KR102219692B1 - System and method of monitoring hypopnea - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수면 무호흡 중증도 및 그 원인을 측정하여 치료 계획을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링 시스템은 피험자에 부착된 복수의 전극을 통해 전류 또는 전압 중 하나를 측정하여 상기 피험자의 흉부에 대한 영상 데이터를 생성하는 EIT 데이터 처리부, 상기 생성된 영상 데이터에 기반한 상기 흉부의 영상 변화를 분석하여 상기 피험자의 호흡 파라미터를 산출하는 호흡 파라미터 산출부, 상기 산출된 호흡 파라미터와 저호흡 기준값을 비교하여 저호흡 상태를 결정하는 저호흡 결정부 및 상기 생성된 영상 데이터, 상기 산출된 호흡 파라미터 또는 상기 결정된 저호흡 상태에 대한 알람 정보 중 적어도 하나를 표시하도록 디스플레이를 제어하는 디스플레이 제어부를 포함할 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for providing a treatment plan by measuring the severity of sleep apnea and the cause thereof. According to an embodiment of the present invention, a hypopnea monitoring system includes a current or voltage through a plurality of electrodes attached to a subject. An EIT data processing unit that measures one to generate image data on the chest of the subject, a breathing parameter calculation unit that calculates the breathing parameter of the subject by analyzing the image change of the chest based on the generated image data, and the calculated The display is controlled to display at least one of a hypoventilation determination unit that compares a breathing parameter and a hyporespiration reference value to determine a hypopnea state, and at least one of the generated image data, the calculated breathing parameter, or alarm information for the determined hypopnea state. It may include a display control unit.

Description

저호흡 모니터링 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF MONITORING HYPOPNEA}Hyporespiration monitoring system and method {SYSTEM AND METHOD OF MONITORING HYPOPNEA}

본 발명은 임피던스 단층촬영(electrical impedance tomography, EIT) 기술을 이용하여 저호흡을 모니터링하는 기술적 사상에 관한 것으로서, EIT 영상을 이용하여 일회호흡량(tidal volume)과 분당 호흡기류(minute ventilation) 등의 저호흡 관련 사항을 정확하게 모니터링하는 저호흡 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technical idea of monitoring low breathing by using an electrical impedance tomography (EIT) technology, and is used to reduce tidal volume and minute ventilation by using EIT images. It relates to a system and method for monitoring low breathing accurately for monitoring respiratory matters.

일반적으로, 수술 후의 환자에서는 잔류 마취제의 영향으로 호흡 저하(respiratory depression)가 발생하고 심한 경우에는 호흡 마비(respiratory arrest)로 이어져 생명 유지가 어려운 응급 상황이 발생할 수 있다. In general, in postoperative patients, respiratory depression may occur due to the influence of residual anesthetics, and in severe cases, respiratory arrest may occur, leading to an emergency situation that is difficult to sustain life.

통증 완화를 위해 많이 사용되는 오피오이드(opiod) 등의 진통제는 호흡 저하(respiratory depression)를 유발하고 심한 경우에는 호흡 마비(respiratory arrest)로 이어져 생명 유지가 어려운 응급 상황이 발생할 수 있다. Pain relievers such as opioids, which are widely used for pain relief, cause respiratory depression and in severe cases lead to respiratory arrest, which can lead to an emergency that is difficult to sustain life.

수면내시경, 성형 시술, 치과 시술 등 다양한 시술 치료에는 프로포폴(propofol) 등의 마취제는 호흡 저하(respiratory depression)를 유발하고 심한 경우에는 호흡 마비(respiratory arrest)로 이어져 생명 유지가 어려운 응급 상황이 발생할 수 있다.In the treatment of various procedures such as sleep endoscopy, plastic surgery, dental procedures, etc., anesthetics such as propofol can cause respiratory depression and in severe cases lead to respiratory arrest, which can lead to an emergency that makes life difficult have.

비만으로 유발되는 저호흡 증상(obesity hypoventilation syndrome, OHS)을 가진 환자의 경우에 저호흡이 점진적 또는 급진적으로 악화되어 생명 유지가 어려운 응급 상황이 발생할 수 있다.In patients with obesity-induced hypoventilation syndrome (OHS), hypoventilation may gradually or radically worsen, resulting in a life-sustaining emergency.

이는 폐쇄성 수면 무호흡(obstructive sleep apnea, OSA)이나 중추성 수면 무호흡(central sleep apnea, CSA)와 별개의 증상이며 OSA 또는 CSA를 동반하기도 한다.It is a symptom separate from obstructive sleep apnea (OSA) or central sleep apnea (CSA), and is also accompanied by OSA or CSA.

근신경계 질환(neuromuscular disease)을 가진 환자에서는 호흡 저하(respiratory depression)가 발생하고 심한 경우에는 호흡 마비(respiratory arrest)로 이어져 생명 유지가 어려운 응급 상황이 발생할 수 있다.In patients with neuromuscular disease, respiratory depression may occur, and in severe cases, respiratory arrest may result, resulting in a life-threatening emergency.

만성폐쇄성폐질환(chronic obstructive pulmonary disease, COPD) 환자에게서는 호흡 저하(respiratory depression)가 발생하고 심한 경우에는 호흡 마비(respiratory arrest)로 이어져 생명 유지가 어려운 응급 상황이 발생할 수 있다.Respiratory depression occurs in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD), and in severe cases, it can lead to respiratory arrest, resulting in an emergency that makes life difficult.

따라서, 이와 같은 환자들에게는 저호흡(hypoventilation)을 연속적으로 모니터링하는 것이 필요하다.Therefore, it is necessary to continuously monitor hypoventilation in such patients.

현재 사용하는 방법들은 폐활량계(spirometer), 호기말이산화탄소분압(end-tidal CO2, ETCO2) 측정기(capnography), 혈중산소포화도(SpO2) 측정기, 임피던스 호흡측정법(impedance pneumography) 등이 존재한다.Currently used methods include a spirometer, end-tidal CO2 (ETCO2) capnography, blood oxygen saturation (SpO2) meter, and impedance pneumography.

그러나, 입이나 코에 마스크나 관(cannula)을 착용해야 하는 폐활량계는 연속 측정이 매우 어려워서 저호흡의 연속 모니터링에 사용할 수 없다.However, a spirometer, which requires wearing a mask or cannula on the mouth or nose, cannot be used for continuous monitoring of hyporespiration because continuous measurement is very difficult.

한편, ETCO2를 측정하기 위해서는 입이나 코에 마스크나 관을 착용해야 하므로 연속 측정이 불편하고 저호흡의 빠른 검출이 어렵다.On the other hand, in order to measure ETCO2, a mask or tube must be worn on the mouth or nose, so continuous measurement is inconvenient and rapid detection of low breathing is difficult.

또한, 손가락, 발가락, 귀 등에 센서를 부착하는 SpO2 측정법은 연속 측정이 가능하나 저호흡의 빠른 검출이 어렵다.In addition, the SpO2 measurement method, which attaches sensors to fingers, toes, and ears, can continuously measure, but it is difficult to quickly detect low breath.

더하여, 흉부에 전극들을 부착해 호흡에 따른 흉부의 전기 임피던스 변화를 신호로 측정하는 임피던스 호흡측정법(impedance pneumography)는 호흡률(respiratory rate)의 측정에 주로 사용되고 있으나 호흡 공기량의 측정 없이 호흡률 만으로는 저호흡의 검출이 불가능하다.In addition, impedance pneumography, in which electrodes are attached to the chest to measure the change in the electrical impedance of the chest due to breathing as a signal, is mainly used to measure the respiratory rate. Detection is impossible.

마지막으로, 임피던스 호흡측정법(impedance pneumography)을 사용해 일회호흡량(tidal volume)과 분당 호흡기류(minute ventilation)을 측정하는 방법이 사용되기도 하나 동잡음(motion artifact)에 취약하고 정확한 측정이 어렵다. Finally, a method of measuring tidal volume and minute ventilation using impedance pneumography is used, but it is vulnerable to motion artifacts and accurate measurement is difficult.

따라서, 연속적으로 정확하게 저호흡을 모니터링하는 방법 및 시스템이 제안될 필요성이 있다.Accordingly, there is a need to propose a method and system for continuously and accurately monitoring hyporespiration.

