KR102134205B1 - 심전도 유도 안내 시스템 및 방법 - Google Patents

심전도 유도 안내 시스템 및 방법 Download PDF

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조성필
송미혜
신재연
심훈
박준현
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Abstract

심전도 유도(lead) 안내 시스템에 관한 것이며, 심전도 유도안내 시스템은, 환자의 신체 일부에 부착되고 복수의 센서를 이용하여 자세 정보 및 심전도 신호를 획득하는 심전계 및 상기 자세 정보에 기반하여 상기 심전계의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공하는 사용자 단말을 포함할 수 있다.

Description

심전도 유도 안내 시스템 및 방법{ELECTROCARDIOGRAM LEAD GUIDE SYSTEM AND METHOD}
본원은 심전도 유도(lead) 안내 시스템 및 방법에 관한 것이다.
심전계는 심장 근육 활동으로 발생하는 기전력을 신체 표면에서의 2점 간의 전위차로 검출하여 증폭한 뒤, 기록지에 파형으로 표시하도록 한 장치로 일반적으로 심장과 신체의 말단 부위인 양팔과 양다리에서 발생하는 전위차를 기록한 미세한 파형을 분석하여 심장 질환에 대한 진단을 내리기 위한 용도로 사용된다. 심전계는 병원이나 의료기관에서 사용하는 심전계와 가정이나 일상생활 중에도 사용이 가능한 휴대형 심전계 및 착용형 심전계 등이 있으며, 최근에는 스마트폰에 연결하여 측정 가능한 심전계도 개발되었다.
심전도 유도는 의학적, 학문적으로 이미 측정 방향(Lead I, II, III, aVL, aVR, aVF, V1, V2, V3, V4, V5, V6)이 표준화되어 있다. 자유도가 있는 별도의 리드선이 없는 착용형 또는 부착형 심전계는 심전계의 부착 방향에 따라 심전도 유도가 달리 측정된다. 착용형 또는 부착형 심전계를 부착 시 표준 유도 방향에 정확하게 맞추지 못할 경우에는 의도한 심전도 유도 신호를 획득하기 어려운 문제점이 있다. 현재의 제품들은 특정 방향으로 고정하여 심전도를 측정한다.
한편, 환자의 증상 및 특정에 따라 심전도 유도를 다르게 적용해야 할 경우가 발생한다. 이때, 숙련된 의료인이 아닌 비 의료인이 자가로 착용하는 경우에 부정확한 방향으로 부착하여 정확한 심전도 신호를 획득하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국공개특허공보 제10-2018-0018489호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 심전계에 내장된 (모션)센서를 이용해 심전계의 부착방향(위치, 각도 등)을 감지하고 이를 무선(Bluetooth, Wi-Fi 등)으로 모바일 단말기(스마트폰, 태블릿, PC)로 전송하여 사용자가 의도한 심전도 유도(lead)의 방향으로 심전계를 부착할 수 있도록 안내하는 심전도 유도 안내 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도(lead) 안내 시스템은, 환자의 신체 일부에 부착되고 복수의 센서를 이용하여 자세 정보 및 심전도 신호를 획득하는 심전계 및 상기 자세 정보에 기반하여 상기 심전계의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공하는 사용자 단말을 포함할 수 있다.
또한, 상기 심전계는, 복수의 센서를 이용하여 상기 심전계의 위치 및 각도 정보를 획득하는 센서부, 상기 센서부에서 획득된 상기 심전계의 위치 및 각도 정보에 기반하여 상기 심전계의 현재 자세 정보를 예측하는 생성부, 상기 환자의 신체 일부와의 부착 여부를 감지하는 감지부 및 상기 사용자 단말로 상기 현재 자세 정보 및 상기 심전도 유도 신호를 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서부는, 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 상기 심전계의 위치 및 각도 정보를 획득하는 것일 수 있다.
또한, 상기 생성부는, 미리 설정된 제1기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정하고, 미리 설정된 제2 기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정하고, 미리 설정된 제3 기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정하는 것일 수 있다.
또한, 상기 통신부는, 상기 감지부에서 감지한 부착 여부가 On인 경우, 상기 생성부에서 추정된 각도 차이 정보 및 심전도 신호를 상기 사용자 단말로 제공하고, 상기 감지부에서 감지한 부착 여부가 Off인 경우, 상기 생성부에서 추정된 각도 차이 정보를 상기 사용자 단말로 제공할 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말은, 복수의 기준 방향 정보 항목 중 적어도 어느 하나를 선택한 사용자 입력 정보를 수신하는 사용자 입력 수신부, 상기 사용자 입력 정보 및 상기 각도 차이 정보를 기반으로 가이드 정보를 제공하는 가이드 정보 제공부를 포함하되, 상기 가이드 정보 제공부는, 상기 사용자 입력 정보 및 상기 심전계에서 제공받은 미리 설정된 기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 상기 심전계의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공할 수 있다.
