KR20170089120A

KR20170089120A - Lpwan을 이용하는 수액관리 시스템 및 수액감시 단말기 및 수액관리방법

Info

Publication number: KR20170089120A
Application number: KR1020160009121A
Authority: KR
Inventors: 홍성근
Original assignee: 강남대학교 산학협력단
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2017-08-03
Also published as: KR101808655B1

Abstract

복수의 링거 수액을 환자에 투여하는 진행과정을 관리하기 위해 LPWAN을 이용하는 수액관리 시스템으로서, 적어도 하나의 건물 내에 분산배치되고 적어도 하나의 수액과 연결되어 수액투여상태를 감지하는 센서부와 상기 센서부로부터의 감지신호를 ISM 대역 신호로 출력하는 무선부를 포함하는 적어도 하나의 수액감시 단말기와; 적어도 하나의 건물에 분산배치되고 상기 적어도 하나의 수액감시 단말기의 ISM 대역 신호를 수신하여 수신된 신호를 기초로 상기 수액 투여를 관리하기 위한 초기조건설정 및 수액투여상태를 관리하는 적어도 하나의 관리자측 단말기와; 상기 관리자측 단말기측에 유무선으로 연결되어 상기 수액감시 단말기로부터의 ISM 대역 신호를 수신하여 관리자측 단말기에 중계하고 상기 관리자측 단말기로부터의 명령 신호를 상기 수액감시 단말기로 전달하는 ISM 신호 송수신기;를 구비하고, 상기 수액감시 단말기와 상기 관리자측 단말기는 상호간 LPWAN 망을 통해 상기 ISM 대역신호를 양방향 통신으로 송수신한다. 이에 따라서, 단순한 구조로 넓은 범위의 링거수액을 효율적으로 관리할 수 있는 저렴한 수액관리 시스템을 제공할 수 있다.

Description

LPWAN을 이용하는 수액관리 시스템 및 수액감시 단말기 및 수액관리방법{LIQUID MANAGEMENT SYSTEM USING LPWAN, LIQUID MORNITORING TERMINAL, LIQUID MANAGEMENT METHOD}

본 발명은 링거수액의 잔량을 자동으로 감시하여 링거의 교체 또는 제거가 필요한 시점을 담당 간호원이나 링거 관리 책임자에게 자동으로 알려주는 수액관리 시스템, 이 수액관리 시스템에 사용되는 수액감시 단말기, 및 수액관리방법에 관한 것으로서, 특히, 저전력 광대역통신망이라 불리우는 소위 LPWAN(Low Power Wide Area network)을 이용하고 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역을 기반으로 관리자측 단말기와 수액감시 단말기 간에 양방향 무선통신이 가능한 수액관리 시스템, 수액감시 단말기 및 수액관리방법에 관한 것이다.

수액관리 시스템의 제1관련기술로는 공개특허 제10-2004-0107764호(2004년 12월 23일 공개, 링거수액투여 감시 시스템)를 들 수 있다. 도 9는 이러한 제1관련기술을 도시한 도면으로서, 이 도면에 따르면(이하 도면부호에는 일괄적으로 "C"를 병기하여 본 발명의 구성요소의 도면부호와의 중복을 구별한다), 수액감시 단말기에 해당하는 링거거치대(C100)와 이 링거거치대(C400)로 부터 떨어져 있는 간호원실의 원격감시장치(C400)의 컴퓨터 간에 통신을 위해 링거거치대(C100)와 원격감시장치(C400) 사이에 제1선로접속장치(C200)와 제2선로접속장치(C300)가 개입되어 있고, 또한, 제1선로장치(C200)와 제2선로접속장치(C300)는 전력선망, 유선케이블에 의한 전용선망, PSTN 또는 인터폰망에 연결되는 전화선망의 유선통신선로(C500)를 통해 접속되어 있다.

이러한 상기 제1관련기술의 경우는 링거거치대(C100)와 제1선로접속장치(C200) 간의 RF통신이 필요하고 제2선로접속장치(C200)와 통신선로(C500) 사이, 통신선로(C500)와 제2선로접속장치(C300) 사이, 그리고 제2선로접속장치(C300)와 원격감시장치(C400) 사이에서 통신신호의 조율을 위한 과정이 여러 단계에 걸쳐서 필요하기 때문에 그 신호처리 과정과 그에 관여하는 상기 각 장치들이 복잡해지고, 더욱이 이러한 장치들을 링거수액 거치대 마다 설치하기 때문에 신호선과 전원선의 배치가 더욱 복잡하여 전체적으로 시스템의 비용이 크고, 개별 장치들에 대한 조작, 유지 보수 등의 관리 노력이 많이 소요되며, 더욱이, 각 장치들에 대해 전력을 공급하기 위한 전력선도 별도로 필요하여 배선구조의 복잡성을 가중시키기 때문에 실용성이 없는 기술로 판명되었다.

그 밖에 공개특허 제10-2007-0093238(제2관련기술)의 경우에도 수액감시 단말기가 적외선 발수광부를 통해 적외선을 보내고, 이 적외선을 벽에 설치된 적외선발수광기 모듈이 받아서 환자별 링거 종료 표시기로 보내고, 환자별 링거 종료 표시기가 간호사실의 컴퓨터에 유선으로 연결되는 기술을 제공하고 이다. 그러나, 제2관련기술의 경우, 수액감시 단말기가 적외선으로 통신을 보내기 때문에 통신거리가 짧고(1개 방내에서만 가능) 간호사실까지는 다시 유선으로 연결되므로, 모든 간호사실과 수액감시단말기를 개별적으로 유선으로 연결해야 하기 때문에 역시 배선구조가 복잡한 문제가 있다.

또한, 공개특허 제10-2012-0038127(제3관련기술)의 경우, 링거부착장치(본원발명의 수액감시단말기에 대응)가 벽에 부착된 RF리더와 이 RF리더에 연결된 유선망을 통해 PC에 연결되고, 다시 PC는 무선망(WiFi, 또는 WIMAX)을 통해 링거부착장치에 연결되어 통신을 수행한다. RF리더는 링거정보를 링거부착장치로부터 전송받아 PC에 전달하고 PC 는 링거부착장치와 WiFi나 WiMAX로 양방향 무선통신을 수행한다. 그러나, 제3관련기술의 경우도 RF리더가 링거정보를 유선망을 통해 PC에 전달하고, PC와 링거부착장치가 양방향통신을 하기 때문에 PC와 링거부착장치가 일일이 개별적으로 유선을 통해 연결되어 배선이 복잡해진다. 또한, 무선통신으로 WiFi나 WiMAX를 사용해야하기 때문에 링거부착장치(즉 수액감시단말기)의 전력사용량이 과다해지고, 데이터통신비용도 커질 수 있다. WiFi의 경우는 링거부착장치와 PC간의 거리가 짧고, WiMax의 경우는 통신비용이 커지는 단점을 더 가지고 있다.

그 밖의 다른 종래 기술의 경우도, 상기 제1 내지 제3관련기술과 같이 부분적으로 링거수액감시단말기와 간호원실에 있는 관리측 단말기 간에는 적어도 부분적으로 배선으로 연결되고, 또한, 링거수액감시단말기의 작동 전력이 많이 소용되어 전원배선이 필요한 방식이며, 수액감시 단말기와 관리자측 단말기 간의 통신 거리에 제약이 있거나, 제약이 없는 경우에는 통신비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

공개특허 제10-2004-0107764호 공개특허 제10-2007-0093238호 공개특허 제10-2012-0038127호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 수액감시 단말기와 관리자측 단말기 간의 통신배선이 없는 것은 물론, 수액감시 단말기에 대해서도 전력배선을 제거할 수 있으며, 수액감시 단말기의 전력소모량을 획기적으로 경감할 수 있어 전지식 전원만으로도 장기간 사용이 가능하며, 전체 시스템의 구성에서도 통신배선이 적고, 장치가 단순한 수액관리 시스템, 수액감시 단말기, 및 수액감시방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제1양태는 복수의 링거 수액을 환자에 투여하는 진행과정을 관리하기 위해 LPWAN을 이용하는 수액관리 시스템으로서, 적어도 하나의 건물 내에 분산배치되고 적어도 하나의 수액과 연결되어 수액투여상태를 감지하는 센서부와 상기 센서부로부터의 감지신호를 ISM 대역 신호로 출력하는 무선부를 포함하는 적어도 하나의 수액감시 단말기와; 적어도 하나의 건물에 분산배치되고 상기 적어도 하나의 수액감시 단말기의 ISM 대역 신호를 수신하여 수신된 신호를 기초로 상기 수액 투여를 관리하기 위한 초기조건설정 및 수액투여상태를 관리하는 적어도 하나의 관리자측 단말기와; 상기 관리자측 단말기측에 유무선으로 연결되어 상기 수액감시 단말기로부터의 ISM 대역 신호를 수신하여 관리자측 단말기에 중계하고 상기 관리자측 단말기로부터의 명령 신호를 상기 수액감시 단말기로 전달하는 ISM 신호 송수신기;를 구비하고, 상기 수액감시 단말기와 상기 관리자측 단말기는 상호간 LPWAN 망을 통해 상기 ISM 대역신호를 양방향 통신으로 송수신한다.

