KR20100108079A

KR20100108079A - 환자 관리를 위한 유-헬스 시스템

Info

Publication number: KR20100108079A
Application number: KR1020090026549A
Authority: KR
Inventors: 이병화
Original assignee: 이병화
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-06
Also published as: KR101054641B1

Abstract

환자가 섭취하는 섭취량(Intake)과 그로부터 배출되는 배출량(output)을 정확히 측정하여 모니터링(Monitering)하고 배설물의 위험인자를 감지하여 의료진에게 경고(warning)하여 환자의 관리를 보다 정확하게 하기 위한 유-헬스 시스템이 제공된다. 상기 U-헬스 시스템은 유입되는 액상 배설물을 내부에 저장하는 배액용기와, 환자의 생체기관에서 생성된 배설물을 배액·배출하는 카데터(catheter)와, 상기 카데터로부터 상기 배액용기로 유입되는 배설물을 감지 누적하여 배설총량을 산출하고, 미리 설정된 주기마다 환자에 대응하여 부여된 환자식별코드와 상기 산출된 배설총량의 정보를 EMR 데이터를 관리하는 컴퓨터로 전송하는 배설량감지기를 포함하는 배설량감지노드를 포함하여 구성된다.

U-헬스, 배액용기, RFID/USN, EMR, 유량/유체센서

Description

환자 관리를 위한 유-헬스 시스템{Ubiquitous-health system for a patient management}

본 발명은 유비쿼터스-헬스 시스템(Ubiquitous-health system : 이하 "U-헬스 시스템"라 칭함)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환자의 섭취량(Intake)과 그로부터 배액·배출되는 배설량(output)을 정확히 측정하여 모니터링(Monitering)하고 배설물에 위험인자의 유무를 감지하여 의료진에게 경고(warning)하여 환자의 관리를 보다 정확하게 하기 위한 유-헬스 시스템에 관한 것이다.

U-헬스 시스템은 정보통신기술을 의료산업에 접목함으로써 "언제, 어디서나" 제공되는 질병의 예방, 진단, 치료 및 건강관리 등의 보건의료 서비스 시스템을 말한다. 이러한 U-헬스는 초기 정보통신기술의 발달로 근래에 등장한 이-헬스(e-health)를 보건의료 소비자를 중심으로 발전시킨 것으로써 본건의료 대상자와 제공기관을 포괄하는 물리적 공간과 네트워크로 연결된 첨단 보건의료 기술의 전자적 공간을 연결하여 전자적 보건의료 정보의 교환에 국한된 이-헬스(e-health)에 비하 여 연결과 적용이 가일층 상향된 확장개념이다.

상기와 같은 U-헬스 시스템은 원격진료의 서비스를 직접 제공하는 서비스부분과 생체정보의 검지(sensing)와 전송을 위한 장비 및 솔루션(solution) 부분으로 구분될 수 있고, 기술이용 대상에 따라 U-호스피탈(U-Hospital)형, 헬스-케어(heal care)형, 웰-니스(Wellness) 형 등으로 분류될 수 있다. 이중 U-호스피탈형의 U-헬스는 병원이라는 특수한 공간에서 이루어지는 진료, 수술, 처치, 환자가 섭취하는 음식물 또는 경구/주사로 투여되는 약물 등의 섭취량(Intake)과, 환자의 생체기관으로부터 배액(drainage)/배출(excretory)되는 배설량(output)을 측정하여 순환혈액량(circulating blood volume)의 정보를 의료진에게 제공하고, 데이터베이스(Database)로 관리되는 전자의무기록(Electronic Medical Record) 정보를 자동으로 갱신하는 등의 측정기술이 포함된다.

암, 신장, 대사계 이상 징후를 가진 중환자의 경우 면역체계의 보상 활동을 보존하거나 증진시키기 위한 목적으로 인위적으로 영양보급을 수행하여 순환혈액량을 조절하게 된다. 이때, 체중이 적거나 미세 채액 변화에도 민감한 반응을 보이는 환자의 경우에 섭취량과 배설량에 관한 측정의 정확도는 의료 서비스에 대한 치료의 질을 결정하는 중요한 지표가 된다.

실제 병원에서 환자의 순환혈액량을 조절하기 위하여 간호사 등의 의료진이 환자의 섭취량과 배설량을 측정하여 기록하는 섭취/배설량 기록지의 일 예시는 도 1과 같다. 도 1을 참조하면, 섭취량은 구강으로 섭취되는 식사(국, 찬, 물, 밥 등의 기타 음식물)와 비구강으로 투여되는 수액(fluid), 현액, 혈액(blood) 등을 포 함한다. 배설량은 소변(urine), 대변(stool)은 물론 구토(vomitus), 수술, 처치 등에 의하여 인체의 장기에 고여 있는 고름(mucopurulent) 등의 배액(drainage), 흡입기 등에 의해 빨아낸 석션(suction) 등을 포함한다.

상기 도 1과 같은 환자의 섭취/배설량의 기록은 의료진이 환자를 치료하기 위한 치료식과 특정 약물을 처방하여 환자에게 투여한 후 환자의 순환혈액량이 개선되는지를 모니터링하기 위한 것으로 필수불가결한 것이라 하겠다. 실제로, 암환자 병동이나 중환자실, 신생아 중환자실, 응급실, 수술실 등에서는 시간대별로 음식물 섭취량과 배설량을 측정하는 의료 업무를 수행하는데 많은 에너지를 쏟고 있다. 즉, 간호사의 업무가 그 만큼 가중되고 있는 것이다. 상기와 같은 환자의 섭취/배설량은 병원진료정보를 관리하는 EMR(Electronic Medical Record) 컴퓨터의 데이터베이스(BD)에 기록된다.