또한, 상기 가이드 정보 제공부는, 상기 사용자 입력 정보에 대응하는 기준 방향 정보와 연계된 상기 심전계의 부착 방향과 상기 심전계에서 제공받은 미리 설정된 기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 가이드 정보의 출력 특징을 달리하는 것일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 심전도 유도 안내 방법은, 환자의 신체 일부에 부착되는 심전계에서, 복수의 센서를 이용하여 자세 정보 및 심전도 신호를 획득하는 단계 및 사용자 단말에서, 상기 자세 정보에 기반하여 상기 심전계의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공하는 단계를 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, 심전계에 내장된 (모션)센서를 이용해 심전계의 부착방향(위치, 각도 등)을 감지하고 이를 무선(Bluetooth, Wi-Fi 등)으로 모바일 단말기(스마트폰, 태블릿, PC)로 전송하여 사용자가 의도한 심전도 유도(lead)의 방향으로 심전계를 부착할 수 있도록 안내 방법을 제공함으로써, 숙련된 의료인이 아닌 비 의료인도 정확한 방향으로 심전계를 부착할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템의 심전계의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템의 사용자 단말의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템의 심전계의 부착 방향을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템을 이용하여 가이드 정보를 출력하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템을 이용하여 측정한 결과를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 방법에 대한 동작 흐름도이다.
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" 또는 "간접적으로 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 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원은 별도의 리드선이 없는 착용형 또는 부착형 심전계에 내장된 모션 센서를 이용하여 심전계의 부착방향(위치, 각도 등)을 감지하고 무선(Bluetooth, Wi-Fi 등)으로 모바일 단말기(스마트폰, 태블릿, PC)로 전송하여 사용자가 의도한 심전도 유도(lead)의 방향으로 심전계를 부착할 수 있도록 안내하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 심전도 유도 안내 시스템(1)은 심전계(10) 및 사용자 단말(20)을 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 심전계(10)는 환자(30)의 신체 일부에 부착될 수 있다. 또한, 심전계(10)는 복수의 센서를 이용하여 자세 정보 및 심전도 신호를 획득할 수 있다. 일예로, 심전계(10)는 단말기, 패치형, 웨어러블 제품일 수 있다. 또한, 자세 정보는, 심전계(10)의 위치 및 각도 정보를 포함할 수 있다. 심전계(10)는 특정 심전도 유도(lead)의 방향으로 부착되어 심전도 신호를 획득할 수 있다. 또한, 심전계(10)는 자세 정보를 획득하기 위한 심전계 장치 및 심전도 신호를 획득하기 위한 전극(센서)을 포함할 수 있다. 일예로, 자세 정보는, 현재 심전계(10)의 위치 및 방향과 관련된 정보를 포함할 수 있다.
심전계(10)는 환자(30)의 신체 일부(예를 들어, 심장 근처)에 방향을 맞추어 부착되어야 한다. 심전계(10)는 미리 지정된 전극의 위치 및 방향에 부착되어야 정확한 심전도의 파형을 획득할 수 있다. 심장 주위에서 측정된 수 mV 범위의 심전도는 LPF(Low Pass Filter)를 통하여 필터링되고, 버퍼를 거쳐서 IA(Instrumentation Amplifier)의 입력으로 인가된다. IA단에서는 1000배 증폭되어 심전도 파형이 출력되고, IA 단 출력과 연결되어 있는 LPF와 HPF(High Pass Filter)의 결합으로 이루어진 BPF(Band Pass Filter)에 의해서 1Hz~35Hz 범위의 심전도 신호로 출력된다. 또한, 심전계(10)는 ECG 신호를 측정할 수 있는 하드웨어와 이를 구동시켜 아날로그 ECG 신호를 필터링하고 디지털로 변환하여 사용자 단말(20)로 전송할 수 있다. 또한, 심전계(10)는 아날로그-디지털 변환기를 통해 디지털신호로 변환된 심전도 신호만을 사용자 단말(20)로 전송할 수 있다 예시적으로 아날로그-디지털 변환기는 24bit 해상도, 250Hz 샘플링 주파수를 가질 수 있다. 다만, 심전계(10)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
