KR102123817B1 - 압력센서를 이용한 심폐소생술 가이드 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 사용자가 심폐소생시 심폐소생 대상자의 체압 압력과 주기를 측정하는 압력 센서와, 심폐소생술 시행방법 데이터를 저장하는 메모리와, 상기 압력센서를 통해 측정된 체압 압력의 가변에 따른 전기적 가변 값을 ADC 처리한 후 처리된 가변 값을 상기 심폐소생술 시행방법 데이터의 설정 임계값과 비교하고 상기 처리된 압력 및 주기 값이 상기 설정 임계값보다 작거나 클 경우에는 부족한 값만큼 추가하는 보정을 하거나 초과하는 값만큼 빼주는 보정을 통해 보정값을 산정하는 제어부와, 상기 제어부에서 산정된 보정값을 반영하여 재설정값을 출력하는 출력부를 포함하는 심폐소생술 가이드 장치를 제공한다.
이를 통해, 소형화 및 경량화로 구현하여 휴대가능하므로 응급상황에 효율적으로 대처할 수 있다.

Description

압력센서를 이용한 심폐소생술 가이드 장치{A guide device for CardioPulmonaryResuscitation with force sensors}

본 발명은 심폐소생술 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력센서를 이용하여, 소형화 및 경량화가 가능하여 휴대용으로 구현할 수 있는 심폐소생술 가이드 장치에 관한 것이다.

급속한 인구고령화와 심근경색증의 위험요인인 비만, 고지혈증, 당뇨병, 고혈압 등 심혈관계 질환의 증가로 매년 심정지 사고가 증가하고 있다. 이런 심정지 사고를 막기 위해서는 심장 정지로 뇌에 혈액공급이 끊기기 시작하는 4~5분 이내에 적절한 응급조치가 이뤄져야 뇌 손상을 줄일 수 있다.

이러한 응급상황(심정지)이 병원이나 일부 공공기관 또는 학교에서 발생할 경우에는 자동제세동기를 통해 효과적으로 대응할 수 있으나, 고가와 제품 부피로 인해 설치 장소에 제약이 있고, 자동제세동기의 사용상의 어려움은 차치하더라도 응급상황은 언제 어디서나 발생할 수 있는 긴급상황이기 때문에 한계가 있다.

또한, 심정지의 응급상황에서는 4분 안에 심폐소생술을 진행한다면 소생 확률이 높아지고, 특히 심폐소생술 중 가슴압박만 잘해도 환자를 살리는 데 매우 효과적이며, 2010년 심폐소생술 국제연락위원회(ILCOR)는 '심장 박동이 멈춘 환자를 대상으로 일반인이 응급처치를 할 때에는 인공호흡을 생략하고 가슴압박에 집중하는 것이 좋다'며 심폐소생술 지침을 개정했다.

최근 응급상황에서의 심폐소생술의 중요성에 따라 대기업, 학교, 공공기관에서 심폐소생술 교육을 실시하고 있으나, 그럼에도 불구하고 대부분의 사람들은 심정지의 응급상황에서 정확한 시행법을 몰라 당황해하고 있다.

이에 따라, 일본공개특허 2006-503659호에서 개시하는 자동제세동기 등의 심폐소생장치 등의 개발에도 불구하고, 심폐소생술을 보다 손쉽고 배울 수 있고, 안내할 수 있는 간편한 장치에 대한 요구가 있다.

일본공개특허 2006-503659(2006년2월2일)

본 발명은 전술한 바와 같은 요구를 반영한 것으로, 체압측정 압력센서를 이용하여 흉부 압박을 시행할 때 디스플레이 또는 음성으로 가슴압박깊이 또는 압박속도를 사용자에게 직관적으로 알려줌으로써, 소형화 및 경량화로 휴대가능한 심폐소생술 가이드 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은, 사용자가 심폐소생시 심폐소생 대상자의 체압 압력과 주기를 측정하는 압력 센서와, 심폐소생술 시행방법 데이터를 저장하는 메모리와, 상기 압력센서를 통해 측정된 체압 압력의 가변에 따른 전기적 가변 값을 ADC 처리한 후 처리된 가변 값을 상기 심폐소생술 시행방법 데이터의 설정 임계값과 비교하고 상기 처리된 압력 및 주기 값이 상기 설정 임계값보다 작거나 클 경우에는 부족한 값만큼 추가하는 보정을 하거나 초과하는 값만큼 빼주는 보정을 통해 보정값을 산정하는 제어부와, 상기 제어부에서 산정된 보정값을 반영하여 재설정값을 출력하는 출력부를 포함하는 심폐소생술 가이드 장치를 제공한다.

