KR102456423B1 - 스마트 기저귀를 이용한 환자 통합관리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 시스템은 온도센서, 습도센서, 가스센서, 정전용량센서, 자이로센서, 자기장센서 및 가속도 센서가 탑재되는 스마트 기저귀, 상기 스마트 기저귀에서 생성된 센서신호를 전송하는 송신장치 및 상기 송신장치로부터 수신한 센서신호를 이용하여, 상기 스마트 기저귀의 교체정보와 착용자의 용변패턴을 분석하고, 자세정보 및 환자의 이상여부를 모니터링하는 중앙처리장치를 포함한다.

Description

스마트 기저귀를 이용한 환자 통합관리 시스템
본 발명은 스마트 기저귀를 이용한 환자통합관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스마트 기저귀를 통해서 환자의 거동상태, 위치, 배변주기 등을 모니터링하고, 관리할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
우리나라가 고령화 사회에 접어들면서, 배변을 스스로 해결하기 어려운 인구가 늘어나고 있으며, 병원내 간병인을 점차 줄여가고 있는 실정으로 배변해결이 어려운 환자의 경우, 배변이 긴급한 상황을 기저귀 등을 이용하여 해결하고 있는 실정이다.
그러나 기저귀는 배변이후 처리를 위해서는 반드시 보호자의 도움이 필요하고, 착용자의 불규칙한 배변습관, 보호자의 무관심으로 인하여 배변처리를 적시에 하지 못하는 경우에는 피부발진이나 짓무름 등이 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 대한민국 등록특허 제10-1700784호(2017.01.23.) “성인용 기저귀를 이용한 환자 관리 시스템” 특허는 성인용 기저귀에 배설물을 감지하는 감지센서부와 기저귀의 식별번호를 무선통신망을 통해서 송신하는 송신부, 신호를 수신하는 수신부와 보호자에게 기저귀 교체신호를 보내는 알림부를 구비하고 있어, 기저귀의 착용자가 제때 기저귀를 교체받을 수 있도록 하는 시스템이 공개된 바 있다.
또한, 미국 공개특허 2019/0091073(2019.05.28.) Diaper care system and method for multiple users 특허는 다수의 기저귀 사용자를 하나의 관제시스템에서 관리하여, 기저귀의 교체가 필요한 환자를 알려주는 시스템에 대해서 개시하고 있다.
그러나 이러한 기저귀 사용자를 모니터링하고 관리하는 시스템은 단순히 환자를 관리하는 관리자의 관점에서 기저귀의 교체시기를 알려주는 것에 지나지 않고, 실제 환자가 불편감을 느끼지 않는 정도의 배변인지, 환자가 불편감을 느끼는 수준의 배변으로 기저귀의 교체가 필요한지에 대한 상세한 정보를 알려주지는 않는다.
거동이 불편한 환자의 경우는 기저귀를 교체하는 상황도 스트레스로 작용할 수 있기 때문에 가급적 최소한의 교체주기로 최적의 환경을 만드는 것이 그 무엇보다 중요한 실정이다.
결국, 위와 같은 문제점을 극복하기 위해 배변량을 모니터링 할 수 있는 기저귀 관리 시스템 뿐만 아니라 기저귀를 통해서 환자의 건강상태, 행동패턴 등을 예측하는 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 기저귀의 교체주기를 알려주는 환자통합관리시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 시스템은 온도센서, 습도센서, 가스센서, 정전용량센서, 자이로센서, 자기장센서 및 가속도 센서가 탑재되는 스마트 기저귀, 상기 스마트 기저귀에서 생성된 센서신호를 전송하는 송신장치 및 상기 송신장치로부터 수신한 센서신호를 이용하여, 상기 스마트 기저귀의 교체정보와 착용자의 용변패턴을 분석하고, 자세정보 및 환자의 이상여부를 모니터링하는 중앙처리장치를 포함한다.