본원의 일 실시예에 따르면, 사용자 단말(20)은 심전계(10)에서 획득한 자세 정보에 기반하여 심전계(10)의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공할 수 있다. 가이드 정보는 기존에 표준화된 심전도 신호를 획득하기 위해 부착되어야 하는 심전계(10)의 부착 방향 정보를 제공하기 위한 것일 수 있다. 달리 말해, 사용자 단말(20)은 심전계(10)가 환자(30)의 신체 일부에 부착된 방향 정보가 사용자가 의도한 심전도 유도(lead)의 방향으로 부착될 수 있도록 피드백 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말(20)은 유도(lead) 1방향의 심전도를 측정하기 위한 사용자 입력 정보를 수신할 수 있다. 사용자 단말(20)은 심전계(10)가 환자(30)의 왼쪽 흉부(젖꼭지 위)에 위치하도록 가이드 정보를 제공할 수 있다. 또한, 사용자 단말(20)은 유도(lead) 1 방향의 심전도를 측정하기 위해, 심전계(10)에 구비된 +전극이 환자(20)의 왼팔(LA)과 근접하게 위치하고, - 전극이 환자(20)의 오른팔(RA)과 근접하게 위치하도록 가이드 정보를 제공할 수 있다. 또한, 심전계(10)는 미리 설정된 유도(lead) 1의 기준 정보를 포함하는 제1방향과 센서를 기반으로 획득된 방향 정보의 각도 차이를 추정할 수 있다. 사용자 단말(20)은 심전계(10)에서 추정된 각도 차이 정보에 기반하여 가이드 정보의 출력 특징을 달리하여 제공할 수 있다.
예시적으로, 심전도 유도는 의학적, 학문적으로 이미 측정 방향(Lead I, II, III, aVL, aVR, aVF, V1, V2, V3, V4, V5, V6)이 표준화되어 있다. 표준 12 유도(lead) 심전도는, 두 부위간의 전위차를 기록하는 양극유도와 전극을 부착시킨 부위의 전위를 기록하는 단극유도로 나뉜다. 양극 표준 유도는 Lead I, II, III으로 구분될 수 있다. 유도(lead) Ⅰ은 왼팔(LA) 전극과 오른팔(RA)전극 사이에서 나오는 전압이다. (I = LA - RA) 유도(lead) Ⅱ는 왼다리(LL) 전극과 오른팔(RA) 전극 사이에서 나오는 전압이다. (II = LL - RA) 유도(lead) Ⅲ은 왼다리(LL) 전국과 왼팔(LA) 전극 사이에서 나오는 전압이다.
또한, 단극 사지유도는, aVL, aVR, aVF로 구분되며, 전극을 오른손, 왼손, 왼발에 연결하여 심전도를 기록하는데, 단극 사지유도로 기록되는 심전도 파형은 크기가 작기 때문에 그 심전도 파형을 1.5배로 증폭한 aVR, aVL, aVF를 사용한다. 여기에서 a는 augmented의 첫 자이다. 흉부유도는, V1, V2, V3, V4, V5, V6로 구분되며, 표준유도나 사지유도가 심장으로부터 멀리 떨어진 부위에서 심전도를 기록하는 단점이 있으나, 흉부유도는 심장에 보다 가까운 부위에서 심전도를 기록한다. 각 흉부유도의 위치는 V1은 네 번째 늑간격(갈비뼈 4번 5번 사이) 오른쪽 흉골 바로 옆에 위치할 수 있다. V2는 네 번째 늑간격(갈비뼈 4번 5번 사이) 왼쪽 흉골 바로 옆에 위치할 수 있다. V3은 V2와 V4의 중간부위에 위치할 수 있다. V4는 다섯 번째 늑간격(갈비뼈 5번 6번 사이) 정중쇄골선에 위치할 수 있다. V5는 V4와 수평적으로 평행하게, 앞쪽 겨드랑이의 왼쪽에 위치할 수 있다. V6는 V4, V5와 수평적으로 평행하게, 중간겨드랑이 선에 위치할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 사용자 단말(20)은 심전도 유도 안내 메뉴, 심전도 측정 메뉴, 심전계 부착 가이드 메뉴 등을 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(20)에는 심전도 유도 안내 메뉴 및 심전도 측정 메뉴를 제공하는 어플리케이션 프로그램이 설치되어 있고, 설치된 어플리케이션을 통해 심전도 유도 안내 메뉴, 심전도 측정 메뉴, 심전계 부착 가이드 메뉴가 제공될 수 있다.
