KR20080085205A - 광역망을 기반으로 하는 전기 생체 데이터 원격 이동모니터링 방법 및 그 장치 - Google Patents

광역망을 기반으로 하는 전기 생체 데이터 원격 이동모니터링 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광역망을 기반으로 생체전기 데이터에 대한 원격 모바일 모니터링 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 마이크로 프로세서 회로, 생체전기 신호 수집 및 처리 회로, 데이터 저장 회로, 이미지 액정 회로, 실시간 클럭 회로, 비상 호출 회로, 동작 전원 제어 회로, 무선 네트웍 인터페이스 회로, USB 인터페이스 회로 등으로 구성되며, 내부에 번들링된 원격 생체전기 데이터 모니터링 서버 고정 IP 주소, TCP/IP 프로토콜, PPP 프로토콜, 블루투스 프로토콜, 어플리케이션제어 원격 모바일 모니터링 회로 자체 적응 분석 컴퓨팅, 이상 사건 경고 및 경보 권한 레벨 설정, 이벤트 패킷 어셈블, 네트웍 디지털 통신, 데이터 저장 구역 관리, 보안 정보 데이터 관리, 원격 비상 호출 기능을 탑재하여, 이동하는 도중에 네트워킹이 가능하고 상이한 네트웍 사이에서 스위칭하면서 로밍 네트워킹할 수 있고, 모바일 인터넷, LAN, ADSL, VDSL, ISDN 등을 포함한 외부 네트웍에 무선 엑세스 가능한, 원격 생체전기 데이터 모니터링 서버와 네트웍 디지털 통신을 진행하는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 생체전기 데이터에 대한 원격모바일 모니터링 방법 및 장치에 관한 것이다.
광역망, 생체전기 데이터, 비상 호출 회로, 무선 네트웍 인터페이스

Description

광역망을 기반으로 하는 전기 생체 데이터 원격 이동 모니터링 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR REMOTE MOBILE MONITORING ELECTRONIC PHYSIOLOGICAL DATA BASED ON WAN}
본 발명은 개인용 의료 정보 처리 툴로서, 더 상세하게는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터 원격 이동 모니터링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
심혈관 질환(관상 동맥 질환, 고혈압) 사명 환자의 대부분은 긴급 상황이 발생했을 경우 소중한 조기 진단 및 치료 시간을 놓쳐 사망하는 경우가 대부분이다. 긴급 상황이 발생하기 전 환자의 심장 전류, 혈압 등 생체전기 파라미터는 혼란이 발생하는 등의 징조를 보인다. 만약 이런 이상 증상을 조기에 발견하고 제때에 치료할 경우 환자의 생명을 구할 수 있다. 80년대에 공개된 미국 특허 4635646 등에서는 아날로그 주파수 모듈레이션식 전화선 전송 심장전류 원격 모니터링 시스템을 성공적으로 제작하여 환자가 느낌이 안 좋을 경우 유선 전화를 통해 실시간 심전도를 병원의 접수 스캐닝 기록 시스템에 전송하여 당직 의사의 분석 및 처리를 받도록 하였다. 90년대에 공개된 중국 특허 91102750.5는 컴퓨터와 네트워킹 가능한 디지털식 전화선 전송 심장 전류 원격 모니터링 기술을 발명하여 실시간 분석, 경고 기능과 기록 저장 기능을 구비하고 컴퓨터 워크스테이션을 응용해 모니터링 데 이터를 처리하도록 하였다. 이러한 기술의 주요한 작용은 사용자의 심장 전류 이상 징후를 조기에 발견하고 제때에 치료함으로써 사망률과 장애율을 낮추는 데 있어 풍부한 임상 데이터와 경험을 축적하였다.
최근에 미국 특허 6801137, 6665385 등은 디지털 이동 통신 네트웍을 응용하여 심장 전류를 원격 모니터링하는 기술에 성공하였다. 이런 기술들은 사용자 단말기의 심장 모니터링을 2개의 유닛으로 나눠 완성한다. 처음 유닛은 심장 전기 신호 수집 단말기로서 심장 전기 신호의 수집 필터링과 아날로그/디지털 전환 등의 기능을 담당한다. 다음 유닛은 PDA 기능을 구비한 디지털 이동 전화 혹은 디지털 이동 전화 모듈을 구비한 검측기로서 모니터링 데이터에 대한 분석, 저장, 디지털 통신 등의 기능을 담당한다. 두 유닛 사이는 무선 수발신 모듈 RF6900을 통해 연결함으로써 심장 전류 원격 이동 모니터링을 구현한다. 그러나, 상기의 종래 기술은 하기와 같은 문제점이 존재한다.
1. 종래의 유선 전화를 통한 심장 전류 원격 모니터링 기술은 사용자가 반드시 유선 전화를 찾아 접수측 설비의 유선 전화번호를 호출하여 응답이 있을 경우에만 전송가능하다. 그리고, 한 사용자가 사용중일 경우 다른 사용자들은 계속 대기해야되므로 심장 비상 상황에 대한 모니터링 수요를 만족시킬 수 없다.
2. 종래의 디지털 이동 통신 네트웍을 적용한 원격 모니터링 기술은 GPRS 혹은 CDMA 중의 한가지 디지털 이동 통신 네트웍만 사용가능하며, 상이한 방식의 디지털 이동 통신 네트웍과의 호환성이 없어 3G 디지털 이동 통신 네트웍의 사용이 불가능하며, 또한 외부의 기타 네트웍에 액세스하여 디지털 통신을 진행할 수 없 다.
3. 종래의 미국 특허 공개 번호 6665385, 6694177 등은 유선 전화망 혹은 무선 호출망, 위성 통신망을 사용하여 원격 모니터링에 있어서의 비축용 디지털 채널로 사용한다. 유선 전화망의 결점은 상기 서술한 바와 같고, 무선 호출망은 기술모드에만 제한되어 심전도 이미지를 전송할 수 없고, 압축 처리한 간단한 데이터만 전송 가능하다. 위성 통신망은 비용이 높다. 그리고 상이한 네트웍 사이에 호환성이 없어 네트웍 별로 상이한 데이터 접수 및 발송 회로를 구비해야 된다. 일부 기술은 PDA의 USB 인터페이스를 사용하여 데이터를 컴퓨터에 다운받은 후 다시 인터넷에 접속하여 전송하도록 하는데 이러한 기술들은 사용이 극히 불편하다.
4. 종래의 기술은 사용자 단말기의 심장 전기 신호의 수집, 분석 및 저장을 2개 유닛으로 나눠서 완성하며, 유닛 사이는 RF6900을 사용하여 무선접속한다. RF6900는 낮은 레벨의 무선 통신 방식으로 각종 공업 및 가전제품에 광범위하게 응용되고 있다. 주파수는 900MHz이고 호핑 주파수 채널(Hopping Frequency)이 1개 밖에 없어 주소 검색 무선 통신기능을 구비하지 않으므로 유일성을 보장할 수 없다. 따라서 현재와 같이 붐비는 900MHz 채널에서 동일 주파수 혹은 동일 유형 설비간에 발생하는 충돌을 해결할 수 없다. 근년에 중국 특허 번호 03116539.7 등은 2.4GHz "블루투스"(Bluetooth) 무선 통신 기술로서 RF6900을 대체함으로써 상기 문제를 해결하고 있지만 "블루투스"는 연속 작업 상태에서 역률이 크므로, 2개의 유닛 사이는 장시간 연속적인 데이터 전송 및 실시간 모니터링 분석이 불가능하다. 그리고 사용자측 단말기가 2개 유닛으로 분류되어 있어 조작이 불편하다.
5. 종래의 미국 특허 공개 번호 6694177 등에서 사용자 단말기는 어떠한 상황에서든지 처음에는 소량의 모니터링 데이터만 발송하고, 중앙 시스템에서 이 소량에 데이터에 근거하여 모니터링 해야될 데이터 주체를 판단한 다음, 사용자 단말기에 통보하여 임상 진단에 필요한 모니터링 데이터 주체를 전송하도록 함으로써, 통신 시간, 비용, 역율 소모를 줄이고자 한다. 디지털 이동 통신 기술이 발전하고 네트웍 대역폭과 속도가 대폭 제고되어, 현재 이동 전화 역율과 원가는 대폭적으로 하락하였으므로, 이러한 낙후한 데이터 구조와 단계별 전송 방식은 심장 비상 사태 시에 신속한 분석 및 진단 요구를 만족시키지 못한다.
6. 종래의 기술은 보안 정보 데이터 관리 기능이 없어 의료 분쟁이 발생할 경우 법률적 근거와 의학적 증거를 제시하지 못하며, 또한 비모니터링 상태에서의 원격 호출 구조 요청 기능을 구비하지 못한다.
7. 종래의 기술은 심장 전류 데이터 분석 컴퓨팅에 있어서 국제적으로 통일된 기준 교정 전압이 없어 급성심근경색, 급성심근허혈, 무증상 심근허열의 진단과 관계되는 ST 구간 정량화 계산에 큰 오차가 존재한다. 중국 특허 공개 번호 91102750.5는 자동 이득 조절 회로를 통해 교정 전압(Calibration Voltage) 신호를 제공하고 있지만, 심장 전기 신호는 임계치 혹은 기준선에 파동이 생길 경우 오차가 쉽게 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 조작이 간편하고 휴대 가능하며 외부망 단말기에 무선 액세스하여 광역망에 연결한 생체전기 데이터에 대한 실시간 모니터링, 기록 및 저장, 자체 적응 분석 경고, 네트웍 디지털 통신, 원격 비상 호출을 독립적으로 완성할 수 있으며, 이동 과정에서의 네트워킹 및 네트웍간 스위칭이 가능하여 로밍 네트워킹을 할 수 있으며, 외부 망설비와 데이터 정보 교류 및 처리가 가능하여 사용자들의 공공 장소 및 가정에서의 생체전기 데이터 원격 이동 모니터링에 대한 수요를 만족시키는 원격 이동 모니터링 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하기와 같은 기술방안을 고안한다. 본 발명은 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 장치를 고안하며, 더 상세하게는 마이크로 프로세서 회로, 생체전기 신호 수집 및 처리 회로, 데이터 저장 회로, 이미지 액정 회로, 실시간 클럭 회로, 동작 전원 제어 회로, 무선 네트웍 인터페이스 회로, 기계 진동 회로, 부저 회로, USB 인터페이스 회로로 구성되었으며, 내부에는 TCP/IP 프로토콜, PPP 프로토콜, 블루투스 프로토콜을 탑재한 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체 데이터 원격 이동 모니터링 장치에 관한 것이다. 마이크로 프로세서 회로는 각 기능 모듈 회로에 연결되어 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링과 네트웍 디지털 통신을 구현한다. 생체전기 신호 수집 및 처리 회로는 심장 전류, 혈압, 호흡의 아날로그 신호를 수집하며 자체 적응 분석 컴퓨팅에 기준교정전압을 제공한다. 데이터 저장 회로는 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 5개의 데이터 스토리지로 나뉘어 상술한 원격 이동 모니터링 장치에서 설정한 각종 데이터 및 사용자가 설정한 원격 생체전기 데이터 모니터링 서버 고정 IP 주소, SP 코드, 디지털 이동 전화 번호, MMS 주소, 구조 요청 메세지 등을 포함한 각종 데이터를 저장한다. 이미지 액정 회로는 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 생체전기 신호 파형과 이미지 부호 및 각종 문자를 디스플레이하며, 스크린 라이트를 점멸함으로써 경고를 나타낼 수 있다. 실시간 클럭 회로는 어플리케이션에 카렌더(calendar)와 실시간 24시간 클럭을 제공한다. 비상 호출 회로는 마이크로 프로세서 회로에 비상 호출 촉발 명령을 전달함으로써 무선 네트웍 인터페이스 회로를 제어하여 사전에 설정된 접수 단말기에 구조 요청 메세지를 발송한다. 기계 진동 회로와 부저 회로는 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 진동 및 사운드 경보를 발생한다. 동작 전원 제어 회로는 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 각 기능 모듈 회로에 동작 전원을 제공한다. USB 인터페이스는 외부설비의 USB 인터페이스와 연결하는데 사용되며, 마이크로 프로세서 회로의 제어하에 데이터 정보 교환 및 연속적으로 모니터링하여 기록한 생체전기 데이터를 전송 및 다운로드한다. 무선 네트웍 인터페이스 회로는 외부 네트웍 단말기의 인터페이스에 무선 액세스하여 광역망에 연결하며 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 네트웍 디지털 통신을 구현한다. 본 발명에서 기술한 외부 네트웍 단말기 인터페이스는 이동 인터넷, LAN, ADSL, VDSL, ISDN, DDN, 케이블 TV 통신망, 전력선 통신망 단말기 인터페이스를 포함하며 이에 국한되지 않는다.
