KR102633976B1 - 심전도 신호와 호흡 신호를 출력하는 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
심전도 신호와 함께 호흡 신호를 출력하는 장치 및 방법이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스는, 대상자의 신체에 부착된 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호를 측정하는 전극 신호 측정부, 상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 신호를 생성하는 호흡 신호 생성부, 상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 심전도 신호를 생성하는 심전도 신호 생성부 및 상기 심전도 신호 및 상기 호흡 신호를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
Description
본원은 심전도 신호와 호흡 신호를 출력하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
만성폐쇄성질환(COPD)은 우리나라에서 높은 흡연율과 빠른 고령화로 인하여 유병률이 점점 증가하고 있으며 세계적으로도 주요 만성질환으로 세계 주요사망 원인이되고 있다. COPD 환자의 운동 능력 감소에는 폐활량의 감소뿐만 아니라 다른 요소들, 즉 호흡근육, 운동근육의 기능이상 등이 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 호흡재활은 다방면의 평가에 기반하여 개개인의 상태에 따라 제공되는 환자 별 맞춤형 치료로서 단순히 운동뿐만이 아니라 교육, 영양, 정신의학적 치료 등의 모든 요소가 포함되어야 하며 이를 통해 만성 폐질환 환자들의 신체적 정서적 상태를 향상시키고 장기적으로 건강 증진 상태를 유지하도록 제공될 필요가 있다.
또한, COPD의 진행을 관리하기 위한 가장 효과적인 방법은 조기 진단이다. 폐기능 평가는 호흡기 질병들을 진단하거나 폐기능을 평가하거나 관리하는 데에 유용하다. 예를 들어 환자가 COPD로 고통받고 있을 때, 정기적으로 폐기능 평가를 시행할 경우 질병의 상태를 측정할 수 있다.
또한, 호흡 흐름 파라미터(respiratory flow parameters)의 측정은 환자의 호흡 능력을 평가하기 위한 도구 중 하나이다. 상기 파라미터는 호흡 온도, 호흡 온도, 유량, 부피, 압력, 그리고 이러한 측정으로부터 추출될 수 있는 호흡 기능 파라미터, 예를 들어 호흡 속도, 호흡 길이 및 깊이, 무호흡 길이, 들숨 및 날숨의 시간 등을 포함할 수 있다. 이러한 측정은 실제 호흡 흐름을 감지/측정/모니터링하는 비직접식 측정 또는 직접식 호흡 센서를 사용하여 수행된다.
호흡 흐름 파라미터를 측정하기 위한 몇 가지 알려진 방법 및 장치가 있다. 예를 들어 환기(ventilation) 및 폐 내외부 공기의 이동을 측정하는 폐활량 측정 및 폐기능 시험에서와 같이, 피험자가 마우스피스 안으로 도는 마우스피스로부터 센서를 향해 인위적으로 호흡을 해야 한다.
한편, 환기(ventilation) 및 폐 내외부 공기의 이동을 측정하는 폐활량 측정 및 폐기능 시험에서 비환기 환자의 경우, 환자가 깨어 있고, 인식이 있으며, 협조를 해야 하는 비연속적 모니터링으로만 적용할 수 있다는 한계가 있으며, 장치에 포함된 센서가 호흡 흐름에 위치하도록 피험자의 얼굴에 장착이 필요한 장치의 경우, 센서를 피험자의 콧구멍, 입을 덮는 마스크에 배치해야 하는데 이는 피험자에게 불편하다는 한계가 있다.
또한, 피험자의 얼굴에 장착되는 웨어러블 센서를 포함하는 경우, 센서를 호흡 흐름에 맞추기 위해 피험자의 얼굴에 센서 위치를 정확하게 배치하고 이를 미세하게 조정해야 한다는 점에서 한계를 지닌다.
다른 알려진 방법은 장치에 포함된 센서가 호흡 흐름에 위치하도록 피험자의 얼굴에 장착이 필요한 장치를 포함한다. 그러한 장치의 일 예는 직접식 호기말 이산화탄소 측정기(capnography)다. 다른 예로는 센서가 콧구멍 주위 및 입 근처에 위치되도록, 예를 들어 얼굴/머리에서 피험자에게 장착되는 웨어러블 센서를 포함한다.
