KR102564941B1

KR102564941B1 - 낙상 예측 장치

Info

Publication number: KR102564941B1
Application number: KR1020190104792A
Authority: KR
Inventors: 김형근
Original assignee: (주)한국아이티에스
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2023-08-09
Also published as: KR20210025176A

Abstract

본 발명은 침대 매트리스에 누워 있는 사람의 낙상 가능성을 사전에 예측하는 낙상 예측 장치에 관한 것이다.
본 발명의 낙상 예측 장치는, 매트리스의 가로방향으로 배치된 제1 플렉시블 기판 및 제1 플렉시블 기판의 복수의 위치에 각각 크로스로 연결되는 복수의 제2 플렉시블 기판을 포함하는 플렉시블 기판 어셈블리와, 제1 플렉시블 기판에 설치되며 매트리스의 환자에 의한 진동을 검출하여 제1 신호를 출력하는 압전센서모듈과, 제2 플렉시블 기판에 설치되며 환자의 움직임에 의한 압력을 검출하여 제2 신호를 각각 출력하는 복수의 압력센서모듈과, 압전센서모듈 및 복수의 압력센서모듈에 의해 검출된 제1 신호 및 제2 신호를 기초로 매트리스로부터 환자의 낙상을 사전 예측하는 제어부를 포함한다.

Description

낙상 예측 장치{APPARATUS FOR PREDICTING FALLDOWN}

본 발명은 낙상 예측 장치에 관한 것으로서, 특히 침대 매트리스에 누워 있는 사람의 낙상 가능성을 사전에 예측하는 낙상 예측 장치에 관한 것이다.

고령화 사회로 접어들면서 치매 환자나 고령 환자들을 케어하는 시설이 증가하고 있다. 이러한 시설에서는 거동이 불편한 환자들은 침대에 누워 있는 시간이 많아지면서 환자들이 침대에서 낙상하는 사고가 자주 발생하고 있다.

환자들을 간병인이 케어를 하고는 있지만 환자들 수가 많아지면서 소수의 간병인으로는 일대 일 케어가 어려우므로 낙상을 막기에는 역부족한 실정이다.

한편, 이러한 시설을 이용하지 못하는 독거 노인들이나 혼자 생활하는 시간이 많은 노인들의 낙상문제는 큰 사고로 이어질 수 있다.

침상 낙상은 간병인이 없을 때 일어날 수 있는 가장 심각한 사고 중 하나이며 연약한 병노약자들은 낙상만으로도 심한 부상을 입을 수 있으므로 이에 대한 방지 혹은 사후 빠른 조치는 필수적이다.

종래에 낙상 감지 기술이 다수 개시되어 있다. 하지만, 종래기술은 낙상이 발생한 이후에 낙상이 발생하였음을 검출하는 기술이 대부분이며 낙상을 사전에 예측하여 방지할 수 있는 기술은 거의 제시되지 않았다.

한편, 다수의 압력센서를 이용하여 낙상을 예측 및 방지하는 기술들이 개시되어 있다. 일례로, 공개특허공보 제10-2018-0010441호 및 제10-2017-0139260호에는 침대 위에 위치한 환자의 눌림을 감지한 센서들의 분포 패턴을 이용하여 침대에서의 낙상 위험을 모니터링하는 기술이 개시되어 있고, 다른 예로 등록특허공보 제10-1713263호에는 환자의 하중에 의해 복수의 감지셀에서 감지되는 신호를 이용하여 낙상을 감지하는 기술이 개시되어 있다.

이러한 선행문헌들은 복수의 압력센서들이 환자에 의한 눌림(압력)을 감지하고 눌림이 감지되는 센서들의 위치에 따라 낙상 발생 가능성을 예측하도록 하는 것이다.

하지만, 이들 선행문헌들은 매트리스의 전체를 커버하도록 복수의 압력센서들이 배치되어야 하므로 압력센서에 비용이 많이 들고, 특히 환자가 무의식 상태나 장기 수면상태에서 갑자기 깨어나서 순간적으로 움직이는 경우 낙상을 예측하는데 한계가 있다.