RFID(Radio Frequency Identification)/USN(Ubiquitous Sensor Network)을 이용하여 환자의 섭취량과 그 배설량을 측정하는 H-호스피탈 시스템의 예로서는 연세대학교 보건대학원 "이병화"교수외 2인이 출원하여 2008. 12. 10공개된 공개특허 제10-2008-0106992호 "환자의 음식물 섭취량과 배설량 관리 시스템"이 있다.

상기 공개특허는, 음식물이 담겨지는 용기와, 상기 용기를 추적관리하기 위한 RFID 태그, 용기에 담겨진 음식물의 무게를 감지하는 중량센서, 데이터수집 및 데이터 통신부를 일체화시킨 구성으로 되어 있다. 이와 같이 구성된 용기는 조리실에서 상기 용기에 담겨지는 음식물 속성(용기무게, 고유ID, 환자번호, 날짜, 시간, 음식종류, 순량)을 설정한 후 해당 용기에 음식물을 담아 환자에게 제공한다. 이러 한 상태에서 환자가 RFID태그가 부착된 용기에 담겨진 음식물을 섭취 시 실시간으로 음식물의 잔량을 감지하고 조리실에서 설정된 음식물 순량에서 잔량의 값을 감산하여 산출된 섭취량의 정보와 RFID의 정보를 EMR를 위한 메인 컴퓨터로 전송하여 해당 환자의 섭취량을 상기 메인 컴퓨터에서 모니터할 수 있도록 되어 있다.

또한, 배설물 측정기기는 환자번호, 용기무게, 대소변 등의 정보를 입력할 수 있는 입력장치와, 상부에 놓아진 용기의 무게를 감지하는 중량센서, 상기 입력장치와 상기 중량센서로부터의 정보를 조합하여 배설량 측정 정보를 전송하는 데이터 통신부로 구성되어 있다. 이와 같은 배설물 측정기기는 상기 중량센서에서 감지된 배설물 무게정보를 감산하여 배설량을 계산(측정)하고, 상기 계산된 배설량의 정보를 상기 입력된 환자번호와 결합하여 메인 컴퓨터로 전송하여 환자가 배설한 배설량을 상기 메인 컴퓨터로 모니터링하도록 되어 있다.

그러나 상기 공개특허는 음식물이 담겨지는 용기에 중량센서와 데이터수집 및 데이터 통신부를 일체화하여 구성함으로써 용기의 구성이 복잡하고, 용기의 세척 시 불편함이 따르는 문제가 있었다. 또한, 상기 공개특허의 배설물 측정기기는 환자의 신체로부터 배액·배설된 배설물이 담긴 용기를 중량센서에 올려 계량하기 전에 수동으로 환자번호, 용기무계 등을 입력하여야 함으로써 그 이용이 불편하였다.

또한 수술 중이거나 또는 수술 후에 특정 생체기관으로부터 배액·배출되는 배설물의 양을 실시간 감지할 수 없을 뿐만 아니라, 환자의 생체기관으로부터 배액·배출되는 배설물이 어떠한 종류의 것인지를 전혀 알 수 없었다. 여기서, 배액· 배출되는 배설물이라 함은 생체기관에 생성되어 고인 흉수(胸水), 복수(腹水), 고름, 대소변 등의 액상 물질을 모두 포함한다. 따라서 상기 공개특허로서는 수술 중이거나 또는 수술 후에 환자의 특정생체기관으로부터 배액·배출되는 배설물이 어떠한 상태인지를 실시간 감지할 수 없어 해당 의료진에게 위험상황을 알릴 수 없으므로 USN을 이용한 배설량 측정의 기능이 많이 떨어지는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 인체의 생체기관으로부터 배출(drainage)·흡입(suction)되어 배액용기(drainage container ; drainage bag)로 유입·포집되는 배설량을 실시간 감지하여 순환혈액량을 보다 간편하게 정밀측정 할 수 있도록 함과 동시에 배설물의 색상을 판별하여 위험상태인 경우 의료진에게 경고하고, 상기 감지된 배설량 및 위험상태의 정보를 EMR 컴퓨터에 연동하여 데이터베이스에 저장하는 U-헬스 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 환자의 구강/비구강으로 투여되는 음식물/약제 등의 섭취량과 상기 환자의 생체기관으로부터 배액·배출되는 배설물의 양을 자동으로 감지하여 해당 환자의 순환혈액량을 보다 정밀하게 측정하여 의료진에게 그 정보를 통보하고 상기 순환혈액량의 정보를 EMR 컴퓨터의 데이터베이스에 저장하는 U-헬스 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 환자의 생체 기관으로부터 배액·배출되는 액체 상태의 배설물의 양과 그 색상을 자동으로 감지하여 상기 환자의 배설량과 배설물의 위험인자정보를 의료진에게 통보하고 EMR 컴퓨터의 DB에 저장하는 U-헬스 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 U-헬스 시스템은; 유입되는 액상 배설물을 내부에 저장하는 배액용기와, 환자의 생체기관에서 생성된 배설물을 배액·배출하는 카데터(catheter)와, 상기 카데터로부터 상기 배액용기로 유입되는 배설물을 감지 누적하여 배설총량을 산출하고, 미리 설정된 주기마다 환자에 대응하여 부여된 환자식별코드와 상기 산출된 배설총량의 정보를 전송하는 배설량감지기를 포함하는 배설량감지노드를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 U-헬스 시스템은 유/무선채널을 통해 외부의 또 다른 단말기와 메시지를 송수하는 유무선 인터페이스와, 상기 환자식별코드에 대응한 영역에 해당 환자의 헬스케어정보(heal care information ; HCI)가 기록되는 데이터베이스와, 상기 유무선 인터페이스를 통해 수신된 환자식별코드에 기초하여 상기 데이터베이스에서 해당 환자의 기록영역을 탐색하고 상기 수신된 배설총량의 정보를 상기 탐색된 해당 환자의 기록영역에 저장하는 제어부를 포함하는 U-헬스 단말기를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 견지(aspect)에 따른 U-헬스 시스템은, 환자식별코드가 부여된 용기가 상부 플레이트에 위치되었을 때 상기 환자식별코드를 판별하는 식별코드 판별기와, 상기 플레이트에 놓아진 용기에 담겨진 음식물 잔량의 무게를 감지하여 상기 판별된 환자식별코드가 부가된 음식물 섭취량 정보를 전송하는 섭취량감지노드와; 유입되는 액상 배설물을 내부에 저장하는 배액용기와, 환자의 생체기관에서 생성된 배설물을 배액·배출하는 카데터와, 상기 카데터로부터 상기 배액용기로 유입되는 배설물을 감지 누적하여 배설총량을 산출하고 미리 설정된 주기마다 환자에 대응하여 부여된 환자식별코드와 상기 산출된 배설총량의 정보를 전송하는 배설량감지기를 포함하는 배설량감지노드 및; 유/무선채널을 통해 외부의 또 다른 단말기와 메시지를 송수하는 유무선 인터페이스와, 상기 환자식별코드에 대응한 영역에 해당 환자의 헬스케어정보가 기록되는 데이터베이스와, 상기 유무선 인터페이스를 통해 수신된 상기 음식물 섭취량 정보 및 배설총량의 정보에 포함된 환자식별코드에 기초하여 상기 데이터베이스에서 해당 환자의 기록영역을 탐색하고 상기 수신된 음식물 섭취량 정보와 배설총량의 정보를 상기 탐색된 해당 환자의 기록영역에 저장하는 제어부를 포함하는 U-헬스 단말기로 구성함을 특징으로 한다.

