KR20130010057A

KR20130010057A - 무선 환자 모니터링 시스템

Info

Publication number: KR20130010057A
Application number: KR1020110067089A
Authority: KR
Inventors: 문성모
Original assignee: 문성모
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2013-01-25

Abstract

본 발명은 종래의 유선으로 생체신호를 취득하는 기술이나 환자 모니터링 시스템, 환자 생체 신호 취득 시스템 등이 갖고 있는 구속적인 부분을 없애기 위한 무구속 무선 환자 모니터링 시스템에 관한 것으로서 10GHz 대역의 RF 송수신 시스템과 도플러 효과를 이용한 호흡, 맥박 생체신호 취득, 산소포화도센서와 무선송신모듈이 일체형인 무선 산소포화도 센서를 통한 산소포화도 생체신호 취득을 특징으로 하는 무선 환자 모니터링 시스템에 관한 것이다.
요소기술로는 ISM 밴드인 2.4GHz 대역의 산소포화도 무선 송수신 기술, 10GHz 대역의 무선 송수신 기술, 도플러 효과를 통한 생체신호 감지 기술, IEEE 802.11 무선통신 기술, 임베디드 시스템 기술을 포함한다.

Description

무선 환자 모니터링 시스템 {Wireless Patient Monitoring System}

본 발명은 무선 환자 모니터링 시스템에 관한 것으로서 세부적으로 무선 산소포화도센서와 10GHz의 무구속 호흡/맥박 감지 센서부, 메인 컨트롤러를 포함한 환자 모니터링 본체로 구성된다. 환자의 손에 무선 산소포화도 센서를 장착하고 무선 환자 모니터링 시스템 본체의 10GHz 트랜시버를 환자의 가슴부위에 1m 이상 이격시켜 호흡/맥박을 무구속으로 측정하는 무선 환자 모니터링 시스템에 관한 것이다.

종래의 환자 모니터링 시스템(Patient Monitoring System)은 환자에게 센서를 부착시킨 후 유선으로 모니터링 시스템까지 연결되어 있으며 이는 환자에게 구속으로 작용하게 된다. 또한 환자 모니터링 시스템의 거치공간이 환자 주위에 꼭 필요하다는 단점이 있으며 이를 원격 모니터링이 가능하도록 하기 위해서는 유선통신을 연결해야 하는 단점이 있다.

또한 전 세계적으로 의료서비스가 종래의 의료진 위주의 의료형태에서 환자 위주의 서비스 개념으로 변모하고 있는 것이 대세이다.

따라서 상기 설명한 단점을 보완하며 환자 위주의 의료서비스를 위해서는 응급환자 또는 노인들과 같이 무구속 바이오신호 측정, 수면 중 사망을 감지할 수 있는 무선 환자 모니터링 시스템이 꼭 필요한 실정이다.

본 발명은 종래의 유선센서부착을 통한 환자 모니터링 시스템이 갖고 있는 문제를 해결하고자 무구속으로 환자 위주의 의료서비스를 지원할 수 있는 무선 환자 모니터링 시스템에 관한 것으로서 무구속 바이오신호 측정 및 환자 모니터링 시스템 제공을 목적으로 한다.

무선 환자 모니터링 시스템은 크게 생체신호 중 호흡, 맥박, 산소포화도(SpO2)를 Low Data로 무선으로 취득 및 활용하여 생체신호를 자체 Display 및 원격지의 서버로 전송하는 형태를 갖는다.이를 위해서 호흡, 맥박의 생체신호는 10GHz 대역의 무선 빔을 환자의 가슴에 1m 이상 이격시켜 도플러 효과를 이용하여 측정하고, 산소포화도는 무선모듈(Zigbee 통신)과 병합한 형태로 환자의 손가락에 부착하고 이를 무선 환자 모니터링 시스템 본체에서 수신하여 처리한다. 또한 원격지의 서버로 데이터 전송을 위해서는 무선랜(WiFi) 기능을 무선 환자 모니터링 시스템 본체에 구현하여 처리한다.

본 발명에 따르면 무선 환자 모니터링 시스템은 노인들에게 빈번히 일어나는 수면 중 사망, 구속되는 것을 기피하는 환자들에게 행동에 지장을 주지 않는 무구속 형태로 환자 생체 신호를 측정할 수 있는 환자 모니터링 시스템으로서 환자 위주의 의료서비스가 가능하다.