한편 호흡 파라미터 측정을 통해 호흡 능력에 문제가 있다고 판단되는 환자는 환자의 상태에 따라 자가 운동 또는 병원에서 의료진의 모니터링 하에 호흡재활을 하게 된다.
원격 재활 훈련 의료기기를 다루는 종래의 한 발명에서는 웨어러블 디바이스를 이용하여 생체 신호를 측정함으로써 가정 기반의 심장 및 호흡 재활 치료를 위한 시스템을 제공하는 기술을 다루고 있다.
호흡재활은 호흡기 질환 환자에 있어서 재활치료를 통해 환자의 호흡질환 증상을 완화시키고 운동능력을 향상시켜 급성 악화를 줄이는 것을 목표로 진행되며, 호흡재활은 개인 맞춤형 운동처방으로 의료진의 모니터링 하에 이뤄지며, 폐기능검사 등으로 평가된다.
통상적으로 많이 시행되는 방법인 외래 호흡재활 치료는 효과를 보기 위해 적어도 1회에 20-30분, 일주일에 3-5회 이상, 최소 6-8주 정도의 기간이 필요하고 그 동안 환자가 계속 방문해야 하는데 이는 교통 및 여러 여건 상 한계가 있기 때문에 실제 치료를 받을 수 있는 환자의 수가 제한적이라는 문제를 지닌다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-2278695호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 착용형 또는 부착형 심전계의 내장 센서를 통해 임피던스 변화를 측정함으로써 호흡 파라미터의 측정을 가능하게 하고, 폐활량계의 기능을 수행하는데 있어 사용자에게 불편함을 주지 않는 웨어러블 기기를 제공하려는 것을 목적으로 한다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스는 대상자의 신체에 부착된 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호를 측정하는 전극 신호 측정부, 상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 심전도 신호를 생성하는 심전도 신호 생성부, 상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 신호를 생성하는 호흡 신호 생성부 및 상기 심전도 신호 및 상기 호흡 신호를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호는 임피던스 신호이되, 상기 호흡 신호 생성부는, 상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 호흡 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 임피던스 신호는 상기 대상자의 호흡 시 상기 대상자의 근육의 수축과 팽창에 따라 변하는 임피던스 변화를 나타내는 것이되, 상기 호흡 신호 생성부는, 소정 시간 간격에 포함된 상기 임피던스 신호의 복수의 변화값들 중 소정 임계값보다 큰 변화값의 횟수를 검출하고, 상기 검출된 횟수에 기초하여 상기 대상자의 호흡수로 결정하는 것이되, 상기 호흡 신호는 상기 호흡수를 포함할 수 있다.
또한, 상기 호흡 신호 생성부는 상기 심전도 신호 및 상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 호흡 신호 생성부는 상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 신호를 생성하되, 상기 호흡 신호 생성부는 상기 심전도 신호에 기초하여 상기 생성된 호흡 신호를 변경할 수 있다.
또한, 상기 호흡 신호 생성부는 상기 심전도 신호에 기초하여 상기 대상자의 측정 오류 이슈가 발생되었다고 판단하는 경우 상기 생성된 호흡 신호를 변경할 수 있다.
또한, 상기 심전도 신호 생성부는, 상기 호흡 신호에 기초하여 상기 생성된 심전도 신호를 변경할 수 있다.
또한, 상기 심전도 신호 생성부는, 상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 심전도 신호 및 상기 대상자의 심장병 관련 신호를 생성하고, 상기 호흡 신호에 기초하여 상기 심장병 관련 신호를 변경할 수 있다.
또한, 상기 출력부는, 상기 심전도 신호와 상기 호흡 신호를 하나의 디스플레이 장치에 동시에 표시할 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 방법은 대상자의 신체에 부착된 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호를 측정하는 단계, 상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 심전도 신호를 생성하는 단계, 상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 신호를 생성하는 단계 및 상기 심전도 신호 및 상기 호흡 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호는 임피던스 신호이되, 상기 호흡 신호를 생성하는 단계는, 상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 호흡 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 임피던스 신호는 상기 대상자의 호흡 시 상기 대상자의 근육의 수축과 팽창에 따라 변하는 임피던스 변화를 나타내는 것이되, 상기 호흡 신호를 생성하는 단계는, 소정 시간 간격에 포함된 상기 임피던스 신호의 복수의 변화값들 중 소정 임계값보다 큰 변화값의 횟수를 검출하고, 상기 검출된 횟수에 기초하여 상기 대상자의 호흡수로 결정하는 것이되, 상기 호흡 신호는 상기 호흡수를 포함할 수 있다.