바람직하게는, 상기 수액감시 단말기는 충전식 또는 배터리식 전원전지를 포함하는 한편, 상하 서열순위를 가진 복수의 동작모드를 포함하고, 하순위 동작모드는 상순위 동작모드 보다 상기 ISM 대역 신호의 데이터 전송량 및 전송주기가 상대적으로 작고, 상기 수액감시 단말기 자체의 하드웨어 구성요소들의 동작량도 상대적으로 작다.

바람직하게는, 상기 동작모드는 제1모드 및 제2모드를 포함하고, 상기 제1모드에서 상기 수액감시 단말기는 상기 관리자측 단말기에게 수액현재위치, 환자정보, 누적 수액투여량, 수액잔량, 현재투여속도, 수액종료 예정시간을 동시에 통보하고, 수액감시 단말기의 디스플레이부에도 수액현재위치, 환자정보, 누적 수액투여량, 수액잔량, 현재투여속도, 수액종료 예정시간을 표시하며, 상기 제2모드에서 상기 수액감시 단말기는 투여액잔량 및 현재투여속도 중 어느하나 또는 모두를 통보하고, 상기 관리자측 단말기는 상기 수액잔량 또는 현재투여속도를 기초로 누적 수액투여량, 수액종료 예정시간을 산출하여 표시하며, 상기 제2모드에서 상기 수액감시 단말기의 디스플레이부는 수액잔량 및 수액종료예정시간만 표시되거나 모든 표시가 정지된다.

바람직하게는, 상기 센서부는 적어도 하나 이상의 센서를 포함하고 상기 센서는 수액의 잔여량을 추정할 수 있는 신호를 감지할 수 있으며, 상기 센서는 수액의 잔여량의 추정을 위해 수액방울을 카운팅하는 방식과 수액잔여량의 질량을 측정하는 방식 중 적어도 하나를 사용하고, 상기 무선부는 LoRaWAN 모뎀, Sigfox 모뎀, Weightless 모뎀, LTE 모뎀 중 어느 하나를 포함한다.

바람직하게는, 상기 수액감시 단말기는 수액 링거의 태그의 수액정보를 리딩할 수 있는 R/F리더와, 근거리통신용 블루투스 모뎀을 더 포함하고, 상기 수액감시 단말기들 중 일부는 근거리 리모콘 또는 근거리 사용자측 단말기와 상기 블루투스 모뎀을 통해 통신가능하며, 상기 수액감시 단말기의 수액관리용 초기조건설정은 추가로 수액감시 단말기 자체의 입력 스위치 또는 상기 리모콘을 통해 이루어진다.

바람직하게는, 상기 수액감시 단말기는 수액의 투여를 개시, 정지할 수 있고, 투여속도를 조절할 수 있는 조절밸브를 더 포함하며, 수액 투여 개시 예정시간, 수액 투여 종료 예정시간의 설정에 따라서, 또는 상기 예정시간 없이 수액투여의 개시 또는 투여속도의 자동조절, 또는 최종 잔여량 소진 직전의 특정설정시간에서의 자동차단을 위해 상기 조절밸브가 사용되고, 상기 수액감시 단말기는 차등화된 수액종료 임계시간에 따라서 수액의 종료를 알리는 경보를 부저 및 램프 중 적어도 하나를 통해 알리는 동시에 상기 관리자측 단말기에도 신호를 통해 통보한다.

바람직하게는, 상기 관리자측 단말기는 수액감시 단말기 전용 이동단말기, 일반 이동단말기 및 관리자측 PC 중 적어도 하나이고, 상기 일반 이동단말기는 스마트폰 또는 스마트패드이며, 상기 관리자측 단말기를 통해서 상기 수액감시 단말기에 수액관리용 조건설정이 가능하다.

바람직하게는, 상기 관리자측 단말기에는 관리자 인터페이스를 포함하며, 상기 인터페이스는 상기 수액감시 단말기에 대해 수액투여에 관한 조건설정, 그리고 환자, 관리자 및 병동에 관한 특성정보를 설정할 수 있는 설정앱과, 상기 설정앱과 관련된 정보를 가시적으로 표시하는 디스플레이앱과, 상기 설정앱의 조건설정입력정보를 변경할 수 있는 제어앱과, 환자수액 이력정보, 관리자별, 병동별 이력정보를 적어도 포함하는 백업앱을 구비한다.

바람직하게는, 상기 수액감시 단말기 및 상기 관리자측 단말기를 무선 및 유선 중 적어도 하나를 통해 통합하여 관리할 수 있는 관리서버를 더 포함하며, 상기 관리서버는 상기 환자수액 이력정보, 관리자별, 병동별 이력정보를 장기간 저장하는 데이터베이스부를 포함하고, 상기 데이터베이스부의 장기간 저장 데이터를 기초로 병원전체에 대한 수액감시 단말기의 과거, 현재, 미래의 동작 및 그 동작 이력을 관리, 예측, 개선하는 솔루션을 제공한다.

바람직하게는, 상기 관리자측 단말기에 설치되는 ISM 신호 송수신기는 상기 관리자측 단말기 내부에 설치되는 내장형과, 상기 관리자측 단말기에 USB 방식으로 1대1로 결합하는 타입과, 동시에 1대의 송수신기가 다수의 관리자측 단말기에 결합할 수 있는 타입 중 어느 하나이다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제2양태는 LPWAN을 통해 ISM 대역신호를 관리자측 단말기와 송수신하면서 링거 수액의 투여를 감시하기 위한 수액감시 단말기로서, 적어도 하나의 수액과 연결되어 수액투여상태를 감지하는 센서부와; 상기 센서부로부터의 감지신호를 ISM 대역 신호로 출력하는 무선부와; 상기 센서부와 무선부를 제어하는 제어부와; 에너지를 공급하는 충전식 또는 배터리식 전원전지;를 구비하고, 상기 수액감시 단말기는 상하 서열순위를 가진 복수의 동작모드로 동작하고, 하순위 동작모드는 상순위 동작모드 보다 상기 ISM 대역 신호의 데이터 전송량 및 전송주기가 상대적으로 작고, 상기 수액감시 단말기 자체의 하드웨어 구성요소들의 동작량도 상대적으로 작다.

바람직하게는, 상기 동작모드는 제1모드 및 제2모드를 포함하고, 상기 제1모드에서 상기 수액감시 단말기는 상기 관리자측 단말기에게 수액현재위치, 환자정보, 누적 수액투여량, 수액잔량, 현재투여속도, 수액종료 예정시간을 동시에 통보하고, 수액감시 단말기의 디스플레이부에도 수액현재위치, 환자정보, 누적 수액투여량, 수액잔량, 현재투여속도, 수액종료 예정시간을 표시하며, 상기 제2모드에서 상기 수액감시 단말기는 투수액잔량 및 현재투여속도 중 어느하나 또는 모두를 통보하고, 상기 관리자측 단말기는 상기 수액잔량 또는 현재투여속도를 기초로 누적 수액투여량, 수액종료 예정시간을 산출하여 표시하며, 상기 제2모드에서 상기 수액감시 단말기의 디스플레이부는 수액잔량 및 수액종료예정시간만 표시되거나 모든 표시가 정지된다.

바람직하게는, 상기 수액감시 단말기는 수액 링거의 태그의 수액정보를 리딩할 수 있는 R/F리더와, 근거리통신용 블루투스 모뎀을 더 포함하고, 상기 수액감시 단말기들 중 일부는 근거리 리모콘 또는 근거리 사용자측 단말기와 상기 블루투스 모뎀을 통해 통신가능하며, 상기 수액감시 단말기의 수액관리용 입력 설정은 수액감시 단말기 자체의 입력 스위치 또는 상기 리모콘을 통해 이루어진다.