본 발명은 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법을 제공하며, 이에는 상기 원격 이동 모니터링 장치에서 작동되는 어플리케이션에 대한 설정을 포함한다. 더욱 상세하게는 하기와 같은 단계로 구성된다.
상기 어플리케이션이 상기 원격 이동 모니터링 장치의 자체 적응 분석 컴퓨팅에 대한 제어 단계;
이상 이벤트 경고 및 경보 발생 권한별 설정 단계;
이벤트 패킷 조합, 네트웍 디지털 통신 단계;
데이터 저장 회로 구역 관리, 보안 정보 데이터 저장 관리 단계;
원격 비상 호출 단계;
그 중, 상기 프로그램 제어에서 기술한 원격 이동 모니터링 장치가 외부 네트웍 단말기 인터페이스에 무선 액세스하여 광역망에 연결하고 네트웍 디지털 통신을 진행하며, 이동 네트워킹 및 망간 스위칭 로밍 네트워킹을 진행함에 있어서, 외부 네트웍 단말기 인터페이스는 이동 인터넷, LAN, ADSL, VDSL, ISDN, DDN, 케이블 TV 통신망, 또는 전력선 통신망 단말기 인터페이스를 포함하며 이에 국한되지 않는다.
상기 광역망에 기반한 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법은 또한 하기와 같은 단계를 포함한다.
단계 1 : 상기 어플리케이션은 교정 전압 및 이득에 근거하여 현재의 생체전기 데이터를 수집 및 컴퓨팅하여 초기값 데이터를 얻는다. 프로그램에서 초기값 데이터가 설정된 역치(threshold value) 범위 내에 있다고 판단할 경우, 초기값은 본차 모니터링의 초기값으로 되어 모니터링, 분석 및 컴퓨팅을 시작한다. 만약 초기값 데이터가 설정된 역치에 도달할 경우, 상기 프로그램은 초기값 이벤트 플래그를 설정 및 저장하며 자체 적응 기능을 통해 역치의 상한값 혹은 하한값을 설정한다. 해당 초기값 데이터는 본차 모니터링의 초기값으로 되어 모니터링, 분석, 컴퓨팅을 시작한다. 모니터링 데이터가 자체 적응 역치에 도달할 경우, 상기 프로그램은 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정한다. 만약 초기값 데이터가 설정된 역치 범위를 벗어날 경우 상기 프로그램은 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정한다.
단계 2 : 상기 어플리케이션은 상기 이상 이벤트 플래그에 근거하여 상이한 레벨의 경보 플래그를 설정하고, 상기 원격 이동 모니터링 장치에 1급 경보 권한과 2급, 3급 예비 경보 권한을 설정하여 상기 경고 플래그가 설정될 때 관련 회로들에 명령하여 경보/예비경고 조작을 집행하도록 한다.
단계 3 : 상기 어플리케이션은 본차 이상 이벤트 플래그의 발생 시간 Tn에 따라 앞으로 60분 간격으로 6개의 시간대를 배열하며 6개의 시간대에서 본차 이벤트와 관련이 있는 이벤트 데이터 기록을 취해 시간 순서대로 이벤트 패킷을 구성한다. 시간대＜6일 경우 최대 시간을 취한다.
단계 4 : 상기 어플리케이션은 발송된 데이터 플래그에 근거하여 무선 네트웍 인터페이스 회로를 작동시키며, 블루투스 프로토콜을 호출하여 검색하도록 명령한다. 유효 거리 내에 있는 외부 네트웍 단말기 인터페이스의 응답을 수신한 후 무선 네트웍 인터페이스 회로는 개인 식별 주소 코드 Pin을 발송하여 권한 식별 매핑을 실시하고 양방향 무선 디지털 통신 링크를 구축한다. 상기 프로그램은 식별 명령을 발송하여 외부 네트웍이 이동 인터넷인지 유선망인지 판단한다.
단계 5 : 상기 어플리케이션은 외부 네트웍이 이동 인터넷인지 여부를 판단하여 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소를 읽어들이고, TCP/IP 프로토콜과 PPP 프로토콜을 호출한다. 유선망일 경우, 상기 프로그램은 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소를 읽어들이고 유선망에 연결하는 제어 명령을 호출하여 무선망 인터페이스 회로가 이동 인터넷/유선망에 연결하도록 제어하여 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버와 네트웍 디지털 통신을 진행하고, 이벤트 패킷 혹은 데이터정보를 발송하며, 서버에서 전송된 제어 명령 및 분석 결과, 의사의 처리 의견을 접수하고, 제어 명령에 호응하여 대응되는 조작을 실시한다.
단계 6 : 상기 어플리케이션은 무선 네트웍 인터페이스 회로를 제어하여 온라인 홀딩 상태(Hold)에 진입하여 데이터 전송을 정지하고 온라인 연결을 유지하도록 한다. 상기 프로그램 혹은 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버의 활성화 신호를 수신할 때 즉시 통신을 회복한다.
단계 7 : 상기 데이터 저장 회로는 상기 프로그램의 어드레싱에 따라 폰트 라이브러리 스토리지, 설정 정보 스토리지, 보안 정보 스토리지, 생체전기 이상 데이터 스토리지, 연속되는 생체전기 데이터 스토리지로 나뉘며, 상기 프로그램 명령과 주소에 따라 대응되는 스토리지에서 판독, 쓰기, 수정, 삭제 등 조작을 진행하며, 보안 정보 스토리지에 순환 기록 저장을 설정하여 인공적으로 삭제 불가능하다. 순환 기록 주기는 조정가능하다.
단계 8 : 상기 어플리케이션은 원격 이동 모니터링 장치의 설정 정보 데이터를 수신한 후 데이터 저장 회로에 쓰기 명령을 내리는 동시에 데이터 주소를 설정하여 설정 정보 스토리지에 저장한다.
단계 9 : 상기 어플리케이션은 상기 원격 이동 모니터링 장치의 조작 정보 데이터를 수신한 후 데이터 저장 회로에 쓰기 명령을 내리는 동시에 데이터 주소를 설정하여 보안 정보 스토리지에 저장한다.
단계 10 : 상기 어플리케이션은 비상 호출 촉발 신호를 수신한 후 비상 호출 플래그 및 데이터 플래그를 설정하며, SP 코드와 디지털 이동 전화 번호 혹은 MMS 주소 및 구조 요청 메세지를 읽어들이고, 무선 네트웍 인터페이스 회로를 제어하여 이동 인터넷 단말기의 인터페이스를 통해 단문 메세지 센터에 연결한 후 구조 요청메세지를 사전에 설정된 접수 단말기에 발송한다. 상기 어플리케이션은 10초 내에 접수 단말기에서 발송한 "기접수" 메세지를 수신하지 못할 경우, 번들링된 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소와 구조 요청 메세지를 읽어들인 후 무선 네트웍 회로를 통해 광역망에 액세스하고, 구조 요청 메세지를 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버에 발송하며, 접수 단말기의 "기접수" 메세지를 수신할 때까지 순환 호출한다.
종래의 기술과 비교하여 본 발명은 하기와 같은 기술적 효과가 있다.
1. 본 발명은 외부망에 무선 액세스하여 생체전기 데이터를 원격 이동 모니터링하는 방법을 제공함으로써 사용자가 공공 장소 혹은 가정에서 주변의 외부망 단말기 인터페이스에 무선 액세스하여 광역망에 연결하고, 원격 네트웍 설비와 네트웍 디지털 통신을 진행할 수 있다. 외부망 단말기 인터페이스는 이동 인터넷(CDMA, GPRS, 3G 등), LAN, ADSL, VDSL, ISDN, DDN, 케이블 TV 통신망, 또는 전력선 통신망 단말기 인터페이스를 포함하며 이에 국한되지 않는다. 또한, 이동 과정에서의 네트워킹 및 상이한 네트웍간 로밍 네트워킹이 가능하여 종래 기술의 부족한 점을 해결하고 새로운 응용 범위를 확대시켰다.
2. 본 발명은 생체전기 데이터에 대한 실시간 모니터링, 분석, 저장, 사전 경고, 네트웍 디지털 통신 기능을 독립적으로 완성할 수 있어 종래의 "분리식" 기술에 존재하는 결점을 해결하고, 또한 이벤트 패킷 시계열 구조 조합 방법을 구비하여 본차 이벤트와 관련되는 최근의 이벤트 데이터 기록을 자동적으로 선택하여 패키지를 구성함으로써 반복 전송을 피하여 모니터링 효율을 높이고 원가를 낮출 수 있다.
3. 본 발명은 이상 이벤트 경고 및 경보의 레벨별 권한 설정 방법을 구비하여, 상기 원격 이동 모니터링 장치는 병리성 이상 이벤트에 대해 사전 경고 권한만 구비하며, 서버에서 발송한 제어 명령을 접수할 경우에만 병리성 이상 이벤트 경보를 발송할 수 있어 오경보율을 낮춘다.
4. 본 발명은 데이터 스토리지 제어 방법을 제공하여 보안 정보 스토리지에 상기의 원격 이동 모니터링 장치의 조작 정보를 저장함으로써 인공 삭제가 불가능하며, 순환 기록 저장 방식을 사용함으로써 의료 분쟁이 발생할 경우 법률적 근거와 의학적 근거를 제공할 수 있어 데이터 저장 회로의 기능 및 응용을 확대하였다.
5. 본 발명은 원격 비상 호출 방법을 제공하여, 사용자가 비모니터링 상태에서 몸에 이상이 생길 경우 비상 호출 버튼을 눌러 외부망 단말기의 인터페이스를 통해 외부에 구조 요청 메세지를 발송할 수 있다.