심전계(10)는 사용자 단말(20)과 데이터, 콘텐츠, 각종 통신 신호를 네트워크를 통해 송수신하고, 데이터 저장 및 처리의 기능을 가지는 모든 종류의 서버, 단말, 또는 디바이스를 포함할 수 있다.
사용자 단말(20)은 네트워크를 통해 심전계(10)와 연동되는 디바이스로서, 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(Smart Pad), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스 등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치 및 데스크탑 컴퓨터, 스마트 TV와 같은 고정용 단말기일 수도 있다.
심전계(10) 및 사용자 단말(20)간의 정보 공유를 위한 네트워크의 일 예로는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 유무선 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, Wifi 네트워크, NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함될 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템의 심전계의 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 심전계(10)는 센서부(11), 생성부(12), 감지부(13) 및 통신부(14)를 포함할 수 있다. 다만, 심전계(10)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 심전계(10)는 전원을 인가하기 위한 전원부(미도시)를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 센서부(11)는 복수의 센서를 이용하여 위치 및 각도 정보를 획득할 수 있다. 달리 말해, 센서부(11)는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 심전계(10)의 위치 및 각도 정보를 획득할 수 있다. 일예로, 복수의 센서는, 가속도 센서, 자이로 센서일 수 있다. 센서부(11)는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 심전계(10)의 위치 및 각도 정보를 획득할 수 있다. 또한, 센서부(11)는 복수의 센서를 이용하여, X 좌표, Y 좌표, 및 Z 좌표 등의 정보가 포함된 심전계(10)의 현재 위치 및 각도 정보를 획득할 수 있다. 또한, 센서부(11)는 롤(roll), 피치(pitch), 및 요(yaw) 각 등의 정보가 포함된 현재 위치 및 각도 정보를 획득할 수 있다.
예시적으로, 가속도 센서는 물체의 가속도 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정하는 센서로서, 물체의 운동 상태를 감지할 수 있게 만드는 센서를 말한다. 자이로 센서는 가속도를 측정하는 가속도 센서와는 달리 각속도를 측정한다. 다른 일예로, 센서부(11)의 복수의 센서는 가속계, 각속도계, 지자계, GPS, 컴퓨터 비전(Computer Vision) 등을 포함할 수 있다.
또한, 센서부(11)는 전극(센서)를 포함할 수 있다. 센서부(11)는 전극(센서)으로부터 환자(30)의 심전도 신호를 획득할 수 있다. 센서부(11)는 ECG 신호를 획득할 수 있다. ECG 신호는 심전도 또는 심전도 신호라 하며, 심장의 전기적 활동을 분석하여 파장 형태로 기록한 것을 말한다. 좀 더 상세히 말하면, 심장의 특수흥분전도 시스템(special excitatory & conductive system)에 의해 발생되는 활동 전위(action potential)의 벡터 합으로 구성된 파형이다. 즉, 심장의 각 구성요소인 동방결절(SA node, sinoatrial node), 방실결절(AV node, atrioventricular node), 히스속(His bundle), 히스속 가지(bundle branch), 퍼킨스 섬유(furkinje fibers) 등에서 발생되는 활동 전위의 벡터 합 신호를 체외에 접촉된 전극으로부터 측정한 신호이다. 심전도를 측정할 때, 두 개 이상의 전극이 사용되며, 전극들은 쌍을 이루게 된다.
상기된 ECG 신호, 심전도 또는 심전도 신호는 혼용되어 사용되더라도 각각이 다른 것을 의미하는 것이 아니며 혼용되어 사용될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 생성부(12)는 센서부(11)에서 획득된 심전계의 위치 및 각도 정보에 기반하여 심전계의 현재 자세 정보를 예측할 수 있다. 예를 들어, 생성부(12)는 심전계(10)의 현재 위치 및 현재 자세를 산출할 수 있다. 생성부(12)는 X 좌표, Y 좌표, 및 Z 좌표 등의 정보가 포함된 심전계(10)의 현재 위치를 예측할 수 있으며, 또한 롤(roll), 피치(pitch), 및 요(yaw) 각 등의 정보가 포함된 심전계(10)의 현재 자세를 예측할 수 있다. 롤(roll)은 앞뒤축으로 회전하는 것을 의미하고, 피치(pitch)는 심전계(10)의 위아래 움직임을 의미하며, 요(yaw) 각은 한쪽으로 기울어지는 각도를 의미한다. 생성부(12)는 심전계(10)의 현재 위치 및 현재 자세(각도)를 산출하여 방향 정보를 생성할 수 있다.
