KR20120137135A - Portable defibrillator based on ultrasound - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A portable defibrillator based on ultrasound is provided to allow heart defibrillation without damage to patient's body. CONSTITUTION: A portable defibrillator based on ultrasound comprises a first ultrasonic probe(110), a vibration-proof pad(120), a second ultrasonic probe(130), and an infrared camera(140). The first ultrasonic probe generates ultrasound. The second ultrasonic probe generates ultrasound for obtaining an image and receives a reflective signal. The vibration-proof pad has a vibration absorbing function. The infrared camera has a patient body heat monitoring function.

Description

초음파 기반 휴대용 제세동기 {PORTABLE DEFIBRILLATOR BASED ON ULTRASOUND}Ultrasonic Based Portable Defibrillator {PORTABLE DEFIBRILLATOR BASED ON ULTRASOUND}

본 발명은 제세동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 심실세동 또는 부정맥으로 인해 위험에 처한 환자에게 전기가 아닌 초음파를 이용하여 응급처치 가능한 제세동기에 관한 것이다.
The present invention relates to a defibrillator, and more particularly to a defibrillator capable of first aid using ultrasound instead of electricity to patients at risk due to ventricular fibrillation or arrhythmia.

고령화 사회로의 이동이 가속화됨에 따라 고령인구의 증가에 따른 심장질환자 역시 증가하고 있는 추세이다. 심실세동 또는 부정맥의 경우 환자는 사망에 이를 수 있기 때문에 제세동기를 이용한 빠른 시술이 필요하다. 이러한 제세동기는 돌연사를 초래할 수 있는 심실세동과 부정맥에 대해 전기적인 자극을 주어 정상적인 상태로 되돌리고자 하는 장치이다. As the shift to an aging society accelerates, cardiac diseases are on the rise as the elderly population grows. In the case of ventricular fibrillation or arrhythmia, the patient may die, so a rapid procedure using a defibrillator is necessary. This defibrillator is a device that tries to return to normal state by giving electrical stimulation to ventricular fibrillation and arrhythmia which may cause sudden death.

이렇게 전기적인 자극을 이용한 제세동기는 크게 센서, 액츄에이터, 구동회로, 전원 등의 구성으로 이루어진다. 어떠한 구성의 제세동기든지 전기적인 자극을 이용하기 때문에 환자의 세포나 장기에 손상이 가기 쉽다. 즉 제세동을 위해서 신경연결통로에 직접 전류를 인가하고, 전류가 심장으로 가슴압박까지 주기적으로 수행해야 함에 따라 환자가 받는 스트레스는 더욱 커질 수 밖에 없다. 또한 인가된 전류는 몸을 관통하면서 조직을 손상시키거나 파괴한다.The defibrillator using the electrical stimulus is composed of a sensor, an actuator, a driving circuit, a power source, and the like. Defibrillators of any configuration use electrical stimulation, which is likely to damage cells or organs of the patient. In other words, the direct stress applied to the neural connection path for defibrillation, and the current must be performed periodically to the chest pressure to the heart, the stress that the patient is bound to increase even more. The applied current also penetrates the body and damages or destroys tissue.

그리고 전기적 제세동기는 왼쪽 어깨와 오른쪽 옆구리에 패드를 붙여 심장 주변으로 전류를 흘려주는 방식이기 때문에 환자 몸통에 물기를 반드시 제거한 뒤에 젤을 패드에 발라서 사용해야 하는 번거로움이 있었다.In addition, the electric defibrillator has a pad to the left shoulder and right side, so that current flows around the heart. Therefore, the patient has to remove water from the body and apply gel to the pad.

뿐만 아니라 전기를 제공하기 위해서는 100J에서 200J 정도를 충전해야 하는데 충전에 따른 대기 시간은 분초를 다루는 긴박한 상황에서 큰 장애가 될 수 있다. 마지막으로 전기적 제세동기를 이용하여 환자 몸에 전류를 흘려도 심전도(electrocardiogram, ECG) 패턴의 분석을 통한 결과만으로 판단해야 하며, 처치 여부를 정확히 관찰하기 어렵다는 문제점이 있다.
In addition, it is necessary to charge 100J to 200J in order to provide electricity, and the waiting time due to charging can be a big obstacle in the urgent situation dealing with the minute and minute. Finally, even if the current flows through the patient's body using an electrical defibrillator, it should be determined only by analyzing the electrocardiogram (ECG) pattern.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 초음파를 이용하여 환자 몸에 손상을 입히는 일 없이 심장 제세동이 가능한 제세동기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a defibrillator capable of cardiac defibrillation without damaging the patient's body using ultrasound.