또한, 상기 스마트 기저귀는 적어도 하나 이상의 온도센서, 적어도 하나 이상의 습도센서, 적어도 하나 이상의 가스센서 및 적어도 하나 이상의 정전용량센서를 포함하는 변량측정센싱부 및 상기 적어도 하나 이상의 정전용량센서, 적어도 하나 이상의 자이로센서, 적어도 하나 이상의 자기장센서 및 적어도 하나 이상의 가속도 센서를 포함하는 착용 및 자세센싱부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서신호는 기저귀 고유번호를 포함할 수 있다.
또한, 상기 중앙처리장치는 상기 기저귀 고유번호와 사용자 정보를 매칭시키는 사용자 매칭부, 상기 센서신호의 온도정보, 습도정보, 정전용량정보 및 가스정보로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 정보를 이용하여 배변의 종류 및 배변여부를 판정하는 배변판정부, 상기 센서신호의 정전용량정보 또는 자세정보를 이용하여 배변의 용량을 판단하는 배변량판단부, 사용자의 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 시간순으로 저장하는 저장부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 중앙처리장치는 상기 배변량판단부에서 배변의 용량을 판정하고, 상기 저장부에 저장된 기저귀 교체주기 정보를 이용하여 기저귀의 교체여부를 판정하는 교체판정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 중앙처리장치는 매칭된 사용자의 배변패턴 및 배변량의 변화에 따른 환자의 이상여부를 판정하는 모니터링부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 중앙처리장치에 의해 수행되는 환자 통합관리 방법은 스마트 기저귀에서 생성된 센서신호를 수신하는 단계, 상기 센서신호에 포함된 기저귀 고유번호와 환자를 매칭시키는 단계, 상기 센서신호로부터 배변여부와 배변의 종류를 판정하는 단계, 상기 센서신호로부터 배변량을 판단하는 단계 및 환자의 과거 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 이용하여 환자의 기저귀 교체여부를 판정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 방법은 환자의 과거 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 이용하여 환자의 이상여부를 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 시스템은 환자의 배변상태, 환자의 배변패턴, 환자의 거동 등을 모니터링 할 수 있고, 이를 통해서 환자의 상태를 지속적으로 관리할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 시스템은 배변의 양을 계측하여 기저귀가 불필요하게 교체되거나, 교체를 위해서 불필요하게 인력이 투입되는 것을 막는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 시스템은 관리인력을 줄임에도 불구하고, 적시에 관리가 가능한 시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정전용량센서의 일예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량센서의 일예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀 예시도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다수 송신장치가 설치된 상황의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중앙처리장치의 상세기능블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 환자 모니터링 결과에 대한 예시출력화면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 방법의 순서도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 모듈, 블록 및 부는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 스마트 기저귀를 이용한 환자 통합관리 시스템에 대해서 도면을 통해서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 시스템은 스마트 기저귀(100), 송신장치(200) 및 중앙처리장치(300)를 포함한다.
스마트 기저귀(100)는 온도센서, 습도센서, 가스센서, 정전용량센서, 자이로센서, 자기장센서 및 가속도 센서가 탑재된다.
온도센서는 온도에 따라서 전기적 특성이 변하는 전자소자재료를 이용하여 검출영역의 온도를 검출한다. 온도센서는 접촉식, 비접촉식으로 구별할 수 있고, 본 발명의 실시예에 따른 온도센서는 비접촉식 온도센서 일 수는 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
습도센서는 공기 중의 수분의 함량을 측정하는 센서로, 다공질 세라믹이나 고분자막을 통해서 흡수되는 수분의 함량에 따라 변하는 전기저항이 나 정전용량의 변화를 이용하여 수분의 함량을 측정할 수 있고, 바람직하게는 습도센서 소자와 신호처리 전자회로를 집적화한 IC화 습도센서일 수 있다.
가스센서는 가스의 흡착이나 반응에 의해서 고체의 물성변화를 이용하는 방식, 연소열을 이용하는 방식, 전기화학반응을 이용하는 방식 등 다양한 방식이 활용될 수 있고, 바람직하게는 가스의 흡착이나 반응에 의한 고체 물성의 변화를 이용하는 방식인 반도체 가스센서일 수 있다.
