KR20090053441A - 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치 - Google Patents

압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090053441A
KR20090053441A KR1020070120294A KR20070120294A KR20090053441A KR 20090053441 A KR20090053441 A KR 20090053441A KR 1020070120294 A KR1020070120294 A KR 1020070120294A KR 20070120294 A KR20070120294 A KR 20070120294A KR 20090053441 A KR20090053441 A KR 20090053441A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piezoelectric sensor
contact
heart rate
measuring apparatus
bio
Prior art date
Application number
KR1020070120294A
Other languages
English (en)
Inventor
김학병
Original Assignee
주식회사 넷블루
계명대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 넷블루, 계명대학교 산학협력단 filed Critical 주식회사 넷블루
Priority to KR1020070120294A priority Critical patent/KR20090053441A/ko
Publication of KR20090053441A publication Critical patent/KR20090053441A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6892—Mats
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7465—Arrangements for interactive communication between patient and care services, e.g. by using a telephone network
    • A61B5/747—Arrangements for interactive communication between patient and care services, e.g. by using a telephone network in case of emergency, i.e. alerting emergency services
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/04—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to non-activity, e.g. of elderly persons
    • G08B21/0438—Sensor means for detecting
    • G08B21/0461—Sensor means for detecting integrated or attached to an item closely associated with the person but not worn by the person, e.g. chair, walking stick, bed sensor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
    • A61B2503/08—Elderly

Abstract

본 발명은 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치에 관련되며, 이때 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치는 환자의 피부에 직접적으로 접촉되지 않은 상태로 생체신호 즉, 심장박동수, 호흡수를 측정하고, 그 생체신호를 이용하여 병원이나 실버타운에서 생활하는 대다수의 환자 혹은 노약자 건강을 일률적으로 체크 관리하기 위해 압전센서(10), 마감패드(20)(20'), 표층패드(30), 증폭기(40), 대역통과필터(50), 메인컴퓨터(60) 등을 주요 구성으로 이루어진다.
이에 따라, 본 발명은 옷을 입은 상태로 피부 비접촉방식으로 생체신호를 측정하므로 개인프라이버시가 존중되고, 특히 병원, 요양시설, 독거노인가정 등에 비치된 침대나 소파에 간편하게 적용되어 환자 혹은 노약자의 생체신호를 일괄적으로 자동체크 관리하므로 불필요한 인력낭비 및 비용이 절감됨은 물론 응급상황에 보다 신속하게 대응할 수 있도록 관리체계가 확보되는 효과가 있다.
압전센서, 패드, 증폭기, 심장박동수, 호흡수