6. 본 발명은 교정 전압 신호를 발생하는 회로를 구비하여 소프트웨어가 심전 데이터를 분석 및 컴퓨팅함에 있어서의 정확성을 보장하며, 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버와 의사에게 분석 및 컴퓨팅 기준을 제공한다.
7. 본 발명은 전력 소비가 낮아 3.7V 800Ma 짜리 리튬 전지로서 연속 48시간 이상 동작 가능하며 부피가 작고 조작이 간편하여 개인사용자들이 장기적으로 사용하기에 적합하다.
도 1은 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터 원격 이동 모니터링 네트웍의 분석도;
도 2는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터 원격 이동 모니터링 장치 원리 블럭도;
도 3은 생체전기 데이터 수집 및 처리 회로 원리 블럭도;
도 4는 메인 프로그램 흐름도;
도 5는 이벤트 패킷 처리용 서브프로그램 흐름도;
도 6은 생체전기 데이터 분석용 서브프로그램 흐름도;
도 7은 이벤트 사전 경고 및 경보용 서브프로그램 흐름도;
도 8은 인공 지능 진단용 서브프로그램 흐름도;
도 9는 양방향 무선 통신 제어용 서브프로그램 흐름도
도 10은 제어 명령 처리용 서브프로그램 흐름도;
도 11은 비상 호출용 서브프로그램 흐름도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제1 실시예 : 하드웨어 동작 원리를 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여 하기와 같이 설명한다. 본 발명은 마이크로 프로세서 회로, 생체전기 신호 수집 및 처리 회로, 데이터 저장 회로, 이미지 액정 회로, 실시간 클럭 회로, 비상 호출 회로, 동작 전원 제어 회로, 무선 네트웍 인터페이스 회로, 기계 진동 회로, 부저 회로, 무선 네트웍 USB 인터페이스 회로로 구성되며, 내부에는 번들링된 생체전기 신호 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소, TCP/IP 프로토콜, PPP 프로토콜, 블루투스 프로토콜이 탑재되었다.
마이크로 프로세서 회로는 저역율의 SCM(Single-Chip Microcomputer)으로 구성된다. SCM은 M30280을 사용할 경우 내부에는 10비트 아날로그/디지털 전환기와 100K 플래시롬(FIashROM)을 구비하고 있으며, 그중 I/ O포트, 외부 인터럽트 소스, 시리얼 통신 포트 및 아날로그/디지털 전환기는 각 기능모듈을 제어하는 회로에 연결되어 있다. 내부의 플래시롬(FlashROM)에는 어플리케이션 소프트웨어가 설치된다. SCM은 M30281 혹은 HD64F3847을 사용가능하며 대응되는 표기 위치에 핀을 연결한다.
생체전기 신호 수집 및 처리 회로의 제1 내지 제3 채널은 3개 도입선(three leads) 동기화 심전 신호 채널로서, 매 채널은 모두 공통되는 전치 확대 회로, 박동 펄스 억제 회로, 블록 회로, 프로그램 제어 이득 확대 회로, 대역통과 필터(Band Pass Filter) 회로 순서로 구성된다. 또한 통용되는 센서 탈락 검측 회 로, R파 트리거 회로, 및 전용 교정 전압 신호 회로를 구비하고 있다. 센서 탈락 검측 회로의 3개의 입력 단자는 3개 채널의 전치 확대 회로의 출력 단자에 연결되며 R파 트리거 회로의 입력 단자는 3채널의 전치 확대 회로의 출력 단자에 연결된다. 교정 전압 신호 회로의 출력 단자는 각각 3개 채널의 블록 회로 출력 단자에 연결되며, 3개 채널의 대역통과 필터 회로의 출력 단자는 마이크로 프로세서 회로 M30280 내부의 아날로그/디지탈 전환기의 입력 단자 P10.2-P10.4에 연결된다. 프로그램 제어 이득 확대 회로의 제어 단자 A, B는 마이크로 프로세서 회로 M30280의 P1포트인 P1.0-P1.1에 연결되며 센서 탈락 검측 회로의 출력 단자와 R파 촉발 회로의 출력 단자는 마이크로 프로세서 회로 M30280의 인터럽트 포트1, 인터럽트 포트2에 연결된다. 제4-5 채널은 혈압 신호 수집 채널과 호흡 신호 수집 채널로서 매 채널에는 통용되는 대역통과 필터 회로, 진폭 제한 회로, 파형 정형 회로의 순서로 구성된다. 2개 채널의 파형 정형 회로의 출력 단자는 마이크로 프로세서 회로M30280의 내부 아날로그/디지털 전환기의 입력 단자 P10.5-P10.6에 연결된다.
생체전기 신호 수집 및 처리 회로 내부의 교정 전압 신호 회로는 정밀 기준원(precision benchmark resource), 다이너트론9013, 전류 제한 저항, 정밀 분압 저항으로 구성된다. 정밀 기준원은 NJM2823를 사용할 경우, 다이너트론9013의 베이스는 마이크로 프로세서 회로M30280의 P1 포트인 P1.2에 연결되며, 에미터는 메인 회로의 +3.3V 전원 단자에 연결된다. 콜렉터는 2개의 전류 제한 저항을 통해 접지 및 NJM2823 마이너스극에 연결되며, NJM2823 플러스극은 접지된다. 2개의 정밀 분압 저항은 병렬 연결하여 한 단자는 NJM2823의 마이너스극에 연결하고, 다른 한 단자는 접지한다. 중간 출력 단자는 블록 회로(Block circuit)의 출력 단자에 연결되며, 출력 단자의 교정 전압폭은 1mv×프리앰플리파이어 스테이지(preamplifier stage)의 배수이며, 오차≤±1％이다. 정밀 기준원은 CYT431 혹은 TL431B 혹은 LM4050을 사용가능하며, 대응되는 표기위치에 핀을 연결한다.
데이터 저장 회로는 마이크로 프로세서 회로 M30280와 데이터 스토리지 플래시(Flash)로 구성된다. 데이터 스토리지 플래시(Flash)로 NAND01G를 사용할 경우, 마이크로 프로세서 회로 M30280의 P0포트인 P0.0-P0.7는 NAND01G의 데이터선 D0-D7에 연결되며, M30280의 P2포트인 P2.2-P2.4는 NAND01G의 칩선택 단자 E, 주소 로킹 단자 AL, 명령 로킹 단자 CL에 각각 연결되며 M30280의 P3포트인 P3.4-P3.5는 NAND01G의 판독 단자 RD, 입력 단자 WR에 각각 연결된다. 데이터 스토리지 플래시(Flash)는 RC28F13C-150 혹은 TC58DVG02A1FT00 혹은 K9K1GU0B을 사용가능하며, 대응되는 표기 위치에 핀을 연결한다.
비상 호출 회로는 버튼 촉발 회로와 마이크로 프로세서 회로 M30280로 구성된다. 버튼 촉발 회로의 입력 단자는 메인 회로의 +3.3V 전원 단자에 연결되며, 출력 단자는 M30280의 P1포트 인터럽트 소스3에 연결되며, 풀다운 저항(pull-down resistor)을 통해 접지된다.
무선 네트웍 인터페이스 회로는 마이크로 프로세서 회로 M30280, 네트웍 프로세서 회로 IP2022, 블루투스 집적회로로 구성된다. 블루투스 집적회로는 BlueCore313143를 사용할 경우 마이크로 프로세서 회로 M30280의 시리얼 통신 포트 0의 TXD, RXD, CTS, DSR는 IP2022의 시리얼 통신 포트1에 연결된다. M30280의 P5 포트인 P5.0-P5.2는 각각 IP2022 리셋 단자 RST, 상태 제어 단자 PRG, 휴면 제어 단자 ON/OFF에 각각 연결되며, IP2022 시리얼 통신 포트2의 HOST_TX 단자, HOST_RX 단자, HOST_CTS 단자, HOST_RTS 단자는 BlueCore313143의 UART_RX 단자, UART_TX 단자, UART_RTS 단자, UART_CTS 단자에 각각 연결된다. IP2022의 PORTSEL 단자, SLEEP_ENABLE 단자, HOST_INT 단자, DISCONNECT 단자는 BlueCore313143의 리셋 단자 RESET, 전원 제어 단자 VREG_EN, 부팅 단자(wakeup terminal)인 PWR_UP, 연결끊기 단자인 DISCONNECT_CON에 각각 연결된다. 블루투스 집적회로는 BCM2035 혹은 BRF6100/6150 혹은 MC72000을 사용가능하며, 대응되는 표기위치에 핀을 연결한다.
동작 전원 제어 회로는 마이크로 프로세서 회로 M30280와 전원 제어 집적회로인 LM2870, LP3986, LP3985으로 구성된다. 마이크로 프로세서 회로 M30280의 P7포트인 P7.0-P7.2는 전원 제어 집적회로인 LM2870, LP3986, LP3985의 인에이블 단자(enable terminal)인 EN을 제어한다. LM2870, LP3986 입력 단자는 플러스 전원 단자에 연결되며, 출력 단자는 메인 회로의 +3.3, -3.3V 전원 단자에 연결된다. LP3985 입력 단자는 플러스 전원 단자에 연결되고, 출력 단자는 메인 회로의 +2.5V 전원 단자에 연결된다.
실시간 클럭 회로는 마이크로프로세서 회로 M30280, 실시간 클럭 집적회로 MAX6902, 다이오드 스위칭 회로, 예비용 전원인 2.7V 짜리 리튬 충전지로 구성된다. 마이크로 프로세서 회로 M30280의 P3포트인 P3.0-P3.3는 MAX6902의 시리얼 클럭 단자 SCLK, 시리얼 데이터 출력 단자 DOUT, 시리얼 데이터 입력 단자 DIN, 칩선택 단자 CS에 각각 연결되며, 다이오드 스위치 회로의 다이오드 D1의 마이너스극은 메인 회로인 +3.3V 전원 단자에 연결되고, 플러스극은 MAX6902의 전원 단자에 연결된다. 다이오드 D2에는 전류 제한 저항을 병렬 연결하며, 마이너스극에는 예비용 전원의 2.7V 리튬 충전지의 플러스극을 연결하고, MAX6902의 전원 단자를 플러스극에 연결한다.
이미지 액정 회로는 마이크로 프로세서 회로 M30280와 액정 구동 집적회로인 ST7541 및 칼라 액정 스크린으로 구성된다. 마이크로 프로세서 회로 M30280의 P0포트인 P0.1-P0.7는 ST7541의 데이터 인터페이스인 D0-D7에 연결되며, M30280의 P7포트인 P7.3-7.6는 각각 ST7541 칩선택 단자인 CS, 리셋 단자인 RES, 판독 단자인 RD, 입력 단자인 WR에 연결된다.
기계 진동 회로는 마이크로 프로세서 회로인 M30280와 구동 다이나트론 MDC3105, 진동 모터 P-2511으로 구성된다. 마이크로 프로세서 회로 M30280의 P10포트인 P10.0는 전류 제한 저항을 통해 MDC3105의 베이스 전극에 연결되며, MDC3105의 에미터는 접지한다. 진동 모터 P-2511의 한 단자는 MD3105의 콜렉터에 연결하고, 다른 한 단자는 메인 회로의 +3.3V 전원 단자에 연결한다.