또한, 종래기술에서는 환자들의 건강상태를 확인할 수 없으므로 환자의 상태에 따라 낙상의 가능성을 사전에 예측할 수 없으므로 정확한 사전 예측이 어렵다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2018-0010441호 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0139260호 대한민국 등록특허공보 제10-1713263호

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 침대에서 낙상이 발생하기 전에 낙상의 가능성을 사전에 미리 예측하도록 하는 낙상 예측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 압전센서모듈과 복수의 압력센서모듈에서 검출되는 신호의 조합으로 낙상 가능성의 예측 신뢰성을 높이도록 하는 낙상 예측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 낙상 위험 여부와 심박, 호흡 등의 생체신호도 검출할 수 있는 낙상 예측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 침대 매트리스의 하면에 접촉 설치가 가능하고 센서의 위치 변경이 가능하도록 설계된 낙상 예측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 환자의 건강상태를 추가로 확인할 수 있고 건강상태에 따른 낙상의 가능성을 예측할 수 있도록 하는 낙상 예측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 낙상 예측 장치는, 침대 매트리스에 설치되며 상기 매트리스의 가로방향으로 배치된 제1 플렉시블 기판과, 상기 제1 플렉시블 기판의 복수의 위치에 각각 크로스로 연결되는 복수의 제2 플렉시블 기판을 포함하는 플렉시블 기판 어셈블리; 상기 제1 플렉시블 기판에 설치되며 상기 매트리스 상의 환자에 의한 진동을 검출하여 제1 신호를 출력하는 압전센서모듈; 상기 제2 플렉시블 기판에 설치되며 상기 환자의 움직임에 의한 압력을 검출하여 제2 신호를 각각 출력하는 복수의 압력센서모듈; 상기 압전센서모듈 및 복수의 압력센서모듈에 의해 검출된 제1 신호 및 제2 신호를 기초로 상기 매트리스로부터 상기 환자의 낙상을 사전 예측하는 제어부를 포함한다.

본 발명에서, 상기 제1 플렉시블 기판은 상기 매트리스에 상기 환자가 누울 때 상기 환자의 심장에 대응하는 위치를 지나면서 상기 매트릭스의 가로방향로 일정길이로 형성된다.

본 발명에서, 상기 압전센서모듈은 상기 제1 플렉시블 기판의 상면과 상기 매트리스의 하면 사이에 설치된다.

본 발명에서, 상기 제2 플렉시블 기판은 상기 제1 플렉시블 기판의 중앙부와 양 끝단부에 각각 크로스로 연결된다.

본 발명에서, 상기 복수의 압력센서모듈은 상기 제2 플렉시블 기판의 상면과 상기 매트리스의 하면 사이에 배치된다.

본 발명에서, 상기 복수의 압력센서모듈은 상기 제2 플렉시블 기판의 끝단부에 각각 배치된다.

본 발명에서, 상기 제1신호는 상기 환자의 심박 및 호흡에 의한 진동에 대응하는 생체신호를 포함한다.

본 발명에서, 상기 제어부는 상기 생체신호의 변동을 이용하여 상기 매트리스 상에서 상기 환자의 움직임을 감지한다.

본 발명에서, 상기 제어부는 상기 생체신호의 변동을 이용하여 상기 환자의 건강상태를 추가로 진단한다.

본 발명에서, 상기 제어부는 상기 생체신호의 변동 및 상기 복수의 압력센서모듈 중 적어도 하나 이상의 압력센서모듈에 의해 검출되는 제2 신호를 이용하여 상기 매트리스로부터 상기 환자의 낙상을 예측한다.

본 발명에서, 상기 제어부는 상기 복수의 압력센서모듈 중 상기 검출되는 제2 신호에서 압력이 증가된 압력센서모듈의 방향으로 상기 환자의 낙상을 예측한다.

본 발명에서, 복수의 환자들의 낙상에 대응되는 제1,2 신호의 패턴을 미리 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 압전센서모듈 및 복수의 압력센서모듈에 의해 검출된 제1,2 신호의 패턴과 상기 저장부에 저장된 상기 제1,2 신호의 패턴을 비교하여 상기 매트리스로부터 환자의 낙상을 사전 예측한다.

본 발명은 침대에서 낙상이 발생하기 전에 낙상 가능성을 사전에 예측함으로써 낙상 전에 조치하여 낙상을 예방할 수 있다.

본 발명은 압전센서모듈과 복수의 압력센서모듈에서 검출되는 신호의 조합하여 낙상 가능성을 예측하므로 예측의 정확성과 신뢰성이 높아질 수 있다.

본 발명은 환자의 움직임에 따라 낙상 가능성뿐만 아니라 환자의 심박과 호흡 관련 정보도 함께 검출할 수 있으므로 환자의 움직임에 따른 환자의 상태를 모니터링할 수 있다.

본 발명은 압력센서모듈과 압전센서모듈을 플렉시블 기판에 설치하므로 센서들의 위치를 쉽고 자유롭게 이동시킬 수 있으므로 환자의 조건이나 상태에 맞춰 센서를 설치할 수 있어 많은 환자들에게 범용으로 적용할 수 있다.

