KR20130110820A - Vehicle having device for diagnosing arrhythmia - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 부정맥 진단장치를 구비한 차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 운전자에게 발생되는 부정맥을 실시간으로 진단하여 사고를 예방할 수 있는 부정맥 진단장치를 구비한 차량에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle having an arrhythmia diagnosis apparatus, and more particularly, to a vehicle having an arrhythmia diagnosis apparatus capable of preventing an accident by diagnosing arrhythmias generated in a driver of a vehicle in real time.
심장의 혈액 박출 활동은 심장의 수축과 확장의 반복에 의해서 이루어진다. 심장의 수축은 심근세포(Cardiac muscle)에 가해지는 전기 자극 및 이로 인한 전기적 흥분(Impulse)에 의하여 일어난다. 심근세포에 흥분이 일어나면, 심근세포 내 칼슘농도가 변하고, 이것은 심장의 수축기구(Contraction mechanism)를 작동시켜 수축 현상을 만들어 낸다. 심장에는 전기 자극을 만들어내는 자극생성조직과 이를 심근세포에 전달해주는 자극전도조직이 있다. 자극생성조직은 규칙적으로 1분에 60~100회의 전기 자극을 만든다. 이 자극이 심근세포에 정상적으로 전달되면, 심장의 수축과 확장이 반복되면서 신체 각 조직으로 필요한 혈액이 충분히 공급된다. The blood ejection activity of the heart is achieved by repetition of the contraction and expansion of the heart. The contraction of the heart is caused by electrical stimulation on the cardiac muscle (Cardiac muscle) and thereby electrical impulse (Impulse). When excitation of the cardiomyocytes occurs, calcium levels in the cardiomyocytes change, which triggers the heart's contraction mechanism, creating a contraction phenomenon. The heart has a stimulating tissue that produces electrical stimulation and a stimulating conducting tissue that delivers it to cardiomyocytes. Stimulating tissue regularly produces 60 to 100 electrical stimuli per minute. When this stimulus is normally delivered to the cardiomyocytes, the heart contracts and expands repeatedly, supplying enough blood to the tissues of the body.
심장에서 전기 자극이 잘 만들어지지 못하거나 자극의 전달이 제대로 이루어지지 않으면, 규칙적인 수축이 계속되지 못하여 심장 박동이 비정상적으로 빨라지거나(빈맥, Tachycardia) 느려지거나(서맥, Bradycardia) 혹은 불규칙하게 잔 떨림이 생기는(세동, Fibrillation) 수가 있는데 이를 부정맥 또는 심장부정맥(Cardiac Arrhythmia or Cardiac dysrhythmia)이라고 한다. 부정맥은 그 진단법이 없어 대부분 발병 후 발견하여 치료하고 있는 실정이며, 심장병 환자의 경우에는 부정맥 가능성이 높을 것이라 추측을 하는 정도이다. If the electrical stimulation is not well established in the heart, or if the stimulus is not properly delivered, regular contractions may not continue, resulting in abnormally rapid heartbeats (tachycardia), slowness (circlecardia, Bradycardia), or irregular tremors This can happen (fibrillation), called arrhythmia or cardiac arrhythmias (Cardiac Arrhythmia or Cardiac dysrhythmia). Arrhythmias are not diagnosed, and most of them are discovered and treated after the onset, and heart disease patients are likely to have high arrhythmia.
본 출원의 발명자 심은보는 부정맥의 진단을 위하여 한국 특허등록 제10-1109738호 "심장부정맥 진단방법 및 그 진단장치"를 발명한 바 있다. 이 특허문헌은 심장의 치수 및 심장의 심전도 신호(Electrocardiogram signal, ECG signal)를 이용하여 심장의 전기파동의 주파수를 연산한다. 그리고 심장의 치수, ECG와 전기파동의 주파수에 의하여 부정맥의 여부를 판단하는 기술을 제시하고 있다. 이와 같이 무차원 변수(Non-dimensional parameter)를 이용하여 부정맥을 일으키는 회오리 발생 현상을 예측하고 진단함으로써, 부정맥으로 사망 또는 뇌사할 가능성이 있는 환자들을 스크리닝(Screening)하여 이들의 사망률을 줄일 수 있다. The inventor Shim Eun-Bo of the present application has invented Korean Patent Registration No. 10-1109738, "Heart Arrhythmia Diagnosis Method and Diagnosis Apparatus". This patent calculates the frequency of the heart's electric wave using the heart's dimensions and the heart's electrocardiogram signal (ECG signal). In addition, it proposes a technique to determine whether arrhythmia is based on cardiac dimensions, ECG and frequency of electric waves. As such, by predicting and diagnosing the occurrence of tornado causing arrhythmia using non-dimensional parameters, screening for patients who are likely to die or die of arrhythmia can reduce their mortality.