또한, 생성부(12)는 기준 자세 정보와 현재 자세 정보와의 각도 차이를 연산하여 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 차이를 추정할 수 있다. 기준 자세 정보는, 복수의 기준 방향 정보 각각에 대응하여 설정될 수 있다. 또한, 생성부(12)는 미리 설정된 제1기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정할 수 있다. 또한, 생성부(12)는 미리 설정된 제2기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정할 수 있다. 또한, 생성부(12)는 미리 설정된 제3기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정할 수 있다. 여기서, 제1기준 자세 정보는 유도(lead) I과 연계된 정보일 수 있다. 또한, 제2기준 자세 정보는 유도(lead) II와 연계된 정보일 수 있다. 또한, 제3기준 자세 정보는 유도(lead) III와 연계된 정보일 수 있다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템의 심전계의 부착 방향을 개략적으로 나타낸 도면이다.
기준 자세 정보와 관련하여, 예시적으로 도 4의 (a)를 참조하면, 유도(lead) I은 왼손 전극(+)과 오른손 전극 사이(-)사이의 전위차를 기록하기 위한 것으로서, 심전계(10)의 -전극과 + 전극이 수평이 되도록 위치하여야 한다. 달리 말해, 유도(lead) I의 기준 자세 정보는 -전극과 + 전극이 수평 상태인 경우일 수 있다.
또한, 도 4의 (b)를 참조하면, 유도(lead) II는 왼발 전극(+)과 오른손 전극 사이(-)의 전위차를 기록하기 위한 것으로서, 심전계(10)의 +전극을 기준으로 특정 각도(예를 들어, -44°)만큼 기울어진 상태에서 심전도 신호를 획득할 수 있다. 달리 말해, 유도(lead) II의 기준 자세 정보는 -전극과 +전극이 특정 각도가 기울어진 상태인 경우일 수 있다. 일예로, 심전계(10)는 유도(lead) II의 방향의 심전도를 측정하기 위해 -전극은 오른손 방향으로, +전극은 왼발 방향으로 기울어진 상태로 위치할 수 있다.
또한, 도 4의(c)를 참조하면, 유도(lead) III은 왼발 전극(+)과 왼발 전극 (-) 사이의 전위차를 기록하기 위한 것으로서, 심전계(10)의 +전극을 기준으로 특정 각도(예를 들어, -134°)만큼 기울어진 상태에서 심전도 신호를 획득할 수 있다. 달리 말해, 유도(lead) II의 기준 자세 정보는 -전극과 +전극이 특정 각도가 기울어진 상태인 경우일 수 있다. 일예로, 심전계(10)는 유도(lead) III의 방향의 심전도를 측정하기 위해 -전극은 왼손 방향으로, +전극은 왼발 방향으로 기울어진 상태로 위치할 수 있다.
또한, 생성부(12)는 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정할 수 있다. 예시적으로 도 4를 참조하면, 도 4의(a) 및 (b)에 도시된 파란색 선을 유도(lead) I의 기준 자세 정보라 할 수 있고, 빨간색 선을 현재 자세 정보라 할 수 있다. 생성부(12)는 유도(lead) I의 기준 자세 정보와 현재 자세 정보가 일치하는 경우, 심전계(10)의 현재 자세 정보 중 각도 정보를 0°로 생성할 수 있다. 또한, 생성부(12)는 도 4의(a)와 같이 유도(lead) I의 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 차이가 23°인 경우 심전계(10)의 현재 자세 정보 중 각도 정보를 23°로 생성할 수 있다. 또한, 도 4의 (a)와 같이 유도(lead) I의 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 차이가 -8°인 경우 심전계(10)의 현재 자세 정보 중 각도 정보를 -8°로 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 감지부(13)는 환자(30)의 신체 일부와의 부착 여부를 감지할 수 있다. 일예로, 감지부(13)는 환자(30)의 신체 일부(예를 들어, 왼쪽 흉부 젖꼭지 위)에 전극(센서)가 부착되었는지 여부를 감지할 수 있다. 감지부(13)는 온도, 심전도 획득 신호 등을 기반으로 부착 여부를 감지할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본원의 일 실시예에 따르면, 통신부(14)는 사용자 단말(20)로 현재 자세 정보 및 심전도 유도 신호를 전송할 수 있다. 또한, 통신부(14)는 사용자 단말(20)로 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 전송할 수 있다. 일예로, 통신부(15)는 네트워크를 통해 심전계(10)에서 획득된 정보 및 신호를 사용자 단말(20)로 전송할 수 있다. 통신부(15)는 Bluetooth, Wi-Fi 등의 네트워크를 통해 사용자 단말(20)로 방향 정보 및 심전도 유도 신호를 전송할 수 있다.