또한, 상기 호흡 신호를 생성하는 단계는, 상기 심전도 신호 및 상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 출력하는 단계는, 상기 심전도 신호와 상기 호흡 신호를 하나의 디스플레이 장치에 동시에 표시할 수 있다.
또한, 상기 호흡 신호를 생성하는 단계는, 상기 임피던스 신호에 기초하여 대상자의 호흡 신호를 생성하되, 상기 호흡 신호를 생성하는 단계는 상기 심전도 신호에 기초하여 상기 생성된 호흡 신호를 변경할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 착용형 심전계의 내장 센서를 통해 임피던스 변화를 감지함으로써 호흡 흐름 파라미터를 측정하여 사용의 불편함 없이 폐활량계의 기능을 수행하는 웨어러블 기기를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 착용형 심전계를 통해 얻는 연속적인 호흡 파라미터 정보는 의료진이 가정호흡 재활을 진행하는 환자를 용이하게 모니터링할 수 있다.
또한, 착용형 심전계가 측정하는 호흡 정보는 시간에 따른 호흡수의 변화를 그래프로 나타내므로 의료진이 가정호흡 재활을 진행하는 환자를 모니터링할 때, 실시간 뿐만 아니라 정해진 재활 이후의 시간에도 환자의 재활 수행 여부와 그에 따른 효과를 평가할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스에서 임피던스를 측정하는 전극을 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 심전도 신호 및 호흡 정보를 디스플레이 장치에 출력한 결과를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스에서 임피던스를 측정하는 전극을 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 심전도 신호 및 호흡 정보를 디스플레이 장치에 출력한 결과를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 방법에 대한 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원은 호흡 신호 출력 디바이스(10) 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 시스템(1000)의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예 따른 호흡 신호 출력 시스템(1000)은, 본원의 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스(10) 및 디스플레이 장치(30)를 포함할 수 있다. 또한, 호흡 신호 출력 시스템(1000)의 호흡 신호 출력 디바이스(10)는 전극 신호 측정부(110), 심전도 신호 생성부(130), 호흡 신호 생성부(120) 및 출력부(140)를 포함할 수 있다.
본원의 실시예에 관한 설명에서 디스플레이 장치(30)는 대상자의 심장병 관련 정보, 폐활량 정보, 가정호흡재활 정보, 호흡 정보 등 각종 정보를 획득하여 출력하기 위한 장치일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(30)는 호흡 신호 출력 디바이스(10)를 조작하는 대상자가 보유한 장치이거나 호흡 신호 출력 디바이스(10)가 출력하는 정보를 모니터링하는 지위에 있는 관리자가 보유(소유)한 장치 등일 수 있다. 다른 예로, 디스플레이 장치(30)는 호흡 신호 출력 디바이스(10)에 대하여 일체로 마련되어 호흡 신호 출력 디바이스(10)에 대한 대상자 건강 정보를 수신하기 위한 입력 인터페이스, 각종 정보에 대한 출력을 위한 출력 인터페이스를 구비한 사용자 조작 모듈을 지칭하는 것일 수 있다.
호흡 신호 출력 디바이스(10) 및 디스플레이 장치(30) 상호간은 네트워크(20)를 통해 통신할 수 있다. 네트워크(20)는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크(20)의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 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), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스(10)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스(10)는 적어도 둘 이상의 돌출 전극을 포함하는 웨어러블 기기와 적어도 둘 이상의 돌출 전극에 전기적으로 연결되는 접촉 전극을 포함하는 전극 패치로 구성될 수 있다.