Description

압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치 {Living body signal measurement device that use piezo sensor}
본 발명은 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환자의 심장박동수, 호흡수와 같은 생체신호를 피부 비접촉방식으로 측정하기 위한 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치에 관한 것이다.
심장박동수, 호흡수와 같은 생체신호는 인체의 건강상태, 이상유/무를 가장 간편하게 진단할 수 있는 요소로써, 주로 중환자 및 응급환자, 언제 건강이 악화될지 모르는 노약자들은 생체신호측정기를 인체에 부착하여 지속적으로 생체신호를 체크하게 된다.
예컨대, 종래에 생체신호측정기는 전기전도도가 있는 센서전극패치를 피부에 직접 부착하고, 심장이 만들어 내는 전기적인 신호(예컨대, 심전도)를 측정하여 관리자가 육안으로 확인할 수 있도록 디스플레이장치를 통하여 심장박동수, 호흡수를 표시하였다.
즉, 심전도를 측정하여 생체신호를 나타내는 종래에 생체신호측정기의 특성상 센서전극패치를 피부에 직접 부착해야만 하므로 사용자(예컨대, 환자, 노약자 등)가 옷을 탈의해야 하는 불편함이 따랐고, 특히 여성사용자들은 개인프라이버시 노출로 인해 사용을 꺼리는 실정이다.
뿐만 아니라, 생체신호측정기를 통한 심전도측정의 정밀도를 높이기 위해 센서전극패치와 피부사이에 전극효과를 극대화하기 위해 젤과 같은 전해질물질을 추가로 발라야 하므로 사용자들이 불쾌감을 호소하고, 일부 피부가 민감한 사용자들은 알레르기 및 피부병까지 발생되는 문제점이 따랐다.
또, 생체신호측정기를 통하여 생체신호를 정밀하게 측정한다 하더라도 이를 관리하기 위한 간호사, 간병인이 턱없이 부족한 실정이므로 대다수의 환자 혹은 노약자가 이용하는 병원, 요양원에서는 측정된 생체신호를 활용한 건강관리가 소홀해 질수 밖에 구조를 가진다.
한편, 노령인구가 급속도로 증가하는 추세에 따라 독거노인들을 위한 복지정책이 활발하게 이루어지고 있지만, 한정된 관리인력으로 일일이 독거노인들의 가정을 방문하여 생체신호 측정을 통한 건강상태 관리가 사실상 불가능하고, 특히 수족이 불편한 독거노인들은 건강상태가 위급시 응급처리를 위한 시스템이 전혀 마련되지 않고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 사용자가 옷을 탈의하지 않고 피부 비접촉방식으로 심장박동수와 호흡수와 같은 생체신호측정이 간편하게 이루어지고, 또 병원, 요양시설, 독거노인가정 등에서 지속적인 관리를 요한 대다수의 환자 및 노약자들의 생체신호를 일괄적으로 관리체크하기 위한 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 매트형태로 형성되어 압전센서(10); 상기 압전센서(10)의 양면에 전극판(22)(24)을 사이에 두고 부착 구비된 마감패드(20)(20'); 상기 마감패드(20) 상면에 보호막(32)을 사이에 두고 부착 구비된 표층패드(30); 상기 압전센서(10)에서 발생되는 생체신호에 따른 전류량을 증폭시키는 증폭기(40); 상기 증폭기(40)에서 증폭된 신호에서 심장박동수와 호흡수에 대한 신호만을 통과시키는 대역통과필터(50); 및 상기 대역통과필터(50)를 거친 신호의 임계치 이상의 PEAK값만을 입력받아 심장박동수 및 호흡수로 카운트하여 출력하는 메인컴퓨터(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 메인컴퓨터(60)를 통하여 출력된 심장박동수 및 호흡수 데이터는 UDP, TCP/IP, ZigBee와 같은 유/무선전송수단을 통하여 중앙모니터링 시스템(70)으로 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중앙모니터링 시스템(70)은 클라이언트 단말기 및 경보기, 구내방송장치와 연동하여 환자의 생체데이터, 응급상황을 전송하는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 옷을 입은 상태로 피부 비접촉방식으로 생체신호를 측정하므로 개인프라이버시가 존중되고, 특히 병원, 요양시설, 독거노인가정 등에 비치된 침대나 소파에 간편하게 적용되어 환자 혹은 노약자의 생체신호를 일괄적으로 자동체크 관리하므로 불필요한 인력낭비 및 비용이 절감됨은 물론 응급상황에 보다 신속하게 대응할 수 있도록 관리체계가 확보되는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치의 압전센서를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치의 압전센서 작용을 나타내는 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치의 전체적인 흐름을 나타내는 블록도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치의 사용상태를 나타내는 구성도이다.
본 발명은 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치에 관련되며, 이때 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치는 환자의 피부에 직접적으로 접촉되지 않은 상태로 생체신호 즉, 심장박동수, 호흡수를 측정하고, 그 생체신호를 이용하여 병원이나 실버타운에서 생활하는 대다수의 환자 혹은 노약자 건강을 일률적으로 체크 관리하기 위해 압전센서(10), 마감패드(20)(20'), 표층패드(30), 증폭기(40), 대역통과필터(50), 메인컴퓨터(60) 등을 주요 구성으로 이루어진다.
본 발명에 따른 압전센서(10)는 매트형태로 형성되어 양면에 전극판(22)(24) 을 사이에 두고 마감패드(20)(20')이 부착 구비된다. 압전센서(10)는 물리적인 외력에 의해 전류를 발생하는 통상의 센서로써, 표면에 인장이나 압축과 같은 물리적인 힘이 가해지면 전하를 발생시켜 한쪽 면은 양전국판(22)으로 대전되고, 반대편은 음대전판(24)으로 대전되어 양쪽 면 간에 전위차가 발생된다. 각 표면의 총 전하량 는 전하이동변위에 비례하고, 이는 가해진 힘에 비례하되, 압력 변화에 의하여 생성된 전하는 오래 유지되지 않고 곧 사라지므로 과도 변화의 계측에 이용된다.
여기서, 압전센서(10)는 환자 혹은 노약자가 병원 및 주거 가정에서 사용하는 침대, 소파 등에 펼친 상태로 설치할 수 있도록 매트형태로 형성되고, 양단에 부착 구비되는 마감패드(20)(20')에 의해 보호된다. 마감패드(20)(20')는 사용자가 앉거나 누운 상태로 간접접촉시 불편함이 없도록 PET(에틸렌 테레프탈레이트)와 같은 유연성이 있는 재질로 제작된다.
또한, 본 발명에 따른 표층패드(30)는 마감패드(20) 상면에 보호막(32)을 사이에 두고 부착 구비된다. 표층패드(30)는 사용자의 피부와 가장 근접하게 간접접촉되는 부분으로써, 마감패드(20)(20')와 같이 사용자가 앉거나 누운 상태로 간접접촉시 불편함이 없도록 PET(에틸렌 테레프탈레이트)재질로 형성되고, 부호 20의 마감패드와 2중 구조로 압전센서(10)의 외피층을 형성하므로 더욱 부드러운 사용 감을 제공한다.
그리고, 보호막(32)은 표층패드(30) 및 마감패드(20)를 통하여 가해지는 외력이 압전센서(10)상에 국부적으로 집중되는 것을 방지하기 위해 알루미늄과 같은 경량의 금속판으로 형성된다. 즉, 표층패드(30)상에 국부적으로 과도한 외력이 가해지더라도 보호막(32)이 마감패드(20)상으로 전달되는 외력을 분산시킴으로 압전센서(10)의 손상이 방지됨은 물론 신호측정 정밀도가 향상되는 이점이 있다.
또한, 상기 압전센서(10)에서 발생되는 생체신호(심장박동수 및 호흡수)에 따른 전류량을 증폭기(40)를 통하여 증폭되고, 증폭기(40)에서 증폭된 신호는 대역통과필터(50)에 의해 심장박동수와 호흡수에 대한 신호만이 통과되며, 대역통과필터(50)를 거친 신호는 메인컴퓨터(60)를 통하여 임계치 이상의 PEAK값만을 입력받아 심장박동수 및 호흡수로 카운트하여 출력하게 된다. 그리고 상기 메인컴퓨터(60)를 통하여 출력된 심장박동수 및 호흡수 데이터는 UDP, TCP/IP, ZigBee와 같은 전송수단을 통하여 중앙모니터링 시스템(70)으로 전송되어 일률적으로 체크 관리하게 된다.
일실시예로써, 상기한 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치를 적용한 병원(예컨대, 요양시설, 독거노인가정)을 살펴보면, 병실에 비치된 각각의 침대마다 압전센서를 설치하면, 환자가 침대를 사용하는 동안에 심장박동수 및 호흡수와 같은 생체데이터를 자동으로 검출하고, 이를 UDP, TCP/IP, ZigBee와 같은 유/무선전송수단을 통하여 중앙모니터링 시스템(70)으로 전송하게 된다. 이때 중앙모니터링 시스템(70)은 클라이언트 단말기와 연동하여 환자의 생체데이터를 전송하고, 클라이언트 단말기는 생체데이터를 그래프화하여 간병인, 간호사에게 보여주어 주게 된다.
또, 환자의 생체신호에 이상이 감지되면 응급상황으로 간주하고 클라이언트 단말기나 구내방송장치로 지정된 간병인, 간호사를 호출하게 되므로 환자관리 미숙으로 인한 의료사고를 미연에 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치의 압전센서를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치의 압전센서 작용을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치의 전체적인 흐름을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치의 사용상태를 나타내는 구성도.