또한 본 발명의 목적은 실시간으로 초음파 영상을 관찰하면서 환자 심장근육의 수축 및 이완이 정상 박동으로 회귀할 수 있도록 하는 제세동기를 제공함에 있다.
It is also an object of the present invention to provide a defibrillator which allows the contraction and relaxation of the heart muscle of a patient to return to a normal beat while observing an ultrasound image in real time.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기는, 제세동을 위한 초음파를 발생하는 적어도 하나의 제1 초음파 프로브; 영상획득을 위한 초음파를 발생하고 반사신호를 수신하는 제2 초음파 프로브; 상기 제2 초음파 프로브가 수신한 반사신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호변환부; 및 상기 변환된 디지털 데이터를 이용하여 초음파 영상을 형성하는 영상생성부;를 포함한다.A defibrillator according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, at least one first ultrasonic probe for generating ultrasonic waves for defibrillation; A second ultrasonic probe generating ultrasonic waves for image acquisition and receiving a reflected signal; A signal converter converting the reflected signal received by the second ultrasound probe into digital data; And an image generator configured to form an ultrasound image using the converted digital data.

그리고 상기 적어도 하나의 제1 초음파 프로브가 발생하는 초음파는 1~2MHz의 주파수를 갖는 초음파일 수 있다.The ultrasonic wave generated by the at least one first ultrasonic probe may be an ultrasonic wave having a frequency of 1 to 2 MHz.

또한 상기 적어도 하나의 제1 초음파 프로브 및 상기 제2 초음파 프로브에서 생성되는, 서로 다른 주파수를 가진 진동을 흡수하기 위한 방진 패드;를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a dustproof pad for absorbing vibrations having different frequencies generated by the at least one first and second ultrasonic probes.

그리고 상기 발생되는 초음파에 의한 열 변화를 감지하기 위한 적외선 카메라; 를 더 포함할 수 있다.And an infrared camera for detecting a heat change by the generated ultrasonic waves; As shown in FIG.

또한 상기 제1 초음파 프로브나 상기 제2 초음파 프로브가 환자의 신체에 접촉하는 부분에 위치하며, 상기 영상획득을 위한 초음파나 상기 제세동을 위한 초음파 신호를 조절하여 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하는 어쿠스틱 젤;을 더 포함할 수 있다.In addition, the first ultrasound probe or the second ultrasound probe is located in the contact with the body of the patient, the acoustic to perform the impedance matching (impedance matching) by adjusting the ultrasound signal for the image acquisition or the defibrillation It may further comprise a gel.

그리고 상기 제2 초음파 프로브가 발생하는 초음파는 3~10MHz의 주파수를 갖는 초음파일 수 있다.The ultrasonic wave generated by the second ultrasonic probe may be ultrasonic waves having a frequency of 3 to 10 MHz.

또한 상기 디지털 데이터 또는 상기 초음파 영상을 저장하기 위한 저장부;를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a storage unit for storing the digital data or the ultrasound image.

그리고 상기 생성된 초음파 영상을 실시간으로 사용자에게 보여주기 위한 모니터부;를 더 포함할 수 있다.
And a monitor configured to show the generated ultrasound image to a user in real time.

상기 본 발명의 구성에 따른 제세동기에 의하면 초음파를 이용하여 환자 몸에 손상을 입히는 일 없이 제세동이 가능하며, 실시간으로 초음파 영상을 관찰하면서 환자 심장근육의 수축 및 이완이 정상 박동으로 회귀시킬 수 있다.
According to the defibrillator according to the configuration of the present invention, the defibrillation can be performed without damaging the patient's body using ultrasound, and the contraction and relaxation of the patient's heart muscle can be returned to the normal beat while observing the ultrasound image in real time.

도 1a는 전류를 이용하는 기존의 제세동기의 동작을 나타내는 도면,
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기의 동작을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기의 주요 구성을 나타내는 도면,
도 3은 심장의 제세동 및 영상획득을 수행하는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기의 초음파 영상을 나타내는 도면, 그리고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기의 구성을 나타내는 블록도이다.1A illustrates the operation of a conventional defibrillator using current;
1B illustrates an operation of a defibrillator according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the main configuration of a defibrillator according to an embodiment of the present invention,
3 is a view for explaining the operation of the defibrillator according to an embodiment of the present invention for performing defibrillation and image acquisition of the heart;
4 is a view showing an ultrasound image of a defibrillator according to an embodiment of the present invention, and
5 is a block diagram showing the configuration of a defibrillator according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

기존의 제세동기와 본 발명의 일 실시예에 따른 차이점을 도 1a 및 도 1b를 참조하면서 설명하기로 한다.Differences between an existing defibrillator and an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.