본 발명은 환자의 건강상태를 추가로 확인할 수 있고 건강상태에 따른 낙상의 가능성을 예측할 수 있으므로 정확한 예측이 가능하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 낙상 예측 장치의 구성도이다.
도 2는 상기 낙상 예측 장치에 사용되는 플렉시블 기판 어셈블리의 구성도이다.
도 3은 상기 낙상 예측 장치를 침대 매트리스에 설치한 일 예시도이다.
도 4는 상기 낙상 예측 장치에서 예측한 낙상 예측 정보를 외부로 전달하기 위한 네트워크의 일 예시도이다.
도 5는 상기 낙상 예측 장치에서 검출된 신호의 일 예시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 낙상 예측 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 낙상 예측 장치(100)는 플렉시블 기판 어셈블리(110), 압전센서모듈(120), 복수의 압력센서모듈(130), 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

플렉시블 기판 어셈블리(110)는 매트리스(10)의 하면 또는 상면에 설치될 수 있다. 환자가 매트리스(10) 위에 누워 있다는 점을 고려하면 매트리스(10)의 하면에 설치되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

플렉시블 기판 어셈블리(110)는 제1 플렉시블 기판(111)과 제2 플렉시블 기판(113)으로 구성될 수 있다.

제1 플렉시블 기판(111)은 매트리스(10)의 가로방향(폭방향)으로 일정길이로 형성될 수 있고, 제2 플렉시블 기판(113)은 복수 개로 배치될 수 있으며, 각각 제1 플렉시블 기판(111)의 복수의 위치에서 크로스되어 매트리스(10)의 세로방향으로 일정길이로 연결될 수 있다.

한편, 제1 플렉시블 기판(111)은 환자가 매트릭스(10)에 누웠을 때 환자의 심장에 대응하는 위치를 지나면서 매트릭스(10)의 가로방향으로 일정길이로 매트릭스(10)의 하면에 설치될 수 있다

압전센서모듈(120)은 제1 플렉시블 기판(111)에 설치될 수 있다. 따라서, 압전센서모듈(120)은 환자가 매트리스(10)에 누울 경우 환자의 심장이 있는 위치를 중심으로 매트리스(10)의 가로방향으로 양쪽으로 연장되도록 배치될 수 있다.

이러한 압전센서모듈(120)은 접촉되는 객체의 진동에 반응하여 특정신호를 출력하는 소자이다. 본 실시예에서 압전센서모듈(120)은 제1 플렉시블 기판(111)에 설치되어 매트리스(10)에 누운 환자의 진동에 대응하는 제1신호를 출력할 수 있다.

본 실시예에서 상기 제1신호는 환자의 심박 및 호흡 중 적어도 하나 이상의 진동에 대응하는 신호로서, 바람직하게는 환자의 심박 및 호흡에 대응하는 생체신호가 될 수 있다.

예컨대, 환자가 안정적인 수면상태에서 깨어나는 경우 수면상태에서의 심박수 및 호흡에 대응하는 진동과 깨어나는 순간 또는 깨어나서 움직일 때의 심박수 및 호흡에 대응하는 진동은 다르게 나타날 수 있다.

따라서, 수면상태일 때 압전센서모듈(120)에서 검출되는 제1신호와 깨어나는 순간 또는 깨어나서 움직일 때 압전센서모듈(120)에서 검출되는 제1신호는 다르게 나타날 수 있다.

이에, 제1신호를 기반으로 수면중인 상태인지 깨어난 상태인지를 확인할 수 있게 된다.

압전센서모듈(120)은 제1 플렉시블 기판(111)에 실장될 수 있으며, 제1 플렉시블 기판(111)에 실장된 다른 소자들과 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 압전센서모듈(120)은 제1 플렉시블 기판(111)의 상면과 매트리스(10)의 하면 사이에 설치될 수 있다.

복수의 압력센서모듈(130)은 제2 플렉시블 기판(113)에 설치될 수 있다. 상술한 바와 같이 제2 플렉시블 기판(113)은 제1 플렉시블 기판(111)에 복수의 위치에서 크로스되도록 연결되므로 복수의 압력센서모듈(130)은 환자가 매트리스(10)에 누울 경우 환자의 키방향으로 배치될 수 있다.

이러한 압력센서모듈(130)은 접촉되는 객체의 압력에 반응하여 특정신호를 출력하는 소자이다. 본 실시예에서 압력센서모듈(130)은 제2 플렉시블 기판(113)에 설치되어 매트리스(10)에 누운 환자가 움직일 때 눌려지는 압력에 대응하는 제2신호를 출력할 수 있다.