한국등록특허 제10-1650891호, "자기 공명 전기 임피던스 영상기술을 이용한 자기 공명 영상시스템 및 전도율 분포 영상 생성 방법"Korean Patent Registration No. 10-1650891, "Magnetic Resonance Imaging System and Conductivity Distribution Image Generation Method Using Magnetic Resonance Electrical Impedance Imaging Technology" 한국등록특허 제10-1695223호, "코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템"Korean Patent Registration No. 10-1695223, "Snoring and sleep apnea detection and treatment system" 미국공개특허 US 2017/0325695, "ADVANCED RESPIRATORY MONITOR AND SYSTEM"US Patent Publication US 2017/0325695, "ADVANCED RESPIRATORY MONITOR AND SYSTEM" 미국공개특허 US 2016/0184518, "RESPIRATORY PARAMETER GUIDED AUTOMATED IV ADMINISTRATION AND IV TUBE CLAMP ACTIVATION"US Patent Publication US 2016/0184518, "RESPIRATORY PARAMETER GUIDED AUTOMATED IV ADMINISTRATION AND IV TUBE CLAMP ACTIVATION" 한국등록특허 제10-1765423호, "폐기능 검사장치 및 그 방법"Korean Patent Registration No. 10-1765423, "Lung function test apparatus and method"

본 발명은 폐를 포함하는 흉부 단면의 EIT 영상과 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 혈압, 체온 등의 생체신호를 함께 처리 및 해석해서 저호흡을 연속적으로 모니터링하는 것을 목적으로 할 수 있다.The present invention aims to continuously monitor hyporespiration by processing and interpreting EIT images of a cross section of the chest including the lungs and biological signals such as oxygen saturation, end-expiratory carbon dioxide partial pressure, pulse wave, electrocardiogram, blood pressure, and body temperature. have.

본 발명은 폐 내부의 공기 분포와 부피 변화 정보를 제공하는 EIT 영상을 사용하므로 일회호흡량(tidal volume)과 분당 호흡기류(minute ventilation)의 측정 정확도를 향상시키는 것을 목적으로 할 수 있다.The present invention uses an EIT image that provides information on air distribution and volume change in the lungs, so it may be an object of the present invention to improve measurement accuracy of tidal volume and minute ventilation.

본 발명은 EIT 영상에 기반하여 일회호흡량, 분당 호흡기류, 호흡률과 함께 폐 내부 공기 분포의 균질도를 표시하는 것을 목적으로 할 수 있다.An object of the present invention may be to display the homogeneity of the air distribution inside the lungs along with the tidal volume, the respiratory air flow per minute, and the respiration rate based on the EIT image.

본 발명은 저호흡의 영상화 및 정량화를 위한 EIT 시스템에 추가해서 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 혈압, 체온 등의 생체신호를 함께 측정하는 것을 목적으로 할 수 있다.In addition to the EIT system for imaging and quantifying hypoventilation, the present invention may aim to measure biological signals such as oxygen saturation, end-expiratory carbon dioxide, pulse wave, electrocardiogram, blood pressure, and body temperature together.

본 발명은 판의 한쪽 면에 끈끈이를 설치해 여러 개의 전극을 한번에 부착하거나 복수의 전극을 하나 하나 따로 부착하는 것을 목적으로 할 수 있다.The present invention can be aimed at attaching a plurality of electrodes at once by installing a sticky stick on one side of a plate or attaching a plurality of electrodes separately one by one.

본 발명은 EIT 영상으로부터 양쪽 폐의 비대칭적 환기와 각 폐 내부의 비균질적 환기에 대한 정보를 추출해서 이를 지표화해 출력하는 것을 목적으로 할 수 있다.An object of the present invention may be to extract information about asymmetric ventilation of both lungs and non-homogeneous ventilation of each lung from an EIT image, convert it into an index, and output it.

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링 시스템은 피험자에 부착된 복수의 전극을 통해 전류 또는 전압 중 하나를 측정하여 상기 피험자의 흉부에 대한 영상 데이터를 생성하는 EIT 데이터 처리부, 상기 생성된 영상 데이터에 기반한 상기 흉부의 영상 변화를 분석하여 상기 피험자의 호흡 파라미터를 산출하는 호흡 파라미터 산출부, 상기 산출된 호흡 파라미터와 저호흡 기준값을 비교하여 저호흡 상태를 결정하는 저호흡 결정부 및 상기 생성된 영상 데이터, 상기 산출된 호흡 파라미터 또는 상기 결정된 저호흡 상태에 대한 알람 정보 중 적어도 하나를 표시하도록 디스플레이를 제어하는 디스플레이 제어부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the low respiration monitoring system includes an EIT data processing unit configured to generate image data on the chest of the subject by measuring one of current or voltage through a plurality of electrodes attached to the subject, and the generated image data. A breathing parameter calculation unit that calculates the breathing parameter of the subject by analyzing the image change of the chest based on, a hyporespiration determination unit that determines a low breathing state by comparing the calculated breathing parameter and a low breathing reference value, and the generated image It may include a display control unit for controlling the display to display at least one of the data, the calculated breathing parameter, or alarm information for the determined low breathing state.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 복수의 전극은 탄성 벨트의 내부에서 일정한 간격으로 위치하고, 상기 탄성 벨트와 연결된 센서 박스의 케이블을 통해 상기 측정된 전류 또는 전압에 대한 EIT 데이터를 상기 EIT 데이터 처리부로 전달할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of electrodes are located at regular intervals inside the elastic belt, and the EIT data for the measured current or voltage is transferred to the EIT data processing unit through a cable of a sensor box connected to the elastic belt. I can deliver.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 탄성 벨트는 상기 피험자의 흉부를 둘러싸는 환형 형태를 갖고, 상기 탄성 벨트의 서로 다른 끝단은 상기 센서 박스에 탈부착되며, 부착되는 경우에 상기 환형 형태를 유지하여 상기 복수의 전극이 상기 센서 박스에 전기적으로 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the elastic belt has an annular shape surrounding the chest of the subject, and different ends of the elastic belt are detachably attached to the sensor box, and when attached, maintain the annular shape. A plurality of electrodes may be electrically connected to the sensor box.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 복수의 전극은 미리 설정된 개수로 복수의 스티커에 포함되고, 상기 복수의 스티커마다 독립된 연결선을 통해 상기 센서 박스로 상기 EIT 데이터를 전달하거나 각각이 상기 피험자에 부착되어, 상기 복수의 전극마다 독립된 연결선을 통해 상기 센서 박스로 상기 EIT 데이터를 전달할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of electrodes are included in a plurality of stickers in a preset number, and the EIT data is transmitted to the sensor box through an independent connection line for each of the plurality of stickers, or each is attached to the subject. , The EIT data may be transmitted to the sensor box through independent connection lines for each of the plurality of electrodes.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 EIT 데이터 처리부는 상기 영상 데이터로부터 양쪽 폐의 환기 정도의 대칭성 및 각 폐의 환기 상태의 균질성을 포함하는 폐 내부 공기 분포 상태를 검출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the EIT data processing unit may detect a state of air distribution in the lungs, including symmetry of the ventilation degree of both lungs and homogeneity of the ventilation state of each lung from the image data.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 호흡 파라미터 산출부는 상기 영상 변화를 분석하여 일회호흡량(tidal volume), 분당 호흡기류(minute ventilation) 또는 호흡률(respiratory rate)을 포함하는 상기 호흡 파라미터를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the respiration parameter calculation unit may calculate the respiration parameter including tidal volume, minute ventilation, or respiratory rate by analyzing the image change. .

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 디스플레이 제어부는 산소포화도, 일회호흡량(tidal volume), 분당 호흡기류(minute ventilation) 또는 호흡률(respiratory rate)을 숫자와 신호 그래프로서 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the display control unit may control the display to display oxygen saturation, tidal volume, minute ventilation, or respiratory rate as numbers and signal graphs. .

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 디스플레이 제어부는 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 혈압, 체온 중 적어도 하나 이상을 포함하는 상기 생체 신호 파라미터를 숫자와 신호 그래프로서 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the display control unit controls the display to display the biosignal parameters including at least one of oxygen saturation, end expiratory carbon dioxide partial pressure, pulse wave, electrocardiogram, blood pressure, and body temperature as numbers and signal graphs. can do.

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링 시스템은 인공호흡기, 마취기 또는 약물 주입기 중 적어도 하나의 동작을 변경하도록, 상기 인공호흡기, 상기 마취기 또는 상기 약물 주입기 중 적어도 하나에게 상기 산출된 호흡 파라미터를 전달하는 통신부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hypoventilation monitoring system transmits the calculated respiratory parameter to at least one of the ventilator, the anesthetic device, or the drug injector to change the operation of at least one of a ventilator, an anesthetic device, or a drug injector. It may further include a communication unit.

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링 시스템은 상기 피험자에 부착된 센서를 통해 생체 신호를 측정하여 생체 신호 파라미터를 산출하는 생체 신호 파라미터 산출부를 더 포함하고, 상기 저호흡 결정부는 상기 산출된 생체 신호 파라미터와 상기 저호흡 기준값을 비교하여 상기 저호흡 상태를 결정하며, 상기 디스플레이 제어부는 상기 산출된 생체 신호 파라미터를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the low breathing monitoring system further comprises a biosignal parameter calculation unit configured to calculate a biosignal parameter by measuring a biosignal through a sensor attached to the subject, and the low breathing determining unit The low breathing state is determined by comparing the signal parameter with the low breathing reference value, and the display controller may control the display to display the calculated biosignal parameter.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 생체 신호 파라미터는 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 혈압, 체온 적어도 하나 이상에 대한 수치 데이터를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the biosignal parameter may include numerical data on at least one or more of oxygen saturation, end-expiratory carbon dioxide partial pressure, pulse wave, electrocardiogram, blood pressure, and body temperature.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 디스플레이 제어부는, 실시간 호흡 영상, 호흡 정상 범위, 저호흡 영역, 무호흡 영역, 상기 알람 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 상기 영상 데이터를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the display control unit may control the display to display the image data including at least one of a real-time breathing image, a normal breathing range, a low breathing area, an apnea area, and the alarm information. have.