도 1a는 기존의 제세동기, 즉 전류를 이용한 제세동기의 동작을 나타내는 도면이다. 도 1a에 도시한 바와 같이 부정맥이나 심실세동 등의 위급한 상황에 처하면, 오른쪽 가슴 및 왼쪽 옆구리에 패드를 붙이고 인체에 전류를 흘려주어 제세동을 수행하게 된다. 이 경우 전류가 인체를 관통하게 되므로 조직의 파괴 및 손상을 야기시킬 수 있다.1A is a diagram illustrating an operation of a conventional defibrillator, that is, a defibrillator using a current. As shown in FIG. 1A, when faced with an emergency such as arrhythmia or ventricular fibrillation, a pad is attached to the right chest and left flank and a current is supplied to the human body to perform defibrillation. In this case, the electric current penetrates the human body, which may cause destruction and damage of tissue.

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기(100)의 동작을 나타내는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기(100)는 제세동이나 초음파 영상 촬영을 위한 프로브 및 손잡이를 포함하며 시스템과 연결되어 있다. 이때 도 1a에 도시한 바와 같은 기존의 제세동기처럼 전류를 이용하는 것이 아니라 초음파를 이용하여 제세동을 수행하기 때문에 조직 손상 등의 위험이 없다. 1B is a view showing the operation of the defibrillator 100 according to an embodiment of the present invention. The defibrillator 100 according to an embodiment of the present invention includes a probe and a handle for defibrillation or ultrasound imaging and is connected to the system. In this case, since defibrillation is performed using ultrasonic waves rather than using a defibrillator as shown in FIG. 1A, there is no risk of tissue damage.

아래의 표는 도 1a의 기존 제세동기에 비해, 도 1a의 본 실시예가 갖는 효과를 비교하여 나타낸 것이다.The table below compares the effects of this embodiment of FIG. 1A compared to the conventional defibrillator of FIG. 1A.

기존 제세동기(도 1a)Conventional Defibrillator (FIG. 1A) 본 발명에 따른 제세동기(도 1b)Defibrillator according to the present invention (Fig. 1b) 신경연결통로에 직접 전류 인가
-인가 전류가 심장으로 퍼지도록 전류 인가 및 가슴압박을 주기적으로 수행해야 함Direct current applied to neural connection channel
Current application and chest compressions should be performed periodically to spread the applied current to the heart 초음파에 의한 조직의 팽창/수축에 따른 SA 노드 및 그 주변 조직을 활성화 시킴
-심폐소생술시 가슴압박의 횟수 및 강도가 줄어듬Activates SA node and its surrounding tissues according to ultrasound expansion / contraction
Reduced the number and intensity of chest compressions during CPR 전류electric current 초음파ultrasonic wave 전류를 관통하는 조직의 파괴 및 손상 야기Causes destruction and damage of tissues penetrating current 타겟팅(targeting)이 가능하여 조직의 파괴를 최소화함Targeting is possible, minimizing organizational destruction 100~200J의 충전을 위한 충전 시간 소요Charging time for charging 100 ~ 200J 버스트 모드(Burst mode)로 외부 조작 스위치로 실시간 조작Real time operation with external operation switch in burst mode 누설전류의 영향을 최소화하기 위해 몸의 수분을 제거해야 함Moisture must be removed to minimize the effects of leakage current 컨케이브(concave) 형태의 프로브 내에 젤이 채워진 형태로 직접 환자 몸에 붙일 수 있음
Gel filled in concave probes can be applied directly to the patient's body
신호의 직류 성분 제거 및 임피던스 매칭을 위한 젤(Gel) 필요Gel required for DC component rejection and impedance matching of signals 심전도(ECG) 패턴 분석을 통한 심박 동기화 요구ECG pattern analysis requires heart rate synchronization 영상 프로브로 심장의 움직임 직접 관찰
C-mode로 혈류 속도 및 심음 모니터링으로 동기화 가능Direct Observation of Heart Movement with Imaging Probes
C-mode allows synchronization with blood flow rate and heart rate monitoring 처치 여부의 가시적인 관찰이 어려움Difficult to observe visually 처치 여부를 실시간으로 관찰할 수 있음Can watch in real time 소형화
-트랜스듀서(transducer)의 소자 개수 및 배열을 최적화하여 RF 증폭기 및 와이어링(wiring)의 소형화를 통해 휴대형 기기로 개발 가능Miniaturization
Optimized device count and arrangement of transducers enables development of portable devices through miniaturization of RF amplifiers and wiring