한편, 부정맥의 원인은 여러 가지가 있지만 생명과 관련하여 심각한 것은 건강하지 않은 심장 곳곳에서 불규칙한 나선형의 전기 자극이 나타나는 전기 회오리(나선형 파동) 현상으로 인한 것으로 알려져 있다. 건강한 심장은 세포에 전기 자극이 규칙적 형태로 퍼져 나간다. 부정맥의 증상은 부정맥의 종류 및 환자가 가지고 있는 심장질환의 종류와 중증도에 따라 경미한 가슴 두근거림(Palpitation), 흉통(Chest pain)으로부터 실신(Syncope)과 돌연사에 이르기까지 매우 다양하게 나타난다. 특히, 전기 회오리는 심장의 정상적인 박동을 방해하고, 전기 회오리가 심장 곳곳에서 발생되면 심장은 제 기능을 상실하게 되어 즉각적인 뇌사현상 및 사망을 초래한다.On the other hand, there are many causes of arrhythmia, but seriously related to life is known to be due to the electric whirlwind (spiral wave) phenomenon of irregular spiral electrical stimulation throughout the unhealthy heart. In a healthy heart, electrical stimulation spreads to cells in a regular form. Arrhythmia symptoms vary from mild palpitation, chest pain to syncope and sudden death, depending on the type of arrhythmia and the type and severity of the heart disease the patient has. In particular, the electric whirlwind interferes with the normal rhythm of the heart, and when the electric whirlwind occurs throughout the heart, the heart loses its function, resulting in immediate brain death and death.
최근 차량의 안전성과 편의성을 위하여 기계, 전자, 통신 및 제어 기술을 토대로 주변 환경을 인식하여 운전자에게 주행에 필요한 정보를 제공하는 여러 가지 안전장치가 탑재되어 있는 지능형 차량(Intelligent vehicle)이 보편화되고 있는 추세에 있다. 특히, 지능형 차량은 운전자에게 위험 상황을 경고해주며, 유사 시 구동, 제동장치 등을 직접 제어함으로써 사고를 미연에 방지한다. 또한, 불가피하게 차량의 사고가 발생되면 피해를 최소한으로 경감시키기 위해 즉각적으로 각종 안전장치를 활성화시키는 등 능동적 안전을 추구한다. Recently, intelligent vehicles equipped with various safety devices that provide the driver with information necessary for driving by recognizing the surrounding environment based on mechanical, electronic, communication, and control technologies have been widely used for safety and convenience of vehicles. There is a trend. In particular, intelligent vehicles warn drivers of dangerous situations and prevent accidents by directly controlling driving and braking devices in case of emergency. In addition, inevitably, if a vehicle accident occurs, active safety is immediately pursued, such as immediately activating various safety devices to minimize the damage.
한편, 차량의 운행 중에 운전자가 부정맥으로 인하여 실신하거나 뇌사현상을 일으키면 차량의 제어가 불가능하게 되어 치명적인 교통사고를 발생시킬 우려가 매우 높다. 운전자의 부정맥이 경미하여 호흡곤란, 현기증, 흉통 등이 나타날 때에도 차량의 제어에 방해를 받게 된다. On the other hand, if the driver faints or causes brain death due to arrhythmia while driving the vehicle, the control of the vehicle becomes impossible, and there is a high possibility of causing a fatal traffic accident. If the driver's arrhythmia is mild, breathing difficulties, dizziness, chest pain, etc., will interfere with the vehicle's control.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위한 것이다. 본 발명의 목적은, 운전자의 부정맥을 조기 진단하여 운전자가 적절한 치료를 받을 수 있게 하는 새로운 부정맥 진단장치를 구비한 차량을 제공하는 것이다. The present invention is to solve various problems of the prior art as described above. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicle with a new arrhythmia diagnosis apparatus for early diagnosis of a driver's arrhythmias so that the driver can receive appropriate treatment.
본 발명의 다른 목적은, 운전자에게 부정맥이 나타나면 경보의 출력, 비상등의 점등, 차량의 주행속도 및 정차를 제어하여 안전성을 향상시킬 수 있는 부정맥 진단장치를 구비한 차량을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a vehicle having an arrhythmia diagnosis device that can improve safety by controlling an output of an alarm, lighting of an emergency light, driving speed and stopping of a vehicle when arrhythmias appear to a driver.
