KR20180059984A - 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서 - Google Patents

일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서 Download PDF

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홍승균
최상우
이규홍
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Abstract

본 발명은 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서에 관한 것으로서, 특히 스트랩과, 상기 스트랩에 설치되는 센싱부로 구성되되, 상기 센싱부는 동일 평면상에 설치되는 마취심도 센서와 뇌산소포화도 센서;로 구성되어, 하나의 감지센서로 마취심도와 뇌산소포화도를 동시에 측정할 수 있고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서{A Sensor for the depth of anesthesia and Blood Oxygenation of Brain}
본 발명은 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서에 관한 것으로서, 특히 마취심도와 뇌산소포화도를 하나의 센서로 측정할 수 있는 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서에 관한 것이다.
일반적으로 수술 및 치료와 같은 의료행위나 스킨 캐어(Skin care) 등의 영역에서 피대상자에 통증이 수반되는 경우, 마취를 통해 신경전달을 차단시킴으로써 통증을 제거하거나 저감시키게 된다.
특히, 깊은 병이나 증상이 심한 수술을 할 경우에는 신체반응 모두를 제거하는 전신마취가 이루어지며, 이러한 전신마취 상태에서는 지속적으로 환자의 마취 상태를 관찰하여야 한다. 즉, 마취심도를 감지하여 환자의 마취상태를 확인하여야 하고, 충분히 마취가 이루어진 상태에서 시술이 이루어지도록 함으로써 수술 중 각성에 의해 환자가 정신적인 고통을 받는 문제 등이 발생되지 않도록 해야 한다. 현재 이러한 마취심도의 감지는 인체에 EEG 센서를 부착한 후 전위차의 고저로 이루어진 생체신호를 수집한 후 증폭하여 감지하고 있다.
한편, 대외피질부 조직의 산소포화도를 가리키는 뇌산소포화도는 저산소증, 신생아 모니터링, 응급의학 등의 임상 분야에서 중요한 파라미터로 사용되는 것으로서, 특히 위독한 환자의 임상관리에 있어서 매우 중요하다. 현재 이러한 뇌산소포화도의 감지는 인체에 센서를 부착한 후 적색광 및 근적외선을 방출하여 헤모글로빈의 산화정도를 감지함으로써 측정된다.
상기와 같은 마취심도 센서나 뇌산소포화도 센서는 모두 환자의 의식수준과 상태를 효과적으로 모니터링하는데 중요한 수단인데, 두 센서가 별도의 제품으로 제작되어 따로 따로 사용되기 때문에 아무래도 사용에 있어서 번거로울 뿐만 아니라 환자의 의식수준을 통합 모니터링하는데 문제점이 있었다.
출원번호:10-2010-0035977 (등록번호:10-1079785, 발명의 명칭:마취심도 지표 산출을 위한 뇌전도 분석 장치)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마취심도 센서와 뇌산소포화도 센서를 하나의 스트랩에 설치하여 마취심도와 뇌산소포화도를 하나의 센서로 동시에 측정할 수 있는 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서는 스트랩과, 상기 스트랩에 설치되는 센싱부로 구성되되, 상기 센싱부는 동일 평면상에 설치되는 마취심도 센서와 뇌산소포화도 센서;로 구성된다.
여기서, 상기 마취심도 센서는 접지전극과; 상기 접지전극에 이격되게 설치되는 기준전극과; 상기 접지전극과 기준전극이 사이에 위치되도록 접지전극과 기준전극 양 옆에 각각 설치되는 제1,2측정전극으로 구성되고,
상기 뇌산소포화도 센서는 서로 다른 파장을 갖는 적색광과 근적외선광을 머리 부분에 조사하는 한 쌍의 광원과; 머리 피부나 두개골에서 반사되는 광을 수광하는 한 쌍의 제1광검출부와; 뇌로부터 반사되는 광을 수광하는 한 쌍의 제2광검출부;로 구성된다.
그리고, 상기 한 쌍의 광원은 상기 제1측정전극과 기준전극 사이 및 상기 제2측정전극과 접지전극 사이에 각각 위치되고, 상기 한 쌍의 제1광검출부는 상기 광원과 기준전극 사이 및 상기 광원과 접지전극 사이에 각각 위치되며, 상기 한 쌍의 제2광검출부는 상기 기준전극과 접지전극 사이에 서로 이격되게 위치된다.
또한, 상기 스트랩은 상기 마취심도 센서와 상기 뇌산소포화도 센서가 설치되지 않은 곳에 주름이 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서는 하나의 스트랩에 마취심도 센서와 뇌산소포화도 센서가 설치됨으로써, 하나의 감지센서로 마취심도와 뇌산소포화도를 동시에 측정할 수 있어서 사용이 편리하고, 마취심도와 뇌산소포화도를 측정하기 위한 감지센서를 별도로 제작할 필요가 없으므로 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서를 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서의 사용모습을 보인 도.
이하, 본 발명에 의한 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서의 사용모습을 보인 도이다.
본 발명에 의한 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서는 스트랩(10)과, 상기 스트랩(10)에 설치되는 센싱부(20)로 구성된다.
상기 스트랩(10)은 인체, 특히 본 발명의 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서가 부착되는 인체의 머리 부분 특성을 고려하여 그 재질을 선택하여야 한다.
즉, 상기 스트랩(10)은 머리 부분이 평탄하지 않고 굴곡진 면을 갖고 있다는 점을 감안하여 유연성이 있어서 휨이나 절곡이 자유로운 재질을 선택해야 하고, 인체 점착성이 높아서 이마나 두피와 같은 피부 표면에 잘 부착됨과 아울러 잘 떼어낼 수 있는 재질을 선택해야 하며, 자주 붙였다가 떼어내더라도 인체에 대한 자극성이 낮은 재질을 채택하여 제작한다. 특히, 인체에 수회 점착이 가능하면서 동시에 피부에 무리를 주지 않는 것으로 알려진 하이드로겔을 이용하면 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.