또한, 상기 설정 임계값은 가슴압박깊이, 가슴압박속도, 반복 주기 등을 포함하고 나이별로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 통신모듈과 나이 선택키를 더 포함하고, 상기 통신모듈을 통해 상기 심폐소생술 시행방법 데이터를 갱신하고, 상기 나이 선택 키의 입력에 따라 구분된 심폐소생술 가이드를 제공하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 출력부는 오디오 장치를 통해 음성으로 출력하거나 상기 오디오 장치와 함께 디스플레이 장치를 통해 음성 및 비디오로 출력하는 것이 바람직하다.

상기 제어부는, 상기 가이드 장치의 동작과 동시에 또는 사용자의 심폐소생술 시작과 동시에, 소정 시간 동안, 상기 출력부를 통해 상기 심폐소생술 시행 방법 데이터를 음성으로 출력하거나 음성 및 비디오로 출력하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압력센서는 필름형 압저항 센서 또는 기판형 압저항 센서로 구성할 수 있고, 상기 압력센서의 압 저항층은, 탄소 페이스트(carbon paste) 또는 폴리머를 포함하는 합성물질을 재질로 하는 것이 바람직하다.

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본 발명은, 체압측정 압력센서를 이용하여 심장 압박시 압력의 가변값을 전기적 변화값으로 출력하여, 흉부 압박을 시행할 때 디스플레이 또는 음성으로 가슴압박깊이 또는 압박속도를 사용자에게 직관적으로 알려줄 수 있다.

이를 통해, 기존의 자동제세장치와 같은 CPR 장치와 비교하여 양산시 저가로 구현할 수 있어 심폐소생술 가이드 장치의 보급율을 향상시킬 수 있다.

또한, 소형화 및 경량화가 가능하므로 휴대가능하므로 장소에 구애받지 않고 응급상황에 효율적으로 대처할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 심폐소생술 가이드 장치(100)를 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 심폐소생술 가이드 장치의 적용예를 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 심폐소생술 가이드 장치에서 사용되는 FSR 센서로서 필름형 압저항 센서를 나타낸 도면,
도 4 및 도 5는 도 1의 심폐소생술 가이드 장치에서 사용되는 FSR 센서로서 기판형 압저항 센서를 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력 센서를 이용한 심폐소생술 (CPR, CardioPulmonaryResuscitation) 가이드 장치(100)를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CPR 장치(100)는, 심폐소생시에 심폐소생 대상자 또는 심폐소생 대상체(이하, "심폐소생 대상자"라고 한다)의 체압 압력과 주기를 측정하는 FSR 센서(Force Sensing Resister)(110)와, 상기 FSR 센서(110)를 통해 측정된 체압 압력의 가변에 따른 전기적 가변 값을 ADC(Analog Digital Converter) 처리한 후 처리된 압력 및 주기 값과 설정 임계값을 비교하고, 상기 처리된 압력 및 주기 값이 상기 설정 임계값보다 작거나 클 경우에는 부족한 값만큼 추가하는 보정을 하거나 초과하는 값만큼 빼주는 보정을 통해 보정값을 산정하는 제어부(120)와, 상기 제어부에서 산정된 보정값을 반영하여 재설정값을 출력하는 출력부(130)로 구성된다.

표 1은 대한심폐소생협회에서의 연령에 따른 심폐소생술 시행방법을 나타낸 것이다.

구분	성인	소인	영아
연령	9세이상	1~8세	1세미만
심정지 확인	무반응+무호흡 또는 비정상 호흡
가슴압박위치	가슴중앙	가슴중앙	가슴중앙직하부 (양측 젖꼭지 사이 직하부)
가슴압박방법	두손으로	두손 또는 한손으로	두 손가락으로
가슴압박깊이	5~6cm	가슴깊이의 1/3(5cm)	가슴깊이의 1/3(4cm)
가슴압박속도	분당 100~120회의 속도(30회 압박시간: 약 15~18초)
반복주기	30회 가슴압박: 2회 인공호흡(일반인 구조자)
인공호흡	가슴이 약간 상승되는 것이 눈에 보일 정도(1초 동안)
자동세제동기	사용		사용(갑자기 쓰러진 심정지 환아)

또한, 상기 표 1의 심폐소생술 시행방법 관련 데이터를 저장하는 메모리(미도시)가 더 포함될 수 있으며, 상기 메모리에는 설정 임계값으로 표 1의 가슴압박깊이, 가슴압박속도, 반복 주기 등을 나이별로 설정할 수 있다.