본 발명의 또 다른 목적은, 운전자에게 부정맥이 나타나면 통신 인프라 네트워크를 통하여 긴급구조를 실시할 수 있는 부정맥 진단장치를 구비한 차량을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a vehicle having an arrhythmia diagnosis apparatus capable of performing an emergency rescue through a communication infrastructure network when arrhythmias appear to the driver.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부정맥 진단장치를 구비한 차량이 제공된다. 본 발명에 따른 부정맥 진단장치를 구비한 차량은, 운전자의 손이 접촉하는 것에 의하여 심전도 신호를 감지하도록 스티어링휠에 장착되어 있는 심전도 전극과; 심전도 전극에 연결되어 있고, 심전도 신호를 입력받아 심장 전기파동의 주파수와 심장 전기파동의 전도속도를 측정하는 측정기와; 측정기와 운전자의 심장 치수가 저장되어 있는 데이터베이스에 연결되어 있으며, 심장 치수, 검출된 심장 전기파동의 주파수와 심장 전기파동의 전도속도로 무차원수를 연산하고, 연산된 무차원수가 정해진 값 이상인 경우 부정맥 신호를 출력하는 부정맥 진단부와; 부정맥 진단부와 연결되어 있으며, 부정맥 신호를 입력받아 비상등의 점등하고, 주행속도를 감속한 후 비상정차하도록 차량을 제어하는 전자제어유닛을 포함한다. According to an aspect of the present invention, a vehicle provided with an arrhythmia diagnosis apparatus is provided. A vehicle equipped with an arrhythmia diagnosis apparatus according to the present invention includes: an electrocardiogram electrode mounted to a steering wheel to detect an electrocardiogram signal by contact of a driver's hand; A measuring device connected to an electrocardiogram electrode and configured to receive an electrocardiogram signal and measure a frequency of a cardiac electric wave and a conduction speed of the cardiac electric wave; It is connected to a database that stores the cardiac dimensions of the operator and the operator, and calculates the dimensionless number based on the cardiac dimension, the frequency of the detected cardiac electric wave and the conduction velocity of the cardiac electric wave. Arrhythmia diagnosis unit for outputting a signal; It is connected to the arrhythmia diagnosis unit, and receives an arrhythmia signal and includes an electronic control unit that controls the vehicle to turn on the emergency light, decelerate the driving speed and make an emergency stop.
또한, 전자제어유닛은 부정맥 신호에 의하여 오디오 시스템과 디스플레이를 통하여 경보를 출력하고, 차량 통신 네트워크 시스템을 작동시켜 긴급구조 모니터링 센터에 긴급구조신호를 전송하도록 구성되어 있다.In addition, the electronic control unit is configured to output an alarm through the audio system and the display by the arrhythmia signal, and operate the vehicle communication network system to transmit the emergency rescue signal to the emergency rescue monitoring center.
본 발명에 따른 부정맥 진단장치를 구비한 차량은, 스티어링휠에 장착되어 있는 부정맥 진단장치의 심전도 전극으로부터 입력되는 심전도 신호를 프로세싱하여 운전자의 부정맥을 조기 진단하고, 경보의 출력, 비상등의 점등, 차량의 주행속도 및 정차를 제어하여 차량의 안전성을 향상시키고, 부정맥 증상에 의한 교통사고를 예방할 수 있다. 또한, 긴급구조신호의 전송에 의하여 운전자의 긴급구조를 신속하게 실시할 수 있으므로, 운전자의 생명을 안전하게 보호할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다. The vehicle equipped with an arrhythmia diagnosis apparatus according to the present invention, by processing the electrocardiogram signal input from the electrocardiogram electrode of the arrhythmia diagnosis apparatus mounted on the steering wheel, early diagnosis of the driver's arrhythmias, output of an alarm, lighting of emergency lights, vehicle It is possible to improve the safety of the vehicle by controlling the driving speed and stop of the car and to prevent traffic accidents caused by arrhythmia symptoms. In addition, since the emergency rescue of the driver can be promptly performed by the transmission of the emergency rescue signal, there is a very useful effect that can safely protect the life of the driver.
도 1은 본 발명에 따른 부정맥 진단장치가 적용되어 있는 차량의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 부정맥 진단장치의 심전도 전극이 스티어링휠에 장착되어 있는 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부정맥 진단장치를 구비한 차량의 구성을 설명하기 위하여 나타낸 블록도이다. 1 is a perspective view schematically showing an example of a vehicle to which an arrhythmia diagnosis apparatus according to the present invention is applied.
Figure 2 is a block diagram showing a configuration in which the ECG electrode of the arrhythmia diagnostic apparatus according to the present invention is mounted on the steering wheel.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a vehicle having an arrhythmia diagnosis apparatus according to the present invention.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다. 본 명세서는 한국 특허등록 제10-1109738호 "심장부정맥 진단방법 및 그 진단장치"를 포함한다. Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. The present specification includes Korean Patent Registration No. 10-1109738, "Heart Arrhythmia Diagnosis Method and Its Diagnosis Device."