인체의 배변에서 발생하는 가스는 주로 질소, 이산화탄소, 수소 이외에도 암모니아, 황화수소, 스카톨, 인돌 등이며, 가스센서는 대소변에서 발생하는 휘발성유기화합물(VOCs)을 검출한다.
정전용량센서는 도전체(전극)사이에 전위차로 인해서 발생하는 정전용량의 변화를 계측하는 센서이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정전용량센서의 일예를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 스마트 기저귀(100)에서 정전용량센서를 이용한 탑승여부를 판정할 때 정전용량센서의 정전용량이 변하게 된다. 나아가 제1전극과 제2전극 사이에 전기장이 형성되는 경로상에 유전물질의 변화가 감지되는 경우에도 정전용량이 변하게 되고, 본 발명의 실시예에 따른 정전용량센서는 이를 감지한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량센서의 일예를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량센서는 하나의 도전전극으로 정전용량의 변화를 검출한다. 도 3과 같이 하나의 도전전극에 PWM(Pulse Width Modulation)신호를 인가하면, 전극의 표면에 배열되는 자유전자는 PWM신호에 의해서 전극의 표면에 전기장을 형성시킨다.
이때, 스마트 기저귀를 착용하면 인체가 접지전극의 역할을 하게 되고, 도전전극 표면에 배열된 자유전자는 인체로 빠져나가게 되어 PWM신호에 의해서도 전기장이 형성되지 않게 되어 착용여부를 검출할 수 있게 된다.
자이로센서는 각속도를 측정하는 기구로서 시간당 회전하는 각도를 실시간으로 측정한다. 스마트 기저귀가 기울어진 정도를 측정하여 유동성이 큰 배변의 양을 정확하게 계측할 수 있다.
자기장센서는 자기장을 검출하는 센서로, 자이로 센서에서 센싱된 값과 가속도센서에서 센싱된 값의 기준위치를 설정하고, 센싱된 값들을 보정한다. 자세한 내용은 후술한다.
가속도센서는 출력신호를 처리하여 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정한다. 스마트 기저귀에 탑재되는 가속도센서는 앞서 설명한 자이로센서와 함께 스마트 기저귀(100)의 기울어진 정도를 정확하게 측정하는데 활용된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 기저귀 예시도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 스마트 기저귀(100)에 탑재되는 온도센서, 습도센서, 가스센서, 정전용량센서, 자이로센서, 자기장센서 및 가속도센서는 하나의 센서 세트로 구성될 수 있다. 특히 스마트 기저귀에 배설영역의 모든 부분을 하나의 센서 세트로 커버할 수 없는 장치의 특성상, 다수의 센서 세트가 서로 대응되는 위치 또는 배설이 많이 이루어지는 영역에 남/녀 구분되어 설치될 수 있다.
하나의 센서 세트는 컴팩트한 사이즈로 구성될 수도 있으며, 나아가 단일칩으로 제작되어 스마트 기저귀(100)에 다수가 설치될 수 있다.
스마트 기저귀(100)는 적어도 하나 이상의 온도센서, 적어도 하나 이상의 습도센서, 적어도 하나 이상의 가스센서 및 적어도 하나 이상의 정전용량센서를 포함하는 변량측정센싱부(110) 및 상기 적어도 하나 이상의 정전용량센서, 적어도 하나 이상의 자이로센서, 적어도 하나 이상의 자기장센서 및 적어도 하나 이상의 가속도 센서를 포함하는 착용 및 자세센싱부(120)로 이루어질 수 있다.
앞서 설명한 온도센서, 습도센서, 가스센서 및 정전용량센서는 변량측정센싱부(110)를 구성하여 배변유무와 배변의 양을 예측할 수 있는 제1 기초데이터를 제공하고, 정전용량센서, 자이로센서, 자기장센서 및 가속도센서는 착용 및 자세센싱부(120)를 구성하여 환자의 기저귀 착용여부 및 환자의 자세를 예측할 수 있는 제2 기초 데이터로 제공한다.
또한, 적어도 하나 이상의 온도센서와 습도센서는 외부의 온도 및 습도를 센싱할 수 있도록 기저귀의 외면에 노출되어 구성된 하나의 센서를 더 포함할 수도 있다.
