KR20030070479A - 심장박동 감시 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 심장박동 감시 시스템에 관한 것으로서, 일상생활 중 심장박동을 감시하여 심전도 파형인 QRS군에서 R파형을 감지하여 심장수축 사이의 간격을 매회 비교하여 심박수를 계산하고 부정맥인 빈맥 및 서맥과 정상 심박수 내에서도 발생하는 기외수축을 정확하게 인식하여 경고함으로써 위험한 상황을 미연에 방지할 수 있어 일상생활의 예방중심으로 건강관리를 할 수 있는 이점이 있다.

Description

심장박동 감시 시스템{SYSTEM FOR WATCHING HEARTBEAT}

본 발명은 심장박동 감시 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일상생활 중 심장박동을 감시하여 심전도 파형인 QRS군에서 R파형을 감지하여 심장수축 사이의 간격을 매회 비교하여 심박수를 계산하고 부정맥인 빈맥 및 서맥과 정상 심박수 내에서도 발생하는 기외수축을 인식하여 경고할 뿐만 아니라 칼로리 소비량을 측정하고 서버로 측정된 데이터들을 전송하여 전문가들의 진단을 받을 수 있도록 한 심장박동 감시 시스템에 관한 것이다.

심장은 다른 장기와는 달리 자동능이 있어 심장내에서 전기자극을 만들고 이 전기자극이 심장근육에 전달되어 수축 및 확장함으로 우리 몸에 골고루 신선한 혈액을 공급한다. 심장내에서 전기자극을 만들고 전달하는 부위를 자극전도계라고 하는데 정상인에서는 자극전도계 중 동결절에서 1분에 60∼100 회의 전기자극을 만들어 심장근육에 전달함으로 심장을 박동하게 하고 말초동맥에서는 맥박으로 만져지게 된다.

부정맥이란 자극형성이나 자극전도에 이상이 있어 발생하는 것으로써 맥박이 느리거나 빠르거나 정상일 수도 있으며, 규칙적이기도 하고 불규칙하기도 한다.

부정맥은 건강한 사람에서도 흔히 발생하고 연령이 증가함에 따라 더욱 흔하여 증상을 일으키거나 돌연 심장사를 일으키기도 한다.

이와 같은 부정맥은 발생부위에 따라 심실상성부정맥과 심실성부정맥으로구분하며, 맥박수에 따라 빈맥과 서맥으로 구분한다. 빈맥성 부정맥중 심실상부에서발생하는 심실상성부정맥으로는 심방조기수축, 발작성 심실상성 빈맥, 심방조동, 심방세동 등이 있으며, 심실에서 발생하는 심실성부정맥으로는 심실조기수축, 심실빈맥, 심실세동 등이 있다.

정상인에는 하나밖에 없는 방실전도로가 두 개 이상 있는 조기흥분증후군에서는 발작성 심실상성 빈맥이나 심방세동 같은 빈맥이 자주 발생하고, 서맥성 부정맥으로는 동결절이 기능을 잃어버려 맥박수가 느려지는 동기능부전증후군과 방실전도에 이상이 있는 방실전도장애가 가장 흔하다.

이러한 부정맥이나 기외수축이 발생하게 될 경우 심장기능에 영향이 없고 증상이 없어 치료할 필요가 없는 경우도 있으나, 심장기능을 잃게 하여 적절한 응급처치를 하지 않으면 즉시 사망하는 경우도 있다.

따라서, 이와 같은 부정맥을 진단하기 위해서는 심전도검사, 활동중심전도(홀터기록), 운동부하심전도, 심전기생리학검사 등을 실시하여 진단한다.

그러나, 이러한 장비를 통해 부정맥을 진단하는 경우에는 일단 부정맥 증상을 경험하거나 위험한 상황을 경험한 이후에 병원을 찾아 검사를 하게 된다.

즉, 일상생활에서 평상시에 자신의 심장박동에 대해 감시하고 부정맥 등 기외수축이 발생할 경우 이를 경고하여 일상생활에서 위험한 상황이 발생하기 전에 심장의 상태를 미리 알려줌으로써 예방중심으로 건강관리를 수행할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 위와 같이 병원에서 진찰용으로 사용하는 부정맥 진단장비를 항상 가정에서 소유하고 측정할 수도 없으며 휴대할 수도 없는 문제점이 있다.