부저 회로는 마이크로 프로세서 회로인 M30280과 구동 다이나트론 9012 및 부저로 구성되며, 마이크로 프로세서 회로인 M30280의 P10 포트 P10.1는 전류 제한 저항(current-limiting resistance)을 통해 9012의 베이스에 연결되며, 9012의 콜렉터는 메인 회로의 +3.3V 전원 단자에 연결되며, 부저의 한 단자는 9012의 에미터에 연결되고, 다른 한 단자는 접지된다.
USB 인터페이스 회로는 마이크로 프로세서 회로M30280와 USB 모듈 PDIUSBD12 로 구성된다. 마이크로 프로세서 회로 M30280의 P0 포트인 P0.0-P0.7는 PDIUSBD12의 D0-D7에 연결되며, M30280의 P9 포트인 P9.0-P9.5는 PDIUSBD12의 칩선택 단자인 USBCS, 중단(interruption) 제어 단자인 USBINT, 리셋 단자인 RESET, 입력 단자의 WR, 판독 단자의 RD, A0 포트, PDIUSBD12의 COM 단자인 D-, D+ 외부 설비 연결용 USB 단자에 각각 연결된다.
본 발명의 제1 실시예에서 상기 원격 이동 모니터링 장치의 집적회로는 저역율의 CMOS 회로이며, 동작 전원 전압은 ±3.3V로서 3.7V 800Ma 짜리 리튬 전지를 사용한다. 연속동작시간 48시간 이상이다.
본 발명의 제1 실시예의 동작 원리는 하기와 같다. 마이크로 프로세서 회로는 생체전기 신호 수집 및 처리 회로를 제어하여 심전, 혈압, 호흡의 아날로그 신호를 수집하며, 교정 전압 신호회로에 교정 전압 신호를 발생하도록 명령한다. 마이크로 프로세서 회로 내부의 아날로그/디지털 교환기는 아날로그 형태의 생체전기 신호를 디지털 신호로 전환하며, 상기 어플리케이션은 교정 전압과 이득에 따라 디지털 신호를 분석 및 처리한 후 데이터 저장 회로에 저장한다. 마이크로 프로세서는 데이터 저장 회로를 제어하여 주소별로 상기 원격 이동 모니터링 장치의 각종 데이터를 저장하도록 한다. 마이크로 프로세서 회로는 병리성 이상 이벤트를 발견할 경우 사전 경고(early-warning)를 발생하며, 또한 시계열에 따라 이상 이벤트 데이터와 관련되는 최근의 데이터를 조합하여 이벤트 패킷을 만든 후 무선 네트웍 인터페이스 회로를 작동시켜 외부망의 단말기 인터페이스에 액세스하여 양방향 무선 디지털 통신 링크를 구축하고, 광역망에 연결하여 이벤트 패킷을 생체전기 데이 터 원격 모니터링 서버에 전송하고, 실시 서버에서 반환한 제어 명령과 의사의 처리 의견을 접수한다.
본 발명의 제1 실시예에서 설명하는 교정 전압 신호 회로는 마이크로 프로세서 회로의 제어하에 교정 전압 신호를 발생하여 모니터링하여 기록한 심전 파형의 QRS 웨이브 그룹과 ST 대의 폭교정을 실시하며, 상기 프로그램에 제공하여 자체 적응 분석 컴퓨팅의 기준으로 사용하도록 한다.
본 발명의 제1 실시예에서 설명한 데이터 저장 회로는 상기 프로그램의 어드레싱에 따라 폰트 라이브러리 스토리지 주소, 설정 정보 스토리지 주소, 생체전기 이상 데이터 스토리지 주소, 연속되는 생체전기 데이터 스토리지 주소로 나뉘며, 또한 각 스토리지의 용량 크기를 제어하여 상기 원격 이동 모니터링 장치의 각종 데이터가 주소별로 각 스토리지 내에 저장되도록 하며, 데이터 저장 회로는 상기 프로그램 명령과 주소에 따라 대응되는 스토리지에서 판독, 쓰기, 수정, 삭제 등 조작을 진행한다.
본 발명의 제1 실시예에서 설명한 무선 네트웍 인터페이스 회로는 국제적으로 통용되는 2.4G 주파수대를 이용하며, 무선 통신 거리는 0-100 미터로서 내부에 TCP/IP 프로토콜, PPP 프로토콜, 블루투스 프로토콜이 임베디드되어 있으며, 사용자 개인 식별 주소 코드 Pin을 구비하고, 이동 인터넷, LAN, ADSL, VDSL, ISDN, DDN, 케이블 TV 통신망, 전력선 통신망 단말기 인터페이스를 포함하며 이에 국한되지 않는다. 외부 네트웍 단말기 인터페이스와 권한 식별 매핑을 진행하여 무선 양방향 디지털 통신 링크를 구축한다. 또한, 자동 오류 정정/재전송 기능 및 79개 도약 주파수(hopping frequency), 자동 도약 주파수 조정 디지털 통신 채널을 구비하고 있어, 동일 주파수 혹은 동종 설비 간의 간섭과 충돌을 방지하여 디지털 통신의 신뢰성을 높인다. 무선 네트웍 인터페이스는 전송할 데이터가 없을 경우 휴면 상태에 처해 있으며 마이크로 프로세서 회로에서 데이터를 발송하여 무선 네트웍 인터페이스 회로를 활성화시킨다.
본 발명의 제1 실시예에서 설명하는 비상 호출 회로는 비상 호출 촉발 신호를 발송하며, 상기 마이크로 프로세서 회로는 비상 호출 촉발 신호를 검측한 후 무선 네트웍 인터페이스 회로를 작동시키며, 외부망 단말기 인터페이스를 통해 광역망 및 단문 메세지 센터에 연결하고 사전에 설정된 접수 단말기에 구조 요청 메세지를 발송한다.
본 발명의 제1 실시예에서 설명하는 동작 전원 제어 회로는 각 기능 모듈 회로에 동작 전원을 제공하며, 마이크로 프로세서 회로는 전원 제어 집적회로의 3개의 인에이블 단자(enable terminal)인 EN를 각각 제어하여, 동작 수요에 따라 각 기능 모듈 회로에 안정적인 +3.3V, -3.3V, +2.5V 동작 전원을 제공한다.
본 발명의 제1 실시예에서 설명하는 실시간 클럭 회로는 상기 어플리케이션에 카렌더(calendar)와 24시간 실시간 클럭을 제공하며, 상기 어플리케이션은 실시간 클럭 회로의 일자와 시간을 판독하여 신호 수집 및 저장 그리고 각종 이벤트 데이터, 각종 조작 정보 데이터 등에 일자와 시간을 표기한다. 메인 회로 전원은 실시간 클럭 회로에 전원 공급시 또한 예비용 전원인 2.7V 리튬 충전지도 충전하여 메인 회로에 단전이 발생할 경우 2.7V 리튬 충전지에서 단독으로 실시간 클럭 회로 에 전원을 공급할 수 있도록 한다.
본 발명의 제1 실시예에서 설명하는 이미지 액정 회로는 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 심전, 혈압, 호흡파를 스크롤 또는 동결 디스플레이하며, 각종 이미지 부호, 각종 언어로 된 문자를 표시한다. 또한, 스크린 라이트를 점멸시켜 사전 경고를 표시할 수도 있다.
본 발명의 제1 실시예에서 설명하는 기계 진동 회로와 부저 회로는 이벤트 경고 및 경보 관련 진동 및 사운드를 제공하며, 마이크로 프로세서 회로는 기계 진동 회로 및 부저 회로의 구동 다이너트론 기저 전극을 각각 제어하여 높은 레벨에 도달할 경우 전원을 통과시켜 기계 진동 및 사운드를 발생한다.
본 발명의 제1 실시예에서 설명하는 USB 인터페이스 회로는 외부 설비의 USB 인터페이스에 연결되어, 상기 원격 이동 모니터링 장치에서 연속 모니터링하여 기록한 생체전기 데이터를 외부 설비에 전송 및 다운하는데 사용된다. USB 인터페이스 회로는 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 외부 설비와 데이터 정보 교환, 네트웍 디지털 통신을 진행할 수 있다. 외부 설비는 컴퓨터 PC, USB 인터페이스를 구비한 네트웍 단말 설비를 포함하며 이에 국한되지 않는다.
제2 실시예 : 본 발명은 광역망에 기반한 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법을 제공하며 이에는 어플리케이션을 포함한다. 상기 어플리케이션은 상기 원격 이동 모니터링 장치의 자체 적응 분석 및 컴퓨팅, 이상 이벤트 경고 및 경보 권한 레벨별 설정, 이벤트 패킷 조합, 네트웍 디지털 통신, 데이터 저장 회로의 스토리지 제어, 보안 정보 데이터 저장 관리, 원격 비상 호출을 제어하며, 또한 하기의 단계를 포함한다.
단계 1 : 상기 어플리케이션은 교정 전압 및 이득에 근거하여 현재의 생체전기 데이터를 수집 및 컴퓨팅하여 초기값 데이터를 얻는다. 프로그램은 초기값 데이터가 설정된 역치 범위 내인지 판단하여 본차 모니터링의 초기값으로 하여 모니터링, 분석 및 컴퓨팅을 시작한다. 만약 초기값 데이터가 설정된 역치에 도달할 경우, 상기 프로그램은 초기값 이벤트 플래그를 설정 및 저장하며, 자체 적응 기능을 통해 역치의 상한값 혹은 하한값을 조정한다. 해당 초기값 데이터는 본차 모니터링의 초기값으로 하여 모니터링, 분석, 컴퓨팅을 시작한다. 모니터링 데이터가 자체 적응 역치에 도달할 경우, 상기 프로그램은 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정한다. 만약 초기값 데이터가 설정된 역치 범위를 벗어날 경우, 상기 프로그램은 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정한다.
단계 2 : 상기 어플리케이션은 상기 이상 이벤트 플래그에 근거하여 상이한 레벨의 경보 플래그를 설정 및 상기 원격 이동 모니터링 장치에 1급 경보 권한과 2급, 3급 예비 경보 권한을 설정하며, 상기 경고 플래그가 설정시 관련 회로들에 명령하여 경보/예비 경고 조작을 집행하도록 한다.
단계 3 : 상기 어플리케이션은 본차 이상 이벤트 플래그의 발생 시간 Tn에 따라 앞으로 60분 간격으로 6개의 시간대를 배열하며, 6개의 시간대에서 본차 이벤트와 관련이 있는 이벤트 데이터 기록을 취해 시간 순서대로 이벤트 패킷을 구성한다. 시간대＜6일 경우, 최대 시간을 취한다.
단계 4 : 상기 어플리케이션은 발송된 데이터 플래그에 근거하여 무선 네트웍 인터페이스 회로를 작동시키며, 블루투스 프로토콜을 호출하여 검색 명령을 내린다. 유효 거리 내에 있는 외부 네트웍 단말기 인터페이스의 응답을 수신한 후, 무선 네트웍 인터페이스 회로는 개인 식별 주소 코드 Pin을 발송하여 권한 식별 매핑을 실시하고, 양방향 무선 디지털 통신 링크를 구축한다. 상기 프로그램은 식별 명령을 발송하여, 외부 네트웍이 이동 인터넷인지 유선망인지 판단한다.