또한, 통신부(14)는 감지부(13)에서 감지한 부착 여부가 On일 경우, 생성부(12)에서 추정된 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보 및 심전도 신호를 사용자 단말(20)로 제공(전송)할 수 있다. 감지부(13)에서 감지한 부착 여부가 On인 경우, 전극(센서)에서 심전도 신호를 획득할 수 있기에, 통신부(14)는 감지부(13)에서 감지한 부착 여부가 On인 경우, 생성부(12)에서 추정된 각도 차이 정보 및 센서부(11)에서 획득된 심전도 신호를 사용자 단말(20)로 제공(전송)할 수 있다.
반면, 통신부(14)는 감지부(13)에서 감지한 부착 여부가 Off인 경우, 생성부(12)에서 추정된 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보를 사용자 단말(20)로 제공(전송)할 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템의 사용자 단말의 개략적인 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 사용자 단말(20)은 사용자 입력 수신부(21) 및 가이드 정보 제공부(22)를 포함할 수 있다. 다만, 사용자 단말(20)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 사용자 단말(20)은 심전계(10)에서 수신되는 정보들을 저장하기 위한 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 사용자 입력 수신부(21)는 복수의 기준 방향 정보 항목 중 적어도 어느 하나를 선택한 사용자 입력 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 복수의 기준 방향 정보 항목은, 유도(lead) I 방향 정보 항목, 유도(lead) II방향 정보 항목, 유도(lead) III방향 정보 항목을 포함할 수 있다. 사용자는 복수의 기준 방향 정보 항목 중 획득하고자 하는 심전도 유도 방향 항목 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력 수신부(21)는 유도(lead) I 방향 정보 항목에 대응하는 사용자 입력 정보를 수신할 수 있다. 가이드 정보 제공부(22)는 사용자 입력 정보인 유도(lead) I 방향 정보 항목에 대응하여 유도(lead) I 방향 심전도 측정 신호가 획득되기 위해 심전계(10)가 부착되어야 할 위치 및 방향 정보와 관련된 가이드 정보를 제공할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 가이드 정보 제공부(22)는 사용자 입력 정보 및 심전계에서 제공받은 각도 차이 정보를 기반으로 가이드 정보를 제공할 수 있다. 달리 말해, 가이드 정보 제공부(22)는 사용자 입력 정보 및 심전계(10)에서 제공받은 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 심전계(10)의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 가이드 정보 제공부(22)는 사용자 입력 정보인 유도(lead) I 방향 정보 항목에 대응하여 유도(lead) I 방향 심전도 측정 신호가 획득되기 위해 심전계(10)가 부착되어야 할 위치 및 방향 정보와 관련된 가이드 정보를 제공할 수 있다. 또한, 가이드 정보 제공부(22)는 심전계(10)에서 제공받은 각도 차이 정보에 기반하여, 현재 자세 정보와 미리 설정된 기준 자세 정보가 일치하도록 가이드 정보를 제공할 수 있다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템을 이용하여 가이드 정보의 출력하는 예를 나타낸 도면이다.
또한, 가이드 정보 제공부(22)는 사용자 입력 정보 및 각도 차이 정보에 기반하여 가이드 정보의 출력 특징을 달리할 수 있다. 일예로, 출력 특징은 점멸 속도, 진동, 소리 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 달리 말해, 사용자 입력 정보에 대응하는 기준 자세 정보와 연계된 심전계(10)의 부착 방향과 심전계(10)에서 제공받은 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 가이드 정보의 출력 특징을 달리할 수 있다. 가이드 정보 제공부(22)는 미리 설정된 각도의 기준 정보 각각 대응하는 각도 차이에 기반하여 점멸 속도를 달리할 수 있다. 일예로, 가이드 정보 제공부(22)는 각도 차이 정보가 ±60° 이상인 경우, 2초 주기 점멸로 출력 특징을 달리할 수 있다. 또한, ±30° 이상 내지 ±60° 미만인 경우, 1.5초 주기 점멸로 출력 특징을 달리할 수 있다. 또한, ±10° 이상 내지 ±30° 미만인 경우, 1.0초 주기 점멸로 출력 특징을 달리할 수 있다. 또한, ±5° 이상 내지 ±10° 미만인 경우, 0.5초 주기 점멸로 출력 특징을 달리할 수 있다. 또한, ±5° 미만인 경우, 빨간색 점멸 멈추고, 파란색으로 표시하여 출력 특징을 달리 할 수 있다.