이하, 본 발명에 따른 부정맥 진단장치를 구비한 차량에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of a vehicle having an arrhythmia diagnosis apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 부정맥 진단장치가 적용되는 차량(10)은 운전자의 조작에 의한 조향을 위한 스티어링휠(Steering wheel: 20) 또는 핸들(Handle)과 주행을 제어하기 위한 전자제어유닛(Electronic Control Unit, ECU: 30)을 구비한다. 본 실시예에 있어서, ECU(30)는 차량(10)의 각 시스템을 제어하기 위하여 복수의 마이크로컴퓨터(Microcomputer)들로 구성된다.First, referring to FIGS. 1 and 2, the
도 3을 참조하면, 차량(10)은 ECU(30)와 연결되어 있는 비상등(40), 비상정차 시스템(Emergency stop system, ESS, 50)과 차량 통신 네트워크 시스템(Vehicle communication network system, VCNS: 60)을 구비한다. 비상등(40)는 ECU(30)의 제어에 의하여 비상 상태를 뒤 차량에게 경보한다. ESS(40)는 ECU(30)의 제어에 의하여 차량(10)의 주행을 비상자동정차모드로 전환하여 차량(10)의 주행속도를 감속한 후 정차를 실시한다. Referring to FIG. 3, the
비상자동정차모드는 예를 들면, 적응형 크루즈 컨트롤 시스템(Adaptive cruise control system, ACC)과 자동 주차 시스템(Automatic parking system, APS)이 적용될 수 있다. ACC는 차량의 전방에 설치되어 있는 센서, 예를 들면 초음파 센서, 적외선 레이더 센서 등을 이용하여 앞 차량과의 거리, 상대속도, 방향 등을 측정하고, 이것을 토대로 차량의 속도를 제어하여 앞 차량과의 거리 및 속도를 제어하며, 전방의 차선이 비어 있을 때에는 정속 주행한다. ESS(40)는 ACC에 의하여 제어되는 앞 차량과의 거리, 상대속도, 방향 등을 토대로 주행속도를 감속한다. The emergency auto stop mode may be applied to, for example, an adaptive cruise control system (ACC) and an automatic parking system (APS). The ACC measures the distance, relative speed, and direction of the vehicle in front of the vehicle by using sensors installed in front of the vehicle, for example, ultrasonic sensors and infrared radar sensors. Control the distance and speed of the vehicle, and drive at constant speed when the lane ahead is empty. The ESS 40 decelerates the traveling speed based on a distance, a relative speed, a direction, and the like, from the front vehicle controlled by the ACC.
APS는 차선이탈 경보 시스템(Lane departure warning system, LDWS)을 이용하여 구성된다. LDWS는 전후방 모니터링 시스템(Front and rear monitoring system, FRMS)의 전방 카메라를 이용하여 주행 차선을 인식하고, 차선 인식 정보와 차량 신호 정보를 이용하여 차선이탈 판단 및 경보한다. APS는 FRMS의 카메라, 센서를 통하여 얻어지는 주변 환경의 정보를 통하여 주차 공간이 지정되면, 차량의 주차에 필요한 궤적을 산출하고, 차량의 주행을 제어하여 주차를 실시한다. ESS(40)는 차량(10)의 정차 시 APS의 FRMS에 의하여 얻어지는 차량(10)의 주변을 인식하여 갓길 등 안전한 지역으로 차량(10)을 유도하여 정차시킬 수 있다.APS is configured using the Lane departure warning system (LDWS). The LDWS recognizes a driving lane using a front and rear monitoring system (FRMS) front camera, and uses lane recognition information and vehicle signal information to determine and alert a lane departure. When the parking space is designated through the information of the surrounding environment obtained through the camera and the sensor of the FRMS, the APS calculates a trajectory necessary for parking of the vehicle and controls the driving of the vehicle to park the vehicle. The ESS 40 may recognize the periphery of the
VCNS(60)는 ECU(30)와 각종 센서, 카메라, 단말기간의 통신을 실시하는 차량 내 통신 시스템(In-vehicle networking system, IVN: 62), 차량과 차량간 통신을 실시하는 차량간 통신망 시스템(Vehicle to vehicle communication network system, V2V: 64), 차량과 인프라(Infrastructure)간 통신을 실시하는 차량과 인프라간 통신 네트워크 시스템(Vehicle to Infrastructure communication network system, V2I: 66)으로 구성되어 있다.The VCNS 60 is an in-vehicle networking system (IVN: 62) for communicating between the
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차량(10)은 ECU(30)와 연결되어 있고 운전자의 ECG 신호를 감지하여 ECU(30)에 입력하기 위한 부정맥 진단장치(100)를 구비한다. 부정맥 진단장치(100)는 스티어링휠(20)을 붙잡는 운전자의 왼손 및 오른손과 접촉할 수 있도록 스티어링휠(20)의 외면 양쪽에 노출되어 있는 한 쌍의 ECG 전극(110, 112)들을 구비한다. 본 실시예에 있어서, ECG 전극(110, 112)들은 그 중 어느 하나만 스티어링휠(20)의 외면에 장착될 수 있다. 1 to 3, the
부정맥 진단장치(100)는 ECG 전극(110, 112)들과 도선(120, 122)에 의하여 연결되어 있고 ECG(110, 112)들로부터 입력되는 ECG 신호에 의하여 심장 전기파동의 주파수(f)와 심장 전기파동의 전도속도(CV)를 측정하는 측정기(130)를 구비한다. 측정기(130)는 마이크로컴퓨터(Microcomputer)로 구성될 수 있다. 심장 전기파동의 주파수(f)는 수학식 1에 의하여 구할 수 있다. The
여기서, RRinterval은 심전도 신호에 포함된 R파와 R파간의 시간 간격이다. Here, RRinterval is a time interval between the R wave and the R wave included in the ECG signal.