외부의 온습도를 센싱할 수 있는 센서는 기저귀를 착용한 외부환경의 온도와 습도정보를 수집하여 기저귀의 배변유무 및 배변의 양을 예측하기 위한 임계값을 설정하기 위해서 사용될 수 있다.
스마트 기저귀(100)에 설치되는 각종 센서들에 의해서 수집되는 제1 기초데이터와 제2 기초 데이터를 센서신호로 정의하면, 개별 센서신호는 기저귀 고유번호를 포함하고 있다.
기저귀 고유번호는 착용자(환자), 남녀성별, 침대위치 등에 대한 정보를 포함하고 있고, 바코드, QR코드 등의 형태로 기저귀의 표면 또는 기저귀의 포장지에 부착되어 있는 표지를 환자에게 착용시키기 전, 반출할 때 후술하게 될 중앙처리장치에 부착된 별도의 입력장치를 통해서 입력하여 환자의 정보를 매칭시킨다.
스마트 기저귀(100)는 센싱된 센서신호를 송신장치(200)로 전송하는 별도의 전송부(130)를 센서 세트마다 구비할 수 있으며, 전송부(130)는 송신장치(200)와 근거리 무선통신망으로 연결될 수 있다.
후술하게 될 송신장치(200)와 근거리 무선통신 네트워크를 구성하는 전송부(130)는 예를 들어, 와이파이(Wi-Fi), 지그비(zigbee), 블루투스(Bluetooth), 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct), 엔에프씨(NFC, Near Field Communication), 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy) 또는 캔(CAN) 통신 등을 포함할 수 있다.
송신장치(200)는 스마트 기저귀(100)에서 전송하는 센서신호를 수신하고, 중앙처리장치(300)로 전달하는 기능을 수행한다. 송신장치(200)는 근거리 무선통신이 가능함과 동시에 원거리 유무선통신이 가능한 모듈을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다수 송신장치가 설치된 상황의 개념도이다.
본 발명의 실시예에 따른 송신장치(200)는 다수의 환자가 거주하고 있는 공간을 커버할 수 있도록 근거리 통신 가능한 영역에 하나가 설치되어 중앙처리장치(300)로 센서신호를 전송할 수 있다.
또한, 또 다른 실시예로서 도 5에 도시된 바와 같이 송신장치(200)는 개별 환자가 상주하는 침대에 설치되어 스마트 기저귀(100)에서 전송하는 센서신호를 수신하고 관리자의 모바일 단말기(400)로 전송할 수 있다.
예를 들어 관리자가 모바일 단말기(400)를 갖고 이동하는 중 여러개의 송신장치(201, 202, 203)가 센서신호를 송신하는 공간에 놓인 상황을 상정해보면, 모바일 단말기(202)와 가장 인접한 송신장치(202)에서 전송되는 센서신호를 수신하여 기저귀 교체여부 등의 정보를 모바일 단말기(400)를 통해 확인한다. 도 5와 같이 관리자의 모바일 단말기(400)는 인접한 송신장치(202)가 설치된 침대(침대 2)에 상주하는 환자의 센서신호를 수신하고, 센서신호에 따른 기저귀 교체가 필요한지, 환자가 이상이 없는지 등을 확인할 수 있는 메시지를 출력한다.
나아가, 도 5에 따른 송신장치(202)는 관리자의 모바일 단말기(400)로 센서신호를 전송함과 동시에 중앙처리장치(300)로 센서신호를 전송하고, 필요한 정보를 모바일 단말기(400)로 전송할 수 있도록 할 수도 있다. 이는 환자의 이상상태에 대한 체크 등의 정보를 확인하기 위해서는 기 저장되어 있는 환자의 정보를 기반으로 추론과정을 수행해야 하기 때문에 사실상 모바일 단말기(400)에서 프로세싱이 불가능한 경우에 중앙처리장치(300)의 처리결과를 모바일 단말기(400)로 확인하는 시스템이 될 수 있다.