바람직하게는, 상기 수액감시 단말기는 수액의 투여를 개시, 정지할 수 있고, 투여속도를 조절할 수 있는 조절밸브를 더 포함하며, 수액 투여 개시 예정시간, 수액 투여 종료 예정시간의 설정에 따라서, 또는 상기 예정시간 없이 수액투여의 개시 또는 투여속도의 자동 조절을 위해 상기 조절밸브가 사용되고, 상기 수액감시 단말기는 차등화된 수액종료 임계시간에 따라서 수액의 종료를 알리는 경보를 부저 및 램프 중 적어도 하나를 통해 알리는 동시에 상기 관리자측 단말기에도 신호를 통해 통보한다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제3양태는 복수의 링거 수액을 환자에 투여하는 진행과정을 관리하기 위해 LPWAN을 이용하는 수액관리방법으로서,

적어도 하나의 건물 내에 분산배치되고 적어도 하나의 수액과 연결되어 수액투여상태를 감지하는 센서부와 상기 센서부로부터의 감지신호를 ISM 대역 신호로 출력하는 무선부를 포함하고, 상하 서열순위를 가진 복수의 동작모드로 동작하며, 하순위 동작모드는 상순위 동작모드 보다 상기 ISM 대역 신호의 데이터 전송량 및 전송주기가 상대적으로 작고, 상기 수액감시 단말기 자체의 하드웨어 구성요소들의 동작량도 상대적으로 작은 적어도 하나의 수액감시 단말기에 대해 수액 투여를 관리하기 위한 초기조건설정을 입력하는 단계와; 상기 복수의 동작모드 중 하나를 선택하는 단계와; 적어도 하나의 건물에 분산배치되고 상기 적어도 하나의 수액감시 단말기의 ISM 대역 신호를 수신하여 수신된 신호를 기초로 상기 수액 투여를 관리하기 위한 초기조건설정 및 수액투여상태를 관리하는 적어도 하나의 관리자측 단말기가 상기 선택된 동작모드를 기초로 수액투여상태를 표시하는 단계와; 수액의 잔여량이 적어도 하나의 특정 임계값에 도달할 때 상기 임계값이 도달한 시점에 상기 수액감시 단말기 또는 상기 관리자측 단말기 중 적어도 하나는 경보를 발하는 단계와; 수액투여가 차단되지 않을 경우 최종 수액투여 종료 시간 이전에 자동으로 수액투여를 차단하는 단계;를 구비한다.

이상과 같은 구성에 따라서, 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, WPWAN 통신망을 이용하므로 수액감시 단말기와 관리자 단말기 간의 거리에 제약이 없이 복잡한 유선배선을 배제하고 무선으로 연결이 가능한 수액감시 시스템의 구성이 가능하다.

둘째, 상대적으로 주파수가 낮은 저전력망 통신을 사용하기 때문에 수액감시 단말기의 전력량이 적게 소요될 수 있고, 더욱이, 상하서열을 가진 다단계 동작모드를 선택할 수 있어 하순위 동작모드에서는 극단적으로 전력이 적게 소모되기 때문에 최대 10년까지도 배터리 교환을 하지 않을 수 있어, 결과적으로 수액감시 단말기의 관리가 편리하고, 별도의 전력용 배선을 설치하지 않아도 되기 때문에 이점에서도 배선구조를 더욱 단순화할 수 있다.

셋째, 무료 통신 대역인 ISM 대역을 이용하기 때문에 통신비용이 상대적으로 저렴하게 소요되는 시스템의 구성이 가능하다.

넷째, 수 km에 이르는 통신거리를 제공할 수 있는 WPWAN 통신망을 사용하기 때문에, 대형병원의 병동에 존재하는 모든 링거에 대해 전체적으로 단일의 통합 콘트롤타워를 무선으로 구성할 수 있어, 저렴하고도 단순한 시스템 구조로 링거의 관리에 대한 효율성과 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예로서 수액관리 시스템의 구조를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수액감시 단말기의 구성도이다.
도 3은 도 2의 변형예에 따른 수액감시 단말기의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수액감시 단말기의 외관사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 관리자측 송수신 어댑터의 구성도이다.
도 6는 본 발명의 일실시예로서 관리자측 송수신 분배기의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예로서 관리자측 단말기의 앱 인터페이스의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예로서 수액관리 시스템의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 종래 관련기술에 따른 수액관리 시스템의 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명이 이용하는 LPWAN에 대해 간단히 설명한다. LPWAN은 사물인터넷(Internet of Thing:IoT)에 속하는 저전력 광대역 통신망(Low Power Wide Area Network: 이하 "LPWAN"이라 함)이다.

가전제품, 전자기기뿐만 아니라 헬스케어, 원격검침, 스마트홈, 스마트카 등 다양한 분야에서 사물을 네트워크로 연결해 정보를 공유할 수 있다. 미국 벤처기업 코벤티스가 개발한 심장박동 모니터링 기계, 구글의 구글 글라스, 나이키의 퓨얼 밴드 등도 IoT 기술을 기반으로 만들어졌다. 그런데, 근거리 기술은 대상 사물을 스마트폰 또는 집 안의 AP(Access Point)에 연결시킨다. 근거리 연결 기술로 블루투스와 지그비가 관심을 받고 있다. 블루투스는 스마트폰이 다른 기기들의 게이트웨이 역할을 하는 연결 환경에 적합하며, 스마트폰과 연결되는 스피커 등을 활용하는 것에 이미 사용되고 있다. 지그비는 집 안에서 온도, 습도, 먼지 농도 등 특정 센서들이 제공 하는 데이터를 수집하기에 유리하다고 볼 수 있다.

그러나, 대형 병원과 같이 집 보다 넓은 범위에서 룸과 룸 사이 또는 건물과 건물 간 통신 등을 무선으로 지원하기 위해서는 블루투스나 지그비 등의 근거리 통신망과는 다른 중 장거리용 사물 인터넷 연결 망이 필요하다. 이를 지원하는 망 방식이 바로 LPWAN (Low-Power, Wide Area Network)이다. LPWAN은 3가지 특징을 갖는데 첫째 모뎀칩 셋(기기당 1불 내지 수불) 및 망 사용료(기기당 1년 사용료 1불 내지 수불)가 저렴하고, 둘째 소비전력이 낮아서 센서 단말기의 배터리 교체 시기가 없거나 매우 길어서 전원선 연결 등이 필요 없으며, 셋째 전파가 넓고 깊게 침투할 수 있다는 점이다.

이러한 3가지 특징을 충분히 만족하는 LPWAN용 모뎀칩의 가장 대표적인 것이 Sigfox(TM)와 LoRaWAN(TM)이다. 먼저, Sigfox는 UNB(Ultra Narrow Band) 기술을 사용하며, 배터리 교체없이 몇 년동안 사용할 수 있는 저전력 기반의 사물 인터넷 망 서비스를 제공하고 있으며, 1년에 기기당 1 ~ 12$ 사이로 사용할 수 있는 저비용 특징을 갖고 있다. 이러한 저비용 통신료의 사용이 가능한 이유는 Sigfox는 주파수 사용료가 없는 비면허 주파수 대역(License- Free Frequency Band)인 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역을 활용하기 때문이다. 구체적으로는 유럽은 868MHz, 미국은 902MHz 대의 저주파수 대역에서 서비스를 제공하고 있다. 그리고 지역 또는 규제에 따라 ISM 대역의 저주파수 대역을 다르게 적용한다. Sigfox는 하루 최대 12바이트짜리 메시지를 최대 140회까지 사용하도록 제공한다. 실질적으로 12바이트면 기기 위치, 에너지 소비량, 알람 및 단순한 수량 정보와 같은 간단한 센서 정보를 전달하는데 충분하기 때문이다. 또한, 도심에서 넉넉히 수km의 통신거리를 제공할 수 있다.

한편, LoRaWAN(Long Range Wide Area Network)은 반도체 기업인 셈테크(Semtech)가 IBM 리서치와 함께 개발한 LPWAN 기술이다. LoRaWAN은 매우 적은 전력으로 넓은 대역으로 데이터를 분산하여 동시에 송신이 가능한 직접 확산 스펙트럼 CDMA(Direct Sequence Spread Spectrum CDMA;이하 DSSS CDMA) 기술을 활용하고 있다. 이 기술의 소비전력은 매우 적은 편에 속하지만, Sigfox의 UNB에 비해서는 상대적으로 다소 많은 전력소모를 하며, 그래도 전파 간섭이 적은 장점이 있다. Sigfox와 같이 LoRaWAN도 역시 비면허 주파수 대역, 즉 ISM 대역을 활용하기 때문에 비용이 저렴하고, 최대 100 km까지, 밀도가 낮은 교외 지역에서는 15 km, 도심에서는 2 km까지 통신이 가능하다. 그리고 속도는 300bps에서 100kbps까지 낼 수 있다.

그 밖에도 LPWAN용 기술로는 도심에서 최대 5 km까지의 통신이 가능한 개방형 표준을 사용하는 Weightless(TM)과, 10년 이상의 배터리 수명과 더욱 높은 데이터 전송 능력을 가진 차세대형 LTE형 IoT를 들 수 있다. Weightless(TM)과, 차세대형 LTE형 IoT 역시 ISM 대역을 사용한다는 점과 수 km의 도심 통신거리를 제공한다는 점에서는 LPWAN의 상기 3가지 특성을 갖추고 있다고 할 수 있다.