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링 방법은 EIT 데이터 처리부에서, 피험자에 부착된 복수의 전극을 통해 전류 또는 전압 중 하나를 측정하여 상기 피험자의 흉부에 대한 영상 데이터를 생성하는 단계, 호흡 파라미터 산출부에서, 상기 생성된 영상 데이터에 기반한 상기 흉부의 영상 변화를 분석하여 상기 피험자의 호흡 파라미터를 산출하는 단계, 저호흡 결정부에서, 상기 산출된 호흡 파라미터와 저호흡 기준값을 비교하여 저호흡 상태를 결정하는 단계 및 디스플레이 제어부에서, 상기 생성된 영상 데이터, 상기 산출된 호흡 파라미터 또는 상기 결정된 저호흡 상태에 대한 알람 정보 중 적어도 하나를 표시하도록 디스플레이를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method for monitoring low breathing includes generating image data for the chest of the subject by measuring one of current or voltage through a plurality of electrodes attached to the subject in the EIT data processing unit. In the calculation unit, the step of calculating the breathing parameter of the subject by analyzing the image change of the chest based on the generated image data, the hypopnea determination unit, by comparing the calculated breathing parameter and the low breathing reference value And controlling the display to display at least one of the generated image data, the calculated respiration parameter, and alarm information for the determined hyporespiratory condition, in the display controller.

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링 방법은 생체 신호 파라미터 산출부에서, 상기 피험자에 부착된 센서를 통해 생체 신호를 측정하여 생체 신호 파라미터를 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 저호흡 상태를 결정하는 단계는, 상기 산출된 생체 신호 파라미터와 상기 저호흡 기준값을 비교하여 상기 저호흡 상태를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 디스플레이를 제어하는 단계는, 상기 산출된 생체 신호 파라미터를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the method for monitoring low breathing further comprises the step of calculating a biosignal parameter by measuring a biosignal through a sensor attached to the subject in a biosignal parameter calculation unit, and The determining step includes comparing the calculated biosignal parameter and the hyporespiration reference value to determine the hypoventilation state, and controlling the display includes the display to display the calculated biosignal parameter It may include the step of controlling.

본 발명은 폐를 포함하는 흉부 단면의 EIT 영상과 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 혈압, 체온 등의 생체신호와 함께 처리 및 해석해서 저호흡을 연속적으로 모니터링할 수 있다.The present invention can continuously monitor hyporespiration by processing and analyzing EIT images of the chest section including the lungs, oxygen saturation, end-expiratory carbon dioxide partial pressure, pulse waves, electrocardiogram, blood pressure, body temperature, and other biological signals.

본 발명은 폐 내부의 공기 분포와 부피 변화 정보를 제공하는 EIT 영상을 사용하므로 일회호흡량(tidal volume)과 분당 호흡기류(minute ventilation)의 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.Since the present invention uses an EIT image that provides information on air distribution and volume change in the lungs, it is possible to improve the measurement accuracy of tidal volume and minute ventilation.

본 발명은 EIT 영상에 기반하여 일회호흡량, 분당 호흡기류, 호흡률과 함께 폐 내부 공기 분포의 균질도를 표시할 수 있다.The present invention can display the homogeneity of the air distribution inside the lungs along with the tidal volume, the respiratory air flow per minute, and the respiration rate based on the EIT image.

본 발명은 저호흡의 영상화 및 정량화를 위한 EIT 시스템과 함께 산소포화도, 맥파, 심전도, 혈압 등의 생체신호를 함께 측정할 수 있다.The present invention can measure bio-signals such as oxygen saturation, pulse waves, electrocardiogram, and blood pressure together with an EIT system for imaging and quantifying hypoventilation.

본 발명은 판의 한쪽 면에 끈끈이를 설치해 여러 개의 전극을 한번에 부착하거나 복수의 전극을 하나 하나 따로 부착할 수 있다.In the present invention, by installing a sticky stick on one side of the plate, several electrodes can be attached at once or a plurality of electrodes can be attached separately.

본 발명은 EIT 영상으로부터 양쪽 폐의 비대칭적 환기와 각 폐 내부의 비균질적 환기에 대한 정보를 추출해서 이를 지표화해 출력할 수 있다.In the present invention, information on asymmetric ventilation of both lungs and non-homogeneous ventilation of each lung can be extracted from the EIT image, converted into an index, and output.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 시스템의 착용 환경을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 시스템의 구성 요소를 설명하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 전극 벨트를 이용하는 저호흡 모니터링 시스템을 설명하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일실시예에 따른 스티커형 전극을 이용하는 저호흡 모니터링 시스템을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 시스템의 디스플레이를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 방법과 관련된 흐름도를 설명하는 도면이다.
1 is a diagram illustrating a wearing environment of a low breathing monitoring system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the components of a low breathing monitoring system according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C are views for explaining a low breath monitoring system using an integrated electrode belt according to an embodiment of the present invention.
4A to 4E are diagrams illustrating a system for monitoring low breathing using a sticky electrode according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a display of a low breathing monitoring system according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a flow chart related to a method for monitoring low breathing according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.

실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various changes, equivalents, and/or substitutes for the embodiment.

하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of various embodiments, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the invention, a detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in various embodiments and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.In this document, expressions such as "A or B" or "at least one of A and/or B" may include all possible combinations of items listed together.

"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.Expressions such as "first," "second," "first," or "second," can modify the corresponding elements regardless of their order or importance, and to distinguish one element from another It is used only and does not limit the components.

어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.When it is stated that a certain (eg, first) component is “(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (eg, second) component, the certain component is It may be directly connected to the component, or may be connected through another component (eg, a third component).

본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.In the present specification, "configured to (configured to)" is changed according to the situation, for example, hardware or software, "suitable for," "having the ability to," "... ," "made to," "can do," or "designed to" can be used interchangeably.

어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.In some situations, the expression "a device configured to" may mean that the device "can" along with other devices or parts.

예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.For example, the phrase “a processor configured (or configured) to perform A, B, and C” means a dedicated processor (eg, an embedded processor) for performing the operation, or by executing one or more software programs stored in a memory device. , May mean a general-purpose processor (eg, CPU or application processor) capable of performing corresponding operations.

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.In addition, the term'or' means an inclusive OR'inclusive or' rather than an exclusive OR'exclusive or'.

즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.That is, unless otherwise stated or clear from the context, the expression'x uses a or b'means any one of natural inclusive permutations.

이하 사용되는 '..부', '..기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Terms such as'.. unit' and'.. group' used hereinafter refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 시스템의 착용 환경을 설명하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a wearing environment of a low breathing monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 저호흡 모니터링 시스템은 임피던스 단층촬영(electrical impedance tomography, EIT)을 이용하여 저호흡을 연속적으로 모니터링할 수 있다.Referring to FIG. 1, the hyporespiratory monitoring system may continuously monitor hyporespiration using electrical impedance tomography (EIT).

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링 시스템은 피험자에 착용되는 환형 형태의 전극 벨트(100), 센서 박스(110) 및 생체 센서(120)를 포함하는 센서부와 저호흡 모니터링부(140)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the low breathing monitoring system includes a sensor unit including an annular electrode belt 100, a sensor box 110, and a biometric sensor 120 worn on a subject and a low breath monitoring unit 140 It may include.

일례로, 센서 박스(110)는 전극 벨트(100)의 서로 다른 양단이 결합되어 피험자에 대한 EIT 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, EIT 데이터는 피험자에 부착된 전극을 통하여 측정된 전류 및 전압에 대한 임피던스 데이터를 포함할 수 있다.As an example, the sensor box 110 may receive EIT data for a subject by combining different ends of the electrode belt 100. For example, the EIT data may include impedance data for current and voltage measured through an electrode attached to a subject.

일례로, 저호흡 모니터링 시스템은 전극 벨트(100)를 이용하여 피험자의 흉부에 대한 영상 데이터를 모니터링할 수 있고, 생체 센서(120)를 이용하여 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 혈압, 체온 등을 모니터링할 수 있다.As an example, the low respiration monitoring system may monitor image data on the chest of a subject using the electrode belt 100, and oxygen saturation, end-expiratory carbon dioxide partial pressure, pulse wave, electrocardiogram, blood pressure using the biometric sensor 120 , Body temperature, etc. can be monitored.