송신장치(200)는 중앙처리장치(300)와 근거리 통신 또는 원거리 통신 네트워크를 구성하여 센서신호를 전송할 수 있으며, 근거리 통신 네트워크는, 예를 들어, 와이파이(Wi-Fi), 지그비(zigbee), 블루투스(Bluetooth), 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct), 엔에프씨(NFC, Near Field Communication), 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy) 또는 캔(CAN) 통신 등을 포함할 수 있다. 원거리 통신 네트워크는, 예를 들어, 3GPP, 3GPP2 또는 와이맥스 계열 등의 이동 통신 표준을 기반으로 구현된 통신 네트워크를 포함할 수 있고, RF, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
또한, 정보 보안을 위해 사설 네트워크를 이용할 수도 있으며, 가상 사설망(VPN, Virtual Private Network)을 이용할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중앙처리장치의 상세기능블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 중앙처리장치(300)는 상기 기저귀 고유번호와 사용자 정보를 매칭시키는 사용자 매칭부(310), 상기 센서신호의 온도정보, 습도정보, 정전용량정보 및 가스정보로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 정보를 이용하여 배변의 종류 및 배변여부를 판정하는 배변판정부(320), 상기 센서신호의 정전용량정보 또는 자세정보를 이용하여 배변의 용량을 판단하는 배변량판단부(330), 사용자의 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 시간순으로 저장하는 저장부(340)를 포함한다.
또한, 중앙처리장치(300)는 상기 배변량판단부(330)에서 배변의 용량을 판정하고, 상기 저장부(340)에 저장된 기저귀 교체주기 정보를 이용하여 기저귀의 교체여부를 판정하는 교체판정부(350)를 포함하고, 매칭된 사용자의 배변패턴 및 배변량의 변화에 따른 환자의 이상여부를 판정하는 모니터링부(360)를 포함한다.
사용자 매칭부(310)는 기저귀를 반출할 당시에 중앙처리장치(300)에 입력되었던 기저귀 고유번호와 착용하게 될 대상 사용자의 정보를 이용하여 실제 중앙처리장치(300)로 전송되는 센서신호에 포함된 기저귀 고유번호를 착용자(환자)와 매칭시킨다.
더불어 사용자 매칭부(310)는 환자가 특정되면, 후술할 저장부(340)에 저장된 환자와 관련된 정보를 함께 불러올 수 있다.
배변판정부(320)는 센서신호에 포함된 온도정보, 습도정보, 정전용량정보 및 가스정보로부터 배변여부를 판정한다. 특히 온도정보와 습도정보는 주기적으로 측정되는 외기의 온도정보와 습도정보를 고려하여 배변여부를 판정하기 위한 임계값을 주기적으로 변경하여 온/습도 정보에 따른 배변여부를 판정한다. 정전용량정보는 전위차가 발생하는 둘 이상의 전도성 전극 사이에서 정전용량의 변화를 감지하여 배변물질과 같은 이물질의 도입여부를 판정한다.
커패시터(capacitor)는 전극사이에 유전체를 포함하고 있고, 유전체의 재질변화, 성분변화, 이물질 투입 등으로 상대유전율(εr)이 변하게 되고, 상대유전율이 변하게 되면 커패시터의 용량인 정전용량이 변하게 된다.
이러한 전기적 특성을 활용하여 커패시터의 전극사이 유전체의 유전율 변화를 정전용량에 의해서 관찰하고, 시계열적으로 관찰된 정전용량의 변화가 발생하는 경우에 배변 이물질의 투입을 예상해볼 수 있다.
배변량 판단부(330)는 센서신호의 정전용량정보 또는 자세정보를 이용하여 배변의 용량을 판단하는데, 센서신호의 정전용량정보는 앞서 살펴본 정전용량의 시계열 변화를 통해서 기 학습된 정전용량에 따른 배변량을 추론할 수 있다. 또한, 자세정보는 센서신호에 포함된 자이로센서정보, 자기장센서정보 및 가속도 센서정보를 의미한다.
배변량을 판단하기 위해서는 스마트 기저귀(100)의 기울어진 상태가 중요하며, 기울어진 상태에 따라서 스마트 기저귀(100)에 설치되어 있는 복수의 센서 세트 중 어느 센서 세트의 센싱값에 반영되었는지를 통해서 배변량을 정확하게 판단할 수 있다.