상기 배설량감지기는 상기 카데터로부터 상기 배액용기로 유입되는 유체의 색상을 감지하는 칼라센서를 구비하며, 상기 칼라센서에 의하여 감지된 유체의 색상이 미리 설정된 색상을 가질 때 환자식별코드를 포함하는 경고 메시지를 전송하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 U-헬스 단말기는 상기 유무선 인터페이스를 통해 경고 메시지가 수신 시 그에 포함된 환자식별코드에 기초하여 상기 데이터베이스에서 해당 환자의 기록영역을 탐색하고, 상기 기록영역에 저장된 해당 환자의 주치의의 페이저번 호(pager number)를 취득하여 위급상황을 나타내는 메시지를 상기 페이저로 전송하는 라디오페이저(radio pager)를 더 구비함을 특징으로 한다. 여기서, 페이저와 라디오페이저라 함은 의료진이 소지하고 있는 통신단말기, 예를 들면, 무선호출기, 이동무선전화(mobile phone), 개인휴대장치(PDA) 등과 같은 휴대단말기와 상기 휴대단말기를 호출하거나 SMS(short Message Service) 메시지 또는 MMS(Multi-media Message Service) 메시지를 전송하는 통신장치를 의미한다.

상기 배설량감지기는 내부로 흐르는 액상 배설물의 유속과 유체량을 감지하여 그에 대응하는 유량감지신호를 출력하는 유량/유체센서가 내부에 설치되어 상기 카데터와 상기 배액용기의 사이에 연결된 유출입튜브와; 상기 유출입튜브의 외벽에 설치되어 상기 유출입튜브로 흐르는 배설물의 색상을 감지하여 그에 대응하는 색채감지신호를 출력하는 칼라센서와; 동작모드, 배액용기의 용량, 업/다운 버튼들의 선택에 의하여 초기화, 배액용기용량, 동작 개시 날짜/시간의 정보가 설정되며, 상기 유량/유체센서로부터 출력되는 유량감지신호를 누적하여 미리 설정된 주기마다 환자식별코드가 부가된 배설총량의 정보를 출력하며, 상기 칼라센서의 출력이 미리 설정된 위험색상에 근접할 때 응답하여 환자식별코드가 부가된 경고메시지를 출력하는 마이크로프로세서(Micro-Processor Unit : 이하 "MPU"라 칭함)와; 상기 MPU로부터 출력되는 배설총량의 정보/경고메시지를 무선채널을 통하여 상기 U-헬스 단말기로 전송하는 데이터전송기로 구성함을 특징으로 한다.

상기 배설량감지기는 상기 동작모드, 배액용기의 용량, 업/다운 버튼들의 선택에 의하여 초기화, 배액용기용량, 동작 개시 날짜/시간의 정보가 설정될 때 상기 MPU로부터 출력되는 표시데이터를 시각적으로 표시하는 표시부를 더 구비하는 것이 좋다.

상기에서 데이터 전송기는 무선채널을 통하여 데이터를 전송하는 지그비(ZigBee), WBAN(Wireless Body Area Network), 또는 WPAN(Wireless Personal Area Network) 중에서 선택된 그 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 유출입튜브의 내부에 설치된 유량/유체센서의 상부의 내측벽에는 액상 배설물이 상기 유량/유체센서의 표면으로 유도되도록 하는 배설물 유도 나사산이 형성됨을 특징으로 한다.

상기 유출입튜브의 내부에 설치된 유량/유체센서는 실리콘기판 상에서 제작되는 MEMS(Micro Electro-Mechanical System) 기술기반의 초소형 유체소자를 사용하는 것으로, 열형 마이크로 유량/유속센서를 사용하는 것이 바람직하다.

상기에서 U-헬스 단말기는 EMR을 위한 컴퓨터 단말기이며, 상기 데이터베이스는 EMR 정보가 저장장치이다.

