KR200437091Y1 - 플라스틱 광섬유를 이용한 원격 환자감시 시스템 및 이에이용되는 환자감시용 매트 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 환자가 매트 위에서 취침할 때 매트에 가해지는 환자의 움직임이나 호흡을 플라스틱 광섬유가 감지하여 환자의 위급 상황을 인지시키는 환자 원격감지 시스템 및 환자 감시용 매트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 구성은 발광부(10)와, 상기 발광부(10)로부터 광신호가 입사되어 통과되는 플라스틱 광섬유(30)가 내장된 매트(20)와, 상기 플라스틱 광섬유(30)에 입사되어 진행된 광신호를 수신하는 수광소자(40)와, 상기 수광소자(40)에서 전송되는 감지신호를 전기신호로 변환시키는 신호처리기(50)와, 상기 신호처리기(50)에서 발생되는 전기신호를 전송하는 통신모듈(60)과, 상기 통신모듈(60)에서 전송된 신호를 수신하여 환자의 상태를 인지시키는 원격신호장치(70)를 포함하여 구성되되, 상기 플라스틱 광섬유(30)는 상기 매트(20)의 내부에 서로 교차되는 방향으로 배치되어 교차부(32)를 형성하며, 상기 교차부(32)에서 환자의 움직임을 다른 부분보다 상대적으로 민감하게 감지하도록 된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 효과는 환자가 매트 위에서 취침할 때 환자의 위급 상황이 아닌 경우와 위급 상황시의 움직임이나 호흡을 선별하여 정확하게 감지함으로써, 환자의 위급 상황을 원격지에서 정확하게 인지하여 대처할 수 있다는 것이다.

환자, 움직임, 호흡, 원격, 감지, 플라스틱 광섬유, 교차부, 광전력 손실량

Description

플라스틱 광섬유를 이용한 원격 환자감시 시스템 및 이에 이용되는 환자감시용 매트{Patient favoring system utilizing plastic optical fiber and patient favoring mat thereof}

도 1은 본 고안에 의한 플라스틱 광섬유를 이용한 환자감시 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면

도 2는 본 고안에 의한 플라스틱 광섬유를 이용한 환자감시용 매트의 내부 구성을 보여주는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 발광부 20. 매트

30. 플라스틱 광섬유 32. 교차부

본 고안은 플라스틱 광섬유를 이용한 환자감시 시스템 및 이에 이용되는 환자감시용 매트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환자가 매트 위에서 취침할 때 매트에 가해지는 환자의 움직임과 호흡을 정확하게 감지하여 환자의 위급 상황을 원격지에서 인지할 수 있도록 하는 플라스틱 광섬유를 이용한 환자감시 시스템 및 환자감시용 매트에 관한 것이다.

일반적으로, 침상에 누워서 생활하는 환자는 스스로 자신의 몸을 돌보지 못하는 경우가 많기 때문에, 다른 사람이 간호해야 한다. 또한, 간호하는 사람이 환자의 옆에 상존하지 못하는 경우에는 별도의 환자 감시 시스템을 구비하여야 한다.

따라서, 일반 센서나 유리 광섬유 센서를 채용한 환자 감지 시스템이 제공되어, 침상에 누워서 생활하는 환자 옆에 항상 사람이 상존하지 않는 경우라 하더라도 유사시에도 환자의 상태를 감시할 수 있도록 하고 있다.

그런데, 지금까지의 일반 센서나 유리광섬유 센서는 환자의 일정한 움직임만을 관찰하거나 불특정의 진동 및 압력 등을 감지하는데 사용되어 온 것으로, 환자의 움직임이나 호흡을 선별적으로 감지하기 어렵고, 주변 잡음의 영향이 크기 때문에, 환자 상태의 정확한 감지가 이루어지지 못하는 단점이 있다.

결국, 종래 일반 센서나 유리 광섬유 센서를 이용하는 방법은 이러한 이유로 인해 환자 원격 감지 시스템에는 적용하기 어려운 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 바와 같은 제반 문제점을 해소하고자 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 환자가 매트 위에서 취침할 때 주변 잡음이나 다른 움직임 등에 영 향을 받지 않고 위급 상황시의 환자의 움직임과 호흡을 정확하게 감지하여 발생함으로써, 환자의 위급 상황을 원격지에서 정확하게 인식하여 대처할 수 있도록 된 플라스틱 광섬유를 이용한 환자감시 시스템 및 환자감시용 매트를 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적을 구현하기 위한 본 고안에 따르면, 발광부(10)와, 상기 발광부(10)로부터 광신호가 입사되어 통과되는 플라스틱 광섬유(30)가 내장된 매트(20)와, 상기 플라스틱 광섬유(30)에 입사되어 진행된 광신호를 수신하는 수광소자(40)와, 상기 수광소자(40)에서 전송되는 감지신호를 전기신호로 변환시키는 신호처리기(50)와, 상기 신호처리기(50)에서 발생되는 전기신호를 전송하는 통신모듈(60)과, 상기 통신모듈(60)에서 전송된 신호를 수신하여 환자의 상태를 인지시키는 원격신호장치(70)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유(30)를 이용한 환자감시 시스템이 제공된다.