상기 센싱부(20)는 마취심도 센서(21)와 뇌산소포화도 센서(22)로 구성되는데, 상기 마취심도 센서(21)와 상기 뇌산소포화도 센서(22)는 상기 스트랩(10)의 동일 평면상에 설치된다.
상기 마취심도 센서(21)는 하나의 접지전극(21a)과 하나의 기준전극(21b), 그리고, 상기 접지전극(21a)과 기준전극(21b)이 사이에 위치되도록 접지전극(21a)과 기준전극(21b) 양 옆에 각각 설치되는 제1,2측정전극(21c,21d)으로 구성된다.
상기 접지전극(21a)은 생체신호 측정시 피측정자의 전기적인 안전을 위하여 신체의 일부분에 접촉되어 피측정자를 접지상태로 유지한다. 즉 접지전극(21a)은 생체신호 측정시 이상전압에 의한 안전사고를 방지하고, 고장전류가 발생할 경우에 이를 인체 외부로 신속하게 방류시켜 이상전위 상승을 억제함으로써 피측정자의 전기적 안전을 도모하는 기능을 수행한다. 이러한 접지전극(21a)은 상기 스트랩(10)의 일측면에 설치된다.
상기 기준전극(21b)은 생체신호 측정의 기준이 되는 전극으로, 상기 제1,2측정전극(21c,21d)과의 전위차를 측정하기 위한 기준으로 구비된 것이다. 이러한 기준전극(21b)은 상기 스트랩(10)의 일측면에 설치되되, 상기 접지전극(21a)과 일정거리 이격되게 설치된다.
상기 제1측정전극(21c)은 인체의 머리 부분에 부착되어 마취가 이루어지거나 마취가 이루어지는 과정 중의 생체신호를 센싱하는 것으로서, 머리에서 발생되는 뇌파를 측정 검출한다. 이러한 제1측정전극(21c)은 상기 기준전극(21b)의 양쪽 옆 중 어느 한 곳에 설치하되, 상기 접지전극(21a)과 멀리 떨어진 곳에 설치한다.
상기 제2측정전극(21d)은 제1측정전극(21c)과 마찬가지로 인체의 머리 부분에 부착되어 마취가 이루어지거나 마취가 이루어지는 과정 중의 생체신호를 센싱하는 것으로서, 머리에서 발생되는 뇌파를 측정 검출한다.
측정전극은 생체신호를 측정 검출하는 기능을 수행하므로 보다 넓은 범위에서 생체신호를 수집하여 분석하는 것이 측정의 정밀성이나 효율성 등을 생각할 때 더 유리하다. 특히 본 발명처럼 측정전극이 뇌파를 측정해야 하는 경우에는 좌뇌와 우뇌의 뇌파를 모두 측정하는 것이 바람직하므로, 상기 제1측정전극(21c)이 좌뇌의 뇌파를 측정한다면 상기 제2측정전극(21d)은 우뇌의 뇌파를 측정하는 것이 바람직하다.
따라서, 가급적 상기 제2측정전극(21d)은 상기 제1측정전극(21c)과 멀리 떨어지도록 설치한다. 즉 제2측정전극(21d)은 상기 접지전극(21a)의 양쪽 옆 중 어느 한 곳에 설치하되, 상기 제1측정전극(21c)과 멀리 떨어진 곳에 설치한다.
상기 뇌산소포화도 센서(22)는 적색광과 근적외선광을 조사하고 반사되는 적색광과 적외선광 성분의 비를 연산한 후, 연산된 적색광과 적외선광의 성분의 비를 바탕으로 산소포화도를 추정하는 것으로서, 한 쌍의 광원(22a)과 한 쌍의 제1광검출부(22b) 및 한 쌍의 제2광검출부(22c)로 구성된다.
상기 광원(22a)은 서로 다른 파장을 갖는 적색광(Red light)과 근적외선광(Infrared light)을 머리 부분에 조사한다. 이러한 광원(22a)은 상기 제1측정전극(21c)과 기준전극(21b) 사이에 하나가 설치되고, 상기 제2측정전극(21d)과 접지전극(21a) 사이에 나머지 하나가 설치된다.
상기 제1광검출부(22b)는 상기 광원(22a)에서 조사된 적색광과 근적외선광이 머리 피부나 두개골에서 반사되는 경우 그 광을 수광한다. 즉 상기 제1광검출부(22b)는 머리 깊은 곳까지 침투되지 못하고 피부나 두개골과 같이 머리의 얕은 곳에서 반사된 광을 수광한다. 이러한 제1광검출부(22b)는 상기 광원(22a)과 기준전극(21b) 사이에 하나가 설치되고, 상기 광원과 접지전극(21a) 사이에 나머지 하나가 설치된다.
상기 제2광검출부(22c)는 상기 광원(22a)에서 조사된 적색광과 근적외선광이 뇌로부터 반사되는 경우 그 광을 수광한다. 즉 상기 제2광검출부(22c)는 머리 피부나 두개골처럼 얕은 부분을 통과한 후 뇌 부분까지 도달하여 뇌에서 반사되는 광을 수광한다. 이러한 제2광검출부(22c)는 상기 기준전극(21b)과 접지전극(21a) 사이에 한 쌍이 서로 이격되게 설치된다.
상기와 같이 광원(22a)과 제1광검출부(22b) 및 제2광검출부(22c)가 위치되기 때문에, 광원(22a) 하나와 제1광검출부(22b) 하나 및 제2광검출부(22c) 하나는 기준전극(21b)을 중심으로 한 쪽에 모여 있고, 나머지 하나의 광원(22a)과 제1광검출부(22b) 및 제2광검출부(22c)는 접지전극(21a)을 중심으로 한 쪽에 모여 있다. 이로써 기준전극(21b) 쪽에 모여 있는 광원(22a)과 제1광검출부(22b) 및 제2광검출부(22c)가 좌뇌의 산소포화도를 측정한다면 접지전극(21a) 쪽에 모여 있는 광원(22a)과 제1광검출부(22b) 및 제2광검출부(22c)는 우뇌의 산소포화도를 측정한다.
한편, 상기 스트랩(10)은 상기 마취심도 센서(21)와 상기 뇌산소포화도 센서(22)가 설치되지 않은 곳에 주름(10a)을 형성시킬 수도 있다. 앞서 기재한 것처럼 사람의 머리 부분은 평판 형태가 아니라 불규칙한 곡면 형상을 띄고 있으므로 이러한 머리 형상에 스트랩(10)을 잘 부착하기 위해서는 스트랩(10) 자체의 재질을 유연성이 있는 것으로 하는 것도 중요하고, 더불어 이 유연성 있는 스트랩(10)이 더 잘 휘어질 수 있도록 주름(10a)과 같은 보조수단을 구비하는 것도 필요하다.
그리고, 상기 스트랩(10)에서 상기 마취심도 센서(21)와 뇌산소포화도 센서(22)가 설치되지 않은 부분은 설치된 부분보다 그 폭을 폽게 하면 스트랩(10)이 더 잘 휘어질 수 있어서 피부에 마취심도 센서(21)와 뇌산소포화도 센서(22)가 더 잘 부착될 수 있다.
10: 스트랩 10a: 주름
20: 센싱부 21: 마취심도 센서
21a: 접지전극 21b: 기준전극
21c: 제1측정전극 21d: 제2측정전극
22: 뇌산소포화도 센서 22a: 광원
22b: 제1광검출부 22c: 제2광검출부