웨어러블 기기는 원형, 타원형, 직사각형 형상의 평면형 형태 또는 원통형, 삼각기둥, 형상 등을 비롯한 다면체의 형태로 형성될 수 있으며, 그 사용 목적 및 적용 분야에 알맞게 다양한 형태로 제공될 수 있다. 웨어러블 기기의 형상은 도면에 한정되는 것은 아니며, 전극 패치의 접촉 전극과 접할 수 있도록 돌출전극이 형성될 수 있는 일면을 갖는 형상이라면 모두 적용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 전극 패치는 대상자의 신체에 부착되어 웨어러블 기기와 전기적으로 연결되는 구성으로서, 내부에 배선이 형성된 가요성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 전극 패치는 자유롭게 휘거나 구부러 질 수 있게 되므로, 굴곡을 갖는 신체에 용이하게 부착될 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스(10)의 개략적인 블록도이다.
본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 디바이스(10)는 대상자의 신체에 부착된 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호를 측정하는 전극 신호 측정부(110), 측정된 신호에 기초하여 대상자의 호흡 신호를 생성하는 호흡 신호 생성부(120), 측정된 신호에 기초하여 대상자의 심전도 신호를 생성하는 심전도 신호 생성부(130), 심전도 신호 및 호흡 신호를 출력하는 출력부(140)를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 전극 신호 측정부(110)는 대상자의 신체에 부착된 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호를 측정할 수 있다.
구체적으로, 전극 신호 측정부(110)는 적어도 둘 이상의 전극 사이의 임피던스 신호를 측정할 수 있다.
또한, 흡기 시에는 체액량에 비해 흉부의 가스량이 증가하여 전도도를 감소시키고 흡기 동안 전도 경로의 길이는 증가하게 되어 임피던스를 증가시킬 수 있다. 임피던스의 변화(즉, 호흡 임피던스)는 전류 주입 시 변화하는 전압 성분을 생성하고, 가변 전압 구성 요소를 통해 대상자의 호흡 정보를 결정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 호흡 신호 생성부(120)는 측정된 둘 이상의 전극 사이의 신호에 기초하여 대상자의 호흡 신호를 생성할 수 있다.
구체적으로, 호흡 신호 생성부(120)는 임피던스 신호에 기초하여 호습 신호를 생성할 수 있다. 임피던스 신호는 상대적으로 일정한 값인 베이스라인 임피던스를 기초하여 대상자의 호흡 시 근육의 수축과 팽창에 따라 변하는 임피던스 변화를 나타내는 신호일 수 있다.
또한, 호흡 신호 생성부(120)는 소정 시간 간격에 포함된 임피던스 신호의 복수의 변화값들 중 소정 임계값보다 큰 변화값의 횟수를 검출하고, 검출된 횟수에 기초하여 대상자의 호흡수를 결정함으로써, 호흡 신호에 호흡수를 포함할 수 있다.
구체적으로, 호흡 신호 생성부(120)는 소정의 시간 동안 소정의 주기로 변화된 복수의 임피던스 신호를 측정하여 각 주기에서 측정된 임피던스 신호의 크기가 임계값 이상인 경우, 임계값을 넘은 횟수를 카운팅하고 역으로, 측정된 임피던스 신호의 크기가 임계값 이하인 경우, 횟수를 카운팅하지 않음으로써 호흡수를 결정하고 호흡 신호를 생성할 수 있다.
또한, 호흡 신호 생성부(120)는 심전도 신호 및 임피던스 신호에 기초하여 대상자의 호흡 신호를 생성할 수 있다.
구체적으로, 호흡 신호 생성부(120)는 심전도 신호 및 임피던스 신호에 기초하여 대상자의 호흡 충분지수, 분당 환기수, 호흡수, 일호흡량, 흡기 파라미터, 호기 파라미터, 호흡량 및 호흡기류 중 적어도 하나를 포함하는 호흡 파라미터에 관한 호흡 신호를 생성할 수 있다.
또한, 호흡 신호 생성부(120)는 시간 경과에 따른 심전도 신호 및 임피던스 신호에 기초하여 각각의 호흡 파라미터에 대응하는 호흡 신호를 생성할 수 있다.
또한, 호흡 신호 생성부(120)는 심전도 신호에 기초하여 생성된 호흡 신호를 변경할 수 있다.
구체적으로, 호흡 신호 생성부(120)는 심전도 신호의 간격과 강도에 기초하여 변화량이 큰 호흡 파라미터의 순서에 따라 제1호흡 신호와 제2호흡 신호로 변경할 수 있다.