또한, 저호흡 모니터링 시스템은 전극 벨트(100)와 생체 센서(120)를 이용하여 수집된 피험자의 건강 데이터를 케이블을 이용하여 저호흡 모니터링부(140)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 전극 벨트(100)는 탄성 벨트로도 지칭될 수 있다.In addition, the low respiration monitoring system may transmit the health data of the subject collected using the electrode belt 100 and the biometric sensor 120 to the low respiration monitoring unit 140 using a cable. For example, the electrode belt 100 may also be referred to as an elastic belt.

또한, 저호흡 모니터링부(140)는 전달된 데이터를 처리하여 피험자의 저호흡 상태에 대한 모니터링 결과를 출력하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.In addition, the low breathing monitoring unit 140 may process the transmitted data and control the display to output a monitoring result for the hypopnea state of the subject.

따라서, 본 발명은 폐를 포함하는 흉부 단면의 EIT 영상과 산소포화도, 맥파, 심전도, 혈압 등의 생체신호와 함께 처리 및 해석해서 저호흡을 연속적으로 모니터링할 수 있다.Accordingly, the present invention can continuously monitor hyporespiration by processing and interpreting EIT images of a cross section of the chest including the lungs and biological signals such as oxygen saturation, pulse waves, electrocardiogram, and blood pressure.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 시스템의 구성 요소를 설명하는 도면이다.2 is a view for explaining the components of a low breathing monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링 시스템은 센서부(210) 및 저호흡 모니터링부(220)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저호흡 모니터링부(220)는 본체로도 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 2, according to an embodiment of the present invention, a low breathing monitoring system may include a sensor unit 210 and a low breathing monitoring unit 220. For example, the low breath monitoring unit 220 may also be referred to as a main body.

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링부(220)는 생체 신호 파라미터 산출부(221), EIT 데이터 처리부(222), 호흡 파라미터 산출부(223), 저호흡 결정부(224) 및 디스플레이 제어부(225)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the low respiration monitoring unit 220 includes a biosignal parameter calculation unit 221, an EIT data processing unit 222, a respiration parameter calculation unit 223, a low breath determination unit 224, and a display control unit. (225) may be included.

일례로, 생체 신호 파라미터 산출부(221)는 피험자에 부착된 센서를 통해 생체 신호를 측정하여 생체 신호 파라미터를 산출할 수 있다.For example, the biosignal parameter calculation unit 221 may calculate a biosignal parameter by measuring a biosignal through a sensor attached to the subject.

본 발명의 일실시예에 따르면 생체 신호 파라미터 산출부(221)는 산소포화도(oxygen saturation), 호기말이산화탄소분압(end tidal CO2), 맥파(pulse wave), 심전도(electrocardiogram), 체온(temperature) 또는 혈압(blood pressure) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 생체 신호 파라미터를 산출할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the biosignal parameter calculation unit 221 includes oxygen saturation, end tidal CO2, pulse wave, electrocardiogram, body temperature, or A biosignal parameter including at least one or more of blood pressure may be calculated.

일례로, 생체 신호 파라미터는 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 체온 또는 혈압 중 적어도 하나 이상에 대한 수치 데이터를 포함할 수 있다.For example, the biosignal parameter may include numerical data on at least one or more of oxygen saturation, end-tidal carbon dioxide partial pressure, pulse wave, electrocardiogram, body temperature, and blood pressure.

본 발명의 일실시예에 따르면 EIT 데이터 처리부(222)는 피험자에 부착된 복수의 전극을 통해 전류 또는 전압 중 하나를 측정하여 피험자의 흉부에 대한 영상 데이터를 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the EIT data processing unit 222 may generate image data on the chest of the subject by measuring one of current or voltage through a plurality of electrodes attached to the subject.

일례로, EIT 데이터 처리부(222)는 영상 데이터로부터 양쪽 폐의 환기 정도의 대칭성 및 각 폐의 환기 상태의 균질성을 포함하는 폐 내부 공기 분포 상태를 검출할 수 있다.For example, the EIT data processing unit 222 may detect a state of air distribution inside the lungs, including symmetry of the degree of ventilation of both lungs and homogeneity of the ventilation state of each lung from the image data.

본 발명의 일실시예에 따르면 EIT 데이터 처리부(222)는 흉부에 부착된 전극을 통하여 획득되는 EIT 데이터를 영상화하여 폐 내부 공기 분포 및 부피를 정량화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the EIT data processing unit 222 may quantify the distribution and volume of air inside the lung by imaging EIT data acquired through an electrode attached to the chest.

즉, EIT 데이터 처리부(222)는 흉부에 부착된 전극을 통하여 측정되는 전압 또는 전류에 기반하여 흉부의 내부에 위치하는 폐의 공기 분포 및 부피와 관련된 영상 데이터를 생성할 수 있다.That is, the EIT data processing unit 222 may generate image data related to the air distribution and volume of the lungs located inside the chest based on a voltage or current measured through an electrode attached to the chest.

본 발명의 일실시예에 따르면 EIT 데이터 처리부(222)는 복수의 전극 사이에 전류 또는 전압을 주입하면서 이와 같은 측정을 반복할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the EIT data processing unit 222 may repeat such a measurement while injecting a current or voltage between a plurality of electrodes.

일례로, EIT 데이터 처리부(222)는 복수의 주입 전류들에 의해 유기된 측정 전압 데이터를 사용해 흉부 단면의 전기적 도전율(electrical conductivity) 변화를 영상으로 복원할 수 있다.For example, the EIT data processing unit 222 may restore a change in electrical conductivity of the chest cross section into an image using measured voltage data induced by a plurality of injection currents.

본 발명의 일실시예에 따르면 EIT 데이터 처리부(222)는 전극을 통하여 측정된 전류 또는 전압을 중 어느 하나에 기초하여 10장 이상의 EIT 영상을 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the EIT data processor 222 may generate 10 or more EIT images based on any one of a current or voltage measured through an electrode.

본 발명의 일실시예에 따르면 호흡 파라미터 산출부(223)는 생성된 영상 데이터에 기반한 흉부의 영상 변화를 분석하여 피험자의 호흡 파라미터를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the respiration parameter calculation unit 223 may calculate a respiration parameter of the subject by analyzing the image change of the chest based on the generated image data.

즉, 호흡 파라미터 산출부(223)는 환형 형태의 탄성 벨트에 위치하는 복수의 전극을 통하여 측정된 EIT 데이터에 기반하여 생성된 영상 데이터에서 흉부의 영상 변화를 호흡 파라미터로서 산출할 수 있다.That is, the respiration parameter calculation unit 223 may calculate a change in the image of the chest as a respiration parameter from image data generated based on EIT data measured through a plurality of electrodes located on an annular elastic belt.

따라서, 본 발명은 폐 내부의 공기 분포와 부피 변화 정보를 제공하는 EIT 영상을 사용하므로 일회호흡량(tidal volume)과 분당 호흡기류(minute ventilation)의 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.Accordingly, since the present invention uses an EIT image that provides information on air distribution and volume change in the lungs, it is possible to improve the measurement accuracy of tidal volume and minute ventilation.

일례로, 호흡 파라미터 산출부(223)는 영상 변화를 분석하여 일회호흡량(tidal volume), 분당 호흡기류(minute ventilation) 또는 호흡률(respiratory rate)을 포함하는 호흡 파라미터를 산출할 수 있다.For example, the respiration parameter calculation unit 223 may analyze a change in the image to calculate a respiration parameter including tidal volume, minute ventilation, or respiratory rate.

본 발명의 일실시예에 따르면 호흡 파라미터 산출부(223)는 영상에서 폐의 이미지 변화에 기반하여 호흡 파라미터를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the respiration parameter calculation unit 223 may calculate a respiration parameter based on a change in an image of a lung in an image.

일례로, 호흡 파라미터 산출부(223)는 폐의 이미지 변화에 기반하여 피험자의 환기능 정도를 판단하고, 판단 결과 폐의 들숨과 날숨에 기반하여 피험자의 일회호흡량, 분당 호흡기류, 호흡률을 산출할 수 있다.As an example, the respiration parameter calculation unit 223 determines the degree of circulatory function of the subject based on changes in the image of the lungs, and calculates the tidal volume, respiratory air flow per minute, and respiration rate of the subject based on the inhalation and exhalation of the lungs as a result of the determination I can.

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 결정부(224)는 생체 신호 파라미터 또는 호흡 파라미터 중 어느 하나와 저호흡 기준값을 비교하여 저호흡 상태를 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the low breathing determination unit 224 may determine a low breathing state by comparing any one of a biosignal parameter or a breathing parameter with a low breathing reference value.

일례로, 저호흡 결정부(224)는 생체 신호 파라미터 또는 호흡 파라미터 중 어느 하나의 수치가 저호흡 기준값보다 낮을 경우 저호흡 상태로 결정할 수 있다.As an example, the low breathing determination unit 224 may determine the low breathing state when any one of the biosignal parameter or the breathing parameter is lower than the low breathing reference value.