상기 플라스틱 광섬유(30)는 상기 매트(20)의 내부에 서로 교차되는 방향으로 배치되어 교차부(32)를 형성하며, 상기 교차부(32)에서 환자의 움직임을 다른 부분보다 상대적으로 민감하게 감지하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 발광부(10)는 발광다이오드를 채용한 것을 특징으로 한다.

상기 발광부(10)에서 발생하는 광신호를 수신하는 상기 플라스틱 광섬유(30)는 상기 매트(20)의 상하측 매트부(22,24) 사이에 내장된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 의하면, 매트(20)와, 상기 매트(20)에 내장 설치되고 일단부로는 발광부(10)의 광신호가 입사되며 타단부에는 입사된 광신호를 수신하는 수광소자(40)가 연결된 플라스틱 광섬유(30)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유(30)를 이용한 환자 감시용 매트(20)가 제공된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 고안에 의한 플라스틱 광섬유를 이용한 환자감시 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면, 도 2는 본 고안에 의한 플라스틱 광섬유를 이용한 환자감시용 매트의 내부 구성을 보여주는 단면도이다. 이를 참조하면, 본 고안의 환자감시 시스템은 발광부(10)와, 플라스틱 광섬유(30)가 내장된 매트(20)와, 플라스틱 광섬유(30)에 입사되어 진행된 광신호를 수신하는 수광소자(40)와, 이 수광소자(40)에서 전송되는 감지신호를 전기신호로 변환시키는 신호처리기(50)와, 이 신호처리기(50)에서 발생되는 전기신호를 전송하는 통신모듈(60)과, 이 통신모듈(60)에서 전송된 신호를 수신하여 환자의 상태를 인지시키는 원격신호장치(70)로 구성된다.

상기 발광부(10)는 발광다이오드로 구성된 것으로, 매트(20)에 내장된 플라스틱 광섬유(30)의 일단부(전단부)로 광신호가 입사되도록 하는 광원 발생부라 할 수 있다. 상기 매트(20)의 내부에는 플라스틱 광섬유(30)가 내장된다.

플라스틱 광섬유(30)는 광을 통과시키는 코어의 외주면에 순차적으로 클래딩과 보호재가 둘러싼 형태로 구성된다. 이때, 코어는 PMMA(Polymethyl Methacrylate Polymer)로 된 지름 980㎛의 투명한 물질이고, 광이 세어나가지 못하게 둘러싸는 클래딩은 굴절률이 코어보다 조금 큰 Fluorine Polymer로 구성된 것으로, 지름 10㎛의 두께로 코어를 둘러싸고 있으며, 보호재(재킷이라 칭함)는 폴리에틸렌으로 이루어진 것으로, 클래딩의 외표면을 감싸고 있다.

이러한 구성의 플라스틱 광섬유(30)는 발광부(10)로부터 입사된 광신호가 통과되는 것으로, 매트(20) 위에 누운 환자의 움직임이나 호흡을 감지하여, 후술할 원격신호장치(70)에 환자의 상태를 인지시키는 신호를 발생시킨다.

상기 플라스틱 광섬유(30)의 타단부(끝단부)에 연결된 수광소자(40)는 플라스틱 광섬유(30)를 통과한 광신호를 전기신호로 변환시키고, 이 전기신호는 수광소자(40)에 연결된 신호처리기(50)로 출력된다.

상기 신호처리기(50)는 수광소자(40)로부터 출력된 전기신호를 입력받아 환자 감시신호를 전송할 수 있는 품질의 전기신호로 변환시켜 준다.

상기 신호처리기(50)에 연결된 통신모듈(60)은 신호처리기(50)에서 발생되는 전기신호를 외부 원격지에 있는 원격신호장치(70)(즉, 원격지 컴퓨터)로 전송한다.