본 발명의 실시에 따른 U-헬스 시스템은 병원에서 환자에게 제공되는 음식물이 담기는 용기와 환자의 생체기관에서 배액·배출되는 배액용기에 환자를 식별할 수 있는 환자식별코드를 부여하고, 상기 용기에 담겨진 음식물을 환자가 섭취한 섭취량과 환자의 생체기관으로부터 배설되는 배설량을 자동으로 감지하여 의료진이 용이하게 접근할 수 있는 U-헬스 단말기로 자동 전송하여 모니터링 하도록 함으로 써 많은 에너지를 쏟지 않고서도 환자의 순환혈액량을 용이하게 조절할 수 있다. 또한 배설물의 색상을 판별하여 위험상태일 때 자동으로 해당 환자의 주치의에게 이를 통보함으로써 의료 서비스 질을 향상시킬 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 U-헬스 시스템의 블록 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 섭취량 감지노드(200)의 블록 구성도이며, 도 4는 도 2에 도시된 배설량감지기(310)의 블록 구성도이다. 그리고 도 5는 도 2에 도시된 데이터수집장치(400)의 구체적인 실시 예에 따른 구성도이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 조리실에서 환자에게 공급될 음식물의 용기와 속성을 부여하는 제어 수순도로서, 도 1의 U-헬스 단말기(500)와 데이터통신을 할 수 있는 또 다른 단말기로 상기 U-헬스 단말기(500)를 접속하여 상기 데이터베이스(DB)(510)를 액세스하여 환자에게 제공될 음식물의 용기를 매치(match)하는 것이다. 도 7은 도 2에 도시된 CPU(central Processing unit)(21)의 동작을 설명하기 위한 것이고, 도 8은 도 3에 도시된 MPU(322)의 동작을 설명하기 위한 것이며, 도 9는 도 1에 도시된 U-헬스 단말기(500)의 섭취량/배설량 모니터링 제어 수순도 이다.

도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 환자 관리를 위한 유-헬스 시스템의 구성과 그 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 병원에서 환자에게 제공하는 음식물을 환자가 얼마나 섭취하였는지를 감지하여 섭취량 정보를 출력하는 섭취량감지노드(200)와, 의료진에 수술 중이거나 또는 수술 후에 환자의 생체기관에서 생성된 액상 배설물을 배액·배출하는 카데터(305)를 통한 배설총량을 감지하여 그 정보를 출력하는 배설량감지노드(300) 및 상기 감지된 섭취량정보와 배설량정보를 수신 분석하여 해당 환자의 시간대별 음식섭취량과 배설량을 EMR 데이터베이스에 저장하고 모니터링 하는 U-헬스 단말기(500)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 섭취량감지노드(200)를 구성하는 용기(100)에는 추적 관리하기 위한 RFID 태그(102)가 부착되어 있다. 상기 용기(100)에 부착된 RFID 태그(102)는 용기의 식별코드로서, 조리실의 단말기로 도 2에 도시된 U-헬스 단말기(500)의 데이터베이스(DB)에 접속하여 해당 음식물이 제공될 해당 환자의 기록영역에 용기(100)의 RFID 태그(102)의 식별코드와 음식물 종류, 순량, 날짜, 시간, 용기무게 등의 정보를 사전에 입력함으로써 용기(100)를 추적관리하게 된다.

즉, 조리실의 담당자가 조리실에 구비된 컴퓨터 단말기(도시하지 않았음)를 이용하여 도 2의 U-헬스 단말기(500)에 접속하면, 상기 조리실의 컴퓨터 단말기는 도 2의 인터페이스라인(516), 유무선인터페이스(502)를 통해 제어부(506)와 연결된다. 이때, 조리실 담당자가 환자의 이름(또는 환자번호)을 입력하면, 제어부(506) 는 데이터베이스(510)에서 해당 환자의 기록영역에 저장된 음식물 필드(ingestion field)를 액세스하여 조리실 컴퓨터 단말기로 전송한다. 위와 같은 과정에 의해 조리실에서는 음식물을 제공할 환자의 음식물 필드의 정보를 모니터 상으로 볼 수 있게 된다. 이때, 조리실의 담당자가 조리실 컴퓨터 단말기를 이용하여 도 6의 S50, S52과정에서 음식물이 제공되는 날짜, 시간, 음식물 종류, 순량(음식물 무게) 등의 음식물 속성과 용기정보, 즉, 용기(100)의 RFID 태그(102)의 정보를 입력하면, 도 2의 U-헬스 단말기(500)는 도 6의 S54과정에서 환자번호를 기준으로 하여 DB(510)의 마련된 해당 환자의 음식물 필드에 음식물속성과 용기정보를 저장함으로써 환자에게 제공되는 용기(100)를 추적할 수 있도록 한다. 따라서, 상기 용기(100)에 부착된 RFID 태그(102)의 정보는 곧 환자식별코드에 대응한다.

도 2에 도시된 섭취량감지노드(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이 용기(10)의 RFID태그(102)가 환자번호에 대응하여 매치된 상태에서 병실의 해당 환자가 음식물을 섭취한 후의 용기(100)를 플레이트 상에 놓았을 때 상기 용기(100)에 부착된 RFID 태그(102)의 식별코드를 읽어 들이는 RFID리더(202)와, 상기 플레이트에 놓여진 상기 용기(100)의 무게를 감지하는 중량센서(206)와, 상기 중량감지센서(206)에서 감지된 무게정보에 용기의 식별코드가 부가된 음식물 섭취량 정보를 전송하는 데이터송수신부(208)로 구성된다. 이때, 상기 데이터송수신부(208)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 RFID 리더(202)의 출력과 중량센서(206)의 데이터를 처리하여 전송데이터로 출력하는 CPU(210) 및 상기 CPU(210)로부터 출력되는 데이터를 무선채널로 전송하는 지그비칩(214)로 구성되어 있다.