Claims (5)

  1. 스트랩(10)과, 상기 스트랩(10)에 설치되는 센싱부(20)로 구성되되,
    상기 센싱부(20)는 동일 평면상에 설치되는 마취심도 센서(21)와 뇌산소포화도 센서(22);로 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마취심도 센서(21)는 접지전극(21a)과;
    상기 접지전극(21a)에 이격되게 설치되는 기준전극(21b)과;
    상기 접지전극(21a)과 기준전극(21b)이 사이에 위치되도록 접지전극(21a)과 기준전극(21b) 양 옆에 각각 설치되는 제1,2측정전극(21c,21d)으로 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 뇌산소포화도 센서(22)는 서로 다른 파장을 갖는 적색광과 근적외선광을 머리 부분에 조사하는 한 쌍의 광원(22a)과;
    머리 피부나 두개골에서 반사되는 광을 수광하는 한 쌍의 제1광검출부(22b)와;
    뇌로부터 반사되는 광을 수광하는 한 쌍의 제2광검출부(22c);로 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 한 쌍의 광원(22a)은 상기 제1측정전극(21c)와 기준전극(21b) 사이 및 상기 제2측정전극(21d)와 접지전극(21a) 사이에 각각 위치되고,
    상기 한 쌍의 제1광검출부(22b)는 상기 광원(22a)과 기준전극(21b) 사이 및 상기 광원(22a)과 접지전극(21a) 사이에 각각 위치되며,
    상기 한 쌍의 제2광검출부(22c)는 상기 기준전극(21b)과 접지전극(21a) 사이에 서로 이격되게 위치되는 것을 특징으로 하는 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스트랩(10)은 상기 마취심도 센서(21)와 상기 뇌산소포화도 센서(22)가 설치되지 않은 곳에 주름(10a)이 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 마취심도 및 뇌산소포화도 감지센서.
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