한편, 상기 플라스틱 광섬유(30)는 매트(20)의 내부에 서로 교차되는 방향으로 배치되어 교차부(32)를 형성한다. 구체적으로, 플라스틱 광섬유(30)는 매트(20)의 내부에 가로 세로 방향으로 격자형으로 배치되어, 플라스틱 광섬유(30)의 교차지점에 교차부(32)를 형성하게 되며, 이러한 플라스틱 광섬유(30)의 교차부(32)에서 환자의 움직임이나 호흡을 다른 부분에 비하여 상대적으로 민감하게 감지한다. 이를테면, 플라스틱 광섬유(30)의 교차부(32)에서 환자의 움직임이나 호흡을 가장 민감하게 감지할 수 있게 된다.

이러한 구성의 본 고안에 의하면, 발광부(10)(즉, 발광다이오드)로부터 출력되는 입사광이 매트(20) 내에 매립된 다중모드 플라스틱 광섬유(30)를 통과한 후, 수광소자(40)에서 전기신호로 변환된다. 다중모드 플라스틱 광섬유(30)에 의해 환자의 움직임이나 호흡으로 다중모드 플라스틱 광섬유(30)의 각 교차부(32)가 눌리게 되면, 다중모드 플라스틱 광섬유(30) 내부를 통과하는 광전력의 손실 정도가 변화하여, 이렇게 광전 변환된 전기신호 출력을 수광소자(40)에서 얻게 된다.

이처럼 환자의 움직임이나 호흡으로 얻어진 전기신호 출력을 신호처리기(50)에서 통신에 필요한 신호출력 레벨로 만든 다음, 통신모듈(60)에서 외부 원격지에 있는 원격신호장치(70)(즉, 원격지 컴퓨터)로 전송하여 신호를 낼 수 있도록 한다.

다시 말해, 매트(20) 위에 환자가 누워있을 때, 환자가 위급 상태가 아닌 정상 상태에서는 환자의 정상 움직임이나 정상 호흡에 의한 정상 광신호(즉, 정상 광전력 변화량)를 플라스틱 광섬유(30)가 감지하여, 원격신호장치(70)에 정상 신호를 출력되도록 하며, 결국, 위험 상황이 아닌 경우에는 외부에서 다른 사람이 환자의 상태가 위험하지 않다는 것을 인지하게 된다,

반면, 매트(20)에 누워있는 환자가 위급 상태에 있어서 움직임이 비정상적인 움직임을 나타내거나 환자의 호흡이 비정상 호흡 상태인 경우, 이러한 비정상적인 움직임이나 호흡에 의한 비정상적인 광전력 손실 정도를 다중모드 플라스틱 광섬유(30)가 감지하고, 이러한 플라스틱 광섬유(30)에 의해 감지된 비정상 감지신호는 수광소자(40), 신호처리기(50), 통신모듈(60)을 거쳐서 원격신호장치(70)에 비정상 신호로 출력되며, 이러한 비정상 출력 신호에 따라 원격지에 있는 다른 사람이 환자의 위급 상태를 즉시 인지하여 긴급 조치를 취할 수 있도록 한다.

환자가 비정상 상태인 경우의 예로는 환자가 정해진 시간 동안 움직이지 않거나 호흡이 멈추는 경우일 것이며, 이러한 경우 매트(20) 위에서 취침하는 환자의 움직임이나 호흡이 위급 상황이 아닌 경우와 달라질 것이다.

환자가 위급 상황에 처하여 정해진 시간, 즉, 3분에서 9분 정도의 사이 동안 환자의 움직임이 없거나 호흡이 멈춘 경우, 상기 다중모드 플라스틱 광섬유(30)에 의해 감지되는 광전력 손실 정도가 수광소자(40), 신호변환기, 통신모듈(60)을 순차적으로 거쳐 원격신호장치(70)(즉, 원격지 컴퓨터)에 위험 신호가 출력될 것이며, 원격신호장치(70)에서 위험 신호가 출력되면, 환자 관리인이 환자에게 필요한 긴급 조치를 즉시 취하게 될 것이다.

따라서, 본 고안은 환자가 매트(20) 위에서 취침할 때 환자의 위급 상황이 아닌 주변의 잡음이나 주변의 진동 또는 환자의 평상사의 움직임 등에 영향을 받지 않아 환자의 평상시에는 위험 신호를 발생하지 않는 반면, 환자 위급 상황시에는 환자의 움직임과 호흡을 정확하게 선별하여 발생함으로써, 환자의 위급 상황을 원격지에서 정확하게 인식하여 대처할 수 있는 효과가 있다.