도 1은 도플러 효과를 이용하여 호흡, 맥박을, 무선 산소포화도 센서를 통해 생체신호 계측하는 무선 환자 모니터링 시스템 개요도를 보여준다.
도 2는 무선 산소포화도 센서의 하드웨어 블록도를 보여준다.
도 3은 10GHz 무선 생체신호 레이더를 포함한 무선 환자 모니터링 시스템 본체의 하드웨어 블록도를 보여준다.

종래의 유선 환자 모니터링 시스템(Patient Monitoring System)의 단점을 보완하면서 환자 위주의 의료서비스 지원을 위해 본 발명에서는 도 1과 같이 무선 환자 모니터링 시스템을 제공한다.

본 발명에서 환자로부터 취득하는 생체 신호 Low Data의 종류는 도 1에서 보는 바와 같이 호흡수, 맥박, 산소포화도이다. 이 세 가지를 취득하기 위한 구체적인 방법은 다음과 같다.

첫째로 산소포화도(SpO2)는 도 2의 그림과 같으며 산소포화도센서(A1)를 환자의 손가락에 장착하고 무선송신모듈은 산소포화도 센서(A1)과 연결된 초소형 시스템이다. 이는 환자에게 일체의 구속을 하지 않으며 자체 배터리로 동작하는 Stand Alone 장비이다. 무선 송신모듈은 메인컨트롤러(A2)와 외부와의 인터페이스를 담당하는 I/F 모듈(A4), 전원 조절을 담당하는 Power Management 모듈(A5), 센서 값 송신을 위한 Zigbee 통신모듈(A3), 그리고 송신용 안테나(A6)로 구성된다. 메인컨트롤러(A2)는 Power Management 모듈(A5)로 부터 전원을 인가받아 I/F모듈(A4)를 통해 산소포화도센서 값을 읽는다. 이를 실시간으로 Zigbee 통신 모듈(A3)과 외부 송신용 안테나(A6)를 통해 무선으로 무선 환자 모니터링 시스템 본체(도 2)로 산소포화도 값을 전송한다.

둘째로 호흡수, 맥박의 데이터 취득은 도 3의 무선 환자 모니터링 시스템 본체에서 이루어진다. 무선 환자 모니터링 시스템은 10GHz 트랜시버(M3)을 통해 호흡수, 맥박 데이터를 취득한다. 환자의 가슴 부위에 트랜시버(M3) 초점 방향을 설정하여 무선 환자 모니터링 시스템 본체를 설치한다. 메인 CPU 모듈(M4)는 트랜시버(M3)를 제어하여 주기적인 10GHz 대역의 RF를 송출하고 되돌아 오는 신호를 트랜시버(M3)를 통해 수신하여 신호를 분석한다. 이때 도플러 효과를 통해 분석한 신호로부터 호흡수와 맥박을 검출한다. 또한 메인 CPU 모듈(M4)는 산소포화도 센서 수신용 안테나(M1)와 무선 수신모듈(M2)를 통해 산소포화도 값을 정량화한다. 이와 같이 계측된 3가지의 정량화된 생체 신호 값을 Display 모듈(M6)를 통해 자체 Display 하며 원격지의 서버로 무선랜 모듈(M5)과 서버 통신용 안테나(M7)를 통해 원격지의 서버로 정량화된 생체 신호 값을 전송한다.

A1: 산소포화도 센서
A2: 무선 산소포화도 센서 메인 컨트롤러
A3: 무선 산소포화도 센서 송신모듈
A4: 무선 산소포화도 센서 외부 인터페이스 모듈
A5: 무선 산소포화도 센서 전원조절 모듈
A6: 무선 산소포화도 센서 송신용 안테나
M1: 무선 환자 모니터링 시스템 본체 산소포화도 센서 수신 안테나
M2: 무선 환자 모니터링 시스템 본체 무선 수신 모듈로 A3와 통신 프로토콜이 같음.
M3: 무선 환자 모니터링 시스템 본체 10GHz 대역의 트랜시버로서 호흡, 맥박 신호 검출용
M4: 무선 환자 모니터링 시스템 본체 메인 컨트롤러
M5: 무선 환자 모니터링 시스템 본체 서버 통신용 무선랜 모듈
M6: 무선 환자 모니터링 시스템 본체 자체 디스플레이용 LED 모듈
M7: 무선 환자 모니터링 시스템 본체 서버 통신용 안테나

Claims

무선으로 생체신호(호흡,맥박,산소포화도) 취득을 하는 환자 모니터링 시스템 또는 환자 생체 신호 취득 시스템 또는 그 방법
무선으로 생체 신호를 취득하여 환자에게 무구속을 특징으로 하는 환자 모니터링 시스템 또는 환자 생체 신호 취득 시스템 또는 그 방법