한편, 개인의 정신적 육체적인 활동으로 인한 소모 칼로리를 측정하기 위한 방법으로는 직접적 방식과 간접적 방식으로 나누어진다.

직접적 방식으로는 일정온도의 방에서 인체가 생산해내는 열의 양으로 칼로리 소비량을 측정하는 방식이고, 간접적 방식으로는 들이마시고 내쉬는 호흡시의 가스를 크로마토그래피로 분석하여 계산하는 방식으로 들이 마실때의 산소량과 내쉴때의 이산화탄소량을 이용해 에너지 소비량을 계산하는 방식이다. 이방식의 경우 객관적 데이터를 제시해주지만 상대적으로 커다란 장비와 많은 비용을 필요로 하기 때문에 일상생활에서 사용하기는 힘들다는 문제점이 있다.

보다 간편한 측정방법으로는 일반적인 심장박동수에 근거해 에너지 소비량을 측정하는 방법이 있다.

심박수와 에너지 소비량은 심박수가 늘어날 수도록 에너지의 소비가 늘어나는 일정한 상관관계를 보인다. 그러나 이것은 개인적인 특성, 나이, 건강상태, 체중 성, 체구성, 심혈관계와 호흡기계의 상태, 주변온도, 질병의 유무 등에 따라 차이가 날 수 있기 때문에 이러한 방법으로의 측정은 절대적으로 정확하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 일상생활 중 심장박동을 감시하여 심전도 파형인 QRS군에서 R파형을 감지하여 심장수축 사이의 간격을 매회 비교하여 심박수를 계산하고 부정맥인 빈맥 및 서맥과 정상 심박수 내에서도 발생하는 기외수축을 인식하여 경고할 수 있도록 한 심장박동 감시 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 신체적 정신적 부하에 대한 개인 고유의 심박수 변환의 상관정도에 따라 칼로리 소비량을 측정함과 동시에 측정된 에너지 소비량에 따라 지방 분해량을 계산할 수 있도록 한 심장박동 감시 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 심장박동의 감시데이터 및 계산된 소비칼로리를 원격의 서버로 전송하여 전문가의 진단을 받을 수 있도록 한 심장박동 감시 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 심장박동 감시 시스템을 간략하게 나타낸 블록구성도이다.

도 2는 본 발명에 의한 심장박동 감시 시스템을 구체적으로 나타낸 블록구성도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 감지부 15 : 가슴벨트

20 : 측정장치 30 : 데이터처리 컴퓨터

40 : 인터넷 50 : 진단서버

210 : 키입력부 220 : 수신부

230 : 데이터 저장부 240 : 제어부

250 : 디스플레이부 260 : 알람발생부

270 : 통신부

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 가슴에 착용하여 심전도 파형인 QRS군에서 R파형을 감지하는 무선주파수로 전송하는 감지부와, 감지부와 무선통신으로 감지된 R파형을 수신받아 심박수 및 부정맥과 소비 칼로리량을 계산하는 측정장치와, 측정장치와 무선으로 연결되어 측정장치에서 측정한 처리 결과를 누적하여 변화 추이를 기록 처리하며 원격지의 진단서버로 송신하여 전문가의 진단을 받을 수 있도록 하는 데이터처리 컴퓨터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 감지부는 가슴에 착용할 수 있도록 가슴벨트로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 측정장치는 신체적 정신적 부하에 대한 개인의 심박수 패턴과 부정맥의 판단을 위한 정보를 저장할 뿐만 아니라 측정된 부정맥 상태와 소모 칼로리량을저장하는 데이터 저장부와, 감지부에서 전송한 R파형을 수신하여 타이밍 신호를 추출하는 수신부와, 수신부에서 추출된 R파형의 타이밍 신호를 통해 심박수를 계산하고 데이터 저장부에 저장된 설정값에 의해 부정맥 발생횟수를 카운트할 뿐만 아니라 소모 칼로리를 계산하는 제어부와, 제어부를 통해 설정값을 입력하고 개인 심박수 패턴 등을 측정하기 위해 조작하는 키입력부와, 제어부에서 계산된 심박수와 부정맥과 소모 칼로리 및 각종 작동상태를 표시하기 위한 디스플레이부와, 제어부에서 계산된 심박수에 이상이 발생할 경우 경보하기 위한 알람발생부와, 제어부에서 데이터 저장부에 저장된 처리 결과를 송신하기 위한 통신부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 측정장치는 손목에 착용할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 통신부는 적외선 통신을 통해 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 한다.