또한, 유무선 통신모듈(미도시)를 더 추가하여 상기 통신모듈을 통해 심폐소생술 시행방법 관련 데이터를 갱신할 수 있으며, 동작 키 기능에 간단한 입력부로서 나이 선택 기능키를 더 추가하여 나이에 따라 구분된 심폐소생술 가이드가 가능하다.
또한, 제어부(120)에서는 메모리에 표 1에서 제시된 가슴압박깊이와 가슴압박속도를 설정 임계값으로 저장하고, 심폐 소생 대상자의 FSR 센서(110) 측정값을 상기 설정 임계값과 비교한다. 이때, 상기 FSR 센서(110)를 통해 측정된 체압 압력의 가변에 따른 전기적 가변 값을 ADC(Analog Digital Converter) 처리한 후 처리된 압력 및 주기 값(가령, 가슴압박깊이, 가슴압박속도, 반복회수 등)과 설정 임계값을 비교하는데, 처리된 압력 및 주기 값이 설정 임계값보다 작거나 클 경우에는 부족한 값만큼 추가하거나 초과하는 값만큼 빼주는 보정값을 통해 재설정하고, 이와 같이 재설정 값은 보정값이 반영되게 된다.

여기서, 상기 출력부(130)는 상기 제어부(120)에 의해 보정값이 반영된 재설정값을 스피커(131)를 통해 음성으로 확인할 수 있거나 LED 또는 LCD의 디스플레이(132)로 표시할 수 있다. 이때, 가장 간단하게는 스피커(131) 단독으로 음성으로 재설정값으로서 가슴압박깊이(압력) 또는 압박속도(주기)를 알려주거나, 이어 스피커(131)의 음성과 LED(132)의 색상으로 가슴압박깊이 또는 압박속도를 알려줄 수 있으며, 가장 완성된 형태로 스피커(131)의 음성과 LCD 창을 통해 가슴압박깊이 또는 압박속도를 시청각 교육으로 안내할 수 있어, 사용자에게 직관적이고 쉬운 방식으로 전달할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 심폐소생술 가이드 장치(100)는 사용자가 심폐소생 시작과 동시에 또는 시작 전에 심폐소생술 시행방법을 가이드하여 교육받지 않은 초보자라도 쉽게 심폐소생술을 습득하게 한다.
또한, 시행 후에는 제어부(120)가 사용자의 심폐소생시의 동작에 따른 FSR 센서(110)의 측정값에 따라 부족한 값 등을 알 수 있고 이를 출력부(130)를 통해 상기 보정값을 안내하는 방식이므로, 안내받은 심폐소생술 시행방법이 제대로 시행되고 있는지 확인하고 부족한 경우에는 보정하도록 가이드하여 심폐소생술의 시행효과를 극대화할 수 있다.

도 2를 통해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CPR 장치(100)의 동작과정을 살펴보면 다음과 같다.

상기 CPR 장치를 온 하면, 먼저 사용자가 심폐소생술을 시작함과 동시에 제어부(120)는 상기 메모리에 저장된 표 1의 심폐소생술의 시행방법을 읽어내어 상기 스피커(132)를 통해 소정 시간(가령, 1분씩 2회 동안) 동안 알려주어 교육받지 않은 초보자도 쉽게 습득할 수 있다. 이때, 가장 간편하게는 스피커(132)만으로도 가능하나, LCD 창의 디스플레이(131)와 함께 표 1의 흉부압착 위치 또는 시행방법을 시청각 교육으로 받을 경우 교육 효과는 더 극대화될 수 있다.