배변량 판단부(330)는 가속도센서정보, 자기장센서정보 및 자이로센서정보를 이용하여 사용자의 자세를 예측한다. 자이로 센서에 의해서 계측되는 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)값을 통해서 스마트 기저귀의 기울어진 정도와 자세를 예측할 수 있다. 그러나 자이로 센서는 온도의 영향으로 오차가 발생하고, 오차가 누적되어 최종값이 드리프트 되는 현상이 발생한다.
따라서 자이로 센서는 온도센서를 이용하여 오차를 보상한다. 또한, 정지상태의 긴 시간의 관점에서 보면 가속도 센서에 의해 계산된 기울어진 각도는 올바른 값을 보여주지만, 자이로센서는 시간이 지날수록 틀린값을 보이게 된다.
반대로 움직이는 짧은 시간의 관점에서 자이로 센서는 올바른 값을 보이지만 가속도 센서는 기울어진 각도와는 다른 계산값이 나올수 있어, 변량예측모듈은 가속도 센서와 자이로 센서를 모두 활용하여 오차를 보상할 수 있는 알고리즘으로 롤, 피치, 요 값을 계산하여 사용자의 자세를 추론한다.
또한, 자기장센서는 자이로 센서에서 연산되는 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)값을 계산하고, 가속도 센서를 이용한 움직임의 기준이 되는 중심을 설정하고, 각 값에 대한 중심축 보정이 이루어질 수 있도록 한다. 결국, 자이로센서, 자기장센서, 가속도센서를 이용 사용자의 자세를 추론한다.
배변량판단부(330)는 누워있는 상태의 환자인 경우, 도 4와 같이 개별위치에 설치되어 있는 센서 세트에서의 온도, 습도, 정전용량 등의 정보를 종합하여 배변의 양을 예측한다.
저장부(340)는 사용자 매칭부(310)로 특정된 사용자의 정보를 저장하고, 사용자의 배변과 관련된 정보를 저장한다. 배변과 관련된 정보는 배변판정부(320)에서 생성되는 배변여부, 배변의 종류, 배변이 발생한 시간 등을 저장하고, 배변량판단부(330)에서의 정전용량정보, 자세정보(가속도센서정보, 자이로센서정보), 배변의 양을 시계열 흐름으로 저장한다.
저장부(340)는 예를 들어, 주기억장치 및 보조기억장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 주기억장치는 롬(ROM) 및/또는 램(RAM)과 같은 반도체 저장 매체를 이용하여 구현된 것일 수 있다. 롬은, 예를 들어, 통상적인 롬, 이프롬(EPROM), 이이프롬(EEPROM) 및/또는 마스크롬(MASK-ROM) 등을 포함할 수 있다. 램은 예를 들어, 디램(DRAM) 및/또는 에스램(SRAM) 등을 포함할 수 있다. 보조기억장치는, 플래시 메모리 장치, SD(Secure Digital) 카드, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD, Solid State Drive), 하드 디스크 드라이브(HDD, Hard Disc Drive), 자기 드럼, 컴팩트 디스크(CD), 디브이디(DVD) 또는 레이저 디스크 등과 같은 광 기록 매체(optical media), 자기 테이프, 광자기 디스크 및/또는 플로피 디스크 등과 같이 데이터를 영구적 또는 반영구적으로 저장 가능한 적어도 하나의 저장 매체를 이용하여 구현될 수 있다.
교체판정부(350)는 배변량판단부(330)에서 판정된 배변의 용량과 저장부에 기 저장되어 있는 스마트 기저귀를 사용하고 있는 특정된 환자의 정보를 이용하되, 과거 환자의 스마트 기저귀 교체주기, 스마트 기저귀 교체시에 배변의 용량 등을 고려하여 교체여부를 판정하고, 관리자에게 전달한다.
관리자는 교체에 대한 환자의 의사표시 없이도 중앙처리장치(300)의 교체판정부(350)에서 전달된 정보에 따라 교체와 유지를 판단하게 된다.