본 발명은 이와 같은 특성의 LPWAN 기술을 활용하여, 병동 침대 마다 위치하는 링거 수액의 투여를 위한 조건설정과 감시, 관리를 위한 기술을 제공한다.

먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 전체 개념을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예로서 수액관리 시스템의 구조를 도시한 구성도이다. 본 발명의 수액관리 시스템은 링거수액의 투여과정을 감시하는 수액감시 단말기(100)와, 수액감시 단말기(100)로부터의 링거수액의 상태정보를 수신하여 필요에 따라 적절한 조치를 취하는 관리자측 단말기로서 위치고정형 관리자측 PC(200)와, 스마트폰과 같은 일반 이동단말기(250) 및 수액감시 단말기 관리용에만 사용되는 전용 이동단말기(260)와, 수액감시 단말기(100)와 관리자측 단말기를 무선으로 연결하기 위한 통신망으로서의 LPWAN(301)을 포함하여 이루어진다. 그 밖에도 LPWAN(301)과 일반 이동단말기(250)를 연결하기 위한 일반 무선통신망(302)과, 관리자측 PC(200)와 연결되어 구역내 링거의 처리과정을 기록, 관리, 통제하는 통합 관리서버(280)와, 이 관리서버(280)와 연결되는 인터넷(303)을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 LPWAN(301)은 다른 일반 고주파 대역의 무선통신망(302) 또는 인터넷(303) 망과의 연결이 가능한 게이트웨이 형태일 수도 있고, 게이트웨이로부터 연결된 구역내 전용 사설통신망의 형태를 취할 수도 있다.

본 발명의 수액감시 단말기(100)는 링거 수액의 초기 설정, 수액 투여 과정의 통보, 수액잔량이 소진된 경우 적절한 경보 등을 발생시킨다. 수액감시 단말기(100)는 예를들면, 각 병동 또는 병실(A, B) 마다 적어도 1개 이상 배치된다. 수액감시 단말기(100)는 전원 온,오프나 수액의 정보, 수액 속도 등을 설정하기 위해 직접 단말기 자체의 스위치(51, 도 3도 참조)를 사용할 수도 있지만, 수액감시 단말기(100) 전용의 리모콘(150)(150-1, 150-2)을 사용할 수도 있다. 수액감시 단말기(100)는 도 1의 경우 병실A에 3개의 수액감시 단말기(100-1, 100-2, 100-3)가 배치되고, 병실B에 역시 3개의 수액감시 단말기(100-4, 100-5, 100-6)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 그 병동 또는 병실의 갯수나 각 병실에서의 수액감시 단말기의 개수에는 제한이 있는 것은 아니며, 반경 수 km 이내의 LPWAN의 통신망이 허용하는 범위 내에서는 최대 수백만개의 수액감시 단말기의 동시 모니터링도 가능하다.

관리자측 단말기는 수액감시 단말기(100)로부터의 수액관련 정보신호를 수신하고, 필요에 따라서 수액감시 단말기(100)에 대해 적절한 명령을 제공한다. 관리자측 단말기는 관리자측 PC(200), 휴대폰, 스마트패드 등의 관리자측 일반 이동단말기(250), 수액감시 단말기(100)에만 적용될 수 있는 관리자측 전용 이동단말기(260)가 포함될 수 있으며, 기본적으로 그 기능은 동일할 수도 있고, 공통기능에서는 동일하되, 데이터베이스 능력 등 특정기능에서는 다를 수도 있다.

LPWAN(301)은 ISM 대역의 통신이 가능한 환경을 제공하고, 관리자측 PC(200)는 LPWAN(301)을 통해 수액감시 단말기(100)와 무선통신을 하기 때문에 ISM 신호 송수신기가 필요하다. ISM 신호 송수신기는 관리자측 PC(200-1)에 직접 USB 형태로 결합되는 ISM 송수신 어댑터(210) 형태나, 여러 대의 관리자측 PC(200-2, 200-3)에 대해 ISM 신호를 유무선으로 분배하는 ISM 송수신 분배기(220) 형태로 제공될 수 있다. 도 1의 경우 ISM 송수신 분배기(220)는 관리자측 PC(200-2)에는 유선으로 연결되고, 다른 관리자측 PC(200-3)에는 무선으로 연결되어 있다. 그러나, ISM 송수신 분배기(220)에 연결되는 관리자측 PC(200)의 연결 갯수에는 특별히 제한이 없다. 한편, 전용 이동단말기(260)나 스마트폰과 같은 일반 이동단말기(250)의 경우는 내장형으로 ISM 송수신기를 설치할 수 있다.

다음에, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 수액감시 단말기(100)의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 수액감시 단말기(100)는 수액의 잔량 또는 수액의 투입과정을 감시하는 센서부(10)와, 초기 링거를 연결할 때, 링거에 관한 정보, 링거 관리자측 정보(또는 관리자측 단말기 정보) 등을 설정하는 입력부(50), 입력부(50)의 설정상태나 링거수액의 처리과정을 표시하는 디스플레이부(DSP)(40), 설정 데이터나 링거 수액의 처리과정을 저장하는 메모리(30), 링거수액의 처리과정을 ISM 신호를 송수신하는 무선부(60), 블루투스 모뎀(B/T)(70), 링거의 태크를 리딩하여 링거에 관한 정보(수액정보 등)를 리딩하는 R/F 리더(80), 링거의 임계잔량을 알려주는 부저(90), 단말기의 전원상태, 경고상태 등을 표시하는 램프(91), 배터리 등을 포함하여 전원을 공급하는 전원부(120), 각 상기 구성요소를 통합적으로 제어하고 상호간을 조합하여 기능적으로 작용시키는 제어부(20)를 포함한다.

수액감시 단말기(100)의 설정은 입력부(50)를 통해서도 가능하지만, 리모콘(150)을 통해서도 가능하다. 리모콘(150)은 한대가 여러대의 수액감시 단말기(100)를 통합할 수도 있고 각 수액감시 단말기(100) 당 1대, 또는 각 병실당 1대씩 배치할 수도 있다. 리모콘(150)의 기능은 단순한 기본적인 설정기능만 가질 수도 있고, 제어와, 데이터 수신기능을 가질 수도 있다. 리모콘(150)과 수액감시 단말기(100) 간의 통신은 근거리통신이라는 점에서 바람직하게는 블루투스(70)를 통해 이루어진다.

도 2에 도시한 바와 같이 센서부(10)는 4개의 센서(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)를 포함하고 있으나, 그 갯수는 1개 이상으로 하고 특별히 제한이 없다. 각 센서(10-1, 10-2, 10-3, 10-4)에는 각각 링거 브라켓(17)을 통해 하나의 링거(18-1, 18-2, 18-3, 18-4)가 연결된다. 센서의 종류는 링거 수액의 투입과정과 잔량을 표시할 수 있으면 제한이 없으며, 예를 들면, 질량센서와 근접센서 등을 들 수 있다. 질량센서로는 예를 들면 마이크로로드셀이 사용될 수 있고, 근접센서로는 수액방울의 낙하를 검출하여 카운트를 할 수 있으면 어떠한 형태라도 상관이 없다. 또한, 센서는 한개의 수액감시 단말기(100) 내에 2가지 이상의 센서를 배치할 수도 있고, 단일 종류의 센서만을 배치할 수도 있다. 질량센서를 배치할 경우 A/D 변환기(11)가 사용되어 A/D변환 과정을 거친 데이터가 제어부(20) 및 메모리(30)를 경유하여 무선부(60)로부터 외부로 보내지거나 디스플레이부(40)에 표시될 수 있다. 또한, 근접센서가 사용될 경우 수액방울을 감지하기 위한 감지기(15)가 수액통로(19-3)에 배치되고 온오프 신호가 센서(10-3)를 거쳐 카운터(12)에서 카운트되고, 이 카운트 신호를 실시간으로 제어부(20)와 무선부(60)를 거쳐 관리자측 단말기로 송신하거나 제어부(20)로부터 메모리(30)에 일시 저장되었다가 일정 시간간격(예를 들면, 5초, 10초 20초, 30초, 1분, 10분, 20분 등의 주기) 마다 무선부(60)를 통해 디스플레이부(40) 및 관리자측 단말기로 전송될 수도 있다. 전송주기는 입력부(50)를 통해 설정할 수도 있다.