예를 들어, 저호흡 결정부(224)는 생체 신호 파라미터 또는 호흡 파라미터 중 어느 하나의 수치가 저호흡 기준값보다 높거나 같을 경우 정상 상태로 결정할 수 있다.For example, the low respiration determination unit 224 may determine a normal state when any one of the biosignal parameter or the respiration parameter is higher than or equal to the low respiration reference value.

예를 들어, 저호흡 기준값은 영상 데이터에 기반하여 흉부의 폐 영역의 면적 변화에 기초하여 산출될 수 있다.For example, the hyporespiration reference value may be calculated based on a change in the area of the lung area of the chest based on the image data.

예를 들어, 저호흡 기준값은 저호흡으로 판단되는 폐 영역의 면적 크기에 상응하는 수치 데이터를 포함할 수 있다.For example, the hypoventilation reference value may include numerical data corresponding to the area size of the lung area determined to be hypoventilation.

본 발명의 일실시예에 따르면 디스플레이 제어부(225)는 영상 데이터, 생체 신호 파라미터, 호흡 파라미터 또는 저호흡 상태에 대한 알람 정보 중 적어도 하나를 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the display control unit 225 may control the display to display at least one of image data, a biosignal parameter, a breathing parameter, or alarm information for a low breathing state.

예를 들어, 디스플레이 제어부(225)는 영상 데이터에 기반하여 흉부의 내부를 표실할 경우, 화면의 색 또는 표시 상태를 반전시키도록 디스플레이를 제어함으로써 알람 정보를 제공할 수 있다.For example, when displaying the inside of the chest based on the image data, the display controller 225 may provide alarm information by controlling the display to reverse the color or display state of the screen.

예를 들어, 알람 정보는 소리 또는 화면의 색 변화를 이용하여 출력될 수 있다.For example, the alarm information may be output using sound or a color change of a screen.

일례로, 디스플레이 제어부(225)는 산소포화도, 일회호흡량(tidal volume), 분당 호흡기류(minute ventilation) 또는 호흡률(respiratory rate)을 숫자와 신호 그래프로서 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.As an example, the display controller 225 may control the display to display oxygen saturation, tidal volume, minute ventilation, or respiratory rate as numbers and signal graphs.

본 발명의 일실시예에 따르면 디스플레이 제어부(225)는 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 체온 또는 혈압 중 적어도 하나 이상을 포함하는 생체 신호 파라미터를 숫자와 신호 그래프로서 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the display control unit 225 controls the display to display biosignal parameters including at least one or more of oxygen saturation, end-expiratory carbon dioxide partial pressure, pulse wave, electrocardiogram, body temperature, and blood pressure as numbers and signal graphs. can do.

따라서, 본 발명은 저호흡의 영상화 및 정량화를 위한 EIT 시스템과 함께 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 체온 또는 혈압 등의 생체신호를 함께 측정할 수 있다.Accordingly, the present invention can measure bio-signals such as oxygen saturation, end-expiratory carbon dioxide partial pressure, pulse wave, electrocardiogram, body temperature, or blood pressure together with an EIT system for imaging and quantifying low breathing.

일례로, 디스플레이 제어부(225)는 실시간 호흡 영상, 호흡 정상 범위, 저호흡 영역, 무호흡 영역, 알람 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 영상 데이터를 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.As an example, the display controller 225 may control the display to display image data including at least one of a real-time breathing image, a normal breathing range, a low breathing area, an apnea area, and alarm information.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 저호흡 모니터링부(220)는 통신부(226)를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the low respiration monitoring unit 220 may further include a communication unit 226.

본 발명의 일실시예에 따르면 통신부(226)는 인공호흡기, 마취기 또는 약물 주입기 중 적어도 하나의 동작을 변경하도록, 인공호흡기, 마취기 또는 약물 주입기 중 적어도 하나에게 산출된 호흡 파라미터를 전달할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the communication unit 226 may transmit the calculated respiratory parameter to at least one of a ventilator, an anesthetic device, or a drug injector to change the operation of at least one of a ventilator, an anesthetic device, or a drug injector.

통신부(226)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저 대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행할 수 있다.The communication unit 226 may perform a function of converting between a baseband signal and a bit string according to the physical layer standard of the system.

일례로, 통신부(226)는 데이터 전송 시 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성할 수 있다.For example, the communication unit 226 may generate complex symbols by encoding and modulating a transmission bit stream during data transmission.

또한, 통신부(226)는 데이터 수신 시 기저 대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다.In addition, the communication unit 226 may restore a received bit stream through demodulation and decoding of a baseband signal when receiving data.

또한, 통신부(226)는 기저 대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 전송하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저 대역 신호로 하향변환 할 수 있다.In addition, the communication unit 226 may up-convert the baseband signal to a radio frequency (RF) band signal and then transmit it through an antenna, and down-convert the RF band signal received through the antenna into a baseband signal.

또한, 통신부(226)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. Also, the communication unit 226 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog convertor (DAC), an analog to digital convertor (ADC), and the like.

또한, 통신부(226)는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다.In addition, the communication unit 226 may include different communication modules to process signals of different frequency bands.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 저호흡 모니터링 시스템은 센서부(210)를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the low respiration monitoring system may further include a sensor unit 210.

일례로, 센서부(210)는 전극(211) 및 생체신호센서(212)를 포함할 수 있다.For example, the sensor unit 210 may include an electrode 211 and a biosignal sensor 212.

본 발명의 일실시예에 따르면 전극(211)은 탄성 벨트의 내부에서 일정한 간격으로 위치하고, 탄성 벨트와 연결된 센서 박스의 케이블을 통해 전류 또는 전압에 대한 EIT 데이터를 저호흡 모니터링부(220)로 전달할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrodes 211 are positioned at regular intervals within the elastic belt, and transmit EIT data for current or voltage to the low breath monitoring unit 220 through a cable of a sensor box connected to the elastic belt. I can.

일례로, 전극(211)은 미리 설정된 개수로 복수의 스티커에 포함되고, 복수의 스티커마다 독립된 연결선을 통해 센서 박스로 상기 EIT 데이터를 전달하거나 각각이 피험자에 부착되어, 복수의 전극마다 독립된 연결선을 통해 센서 박스로 EIT 데이터를 전달할 수 있다.For example, the electrodes 211 are included in a plurality of stickers in a preset number, and the EIT data is transmitted to the sensor box through an independent connection line for each of the plurality of stickers, or each of the electrodes 211 is attached to the subject, so that an independent connection line for each of the plurality of electrodes EIT data can be delivered to the sensor box through this.

즉, 복수의 전극마다 독립된 연결선을 통해 센서 박스에 연결됨에 따라 복수의 전극 각각은 센서박스에 병렬로 연결될 수 있다.That is, as each of the plurality of electrodes is connected to the sensor box through an independent connection line, each of the plurality of electrodes may be connected to the sensor box in parallel.

따라서, 본 발명은 복수의 전극 중 오류 데이터를 수집하는 전극에 대한 연결선을 차단하고, 차단되지 않은 나머지 전극을 통하여 전류 또는 전압 중 어느 하나를 측정할 수 있다.Accordingly, in the present invention, a connection line for an electrode for collecting error data among a plurality of electrodes may be blocked, and either current or voltage may be measured through the remaining electrodes that are not blocked.

본 발명의 일실시예에 따르면 전극(211)은 복수의 개수로 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrode 211 may be configured in a plurality of numbers.

본 발명의 일실시예에 따르면 생체신호센서(212)는 피험자의 산소포화도, 맥파, 심전도 또는 혈압 중 적어도 하나 이상을 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the biosignal sensor 212 may measure at least one of a subject's oxygen saturation, pulse wave, electrocardiogram, and blood pressure.

예를 들어, 생체신호센서(212)는 피험자의 손가락에 착용되거나 전극 벨트에 포함될 수 있다.For example, the biosignal sensor 212 may be worn on the subject's finger or included in an electrode belt.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 시스템은 알람부(미도시)를 더 포함하고, 알람부(미도시)는 측정 정보들 각각의 정상 범위를 미리 설정하고 측정 정보들이 정상 범위를 벋어나면 화면, 소리, 통신 등의 방법으로 경보를 발생시킬 수 있다.In addition, the low breathing monitoring system according to an embodiment of the present invention further includes an alarm unit (not shown), and the alarm unit (not shown) sets a normal range of each of the measurement information in advance, and the measurement information sets the normal range. When it is out, an alarm can be triggered by means of screen, sound, or communication.

또한, 저호흡 모니터링 시스템은 측정하는 모든 영상, 신호, 숫자 정보들과 경보 발생 시점과 경보의 내용은 디지털 데이터로 저장하고 전송할 수 있다.In addition, the hypoventilation monitoring system can store and transmit all measured images, signals, numerical information, and alarm occurrence time and alarm contents as digital data.