도 2 및 도 3과 같이 구성된 섭취량감지노드(200)는 환자에게 영양을 공급하기 위한 저장용기로 제공된 용기(100)가 저울의 플레이트상에 놓았을 때 도 7의 S60과정에서 RFID 리더(202)가 용기(100)의 RFID 태크(102)에 기록된 정보를 읽어 CPU(210)으로 제공한다. 이때, 중량센서(206)는 도 7의 S60, S62과정에서 플레이트상에 놓여진 용기(100)의 무게를 감지하여 그에 대응하는 무게정보를 CPU(210)으로 공급하며, 상기 CPU(210)은 S64과정에서 감지된 용기(RFID태그정보)와 중량에 기초한 섭취량 정보를 지그비칩(214)을 통하여 전송한다. 즉, 판별된 환자식별코드(용기 RFID)가 부가된 음식물 섭취량 정보를 U-헬스 단말기(500)측으로 전송한다.

본 발명의 섭취량감지노드(200)에서는 용기(100)에 RFID태그(102)를 부착하고, 저울에 RFID리더(202)를 갖는 구성을 설명하였으나, 상기 RFID태그(102)를 바코드(Barcode)로 하고 상기 RFID리더(202)를 바코드스캐너(barcode scanner)로 구성할 수 있다는 것은 이 기술분야에 종사하는 자들에게 자명한 사실임에 유의하여 한다.

한편, 도 2에 도시된 배설량감지노드(300)는 고유의 식별코드를 가지고 카데터(305)와 배액용기(302)의 사이에 커넥터(connector)(306)를 통해 연결된 배설량감지기(310)를 포함한다. 도 2에는 유입호스(304a) 및 배출호스(304b)가 상하부가 각각 형성된 소변배액용기의 예를 도시하였으나, 다양한 배액용기가 사용될 수 있다. 즉, 병원에서 사용되는 다양한 배액용기 중의 하나로서 수술 중이거나 또는 수술 후에 특정 생체기관에 고인 배설물을 용이하게 배액·배출하도록 만들어진 배액용기를 선택하는 것이며 멸균 처리가 가능한 것을 사용하는 바람직하다. 도 2에서 배출호스(304b)에 설치된 드레인 플레이트(drain plate)(307)는 배액용기(302)에 채워진 배설물이 배액용기(302)의 저장한계용량에 근접하였을 때 배출호스(304b)를 개방하여 배액용기(302)에 채워진 배설물을 외부로 배출하기 위한 것이다.

상기 배설량감지기(310)는 도 4에 도시된 바와 같이, 도 2의 카데터(305)와 배액용기(302)의 사이에 연결된 유출입튜브(312)를 구비한다. 상기 유출입튜브(312)는 통상의 카데터와 같이 멸균처리가 가능한 실리콘 재질의 투명수지로 제조하는 것이 좋으며, 하우징(330)을 관통하여 설치된다. 상기 유출입튜브(312)의 내부에는 그 내부로 흐르는 액상 배설물의 유속과 유체량을 감지하여 그에 대응하는 유량감지신호를 출력하는 유량/유체센서(313)가 길이방향으로 부착되어 있다.

상기 유량/유체센서(314)는 실리콘기판 상에서 제작되는 MEMS 기술기반의 마이크로 열형 마이크로 유량/유속센서로서, 상부와 하부 각각에는 상부써머파일(thermopile)(313)과 하부써머파일(315)이 형성되어 있다. 이와 같은 유량/유체센서(314)는 상기 유출입튜브(312)로 액상 배설물이 흐를 때 유속에 의해 유기되는 두 개의 써머파일(313, 315)의 온도변화를 출력전기신호로 변환하여 유량감지신호를 출력한다. 이와 같은 유량/유체센서(315)는 등록특허 10-0362010호 "열형 아미크로 유량/유속센서의 제조방법" 또는 "1994년 5월 전자공학회논문 제31권 A편 제5호, 유속감지를 위한 실리콘 유량센서의 설계 및 제작"에 게재된 유량센서의 기술을 적용하여 제작할 수 있다.

상기 유출입튜브(312)의 상단에는 카데터(305)로부터 배액·배출되어진 액상 배설물이 상기 유량/유체센서(314)가 설치된 방향으로 유도되도록 배설물 유도 나 사산(SCW) 형성되어 있다. 이와 같은 배설물 유도 나사산(SCW)에 의해 환자의 생체기관으로부터 미량의 배설물이 배액·배출되더라도 유량/유체센서(314)를 통과함으로써 유량을 정확하게 감지할 수 있다.

상기 유출입튜브(312)의 외벽에는 그 내부로 흐르는 배설물의 색상을 감지하여 그에 대응하는 색채감지신호를 출력하는 칼라센서(316)가 설치되어 있다. 상기 칼라센서(316)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 감지하는 각각의 센서로 구성된다. 상기 유량/유체센서(314)에서 감지된 유량감지신호와 칼라센서(316)에서 감지된 색채감지신호는 하우징(330)의 내부에 수용된 MPU(322)로 입력된다. 상기 하우징(330)의 내부에는 배설량감지기(310)의 고유식별코드인 RFID 태그(318)가 설치되어 있으며, 상기 RFID 태그(318)의 정보는 상기 MPU(332)로 입력된다.