예컨대, 환자가 매트리스(10)의 중앙부에 누워 있는 경우 중앙부에 있는 압력센서모듈(130)에서 환자의 압력을 검출하게 되고 환자가 옆으로 이동하는 경우 옆에 있는 압력센서모듈(130)에서 환자의 압력을 검출하게 되는 것이다.

이에, 제2신호를 기반으로 환자가 매트리스(10)의 어느 위치로 이동하였는지를 검출할 수 있게 된다.

복수의 압력센서모듈(130)은 제2 플렉시블 기판(113)에 실장될 수 있으며, 제2 플렉시블 기판(113)에 실장된 다른 소자들과 전기적으로 연결될 수 있다

압력센서모듈(130)은 제2 플렉시블 기판(113)의 상면과 매트리스(10)의 하면 사이에 설치될 수 있다.

제어부(140)는 압전센서모듈(120) 및 복수의 압력센서모듈(130)에 의해 검출된 제1,2신호를 기초로 매트리스(10)로부터 환자의 낙상을 사전 예측할 수 있다.

구체적으로, 제어부(140)는 압전센서모듈(120)로부터 환자의 심박 및 호흡에 따른 진동에 대응하는 제1신호를 수신하고, 복수의 압력센서모듈(130)로부터 환자의 움직임에 따른 압력에 대응하는 제2신호를 수신할 수 있다.

이에, 제어부(140)는 제1신호 및/또는 제2신호를 기반으로 환자의 건강상태, 환자의 위치, 환자의 낙상 가능성 등을 예측할 수 있다.

예컨대, 환자의 심박 및 호흡에 따른 생체신호를 기초로 환자의 건강상태를 확인할 수 있고, 환자의 움직임에 따라 매트리스(10)에서 환자가 어느 위치에 있는지를 판단할 수 있으며, 환자의 위치를 기반으로 환자의 낙상 가능성을 예측할 수 있는 것이다.

또한, 제어부(140)는 압전센서모듈(120) 및 복수의 압력센서모듈(130)에 의해 검출되는 제1,2신호를 증폭하기 위한 신호증폭부(미도시)를 포함할 수 있다.

매트리스에서 환자가 움직임에 따라서 압전센서모듈(120) 및 복수의 압력센서모듈(130)에서 검출되는 제1,2신호는 미세한 크기를 가질 수 있다.

이에, 신호증폭부는 압전센서모듈(120) 및 압력센서모듈(130)에서 검출되는 미세한 제1,2신호를 증폭함으로써 제어부(140)에서 제1,2신호를 기초로 낙상 여부를 예측할 수 있도록 할 수 있다.

한편, 다른 실시예에서 상기 낙상 예측 장치(100)는 열화상 카메라(150), 비상신호발생부(160), 통신부(170) 또는 저장부(180) 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 더 포함하여 구성될 수도 있다.

열화상 카메라(150)는 침대 매트리스에 누워 있는 환자를 촬영하여 해당 환자의 열분포 정보를 획득할 수 있다. 열화상 카메라(150)는 환자의 얼굴을 중심으로 그 주변으로 일정 거리 내를 촬영할 수 있다.

환자의 얼굴을 비롯하여 가슴, 팔 등은 온도가 서로 다를 수 있다. 열화상 카메라(150)는 환자의 온도에 따른 열적 분포 정보를 획득하는 것이다.

비상신호발생부(160)는 제어부(140)의 제어 또는 사용자의 입력에 의해 경보음을 출력할 수 있다. 또한, 비상신호발생부(160)는 제어부(140)의 제어 또는 사용자의 입력에 의해 비상신호를 후술하는 통신부(170)를 통해 외부장치로 전달할 수도 있다.

제어부(140)는 환자가 낙상할 것으로 예측하면 비상신호발생부(160)로 제어신호를 출력하여 비상신호발생부(160)가 경보음을 발생하거나 또는 비상신호를 외부로 전달하도록 할 수 있다.

통신부(170)는 낙상 예측 장치(100)와 외부장치 간의 통신을 처리할 수 있다. 에컨대, 통신부(170)는 제어부(140)에서 환자의 낙상을 예측한 예측정보를 외부장치로 전달할 수 있고 외부장치로부터 전달되는 데이터 및 정보를 수신하여 제어부(140)로 전달할 수 있다.

저장부(180)는 제어부(140)에서 낙상 예측 장치(100)를 제어 및 동작하기 위한 각종 데이터, 소프트웨어 및 프로그램을 저장할 수 있다.