단계 5 : 상기 어플리케이션은 외부 네트웍이 이동 인터넷인지의 여부를 판단하여 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소를 읽어들이고, TCP/IP 프로토콜과 PPP 프로토콜을 호출한다. 유선망일 경우, 상기 프로그램은 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소를 읽어들이고, 유선망에 연결하는 제어 명령을 호출하여 무선망 인터페이스 회로가 이동 인터넷/유선망에 연결하도록 제어하여, 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버와 네트웍 디지털 통신을 진행하고, 이벤트 패킷 혹은 데이터 정보를 발송하며, 서버에서 전송된 제어 명령 및 분석 결과, 의사의 처리 의견을 접수하고, 제어 명령에 호응하여 대응되는 조작을 실시한다.
단계 6 : 상기 어플리케이션은 무선 네트웍 인터페이스 회로를 제어하여 온라인 홀딩 상태(Hold)에 진입하여 데이터 전송을 정지하고 온라인 연결을 유지하도록 한다. 상기 프로그램 혹은 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버의 활성화 신호를 수신할 때 즉시 통신을 회복한다.
단계 7 : 상기 데이터 저장 회로는 상기 프로그램의 어드레싱에 따라 폰트 라이브러리 스토리지, 설정 정보 스토리지, 보안 정보 스토리지, 생체전기 이상 데이터 스토리지, 연속되는 생체전기 데이터 스토리지로 나뉘며, 상기 프로그램 명령과 주소에 따라 대응되는 스토리지에서 판독, 쓰기, 수정, 삭제 등 조작을 진행하며, 보안 정보 스토리지에 순환 기록 저장을 설정하여 인공적으로 삭제 불가능하다. 순환 기록 주기는 조정 가능하다.
단계 8 : 상기 어플리케이션은 원격 이동 모니터링 장치의 설정 정보 데이터를 수신한 후 데이터 저장 회로에 쓰기 명령을 내리는 동시에 데이터 주소를 설정하여 설정 정보 스토리지에 저장한다.
단계 9 : 상기 어플리케이션은 상기 원격 이동 모니터링 장치의 조작 정보 데이터를 수신한 후 데이터 저장 회로에 쓰기 명령을 내리는 동시에 데이터 주소를 설정하여 보안 정보 스토리지에 저장한다.
단계 10 : 상기 어플리케이션은 비상호출 촉발 신호를 수신한 후 비상 호출 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정하며, SP 코드와 디지털 이동 전화번호 혹은 MMS 주소 및 구조 요청 메세지를 읽어들이고, 무선 네트웍 인터페이스 회로를 제어하여 이동 인터넷 단말기의 인터페이스를 통해 단문 메세지 센터에 연결한 후 구조 요청 메세지를 사전에 설정된 접수 단말기에 발송한다. 상기 어플리케이션은 10초 내에 접수 단말기에서 발송한 "기접수" 메세지를 수신하지 못할 경우, 번들링된 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소와 구조 요청 메세지를 읽어들인 후 무선 네트웍 회로를 통해 광역망에 액세스하고 구조 요청 메세지를 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버에 발송한다. 접수 단말기의 "기접수" 메세지를 수신할 때까지 순환 호출한다.
하기에 본 발명의 동작 과정을 구체적으로 설명한다. 하드웨어 원리 블럭도 및 소프트웨어 프로세스 흐름도는 도 2 내지 도 11을 참조하기 바란다.
도 2 및 도 3에 표시하는 바와 같이 본 발명에서 고안한 생체전기 신호 수집 및 처리 회로의 제1-3 아날로그 신호 채널은 3개의 도입선(three leads) 동기화 심전 신호 채널이다. 리드 시스템(lead system)은 흉전(胸前) 모니터링 리드 시스템인 CMVl+CMV3+CMV5 혹은 CMV2+CMV5+Mavf을 사용 가능하다. 제1-3 아날로그 신호 채널의 전치 확대 회로는 초정밀도 기기 앰프를 사용하여 공통 모드 억제, 공통 모드 간섭을 감소한다. 심전 아날로그 신호는 전치 앰프에서 확대된 후 두 갈래로 나뉘어져, 그중의 한 갈래는 박동 펄스(pacing pulse) 억제 회로와 블럭 회로를 거쳐 프로그램 제어 이득 확대 회로와 대역통과 필터 회로에 진입, 아날로그 신호를 확대하여 고주파수/저주파수 간섭을 필터링한 후 아날로그/디지털 전환기에서 모듈러스 전환을 실시한다. 박동 펄스(pacing pulse) 억제 회로의 작용은 펄스 확장(broadening pulse)을 낮추고 박동 펄스(pacing pulse)가 심전 신호에 미치는 영향을 감소하는 것이다. 블록 회로의 작용은 직류 전압과 직류 극 전압(DC polarization voltage)을 필터링하여 심전 아날로그 신호를 왜곡되지 않게 다음 단계로 커플링(coupling)하는 것이다. 프로그램 제어 이득 확대 회로의 작용은 심전 아날로그 신호의 강약에 따라 확대 배수를 조절하는 것이다. 대역통과 필터 회로의 대역폭은 0.05Hz-100Hz로서 고주파수의 피부전기간섭, 기저선 편위 등을 필터링하여 아날로그/디지털 전환에 고품질의 원시 신호를 제공하는 것이다. 다른 한 갈 래 심전 아날로그 신호는 R파 트리거 회로에 진입한 후 하드웨어 회로를 통해 QRS 웨이브 그룹을 검측하여 마이크로 프로세서 분석프로그램에 R파 시계열을 제공하고 프로그램을 협조하여 심전 웨이브를 분석한다. 교정 전압 신호 회로의 출력 단자는 블록 회로의 출력 단자에 연결되어 전자가 후자의 시간 상수에 대한 영향을 피면하였으며, 마이크로 프로세서 회로의 P1.2가 하이 레벨일 경우 교정 전압 신호 회로는 자동으로 심전 데이터 분석 및 컴퓨팅에 필요한 기준 전압을 생성하여 구형파(square wave) 형식으로 매 프레임 심전도의 앞단에 표기한다. 제4-5 채널은 혈압 신호 채널 및 호흡 신호 채널로서 통용되는 대역통과 필터, 진폭 제한기, 파형 정형기로 구성된다. 센서는 기존의 휴대식 동적 혈압기와 정전류원 흉부 교류 저항 호흡 검측기를 사용가능하며, 상기 혈압기와 호흡기의 아날로그 신호 출력 단자에 제4-5 아날로그 신호 채널의 입력 단자를 각각 연결하고, 대역통과 필터 회로에서 고주파수/저주파수 간섭을 제거 및 진폭 제한과 파형 정형을 통해 아날로그/디지털 모듈러스 전환기에서 모듈러스 전환을 실시한다. 마이크로 프로세서 M30280 내부의 10비트 아날로그/디지털 모듈리스 전환기는 5개 채널의 아날로그 신호에 대한 동기화 수집 및 전환이 가능하며, 수집 정밀도는 3μv에 달해 생체전기 신호에 대한 모니터링 및 분석 정밀도 요구를 만족시킬 수 있으며, 심전, 혈압, 호흡 등 생체 데이터를 동시에 모니터링 및 수집이 가능하다. 인공설정을 통해 제4, 제5 채널을 닫을 수도 있으며, 제4-5 채널을 닫기로 설정할 경우, 상기 어플리케이션은 이 2개의 채널에 대한 신호 수집 및 분석 처리를 중지한다.
도 4 내지 도 11에 표시하는 바와 같이, 본 발명에서 고안하는 마이크로 프 로세서 회로는 상기 원격 이동 모니터링 장치의 핵심 부분으로 내부의 플래시롬(FlashROM)에는 어플리케이션이 설치되어 전체 설비의 운행 및 각 기능 모듈 회로를 제어한다. 상기 어플리케이션은 메인 프로그램과 생체전기 데이터 분석용 서브 프로그램, 스마트진단용 서브프로그램, 양방향 무선통신제어용 서브프로그램, 제어 명령처리용 서브프로그램, 비상호출용 서브프로그램, 이벤트 경고 및 경보용 서브프로그램으로 구성된다. 마이크로 프로세서 회로가 작동시 상기 어플리케이션은 먼저 초기화 자체 검사를 진행하여 각 기능 모듈 회로의 상태 및 연결될 유효 거리 내의 외부 네트웍 단말인터페이스 상태를 검사하고, 초기화 자체 검사가 완료된 후 생체전기 아날로그 신호를 수집하여 아날로그/디지털 모듈리스 전환을 실시한다. 통용되는 대역통과 필터를 응용하여 피부전기 노이즈 간섭, 기준선 편위, 동작 주파수 간섭 등을 제거한 후 고품질의 생체전기 데이터 신호를 분석 및 처리하여 데이터 저장 회로에 보내 분류 저장한다.
본 발명은 생체전기 데이터 자체 적응 분석 및 컴퓨팅 방법을 제공하여 생명 안전에 영향을 줄 수 있는 생체전기 데이터를 분석 및 사전 경고를 발생한다. 심전 데이터 분석은 부정맥과 ST 단변화 2가지로 분류된다. 혈압 데이터에 대한 분석은 주로 24시간 혈압 변화 데이터에 근거하여 혈압 변화 추세와 맥압차를 계산하고 24시간 혈압 추세도를 생성하는 것이다. 호흡 데이터에 대한 분석은 주로 호흡 빈도의 변화에 따라 분당 호흡 빈도, 절주, 일시 정지 시간 길이를 계산하여 24시간 호흡 추세도를 생성하는 것이다.
일부 사용자들의 생체전기 데이터에 이미 이상 변화가 발생했을 가능성 및 사용자들이 일상 생활과정에서 생체전기 데이터에 생리적 변화가 발생할 가능성을 이미 감안하였다. 상기 자체 적응 분석 및 컴퓨팅 방법의 목표는 임상 의의가 있는 생체전기 데이터의 동적 변화를 모니터링하는 것이다. 상기 프로그램은 하드웨어 회로의 R 웨이브 트리거에서 제공하는 QRS 웨이브 그룹 시계열 및 교정 전압 신호 회로에서 제공하는 교정 전압 진폭값에 근거하여 R-R 간기(interphase), QRS 웨이브 그룹 시간 제한(time limit), ST 단 진폭값, 수축압, 확장압, 호흡 주기 등 주요 파라미터를 계산 및 측정한다. 상기 프로그램 제어 마이크로 프로세서 회로는 먼저 사용자의 현재 생체전기 데이터를 수집 및 컴퓨팅하여 초기값 데이터를 얻어내고, 상기 프로그램에서 초기값이 설정된 역치 범위 내에 있다고 판단할 경우, 초기값은 본차 모니터링의 초기값으로 되어 모니터링, 컴퓨팅 분석을 시작한다. 초기값 데이터가 설정된 역치에 도달할 경우, 상기 프로그램은 초기값 데이터를 초기값 이벤트 플래그를 설정 및 저장하며 자체 적응 조절 기능을 통해 역치의 상한과 하한값을 설정한다. 해당 초기값 데이터는 본차 모니터링의 초기값으로 되어 모니터링, 분석 및 컴퓨팅을 시작하며, 모니터링 데이터가 지속적으로 변화하여 자체 적응 역치에 도달할 경우, 상기 프로그램은 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정한다. 또한 3급 경고 플래그를 설정시 사전 경고를 발생한다. 만약 초기값 데이터가 설정된 역치를 초과할 경우 상기 프로그램은 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정한다. 또한, 3급 경고 플래그가 설정시 사전 경고를 발생한다.