상기 MPU(322)는 동작모드버튼(332), 업/다운 버튼들(334, 336)의 선택에 의하여 초기화, 배액용기용량, 동작 개시 날짜/시간의 정보가 설정된다. 예를 들면, 동작모드번튼(332)을 5초 이상 누르고 있으면, 내부 메모리에 저장된 모든 정보를 초기화하는 초기화모드, 1초간만 선택되어지는 경우 동작모드를 선택하기 위한 메뉴메시지를 표시부(320)로 공급하여 하우징(330)의 외부에서 사용자가 확인할 수 있도록 한다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1모드는 배액용기(302)의 용량정보, 제2모드는 환자식별코드(환자번호로서 환자이름에 대응함), 제3모드는 배설물의 종류 및 전송시간을 입력하기 위한 메뉴, 제4모드는 시작메뉴이다. 시작메뉴가 선택된 상태에서 업/다운버튼(334, 336)중 어느 하나가 선택되면 시작버튼으로 작동한다. 따라서 사 용자는 상기 3개의 버튼(332, 334, 336)을 이용하여 배설물종류, 배액용량, 날짜, 시간 등의 정보를 입력할 수 있다.

상기 MPU(322)는 상기 유량/유체센서(314)로부터 출력되는 유량감지신호를 누적하여 미리 설정된 주기마다 환자식별코드가 부가된 배설총량의 정보를 무선 인터페이스(324)를 통해 전송하며, 상기 칼라센서(316)로부터 출력되는 색채감지신호를 분석하여 그 색상이 미리 설정된 위험색상에 근접할 때 응답하여 환자식별코드가 부가된 경고메시지를 상기 무선 인터페이스(324)를 통해 무선 전송한다. 이때, 상기 무선 인터페이스(324)는 하우징(328)의 일측 외부에 부착된 평판 안테나(330)를 통해 상기 MPU(322)로부터 출력되는 데이터를 무선으로 송신하는 데이터전송기로서, 지그비(ZigBee), WBAN 또는 WPAN 중에서 선택된 그 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 섭취량감지노드(200)와 배설량감지노드(300)의 배설량감지기(310)로부터 출력되는 섭취량정보와 배설총량의 정보, 경고메시지는 데이터수집장치(400)를 경유하여 U-헬스 단말기(500)로 전송된다. 이때, 데이터수집장치(400)는 도 5와 같이 안테나(402)에 접속되어 지그비(ZigBee), WBAN 또는 WPAN의 전송 프레임으로 수신되는 데이터 프레임을 송수신하는 RF모듈(410)과 유선채널의 데이터를 송수신하는 랜(LAN)(412) 및 RS-232C(414)를 포함하는 통신부(406)와 상기 통신부(406)를 제어하여 송수신 데이터를 처리하는 MCU(main control unit)(408) 및 메모리(407), 상기 송수신 상태를 표시하는 표시부(404)로 구성되어 있다.

상기 도 2 및 도 4에 도시된 배설량감지노드(300)는 다음과 같이 동작된다. 의료진이 환자를 수술 중에 또는 수술 후에 특정 생체기관에 고여진 배설물을 외부로 배액·배출하기 위해 카데터(305)를 시술한 후, 도 8의 S70과정에서 3개의 버튼(332, 334, 336)을 이용하여 RFID 태그(318)에 대응한 배액용기의 속성을 등록한다. 배액용기의 속성이라 함은 환자번호, 배액용기의 용량, 날짜, 시간, 전송시간 등이다.

이와 같은 배액용기의 속성정보는 도 4에 도시된 MPU(322)의 내부 메모리에 저장된다. 이후 의료진이 배설량감지기(310) 하우징(328)의 외부에 설치된 3개의 버튼(332~336)을 이용하여 시작모드를 세팅하면, 상기 배설량감지기(310)내의 MPU(322)는 도 8의 S74과정에서 유량/유체센서(314)의 출력을 읽어 배액용기(302)로 유입되는 유체량(배설물)을 감지하여 적산하고, S75과정에서 전송시간이 되었는지를 검색한다. 상기에서 미리 설정된 전송시간이 되었다고 판단되면, MPU(322)는 S76과정에서 내부 메모리에 누적된 유체량(배설총량)의 감지정보와 내부에 메모리에 저장된 환자번호, 즉, 환자식별코드와 상기 누적 산출된 배설총량의 정보를 무선 인터페이스(324) 및 데이터수집장치(400)를 통하여 U-헬스 단말기(500)로 전송한다.

상기 S75과정에서 감지된 배설총량의 정보를 전송할 시간이 아니라고 판단되면, 배설량감지기(310)의 MPU(322)는 S77과정에서 칼라센서(316)의 출력을 읽고, S78과정에서 감지된 배설물의 색상이 적, 녹, 갈, 흑색에 가까운 색상인지를 판별한다. 환자의 몸으로부터 외부로 배액·배출되는 배설물이 위와 같은 색채를 띠는 경우는 혈액, 담즙, 산화된 담즙 또는 오래된 출혈이기 때문에 의료진에게 신속하 게 통보되어 후속 조치가 이루어져야만 한다.

상기 S78과정에서 감지된 배설물의 색상이 적, 녹, 갈, 흑색에 가까운 색상이 아니라면 전술한 S71과정으로부터 반복 동작하고, 감지된 배설물의 색상이 위 색상에 가까운 것이라면 S79과정에서 U-헬스 단말기(500)로 환자식별코드를 포함하는 경고 메시지를 전송한다. 도 8에서 S72과정과 S73과정은 배액용기(302)를 교환하거나 하였을 때 배액상태를 초기화하는 것이다.

한편, 도 2에 도시된 U-헬스 단말기(500)는 데이터수집장치(400)를 통하여 수신되는 섭취량정보와 배설총량의 정보에 포함된 환자식별코드를 분석하고, 상기 분석된 환자식별코드에 기초하여 EMR의 정보가 저장된 DB(510)에서 해당 환자의 기록영역을 탐색한다. 그 후 상기 탐색된 해당 환자의 기록영역에 수신된 음식물 섭취량 정보와 배설총량의 정보 등의 헬스케어정보를 저장 갱신함으로써 상기 환자의 섭취량 정보와 배설량 정보는 EMR의 정보가 저장된 DB(510)와 연동되어 갱신된다.

