 서버(400)는 환자의 ID 정보와 해당 환자의 맞춤형 설정 정보를 맵핑하여 저장하게 된다.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 동작 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 상기에서와 같이 관리 서버(400)를 통해 환자의 맞춤형 설정 정보가 통합적으로 관리되는 경우에는 의료용 석션기(300)의 관리자가 ID 카드(50)를 통해 환자의 맞춤형 설정 정보를 새로운 의료용 석션기(300)에 직접 입력하지 않고, 해당 환자의 맞춤형 설정 정보를 관리 서버(400)를 통해 전송받을 수도 있을 것이다.
이에 도 16을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(300)의 동작 과정을 설명하면, 관리자는 환자가 새롭게 사용하게 될 의료용 석션기(300)의 입력 패널을 통해 해당 환자의 ID 정보를 입력한다(S710).
한편, 전술한 S710 단계에서 환자의 ID 정보를 입력함에 있어서는, 환자의 ID 정보만이 기록되어 있는 ID 카드(50)를 카드 슬롯(335)에 삽입할 수도 있으며, 또한 입력부(330)에 구비된 바코드 리더기를 이용하여 환자가 착용하고 있는 팔찌에 바코드 형태로 기록되어 있는 환자의 ID 정보를 독출할 수도 있을 것이다.
이후 의료용 석션기(300)의 제어부는 전술한 S710 단계에서 입력된 환자의 ID 정보를 포함하는 맞춤형 설정 정보 요청 메시지를 생성하고, 의료용 석션기(300)의 통신부(395)는 해당 맞춤형 설정 정보 요청 메시지를 관리 서버(400)로 송신한다(S730).
이에 관리 서버(400)는 맞춤형 설정 정보 요청 메시지에 포함된 ID 정보에 기초하여, 환자의 접속 권한을 인증한 후, 해당 ID 정보와 맵핑되어 저장되어 있는 맞춤형 설정 정보를 의료용 석션기(300)로 송신한다(S750).
이와 같이 관리 서버(400)로부터 수신된 환자의 맞춤형 설정 정보는 의료용 석션기(300)의 저장부(390)에 저장되며, 의료용 석션기(300)의 제어부는 저장부(390)에 저장된 맞춤형 설정 정보에 기초하여 의료용 석션기(300)의 구동을 도 9, 도 12, 및 도 13을 통해 상술한 방법에 따라 제어하게 된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10: 카테터, 50: ID 카드,
100: 구동 장치, 110: 각도 조절부,
115: 토출구, 120: 구동 드럼부,
125: 배출구, 130: 구동 모터,
135: 구동축, 140: 이물질 제거부,
150: 가이드부, 200: 보조 구동부,
210: 고정 롤러, 220: 구동 롤러,
230: 제1 구동 기어, 240: 제2 구동 기어,
300: 인공 지능형 의료용 석션기, 310: 흡입 펌프,
320: 센서부, 330: 입력부,
335: 카드 슬롯, 340: 청진 마이크,
350: 압력 센서, 360: 맥박 측정부,
370: 제어부, 380: 산소 포화도 측정부,
385: 표시부, 390: 저장부,
395: 통신부, 400: 관리 서버.

Claims (3)

  1. 카테터를 이용하여 호흡기 내부의 이물질을 제거하는 인공 지능형 의료용 석션기에 있어서,
    외부로부터 입력된 개별 환자를 위한 상기 인공 지능형 의료용 석션기의 맞춤형 설정 정보가 저장되는 저장부;
    상기 카테터를 환자의 호흡기 내부로 삽입하기 위해 상기 카테터를 이동시키는 구동 장치;
    외부로부터 입력된 상기 맞춤형 설정 정보 및 환자의 상태 정보에 기초하여 상기 구동 장치의 구동을 제어하는 제어부;
    상기 저장부에 저장되어 있는 상기 맞춤형 설정 정보와 해당 환자의 ID 정보를 포함하는 맞춤형 설정 정보 등록 요청 메시지를 관리 서버에 송신하는 통신부; 및
    상기 의료용 석션기를 사용하게 되는 환자의 ID 정보가 입력되는 입력부
    를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 입력부를 통해 입력된 상기 ID 정보를 포함하는 맞춤형 설정 정보 요청 메시지를 생성하고,
    상기 통신부는, 생성된 상기 맞춤형 설정 정보 요청 메시지를 관리 서버로 송신하고, 상기 관리 서버가 상기 맞춤형 설정 정보 요청 메시지에 포함된 ID 정보에 기초하여 환자의 접속 권한을 인증한 경우에 상기 ID 정보와 맵핑되어 저장되어 있는 맞춤형 설정 정보를 상기 관리 서버로부터 수신하며,
    상기 관리 서버로부터 수신된 상기 맞춤형 설정 정보는 상기 저장부에 저장되고,
    환자의 산소 포화도 측정값을 상기 제어부로 전송하는 산소 포화도 측정부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 환자의 산소 포화도 측정값이 소정의 기준값 이하인 것으로 판단된 경우에 상기 카테터의 단부에 연결 설치된 흡입 펌프의 구동을 강제 종료시키는 것인 인공 지능형 의료용 석션기.
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