심장 전기파동의 전도속도(CV)는 심실에서 ECG 신호 및 심장 치수를 이용하여 수학식 2에 의하여 구할 수 있다. The conduction velocity (CV) of the cardiac electric wave can be calculated by Equation 2 using the ECG signal and the heart dimensions in the ventricles.
여기서, QRS 및 RS 각각은 심전도 신호에 포함된 QRS의 간격 및 RS의 간격이다.Here, each of QRS and RS is an interval of QRS and an interval of RS included in an ECG signal.
또한, 심장 전기파동의 전도속도(CV)는 심방에서 수학식 3에 의하여 구할 수 있다.In addition, the conduction velocity (CV) of the cardiac electric wave can be obtained by using Equation 3 in the atrium.
여기서, L은 심장 치수이며, P는 심전도 신호에 포함된 P파의 폭이다.Where L is the heart dimension and P is the width of the P wave included in the ECG signal.
부정맥 진단장치(100)는 ECU(30)와 측정기(130) 각각에 연결되어 있는 부정맥 진단부(140)를 구비한다. 부정맥 진단부(140)는 심장 치수, 심장 전기파동의 주파수와 심장 전기파동의 전도속도를 토대로 무차원수를 연산하고, 연산된 무차원수가 정해진 값 이상인 경우 부정맥 신호를 출력한다. 부정맥 진단부(140)는 마이크로컴퓨터로 구성될 수 있다. The
부정맥 진단부(140)는 데이터베이스(Database: 150)를 구비한다. 데이터베이스(150)는 부정맥 기준값 데이터베이스(152), 심장 치수 데이터베이스(154), 운전자 정보 데이터베이스(156)와 긴급구조 정보 데이터베이스(158) 등으로 구성된다. 데이터베이스(150)는 메모리(Memory)로 구성될 수 있다. The
운전자의 부정맥 여부를 판단하기 위한 부정맥 기준값은 부정맥 기준값 데이터베이스(152)에 저장된다. 부정맥 기준값은 무차원수와의 대소비교에 사용된다. 부정맥 기준값은 운전자에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 부정맥 기준값은 800~1200의 범위로 설정되거나 800~1200 중에서 특정한 값으로 설정될 수 있다. 무차원수(Sh)는 수학식 4에 의하여 구한다. The arrhythmia reference value for determining whether the driver has arrhythmia is stored in the arrhythmia
여기서, [Sh]는 무차원수이며, f는 심장 전기파동의 주파수이며, L은 심장 치수이며, CV는 심장 전기파동의 전도속도이다.Where [Sh] is a dimensionless number, f is the frequency of the heart electric wave, L is the heart dimension, and CV is the conduction velocity of the heart electric wave.
부정맥 진단부(140)는 무차원수(Sh)가 부정맥 기준값보다 크면 부정맥이라 판단하고, 무차원수(Sh)가 부정맥 기준값보다 작으면 부정맥이 아닌 것으로 판단한다. 부정맥 진단부(140)은 운전자가 부정맥으로 진단되면, 부정맥 신호를 출력하여 ECU(30)에 입력한다. 이러한 부정맥 기준값과 무차원수에 의한 부정맥 여부의 판단에 대해서는 한국 특허등록 제10-1109738호 "심장부정맥 진단방법 및 그 진단장치"에 자세히 개시되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다. 한편, ECU(30)는 부정맥 신호에 따라 운전자에게 경보를 하고, 차량(10)의 주행을 제어한다. The
운전자의 부정맥을 진단하고 처리하기 위한 심장 치수는 의료기관에서 공지의 심장 초음파 검사기나 이것과 유사한 장치에 의하여 측정된 후, 심장 치수 데이터베이스(154)에 저장된다. 심장초음파 검사기에 의해서는 심장 치수를 그대로 측정할 수도 있으며, 심장의 체적을 측정하여 구할 수도 있다. 심장 초음파 검사기가 심장 체적을 측정하는 경우, 심장 치수(L)는 수학식 5에서와 같이 측정된 체적의 세제곱근에 의하여 구할 수 있다. Cardiac dimensions for diagnosing and processing the driver's arrhythmias are measured in a medical institution by a known echocardiogram or similar device and then stored in the
여기서, l은 심장 길이이며, V는 심장 부피이다.Where l is heart length and V is heart volume.