이처럼, 상기 디스플레이(131)를 통해 흉부 압박할 위치를 표시해주면, 사용자는 표시된 흉부압박 위치에 본 발명에 따른 CPR 장치(100)를 올려놓고 스피커(131)와 함께 디스플레이(131)를 통해 표 1의 심폐소생술 시행방법의 안내에 따라 시행하고, 심폐소생 시행 후 소정 시간(가령, 1분 간격)후에는 제어부(120)는 상기 FSR 센서(110)를 통해 측정된 값과 설정 임계값을 비교하여 일치 여부를 판단하고, 일치하지 않으면 상기 FSR 센서(110)를 통해 측정된 값, 가령 가슴압박깊이, 가슴압박속도, 반복회수 등을 설정 임계값에 맞게 보정하여 보정값을 설정하고, 상기 출력부(130)를 통해 상기 보정값을 안내하여 실시간으로 사용자의 심폐소생시의 동작을 보정하면서 심폐소생술의 시행효과를 극대화할 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 심폐소생술 가이드 장치(100)는 사용자가 심폐소생 시작과 동시에 또는 시작 전에 심폐소생술 시행방법을 가이드하여 교육받지 않은 초보자라도 쉽게 심폐소생술을 습득하게 하고, 시행 후에는 안내받은 심폐소생술 시행방법이 제대로 시행되고 있는지 확인하고 부족한 경우에는 보정하도록 가이드하여 심폐소생술의 시행효과를 극대화할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 심폐소생술 가이드 장치(100)는 FSR 센서(110)를 활용하여 장치의 소형화 또는 간편성을 도모할 수 있으며, 상기 FSR 센서(110)는 성인 손바닥 크기 이상의 1개의 원형 센서로 구성될 수 있으나 손가락을 활용할 수 있게 보다 작은 크기의 복수 개의 원형 센서로 구성될 수 있으며, 센서의 형태는 원형에 한정되는 것은 아니며 직사각형 등 다양하게 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 심폐소생술 가이드 장치(100)에서 사용되는 FSR 센서(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 필름형 센서 구조를 갖는 압저항 센서(110)로 구현될 수 있다. 즉, 상기 압저항 센서(110)는, 상부 및 하부에 모두 연성회로기판(FPCB)(101, 105)를 형성하고, 상기 상부 연성회로기판(105)의 하부와 상기 하부 연성회로기판(101)의 상부에 각각 상부 전극패턴층(104) 및 하부 전극패턴층( 102)을 형성하고, 상기 상부 전극패턴층(104) 및 하부 전극패턴층(102) 사이에 압 저항층(103)을 형성하고, 각 층을 결합하여 하나의 필름기판 구조를 형성하고 있으므로, 플렉서블하여 사용자의 편의성을 도모할 수 있다.

한편, 도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압저항 센서(210)를 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 심폐소생술 가이드 장치(100)는, 도 3의 필름형 압저항 센서(110)와 달리 도 4의 기판형 압저항 센서(210)를 통해서도 구현될 수 있다.

도 4a 및 도 5를 참조하면, 기판형 압저항 센서(210)는, 먼저, 하드형 인쇄회로기판(201)(PCB)에 특정한 패턴을 가지고 상기 PCB 기판의 중심부에 형성되는 패턴부 및 외부회로와 연결을 위해 상기 PCB 기판의 측면부에 연장되는 연결부로 구성된 하부전극(202)을 형성한다(도 5a 참조).

이어, 상기 PCB 기판 측면에 위치하고, 상기 하부전극(202)의 연결부에 접점 리드(206)를 형성한다(도 5b 참조). 이때, 접점 리드(206)는 하부 기판과 상부기판의 결합을 위한 압착하는 과정에서 용이하게 결합가능하므로 연납을 재질로 하여 형성하는 것이 바람직하고, 그 밖에 도전성이 높은 물질이면 모두 가능하다. 또한, 이와 같은 접점 리드(206)의 형성시에 결합력을 극대화하기 위해 열처리를 병행하는 것도 가능하다. 한편, 상기 접점 리드(206)에 인접하여 상기 하부전극(202)의 연결부에 고정 저항층(미도시)을 추가적으로 형성할 수 있는데, 이는 고정 저항층을 통해 외부 회로를 통해 연결되었던 분기저항의 역할을 안정적이고 균일하게 수행되도록 하여, 회로구성의 용이성과 계측의 안정성 및 정확도를 높일 수 있게 한다.