본 발명의 일실시예에 따르면 센서박스는 케이블로 연결된 저호흡 모니터링부(220)로 EIT 데이터를 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sensor box may provide EIT data to the low breathing monitoring unit 220 connected by a cable.

본 발명의 일실시예에 따르면 센서박스는 실시간으로 EIT 데이터를 제공하거나, 미리 설정된 일정 주기에 기초하여 EIT 데이터를 제공하거나, EIT 데이터의 값이 특정 기준값 이상으로 측정되는 경우에 EIT 데이터를 제공할 수 있다. 여기서, 특정 기준값은 저호흡 기준값에 상응할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor box provides EIT data in real time, provides EIT data based on a preset period, or provides EIT data when the value of the EIT data is measured above a specific reference value. I can. Here, the specific reference value may correspond to the hypopnea reference value.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 전극 벨트를 이용하는 저호흡 모니터링 시스템을 설명하는 도면이다.3A to 3C are views for explaining a low breath monitoring system using an integrated electrode belt according to an embodiment of the present invention.

도 3a를 참고하면, 전극 벨트(300)의 양단은 센서 박스(310)에 결합되고, 전극 벨트(300)는 환형 형태를 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 3A, both ends of the electrode belt 300 are coupled to the sensor box 310, and the electrode belt 300 may have an annular shape.

또한, 센서 박스(310)는 케이블(320)을 통하여 저호흡 모니터링부(330)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 저호흡 모니터링부(330)는 저호흡 모니터링장치로도 지칭될 수 있다.In addition, the sensor box 310 may be connected to the low breathing monitoring unit 330 through a cable 320. For example, the low respiration monitoring unit 330 may also be referred to as a low respiration monitoring device.

일례로, 복수의 전극은 전극 벨트(300)의 내부에 위치할 수 있다.For example, the plurality of electrodes may be located inside the electrode belt 300.

저호흡 모니터링부(330)는 디스플레이를 제어하여 피험자의 건강 상태를 표시할 수 있다.The low respiration monitoring unit 330 may display the health status of the subject by controlling the display.

도 3b를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전극 벨트(340)는 센서 박스(350)에 양단이 결합될 수 있다. 전극 벨트(340)는 피험자의 흉부의 둘레를 덮어 환형 형태를 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 3B, both ends of the electrode belt 340 according to an embodiment of the present invention may be coupled to the sensor box 350. The electrode belt 340 may have an annular shape by covering the circumference of the subject's chest.

일례로, 전극 벨트(340)는 버튼(360)에 대한 압력에 의하여 센서 박스(350)로부터 양단이 동시에 분리되거나 양단 중 어느 하나가 분리될 수 있다.As an example, both ends of the electrode belt 340 may be simultaneously separated from the sensor box 350 by the pressure on the button 360, or either end may be separated.

도 3c를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전극 벨트(370)는 피험자의 특정 부위에 둘레를 따라 착용되고, 내부에 위치하는 전극들로부터 피험자와 관련된 EIT 데이터를 수집하고, 수집된 EIT 데이터를 센서 박스(380)로 전달할 수 있다.Referring to FIG. 3C, the electrode belt 370 according to an embodiment of the present invention is worn along a circumference of a specific part of the subject, and collects EIT data related to the subject from electrodes located therein, and the collected EIT Data can be transferred to the sensor box 380.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일실시예에 따른 스티커형 전극을 이용하는 저호흡 모니터링 시스템을 설명하는 도면이다.4A to 4E are diagrams illustrating a system for monitoring low breathing using a sticky electrode according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 시스템은 복수의 스티커(410, 411, 412, 413)를 이용하여 EIT 데이터를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 4A, the low breathing monitoring system according to an embodiment of the present invention may measure EIT data using a plurality of stickers 410, 411, 412, and 413.

본 발명의 일실시예에 따르면 전극은 미리 설정된 개수로 복수의 스티커에 포함되고, 복수의 스티커마다 독립된 연결선을 통해 센서 박스(400)로 상기 EIT 데이터를 전달할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, electrodes are included in a plurality of stickers in a preset number, and the EIT data may be transmitted to the sensor box 400 through independent connection lines for each of the plurality of stickers.

복수의 스티커(410, 411), 412, 413) 중 하나를 살펴 보면, 스티커(410)는 네 개의 전극을 포함한다. 네 개의 전극은 전극 쌍을 형성하며 두 개의 전극은 전류 또는 접압을 인가하고, 다른 두 개의 전극은 전류 또는 전압을 측정할 수 있다.Looking at one of the plurality of stickers 410 and 411, 412 and 413, the sticker 410 includes four electrodes. Four electrodes form an electrode pair, two electrodes apply current or voltage, and the other two electrodes measure current or voltage.

본 발명의 센서 박스(400)는 복수의 스티커(410, 411, 412, 413)마다 독립된 연결선을 통해서 피험자의 EIT 데이터를 전달받을 수 있다.The sensor box 400 of the present invention may receive EIT data of a subject through an independent connection line for each of the plurality of stickers 410, 411, 412, and 413.

도 4b를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 시스템은 복수의 전극 패치(430, 431, 432, 433)를 이용하여 EIT 데이터를 측정할 수 있다. 여기서, 복수의 전극 패치에 대한 참조 번호는 일부만 작성 하였으나, 센서 박스(420)에 연결되는 복수의 전극 패치는 아래 설명과 같이 동작될 수 있다. Referring to FIG. 4B, the low respiration monitoring system according to an embodiment of the present invention may measure EIT data using a plurality of electrode patches 430, 431, 432, and 433. Here, the reference numbers for the plurality of electrode patches are only partially written, but the plurality of electrode patches connected to the sensor box 420 may be operated as described below.

일례로, 복수의 전극 패치(430, 431, 432, 433)는 각각이 피험자에 부착되어, 복수의 전극마다 독립된 연결선을 통해 센서 박스(420)로 EIT 데이터를 전달 할 수 있다.For example, each of the plurality of electrode patches 430, 431, 432, and 433 may be attached to the subject, and EIT data may be transmitted to the sensor box 420 through an independent connection line for each of the plurality of electrodes.

본 발명은 피험자가 비만이거나 가슴에 털이 많은 경우도 복수의 전극을 하나 하나 따로 부착할 수 있어서, 피험자의 EIT 데이터를 효율적으로 측정할 수 있다.In the present invention, even when the subject is obese or has a lot of hair on the chest, a plurality of electrodes can be separately attached, so that EIT data of the subject can be efficiently measured.

또한, 본 발명은 판의 한쪽 면에 끈끈이를 설치해 여러 개의 전극을 한번에 부착하거나 복수의 전극을 하나 하나 따로 부착할 수 있다.In addition, in the present invention, a sticky stick is installed on one side of the plate to attach a plurality of electrodes at once or a plurality of electrodes may be separately attached.

도 4c를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전극 벨트(440)는 피험자의 특정 부위에 각각 부착되어 착용되고, 내부에 위치하는 전극들로부터 피험자와 관련된 EIT 데이터를 수집하고, 수집된 EIT 데이터를 센서 박스(440)로 전달할 수 있다.Referring to FIG. 4C, the electrode belt 440 according to an embodiment of the present invention is attached to and worn on a specific part of the subject, and collects EIT data related to the subject from electrodes located therein, and the collected EIT Data can be transferred to the sensor box 440.

도 4d를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 박스는 복수의 연결선 각각이 삽입될 수 있는 복수의 구멍(460)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4D, the sensor box according to an embodiment of the present invention may include a plurality of holes 460 into which each of a plurality of connection lines may be inserted.

또한, 센서 박스 상에 버튼(461)에 대한 압력이 입력될 경우 복수의 구멍(460)을 통하여 삽입된 연결선 각각이 센서 박스로부터 분리될 수 있다.In addition, when pressure to the button 461 is input on the sensor box, each of the connection lines inserted through the plurality of holes 460 may be separated from the sensor box.

또한, 센서 박스와 연결된 케이블(462)은 복수의 전극 패치를 통하여 수집된 EIT 데이터를 저호흡 모니터링부로 전달 할 수 있다.In addition, the cable 462 connected to the sensor box may transmit the EIT data collected through the plurality of electrode patches to the low respiration monitoring unit.

도 4e를 참고하면, 스티커(470)에 포함된 전극(471)은 EIT 데이터를 수집하고, 수집된 EIT 데이터를 연결선(472)을 통하여 저호흡 모니터링부로 전달 할 수 있다. 예를 들어, EIT 데이터는 측정된 전류 또는 전압에 기반한 임피던스 데이터를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4E, the electrode 471 included in the sticker 470 may collect EIT data and transmit the collected EIT data to the low breathing monitoring unit through the connection line 472. For example, the EIT data may include impedance data based on a measured current or voltage.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 시스템의 디스플레이를 설명하는 도면이다.5 is a diagram for explaining a display of a low breathing monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 저호흡 모니터링부(500)는 디스플레이(510) 상에 영상(511), 수치(512) 및 그래프(513)를 출력하도록 디스플레이(510)를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 5, the low breathing monitoring unit 500 may control the display 510 to output an image 511, a numerical value 512, and a graph 513 on the display 510.