또한, 저장부(180)는 복수의 환자들의 낙상에 대응되는 압력센서모듈(120) 및 복수의 압력센서모듈(130)의 제1,2 신호 및 이들 신호의 패턴을 각각 미리 저장할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 낙상 예측 장치(100)를 이용하여 다수의 환자들을 대상으로 제1,2신호를 검출하여 저장부(180)에 저장하고 검출된 제1,2신호의 패턴을 분석하여 역시 저장부(180)에 미리 저장할 수 있다.

이와 같이 제1,2신호 및 이들의 패턴 정보가 미리 저장된 저장부(180)는 이후에 환자의 낙상을 사전 예측하는데 이용될 수 있다.

즉, 제어부(140)는 압전센서모듈(120) 및 복수의 압력센서모듈(130)에 의해 검출된 제1,2신호의 패턴과 저장부(180)에 저장된 제1,2신호의 패턴을 비교하여 매트리스로부터 환자의 낙상을 사전 예측할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 낙상 예측 장치의 플렉시플 기판 어셈블리의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 기판 어셈블리(110)는 제1 플렉시블 기판(111) 및 복수의 제2 플렉시블 기판(113)을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 플렉시블 기판(111) 및 제2 플렉시블 기판(113)은 바람직하게는 플렉시블 인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)으로 구현될 수 있다.

제1,2 플렉시블 기판(111,113)은 전기적으로 서로 연결될 수 있으며, 이러한 전기적 연결은 투명도전성필름(ITO film)을 이용하여 구현될 수 있다.

복수의 제2 플렉시블 기판(113)은 제1 플렉시블 기판(111)에 각각 크로스되도록 연결될 수 있고 서로 동일 간격으로 배치될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

바람직한 본 실시예에서 제1 플렉시블 기판(111)은 매트리스의 가로방향(폭방향)으로 배치될 수 있고 복수의 제2 플렉시블 기판(113)은 매트리스의 세로방향으로 배치될 수 있다.

가로방향의 가상선과 세로방향의 가상선은 서로 수직을 이루는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 세로방향은 가로방향의 가상선에 일정한 각도를 갖는 사선방향을 포함하는 개념이다.

또한, 본 실시예에서 제2 플렉시블 기판(113)은 2개 내지 8개가 될 수 있다.

일례로, 2개인 경우는 제1 플렉시블 기판(111)의 양쪽 끝단부에 세로방향으로 배치될 수 있다.

다른 예로, 3개인 경우는 제1 플렉시블 기판(111)의 중앙부와 양쪽 끝단부에 각각 세로방향으로 배치될 수 있다.

또 다른 예로, 4개인 경우 제1 플렉시블 기판(111)의 양쪽 끝단부에 윗쪽 세로방향과 아랫쪽 세로방향으로 각각 배치될 수 있다.

또 다른 예로, 6개인 경우 제1 플렉시블 기판(111)의 중앙부와 양쪽 끝단부에 각각 윗쪽 세로방향과 아랫쪽 세로방향으로 각각 배치될 수 있다.

도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예로서 6개의 제2 플렉시블 기판(113)이 구비된 예가 도시된다.

제1 플렉시블 기판(111) 상에는 압전센서모듈(120)이 설치될 수 있고, 복수의 제2 플레시블 기판(113) 상에는 각각 압력센서모듈(130)이 설치될 수 있다.

압력센서모듈(120)은 제1 플렉시블 기판(111)의 길이에 대응하도록 설치될 수 있다. 압력센서모듈(130)은 제2 플렉시블 기판(1113)의 임의의 위치에 설치될 수 있다.

도 2와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에서 복수의 압력센서모듈(130)은 제2 플렉시블 기판(113)의 끝단부에 각각 설치될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

압전센서모듈(120)과 압력센서모듈(130)은 각각 제1 플렉시블 기판(111)과 제2 플렉시블 기판(113)에 실장되는 형태로 설치될 수 있으며 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

제1,2 플렉시블 기판(111,113)은 유연성이 담보되므로 위치변경이 용이할 수 있다. 이는 복수의 압력센서모듈(130)이 제2 플렉시블 기판(113)에 고정설치되더라도 그 위치의 변경이 용이하다는 것을 의미한다.

압전센서모듈(120)과 압력센서모듈(130)이 제1,2 플렉시블 기판(111,113)에 각각 실장된 상태에서 상부에 보호막이 추가로 형성될 수도 있다.

이러한 보호막은 외부환경으로부터 압전센서모듈(120)과 압력센서모듈(130)을 보호하는 기능을 한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서 제1 플렉시블 기판(111)와 제2 플렉시블 기판(113)은 일체형으로 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 낙상 예측 장치를 침대 매트리스에 설치한 일 예시도이다.