이처럼 본 고안이 환자의 위급시의 움직임이나 호흡을 선별적으로 감시하여 정확한 환자 위급 상황을 알려줄 수 있는 이유는 본 고안의 주요부인 센서를 다중모드 플라스틱 광섬유(30)를 채용함과 동시에 다중모드 플라스틱 광섬유(30)를 서로 교차되도록 배치하여 교차부(32)에서 움직임이나 호흡을 가장 민감하게 감지할 수 있도록 구성하였기 때문이다.

즉, 플라스틱 광섬유(30)는 특정 점에서 신호를 포착하는 점감지 센서(point sensor)가 아니고 광섬유 전체에서 신호를 포착할 수 있는 분포형 센서(distributed sensor)이므로, 광범위한 영역에서 신호를 포착할 수 있다. 또한, 플라스틱 광섬유(30)는 다른 유리 광섬유에 비하여 직경이 20~100 배 더 크므로 주변의 조그만 움직임에 대한 영향이 없다. 즉, 주변의 조그만 움직임에는 반응하지 않으며 넓은 범위에 걸쳐 반응성이 있으므로 환자가 특정 위치에서 수면을 취하지 않더라도 감지가 가능한 것이다. 특히, 플라스틱 광섬유(30)는 반응신호가 저주파이므로 후단의 신호처리 부분에서 환자의 호흡신호와 같은 저주파 신호(약 0.3Hz 근처)를 선별적으로 분리하기가 용이하다.

따라서, 본 고안은 이러한 특성을 갖는 다중모드 플라스틱 광섬유(30)를 이용하여, 환자가 위급 상황이 아닌 정상적인 움직임이나 정상적인 호흡 상태를 감지하여 원격지의 원격신호장치(70)에 정상 신호를 출력되도록 작동하는 한편, 환자가 위급 상황시에 생기는 환자의 비정상적 움직임이나 비정상적 호흡을 감지하여 원격신호장치(70)에 비상 신호를 출력시키도록 작동할 수 있기 때문에, 환자의 위급 상황을 원격지에서 정확하게 인식하여 대처할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

특히, 본 고안에 의하면, 상기 플라스틱 광섬유(30)는 매트(20)의 내부에 종방향 및 횡방향으로 배치되어, 플라스틱 광섬유(30)의 교차 부위에 형성된 교차부(32)에 의해 환자의 움직임을 가장 민감하게 수신함으로써, 환자 상태를 더욱 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다.

다시 말해, 환자의 움직임이나 호흡에 의한 신체의 움직임에 따라 매트(20)가 눌려지게 되는데, 이러한 환자의 움직임으로 인해 매트(20)가 눌려지면, 다중모드 광섬유의 교차부(32)가 눌려지면서 환자의 움직임을 가장 민감하게 감지할 수 있으므로, 환자 상태를 다중모드 플라스틱 광섬유(30)의 교차부(32)에 의해 더욱 정밀하게 감지할 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

또한, 상기와 같이 다중모드 플라스틱 광섬유(30)를 교차 배치하여 교차부(32)를 형성함으로써, 이물감이 없는 효과와 파손의 염려를 줄일 수 있는 효과가 있다.

즉, 플라스틱 광섬유(30)는 뾰쪽한 형태의 물질이 강하게 눌러주어야 반응신호가 발생되는데 다른 격자 형상의 판을 이러한 목적으로 사용하면 이물질감을 느끼게 되고 매트(20) 밑의 온돌판의 열이 위로 전달되는 것이 방해된다.

그런데, 본 고안에서는 플라스틱 파이버를 교차 설치하여 교차부(32)를 형성함으로써, 별도의 격자 형상의 판을 구비함이 없이 플라스틱 파이버의 교차부(32)에 의해 플라스틱 광섬유(30)에 가해지는 압력에 대하여 반응하기가 보다 용이하게 되며, 나아가, 별도의 다른 격자 형상의 판이 불필요하므로, 이물질감을 느끼지 않는 장점을 갖는다. 아울러, 본 고안은 플라스틱 광섬유(30)를 사용함으로써, 환자의 움직임에 따른 파손의 염려도 줄어드는 장점이 있다.

한편, 본 고안에 의하면, 상기 발광부(10)로는 다른 발광장치에 비하여 상대적으로 저렴하고 효율 좋은 발광다이오드를 채용함으로써, 플라스틱 광섬유(30)에 의한 광전력 손실 정도를 보다 효율적으로 수신할 수 있는 효과와 상대적으로 전체 장치의 가격을 절감할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 플라스틱 광섬유(30)는 상기 매트(20)의 상하측 매트부(22,24) 사이에 내장되어, 상측으로는 가해지는 압력에 대해 매트(20)의 상측 매트부(22)가 완충시켜 플라스틱 광섬유(30)의 파손을 방지하고, 하측으로는 하측 매트부(24)가 플라스틱 광섬유(30)를 보호하기 때문에, 결국, 플라스틱 광섬를 매트(20)의 상하부 매트부(22,24)에 의해 보다 견고하게 보호하여 제품의 강도 향상을 기할 수 있게 된다.