링거의 수액통로(19-1, 19-2, 19-3, 19-4) 중 일부 또는 전부에는 링거의 수액공급량을 등급별로 조절하거나 패쇄 및 개방할 수 있는 조절밸브(16-1, 16-2, 16-3)를 설치할 수도 있다. 이 조절밸브(16-1, 16-2, 16-3)의 구동은 예를 들면 구동모터에 의해 이루어질 수 있으며, 구동모터는 무선으로 관리자측 단말기를 통해 조절될 수 있다. 또한, 특정 조건(임계잔량조건, 임계시간조건 등)에 따라서 수액감시 단말기(100) 자체의 명령신호 또는 관리자측 단말기 자체의 무선명령신호로 조절밸브(16-1, 16-2, 16-3)를 개폐할 수도 있다.

도 3은 도 2의 수액감시 단말기(100)의 일변형예에 따른 수액감시 단말기(100')의 상세 구성도이다. 도 3을 참조하면, 변형예의 수액감시 단말기(100')에서 MCU(21)는 도 2의 제어부(20)와 메모리(30)를 결합한 구성에 해당하고, 61 및 62는 함께 도 2의 무선부(60)에 해당하며 LoRaWAN 모뎀(61) 및 RF 안테나(62)을 각각 나타낸다. 또한, 부호 11, 13, 14는 함께 도 2의 센서부(10)에 대응하는 구성으로서 구체적으로는 11은 A/D 변환기, 13은 질량센서의 스트레인게이지 14는 질량센서의 휘스톤브릿지를 각각 나타낸다. 즉, 변형예의 수액감시 단말기(100')는 질량센서 및 A/D 컨버터를 사용한 센서부를 구성한다.

도 3에서 부호 51은 입력 스위치 버튼이며, 1개의 버튼으로 순차적으로 설정항목이 발생하면서 입력 및 설정셋팅이 확정되는 스위치이다. 그러나, 설정입력이 가능하다면 다른 방식도 가능하다. 초기 수액투여 조건 등을 입력하기 위한 설정입력동작은 전술한 바와 같이 리모콘(150)이나 관리자측 단말기를 통해서도 가능하다. 따라서, 관리자측 단말기 중에서 전용이동단말기(260)나 스마트폰 등의 이동단말기(250)는 이동하면서 원격 조정이 가능하다는 점에서 리모콘(150)의 기능을 대신할 수 있다.

도 3에서, 전원입력부(121), 충전식전지(122), 배터리(124) 및 전원회로(123)는 함께 도 2의 전원부(120)를 구성한다. 이와 같이 전원부(120)는 충전기능과, 배터리 중 적어도 하나가 결합된 형태를 취할 수도 있고, 어댑터를 통해 직접 전원이 공급되는 형태를 취할 수도 있다. 또한, 부호 40은 도 2의 디스플레이부(40)에 대응하고, 부호 90은 도 2의 부저(90)에 대응하며, 전원램프(91-1)와 동작램프(또는 경보램프)(91-2)는 함께 도 2의 램프(91)에 대응한다.

도 3의 변형예의 수액감시 단말기(100')는 무선부로서 LoRaWAN 모뎀을 사용하고 있지만 Sigfox, Weightless, LTE IoT 등 LPWAN의 통신조건을 만족시키는 것이면 어떠한 모뎀 방식도 사용이 가능하다. 또한, 변형예의 수액감시 단말기(100')에는 도 2의 R/F 리더부(80)나 블루투스(70)를 포함하고 있지 않으며, 단일센서로 구성되어 있지만, 그 센서의 종류 또는 갯수나 다른 구성의 추가여부에 특별히 제한을 두지 않는 것은 전술한 바와 같다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수액감시 단말기(100)의 외관사시도이다. 도 4에서 부호 105는 수액감시 단말기(100)를 걸기위한 걸게부이다. 그러나, 걸게부(105)는 이에 한정되지 않으며, 수평바 형태, 원형고리 형태 등 여러가지 변형이 가능하다. 그 밖의 부호는 도 2의 부호와 대응하므로 설명을 생략한다. 도 2의 수액감시 단말기(100)의 외관은 단지 일실시예이며, 그 외관이 타원형일 수도 있고, 각 구성의 배치도 디자인에 따라 변경될 수 있으며, 링거브라켓(17)의 갯수도 다양하게 변경될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 관리자측 ISM 송수신 어댑터(210)의 구성도이다. 관리자측 ISM 송수신 어댑터(210)는 수액감시 단말기(100)로부터 LPWAN(301)을 통해 전송되는 신호를 수신하고 관리자측 PC(200-1)로부터 LPWAN(301)을 통해 수액감시 단말기(100)로 전달되는 신호를 송신하는 무선부(211)와, 관리자측 PC(200-1)에 플러그인 스냅식으로 ISM 송수신 어댑터(210)를 연결하는 입출포트(213)와 무선부(211)와 입출포트(213)를 연결하여 함께 동작을 제어하는 제어기(212)를 포함한다. 여기서, 무선부(211)는 단순히 LoRaWAN 모뎀, Sigfox 모뎀, Weightless 모뎀, LTE IoT 모뎀 중 어느 하나로 구성할 수도 있다. 또한, 전원은 관리자측 PC(200-1)로부터 직접 공급받을 수 있다.

도 6는 본 발명의 일실시예로서 관리자측 ISM 송수신 분배기(220)의 구성도이다. ISM 송수신 분배기(220)는 도 5의 ISM 송수신 어댑터(210)의 변형예라고 할 수 있다. 즉, ISM 송수신 어댑터(210)가 단일 관리자측 PC(200-1)를 위한 용도라면, ISM 송수신 분배기(200)는 2개 이상 복수의 관리자측 PC(200-2, 200-3)를 연결하기 위한 것이다.

도 6을 참조하면, ISM 송수신 분배기(220)는 복수의 수액감시 단말기(100)로부터 LPWAN(301)을 통해 전송되는 신호를 수신하고 관리자측 PC(200-2, 200-3)로부터 LPWAN(301)을 통해 복수의 수액감시 단말기(100)로 전달되는 신호를 송신하는 무선부(221)와, ISM 송수신 분배기(220) 내의 각 구성요소를 서로 연계 및 통제하는 제어기(222)와, 무선부(221)로부터의 신호를 일시 버퍼링하는 메모리(223)와, 수액감시 단말기(100)로부터 무선부(221) 또는 메모리(223)를 경유하여 전달되는 신호 또는 관리자측 PC(200-2)로부터 무선부(221) 또는 메모리(223)를 경유하여 복수의 수액감시 단말기(100)로 전달되는 신호를 분배하는 유선입출 분배포트(224) 및 무선입출 분배포트(225)와, ISM 송수신 분배기(220)를 위한 독립 전원을 공급하는 분배기 전원부(230)를 포함한다. ISM 송수신 분배기(200)에 연결되는 관리자측 PC의 갯수에는 특별히 제한은 없지만, 사용되는 무선부(221)의 모뎀용량 등에 따라서 일정한 제한이 있을 수 있다. 도 6에서는 설명 및 도시의 편의상 유선입출 분배포트(224)에는 1대의 관리자측 PC(200-2)가 연결되고, 무선입출분배포트(225)에는 2대의 관리자측 PC(200-3, 200-4)가 연결된 구조로 되어 있지만, 그 연결갯수에 특별히 제한을 두고 있지 않다.

또한, 1대의 관리자측 단말기가 관리하는 수액감시 단말기(100)의 갯수에도 특별히 제한은 없지만, 사용되는 무선부(211, 221)의 용량, 전용이동단말기(260) 또는 이동단말기(250)의 용량과 무선부의 기능적 용량에 따라서 제약이 있을 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예로서 관리자측 단말기의 인터페이스(500)의 구성도이다.

관리자측 단말기의 인터페이스(500)는 설정앱(501), 디스플레이앱(502), 제어앱(503), 백업앱(504)을 포함한다.

먼저, 설정앱(501)은 수액감시 단말기(100)가 위치하는 병동 또는 병실을 나타내는 병동코드, 해당 수액감시 단말기의 고유특성을 나타내는 수액단말기 코드, 링거의 고유특성을 나타내는 수액코드, 링거수액의 시간당/분당/초당 공급속도를 나타내는 수액투여속도, 수액공급의 초기시간과 종료시간을 나타내는 수액투여시간, 담당 환자나 환자에 투여되는 링거를 관리하는 간호원 또는 간호원의 상위 관리자 등을 고유특징(나이, 성별, 소속, 근무시간 등)을 나타내는 수액관리자코드/수액관리자측 단말기코드, 환자의 고유특성(나이, 성별, 환자이력 등)을 나타내는 환자코드, 수액감시 단말기의 정상정보 송신모드 또는 절전정보 송신모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 동작모드, 정보전송주기, 수액투여개시 예정시간, 수액투여종료 예정시간 등의 입력란을 포함한다. 따라서, 수액감시 단말기(100)는 현재 환자에게 투여되는 링거의 관리책임자, 즉, 담당간호원이나 관리자가 위치한 또는 휴대한 관리자측 단말기에게 신호를 보내기 위해 수액관리자코드/수액관리자 단말기코드를 전송되는 데이터 신호와 함께 보낼 수 있으며, 관리자측 ISM 신호 송수신기는 신호와 함께 전달되는 수액관리자코드/수애관리자 단말기코드를 기초로 담당하는 수액감시 단말기(100)로부터 오는 정보를 인터페이스(500)의 디스플레이앱(502)을 통해 전달받을 수 있다.