상기 표 1과 같이 초음파를 이용하는 본 발명의 실시예에 따른 제세동기는 기존의 제세동기와 비교해 인체에 손상을 주지 않는다는 효과 이외의 다양한 효과를 가진다.The defibrillator according to the embodiment of the present invention using the ultrasonic wave as shown in Table 1 has various effects other than the effect of not damaging the human body compared to the conventional defibrillator.

이러한 효과를 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기의 구성과 관련해서 첨부된 도 2를 참조하면서 더욱 상세히 설명하기로 한다.With reference to the accompanying Figure 2 with respect to the configuration of the defibrillator according to an embodiment of the present invention having such an effect will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기의 주요 구성을 나타내는 도면이다. 구체적으로 도 2는 도 1b에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기(100)를 정면에서 바라본 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기(100)는 제1 초음파 프로브(110), 방진패드(120), 제2 초음파 프로브(130), 적외선 카메라(140)를 포함한다. 여기서 적외선 카메라(140)는 생략될 수 있음은 물론이다.2 is a view showing the main configuration of the defibrillator according to an embodiment of the present invention. 2 is a front view of the defibrillator 100 according to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 1B. As shown in FIG. 2, the defibrillator 100 according to an embodiment of the present invention includes a first ultrasonic probe 110, a dustproof pad 120, a second ultrasonic probe 130, and an infrared camera 140. do. Of course, the infrared camera 140 may be omitted.

제1 초음파 프로브(110)는 제세동용 초음파 프로브로서, 제세동을 위한 초음파를 생성하는 기능을 갖는다. 구체적으로 제세동용 제1 초음파 프로브(110)는 버스트 모드(burst mode)로 집속된 초음파를 SA 노드(node) 혹은 그 주변 조직에 직접 타겟팅하여 근육 및 조직을 수축/팽창하여 SA 노드의 동작을 정상적으로 회귀하기 위한 구성이다. 제1 초음파 프로브(110)에서 생성되는 초음파는 1~2MHz의 주파수를 갖는 것이 바람직하다. 제1 초음파 프로브(110)는 복수개의 프로브로 구성될 수 있다. 도 2에서는 총 4개의 제1 초음파 프로브를 갖는 것으로 상정하여 도시하였으나, 이와 달리 더욱 많은 수의 초음파 프로브를 포함할 수도 있고, 더 적은 수의 초음파 프로브를 포함하는 것도 가능하다.The first ultrasonic probe 110 is a defibrillation ultrasonic probe, and has a function of generating ultrasonic waves for defibrillation. Specifically, the defibrillation first ultrasound probe 110 targets the ultrasound focused in a burst mode directly to the SA node or the surrounding tissues to contract / expand muscles and tissues so that the SA node operates normally. It is a composition for regression. The ultrasonic waves generated by the first ultrasonic probe 110 preferably have a frequency of 1 to 2 MHz. The first ultrasound probe 110 may be composed of a plurality of probes. In FIG. 2, it is assumed that there are a total of four first ultrasonic probes, but alternatively, a larger number of ultrasonic probes may be included, or fewer ultrasonic probes may be included.

제2 초음파 프로브(130)는 영상촬영용 초음파 프로브로서, 일반적인 초음파 영상 장치에 사용되는 초음파 프로브와 동일하다. 제2 초음파 프로브(130)의 경우 제1 초음파 프로브(110)보다는 주파수가 높은 3~10MHz의 주파수를 갖는 초음파를 생성한다. 제2 초음파 프로브(130)의 존재로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기(100)는 심장의 영상을 실시간으로 촬영하면서 제세동을 수행할 수 있다.The second ultrasound probe 130 is an ultrasound probe for imaging, which is the same as the ultrasound probe used in a general ultrasound imaging apparatus. In the case of the second ultrasonic probe 130, an ultrasonic wave having a frequency of 3 to 10 MHz is higher than that of the first ultrasonic probe 110. Due to the presence of the second ultrasound probe 130, the defibrillator 100 according to an embodiment of the present invention may perform defibrillation while taking an image of a heart in real time.