모니터링부(360)는 매칭된 사용자의 배변패턴 및 배변량의 변화에 따른 환자의 이상여부를 판정한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 환자 모니터링 결과에 대한 예시출력화면이다.
모니터링부(360)는 배변과 관련된 정보를 기존의 저장부(340)에 저장된 내용과 매칭시켜 환자의 이상여부를 판정하는데, 환자의 병명이나 거동상태, 자세변화주기 등을 종합적으로 고려하여 환자의 이상여부를 판정한다.
예를 들어 배변의 양이 과거에 비해서 급격하게 늘었거나 줄어든 경우에는 환자의 상태에 이상이 발생한 것으로 판단하여 환자의 이상을 판정하고, 관리자에게 메시지를 전송한다. 또한, 환자의 거동상태나 자세의 변화가 급격하게 떨어진 경우에도 환자의 기력에 문제가 발생한 경우일 수 있고, 배변의 횟수가 불규칙적으로 변한 경우에도 환자의 이상을 판정할 수 있다.
도 7과 같이 스마트 기저귀를 착용하고 있는 환자의 각 상태를 한눈에 확인할 수 있는 출력장치를 통해서 관리자는 종합관제가 가능하고, 출력장치인 모니터에는 환자의 이름, 나이, 병명 등 개인정보와 관련된 내용이 출력될 수 있으며, 현재상태의 스마트 기저귀(100)에서 센싱하고 있는 온/습도정보와 자세정보를 함께 출력할 수 있다. 중앙처리장치(300)의 배변판정부(320)와 배변량판단부(330)는 센서신호를 활용하여 배변여부 및 배변량을 판단하고, 기저귀를 교체할 필요성이 있는지 교체판정부(350)에서 판단하여 교체가 필요한 경우 도 7에 도시된 환자 1과 같이 “교체요망”이라는 경고메시지를 출력한다.
또한, 환자 3과 같이 모니터링부(360)에서 환자의 이상여부에 대해서 확인하고, 환자의 상태변화 및 이상여부에 대한 확인이 필요한 경우에는 “환자이상”이라는 경고메시지를 출력할 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 시스템에 의하면, 스마트 기저귀(100)에 설치되는 각종 센서를 통해서 배변여부, 배변의 양, 환자의 자세정보 등을 획득하고, 이를 통해서 중앙처리부(300)에서는 기저귀의 교체가 필요한지, 환자의 이상이 발생한 것으로 예측하여 진료가 필요한지 등을 즉각적으로 관리자에게 알려줄 수 있는 시스템 구축이 가능하다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 시스템에 대해서 살펴보았다. 이하, 본 발명의 또 다른 양태인 환자 통합관리 방법에 대해서 도 8을 통해서 상세히 살펴본다.
앞선 실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 방법의 순서도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 환자 통합관리 방법은 중앙처리장치에 의해 수행되는 환자 통합관리 방법으로서, 스마트 기저귀에서 생성된 센서신호를 수신하는 단계(S100), 상기 센서신호에 포함된 기저귀 고유번호와 환자를 매칭시키는 단계(S200), 상기 센서신호로부터 배변여부와 배변의 종류를 판정하는 단계(S300), 상기 센서신호로부터 배변량을 판단하는 단계(S400) 및 환자의 과거 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 이용하여 환자의 기저귀 교체여부를 판정하는 단계(S500), 환자의 과거 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 이용하여 환자의 이상여부를 판정하는 단계(S600)를 포함한다.
센서신호를 수신하는 단계(S100)는 스마트 기저귀에 탑재되어 있는 온습도센서, 정전용량센서, 가속도센서, 자이로센서로부터 생성되는 시계열 데이터를 수신하는 단계이다. 앞선 실시예에서 살펴본 바와 같이 송신장치를 통해서 근거리, 원거리 유무선통신 네트워크를 통해서 센서신호의 전송이 이루어질 수 있으며, 센서신호에는 스마트 기저귀의 고유번호가 부여될 수 있다.