디스플레이앱(502)의 내용은 수액감시 단말기(100)가 관리자측 단말기로 보내는 (현재) 신호의 내용과 대략 일치한다고 할 수 있다. 즉, 수액감시 단말기(100)는 자신의 현재위치(링거수액의 현재위치)/병동 정보, 환자정보, 수액투여량, 수액잔량, 현재투여속도, 수액종료예정시간, 1차시간/소리정보, 2차시간/소리경보, 3차시간/소리경보, 수액관리자정보/수액관리자측 단말기 정보를 관리자측 단말기로 보낼 수 있으며, 이에 대응하여 디스플레이앱(502)은 각각의 해당 정보를 표시하는 표시란을 제공하게 된다.

그러나, 수액감시 단말기(100)가 현재의 투여속도 및 투여잔량 만을 보내고, 이 투여속도 및 투여잔량을 토대로 관리자측에서 직접 수액종료예정시간을 산출하는 방법도 가능하다. 또한, 수액현재위치/병동정보, 환자정보, 수액관리자정보/수액관리자측 단말기 정보는 1회만 보내고 갱신이 없는한 별도의 추가 송신을 하지 않을 수도 있으며, 디스플레이앱(502)은 최초보낸 정보를 지속적으로 표시하고, 갱신이 없는한 그 상태를 유지할 수도 있다. 이와 같이 수액감시 단말기(100)의 신호송신량이나 작동부하량을 경감하면 배터리의 소모가 현저히 감소될 수 있으므로 바람직하다.

따라서, 수액감시 단말기(100)를 디스플레이앱(502)의 모든 정보(정상모드정보)가 동시에 모두 송신되는 제1모드(정상모드)와 현재투여속도만 또는 현재 투여속도 및 수액잔량을 포함한 정보(절약모드정보)만 송신되는 제2모드(절전모드)로 나누어 선택할 수 있도록 수액감시 단말기(100)를 구성할 수도 있다. 또한, 제1모드(정상모드)에서는 정보 송신 간격을 신속히 진행하고(예를들면 5초당 1회)), 제2모드(절전모드)에서는 정보 송신 간격을 크게하여 진행할 수도 있다(예를 들면 1분당 1회). 따라서, 정상모드정보는 디스플레이앱에서 나타내는 모든 정보와 짧은 주기의 정보송신간격을 나타내고, 절약모드정보는 현재투여속도 (또는 수액잔량이 포함됨)와 상대적으로 긴 주기의 정보송신간격을 의미할 수도 있다. 절약모드정보에서 현재투여속도만을 나타낼 경우는 근접센서(10-3)에 포함된 감지기(15)(도 2 참조)가 수액방울의 투여를 시간당(초당 몇회 등으로) 카운팅한 수를 보내면, 전력의 부담이 없은 관리자측에서 투여량을 실시간으로 환산하여 최초 수액량에서 투여량을 뺀 잔류량을 환산하여 디스플레이앱에 올릴 수 있다. 또한, 모드의 서열은 2단계에만 한정되지 않으며, 2단계 이상이 될 수 있으며, 이 경우 하위단계는 상위단계에 비하여 수액감시 단말기(100)의 데이터 전송량과 전송주기 및 자체 디스플레이부(40)의 표시량을 적게한다.

제어앱(503)은 조절밸브(16-1, 16-2, 16-3)를 이용하여 수액의 공급을 즉시 차단하는 즉시차단, 수액투여의 개시 또는 중단을 예약하는 수액투여개시/수액투여차단 예정시간변경, 투여속도변경, 정보송신주기변경, 모드변경 등의 입력란을 포함할 수 있다.

백업앱(504)은 환자수액 이력정보, 관리자별 수액관리 이력정보, 병동별 수액관리 이력정보를 포함할 수 있다.

다음에, 본 발명의 일실시예에 따른 수액관리 시스템의 동작을 도 8의 흐름도를 참조하여 설명한다.

도 8을 참조하면, 스텝S1에서 수액감시 단말기(100)에 링거정보 및 수액투여속도 또는 수액투여시간을 입력한다. 이 입력은 수액감시 단말기(100)의 스위치(51)(도 3 참조)를 통해 입력할 수도 있고, 리모콘(150)으로도 입력할 수 있다. 또한, 관리자측 단말기의 인터페이스(500), 즉 전용이동 단말기(260), 스마트폰과 같은 이동단말기(250), 관리자측 PC(200)에 각각 앱 프로그램 형태로 내장된 인터페이스(500)를 통해서도 입력이 가능하다. 전용이동 단말기(260) 또는 스마트폰 등의 이동단말기(250)는 따라서, 휴대용이면서 원격조절이 가능하다는 점에서 리모콘(150)의 기능도 포함한다고 할 수 있다.

또한, 입력과정에서 링거정보, 수액투여속도 또는 수액투여시간은 링거에 부착된 태그를 수액감시 단말기(100)의 R/F리더(80)를 통해 리딩할 수도 있다. 링거에서 제공하는 하는 수액투여속도 또는 수액투여시간은 예를 들면 링거제작사측에서 제안하는 권장 수액투여속도 또는 수액투여시간이며, 관리자에 해당하는 간호원은 권장값을 그대로 사용할 경우에는 수액투여속도 또는 수액투여시간을 별도로 입력하지 않아도 수액감시 단말기의 R/F리더(80)를 통해 자동 입력이 된다. 링거정보는 수액의 종류, 수액량 등이 포함될 수 있으며, 이 부분도 링거의 태그를 리딩하면 자동으로 수액감시 단말기(100)에 입력될 수 있다. R/F리더(80)를 사용하지 않을 경우, 또는 수액투여속도 또는 수액투여시간을 병원측에서 별도로 정할 경우에는 관리자 또는 담당 간호원이 직접 입력한다.

스텝S2에서 수액감시 단말기(100)에 수액감시 단말기(100)가 위치하는 병동코드 또는 수액투여를 받게될 환자가 거주하는 병동코드, 수액관리자코드, 환자코드, 동작모드를 입력한다. 예를 들면, 환자가 거주하는 병동코드는 A건물,12층 3호실, 3번째 침대인 경우 A120303 등으로 입력할 수 있다. 수액관리자코드나 환자코드는 병원에 등록된 고유코드로서, 관리자나 환자의 소속, 신상 등을 추적할 수 있다. 동작모드는 전술한 바와 같이, 수액감시 단말기(100)가 정상동작을 하면서 정상정보를 송신하는 제1모드와 절전동작을 하면서 절전정보를 송신하는 제2모드를 선택하는 것이다. 그러나, 앞에 설명한 바와 같이, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 절전의 단계를 2가지 이상으로 정할 수도 있다.

수액투여 예정시간이 미리 설정되어 있는 경우(스텝S3), 수여투여 예정시간이 도래하였나를 판정하고(스텝S4), 도래하였으면 동작모드의 종류를 판정하고, 제1모드이면(스텝S5), 수액감시 단말기(100)는 링거의 조절밸브(16-1, 16-2, 16-3) 중 해당 밸브를 열어 수액투여를 개시하고 정상정보를 관리자측 단말기에 송신한다(스텝S6). 제1모드에서는 관리자측 단말기의 인터페이스(500)의 디스플레이앱(502)이 표현하는 모든 정보를 단주기(예를 들면 5초주기)로 수액감시 단말기(100)가 제공하고 투여과정을 디스플레이부(40)에서 표시하는 동작을 말한다.