위와 같이 이루어진 본 발명은 개인의 심박수 패턴을 미리 테스트하여 데이터 저장부에 저장한 후 가슴에 착용한 감지부에서 심전도 파형인 QRS군에서 R파형을 감지하여 R-R펄스 간격을 통해 심박수 및 소모 칼로리량을 계산하여 표시할 뿐만 아니라 미리 설정된 부정맥 위험 상황이 발생할 경우 알람발생부를 통해 경보하여 미리 위험한 상황을 예방할 수 있으며, 측정된 데이터들을 원격지의 서버로 전송함으로써 진단서버에서 전문가의 정확한 진단을 받을 수 있도록 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 심장박동 감시 시스템을 간략하게 나타낸 블록구성도이다.

여기에 도시된 바와 같이 가슴에 가슴벨트(15)를 하여 착용함으로써 심장박동을 감시하여 심전도 파형인 QRS군에서 R파형을 감지하는 무선주파수로 전송하는 감지부(10)를 설치한다.

그리고, 감지부(10)와 무선주파수를 통해 무선통신으로 감지된 R파형을 수신받아 심박수 및 부정맥과 소비 칼로리량을 계산하는 측정장치를 일상생활에서 심장박동의 상태를 확인할 수 있도록 휴대하기 용이하도록 손목에 착용한다.

또한, 손목에 착용한 측정장치(20)와 적외선 통신을 통해 측정장치(20)에서 측정된 측정결과를 누적 저장하여 심장박동의 변화 추이를 기록 처리할 뿐만 아니라 인터넷(40)을 통해 원격지의 진단서버(50)로 송신하여 전문가의 진단을 받을 수 있도록 하는 데이터처리 컴퓨터(30)가 설치된다.

따라서, 가슴에 착용한 가슴벨트(15)의 감지부(10)에서 심전도 파형은 R파형을 감지하여 측정장치(20)로 무선전송하면 측정장치(20)에서 R파형의 타이밍 신호를 추출하여 심박수를 계산하고 매 펄스마다의 간격 등을 비교하여 부정맥을 판단하여 일정횟수 이상 반복하여 발생할 경우 알람을 발생시켜 경고할 뿐만 아니라 심박수의 변화에 따라 소비 칼로리량을 계산하여 측정장치에 표시한다.

또한, 측정장치(20)에서 적외선 통신으로 데이터처리 컴퓨터(30)로 측정된결과를 송신하여 누적된 측정결과를 통해 추이변화를 보여주며 인터넷(40)을 통해 원격지의 진단서버(50)로 데이터를 전송하여 전문가의 진단을 받을 수 있도록 한다.

이때 R파형을 통해 심박수 및 부정맥을 계산하는 방식은 러시아의 유마토브에 의한 특허 RF 1,814,538호에 개시되어 있는 방법을 사용하여 계산한다.

도 2는 본 발명에 의한 심장박동 감시 시스템을 구체적으로 나타낸 블록구성도이다.