한편, 운전자 정보는 성명, 주소, 성별, 운전자 가족의 전화번호 등으로 설정될 수 있다. 심장 초음파 검사기에 의하여 측정되는 심장 질환은 운전자 정보 데이터베이스(156)에 저장될 수 있다. 긴급구조 정보는 교통관제소, 의료기관, 119 구조대 등의 긴급구조 모니터링 센터(80)의 전화번호, 네트워크에 연결되어 있는 컴퓨터 또는 단말기 등으로 설정될 수 있다. 긴급구조 모니터링 센터(80)는 인프라 네트워크(68)를 통하여 V2I(66)에 네트워킹되어 긴급구조신호를 수신한다. On the other hand, the driver information may be set to a name, address, gender, the phone number of the driver family. Heart disease measured by the echocardiogram may be stored in the
입력장치(160)가 부정맥 진단부(140)에 연결되어 있다. 입력장치(160)는 키패드(Keypad), 터치스크린 패널(Touch screen panel) 등으로 구성되어 있다. 운전자는 입력장치(160)를 통하여 부정맥 진단에 요구되는 일련의 정보를 데이터베이스(150)에 간편하게 저장할 수 있다. 해제스위치(170)가 ECU(30)에 연결되어 있다. 해제스위치(170)의 조작에 의하여 ECU(30)는 비상자동정차모드를 해제한다. 해제스위치(170)는 입력장치(160)에 버튼으로 구성될 수 있다.The
지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 부정맥 진단장치를 구비한 차량에 대한 작용을 설명한다. The operation of the vehicle with the arrhythmia diagnosis apparatus according to the present invention having the above configuration will now be described.
도 1과 도 3을 참조하면, 운전자의 심장 치수는 심장 치수 데이터베이스(154)에 저장된다. 운전자가 스티어링휠(20)을 오른손과 왼손으로 잡고 차량(10)을 운전할 때, 오른손과 왼손은 ECG 전극(110, 112)들에 접촉된다. 운전자의 오른손과 왼손이 ECG 전극(110, 112)들에 접촉되면, ECG 전극(110, 112)들에 의하여 ECG 신호가 감지되고, ECG 신호는 측정기(130)에 입력한다. 1 and 3, the cardiac dimensions of the driver are stored in the
측정기(130)는 입력되는 ECG 신호에 의하여 심장 전기파동의 주파수와 심장 전기파동의 전도속도를 측정하여 부정맥 진단부(140)에 입력한다. 부정맥 진단부(140)는 심장 치수, 심장 전기파동의 주파수와 심장 전기파동의 전도속도에 의하여 무차원수를 구하고, 무차원수가 부정맥 기준값보다 크면 부정맥이라 판단하여 부정맥 신호를 출력한다. 부정맥 진단부(140)는 부정맥 신호를 ECU(30)에 입력한다. The measuring
ECU(30)는 부정맥 진단부(140)로부터 부정맥 신호의 입력에 따라 경보 신호, 비상정차 신호, 긴급구조 신호를 출력한다. 경보 신호는 IVN(62)을 통하여 ECU(30)과 연결되어 있는 차량(10)의 예를 들어 오디오 시스템(Audio system: 90), 디스플레이(92), 네비게이션 단말기(Navigation terminal), 계기판의 램프 등을 통하여 음성 및 시각적으로 운전자에게 출력될 수 있다. 디스플레이(92)는 차량(10)의 계기판에 설치되는 액정표시장치, 네비게이션 단말기의 화면 등으로 구성될 수 있다. The
운전자의 건강 상태가 일시적으로 나빠져 부정맥으로 진단되는 경우, 운전자는 경보를 인지한 후 차량(10)의 운전을 중지하고 휴식 및 안정을 취할 수 있다. 이후, 운전자는 의료기관을 방문하여 부정맥을 정밀 진단하여 적절한 치료를 받을 수 있다. 또한, 차량(10)에 동승자가 탑승하고 있는 경우, 동승자는 경보 신호의 출력에 따라 운전자의 부정맥 진단을 쉽게 인지할 수 있으므로, 운전자와 차량(10)의 긴급구조에 협력할 수 있다. 특히, 동승자는 해제스위치(170)의 조작에 의하여 비상자동정차모드를 해제하고, 운전자를 대신하여 차량(10)을 운행할 수 있다. When the driver's health condition is temporarily worsened and diagnosed as arrhythmia, the driver may stop driving the
계속해서, ECU(30)는 비상등(40)을 점등시켜 비상 상태를 뒤 차량 등에 시각적으로 표시한다. ECU(30)는 ESS(50)의 작동을 제어, 예를 들면 차량(10)의 전자브레이크(Electro-mechanical brake) 등을 작동시켜 주행속도를 감속시키고, 최종적으로 차량(10)을 정차시킨다. 이때, ESS(50)가 ACC의 형태로 실시되는 경우, 운전자가 부정맥 증상, 특히 실신하거나 뇌사현상을 일으킬 때도 차량(10)과 앞 차량과의 거리 및 속도가 제어되고, 차량(10)이 정속 주행되어 교통사고를 효과적으로 예방할 수 있다. Subsequently, the
한편, 본 발명에 따른 차량(10)에 있어서 ESS(50)는 차량(10)에 운전자 상황 모니터링 시스템(Driver status monitoring system, DSM)이 적용되어 있는 경우, 운전자를 더욱 안전하게 보호할 수 있다. 즉, 운전자의 부정맥이 진단된 상태에서 DSM의 작동에 의하여 운전 상태의 변동이 검출되는 경우, 운전자가 부정맥 증상으로 실신하거나 뇌사현상을 일으켰을 가능성이 있으므로, ESS(50)의 작동에 의하여 차량(10)을 즉시 자동으로 정차시켜 교통사고를 예방할 수 있다. Meanwhile, in the