방진패드(120)는 제1 초음파 프로브(110)에서 생성되는 초음파의 주파수와 제2 초음파 프로브(130)에서 생성되는 초음파의 주파수가 상이한 관계로, 진동자의 진동을 흡수하는 기능을 갖는다. 방진패드(120)는 제1 초음파 프로브(110) 및 제2 초음파 프로브(130)에서 발생되는 서로 다른 주파수의 초음파가 서로 간섭없이 동작할 수 있는 환경을 제공한다.The anti-vibration pad 120 has a function of absorbing vibration of a vibrator because the frequency of the ultrasonic waves generated by the first ultrasonic probe 110 and the frequency of the ultrasonic waves generated by the second ultrasonic probe 130 are different. The anti-vibration pad 120 provides an environment in which ultrasonic waves of different frequencies generated by the first ultrasonic probe 110 and the second ultrasonic probe 130 may operate without interference with each other.

적외선 카메라(140)는 환자의 체열을 모니터링하는 기능을 갖는다. 제1 초음파 프로브(110)에서 생성되는 1~2MHz의 초음파 및 제2 초음파 프로브(130)에서 생성되는 3~10MHz의 초음파가 인체에 닿는 경우 체온 상승을 유발할 수 있다. 이 경우 적외선 카메라(140)는 실시간으로 환자 신체 내의 열 분포 분석을 통해 조직의 손상을 미연에 방지할 수 있게 한다.The infrared camera 140 has a function of monitoring the body heat of the patient. When the ultrasonic waves of 1 to 2 MHz generated by the first ultrasonic probe 110 and the ultrasonic waves of 3 to 10 MHz generated by the second ultrasonic probe 130 touch the human body, an increase in body temperature may be caused. In this case, the infrared camera 140 may prevent tissue damage in advance by analyzing heat distribution in the patient's body in real time.

도 3은 심장의 제세동 및 영상획득을 수행하는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining the operation of the defibrillator according to an embodiment of the present invention for performing the defibrillation and image acquisition of the heart.

도 3에 도시된 바와 같이 영상획득을 위한 제2 초음파 프로브(130)를 이용하여 사용자로 하여금 심장의 상태를 실시간으로 관찰할 수 있게 한다. 이때 사용되는 초음파의 주파수는 3~10MHz로 일반적인 영상획득을 위한 초음파 장치에서 사용하는 것과 같다. 한편 제2 초음파 프로브(130)가 수신한 반사신호는 이후에 데이터 신호로 변환되고, 다시 데이터 신호는 영상 신호로 변환되어 모니터에 출력되어 사용자는 심장의 동작을 실시간으로 볼 수 있게 된다.As shown in FIG. 3, the user may observe the state of the heart in real time using the second ultrasound probe 130 for image acquisition. In this case, the frequency of the ultrasonic waves used is 3 to 10 MHz, which is the same as that used in an ultrasonic apparatus for general image acquisition. Meanwhile, the reflected signal received by the second ultrasound probe 130 is later converted into a data signal, and the data signal is converted into an image signal and output to the monitor so that the user can see the operation of the heart in real time.

한편 제세동을 위한 제1 초음파 프로브(110)는 1~2MHz의 주파수를 갖는 초음파를 이용하여 집속된 초음파를 SA 노드 혹은 그 주변 조직에 직접 타겟팅(targeting) 한다. 이에 따라 근육 및 조직의 수축이나 팽창이 일어나 SA 노드의 동작을 정상으로 회귀시킨다. Meanwhile, the first ultrasound probe 110 for defibrillation directly targets the focused ultrasound to an SA node or its surrounding tissue by using an ultrasound having a frequency of 1 to 2 MHz. As a result, the contraction or expansion of muscles and tissues occurs to return the SA node to normal operation.

여기서 제1 초음파 프로브(110) 및 제2 초음파 프로브(130)은 일체형 구조로 콘케이브(concave) 형 프로브 내에 젤(gel)이 채워져 있을 수 있다. 즉 환자의 몸에 별도로 젤을 바르는 번거로움 없이 젤(gel)을 미리 프로브에 구비하여 안정적인 초음파 신호의 Tx/Rx 및 임피던스 매칭(impedance matching)을 가능케 한다. 여기에 이용되는 어쿠스틱 젤(gel)은 임피던스 매칭이 가능한 것이라면 어떠한 것이든 무방하다.Here, the first ultrasound probe 110 and the second ultrasound probe 130 may be filled with a gel in a concave probe in an integrated structure. That is, a gel is provided in the probe in advance without the hassle of separately applying the gel to the patient's body, thereby enabling stable Tx / Rx and impedance matching of the ultrasonic signal. The acoustic gel used herein may be any one capable of impedance matching.