센서신호에 포함된 기저귀 고유번호와 환자를 매칭시키는 단계(S200)는 기저귀의 교체가 필요한 환자에게 기저귀를 반출할 때 입력된 정보를 통해서 기저귀 고유번호는 착용환자를 특정하고, 센서신호에 포함되어 있는 기저귀 고유번호를 통해서 환자를 매칭시킨다. 환자가 매칭되면 그 환자의 개인정보, 과거 배변패턴 등 저장되어 있는 정보를 불러올 수 있다.
센서신호로부터 배변여부와 배변의 종류를 판정하는 단계(S300)는 센서신호에 포함되어 있는 시계열 온도정보, 습도정보, 정전용량정보, 가스정보를 통해서 배변여부를 판정하고, 배변의 종류를 판정한다. 그 전에 정전용량정보를 통해서 환자의 착용시간을 특정할 수도 있으며, 환자가 스마트 기저귀를 착용한 당시의 외기 온도와 습도를 측정하고, 배변으로 판정하기 위한 임계온습도를 설정할 수 있다.
센서신호로부터 배변량을 판단하는 단계(S400)는 배변이 이루어졌다고 판정한 경우, 정전용량센서를 통해서 배변의 양을 예측하되, 스마트 기저귀에 탑재되어 있는 복수개의 센서 세트 각각에 대한 정보를 수신하고, 가속도센서와 자이로센서를 이용한 스마트 기저귀의 기울어진 정보를 활용하여 배변의 양을 예측한다.
환자의 과거 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 이용하여 환자의 기저귀 교체여부를 판정하는 단계(S500)는 실제 환자의 배변량과 그에 따른 기저귀 교체이력이 있는지 등을 통해서 교체여부를 판정하고, 교체판정이 결정되면, 도 7의 환자 1과 같이 “교체요망”이라는 메시지를 출력한다.
환자의 과거 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 이용하여 환자의 이상여부를 판정하는 단계(S600)는 시계열 센서신호로부터 획득된 현재의 정보가 과거의 정보와 차이가 많이 나거나 패턴자체가 변한 경우에 환자의 이상여부를 판정하여 도 7의 환자 3과 같이 “환자이상”이라는 경고 메시지를 출력한다.

Claims (9)

  1. 온도센서, 습도센서, 가스센서, 정전용량센서, 자이로센서, 자기장센서 및 가속도 센서가 탑재되는 스마트 기저귀;
    상기 스마트 기저귀에서 생성된 센서신호를 전송하는 송신장치; 및
    상기 송신장치로부터 수신한 센서신호를 이용하여, 상기 스마트 기저귀의 교체정보와 착용자의 용변패턴을 분석하고, 자세정보 및 환자의 이상여부를 모니터링하는 중앙처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 통합관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스마트 기저귀는
    적어도 하나 이상의 온도센서, 적어도 하나 이상의 습도센서, 적어도 하나 이상의 가스센서 및 적어도 하나 이상의 정전용량센서를 포함하는 변량측정센싱부; 및
    상기 적어도 하나 이상의 정전용량센서, 적어도 하나 이상의 자이로센서, 적어도 하나 이상의 자기장 센서 및 적어도 하나 이상의 가속도 센서를 포함하는 착용 및 자세센싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 통합관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서신호는 기저귀 고유번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 통합관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중앙처리장치는
    상기 기저귀 고유번호와 사용자 정보를 매칭시키는 사용자 매칭부;
    상기 센서신호의 온도정보, 습도정보, 정전용량정보 및 가스정보로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 정보를 이용하여 배변의 종류 및 배변여부를 판정하는 배변판정부;
    상기 센서신호의 정전용량정보 또는 자세정보를 이용하여 배변의 용량을 판단하는 배변량판단부;
    사용자의 배변패턴, 배변량, 자세정보 및 기저귀 교체주기를 시간순으로 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 통합관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중앙처리장치는
    상기 배변량판단부에서 배변의 용량을 판정하고, 상기 저장부에 저장된 기저귀 교체주기 정보를 이용하여 기저귀의 교체여부를 판정하는 교체판정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 통합관리 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 중앙처리장치는
    매칭된 사용자의 배변패턴 및 배변량의 변화에 따른 환자의 이상여부를 판정하는 모니터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 통합관리 시스템.
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