예시적으로, 도 5의 (a)를 참조하면, 가이드 정보 제공부(22)는 사용자 입력 수신부(21)에서 유도(lead) I 방향 정보 항목에 대응하는 사용자 입력 정보를 수신한 경우, 제1화살표(2)가 빨간색으로 출력되도록 할 수 있다. 또한, 가이드 정보 제공부(22)는 각도 차이 정보 즉, 미리 설정된 제1기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 제1화살표(2)의 출력 특징을 변경할 수 있다. 가이드 정보 제공부(22)는 심전계(10)로부터 각도 차이 정보가 23°임을 제공받고, 미리 설정된 각도 차이 정보에 대응하는 출력 특징에 기반하여, 제1화살표(2)의 출력 특징을 변경할 수 있다. 도 5의 (a)의 경우, 각도 차이 정보가 23°이므로, 가이드 정보 제공부(22)는 제1화살표(2)가 1.0초 주기로 점멸하도록 출력 특징을 변경할 수 있다.
또한, 도 5 의(b)를 참조하면, 가이드 정보 제공부(22)는 사용자 입력 수신부(21)에서 유도(lead) I 방향 정보 항목에 대응하는 사용자 입력 정보를 수신한 경우, 제2화살표(2')가 빨간색으로 출력되도록 할 수 있다. 또한, 가이드 정보 제공부(22)는 각도 차이 정보 즉, 미리 설정된 제2기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 제2화살표(2')의 출력 특징을 변경할 수 있다. 가이드 정보 제공부(22)는 심전계(10)로부터 각도 차이 정보가 -8°임을 제공받고, 미리 설정된 각도 차이 정보에 대응하는 출력 특징에 기반하여, 제2화살표(2')의 출력 특징을 변경할 수 있다. 도 5의 (b)의 경우, 각도 차이 정보가 -8°이므로, 가이드 정보 제공부(22)는 제2화살표(2')가 0.5초 주기로 점멸하도록 출력 특징을 변경할 수 있다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 시스템을 이용하여 측정한 결과를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본원의 일 실시예에 따르면, 사용자는 심전도 유도 안내 방법을 제공받기 위해, 심전계(10) 및 사용자 단말(20)을 준비할 수 있다.
사용자는 심전계에 전극(센서)을 부착하고, 심전계의 전원을 킬 수 있다. 또한, 사용자는 사용자 단말(20)에 다운로드된 심전도 유도 안내 어플리케이션을 실행하여 심전도 유도 안내 방법을 제공받을 수 있다.
사용자는 사용자 단말(20)에 다운로드된 심전도 유도 안내 어플리케이션에서 측정할 리드(laed) I, II, III 중 적어도 어느 하나를 선택할 수 있다. 사용자 단말(20)은 사용자 입력 정보에 기반하여, 삼각형에 선택된 리드의 화살표 중 어느 하나의 출력을 달리할 수 있다.
사용자는 심전계(10)의 전극 접착면이 체표면을 향하도록 하고, 체표면에 부착하지 않은 채로 왼쪽 흉부(젖꼭지 위)에 위치시킨다. 심전계(10)는 현재 자세 정보를 예측할 수 있다. 또한, 심전계(10)는 미리 설정된 기준 자세 정보와 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정하고, 추정된 각도 차이 정보를 사용자 단말(20)로 전송할 수 있다. 사용자 단말(20)은 심전계(10) 방향과 사용자의 입력 정보(선택한 리드의 정보)의 차이를 각도와 화살표로 표시할 수 있다. 또한, 사용자 단말(20)은 추정된 각도 차이 정보에 기반하여, 화살표의 점멸속도를 달리 출력할 수 있다.
사용자는 사용자 단말(20)에 표시된 각도 차이 정보가 5° 이내가 되도록 심전계(10)의 위치를 조정하고, 사용자 단말(20)에 표시된 각도 차이 정보가 5° 이내가 되어 화살표의 글자의 점멸이 멈추면 심전계(10)를 환자(30)의 신체 일부에 부착할 수 있다.
사용자 단말(20)은 심전계(10)가 환자(30)의 신체 일부에 부착되면, 심전계(10)에서 획득되는 심전도 신호와 심박수 정보를 출력할 수 있다.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 심전도 유도 안내 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 7에 도시된 심전도 유도 안내방법은 앞서 설명된 심전도 유도 안내 시스템(1)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 심전도 유도 안내 시스템(1)에 대하여 설명된 내용은 심전도 유도 안내방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
단계 S701에서, 심전도 유도 안내 시스템(1)은 복수의 센서를 이용하여 자세 정보 및 심전도 신호를 획득할 수 있다.