여기에 도시된 바와 같이 심장박동을 감시하여 심전도 파형인 QRS군에서 R파형을 감지하는 무선주파수로 전송하는 감지부(10)와, 신체적 정신적 부하에 대한 개인의 심박수 패턴과 부정맥의 판단을 위한 정보를 저장할 뿐만 아니라 측정된 부정맥 상태와 소모 칼로리량을 저장하는 데이터 저장부(230)와, 감지부(10)에서 전송한 R파형을 수신하여 타이밍 신호를 추출하는 수신부(220)와, 수신부(220)에서 추출된 R파형의 타이밍 신호를 통해 심박수를 계산하고 데이터 저장부(230)에 저장된 설정값에 의해 부정맥 발생횟수를 카운트할 뿐만 아니라 소모 칼로리를 계산하는 제어부(240)와, 제어부(240)를 통해 설정값을 입력하고 개인 심박수 패턴 등을 측정하기 위해 조작하는 키입력부(210)와, 제어부(240)에서 계산된 심박수와 부정맥과 소모 칼로리 및 각종 작동상태를 표시하기 위한 디스플레이부(250)와, 제어부(240)에서 계산된 심박수에 이상이 발생할 경우 경보하기 위한 알람발생부(260)와, 제어부(240)에서 데이터 저장부(230)에 저장된 처리 결과를 송신하기 위한 통신부(270)와, 통신부(270)를 통해 수신된 처리 결과를 누적하여 변화 추이를 기록 처리하며 인터넷(40)을 통해 원격지의 진단서버(50)로 송신하여 전문가의 진단을 받을 수 있도록 하는 데이터처리 컴퓨터(30)로 이루어진다.

이때 데이터처리 컴퓨터(30)는 개인용 컴퓨터나 개인용 휴대 단말기인 PDA 등으로 구성할 수 있다.

위와 같이 이루어진 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 개인의 신체적 정신적 부하에 대한 개인 고유의 심박수 변화 패턴을 저장하기 위해 키입력부(210)를 통해 테스트 모드를 설정하여 약한 운동, 중간운동, 강한 운동을 30초 이상 하면서 평균 심박수를 측정하여 일정한 운동량에 따른 심박수의 변화를 측정하여 데이터 저장부(230)에 저장하여 개인 고유의 심박스 변화 패턴을 설정하게 된다.

즉, 위와 같은 운동부하에 따라 심박수의 변화패턴을 저장한 후 칼로리 소비량을 계산하게 된다. 즉, 휴식상태에서의 심박수를 통해 칼로리 소비량을 측정할 때 하루 2,500kcal를 소비하게 되고, 약한 운동의 심박수를 통해 하루 3,000kcal, 중간 운동의 심박수를 통해 하루 4,000kcal, 강한 운동의 심박수를 통해 하루 5,000kcal에 상응하는 칼로리를 소비하는 것을 계산하게 된다.

위와같이 개인의 심박수 변화 패턴에 따라 시간에 따른 심박수의 변화를 통해 하루에 소비되는 칼로리량을 계산할 수 있도록 기본 데이터를 실제 개인의 운동량과 심박수의 변화를 테스트하여 데이터 저장부(230)에 저장함으로써 이후에 심박수를 측정함으로써 칼로리 소비량을 계산하도록 한다.

이후 가슴에 착용한 가슴벨트에 장착된 감지부(10)를 통해 심장의 박동상태를 감지하여 심전도 파형인 QRS군에서 R파형을 감지하여 손목에 착용된 수신부(220)로 무선주파수를 통해 전송하면 수신부(220)에서 전송된 R파형을 수신받아 R파형의 타이밍 신호를 추출한다.

그러면 제어부(240)에서 추출된 R파형의 타이밍 신호를 통해 R-R펄스 간격, 평균 심박수, 부정맥의 발생횟수를 카운트하고 데이터 저장부(230)에 저장된 심박수의 개인 패턴에 따라 칼로리 소모량을 계산한다.

심박수는 R-R펄스 간격을 통해 심장수축 사이의 간격을 매 회 감지하여 측정함으로써 기외수축이 발생되는 시점을 측정할 수 있게 된다. 또한, 빈맥과 서맥의 부정맥 또한 감지하게 된다.

이와 같이 계산된 심박수 및 칼로리 소모량을 디스플레이부(250)를 통해 표시하여 개인이 확인할 수 있도록 한다. 또한, 부정맥의 발생할 경우 카운트한 값이 일정한 값을 넘을 경우 알람발생부(260)를 통해 경고함으로써 위험한 상황에 처하지 않고 미리 건강을 관리하거나 정밀 진단을 받을 수 있도록 한다.

한편, 심장박동에 위험한 상황이 발생할 경우에는 즉시 알람발생부(260)를 작동시켜 심장의 이상을 즉시 알림으로써 응급조치를 취할 수 있도록 한다.