예를 들어, 불규직한 심장박동, 저심박수 또는 고심박수의 심전도 신호가 측정되는 경우, 변화량이 가장 큰 호흡수를 제1호흡 신호로 변경하고, 다음으로 변화량이 큰 호흡량을 제2호흡 신호로 변경할 수 있다.
또한, 호흡 신호 생성부(120)는 심전도 신호에 기초하여 대상자의 측정 오류 이슈가 발생되었다고 판단하는 경우 생성된 호흡 신호를 변경할 수 있다.
예를 들어, 호흡 신호 생성부(120)는 불규직한 심장박동, 저심박수 또는 고심박수의 심전도 신호가 측정되는 경우 생성된 호흡 신호를 재측정을 요청하는 호흡 신호로 변경할 수 있다.
본원에 일 실시예에 따르면, 심전도 신호 생성부(130)는 측정된 둘 이상의 전극 사이의 신호에 기초하여 대상자의 심전도 신호를 생성할 수 있다.
구체적으로, 심전도 신호 생성부(130)는 미리 설정된 시간 동안 둘 이상의 전극으로부터 측정되는 임피던스 변화에 따른 전압 값의 변화를 기초하여 대상자의 심전도 신호를 생성할 수 있다.
또한, 획득된 심전도 신호의 파형 중 임계 범위에 속하는 신호가 미리 설정된 시간 동안 발생되는 파형이 존재하면, 해당 파형에 대응하는 신호, 즉 기 설정된 특징 조건을 충족하는 파형에 대응하는 신호를 비정상 심전도 신호일 가능성이 있는 비정상 의심 심전도 신호로 판단할 수 있다.
또한, 심전도 신호 생성부(130)는 호흡 신호에 기초하여 생성된 심전도 신호를 변경할 수 있다.
구체적으로, 심전도 신호 생성부(130)는 호흡 신호에 포함된 각각의 파라미터에 기초하여 정상 심전도 신호인 제1심전도 신호와 비정상 심전도 신호인 제2심전도 신호로 변경할 수 있다.
예를 들어, 각각의 호흡 파라미터가 미리 설정된 범위 내에 측정되는 호흡 신호의 경우 심전도 신호를 정상 심전도 신호인 제1심전도 신호로 변경하고, 각각의 호흡 파라미터가 미리 설정된 범위를 벗어나는 호흡 신호가 측정되는 경우 심전도 신호를 비정상 심전도 신호인 제2심전도 신호로 변경할 수 있다.
또한, 심전도 신호 생성부(130)는 측정된 신호에 기초하여 대상자의 심전도 신호 및 대상자의 심장병 관련 신호를 생성하고, 호흡 신호에 기초하여 심장병 관련 신호를 변경할 수 있다.
구체적으로, 심전도 신호 생성부(130)는 호흡 신호 출력 디바이스(10)로부터 획득된 심전도 신호 중 제1 전압 값 이상 제2 전압 값 이하인 전기신호가 미리 설정된 시간 동안 발생되면, 해당 신호를 비정상 의심 심전도 신호로 판단하여 심장병 관련 신호를 생성할 수 있다.
또한, 비정상 의심 심전도 신호로 1차 판단된 이후, 심전도 신호 생성부(130)는 데이터베이스(미도시)에 기 저장된 복수의 호흡 신호 데이터와 복수의 비정상 심전도 신호의 파형 데이터 및 비정상 의심 심전도 신호의 파형 데이터 간의 유사도 비교를 기반으로, 비정상 의심 심전도 신호가 비정상 심전도 신호인지 2차 판단할 수 있다. 심전도 신호 생성부(130)는 2차 판단 결과와 호흡 신호를 기초하여 심장병 관련 신호를 변경할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 출력부(140)는 심전도 신호 및 호흡 신호를 출력할 수 있다.
구체적으로, 출력부(140)는 호흡 신호 출력 디바이스(10)를 조작하는 대상자가 보유한 장치 또는 호흡 신호 출력 디바이스(10)가 출력하는 정보를 모니터링하는 관리자가 보유한 디스플레이 장치(30)에 심전도 신호 및 호흡 신호를 출력할 수 있다.