도 9를 참조하여 상기 U-헬스 단말기(500)의 동작을 설명하면 다음과 같다. &&

도 2 및 도 5에 도시된 데이터수집장치(400)를 통하여 데이터가 수신되면, 상기 U-헬스 단말기(500)는 도 9의 S80, S81, S82과정에서 수신된 데이터의 종류를 분석판단 한다. 이를 위하여 섭취량감지노드(200), 배설량감지노드(300)는 전송하는 프레임의 헤더에 메시지의 종류를 판별하기 위한 데이터를 포함하고 있다.

상기 S80과정에서 수신된 데이터가 섭취량 정보라고 판단하면, U-헬스 단말기(500)의 제어부(506)는 S83과정에서 수신된 섭취량 정보, 즉, 무게정보에서 용기 무게를 감산하여 음식순량을 계산하고, 환자식별코드에 대응하는 데이터베이스(BD)에 해당 섭취량의 정보를 현재의 시간을 부가하여 저장한다.

만약, 상기 S81과정에서 수신된 데이터가 배설량정보라고 판단하면, U-헬스 단말기(500)의 제어부(506)는 S84과정에서 수신된 배설량 정보를 분석하여 배출총량의 정보를 취득하고, 환자식별코드에 대응하는 데이터베이스(BD)에 배설량의 정보에 현재의 시간을 부가하여 저장한다.

상기 S82과정에서 수신된 데이터가 경고 메시지라고 판단하면, U-헬스 단말기(500)의 제어부(506)는 S85과정에서 수신된 경고 메시지를 분석하여 수신된 환자식별코드에 대응하는 데이터베이스(BD)에서 해당 주치의 정보를 취득하고, 수신된 색상정보를 포함하는 페이징 메시지를 라디오페이저(514)로 공급한다. 이때, 상기 라디오페이저(514)는 해당 주치의가 휴대하고 있는 페이저를 호출하여 해당 환자에게 긴급한 의료 상황이 발생하였음을 알린다. 여기서, 페이저와 라디오페이저라 함은 의료진이 소지하고 있는 이동통신단말기, 예를 들면, 무선호출기, 휴대폰, 개인휴대장치(PDA) 등과 상기 이동통신말기를 호출하거나 SMS(short Message Service) 메시지 또는 MMS(Multi-media Message Service) 메시지를 전송하는 장치이다.

상기와 같은 과정에 의하여 상기 U-헬스 단말기(500)의 DB(510)에 저장된 섭취량, 배설량 등의 헬스케어정보는 의료진이 용이하게 모니터링 할 수 있다. 이 과정을 설명하면 아래와 같다.

의사, 간호사 등의 의료종사자가 키보드, 마우스 등으로 구성된 입력부(504)가 해당 환자의 이름 또는 환자번호를 입력하면, 제어부(506)는 입력된 환자이름 또는 환자번호에 대응하는 헬스케어정보를 읽어 모니터상에 표시한다. 이때, 상기 헬스케어정보는 앞서 기술한 음식물 섭취량 정보, 배설량의 정보가 시간대별, 날짜별로 표시됨으로써 의료진은 해당 환자의 순환혈액량의 조절을 보다 정확하고 정밀하게 할 수 있는 토대가 마련된다.

상기한 실시 예의 배설량감지기(310)는 유량/유체센서(314)와 칼라센서(316)를 이용하여 카데터(305)를 통하여 배액·배출되는 배설물의 배설량을 감지하고 배설물의 색상만을 감지하는 것만을 설명하였으나, 뇨 비중, 요산, 요당 등을 검지하는 바이오센서를 유출입튜브(312)에 설치하여 카데터(305)를 통하여 배액·배출되는 배설물의 뇨비중, 요산, 요당을 검출하여 그에 대응하는 헬스케어정보를 U-헬스 단말기(500)로 전송함으로써 EMR 관리를 보다 다양하게 할 수 있다.

도 1은 병원에서 순환혈액량을 조절을 위해 일반적으로 사용되는 섭취/배설량 기록지 양식.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 U-헬스 시스템의 블록 구성도.

도 3은 도 2에 도시된 섭취량 감지노드의 블록 구성도.

도 4는 도 2에 도시된 배설량 감지노드의 블록 구성도.

도 5는 도 2에 도시된 배설량 감지기의 구체적인 실시 예에 따른 구성도.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 조리실에서 환자에게 공급될 음식물의 용기와 속성을 부여하는 제어 수순도.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 섭취량 감지노드의 동작 제어 수순도.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 배설량 감지노드의 동작 제어 수순도.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 U-헬스 단말기의 섭취량/배설량 모니터링 제어 수순도.

《도면의 부분에 대한 부호의 설명》

100 : 용기, 102, 318 : RFID태그,

200 : 섭취량 감지노드, 202 : RFID 리더,

204, 330, 402 : 안테나, 206 : 중량센서,

208 : 데이터송수신부, 210 : CPU,

322 : MPU, 408 : MCU,

300 : 배설량감지노드, 302 : 배액용기,

304a, 304b : 호스, 305 : 카테타,

306 : 커넥터, 310 : 배설량감지기,

312 : 유출입튜브, 313 : 상부써모파일,

314 : 유량/유체센서, 315 : 하부써모파일,

316 : 칼라센서, 318 : RFID 태그,

320, 404 : 표시부, 324 : 무선인터페이스

326 : 배터리, 328 : 하우징,

332 : 모드 버튼, 334 : 업(up) 버튼,

336 : 다운(down) 버튼, 400 : 데이터수집장치,

406 : 메모리, 410 : RF 파트,

412 : 랜카드, 414 : RS-232C 인터페이스,

500 : U-헬스 단말기, 502 : 유무선 인터페이스,

504 : 입력부, 506 : 제어부,

510 : DB(저장장치), 512 : 모니터,

514 : 라디오 페이저(radio pager), INTB : 튜브 인렛(tube inlet),

OUTTB : 튜브 아웃렛(tube outlet), SCW : 나사산(screw thread).