단계 S702에서, 심전도 유도 안내 시스템(1)은 자세 정보에 기반하여 심전계의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S701 내지 S702는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본원의 일 실시 예에 따른 심전도 유도 안내 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.
또한, 전술한 심전도 유도 안내 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
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.
1: 심전도 유도 안내 시스템
10: 심전계
20: 사용자 단말

Claims (8)

  1. 심전도 유도(lead) 안내 시스템에 있어서,
    환자의 신체 일부에 부착되고 복수의 센서를 이용하여 자세 정보 및 심전도 신호를 획득하는 심전계; 및
    상기 자세 정보에 기반하여 상기 심전계의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공하는 사용자 단말,
    을 포함하되,
    상기 심전계는,
    상기 복수의 센서에서 획득된 상기 심전계의 위치 및 각도 정보에 기반하여 상기 심전계의 현재 자세 정보를 예측하는 생성부를 포함하고,
    상기 생성부는,
    미리 설정된 기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정하고,
    상기 사용자 단말은,
    복수의 기준 방향 정보 항목 중 적어도 어느 하나를 선택한 사용자 입력 정보를 수신하는 사용자 입력 수신부; 및
    상기 사용자 입력 정보 및 상기 각도 차이 정보를 기반으로 가이드 정보를 제공하는 가이드 정보 제공부,
    를 포함하고,
    상기 가이드 정보 제공부는,
    상기 사용자 입력 정보 및 상기 심전계에서 제공받은 미리 설정된 기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 상기 심전계의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공하되,
    상기 복수의 기준 방향 정보 항목은, 유도(lead) I 방향 정보 항목, 유도(lead) II방향 정보 항목, 유도(lead) III방향 정보 항목을 포함하는 것인, 심전도 유도 안내 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 심전계는,
    복수의 센서를 이용하여 상기 심전계의 위치 및 각도 정보를 획득하는 센서부;
    상기 환자의 신체 일부와의 부착 여부를 감지하는 감지부; 및
    상기 사용자 단말로 상기 현재 자세 정보 및 상기 심전도 유도 신호를 전송하는 통신부,
    를 포함하는 심전도 유도 안내 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서부는,
    가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 상기 심전계의 위치 및 각도 정보를 획득하는 것인, 심전도 유도 안내 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 생성부는,
    미리 설정된 제1기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정하고, 미리 설정된 제2 기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정하고, 미리 설정된 제3 기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정하는 것인, 심전도 유도 안내 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 감지부에서 감지한 부착 여부가 On인 경우, 상기 생성부에서 추정된 각도 차이 정보 및 심전도 신호를 상기 사용자 단말로 제공하고,
    상기 감지부에서 감지한 부착 여부가 Off인 경우, 상기 생성부에서 추정된 각도 차이 정보를 상기 사용자 단말로 제공하는 것인, 심전도 유도 안내 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 정보 제공부는,
    상기 사용자 입력 정보 및 상기 각도 차이 정보에 기반하여 가이드 정보의 출력 특징을 달리하는 것인, 심전도 유도 안내 시스템.
  8. 심전도 유도 안내 방법에 있어서,
    환자의 신체 일부에 부착되는 심전계에서, 복수의 센서를 이용하여 자세 정보 및 심전도 신호를 획득하는 단계; 및
    사용자 단말에서, 상기 자세 정보에 기반하여 상기 심전계의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공하는 단계,
    를 포함하되,
    상기 자세 정보 및 심전도 신호를 획득하는 단계는,
    상기 복수의 센서를 이용하여 획득된 심전계의 위치 및 각도 정보에 기반하여 상기 심전계의 현재 자세 정보를 예측하는 단계를 포함하고,
    상기 심전계의 현재 자세 정보를 예측하는 단계는,
    미리 설정된 기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이를 추정하고,
    상기 가이드 정보를 제공하는 단계는,
    복수의 기준 방향 정보 항목 중 적어도 어느 하나를 선택한 사용자 입력 정보를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 사용자 입력 정보 및 상기 심전계에서 제공받은 미리 설정된 기준 자세 정보와 상기 현재 자세 정보의 각도 차이 정보에 기반하여 상기 심전계의 부착 방향을 가이드하는 가이드 정보를 제공하되,
    상기 복수의 기준 방향 정보 항목은, 유도(lead) I 방향 정보 항목, 유도(lead) II방향 정보 항목, 유도(lead) III방향 정보 항목을 포함하는 것인, 심전도 유도 안내 방법.
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