도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명에 따른 낙상 예측 장치(100)는 침대의 매트리스(10) 하면 또는 상면에 배치될 수 있다. 도면에는 일례로 매트리스(10)의 하면에 배치된 예를 도시한다. 한편, 다른 실시예에서 플렉시블 기판 어셈블리(110)는 매트리스(10)의 하면에 부착될 수도 있다.

플렉시블 기판 어셈블리(110)의 제1 플렉시블 기판(111)은 매트리스(10)의 가로방향으로 배치될 수 있다. 또한, 플렉시블 기판 어셈블리(110)의 제2 플렉시블 기판(113)는 매트릭스(10)의 세로방향으로 배치될 수 있다.

도 3의 (b)에 도시된 바람직한 실시예와 같이, 환자(20)가 매트리스(10)에 누울 때 환자(20)의 심장에 대응하는 위치에 제1 플렉시블 기판(111)이 배치될 수 있다.

이는 제1 플렉시블 기판(111)에 설치된 압전센서모듈(120)이 환자(20)가 호흡하고 심장이 뛸 때의 진동을 효율적으로 감지하여 이에 대한 생체신호를 효과적으로 검출할 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 환자(20)의 신체조건에 따라 제1 플렉시블 기판(111)이 배치되는 위치는 조정될 수 있다.

제2 플릭시블 기판(113)은 환자(20)가 좌우로 움직이는 것을 감안하여 배치될 수 있다. 제2 플렉시블 기판(113)의 각 끝단부에 압력센서모듈(130)이 설치될 수 있다.

구체적으로, 압력센서모듈(130)은 환자(20)가 중앙부에서 좌우방향으로 구르거나 움직일 때의 환자(20)에 의한 압력을 검출하기 위해 중앙부와 좌우방향에 각각 다수 개 배치될 수 있다.

압력센서모듈(130)가 설치되는 위치도 환자(20)에 따라 변경될 수 있다. 이를 위해 압력센서모듈(130)이 제2 플렉시블 기판(113)에 설치되는 위치를 변경할 수도 있고 압력센서모듈(130)이 제2 플렉시블 기판(113)에 설치된 상태에서 제2 플렉시블 기판(113)의 위치를 변경할 수도 있다.

이때, 압력센서모듈(130)에서 검출되는 제2신호의 변화를 이용하여 낙상의 방향을 감지할 수 있다. 즉, 압력센서모듈(130) 중 검출되는 제2신호에서 압력이 증가된 압력센서모듈의 방향으로 환자의 낙상을 예측할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 낙상 예측 장치에서 예측한 낙상 가능성 정보를 외부로 전달하기 위한 네트워크의 일 예시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 낙상 예측 장치(100)는 낙상 예측 정보를 외부장치로 전달할 수 있다.

예컨대, 낙장 예측 장치(100)는 제1 엑세스 포인트(AP)(210)로 낙상 예측 정보를 전송할 수 있다. 제1 엑세스포인트(210)는 낙상 예측 정보를 수신하여 정보수집서버(220)로 전송할 수 있다.

정보수집서버(220)는 제1 엑세스 포인트(210)를 통해 전달되는 정보를 수신하여 저장하고, 이를 이용하여 빅 데이터 분석을 진행할 수 있다. 그리고 정보수집서버(220)는 제2 엑세스 포인트(230)로 빅 데이터 분석의 결과를 전송할 수 있다.

제2 엑세스 포인트(230)는 빅 데이터 분석 결과를 스마트기기(240) 또는 환자관리서버(250)로 전달할 수 있다.

스마트기기(240)는 환자와 관련된 사람이 소지한 통신기기일 수 있고 환자관리서버(250)는 환자를 케어하고 관리하는 기관이 보유한 서버일 수 있다.

스마트기기(240) 및 환자관리서버(250)를 확인하여 환자에 대한 직접적, 효율적 케어를 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 낙상 예측 장치에서 검출된 신호의 일 예시도이다.

도 5의 (a)는 환자의 심박 및 호흡에 대응하는 진동에 따른 생체신호(제1신호)이고 도 5의 (b)는 환자의 좌우 움직임에 따른 압력에 따른 압력신호(제2신호)를 도시한 예시도이다.

먼저, 도 5의 (a)를 참조하면, 예컨대 환자가 움직임 없이 수면을 취하는 경우 T1 구간과 같이 상대적으로 안정적인 신호파형을 나타낼 수 있다.

이후, 환자가 수명상태에서 깨어나는 경우 심박수와 호흡이 변한다. 이는 T2 구간에서와 같이 신호파형이 증가하고 빨라짐을 알 수 있다.