그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기의 출력 영상을 나타내는 도면이다. 도 4는 제2 초음파 프로브(130)에서 발생한 초음파를 이용하여 그 반사신호를 수신한 데이터를 이용해 영상으로 재구성한 후 모니터로 출력한 영상이다. 도 4a와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기(100)는 심음 패턴(210)만이 아니라 B모드 영상이나 도플러를 이용하여 혈류를 영상화하는 C모드 영상(200)까지도 출력이 가능하다.4 is a diagram illustrating an output image of a defibrillator according to an embodiment of the present invention. 4 is an image outputted to a monitor after reconstructing an image using data received from the reflected signal using ultrasonic waves generated by the second ultrasonic probe 130. As shown in FIG. 4A, the defibrillator 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may output not only the heart sound pattern 210 but also the C mode image 200 for imaging blood flow using a B mode image or a Doppler.

이에 따라 제1 초음파 프로브(110)로 제세동을 도 4의 A모드(심음 패턴), B모드(그레이 스케일 모드), C모드(도플러 이용한 혈류 영상 포함) 영상을 보면서 수행하기 때문에 환자의 상태에 따라 민감하고 섬세하게 시술할 수 있는 이점이 있다.Accordingly, defibrillation is performed using the first ultrasound probe 110 while watching the A mode (heart sound pattern), B mode (gray scale mode), and C mode (including blood flow images using Doppler) of FIG. It has the advantage of being sensitive and delicate.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제세동기(300)는 제세동용 제1 초음파 프로브(310), 영상획득용 제2 초음파 프로브(320), 신호변환부(330), 영상생성부(340), 적외선 카메라(350), 모니터부(360) 및 초음파 제어부(370), 증폭부(375), 임피던스 매칭부(380)를 포함하며 이 구성들을 동작시키기 위한 전력을 제공하는 전원부(390)를 포함한다.5 is a block diagram showing the configuration of a defibrillator according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the defibrillator 300 according to an embodiment of the present invention includes a defibrillation first ultrasound probe 310, an image acquisition second ultrasound probe 320, a signal converter 330, and an image. A power supply unit including a generation unit 340, an infrared camera 350, a monitor unit 360, an ultrasonic control unit 370, an amplifier unit 375, an impedance matching unit 380, and providing electric power for operating these components. 390.

이미 앞서 설명한 구성들이 많지만 제세동기의 동작을 상세히 설명하기 위하여 중복되는 구성도 반복하여 설명하기로 한다. Although there are many configurations described above, in order to describe the operation of the defibrillator in detail, overlapping configurations will be described repeatedly.

제1 초음파 프로브(310)는 1~2MHz의 주파수를 갖는 주파수를 생성하여 제세동을 수행한다. 버스트 모드로 집속된 초음파를 SA 노드 혹은 그 주변 조직에 직접 타겟팅하므로써 심근의 손상을 막으면서 근육/조직의 수축 및 팽창을 유도해 SA 노드를 정상적으로 동작하게 만든다.The first ultrasonic probe 310 generates a frequency having a frequency of 1 to 2 MHz to perform defibrillation. Targeting the ultrasound focused in burst mode directly to the SA node or its surrounding tissues prevents myocardial damage and induces muscle / tissue contraction and expansion, making the SA node work normally.

제2 초음파 프로브(320)는 3~10MHz의 주파수를 갖는 주파수를 생성하여 영상을 획득한다. 영상획득에 이용되는 구성으로 신호변환부(330) 및 영상생성부(340)를 더 구비한다. 이는 일반적인 초음파 시스템과 크게 다를 바 없기 때문에 간략히설명하고 넘어가기로 한다.The second ultrasound probe 320 generates a frequency having a frequency of 3 ~ 10MHz to obtain an image. The signal converter 330 and the image generator 340 may be further configured to be used to acquire an image. Since this is not much different from a general ultrasonic system, a brief description thereof will be made.