심전 신호 데이터에 대한 자체 적응 분석 및 컴퓨팅을 예로 사용자의 초기값 데이터인 심장박동정지 시간이 설정된 역치인 3초에 달할 경우, 프로그램은 초기값 이벤트 플래그를 설정 및 저장하며, 자체 적응기능은 설정된 역치를 3.3초로 조정한다. 박동 정지 시간이 자체 적응 역치인 3.3초에 달할 경우 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정하며, 또한 3급 경고 플래그를 설정, 이미지 액정 회로를 제어하여 지시등 점멸 및 문자 경고를 발생한다. 상기 프로그램은 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송된 데이터 플래그에 근거하여 본차 이벤트 데이터와 최근에 발생된 관련 이벤트 데이터를 패킹한 후 무선 네트웍 인터페이스 회로를 통해 외부망에 액세스하여 이벤트 패키지를 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버에 발송하여 처리하도록 한다. 상기 프로그램은 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버에서 발송되어온 제어 명령을 접수하여 병리성 이상 이벤트 경보를 발송할지 여부를 확정한다. 발 발명에서 설명하는 자체 적응 분석 및 컴퓨팅 방법의 장점은 임상 의의가 있는 생체전기 데이터의 동적인 변화와 이상 징후를 모니터링 및 캐취할 수 있어 사용자측에서는 분석, 진단 역치를 설정하는 복잡한 조작이 필요없어 사용하기 편리하며 또한 종래의 기술에 존재하는 문제점들을 해결하였다.
본 발명은 데이터 저장 회로의 스토리지 제어 및 보안 정보 데이터의 저장 관리 방법을 제시한다. 상기 프로그램은 어드레싱 제어를 통해 데이터 저장 회로를 5개의 데이터 스토리지로 나누며, 또한 각 스토리지의 용량 크기도 제어한다. 상기 프로그램은 5개의 데이터 스토리지의 판독, 입력, 수정, 삭제 등 조작을 제어한다. 폰트 라이브러리 스토리지에는 주로 상기 원격 이동 모니터링 장치의 각각의 언어의 문자, 이미지 부호 데이터를 저장한다. 설정 정보 스토리지에는 주로 사용자가 설정한 각종 파라미터 정보를 저장하며, 설정 정보는 문자, 부호, 자모, 숫자, 이미지 및 그 조합으로서 번들링된 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소, SP 코드 및 디지털 이동 전화 번호, MMS 주소, 사용자 아이디 및 비밀 번호, 구조 요청 메세지 등을 포함하며 이에 국한되지 않는다. 생체전기 이상 데이터 스토리지에는 주로 이상 이벤트 생체전기 데이터와 인공 조작 기록 데이터가 저장되어 있다. 연속적인 생체전기 데이터 스토리지에는 24시간 연속 모니터링한 생체전기 데이터가 저장되어 있으며, 해당 스토리지에는 최대 48시간 연속 모니터링한 생체전기 데이터를 저장가능하다. 보안 정보 스토리지에는 사용자의 조작정보 데이터가 저장된다. 상기 프로그램은 해당 스토리지를 순환 기록 스토리지로 설정하고, 인공 삭제가 불가능하게 한다. 순환 기록 주기는 조정 가능하며, 조작 정보 데이터는 ON/OFF 시간, 경보 원인 및 시간, 데이터 발송 방식 및 발송 시간, 제어 명령에 호응한 데이터 내용 및 시간, 접수한 의사 처리 의견 및 시간, 비상 호출 촉발 시간 및 응답 시간 등을 포함하며 이에 국한되지 않는다. 데이터 저장 회로는 돌발적인 생체전기 이상 데이터 및 연속적인 생체전기 데이터를 기록 및 저장하며, 또한 보안 정보 데이터를 저장하여 의료 증거로 사용할 수 있어 데이터 저장 회로의 기능과 응용을 확장했다.
본 발명은 이벤트 패킷 조합 방법을 제시한다. 상기 어플리케이션은 이상 이벤트 플래그와 발송된 데이터 플래그를 수신한 후, 본차 이상 이벤트 플래그에의 발생 시간에 따라 앞으로 60분짜리 6개의 시간대, 즉 Tn, Tn-1, Tn-2, Tn-3, Tn-4, Tn-5를 배열하며, 상기 프로그램은 Tn 시간대에 발생한 금번 이벤트와 관련된 모든 이벤트 기록을 전부 해당 패킷 내에 넣도록 설정하며, Tn 시간대 앞의 매 시간대에서 관련되는 이벤트 데이터 기록을 한번 조회하여 패킷에 포함시키고, 시계열에 따라 이벤트 패킷을 구성한다. 시간대<6이며, 그중에서 최대 시간을 취한다. 이벤트 패킷 조합은 종래의 기술에서 데이터를 여러 번 발송하거나 혹은 어느 한 시간대 데이터에 한해서만 발송할 수 밖에 없는 문제점을 해결하였다.
본 발명은 이상 이벤트 경고 및 경보 권한 레벨별 설정 방법을 제시한다. 상기 어플리케이션은 이상 이벤트에 레벨별로 경고 플래그을 설정하고, 마이크로 프로세서 회로가 1급 경고 경보 권한 및 2급, 3급 경고 사전 경보 권한을 구비하도록 설정하여, 상기 원격 이동 모니터링 장치의 사전 경고 및 경보를 제어한다. 1급 경고는 주로 기능성 이벤트로서 센서 탈락, 동작 전원 부족, 신호 중단, 발송 실패, 무선 액세스 실패, 비상 호출 실패 등의 이벤트를 포함하며 이에 국한되지는 않는다. 상기 프로그램은 기능성 이벤트를 발견한 후 기능성 이벤트 플래그를 설정하고, 기능성 이벤트 플래그에 따라 1급 경고 플래그를 설정한 후 관련 회로에 명령하여 진동, 사운드, 문자 방식으로 경보를 발생하도록 한다. 사용자는 경보를 확인한 후 중지시킬 수 있다. 2급 경고는 주로 촉발 사건과 설정 역치에 도달한 부정맥과 ST 단변화, 혈압 변화, 호흡 절주 변화 등을 포함하여 설정된 역치에 도달한 병리성 이상 이벤트로서, 상기 프로그램은 인공기록 이벤트 혹은 설정된 역치에 도달한 병리성 이상 이벤트를 발견할 경우 이상 이벤트 플래그를 설정하고 데이터 플래그를 발송시키며, 이상 이벤트 플래그에 따라 2급 경고 플래그를 설정한다. 3급 경고는 주로 설정된 역치를 초과한 병리성 이상 이벤트와 자체 적응 역치에 도 달한 이상 이벤트로서 심각한 부정맥, 급성 ST 단변화, 혈압의 급격한 변화, 호흡 중지 등을 포함한다. 상기 프로그램은 자체 적응 역치에 도달 및 설정 역치를 초과한 병리성 이상 이벤트를 발견할 경우 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정하며, 병리성 이상 이벤트에 근거하여 3급 경고 플래그를 설정한다. 상기 프로그램은 2급 경고 플래그와 3급 경고 플래그에 따라 관련 회로를 제어하여 지시등을 점멸하거나 문자 알람을 발생시켜 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버에 이상 데이터를 발송했음을 사용자에게 알린다. 또한, 실행 서버에서 보내온 제어 명령을 수신하여 제어 명령에 따라 경보를 발송할지의 여부를 결정함으로써 병리성 이상 이벤트에 대한 오경보 문제를 해결한다.
본 발명은 생체전기에 대한 모니터링 데이터의 네트웍 디지털 통신 방법을 제공하여, 상기 프로그램은 발송된 데이터 플래그를 접수시 무선 네트웍 인터페이스 회로를 작동시키고, 블루투스 프로토콜을 호출하여 검색 명령을 내린다. 유효 거리 내에 있는 외부망 단말기의 인터페이스에서 응답한 후, 무선 네트웍 인터페이스 회로는 개인 식별 주소 코드 Pin을 발송하여 권한 식별 매핑을 진행하고, 외부망 단말기 인터페이스와 무선 양방향 디지털 통신 링크를 구축한다. 다음 무선 네트웍 인터페이스 회로는 외부망에 식별 명령을 발송하여 외부 네트웍이 이동 인터넷인지 유선 네트웍인지 여부를 판단한다. 만약 이동 인터넷일 경우, 상기 프로그램은 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소를 판독하고 TCP/IP 프로토콜, PPP 프로토콜을 호출하여 무선 네트웍 인터페이스 회로와 이동 인터넷 사이에 양방향 디지털 통신 링크를 구축하고, 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버에 이벤트 패킷을 발송한다. 유선 네트웍일 경우, 상기 프로그램은 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소를 판독하고, 유선 네트웍에의 연결에 관한 제어 명령을 호출하여, 무선 네트웍 인터페이스 회로와 유선 네트웍 사이에 양방향 디지털 통신 링크를 구축하고, 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버에 이벤트 패킷을 발송한다. 무선 네트웍 인터페이스 회로는 원격 모니터렁 서버가 발송한 제어 명령, 진단 결론, 의사의 처리 의견을 수신한 후 복조시켜 마이크로 프로세서 회로에서 처리하도록 한다. 마이크로 프로세서 회로는 제어 명령에 응답 및 실시 후 실시 결과를 원격 모니터링 서버에 반환한다. 상기 제어 명령은 표준화된 제어 명령과 데이터, 혹은 사용자 정의 명령과 데이터일 수도 있으며, 비밀 번호 검증 명령, 내부 정보 획득 명령, 기능 설정 명령 및 병리성 이상 이벤트 경보 명령을 포함하며 이에 국한되지 않는다. 무선 네트웍 인터페이스 회로는 발송된 데이터 상황을 자동적으로 검측하여 오류를 정정하고, 오류가 무선 전송 오류인지 네트웍 전송 오류인지 여부를 판단한 후, 무선 전송 오류일 경우 주파수를 바꿔 재발송하며, 네트웍 전송 오류가 5차를 초과할 경우 "네트워킹 발송 실패" 플래그를 설정한다.
상기 프로그램 제어 하에 무선 네트웍 인터페이스 회로는 항상 온라인 홀딩(Hold) 기능을 구비한다. 무선 네트웍 인터페이스 회로는 홀딩 상태에서 데이터 전송을 중지하고 전원 소모를 줄이며, 온라인 연결을 유지하다가 마이크로 프로세서 회로 혹은 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버의 활성화 신호를 수신하면 즉시 디지털 통신을 회복한다. 상기 프로그램은 무선 네트웍 인터페이스 회로 를 제어하여 상이한 네트웍 사이에서 스위칭하면서 외부 네트웍 단말기 인터페이스를 검색 및 액세스한다. 연속 5번의 검색 실패 시에, "무선 액세스 실패"를 설정하고 경고성 경보를 발생시켜 사용자에게 주의를 준다. 무선 네트웍 인터페이스 회로가 액세스하는 외부 네트웍 단말기 인터페이스는 이동 인터넷, LAN, ADSL, VDSL, ISDN, 케이블 TV 통신망, 전력선 통신망 단말기 인터페이스를 포함하며 이에 국한되지 않는다. 사용자는 공공 장소 및 가정에서 주변의 외부 네트웍 단말기 인터페이스에 무선 액세스하여 광역망에 연결하고 네트웍 디지털통신을 진행하여, 이동과정에서의 네트워킹 및 상이한 네트웍 사이에서 스위칭하면서 로밍이 가능하며, 온라인연결을 유지할 수 있어 종래 기술의 부족한 점을 해결한다.