한편, 수액투여 예정시간이 미리 설정되지 않은 경우 스텝S3에서, 스텝S5로 진행하여 동작모드의 종류를 판정하고, 제2모드이면, 스텝S7로 진행하며, 여기서는 간호원등 수액관리자가 직접 링거의 조절밸브(16-1, 16-2, 16-3)를 조절하여 수액투여를 개시하고 절전정보를 관리자측 단말기에 송신한다. 제2모드에서는 수액감시 단말기(100)는 관리자측 단말기의 인터페이스(500)의 디스플레이앱(502)이 표현하는 정보 중 수액잔량 및 현재투여속도 모두, 또는 그중 하나를 제1모드의 정보제공주기 보다는 긴 장주기(예를 들면 1분간격)로 제공하고, 관리자측 단말기는 제공된 현재속도나 현재 수액잔량을 토대로 과거와 미래의 투여량을 산출하고 스스로 수액투여량, 수액종료 예정시간 등을 산출하여 디스플레이앱(502)을 통해 스스로 관리자측 단말기에 표시한다. 또한, 수액감시 단말기(100)는 최소한의 절전정보를 제공하는 외에는 디스플레이부(40)의 표시를 최소한만(예를들면 현재잔량이나 종료예정시간만) 하거나 표시동작을 행하지 않는다. 그 밖에도 제2모드에서는 수액감시 단말기(100)가 취할 수 있는 최소한의 기능만을 남기고 모두 슬리핑모드로 전환될 수도 있다.

이어서 스텝S에서는 수액투여과정 및 그 관련정보를 관리자측 단말기의 인터페이스에서 디스플레이앱(502)을 통해 모니터나 액정화면에 표시한다.

그리고, 미리 설정된 차수별 경보시간을 발한다(예를 들면, 종료 예정 10분전, 5분전, 1분전, 30초전에 대응하여 1차경보, 2차경보, 3차경보, 4차경보)(스텝S9 내지 스텝S10).

그리고, 예를 들면 간호원 등이 수액투여를 수동으로 차단한 경우(스텝S12) 수액공급의 프로세스를 종료한다.

스텝S12에서 수액투여가 차단되지 않은 경우, 스텝S13으로 진행하여 수액차단 종료시간이 예를 들면 10초전일 경우 또는 수액투여 종료 예정시간이 도래한 경우 스텝S14에서 조절밸브(16-1, 16-2, 16-3)를 작동시켜 자동으로 수액투여를 차단시킨다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 8의 프로세스는 1개의 링거에 대한 프로세스를 설명하고 있지만, 이러한 복수의 링거가 동시에 진행될 수도 있으며, 이 경우 도 8의 프로세스를 병렬로 진행시키면 된다. 또한, 병렬로 진행되는 프로세스의 개수는 링거의 개수로 결정되지만 링거의 갯수는 1개 이상 환자에게 동시 투여될 수 있는 범위 내에서는 제한이 없다.

또한, 본 발명은 복수의 관리자측 단말기를 모두 통합하여 관리하는 통합 관리서버(280)를 포함할 수 있으며, 이 경우 관리자측 단말기의 백업앱(504)에 일시 저장된 환자수액 이력정보, 관리자별 수액관리 이력정보, 병동별 수액관리 이력정보를 장기간 저장할 수 있는 데이터베이스부를 포함하여, 그 데이터베이스부의 누적 데이터를 기초로 병원전체에 대한 수액감시 단말기(100)의 과거, 현재, 미래의 동작 및 그 동작 이력을 관리, 예측, 통제 및 개선할 수 있다.

이 경우, 관리서버(280)는 수액감시 단말기(100) 뿐만 아니라 전용 이동단말기(260)나 스마트폰 등의 이동단말기(250)와도 직접 LPWAN(301)을 통해서 연결이 가능하고, 관리자측 PC(200)와는 기존의 LAN망을 통해 연결이 가능하므로 이 부분에서 통신비용의 부담을 경감할 수 있다. 물론, 관리서버(280)는 기존의 무선통신망(302)이나 인터넷(303)을 개입하여 관리자측 단말기나 수액감시 단말기(100)와 연결될 수도 있다.

또한, 본 발명은 LPWAN(301)을 기반으로 하여 병원내 수액감시 단말기(100)와 관리자측 단말기 간의 무선통신을 설명하고 있지만, 필요에 따라서 최근 거리의 경우 부분적, 보조적으로 근거리 통신망인 블루투스나 지그비 등을 이용하여 수액감시 단말기(100)와 관리자측 단말기 간의 부분적인 데이터 통신이나 제어통신을 수행할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명의 바람직하게 실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위를 일탈하지 않고도 당분야의 통상의 기술자에 의해 여러 가지 변경 및 변형이 가능함은 물론이다.

10. 센서부 10-1, 10-2, 10-3, 10-4. 센서
11. A/D 변환기 15. 감지기
16-1, 16-2, 16-3. 조절밸브 17. 링거 브라켓
18-1, 18-2, 18-3, 18-4. 링거 19-1, 19-2, 19-3, 19-4. 수액통로
20. 제어부 21. MCU
30. 메모리 40. 디스플레이부(DSP)
50. 입력부 51. 입력 스위치 버튼
60. 무선부 61. LoRaWAN 모뎀
62. R/F 안테나 70. 블루투스 모뎀(B/T)
80. R/F 리더 90. 부저
91. 램프 91-1. 전원램프
91-2 동작램프(또는 경보램프) 100. 수액감시 단말기
100'. 변형예의 수액감시 단말기 105. 걸게부
120. 전원부 121 전원입력부
122. 충전식전지 123. 전원회로
124. 배터리 150. 리모콘
200. 관리자측 PC 210. ISM 송수신 어댑터
211. 무선부 212. 제어기
213. 입출포트 220. ISM 송수신 분배기
221. 무선부 222. 제어기
223. 메모리 224. 유선입출 분배포트
225. 무선입출 분배포트 230. 분배기 전원부
250. 일반 이동단말기 260. 전용 이동단말기
280. 관리서버 301. LPWAN
302. 무선통신망 500 인터페이스
501. 설정앱 502. 디스플레이앱
503. 제어앱 504. 백업앱