신호변환부(330)는 제2 초음파 프로브(320)가 발생한 주파수가 인체의 특정부위에 반사되어 다시 수신되는 반사신호를 분석하여 이를 디지털 데이터로 변환한다.The signal converter 330 analyzes the reflected signal received by the frequency in which the second ultrasonic probe 320 is reflected on a specific part of the human body and converts the reflected signal into digital data.

영상생성부(340)는 신호변환부(330)에서 생성된 디지털 데이터를 전달받아 이를 영상 데이터로 생성한다. The image generator 340 receives the digital data generated by the signal converter 330 and generates it as image data.

모니터부(360)는 영상생성부(340)로부터 영상 데이터를 수신하여 이를 사용자에게 출력하는 기능을 갖는다. 이로써 사용자는 모니터부(360)를 통하여 초음파 영상을 보면서 제세동을 수행할 수 있게 된다.The monitor 360 has a function of receiving image data from the image generator 340 and outputting the image data to the user. As a result, the user may perform defibrillation while viewing the ultrasound image through the monitor 360.

한편 적외선 카메라(350)는 상술한 바와 같이 체열을 측정하여 환자 신체에 고열에 의한 손상이 예상되는 경우에 알맞은 조치를 할 수 있도록 체열을 영상화한다. 적외선 카메라(350)로부터 검지된 체열 데이터는 영상 생성부(340)로 송신되고, 영상 생성부(340)는 체열 데이터를 이용해 영상 데이터로 변환하여 모니터부(360)로 전송한다. On the other hand, the infrared camera 350 measures the body heat as described above to image the body heat so that appropriate measures can be taken when damage to the patient's body due to high heat is expected. The body heat data detected by the infrared camera 350 is transmitted to the image generating unit 340, and the image generating unit 340 converts the body heat data into image data and transmits the same to the monitor unit 360.

한편 초음파 프로브를 구동하기 위한 구성으로 초음파 제어부(370), 증폭부(375), 임피던스 매칭부(380)를 포함하며, 이는 초음파를 이용하여 영상을 획득하거나 제세동을 수행하기 위한 동작을 수행한다. 초음파 제어부(370)는 제1 초음파 프로브(310)나 제2 초음파 프로브(320)에서 초음파의 생성, 위치 조정, 초음파 세기, 임피던스 매칭과 같은 동작을 수행토록 한다.Meanwhile, a configuration for driving an ultrasonic probe includes an ultrasonic controller 370, an amplifier 375, and an impedance matching unit 380, which performs an operation for acquiring an image or performing defibrillation using ultrasonic waves. The ultrasonic controller 370 may perform operations such as generation of ultrasonic waves, position adjustment, ultrasonic intensity, and impedance matching in the first ultrasonic probe 310 or the second ultrasonic probe 320.

초음파 제어부(370)는 제1 초음파 프로브(310)나 제2 초음파 프로브(320), 증폭부(375), 임피던스 매칭부(380)의 전반적인 동작을 제어한다. 기본적으로 사용자의 명령을 입력받아 상기 구성들의 동작을 제어하게 된다.The ultrasonic controller 370 controls overall operations of the first ultrasonic probe 310, the second ultrasonic probe 320, the amplifier 375, and the impedance matching unit 380. Basically, the user's command is input to control the operation of the components.

증폭부(375)는 초음파 신호를 선형 증폭 방식으로 증폭시키는 기능을 갖는다.The amplifier 375 has a function of amplifying the ultrasonic signal by a linear amplification method.

임피던스 매칭부(380)는 상기 증폭부(375)에서 증폭된 출력을 제1 초음파 프로브(310) 및 제2 초음파 프로브(320)에 안정적으로 제공하는 기능을 갖는다. 더욱 구체적으로는 제1 초음파 프로브(310) 및 제2 초음파 프로브(320)가 각각 구비하고 있는 초음파 진동부(미도시)에 안정적으로 제공한다. The impedance matching unit 380 has a function of stably providing the output amplified by the amplifier 375 to the first ultrasonic probe 310 and the second ultrasonic probe 320. More specifically, the first ultrasonic probe 310 and the second ultrasonic probe 320 are stably provided to the ultrasonic vibration unit (not shown), respectively provided.

한편 도 5에 도시하지는 않았지만 상기 디지털 데이터, 영상 데이터, 체열 데이터를 저장하기 위한 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이는 환자의 상태를 기간별로 파악하는데 이용될 수 있다.Although not shown in FIG. 5, the apparatus may further include a storage unit (not shown) for storing the digital data, the image data, and the body heat data. This can be used to determine the condition of the patient over time.