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링부(500)는 영상(511)을 통하여 피험자의 폐 영역의 들숨과 날숨을 표시할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the low respiration monitoring unit 500 may display the inhalation and exhalation of the lung area of the subject through the image 511.

일례로, 저호흡 모니터링부(500)는 영상(511)을 통하여 실시간 호흡영상, 호흡 정상범위, 저호흡 영역, 무호흡 영역 또는 알람 중 어느 하나를 출력하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.For example, the low breathing monitoring unit 500 may control the display to output any one of a real-time breathing image, a breathing normal range, a low breathing area, an apnea area, or an alarm through the image 511.

따라서, 본 발명은 EIT 영상에 기반하여 일회호흡량, 분당 호흡기류, 호흡률과 함께 폐 내부 공기 분포의 균질도를 표시할 수 있다. Accordingly, the present invention can display the homogeneity of the air distribution inside the lungs along with the tidal volume, the respiratory air flow per minute, and the respiration rate based on the EIT image.

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링부(500)는 수치(512)를 통하여 산소포화도(SpO2), 호기말이산화탄소분압(ETCO2), 심박수(hear rate, HR), 일회 호흡량(tidal volume, TV), 들숨량(inspiratory time ratio, ITR), 분당 호흡기류(minute ventilation, MV) 및 호흡수(respiration rate, RR)를 출력하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the low respiration monitoring unit 500 includes oxygen saturation (SpO2), end-expiratory carbon dioxide partial pressure (ETCO2), heart rate (HR), tidal volume, and The display can be controlled to output TV), inspiratory time ratio (ITR), minute ventilation (MV), and respiration rate (RR).

즉, 저호흡 모니터링부(500)는 피험자의 건강 상태를 나타내는 다양한 지표를 숫자를 이용하여 출력하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.That is, the low respiration monitoring unit 500 may control the display to output various indicators representing the health status of the subject using numbers.

또한, 저호흡 모니터링부(500)는 EIT 영상으로부터 양쪽 폐의 비대칭적 환기와 각 폐 내부의 비균질적 환기에 대한 정보를 추출해서 이를 지표화해 출력할 수 있다.In addition, the low respiration monitoring unit 500 may extract information on asymmetric ventilation of both lungs and non-homogeneous ventilation of each lung from the EIT image, convert it into an index, and output it.

본 발명의 일실시예에 따르면 저호흡 모니터링부(500)는 그래프(513)를 통하여 용적맥파(Photoplethysmography, PPG), 심전도(electrocardiography, ECG), 비강압력(nasal pressure) 및 일회 호흡량(tidal volume, TV)을 출력하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the low respiration monitoring unit 500 includes photoplethysmography (PPG), electrocardiography (ECG), nasal pressure, and tidal volume through the graph 513. TV), you can control the display.

따라서, 본 발명은 EIT 영상으로부터 양쪽 폐의 비대칭적 환기와 각 폐 내부의 비균질적 환기에 대한 정보를 추출해서 이를 지표화해 출력할 수 있다.Accordingly, the present invention can extract information on asymmetric ventilation of both lungs and non-homogeneous ventilation of each lung from the EIT image, and display it as an index.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저호흡 모니터링 방법과 관련된 흐름도를 설명하는 도면이다.6 is a diagram illustrating a flow chart related to a method for monitoring low breathing according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 단계(601)에서 저호흡 모니터링 방법은 영상 데이터를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 6, in step 601, the method of monitoring low breathing may generate image data.

즉, 저호흡 모니터링 방법은 피험자에 부착된 복수의 전극을 통해 전류 또는 전압 중 하나를 측정하여 피험자의 흉부에 대한 영상 데이터를 생성할 수 있다.That is, the low breath monitoring method may generate image data on the chest of the subject by measuring one of current or voltage through a plurality of electrodes attached to the subject.

단계(602)에서 저호흡 모니터링 방법은 호흡 파라미터를 산출할 수 있다.In step 602, the method of monitoring low breathing may calculate a breathing parameter.

즉, 저호흡 모니터링 방법은 생성된 영상 데이터에 기반한 흉부의 영상 변화를 분석하여 피험자의 호흡 파라미터를 산출할 수 있다.That is, the low breathing monitoring method may calculate the breathing parameters of the subject by analyzing the image change of the chest based on the generated image data.

단계(603)에서 저호흡 모니터링 방법은 저호흡 상태를 결정할 수 있다.In step 603, the hypoventilation monitoring method may determine a hypoventilation state.

즉, 저호흡 모니터링 방법은 호흡 파라미터와 저호흡 기준값을 비교하여 저호흡 상태를 결정할 수 있다. 여기서, 저호흡 기준값은 저호흡을 판단하기 위한 수치 정보를 포함할 수 있다.That is, the hypoventilation monitoring method may determine a hypoventilation state by comparing a respiratory parameter and a hyporespiration reference value. Here, the low breathing reference value may include numerical information for determining the low breathing.

다른 실시예에 따라 저호흡 모니터링 방법은 생체 신호 파라미터와 저호흡 기준값을 비교하여 저호흡 상태를 결정할 수 있다.According to another embodiment, the hyporespiration monitoring method may determine a hyporespiratory state by comparing a biosignal parameter and a hyporespiration reference value.

단계(604)에서 저호흡 모니터링 방법은 피험자의 정보를 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.In step 604, the method of monitoring low breathing may control the display to display the subject's information.

즉, 저호흡 모니터링 방법은 영상 데이터, 호흡 파라미터 또는 저호흡 상태에 대한 알람 정보 중 적어도 하나를 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.That is, the method of monitoring low breathing may control the display to display at least one of image data, a breathing parameter, or alarm information for a hypoventilating state.

다른 실시예에 따라 저호흡 모니터링 방법은 생체 신호 파라미터를 표시하도록 디스플레이를 제어할 수 있다.According to another embodiment, the method for monitoring low breathing may control a display to display a biosignal parameter.

실시예에 따른 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.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.

상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 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.The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like.

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 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

210: 센서부 211: 전극
212: 생체신호 센서 220: 저호흡 모니터링부
221: 생체 신호 파라미터 산출부 222: EIT 데이터 처리부
223: 호흡 파라미터 산출부 224: 저호흡 결정부
225: 디스플레이 제어부 226: 통신부
210: sensor unit 211: electrode
212: biosignal sensor 220: low breathing monitoring unit
221: biosignal parameter calculation unit 222: EIT data processing unit
223: respiration parameter calculation unit 224: hyporespiration determination unit
225: display control unit 226: communication unit

Claims (12)