또한, 출력부(140)는 심전도 신호와 호흡 신호를 하나의 디스플레이 장치(30)에 동시에 표시할 수 있다.
이와 관련하여, 도 5는 본원의 일 실시예에 따른 심전도 신호 및 호흡 정보를 디스플레이 장치(30)에 출력한 결과를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 예를 들어, 출력부(140)는 호흡 신호 출력 디바이스(10)를 통해 측정된 심전도 신호 및 연속적인 호흡수 정보를 출력할 수 있다.
구체적으로, 출력부(140)는 심전도 변화 및 호흡 신호에 포함된 각각의 호흡 파라미터를 디스플레이 장치(30)에 출력할 수 있다.
또한 도 5의 (b)를 참조하면, 출력부(140)는 호흡 신호 출력 디바이스(10)를 통해 측정된 시간에 따른 호흡수의 변화를 출력할 수 있다.
구체적으로, 출력부(140)는 시간에 따른 호흡 신호에 포함된 각각의 호흡 파라미터의 변화를 디스플레이 장치(30)에 출력할 수 있다.
또한, 출력부(140)는 사용자 입력에 의해 소정의 값으로 설정된 각각의 호흡 파라미터에 대하여 설정값 이상이거나 미만인 호흡 파라미터가 용이하게 식별되도록 다른 호흡 파라미터보다 우선하여 디스플레이 장치(30)에 출력할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하여, 사용자는 건강 이상 신호 구간을 설정할 수 있을 뿐 아니라, 한 화면에 디스플레이된 심전도 신호 및 호흡 신호를 기준으로 참고하여 보다 정확히 환자를 모니터링 할 수 있다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 6에 도시된 호흡 신호 출력 방법은 앞서 설명된 호흡 신호 출력 디바이스(10)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 호흡 신호 출력 디바이스(10)에 대하여 설명된 내용은 호흡 신호 출력 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 단계 S601에서 전극 신호 측정부(110)는 대상자의 신체에 부착된 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호를 측정할 수 있다.
다음으로, 단계 S602에서 호흡 신호 생성부(120)는 측정된 신호에 기초하여 대상자의 호흡 신호를 생성할 수 있다.
다음으로, 단계 S603에서 심전도 신호 생성부(130)는 측정된 신호에 기초하여 대상자의 심전도 신호를 생성할 수 있다.
다음으로, 단계 S604에서 출력부(140)는 심전도 신호 및 호흡 신호를 출력할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S601 내지 S604는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본원이 일 실시예에 따른 호흡 신호 출력 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 전술한 호흡 신호 출력 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1000: 호흡 신호 출력 시스템
10: 호흡 신호 출력 디바이스
20: 네트워크
30: 디스플레이 장치
110: 전극 신호 측정부
120: 호흡 신호 생성부
130: 심전도 신호 생성부
140: 출력부
10: 호흡 신호 출력 디바이스
20: 네트워크
30: 디스플레이 장치
110: 전극 신호 측정부
120: 호흡 신호 생성부
130: 심전도 신호 생성부
140: 출력부
Claims (17)
- 심전도 신호와 함께 호흡 신호를 출력하는 장치에 있어서,
대상자의 신체에 부착된 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호를 측정하는 전극 신호 측정부;
상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 신호를 생성하는 호흡 신호 생성부;
상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 심전도 신호를 생성하는 심전도 신호 생성부; 및
상기 심전도 신호 및 상기 호흡 신호를 출력하는 출력부를 포함하고,
상기 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호는 임피던스 신호이되,
상기 호흡 신호 생성부는,
상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 호흡 신호를 생성하고,
상기 호흡 신호 생성부는,
상기 심전도 신호 및 상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 충분지수, 분당 환기수, 호흡수, 일호흡량, 흡기 파라미터, 호기 파라미터, 호흡량 및 호흡기류를 포함하는 호흡 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 상기 호흡 신호를 생성하고,
상기 호흡 신호 생성부는,