이후, 상기 하부전극(202)의 상기 패턴부 상부에 압 저항층(203)을 코팅한다(도 5c 참조). 이때, 압 저항층(203)은 압력이나 힘에 따라 저항값이 변하는 물질로 탄소층 또는 탄소를 포함하는 폴리머 합성물질 또는 탄소나노튜브를 포함하는 물질 등이 바람직하다.

이어, 상부전극(204)이 형성된 연성회로기판(205)(FPCB)을 부착한다(도 5d 참조). 이때, 부착은 압착을 통해 연성회로기판(205)을 상기 압 저항층(203) 또는는 접점리드(206)(추가적으로 고정 저항층도 포함될 수 있음)에 접착하게 된다. 여기서도 접점 리드(206)의 결합력을 높이기 위해 열처리 과정을 포함할 수도 있다. 또한, 상부 및 하부 전극(202, 204)의 물질은 도전성이 높은 물질로, 금, 은, 구리 등 도전성 금속물질이 바람직하다.

이와 같은 기판형 압저항 센서는 하부는 PCB 기판으로 구성하고 상부는 연성회로기판(FPCB)(205)으로 구성되어(도 4의 (b)), 도 3의 상하부가 모두 연성회로기판으로 구성된 형태와 차이를 가진다. 이를 통해, 상호 보완적으로 도 3의 필름형 압저항 센서를 통해 플렉서블(연성) 장점을 강조하거나, 도 4의 기판형 압저항 센서를 통해 측정의 안정성 및 정확도를 강조할 수 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: 심폐소생술 가이드 장치
110: 압력 센서
120: 제어부
130: 출력부

Claims (9)

1. 사용자가 심폐소생시 심폐소생 대상자의 체압 압력과 주기를 측정하는 압력 센서; 심폐소생술 시행방법 데이터를 저장하는 메모리; 상기 압력센서를 통해 측정된 체압 압력의 가변에 따른 전기적 가변 값을 ADC 처리한 후 처리된 가변 값을 상기 심폐소생술 시행방법 데이터의 설정 임계값과 비교하고, 상기 처리된 압력 및 주기 값이 상기 설정 임계값보다 작거나 클 경우에는 부족한 값만큼 추가하는 보정을 하거나 초과하는 값만큼 빼주는 보정을 통해 보정값을 산정하는 제어부; 및 상기 제어부에서 산정된 보정값을 반영하여 재설정값을 출력하는 출력부;를 포함하고,
   상기 압력센서는, PCB 기판과, 상기 PCB 기판 중심부에 형성되는 패턴부 및 상기 제어부와 연결을 위해 상기 PCB 기판의 측면부에 연장되는 연결부로 구성된 하부전극과, 상기 PCB 기판 측면에 위치하고 상기 하부전극의 연결부에 형성되는 접점 리드와, 상기 하부전극의 상기 패턴부 상부에 코팅되는 압 저항층과, 상기 압 저항층 또는 접점 리드에 부착되는 상부전극이 형성된 FPCB 기판을 포함하고,
   상기 압 저항층은, 탄소층 또는 탄소를 포함하는 폴리머 합성물질 또는 탄소나노튜브를 포함하는 물질을 재질로 하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 가이드 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 설정 임계값은 가슴압박깊이, 가슴압박속도, 반복 주기 등을 포함하고 나이별로 설정하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 가이드 장치.
3. 제1항에 있어서,
   통신모듈과 나이 선택키를 더 포함하고,
   상기 통신모듈을 통해 상기 심폐소생술 시행방법 데이터를 갱신하고,
   상기 나이 선택키의 입력에 따라 구분된 심폐소생술 가이드를 제공하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 가이드 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 출력부는 오디오 장치를 통해 음성으로 출력하거나 상기 오디오 장치와 함께 디스플레이 장치를 통해 음성 및 비디오로 출력하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 가이드 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 가이드 장치의 동작과 동시에 또는 사용자의 심폐소생술 시작과 동시에, 소정 시간 동안, 상기 출력부를 통해 상기 심폐소생술 시행 방법 데이터를 음성으로 출력하거나 음성 및 비디오로 출력하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 가이드 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 접점 리드에 인접하여 상기 하부전극의 연결부에 연결되는 고정 저항층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 가이드 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 접점 리드는 하부 PCB 기판과 상부 FPCB 기판의 압착이 용이하도록 연납을 재질로 하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 가이드 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 접점 리드의 형성시에 열처리 과정을 병행하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 가이드 장치.
9. 삭제

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