이상에서 설명한 본 발명의 구성에 따른 제세동기에 의하면 초음파를 이용하여 환자 몸에 손상을 입히는 일 없이 제세동이 가능하며, 실시간으로 초음파 영상을 관찰하면서 환자 심장근육의 수축 및 이완이 정상 박동으로 회귀시킬 수 있다.According to the defibrillator according to the configuration of the present invention described above, the defibrillation can be performed without damaging the patient's body using ultrasound, and the contraction and relaxation of the heart muscle of the patient can be reverted to the normal beat while observing the ultrasound image in real time. have.

상기한 바에서, 다양한 실시예에서 설명한 각 구성요소 및/또는 기능은 서로 복합적으로 결합하여 구현될 수 있으며, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
In the foregoing description, each component and / or function described in various embodiments may be implemented in combination with each other, and those skilled in the art may recognize the present invention described in the claims below. It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope.

100...............................휴대형 제세동기
110...............................제1 초음파 프로브
120...............................방진패드
130...............................제2 초음파 프로브
140...............................적외선 카메라100 ........... Portable Defibrillator
110 ..................... 1st ultrasonic probe
120 ..................... Vibration Pad
130 .................. Second ultrasonic probe
140 ............................ Infrared camera

Claims (8)

제세동을 위한 초음파를 발생하는 적어도 하나의 제1 초음파 프로브;
영상획득을 위한 초음파를 발생하고 반사신호를 수신하는 제2 초음파 프로브;
상기 제2 초음파 프로브가 수신한 반사신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호변환부; 및
상기 변환된 디지털 데이터를 이용하여 초음파 영상을 형성하는 영상생성부;를 포함하는 제세동기.At least one first ultrasound probe for generating ultrasound for defibrillation;
A second ultrasonic probe generating ultrasonic waves for image acquisition and receiving a reflected signal;
A signal converter converting the reflected signal received by the second ultrasound probe into digital data; And
And an image generator configured to form an ultrasound image using the converted digital data. 제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 초음파 프로브가 발생하는 초음파는 1~2MHz의 주파수를 갖는 초음파인 것을 특징으로 하는 제세동기.The method of claim 1,
Defibrillator, characterized in that the ultrasonic wave generated by the at least one first ultrasonic probe is an ultrasonic wave having a frequency of 1 ~ 2MHz. 제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 초음파 프로브 및 상기 제2 초음파 프로브에서 생성되는, 서로 다른 주파수를 가진 진동을 흡수하기 위한 방진 패드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제세동기. The method of claim 1,
The defibrillator of claim 1, further comprising a dustproof pad for absorbing vibrations having different frequencies, which are generated by the at least one first and second ultrasonic probes. 제 1항에 있어서,
상기 발생되는 초음파에 의한 열 변화를 감지하기 위한 적외선 카메라; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제세동기.The method of claim 1,
An infrared camera for detecting a change in heat caused by the generated ultrasonic waves; Defibrillator, characterized in that it further comprises. 제 1항에 있어서,
상기 제1 초음파 프로브나 상기 제2 초음파 프로브가 환자의 신체에 접촉하는 부분에 위치하며, 상기 영상획득을 위한 초음파나 상기 제세동을 위한 초음파 신호를 조절하여 임피던스 매칭(impedance matching)을 수행하는 어쿠스틱 젤;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제세동기.The method of claim 1,
Acoustic gel positioned at a portion where the first ultrasound probe or the second ultrasound probe is in contact with the body of the patient, and performing an impedance matching by adjusting the ultrasound signal for acquiring the image or the ultrasound signal for defibrillation. Defibrillator, characterized in that it further comprises. 제 1항에 있어서,
상기 제2 초음파 프로브가 발생하는 초음파는 3~10MHz의 주파수를 갖는 초음파인 것을 특징으로 하는 제세동기.The method of claim 1,
Defibrillator, characterized in that the ultrasonic wave generated by the second ultrasonic probe is an ultrasonic wave having a frequency of 3 ~ 10MHz. 제 1항에 있어서,
상기 디지털 데이터 또는 상기 초음파 영상을 저장하기 위한 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제세동기.The method of claim 1,
And a storage unit for storing the digital data or the ultrasound image. 제 1항에 있어서,
상기 생성된 초음파 영상을 실시간으로 사용자에게 보여주기 위한 모니터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제세동기.
The method of claim 1,
And a monitor configured to display the generated ultrasound image to a user in real time.
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