Claims (3)

  1. 매트형태로 형성되어 압전센서(10);
    상기 압전센서(10)의 양면에 전극판(22)(24)을 사이에 두고 부착 구비된 마감패드(20)(20');
    상기 마감패드(20) 상면에 보호막(32)을 사이에 두고 부착 구비된 표층패드(30);
    상기 압전센서(10)에서 발생되는 생체신호에 따른 전류량을 증폭시키는 증폭기(40);
    상기 증폭기(40)에서 증폭된 신호에서 심장박동수와 호흡수에 대한 신호만을 통과시키는 대역통과필터(50); 및
    상기 대역통과필터(50)를 거친 신호의 임계치 이상의 PEAK값만을 입력받아 심장박동수 및 호흡수로 카운트하여 출력하는 메인컴퓨터(60);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메인컴퓨터(60)를 통하여 출력된 심장박동수 및 호흡수 데이터는 UDP, TCP/IP, ZigBee와 같은 유/무선전송수단을 통하여 중앙모니터링 시스템(70)으로 전송되는 것을 특징으로 특징으로 하는 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙모니터링 시스템(70)은 클라이언트 단말기 및 경보기, 구내방송장치와 연동하여 환자의 생체데이터, 응급상황을 전송하는 것을 특징으로 하는 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치.
KR1020070120294A 2007-11-23 2007-11-23 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치 KR20090053441A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070120294A KR20090053441A (ko) 2007-11-23 2007-11-23 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070120294A KR20090053441A (ko) 2007-11-23 2007-11-23 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090053441A true KR20090053441A (ko) 2009-05-27