그리고, 이와 같이 측정된 결과는 통신부(270)를 통해 적외선 통신을 통해 데이터처리 컴퓨터(30)로 전송함으로써 데이터처리 컴퓨터(30)에서 측정된 결과를 저장함으로써 운동강도 및 심장의 박동 상태 추이를 보여주게 된다. 또한, 인터넷(40)을 통해 원격지의 진단서버(50)로 측정된 결과를 전송함으로써 진단서버(50)에 접속된 전문가에 의해 정확한 진단을 받을 수 있도록 한다.

데이터처리 컴퓨터(30)를 휴대하면서 무선인터넷을 통해 진단서버(50) 등에 데이터를 전송하도록 연결될 경우에는 개인이 심장에 위험한 상황이 발생할 경우에는 즉시 병원이나 응급의료기간에 통보함으로써 구급차의 출동 등을 명령함으로써 위험한 상황에서 구조될 수 있도록 할 수도 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 일상생활 중 심장박동을 감시하여 심전도 파형인 QRS군에서 R파형을 감지하여 심장수축 사이의 간격을 매회 비교하여 심박수를 계산하고 부정맥인 빈맥 및 서맥과 정상 심박수 내에서도 발생하는 기외수축을 정확하게 인식하여 경고함으로써 위험한 상황을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 개인적 특성, 나이, 건강상태, 체중, 성, 체구성, 심혈관계와 호흡기계의 상태, 주변온도, 질병의 유무등에 대한 개인의 신체적 정신적 부하에 대한 개인 고유의 심박수 변환의 상관관계를 미리 측정하여 저장한 후 측정되는 심박수를 통해 칼로리 소모량을 측정함으로써 개인에 따라 정확한 칼로리 소모량을 측정할 뿐만 아니라 측정된 칼로리 소모량에 따라 지방 분해량을 계산할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 목적은 심장박동의 감시데이터 및 계산된 칼로리 소모량을 원격의 서버로 전송하여 전문가의 진단을 받을 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 가슴에 착용하여 심전도 파형인 QRS군에서 R파형을 감지하는 무선주파수로 전송하는 감지부와,

   상기 감지부와 무선통신으로 감지된 R파형을 수신받아 심박수 및 부정맥과 소비 칼로리량을 계산하는 측정장치와,

   상기 측정장치와 무선으로 연결되어 측정장치에서 측정한 처리 결과를 누적하여 변화 추이를 기록 처리하며 원격지의 진단서버로 송신하여 전문가의 진단을 받을 수 있도록 하는 데이터처리 컴퓨터

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 심장박동 감시 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 감지부는 가슴에 착용할 수 있도록 가슴벨트로 형성된 것을 특징으로 하는 심장박동 감시 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 측정장치는

   신체적 정신적 부하에 대한 개인의 심박수 패턴과 부정맥의 판단을 위한 정보를 저장할 뿐만 아니라 측정된 부정맥 상태와 소모 칼로리량을 저장하는 데이터 저장부와,

   상기 감지부에서 전송한 R파형을 수신하여 타이밍 신호를 추출하는 수신부와,

   상기 수신부에서 추출된 R파형의 타이밍 신호를 통해 심박수를 계산하고 데이터 상기 저장부에 저장된 설정값에 의해 부정맥 발생횟수를 카운트할 뿐만 아니라 소모 칼로리를 계산하는 제어부와,

   상기 제어부를 통해 설정값을 입력하고 개인 심박수 패턴 등을 측정하기 위해 조작하는 키입력부와,

   상기 제어부에서 계산된 심박수와 부정맥과 소모 칼로리 및 각종 작동상태를 표시하기 위한 디스플레이부와,

   상기 제어부에서 계산된 심박수에 이상이 발생할 경우 경보하기 위한 알람발생부와,

   상기 제어부에서 상기 데이터 저장부에 저장된 처리 결과를 송신하기 위한 통신부

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 심장박동 감시 시스템.
4. 제 3항에 있어서, 상기 통신부는 적외선 통신을 통해 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 심장박동 감시 시스템.
5. 제 1항에 있어서, 상기 측정장치는 손목에 착용할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 심장박동 감시 시스템.
6. 제 1항에 있어서, 상기 데이터처리 컴퓨터는 개인용 컴퓨터나 PDA인 것을 특징으로 하는 심장박동 감시 시스템.