이와 같이 본 발명에 따른 차량(10)은 부정맥 진단장치(100)로부터 입력되는 ECG 신호를 실시간으로 처리하여 운전자가 부정맥으로 진단되는 경우, 경보의 출력, 비상등(40)의 점등, 차량(10)의 주행속도 및 비상자동정차 등을 실시하여 차량(10)의 능동적인 사고회피 시스템을 구현할 수 있다. As described above, the
계속해서, ECU(30)는 긴급구조 신호를 출력하여 VCNS(60)을 작동시킨다. V2V(64)의 작동에 의하여 뒤 차량에 경보를 전송하여 사고회피를 도모할 수 있다. V2I(66)의 작동에 의하여 통신 인프라 네트워크(68)를 통하여 운전자의 가족, 교통관제소, 의료기관, 119 구조대 등 긴급구조 모니터링 센터(80)에 긴급구조신호를 전송한다. V2I(66)를 통한 긴급구조신호에 의하여 의료기관, 119 구조대 등에서는 부정맥 증상이 나타난 운전자의 위치를 네비게이션 시스템, 위치정보서비스 등을 통하여 정확하게 파악하여 긴급구조를 신속하게 실시할 수 있다. 또한, 의료기관에서는 V2I(66)를 통하여 운전자에게 의료 서비스를 제공하거나 지원하는 등의 원격의료를 실시할 수 있다. 따라서 차량(10)의 운행 중에 부정맥 증상이 있는 운전자의 생명을 신속하고 안전하게 지킬 수 있다. Subsequently, the
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments described above are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.
10: 차량 20: 스티어링휠
30: 전자제어유닛 40: 비상등
50: 비상정차 시스템 60: 차량 통신 네트워크 시스템
66: 차량과 인프라간 통신 네트워크 시스템
70: 데이터베이스 80: 긴급구조 모니터링 센터
100: 심전도 센서 110, 112: 심전도 전극
130: 측정기 140: 부정맥 진단부
150: 데이터베이스 170: 해제스위치10: vehicle 20: steering wheel
30: electronic control unit 40: emergency light
50: emergency stop system 60: vehicle communication network system
66: communication network system between vehicle and infrastructure
70: database 80: emergency rescue monitoring center
100:
130: measuring unit 140: arrhythmia diagnosis unit
150: database 170: release switch
Claims (6)
상기 심전도 전극에 연결되어 있고, 상기 심전도 신호를 입력받아 심장 전기파동의 주파수와 심장 전기파동의 전도속도를 측정하는 측정기와;
상기 측정기와 운전자의 심장 치수가 저장되어 있는 데이터베이스에 연결되어 있으며, 상기 심장 치수, 검출된 상기 심장 전기파동의 주파수와 상기 심장 전기파동의 전도속도로 무차원수를 연산하고, 연산된 상기 무차원수가 정해진 값 이상인 경우 부정맥 신호를 출력하는 부정맥 진단부와;
상기 부정맥 진단부와 연결되어 있으며, 상기 부정맥 신호를 입력받아 비상등의 점등하고, 주행속도를 감속한 후 비상정차하도록 차량을 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 부정맥 진단장치를 구비한 차량.An electrocardiogram electrode mounted to the steering wheel to sense an electrocardiogram signal by contact of a driver's hand;
A measuring device connected to the electrocardiogram electrode and configured to receive the electrocardiogram signal and measure the frequency of the heart wave and the conduction speed of the heart wave;
The measurement device and the driver's cardiac dimensions are connected to a database storing the cardiac dimensions, the dimension of the detected cardiac electric wave and the conduction velocity of the cardiac electric wave, and calculating the dimensionless number. An arrhythmia diagnosis unit configured to output an arrhythmia signal when a value is greater than or equal to a predetermined value;
A vehicle having an arrhythmia diagnosis device connected to the arrhythmia diagnosis unit and including an electronic control unit which receives the arrhythmia signal, turns on an emergency light, and controls the vehicle to make an emergency stop after decelerating a traveling speed.