Claims

복수의 링거 수액을 환자에 투여하는 진행과정을 관리하기 위해 LPWAN을 이용하는 수액관리 시스템으로서,
적어도 하나의 건물 내에 분산배치되고 적어도 하나의 수액과 연결되어 수액투여상태를 감지하는 센서부와 상기 센서부로부터의 감지신호를 ISM 대역 신호로 출력하는 무선부를 포함하는 적어도 하나의 수액감시 단말기와;
적어도 하나의 건물에 분산배치되고 상기 적어도 하나의 수액감시 단말기의 ISM 대역 신호를 수신하여 수신된 신호를 기초로 상기 수액 투여를 관리하기 위한 초기조건설정 및 수액투여상태를 관리하는 적어도 하나의 관리자측 단말기와;
상기 관리자측 단말기측에 유무선으로 연결되어 상기 수액감시 단말기로부터의 ISM 대역 신호를 수신하여 관리자측 단말기에 중계하고 상기 관리자측 단말기로부터의 명령 신호를 상기 수액감시 단말기로 전달하는 ISM 신호 송수신기;
를 구비하고,
상기 수액감시 단말기와 상기 관리자측 단말기는 상호간 LPWAN 망을 통해 상기 ISM 대역신호를 양방향 통신으로 송수신하는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 수액관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수액감시 단말기는 충전식 또는 배터리식 전원전지를 포함하는 한편, 상하 서열순위를 가진 복수의 동작모드를 포함하고,
하순위 동작모드는 상순위 동작모드 보다 상기 ISM 대역 신호의 데이터 전송량 및 전송주기가 상대적으로 작고, 상기 수액감시 단말기 자체의 하드웨어 구성요소들의 동작량도 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 수액관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 동작모드는 제1모드 및 제2모드를 포함하고,
상기 제1모드에서 상기 수액감시 단말기는 상기 관리자측 단말기에게 수액현재위치, 환자정보, 누적 수액투여량, 수액잔량, 현재투여속도, 수액종료 예정시간을 동시에 통보하고, 수액감시 단말기의 디스플레이부에도 수액현재위치, 환자정보, 누적 수액투여량, 수액잔량, 현재투여속도, 수액종료 예정시간을 표시하며,
상기 제2모드에서 상기 수액감시 단말기는 투여액잔량 및 현재투여속도 중 어느하나 또는 모두를 통보하고, 상기 관리자측 단말기는 상기 수액잔량 또는 현재투여속도를 기초로 누적 수액투여량, 수액종료 예정시간을 산출하여 표시하며, 상기 제2모드에서 상기 수액감시 단말기의 디스플레이부는 수액잔량 및 수액종료예정시간만 표시되거나 모든 표시가 정지되는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 수액관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 적어도 하나 이상의 센서를 포함하고 상기 센서는 수액의 잔여량을 추정할 수 있는 신호를 감지할 수 있으며, 상기 센서는 수액의 잔여량의 추정을 위해 수액방울을 카운팅하는 방식과 수액잔여량의 질량을 측정하는 방식 중 적어도 하나를 사용하고,
상기 무선부는 LoRaWAN 모뎀, Sigfox 모뎀, Weightless 모뎀, LTE 모뎀 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 수액감지 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수액감시 단말기는 수액 링거의 태그의 수액정보를 리딩할 수 있는 R/F리더와, 근거리통신용 블루투스 모뎀을 더 포함하고,
상기 수액감시 단말기들 중 일부는 근거리 리모콘 또는 근거리 사용자측 단말기와 상기 블루투스 모뎀을 통해 통신가능하며,
상기 수액감시 단말기의 수액관리용 초기조건설정은 추가로 수액감시 단말기 자체의 입력 스위치 또는 상기 리모콘을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 수액감지 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수액감시 단말기는 수액의 투여를 개시, 정지할 수 있고, 투여속도를 조절할 수 있는 조절밸브를 더 포함하며,
수액 투여 개시 예정시간, 수액 투여 종료 예정시간의 설정에 따라서, 또는 상기 예정시간 없이 수액투여의 개시 또는 투여속도의 자동조절, 또는 최종 잔여량 소진 직전의 특정설정시간에서의 자동차단을 위해 상기 조절밸브가 사용되고,
상기 수액감시 단말기는 차등화된 수액종료 임계시간에 따라서 수액의 종료를 알리는 경보를 부저 및 램프 중 적어도 하나를 통해 알리는 동시에 상기 관리자측 단말기에도 신호를 통해 통보하는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 수액관리 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한에 있어서,
상기 관리자측 단말기는 수액감시 단말기 전용 이동단말기, 일반 이동단말기 및 관리자측 PC 중 적어도 하나이고,
상기 일반 이동단말기는 스마트폰 또는 스마트패드이며,
상기 관리자측 단말기를 통해서 상기 수액감시 단말기에 수액관리용 조건설정이 가능한 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 수액관리 시스템.
제7항에 있어서,
상기 관리자측 단말기에는 관리자 인터페이스를 포함하며,
상기 인터페이스는 상기 수액감시 단말기에 대해 수액투여에 관한 조건설정, 그리고 환자, 관리자 및 병동에 관한 특성정보를 설정할 수 있는 설정앱과, 상기 설정앱과 관련된 정보를 가시적으로 표시하는 디스플레이앱과, 상기 설정앱의 조건설정입력정보를 변경할 수 있는 제어앱과, 환자수액 이력정보, 관리자별, 병동별 이력정보를 적어도 포함하는 백업앱을 구비하는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 수액관리 시스템.
제8항에 있어서,
상기 수액감시 단말기 및 상기 관리자측 단말기를 무선 및 유선 중 적어도 하나를 통해 통합하여 관리할 수 있는 관리서버를 더 포함하며,
상기 관리서버는 상기 환자수액 이력정보, 관리자별, 병동별 이력정보를 장기간 저장하는 데이터베이스부를 포함하고,
상기 데이터베이스부의 장기간 저장 데이터를 기초로 병원전체에 대한 수액감시 단말기의 과거, 현재, 미래의 동작 및 그 동작 이력을 관리, 예측, 개선하는 솔루션을 제공하는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용한 수액관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 관리자측 단말기에 설치되는 ISM 신호 송수신기는 상기 관리자측 단말기 내부에 설치되는 내장형과, 상기 관리자측 단말기에 USB 방식으로 1대1로 결합하는 타입과, 동시에 1대의 송수신기가 다수의 관리자측 단말기에 결합할 수 있는 타입 중 어느 하나인 것을 특징으로하는 LPWAN을 이용한 수액관리 시스템.
LPWAN을 통해 ISM 대역신호를 관리자측 단말기와 송수신하면서 링거 수액의 투여를 감시하기 위한 수액감시 단말기로서,
적어도 하나의 수액과 연결되어 수액투여상태를 감지하는 센서부와;
상기 센서부로부터의 감지신호를 ISM 대역 신호로 출력하는 무선부와;
상기 센서부와 무선부를 제어하는 제어부와;
에너지를 공급하는 충전식 또는 배터리식 전원전지를;
구비하고,
상기 수액감시 단말기는 상하 서열순위를 가진 복수의 동작모드로 동작하고,
하순위 동작모드는 상순위 동작모드 보다 상기 ISM 대역 신호의 데이터 전송량 및 전송주기가 상대적으로 작고, 상기 수액감시 단말기 자체의 하드웨어 구성요소들의 동작량도 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 수액감시 단말기.
제11항에 있어서,
상기 동작모드는 제1모드 및 제2모드를 포함하고,
상기 제1모드에서 상기 수액감시 단말기는 상기 관리자측 단말기에게 수액현재위치, 환자정보, 누적 수액투여량, 수액잔량, 현재투여속도, 수액종료 예정시간을 동시에 통보하고, 수액감시 단말기의 디스플레이부에도 수액현재위치, 환자정보, 누적 수액투여량, 수액잔량, 현재투여속도, 수액종료 예정시간을 표시하며,
상기 제2모드에서 상기 수액감시 단말기는 투수액잔량 및 현재투여속도 중 어느하나 또는 모두를 통보하고, 상기 관리자측 단말기는 상기 수액잔량 또는 현재투여속도를 기초로 누적 수액투여량, 수액종료 예정시간을 산출하여 표시하며, 상기 제2모드에서 상기 수액감시 단말기의 디스플레이부는 수액잔량 및 수액종료예정시간만 표시되거나 모든 표시가 정지되는 것을 특징으로 하는 수액감시 단말기.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 센서부는 적어도 하나 이상의 센서를 포함하고 상기 센서는 수액의 잔여량을 추정할 수 있는 신호를 감지할 수 있으며, 상기 센서는 수액의 잔여량의 추정을 위해 수액방울을 카운팅하는 방식과 수액잔여량의 질량을 측정하는 방식 중 적어도 하나를 사용하고,
상기 무선부는 LoRaWAN 모뎀, Sigfox 모뎀, Weightless 모뎀, LTE 모뎀 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 수액감시 단말기.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 수액감시 단말기는 수액 링거의 태그의 수액정보를 리딩할 수 있는 R/F리더와, 근거리통신용 블루투스 모뎀을 더 포함하고,
상기 수액감시 단말기들 중 일부는 근거리 리모콘 또는 근거리 사용자측 단말기와 상기 블루투스 모뎀을 통해 통신가능하며,
상기 수액감시 단말기의 수액관리용 입력 설정은 수액감시 단말기 자체의 입력 스위치 또는 상기 리모콘을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 수액감시 단말기.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 수액감시 단말기는 수액의 투여를 개시, 정지할 수 있고, 투여속도를 조절할 수 있는 조절밸브를 더 포함하며,
수액 투여 개시 예정시간, 수액 투여 종료 예정시간의 설정에 따라서, 또는 상기 예정시간 없이 수액투여의 개시 또는 투여속도의 자동 조절을 위해 상기 조절밸브가 사용되고,
상기 수액감시 단말기는 차등화된 수액종료 임계시간에 따라서 수액의 종료를 알리는 경보를 부저 및 램프 중 적어도 하나를 통해 알리는 동시에 상기 관리자측 단말기에도 신호를 통해 통보하는 것을 특징으로 하는 수액감시 단말기.
복수의 링거 수액을 환자에 투여하는 진행과정을 관리하기 위해 LPWAN을 이용하는 수액관리방법으로서,
적어도 하나의 건물 내에 분산배치되고 적어도 하나의 수액과 연결되어 수액투여상태를 감지하는 센서부와 상기 센서부로부터의 감지신호를 ISM 대역 신호로 출력하는 무선부를 포함하고, 상하 서열순위를 가진 복수의 동작모드로 동작하며, 하순위 동작모드는 상순위 동작모드 보다 상기 ISM 대역 신호의 데이터 전송량 및 전송주기가 상대적으로 작고, 상기 수액감시 단말기 자체의 하드웨어 구성요소들의 동작량도 상대적으로 작은 적어도 하나의 수액감시 단말기에 대해 수액 투여를 관리하기 위한 초기조건설정을 입력하는 단계와;
상기 복수의 동작모드 중 하나를 선택하는 단계와;
적어도 하나의 건물에 분산배치되고 상기 적어도 하나의 수액감시 단말기의 ISM 대역 신호를 수신하여 수신된 신호를 기초로 상기 수액 투여를 관리하기 위한 초기조건설정 및 수액투여상태를 관리하는 적어도 하나의 관리자측 단말기가 상기 선택된 동작모드를 기초로 수액투여상태를 표시하는 단계와;
수액의 잔여량이 적어도 하나의 특정 임계값에 도달할 때 상기 임계값이 도달한 시점에 상기 수액감시 단말기 또는 상기 관리자측 단말기 중 적어도 하나는 경보를 발하는 단계와;
수액투여가 차단되지 않을 경우 최종 수액투여 종료 시간 이전에 자동으로 수액투여를 차단하는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 LPWAN을 이용하는 수액관리방법.