본 발명에서 설명하는 무선 네트웍 인터페이스 회로는 국제적으로 통용되는 블루투스 프로토콜 규범과 네트웍 프로토콜을 사용하며, 외부 네트웍 단말기 인터페이스의 이동 인터넷 단말기의 디지털 이동 전화의 블루투스 무선 인터페이스 및 유선네트웍 단말기의 블루투스 무선 액세스 기기는 모두 종래의 제품 및 기술로서 여기서는 중복하지 않도록 한다.
본 발명은 원격 비상 호출 방법을 제시한다. 비상 호출 회로에서 마이크로 프로세서 회로에 촉발 신호를 발송 시, 상기 프로그램은 비상 호출 플래그와 데이터 발송 플래그를 설정하고, 설정 정보 스토리지 내에 미리 저장된 SP 코드와 디지털 이동 전화 번호 혹은 MMS 주소 및 구조 요청 메세지를 판독하며, 무선 네트웍 인터페이스 회로를 제어하여 이동 인터넷 단말기 인터페이스에 액세스하여, 단문 메세지 센터에 연결한 후 구조 요청 메세지를 사전에 설정된 접수 단말에 발송하 고, 접수 단말에서 반환하는 "기접수(received)" 메세지를 대기한다. 접수 단말기는 디지털 이동 전화일 수도 있고, PC 컴퓨터 혹은 서버일 수도 있다. 상기 프로그램은 10초 내에 접수 단말에서 반환한 "기접수" 메세지를 수신하지 못할 경우 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소와 구조 요청 메세지를 읽어들이고, 무선 네트웍 인터페이스 회로를 제어하여 외부 네트웍 단말기 인터페이스에 액세스 및 광역망에 연결하여 구조 요청 메세지를 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버에 발송한다. 구조 요청 메세지는 순환 호출하면서 반복적으로 발송하며, 접수 단말에서 반환한 "기접수" 메세지를 수신한 후에야 순환 호출을 정지하고 퇴출한다. 순환 호출 차수가 5차 이상에 달할 경우 "비상호출실패" 플래그를 설정하고, 경고성 경보를 발송해 사용자에게 주의를 줌으로써 비모니터링 상태에서의 비상 호출 구조 요청 문제를 해결한다.
마이크로 프로세서 회로는 전원 관리 집적회로의 3개 인에이블 단자(enable terminal)인 EN을 제어한다. 인에이블 단자(enable terminal)인 EN이 하이 레벨에 위치할 경우, 전원 관리 집적회로가 작동되여 동작 수요에 따라 각 기능 모듈 회로에 안정적인 +3.3V, -3.3V, +2.5V 동작 전원을 공급하여 전원 절약, 기기 소모를 줄이는 목적을 달성한다.
실시간 클럭 회로는 카렌더와 실시간 24 시간 클럭을 제공한다. 상기 어플리케이션은 일자와 시간을 읽어들여, 신호 채집 및 저장, 각종 이벤트 데이터, 각종 설정 정보 데이터, 각종 조작 정보 데이터에 일자와 시간을 표기한다. 메인 회로 전원은 실시간 클럭 회로에 전원 제공시 또한 예비용 전원인 리튬 충전지를 충 전시켜 메인 회로 전원이 중단 시 리튬 충전지에서 실시간 클럭 회로에 전원을 공급하도록 하여 실시간 클럭 회로의 연속적 운행을 보장한다.
이미지 액정 회로는 심전, 혈압, 호흡 파형,이미지 부호 및 각각의 언어의 문자를 표시하는데 사용되며, 상기 어플리케이션은 마이크로 프로세서 회로에 명령하여 이미지 액정 회로를 제어하여 심전, 혈압, 호흡 파형, 이미지 부호 및 각종 문자를 스크롤 표시하거나 동결시켜 표시하도록 하며, 스크린의 지시등을 점멸시켜 경고 사전 예보 등을 알릴수 있다.
기계 진동 회로와 부저 회로는 이벤트 경고 경보 시의 기계적 진동, 오디오 사운드를 제공하는데 사용된다. 마이크로 프로세서 회로는 1급 경고 플래그에 따라 기계 진동 회로와 부저 회로, 이미지 액정 회로를 제어하여, 진동, 오디오, 문자 방식으로 경보를 발생한다. 마이크로 프로세서 회로는 2급 및 3급 경고 플래그에 따라 이미지 액정 회로를 제어하여 지시등과 문자를 점멸함으로써 사전 경보를 발생할 수 있으며, 또한 이벤트 패킷을 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버에 발송한다. 마이크로 프로세서 회로는 서버에서 반환한 경보 발생 제어 명령을 수신한 후 관련 회로를 제어하여 상이한 주파수의 진동, 오디오 및 문자를 통해 경보를 발생한다.
상기 원격 이동 모니터링 장치는 24 시간 혹은 그 이상의 연속 모니터링 데이터를 기록 및 저장할 수 있어, 의사에게 리뷰 분석 근거를 제공한다. 필요 시 USB 인터페이스 회로와 외부 설비의 USB 인터페이스를 연결하고, 연속 모니터링 및 기록한 생체전기 데이터를 다운로드하며, USB 인터페이스 회로는 마이크로 프로세 서 회로의 제어 하에 외부 설비와 데이터 정보 교환, 네트웍 디지털 통신도 진행할 수 있다. 외부 설비는 PC 컴퓨터, USB 인터페이스를 구비한 네트웍 단말 설비를 포함하며 이에 국한되지 않는다.
본 발명은 C언어를 사용해 프로그래밍하였으므로 우수한 확장성과 이식성을 구비하여 각종 단일 칩시스템에 사용하기 적합하다.
본 발명은 네트웍 기능을 구비한 일종의 새로운 개인 의료 정보 툴로서 생체전기 데이터의 동적인 변화를 모니터링하고, 광역망에 무선 액세스하여 네트웍 디지털 통신을 진행할 수 있으며, 이동 과정에서의 네트워킹 및 상이한 네트웍 사이의 스위칭 로밍이 가능하며, 임의의 방식의 이동 인터넷 단말기의 인터페이스 간에 무선 양방향 통신 링크를 구축하여 이동 인터넷에 액세스 가능하며, 사용자가 이동인터넷 단말기 인터페이스를 통해 발송 및 접수한 위치를 정확히 판단할 수 있어 많은 사람들이 모인 장소에서 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링을 진행하기에 적합하다.
이상 본 발명에 대해 상세하게 설명하였으며, 또한 기본 특허를 기반으로 많은 동일한 효과의 대체 가능한 수정 방안이 파생될 수 있다. 본 발명의 일부 특징적 기능은 기타 관련 기능과 연결하지 않는 상황에서 단독으로 사용될 수 있으며, 이러한 것들은 모두 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 장치에 있어서,
    상기 원격 이동 모니터링 장치의 각각의 기능 모듈 회로의 동작을 제어하여, 상기 생체전기 데이터에 대한 모니터링, 경고, 기록, 저장 및 네트웍 디지털 통신을 진행하는 마이크로 프로세서 회로;
    생체전기 아날로그 신호를 수집 및 처리하며, 교정 전압 신호 회로를 내장하고, 상기 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 기준 교정 전압을 제공하는 생체전기 데이터 수집 및 처리 회로;
    상기 마이크로 프로세스 회로의 제어 하에 5개의 스토리지로 나누어져, 각각 상기 원격 이동 모니터링 장치의 각종 데이터와 사용자가 설정한 정보 데이터를 저장하는 데이터 저장 회로;
    상기 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 생체전기 데이터 파형, 이미지 부호 및 상이한 종류의 언어의 문자를 나타내는 이미지 액정 회로;
    상기 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 각종 데이터에 일자와 시간을 표기해주는 실시간 클럭 회로;
    상기 마이크로 프로세서 회로에 비상 호출 촉발 명령을 발송하고, 무선 네트웍 인터페이스를 제어하여 사전에 설정된 접수 단말에 구조 요청 메세지를 발송하는 비상 호출 회로;
    내부에 TCP/IP 프로토콜, PPP 프로토콜, 블루투스 프로토콜을 탑재하고, 상기 마이크로 프로세서 회로의 제어 명령에 따라 외부 네트웍 단말기의 인터페이스에 무선 액세스하여 광역망에 연결한 후 네트웍 디지털 통신을 진행하는 무선 네트웍 인터페이스 회로;
    상기 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 상기 원격 이동 모니터링 장치의 각각의 기능 모듈에 동작 전원을 제공하는 동작 전원 제어 회로;
    상기 마이크로 프로세서 회로의 제어 하에 이벤트 경고 경보를 발송시 기계적 진동 및 오디오사운드를 발생하는 기계 진동 회로와 부저 회로; 및
    상기 원격 이동 모니터링 장치와 외부 설비 간에 데이터 정보를 교환하고 연속 모니터링하여 기록한 생체전기 데이터를 다운로드하는 USB 인터페이스 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기마이크로 프로세서 회로는 저역율의 SCM(Single-Chip Microcomputer)으로 구성되며, 상기 SCM은 M30280을 사용할 경우 내부에는 10비트 아날로그/디지털 전환기와 100K 플래시롬(FIashROM)을 구비하고 있으며, 그중 I/O 포트, 외부 인터럽트 소스, 시리얼 통신 포트 및 아날로그/디지털 전환기는 각각의 기능 모듈을 제어하는 회로에 연결되어 있으며, 내부의 상기 플래시롬(FlashROM)에는 어플리케이션 소프트웨어가 설치되며, 상기 SCM은 M30281 또는 HD64F3847을 사용가능하며, 대 응되는 표기 위치에 핀을 연결하는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 생체전기 신호 수집 및 처리 회로 내부의 상기 교정 전압 신호 회로는 정밀 기준원(precision benchmark resource), 다이너트론9013, 전류 제한 저항, 정밀 분압 저항을 포함하며, 상기 정밀 기준원으로 NJM2823를 사용할 경우, 상기 다이너트론9013의 베이스는 마이크로 프로세서 회로 M30280의 P1 포트인 P1.2에 연결되며, 에미터는 메인 회로의 +3.3V 전원 단자에 연결되며, 콜렉터는 2개의 전류 제한 저항을 통해 접지 및 NJM2823 마이너스극에 연결되며, NJM2823 플러스극은 접지되며, 2개의 정밀 분압 저항은 병렬연결하여, 한 단자는 NJM2823의 마이너스극에 연결하고 다른 한 단자는 접지되며, 중간 출력 단자는 블록 회로(Block circuit)의 출력 단자에 연결되며, 출력 단자의 교정 전압폭은 1mv×프리앰플리파이어 스테이지(preamplifier stage)의 배수이고, 오차≤±1％ 이며, 상기 정밀 기준원은 CYT431, TL431B 또는 LM4050을 사용가능하며, 대응되는 표기위치에 핀을 연결하는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 데이터 저장 회로는 마이크로 프로세서 회로 M30280와 데이터 스토리지 플래시를 포함하며, 상기 데이터 스토리지 플래시로 NAND01G를 사용할 경우, 상기 마이크로 프로세서 회로 M30280의 P0 포트인 P0.0-P0.7는 NAND01G의 데이터선 D0-D7에 각각 연결되며, M30280의 P2 포트인 P2.2-P2.4는 NAND01G의 칩선택 단자 E, 주소 로킹 단자 AL, 명령 로킹 단자 CL에 각각 연결되며, M30280의 P3 포트인 P3.4-P3.5는 NAND01G의 판독 단자 RD 및 입력 단자 WR에 각각 연결되며, 상기 데이터 스토리지 플래시는 RC28F13C-150, TC58DVG02A1FT00 또는 K9K1GU0B을 사용가능하며, 대응되는 표기 위치에 핀을 연결하는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무선 네트웍 인터페이스 회로는 마이크로 프로세서 회로 M30280, 네트웍 프로세서 회로 IP2022, 블루투스 집적회로를 포함하며, 상기 블루투스 집적회로로 BlueCore313143를 사용할 경우, 상기 마이크로 프로세서 회로 M30280의 시리얼 통신 포트 0의 TXD, RXD, CTS, DSR는 IP2022의 시리얼 통신 포트1에 연결되며, M30280의 P5 포트인 P5.0-P5.2는 각각 IP2022 리셋 단자 RST, 상태 제어 단자 PRG, 휴면 제어 단자 ON/OFF에 연결되며, IP2022 시리얼 통신 포트2의 HOST_TX 단자, HOST_RX 단자, HOST_CTS 단자, HOST_RTS 단자는 BlueCore313143의 UART_RX 단자, UART_TX 단자, UART_RTS 단자, UART_CTS 단자에 각각 연결되며, IP2022의 PORTSEL 단자, SLEEP_ENABLE 단자, HOST_INT 단자, DISCONNECT 단자는 BlueCore313143의 리셋 단자 RESET, 전원 제어 단자 VREG_EN, 부팅 단자(wakeup terminal)인 PWR_UP, 연결끊기 단자 DISCONNECT_CON에 각각 연결되며, 블루투스 집적회로는 BCM2035, BRF6100/6150 또는 MC72000을 사용가능하며, 대응되는 표기위치에 핀을 연결하는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 장치.