실시간으로 피험자의 흉부에서 EIT 데이터를 측정하여 출력하는 센서박스; 및
상기 센서박스로부터 EIT 데이터를 수신하고, 상기 수신한 EIT 데이터를 이용하여 상기 피험자의 저호흡 상태를 모니터링하고, 상기 저호흡 상태에 대한 모니터링 결과를 표시하는 저호흡 모니터링부;를 포함하고,
상기 저호흡 모니터링부는,
상기 EIT 데이터로부터 폐 내부의 공기 분포, 부피 변화 또는 이들의 조합을 포함한 폐 내부의 호흡 상태 정보를 검출하는 EIT 데이터 처리부;
상기 검출한 호흡 상태 정보를 분석하여 일회호흡량(tidal volume), 분당 호흡기류(minute ventilation) 또는 호흡률(respiratory rate)을 포함하는 호흡 파라미터를 산출하는 호흡 파라미터 산출부;
상기 산출된 호흡 파라미터에 대하여 해당하는 저호흡 기준값과 비교하여 저호흡 상태를 결정하는 저호흡 결정부; 및
상기 산출된 호흡 파라미터 또는 상기 저호흡 상태에 대한 모니터링 결과를 표시하도록 디스플레이를 제어하는 디스플레이 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 시스템.
A sensor box that measures and outputs EIT data from the chest of the subject in real time; And
Including; a low-breathing monitoring unit receiving EIT data from the sensor box, monitoring the hypopnea state of the subject using the received EIT data, and displaying a monitoring result for the hypo-breathing state; and
The hypoventilation monitoring unit,
An EIT data processing unit configured to detect information on a respiratory state in the lungs including air distribution, volume change, or a combination thereof from the EIT data;
A breathing parameter calculation unit that analyzes the detected respiratory state information and calculates a breathing parameter including tidal volume, minute ventilation, or respiratory rate;
A hyporespiration determination unit for determining a hyporespiration state by comparing the calculated respiration parameter with a corresponding hyporespiration reference value; And
And a display control unit for controlling a display to display the calculated respiratory parameter or a monitoring result for the hypoventilation state.
청구항 1에 있어서,
상기 EIT 데이터 처리부는,
상기 피험자에 부착된 복수의 전극을 통해 전류 또는 전압 중 하나를 측정한 EIT 데이터로부터 흉부 단면의 전기적 도전율 변화로부터 상기 폐 내부의 상기 호흡 상태 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The EIT data processing unit,
Hyporespiration monitoring system, characterized in that to detect the respiratory state information inside the lung from the change in electrical conductivity of the chest cross section from EIT data obtained by measuring one of current or voltage through a plurality of electrodes attached to the subject.
청구항 2에 있어서,
상기 저호흡 결정부는,
상기 산출된 각 호흡 파라미터에 대하여, 상기 흉부 단면의 폐 영역의 전기적 도전율에 대한 변화에 기초하여 산출된 저호흡 기준값 또는 저호흡으로 판단되는 상기 폐 영역의 전기적 도전율에 대한 크기에 상응하는 수치 데이터로 표시되는 저호흡 기준값을 비교하여 상기 저호흡 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 2,
The hypoventilation determining unit,
For each of the calculated breathing parameters, a reference value for low breathing calculated based on a change in the electrical conductivity of the lung area of the chest section or numerical data corresponding to the size of the electrical conductivity of the lung area determined as hypopnea. Hyporespiration monitoring system, characterized in that by comparing the displayed hyporespiration reference value to determine the hypoventilation state.
청구항 1에 있어서,
상기 저호흡 모니터링부는,
상기 산출된 호흡 파라미터 각각의 저호흡 상태를 결정하기 위한 정상 범위를 미리 설정하고 상기 산출된 호흡 파라미터가 정상 범위를 벗어나면 화면, 소리 또는 통신 중 적어도 하나의 방법으로 알람 정보를 발생시키는 알람부;를 더 포함하며,
상기 디스플레이 제어부는,
상기 결정된 저호흡 상태에 대한 알람 정보 중 적어도 하나를 표시하도록 디스플레이를 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The hypoventilation monitoring unit,
An alarm unit that sets in advance a normal range for determining a low breathing state of each of the calculated breathing parameters, and generates alarm information through at least one of a screen, a sound, or communication when the calculated breathing parameter is out of the normal range; It further includes,
The display control unit,
And controlling the display to display at least one of the determined alarm information for the hypoventilation state.
청구항 1에 있어서,
상기 디스플레이 제어부는,
상기 일회호흡량(tidal volume), 분당 호흡기류(minute ventilation) 또는 호흡률(respiratory rate)을 숫자와 신호 그래프로서 표시하도록 디스플레이를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The display control unit,
And controlling the display to display the tidal volume, minute ventilation, or respiratory rate as a graph of numbers and signals.
청구항 1에 있어서,
인공호흡기, 마취기 또는 약물 주입기 중 적어도 하나의 동작을 변경하도록, 상기 인공호흡기, 마취기 또는 약물 주입기 중 적어도 하나에게 상기 산출된 호흡 파라미터를 전달하는 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
A system for monitoring low breathing, further comprising: a communication unit for transmitting the calculated breathing parameters to at least one of the ventilator, anesthesia device, or drug injector to change the operation of at least one of a ventilator, an anesthetic device, or a drug injector. .
청구항 1에 있어서,
상기 피험자에 부착된 센서를 통해 생체 신호를 측정하여 생체 신호 파라미터를 산출하는 생체 신호 파라미터 산출부;를 더 포함하고,
상기 저호흡 결정부는, 상기 산출된 생체 신호 파라미터와 상기 저호흡 기준값을 비교하여 상기 저호흡 상태를 결정하며,
상기 디스플레이 제어부는, 상기 산출된 생체 신호 파라미터를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 것을 포함하며,
상기 생체 신호 파라미터는, 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 체온 또는 혈압 중 적어도 하나 이상에 대한 수치 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
A biosignal parameter calculation unit configured to calculate a biosignal parameter by measuring a biosignal through a sensor attached to the subject; further comprising,
The low breathing determining unit determines the low breathing state by comparing the calculated biosignal parameter with the low breathing reference value,
The display control unit includes controlling the display to display the calculated biosignal parameter,
The biological signal parameter includes numerical data on at least one of oxygen saturation, end-expiratory carbon dioxide partial pressure, pulse wave, electrocardiogram, body temperature, and blood pressure.
청구항 7에 있어서,
상기 디스플레이 제어부는,
상기 산소포화도, 호기말이산화탄소분압, 맥파, 심전도, 체온 또는 혈압 중 적어도 하나 이상을 포함하는 생체 신호 파라미터를 숫자와 신호 그래프로서 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 시스템.
The method of claim 7,
The display control unit,
Controlling the display to display a biosignal parameter including at least one or more of the oxygen saturation degree, end-tidal carbon dioxide partial pressure, pulse wave, electrocardiogram, body temperature, and blood pressure as a number and a signal graph. .
센서박스에서, 실시간으로 피험자의 흉부에서 EIT 데이터를 측정하여 출력하는 단계; 및
저호흡 모니터링부에서, 상기 센서박스의 상기 EIT 데이터를 수신하고, 상기 EIT 데이터를 이용하여 피험자의 저호흡 상태를 모니터링하고, 상기 저호흡 상태에 대한 모니터링 결과를 표시하는 단계;를 포함하고,
상기 모니터링 결과를 표시하는 단계는,
EIT 데이터 처리부에서, 상기 EIT 데이터로부터 폐 내부의 공기 분포, 부피 변화 또는 이들의 조합을 포함한 폐 내부의 호흡 상태 정보를 검출하는 단계;
호흡 파라미터 산출부에서, 상기 검출한 호흡 상태 정보를 분석하여 일회호흡량(tidal volume), 분당 호흡기류(minute ventilation) 또는 호흡률(respiratory rate)을 포함하는 호흡 파라미터를 산출하는 단계;
저호흡 결정부에서, 상기 산출된 호흡 파라미터에 대하여 해당하는 저호흡 기준값과 비교하여 저호흡 상태를 결정하는 단계; 및
디스플레이 제어부에서, 상기 산출된 호흡 파라미터 또는 상기 저호흡 상태에 대한 모니터링 결과를 표시하도록 디스플레이를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 방법.
In the sensor box, measuring and outputting EIT data from the chest of the subject in real time; And
Including, in the low-breathing monitoring unit, receiving the EIT data of the sensor box, monitoring a hypopnea state of the subject using the EIT data, and displaying a monitoring result of the hypo-breathing state; and
Displaying the monitoring result,
In the EIT data processing unit, detecting information on a breathing state inside the lungs from the EIT data, including air distribution, volume change, or a combination thereof;
In a respiration parameter calculation unit, analyzing the detected respiration state information to calculate a respiration parameter including tidal volume, minute ventilation, or respiratory rate;
Determining a hypoventilation state by comparing the calculated respiratory parameter with a corresponding hyporespiration reference value; And
And controlling the display to display the calculated respiratory parameter or the monitoring result for the hypoventilation state, in the display controller.
청구항 9에 있어서,
상기 폐 내부의 호흡 상태 정보를 검출하는 단계는,
상기 피험자에 부착된 복수의 전극을 통해 전류 또는 전압 중 하나를 측정한 EIT 데이터로부터 흉부 단면의 전기적 도전율 변화로부터 상기 폐 내부의 상기 호흡 상태 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 방법.
The method of claim 9,
The step of detecting the respiratory state information inside the lung,
Low breathing monitoring method, characterized in that detecting the breathing state information inside the lung from the change in electrical conductivity of the chest cross section from EIT data obtained by measuring one of current or voltage through a plurality of electrodes attached to the subject.
청구항 10에 있어서,
상기 저호흡 상태를 결정하는 단계는,
상기 산출된 각 호흡 파라미터에 대하여, 상기 흉부 단면의 폐 영역의 전기적 도전율에 대한 변화에 기초하여 산출된 저호흡 기준값 또는 저호흡으로 판단되는 상기 폐 영역의 전기적 도전율에 대한 크기에 상응하는 수치 데이터로 표시되는 저호흡 기준값을 비교하여 상기 저호흡 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 방법.
The method of claim 10,
The step of determining the hypoventilation state,
For each of the calculated breathing parameters, a reference value for low breathing calculated based on a change in the electrical conductivity of the lung area of the chest section or numerical data corresponding to the size of the electrical conductivity of the lung area determined as hypopnea. The hypoventilation monitoring method, characterized in that determining the hypoventilation state by comparing the displayed hyporespiration reference value.
청구항 9에 있어서,
상기 디스플레이를 제어하는 단계는,
상기 일회호흡량(tidal volume), 분당 호흡기류(minute ventilation) 또는 호흡률(respiratory rate)을 숫자와 신호 그래프로서 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 저호흡 모니터링 방법.
The method of claim 9,
The step of controlling the display,
And controlling the display to display the tidal volume, minute ventilation or respiratory rate as numbers and signal graphs.
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