상기 전자제어유닛은 상기 부정맥 신호를 입력받아 오디오 시스템과 디스플레이를 통하여 경보를 출력하도록 구성되어 있는 부정맥 진단장치를 구비한 차량. The method of claim 1,
And the electronic control unit is configured to receive the arrhythmia signal and output an alarm through an audio system and a display.
상기 데이터베이스에 통신 인프라 네트워크를 통하여 긴급구조신호를 수신할 수 있는 긴급구조 모니터링 센터의 데이터가 저장되어 있으며, 상기 전자제어유닛은 상기 부정맥 신호를 입력받아 차량 통신 네트워크 시스템을 작동시켜 상기 긴급구조 모니터링 센터에 긴급구조신호를 전송하도록 구성되어 있는 부정맥 진단장치를 구비한 차량.The method of claim 1,
The database stores data of an emergency rescue monitoring center capable of receiving an emergency rescue signal through a communication infrastructure network, and the electronic control unit receives the arrhythmia signal to operate a vehicle communication network system to operate the emergency rescue monitoring center. A vehicle having an arrhythmia diagnosis device configured to transmit an emergency rescue signal to the vehicle.
상기 전자제어유닛과 연결되어 상기 비상정차를 해제하는 해제스위치를 더 구비하는 부정맥 진단장치를 구비한 차량.The method of claim 1,
A vehicle having an arrhythmia diagnosis device further connected to the electronic control unit, the release switch releasing the emergency stop.
상기 무차원수(Sh)는 의 관계를 만족하고,
여기서, f는 상기 심장 전기파동의 주파수이고, L은 상기 심장 치수이며, CV는 상기 심장 전기파동 전도속도인 부정맥 진단장치를 구비한 차량. 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The dimensionless number Sh is Satisfy the relationship
Wherein f is the frequency of the cardiac electric wave, L is the heart dimension, and CV is the cardiac electric wave conduction velocity.
상기 심장 치수(L)는 의 관계를 만족하고,
상기 심장 전기파동의 주파수(f)는 의 관계를 만족하며,
상기 심장 전기파동의 전도속도(CV)는 심실에서 의 관계를 만족하고, 심방에서 의 관계를 만족하며,
여기서, l은 심장 길이이며, V는 심장 부피이고, RRinterval은 심전도 신호에 포함된 R파와 R파간의 시간 간격이며, QRS 및 RS 각각은 심전도 신호에 포함된 QRS의 간격 및 RS의 간격이며, P는 심전도 신호에 포함된 P파의 폭인 부정맥 진단장치를 구비한 차량.The method of claim 5,
The heart dimension (L) is Satisfy the relationship
The frequency f of the heart pulse is Satisfy the relationship of,
The conduction velocity (CV) of the cardiac electric wave is in the ventricles Satisfies the relationship, and at the atrium Satisfy the relationship of,
Where l is the heart length, V is the heart volume, RRinterval is the time interval between the R and R waves included in the ECG signal, and QRS and RS are each the QRS interval and the RS interval included in the ECG signal, and P Is a vehicle having an arrhythmia diagnosis device that is the width of the P wave included in the ECG signal.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120033087A KR20130110820A (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Vehicle having device for diagnosing arrhythmia |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10160456B2 (en) | 2017-04-14 | 2018-12-25 | Hyundai Motor Company | Apparatus and method for controlling vehicle based on degree of fatigue |
-
2012
- 2012-03-30 KR KR1020120033087A patent/KR20130110820A/en not_active Application Discontinuation
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