이러한 생체신호(제1신호)를 기초로 환자가 수면상태에서 깨어난 상태인지를 확인할 수 있다. 수면상태에서 깨어난다는 것은 1차적으로 움직임이 있다는 것이다. 즉, 1차 움직임에 의한 진동을 감지하는 것이다.

이에 제어부(140)는 검출되는 생체신호를 기초로 환자의 1차 움직임을 감지할 수 있다.

이와 같이 환자의 상태나 건강에 따라 생체신호는 다르게 나타날 수 있다. 예컨대 건강상태가 좋지 않아 호흡이 빨라지거나 심박수가 빨라진다면 그에 대응하는 생체신호의 파형이 나타날 것이다.

이에, 제어부(140)는 압전센서모듈(120)에서 검출되는 생체신호(제1신호)의 변동을 기초로 환자의 건강상태를 진단할 수 있다.

한편, 도 5의 (b)에서 압력센서모듈(130)을 일례로 #1, #2, #3으로 구분하기로 한다. 예컨대 환자가 #1 압력센서모듈 상에 있는 경우 #1 압력센서모듈에서 높은 압력이 검출될 수 있다.

이후에 환자가 이동하면 t1 시점에 #1 압력센서모듈에서의 압력은 점차 감소한다. 즉, 환자가 #1 압력센서모듈에서 다른 위치로 이동함을 의미한다.

t2에서 #2 압력센서모듈에서 검출되는 압력이 증가하기 시작한다. 이는 환자가 #2 압력센서모듈의 방향으로 이동함을 의미한다. 그리고 #1 압력센서모듈의 압력은 감소된 상태를 유지하고 있다.

t3에서는 #2 압력센서모듈은 높은 압력이 일정하게 유지됨을 알 수 있고, #1 압력센서모듈은 낮은 압력이 일정하게 유지됨을 알 수 있다. 이는 환자가 #1 압력센서모듈의 위치에서 #2 압력센서모듈의 위치로 이동하여 정지한 상태임을 알 수 있다.

한편, #3 압력센서모듈은 압력이 검출되지 않고 있다. 이는 환자가 #3 압력센서모듈의 위치로는 이동하지 않았음을 의미할 수 있다.

따라서, 압력센서모듈에서 검출되는 압력신호(제2신호)를 이용하여 환자의 이동을 판단할 수 있다. 이러한 압력신호에 변동이 있다는 것은 2차적으로 움직임이 있다는 것이다. 즉 2차 움직임에 의한 압력을 감지하는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 낙상 예측 장치(100)에서는 압전센서모듈(120)에 의해 검출되는 생체신호(제1신호)를 기초로 환자의 1차 움직임을 감지하고 압력센서모듈(130)에 의해 검출되는 압력신호(제2신호)를 기초로 환자의 2차 움직임을 감지할 수 있다.

특히, 환자가 누워 있는 상태에서 위치를 이동하는 경우 생체신호의 변화가 먼저 일어날 수 있다. 즉, 1차 움직임에 따른 변화를 먼저 감지하는 것이다. 이후에 환자가 움직이면 압력신호의 변화가 일어날 수 있다. 즉, 2차 움직임에 따른 변화를 감지하는 것이다.

제어부(140)는 1차 움직임과 2차 움직임을 조합함으로써 보다 정확한 움직임을 검출할 수 있다. 구체적으로, 제어부(140)는 생체신호를 이용한 1차 움직임과 압력신호를 이용한 2차 움직임을 확인하여 환자의 낙상을 예측함으로써 예측의 정확상을 향상시킬 수 있는 것이다.

이때, 제어부(140)는 압력센서모듈에서 검출되는 제2신호의 변화를 이용하여 낙상의 방향을 감지할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 압력센서모듈(130) 중 검출되는 제2신호에서 압력이 증가된 압력센서모듈의 방향으로 환자의 낙상을 예측할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

낙상 문제는 비단 거동이 불편한 환자에게만 일어나는 일이 아니라 일반인에게도 일어날 수 있는 문제이다. 뿐만 아니라 낙상은 침대 매트리스 외에도 일정한 높이로 설치된 특정 구조물에서도 발생할 수 있다. 이에 낙상을 검출하거나 낙상을 예측하는 기술에 대한 개발이 계속 진행되고 있다.

본 명세서에는 일 예시로 거동이 불편한 환자가 침대 매트리스 위에 누워 있으면서 움직임에 의한 낙상에 대하여 가능성을 예측하는 기술에 대하여 기재하고 있으나, 본 발명은 환자뿐만 아니라 일반인들도 침대와 같이 일정한 높이로 설치된 구조물에 누워 있다가 낙상할 수 있는 상황에서도 물론 적용이 가능함을 밝혀둔다.