Family

ID=40860949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070120294A KR20090053441A (ko) 2007-11-23 2007-11-23 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090053441A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160053719A (ko) 2014-11-05 2016-05-13 아주대학교산학협력단 적응적 이중 문턱값을 이용한 호흡 수 검출 방법 및 그 장치
KR20180101793A (ko) 2017-03-06 2018-09-14 주식회사 소프트웨어융합연구소 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템
WO2019022554A1 (ko) * 2017-07-27 2019-01-31 울산대학교 산학협력단 의료용 스마트 침대, 의료 정보 관리 시스템 및 이를 이용하여 환자에 대한 정보를 표시하는 방법
KR20200006425A (ko) 2018-07-10 2020-01-20 경희대학교 산학협력단 폴리락틱산 압전 소재를 이용한 생체 신호 측정 센서

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160053719A (ko) 2014-11-05 2016-05-13 아주대학교산학협력단 적응적 이중 문턱값을 이용한 호흡 수 검출 방법 및 그 장치
KR20180101793A (ko) 2017-03-06 2018-09-14 주식회사 소프트웨어융합연구소 비접촉 생체신호 측정방식을 이용한 환자 관리시스템
WO2019022554A1 (ko) * 2017-07-27 2019-01-31 울산대학교 산학협력단 의료용 스마트 침대, 의료 정보 관리 시스템 및 이를 이용하여 환자에 대한 정보를 표시하는 방법
KR20190012331A (ko) * 2017-07-27 2019-02-11 울산대학교 산학협력단 의료용 스마트 침대, 의료 정보 관리 시스템 및 이를 이용하여 환자에 대한 정보를 표시하는 방법
KR20200006425A (ko) 2018-07-10 2020-01-20 경희대학교 산학협력단 폴리락틱산 압전 소재를 이용한 생체 신호 측정 센서

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3661686B2 (ja) 監視装置
US8672842B2 (en) Smart mattress
Choi et al. A novel wearable sensor device with conductive fabric and PVDF film for monitoring cardiorespiratory signals
AU2003291808B2 (en) Device and method for passive patient monitoring
US20120053423A1 (en) Smart mattress
JP4029177B2 (ja) 無拘束生体情報検知マット及び生体情報検知装置
CN101856293B (zh) 防压疮预警装置
WO2010105203A2 (en) Method and apparatus for elder care monitoring
US20140329214A1 (en) Physiological Indicator Monitoring For Identifying Stress Triggers and Certain Health Problems
EP3402392A1 (en) Systems and methods for monitoring a patient
JP2004154512A (ja) 生体信号強度測定方法、並びに就寝状態判定方法及び就寝状態監視装置
JP2001187030A5 (ja) 無拘束生体情報検知マット及び生体情報検知装置
WO2015051770A1 (en) Device for contactless monitoring of patient's vital signs
JP2004130012A (ja) 生体信号強度測定方法、並びに就寝状態判定方法及び就寝状態監視装置
JP2002360522A (ja) 独居老人安全生活支援装置
KR20090053441A (ko) 압전센서를 이용한 비접촉 생체신호 측정장치
Wai et al. Sleeping patterns observation for bedsores and bed-side falls prevention
Hayn et al. An eHealth system for pressure ulcer risk assessment based on accelerometer and pressure data
JP2002052010A (ja) 就寝状態監視装置
JP2012005727A (ja) バイタル動的挙動検出装置
JP3891384B2 (ja) 生命徴候検知装置
McAdams et al. Biomedical sensors for ambient assisted living
Yang et al. Sensor-based Remote Temperature and Humidity Monitoring Device Embedded in Wheelchair Cushion.
CN204542111U (zh) 一种生命迹象探测床
Yonezawa et al. A new intelligent bed care system for hospital and home patients

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Withdrawal due to no request for examination