Claims

U-헬스 시스템에 있어서, 유입되는 액상 배설물을 내부에 저장하는 배액용기와, 환자의 생체기관에서 생성된 배설물을 배액·배출하는 카데터와, 상기 카데터로부터 상기 배액용기로 유입되는 배설물을 감지 누적하여 배설총량을 산출하고, 미리 설정된 주기마다 환자에 대응하여 부여된 환자식별코드와 상기 산출된 배설총량의 정보를 전송하는 배설량감지기를 포함하는 배설량감지노드를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 U-헬스 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 U-헬스 시스템은 유/무선채널을 통해 외부의 또 다른 단말기와 메시지를 송수하는 유무선 인터페이스와, 상기 환자식별코드에 대응한 영역에 해당 환자의 헬스케어정보가 기록되는 데이터베이스와, 상기 유무선 인터페이스를 통해 수신된 환자식별코드에 기초하여 상기 데이터베이스에서 해당 환자의 기록영역을 탐색하고 상기 수신된 배설총량의 정보를 상기 탐색된 해당 환자의 기록영역에 저장하는 제어부를 포함하는 U-헬스 단말기를 포함함을 특징으로 하는 U-헬스 시스템.
U-헬스 시스템에 있어서,

환자식별코드가 부여된 용기가 상부 플레이트에 위치되었을 때 상기 환자식별코드를 판별하는 식별코드 판별기와, 상기 플레이트에 놓아진 용기에 담겨진 음식물 잔량의 무게를 감지하여 상기 판별된 환자식별코드가 부가된 음식물 섭취량 정보를 전송하는 섭취량감지노드와;

유입되는 액상 배설물을 내부에 저장하는 배액용기와, 환자의 생체기관에서 생성된 배설물을 배액·배출하는 카데터와, 상기 카데터로부터 상기 배액용기로 유입되는 배설물을 감지 누적하여 배설총량을 산출하고, 미리 설정된 주기마다 환자에 대응하여 부여된 환자식별코드와 상기 산출된 배설총량의 정보를 전송하는 배설량감지기를 포함하는 배설량감지노드 및;

유/무선채널을 통해 외부의 또 다른 단말기와 메시지를 송수하는 유무선 인터페이스와, 상기 환자식별코드에 대응한 영역에 해당 환자의 헬스케어정보가 기록되는 데이터베이스와, 상기 유무선 인터페이스를 통해 수신된 상기 음식물 섭취량 정보 및 배설총량의 정보에 포함된 환자식별코드에 기초하여 상기 데이터베이스에서 해당 환자의 기록영역을 탐색하고 상기 수신된 음식물 섭취량 정보와 배설총량의 정보를 상기 탐색된 해당 환자의 기록영역에 저장하는 제어부를 포함하는 U-헬스 단말기로 구성함을 특징으로 U-헬스 시스템.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,

상기 배설량감지기는 상기 카데터로부터 상기 배액용기로 유입되는 유체의 색상을 감지하는 칼라센서를 구비하며, 상기 칼라센서에 의하여 감지된 유체의 색상이 미리 설정된 색상을 가질 때 환자식별코드를 포함하는 경고 메시지를 전송함을 특징으로 하는 U-헬스 시스템.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 U-헬스 단말기는 상기 유무선 인터페이스를 통해 경고 메시지가 수신 시 그에 포함된 환자식별코드에 기초하여 상기 데이터베이스에서 해당 환자의 기록영역을 탐색하고, 상기 기록영역에 저장된 해당 환자의 주치의의 페이저번호를 취득하여 위급상황을 나타내는 메시지를 상기 페이저로 전송하는 라디오페이저를 더 구비함을 특징으로 U-헬스 시스템.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 배설량감지기는 내부로 흐르는 액상 배설물의 유속과 유체량을 감지하여 그에 대응하는 유량감지신호를 출력하는 유량/유체센서가 내부에 설치되어 상기 카데터와 상기 배액용기의 사이에 연결된 유출입튜브와; 상기 유출입튜브의 외벽에 설치되어 상기 유출입튜브로 흐르는 배설물의 색상을 감지하여 그에 대응하는 색채감지신호를 출력하는 칼라센서와; 동작모드, 배액용기의 용량, 업/다운 버튼들의 선택에 의하여 초기화, 배액용기용량, 동작 개시 날짜/시간의 정보가 설정되며, 상기 유량/유체센서로부터 출력되는 유량감지신호를 누적하여 미리 설정된 주기마다 환자식별코드가 부 가된 배설총량의 정보를 출력하며, 상기 칼라센서의 출력이 미리 설정된 위험색상에 근접할 때 응답하여 환자식별코드가 부가된 경고메시지를 출력하는 MPU와; 상기 MPU로부터 출력되는 배설총량의 정보/경고메시지를 무선채널을 통하여 상기 U-헬스 단말기로 전송하는 데이터전송기로 구성함을 특징으로 하는 U-헬스 시스템.
청구항 6에 있어서, 상기 유출입튜브의 내부에 설치된 유량/유체센서의 상부의 내측벽에는 액상 배설물이 상기 유량/유체센서의 표면으로 유도되도록 하는 배설물 유도 나사산이 형성됨을 특징 U-헬스 시스템.