110 : 플렉시블 기판 어셈블리 111 : 제1 플렉시블 기판
113 : 제2 플렉시블 기판 120 : 압전센서모듈
130 : 압력센서모듈 140 : 제어부
150 : 열화상 카메라 160 : 이상신호발생부
170 : 통신부 180 : 저장부

Claims

침대 매트리스에 설치되며 상기 매트리스의 가로방향으로 배치된 제1 플렉시블 기판 및 상기 제1 플렉시블 기판의 복수의 위치에 각각 크로스로 연결되는 복수의 제2 플렉시블 기판을 포함하는 플렉시블 기판 어셈블리;
상기 제1 플렉시블 기판에 상기 제1 플렉시블 기판의 길이에 대응하도록 설치되며 상기 매트리스 상의 환자에 의한 진동을 검출하여 제1 신호를 출력하는 압전센서모듈;
상기 복수의 제2 플렉시블 기판마다 끝단부에 각각 설치되며 상기 환자의 움직임에 의한 압력을 검출하여 제2 신호를 각각 출력하는 복수의 압력센서모듈; 및
상기 침대 매트리스에 누워 있는 환자를 촬영하여 상기 환자의 열적 분포 정보를 획득하는 열화상 카메라;
비상신호를 출력하는 비상신호발생부;
상기 비상신호를 외부장치로 전달하는 통신부;
복수의 환자들의 낙상에 대응되는 제1,2 신호의 패턴을 미리 저장하는 저장부;
상기 압전센서모듈 및 복수의 압력센서모듈에 의해 검출된 제1 신호 및 제2 신호를 기초로 상기 환자의 건강상태 및 상기 매트리스로부터 상기 환자의 낙상을 사전 예측하고, 상기 환자의 낙상이 예측되면 상기 비상신호발생부에서 상기 비상신호를 발생하도록 하고 상기 통신부를 통해 상기 비상신호를 상기 외부장치로 전달하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제1 플렉시블 기판 및 상기 제2 플렉시블 기판은 플렉시블 인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)으로 구현되어 유연성을 가지고 위치변경이 가능하고, 투명도전성필름(ITO film)을 이용하여 서로 전기적으로 연결되며,
상기 압전센서모듈과 압력센서모듈은 상기 제1,2 플렉시블 기판에 각각 실장된 상태에서 상부에 보호막이 형성되고,
상기 제어부는 상기 제1 신호를 기초로 상기 환자의 1차 움직임을 감지하고 상기 제2 신호를 기초로 상기 환자의 2차 움직임을 감지하며, 상기 1차 움직임과 2차 움직임을 확인하여 상기 환자의 낙상을 사전에 예측하되, 상기 압전센서모듈 및 복수의 압력센서모듈에 의해 검출된 제1,2 신호의 패턴과 상기 저장부에 저장된 상기 제1,2 신호의 패턴을 비교하여 상기 매트리스로부터 환자의 낙상을 사전 예측하는 낙상 예측 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 플렉시블 기판은 상기 매트리스에 상기 환자가 누울 때 상기 환자의 심장에 대응하는 위치를 지나면서 상기 매트리스의 가로방향로 일정길이로 형성되는 낙상 예측 장치.
제2항에 있어서,
상기 압전센서모듈은 상기 제1 플렉시블 기판의 상면과 상기 매트리스의 하면 사이에 설치되는 낙상 예측 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 플렉시블 기판은 상기 제1 플렉시블 기판의 중앙부와 양 끝단부에 각각 크로스로 연결되는 낙상 예측 장치.
제4항에 있어서,
상기 복수의 압력센서모듈은 상기 제2 플렉시블 기판의 상면과 상기 매트리스의 하면 사이에 배치되는 낙상 예측 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1신호는 상기 환자의 심박 및 호흡에 의한 진동에 대응하는 생체신호를 포함하는 낙상 예측 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 생체신호의 변동을 이용하여 상기 매트리스 상에서 상기 환자의 움직임을 감지하는 낙상 예측 장치.
삭제
제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 생체신호의 변동 및 상기 복수의 압력센서모듈 중 적어도 하나 이상의 압력센서모듈에 의해 검출되는 제2 신호를 이용하여 상기 매트리스로부터 상기 환자의 낙상을 예측하는 낙상 예측 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 복수의 압력센서모듈 중 상기 검출되는 제2 신호에서 압력이 증가된 압력센서모듈의 방향으로 상기 환자의 낙상을 예측하는 낙상 예측 장치.
삭제