이상에서와 같은 본 고안에 의하면, 환자가 매트 위에서 취침할 때 환자의 위급 상황이 아닌 주변의 잡음이나 환자의 평상시 움직임이 생기는 경우에는 위험 신호를 발생하지 않는 반면, 환자 위급 상황시에 환자의 움직임과 호흡을 정확하게 감지하여 발생함으로써, 환자 위급시에 원격지에서 정확하게 환자에 필요한 조치를 취할 수 있도록 하는 효과가 있다.

다시 말해, 본 고안에 의하면, 종래의 센서를 사용한 방식과는 달리 플라스틱 광섬유를 사용하므로, 환자의 조그마한 움직임이나 주변의 충격과 같은 잡음에는 반응하지 않고 오로지 환자의 비정상적인 움직임이나 비정상적 호흡을 감지하여 이상 신호를 발생하고, 이에 따라, 원격지의 다른 사람이 환자의 비정상적 상태를 즉시 인지하여 정확한 긴급 조치를 취할 수 있도록 하는 효과가 있다.

특히, 본 고안에 의하면, 환자의 움직임으로 인해 매트가 눌려지면, 다중모 드 광섬유의 교차부가 눌려지면서 환자의 움직임을 가장 민감하게 감지할 수 있으므로, 환자 상태를 다중모드 플라스틱 광섬유의 교차부에 의해 더욱 정밀하게 감지할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 상기와 같이 다중모드 플라스틱 광섬유를 교차 배치하여 교차부를 형성함으로써, 다른 격자 무늬의 판을 별도로 설치하지 않아도 플라스틱 광섬유의 교차부에 의해 플라스틱 광섬유에 가해지는 압력에 대하여 보다 확실하게 반응하여 보다 정밀한 신호 감지가 가능한 효과가 있으며, 나아가, 별도의 다른 격자 무늬의 판이 불필요하므로, 이물질감을 느끼지 않는 장점과, 환자의 움직임에 따른 파손의 염려도 줄어드는 장점이 있다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 점이 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 발광부(10)와, 상기 발광부(10)로부터 광신호가 입사되어 통과되는 플라스틱 광섬유(30)가 내장된 매트(20)와, 상기 플라스틱 광섬유(30)에 입사되어 진행된 광신호를 수신하는 수광소자(40)와, 상기 수광소자(40)에서 전송되는 감지신호를 전기신호로 변환시키는 신호처리기(50)와, 상기 신호처리기(50)에서 발생되는 전기신호를 전송하는 통신모듈(60)과, 상기 통신모듈(60)에서 전송된 신호를 수신하여 환자의 상태를 인지시키는 원격신호장치(70)를 포함하며,

   상기 플라스틱 광섬유(30)는 상기 매트(20)의 내부에 서로 교차되는 방향으로 배치되어 교차부(32)를 형성하며, 상기 교차부(32)에서 환자의 움직임을 다른 부분보다 상대적으로 민감하게 감지하도록 된 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유(30)를 이용한 원격 환자감시 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 발광부(10)는 발광다이오드를 채용한 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유(30)를 이용한 원격 환자감시 시스템.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 발광부(10)에서 발생하는 광신호를 수신하는 상기 플라스틱 광섬유(30)는 상기 매트(20)의 상하측 매트부(22,24) 사이에 내장된 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유(30)를 이용한 원격 환자감시 시스템.
5. 삭제
6. 매트(20)와, 상기 매트(20)에 내장 설치되고 일단부로는 발광부(10)의 광신호가 입사되며 타단부에는 입사된 광신호를 수신하는 수광소자(40)가 연결되는 플라스틱 광섬유(30)를 포함하며,

   상기 플라스틱 광섬유(30)는 상기 매트(20)의 내부에 서로 교차되는 방향으로 배치되어 교차부(32)를 형성하며, 상기 교차부(32)에서 환자의 움직임을 다른 부분보다 상대적으로 민감하게 감지하도록 된 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유(30)를 이용한 환자 감시용 매트(20).
7. 제 6 항에 있어서, 상기 발광부(10)는 발광다이오드를 채용한 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유(30)를 이용한 환자 감시용 매트(20).
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 플라스틱 광섬유(30)는 상기 매트(20)의 상하측 매트부(22,24) 사이에 내장된 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유(30)를 이용한 환자 감시용 매트(20).

Images