상기 심전도 신호 및 상기 임피던스 신호의 간격 및 강도를 기초하여 상기 호흡 파라미터 각각의 변화량 크기에 따라 상기 호흡 신호의 순서를 변경하는 것인, 호흡 신호 출력 디바이스. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 임피던스 신호는 상기 대상자의 호흡 시 상기 대상자의 근육의 수축과 팽창에 따라 변하는 임피던스 변화를 나타내는 것이되,
상기 호흡 신호 생성부는,
소정 시간 간격에 포함된 상기 임피던스 신호의 복수의 변화값들 중 소정 임계값보다 큰 변화값의 횟수를 검출하고, 상기 검출된 횟수에 기초하여 상기 대상자의 호흡수로 결정하는 것이되,
상기 호흡 신호는 상기 호흡수를 포함하는 것인, 호흡 신호 출력 디바이스. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 호흡 신호 생성부는 상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 신호를 생성하되,
상기 호흡 신호 생성부는 상기 심전도 신호에 기초하여 상기 생성된 호흡 신호를 변경하는 것인, 호흡 신호 출력 디바이스. - 제5항에 있어서,
상기 호흡 신호 생성부는 상기 심전도 신호에 기초하여 상기 대상자의 측정 오류 이슈가 발생되었다고 판단하는 경우 상기 생성된 호흡 신호를 변경하는 것인, 호흡 신호 출력 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 심전도 신호 생성부는, 상기 호흡 신호에 기초하여 상기 생성된 심전도 신호를 변경하는 것인, 호흡 신호 출력 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 심전도 신호 생성부는, 상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 심전도 신호 및 상기 대상자의 심장병 관련 신호를 생성하고, 상기 호흡 신호에 기초하여 상기 심장병 관련 신호를 변경하는 것인, 호흡 신호 출력 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 출력부는,
상기 심전도 신호와 상기 호흡 신호를 하나의 디스플레이 장치에 동시에 표시하는 것인, 호흡 신호 출력 디바이스. - 호흡 신호 출력 디바이스에 의해 수행되는 심전도 신호와 함께 호흡 신호를 출력하는 방법에 있어서,
대상자의 신체에 부착된 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호를 측정하는 단계;
상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 신호를 생성하는 단계;
상기 측정된 신호에 기초하여 상기 대상자의 심전도 신호를 생성하는 단계; 및
상기 심전도 신호 및 상기 호흡 신호를 출력하는 단계를 포함하고,
상기 적어도 둘 이상의 전극 사이의 신호는 임피던스 신호이되,
상기 대상자의 호흡 신호를 생성하는 단계는,
상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 호흡 신호를 생성하고,
상기 대상자의 호흡 신호를 생성하는 단계는,
상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 호흡 신호를 생성하고,
상기 대상자의 호흡 신호를 생성하는 단계는,
상기 심전도 신호 및 상기 임피던스 신호에 기초하여 상기 대상자의 호흡 충분지수, 분당 환기수, 호흡수, 일호흡량, 흡기 파라미터, 호기 파라미터, 호흡량 및 호흡기류를 포함하는 호흡 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 상기 호흡 신호를 생성하고,
상기 대상자의 호흡 신호를 생성하는 단계는,
상기 심전도 신호 및 상기 임피던스 신호의 간격 및 강도를 기초하여 상기 호흡 파라미터 각각의 변화량 크기에 따라 상기 호흡 신호의 순서를 변경하는 것인, 호흡 신호 출력 방법. - 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 임피던스 신호는 상기 대상자의 호흡 시 상기 대상자의 근육의 수축과 팽창에 따라 변하는 임피던스 변화를 나타내는 것이되,
상기 호흡 신호를 생성하는 단계는, 소정 시간 간격에 포함된 상기 임피던스 신호의 복수의 변화값들 중 소정 임계값보다 큰 변화값의 횟수를 검출하고, 상기 검출된 횟수에 기초하여 상기 대상자의 호흡수로 결정하는 것이되,
상기 호흡 신호는 상기 호흡수를 포함하는 것인, 호흡 신호 출력 방법. - 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 출력하는 단계는,
상기 심전도 신호와 상기 호흡 신호를 하나의 디스플레이 장치에 동시에 표시하는 것인, 호흡 신호 출력 방법. - 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 심전도 신호를 생성하는 단계는, 상기 호흡 신호에 기초하여 상기 생성된 심전도 신호를 변경하는 것인, 호흡 신호 출력 방법. - 제12항, 제14항 및 제16항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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