  6. 광역망을 기반으로 하는 상기 원격 이동 모니터링 장치에 설치 및 운행되는 어플리케이션을 포함한 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법에 있어서,
    상기 어플리케이션이 상기 원격 이동 모니터링 장치의 자체 적응 분석 컴퓨팅에 대한 제어 단계;
    이상 이벤트 경고 및 경보 발생 권한별 설정 단계;
    이벤트 패킷 조합 및 네트웍 디지털 통신 단계;
    데이터 저장 회로 구역 관리 및 보안 정보 데이터 저장관리 단계; 및
    원격 비상 호출 단계
    를 포함하며,
    그중, 상기 프로그램 제어에서 기술한 원격 이동 모니터링 장치가 외부 네트웍 단말기 인터페이스에 무선 액세스하여 광역망에 연결하고 네트웍 디지털 통신을 진행하며, 이동 네트워킹 및 망간 스위칭 로밍 네트워킹을 진행함에 있어서, 외부 네트웍 단말기 인터페이스는 이동 인터넷, LAN, ADSL, VDSL, ISDN, DDN, 케이블 TV 통신망, 또는 전력선 통신망 단말기 인터페이스를 포함하며, 이에 국한되지 않는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    단계 1 : 상기 어플리케이션은 교정 전압 및 이득에 근거하여 현재의 생체전기 데이터를 수집 및 컴퓨팅하여 초기값 데이터를 얻고, 프로그램에서 초기값 데이터가 설정된 역치(threshold value) 범위 내에 있다고 판단할 경우, 초기값은 본차 모니터링(this monitoring)의 초기값으로 되어, 모니터링, 분석 및 컴퓨팅을 시작하며, 만약 초기값 데이터가 설정된 역치에 도달할 경우, 상기 프로그램은 초기값 이벤트 플래그를 설정 및 저장하며 자체 적응 기능을 통해 역치의 상한값 또는 하한값을 설정하며, 해당 초기값 데이터는 본차 모니터링의 초기값으로 되어 모니터링, 분석, 컴퓨팅을 시작하며, 모니터링 데이터가 자체 적응 역치에 도달할 경우, 상기 프로그램은 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정하며, 만약 초기값 데이터가 설정된 역치 범위를 벗어날 경우, 상기 프로그램은 병리성 이상 이벤트 플래그 및 발송 데이터 플래그를 설정하는 단계;
    단계 2 : 상기 어플리케이션은 상기 이상 이벤트 플래그에 근거하여 상이한 레벨의 경보 플래그를 설정하고, 상기 원격 이동 모니터링 장치에 1급 경보 권한과 2급, 3급 예비 경보 권한을 설정하여, 상기 경고 플래그가 설정될 때 관련 회로들에 명령하여 경보/예비 경고 조작을 집행하도록 하는 단계;
    단계 3 : 상기 어플리케이션은 본차의 이상 이벤트 플래그의 발생 시간 Tn에 따라 앞으로 60분 간격으로 6개의 시간대를 배열하며, 6개의 시간대에서 본차 이벤트와 관련 있는 이벤트 데이터 기록을 취해 시간 순서대로 이벤트 패킷을 구성하며, 시간대가 6 미만일 경우 최대 시간을 취하는 단계;
    단계 4 : 상기 어플리케이션은 발송 데이터 플래그에 근거하여 무선 네트웍 인터페이스 회로를 작동시키며, 블루투스 프로토콜을 호출하여 검색하도록 명령하며, 유효 거리 내에 있는 외부 네트웍 단말기 인터페이스의 응답을 수신한 후 무선 네트웍 인터페이스 회로는 개인 식별 주소 코드 Pin을 발송하여 권한 식별 매핑을 실시하고, 양방향 무선 디지털 통신 링크를 구축하며, 상기 프로그램은 식별 명령을 발송하여 외부 네트웍이 이동 인터넷인지 유선망인지 판단하는 단계;
    단계 5 : 상기 어플리케이션은 외부 네트웍이 이동 인터넷인지 여부를 판단하여 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소를 읽어들이고, TCP/IP 프로토콜과 PPP 프로토콜을 호출하며, 유선망일 경우 상기 프로그램은 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소를 읽어들이고, 유선망에 연결하는 제어 명령을 호출하여 무선망 인터페이스 회로가 이동 인터넷/유선망에 연결하도록 제어하여 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버와 네트웍 디지털 통신을 진행하고, 이벤트 패킷 혹은 데이터 정보를 발송하며, 서버에서 전송된 제어 명령 및 분석 결과, 의사의 처리 의견을 접수하고, 제어 명령에 호응하여 대응되는 조작을 실시하는 단계;
    단계 6 : 상기 어플리케이션은 무선 네트웍 인터페이스 회로를 제어하여 온라인 홀딩 상태(Hold)에 진입하여 데이터 전송을 정지하고, 온라인 연결을 유지하 다가 상기 프로그램 혹은 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버의 활성화 신호를 수신할 때에, 즉시 통신을 회복하는 단계;
    단계 7 : 상기 데이터 저장 회로는 상기 프로그램의 어드레싱에 따라 폰트 라이브러리 스토리지, 설정 정보 스토리지, 보안 정보 스토리지, 생체전기 이상 데이터 스토리지, 연속되는 생체전기 데이터 스토리지로 나뉘며, 상기 프로그램 명령과 주소에 따라 대응되는 스토리지에서 판독, 쓰기, 수정, 삭제 등 조작을 진행하며, 보안 정보 스토리지에 순환 기록 저장을 설정하여 인공적으로 삭제 불가능하며, 순환 기록 주기가 조정될 수 있는 단계;
    단계 8 : 상기 어플리케이션은 원격 이동 모니터링 장치의 설정 정보 데이터를 수신한 후 데이터 저장 회로에 쓰기 명령을 내리는 동시에 데이터 주소를 설정하여 설정 정보 스토리지에 저장하는 단계;
    단계 9 : 상기 어플리케이션은 상기 원격 이동 모니터링 장치의 조작 정보 데이터를 수신한 후 데이터 저장 회로에 쓰기 명령을 내리는 동시에 데이터 주소를 설정하여 보안 정보 스토리지에 저장하는 단계; 및
    단계 10 : 상기 어플리케이션은 비상 호출 촉발 신호를 수신한 후 비상 호출 플래그를 설정 및 데이터 플래그를 발송하며, SP 코드와 디지털 이동 전화 번호 혹은 MMS 주소 및 구조 요청 메세지를 읽어들이고, 무선 네트웍 인터페이스 회로를 제어하여 이동 인터넷 단말기의 인터페이스를 통해 단문 메세지 센터에 연결한 후 구조 요청 메세지를 사전에 설정된 접수 단말기에 발송하며, 상기 어플리케이션은 10초 내에 접수 단말기에서 발송한 "기접수" 메세지를 수신하지 못할 경우 번들링 된 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소와 구조 요청 메세지를 읽어들인후 무선 네트웍 회로를 통해 광역망에 액세스하고, 구조 요청 메세지를 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버에 발송하며, 접수 단말기의 "기접수" 메세지를 수신할 때까지 순환 호출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 원격 이동 모니터링 장치는 광역망에 무선 액세스하여 상기 프로그램 제어 하에 온라인 홀딩 상태(Hold)에 진입하여 데이터 전송을 중지하며, 온라인 연결 상태를 유지하다가 상기 프로그램 혹은 생체전기 데이터에 대한 원격 모니터링 서버에서 발송한 활성화 신호를 수신할 때, 즉시 디지털 통신을 회복하는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 원격 이동 모니터링 장치는 이동 인터넷 단말기의 인터페이스에 무선 액세스하여 상기 프로그램의 제어 하에 단문 메세지 센터에 액세스하여 SMS 또는 MMS 방식으로 사전에 설정된 접수 단말에 구조 요청 메세지를 발송하고, 접수 단말기에서 반환한 정보를 접수하는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체 전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 무선 네트웍 인터페이스에서 접수한 제어 명령은 표준화된 조작 명령과 데이터 또는 사용자 정의 명령과 데이터일 수 있으며, 비밀 번호 검증 명령, 기능 설정 명령, 내부 정보 획득 명령 및 병리성 이상 이벤트 경보 명령을 포함하며, 이에 국한되지 않는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 설정 정보 데이터는 문자, 부호, 자모, 숫자, 이미지 및 그 조합일 수 있으며, 번들링된 생체전기 데이터 원격 모니터링 서버의 고정 IP 주소, SP 코드, 디지털 이동 전화 번호, MMS 주소, 사용자 아이디와 비밀 번호, 구조 요청 메세지를 포함하며, 이에 국한되지 않는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 조작 정보 데이터는 ON/OFF 차수와 시간, 경보 사전 경고 내용과 시간, 데이터 발송 형식 및 발송 시간, 응답 제어 명령 데이터 내용과 시간, 의사 처리 의견의 접수 내용 및 시간, 비상 호출 촉발 이벤트의 시간 및 응답 답변 시간 등을 포함하며, 이에 국한되지 않는 것을 특징으로 하는 광역망을 기반으로 하는 생체전기 데이터에 대한 원격 이동 모니터링 방법.
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