KR20190032258A - IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 지능형 인지 프레임워크를 사용하여 환자 상태 모니터링 및 헬스 케어가 가능하도록 스마트 센서 연결 계층 구조와 서비스 연결되어 웹 서비스에서 상기 스마트 센서에 대한 실시간 반응하는 IoT 브로커를 통해 정형화된 센싱 데이터, 멀티 프로토콜 자동 선택이 가능하도록 응급 수송차량에 의료장비 통신모듈이 구비된 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템은, 센서 연결 계층 구조와 서비스 연결되어 웹 서비스에서 센서에 대한 실시간 반응하는 IoT 브로커를 통해 정형화된 센싱 데이터, 멀티 프로토콜 자동 선택이 가능하도록 응급 수송차량에 의료장비 통신 모듈을 통해 지능형 인지 프레임워크를 사용하여 환자 상태 모니터링 및 헬스케어가 가능한 효과를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템은, 응급 수송차량에 의료장비에 설치할 수 있는 통신 모듈을 통해 실시간 응급환자의 상태 체크, 응급처치가 가능하고 응급 차량 내에서 환자의 바이탈 신호를 의료진에게 신속히 전송할 수 있고, 상황 인지 프레임워크와 개방형 서비스 플랫폼을 사용하여 환자의 상황을 의료진의 판단과 함께 시스템에서 위험도를 예측하여 사전 예방 조치를 취할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Description

IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템{REAL-TIME INFORMATION TRANSMISSION SYSTEM TO PATIENT STATUS INCLUDING SMART SENSOR BASED ON INTERNET OF THINGS}

본 발명은 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 지능형 인지 프레임워크를 사용하여 환자 상태 모니터링 및 헬스 케어가 가능하도록 스마트 센서 연결 계층 구조와 서비스 연결되어 웹 서비스에서 상기 스마트 센서에 대한 실시간 반응하는 IoT 브로커를 통해 정형화된 센싱 데이터, 멀티 프로토콜 자동 선택이 가능하도록 응급 수송차량에 의료장비 통신모듈이 구비된 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템에 관한 것이다.

사물 인터넷(IoT : Internet of Things)이라는 용어는 1998년 매사추세츠공과대학(MIT)의 Auto-ID 랩에서 처음 등장했다. 이후 2005년 ITU-T에서 `The Internet of Things`라는 연차 보고서가 발표되면서 사물 인터넷은 미래정보기술(IT) 산업 혁명의 모든 구조를 담는 가장 기본틀이 될 것임을 예고한 바 있다. 보고서는 사물 인터넷을 "세상에서 존재하는 모든 사물(things)을 네트워크로 연결해 인간과 사물, 사물과 사물 간에 언제 어디서나 서로 소통할 수 있도록 하는 새로운 정보통신 기반"이라고 정의했다. 즉, 사물 인터넷은 명실상부한 유비쿼터스 공간을 구현하기 위한 인프라로 볼 수 있다. 이러한 유비쿼터스 공간은 특정 기능이 내재된 컴퓨팅 기기들이 환경과 사물에 심어져 환경이나 사물 그 자체가 지능화되는 것부터 시작된다. 즉 사물 인터넷은 기존의 유선통신 기반 인터넷 및 모바일 인터넷보다 진화된 단계의 인터넷을 의미한다.

초기 유선통신 시대에는 PC와 같은 사물간의 연결을 통해서만 데이터 교환이 발생했으며, 매개체로서 사람의 개입이 요구되었으나 무선통신 기술의 발달로 사람 대 사람, 사람 대 사물, 사물 대 사물로 통신 가능 범위가 확대되고, 나아가 사물간의 자율적 통신도 가능한 사물지능통신(M2M)으로 발전했고, 이를 통해 주요 구성 요소 간 센싱, 제어, 정보교환 및 처리 등이 가능한 지능적 관계가 형성되었으며, 이것이 서비스 형태로 변환된다.

사물인터넷은 이러한 M2M의 개념이 무선통신을 넘어 구조상에 적용됨으로써 현실과 가상 세계의 모든 정보와 상호작용하는 개념으로 진화된 차세대 인터넷환경을 의미한다. 즉, 사물 인터넷은 인간과 사물, 서비스 등 분산된 구성 요소들 간의 인위적인 개입 없이 상호 협력적으로 센싱, 네트워킹, 정보 교환 및 처리 등의 지능적 관계를 형성하는 사물공간 연결망을 의미한다.

사물 인터넷 서비스는 우리에게 보다 편리하고 안전한 생활을 제공해주는 기술이다. 따라서, 다양한 이동통신사와 단말기 제조업체는 차세대 모바일 서비스로 떠오를 사물 인터넷 지원용 단말과 서비스 개발에 집중하고 있다.

하지만, 사물 인터넷은 현재 초기 단계로 서비스 제공을 위한 구체적인 모델이 정립되지 않은 상태이다. 따라서, 이와 같은 사물 인터넷 서비스를 제공하기 위한 구체적인 방안의 모색이 요청된다.

한편, 환자가 창상을 입은 경우, 지혈 및 상처보호를 위하여 거즈나 창상피복재를 사용한다.

창상피복제는 상처보호, 오염방지, 삼출물 흡수, 출혈 방지 및 상처 회복을 위해 필수적이며, 특히 최근에는 이러한 창상피복제를 통하여 상처 회복 속도를 보다 높이기 위한 상처 치료 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되어 왔다.

특허문헌 1은, 상기 스마트 센서와 관련된 부품을 포함하는 환자 정보 실시간 전송 시스템에 대한 기술을 제안하였다.

특허문헌 1에서 제안된 기술은, 환자정보 데이터베이스, 환자정보 표시기의 입력정보 데이터베이스, 진료 및 상담 정보 데이터베이스 및, 의료진 정보 데이터베이스가 구비되는 관리서버;

상기 관리서버와 유무선 통신이 가능하도록 결합되기 위하여, 양방향 지그비 통신모듈에 의하여 2.4GHz 지그비통신을 할 수 있고 유선랜 통신모듈에 의하여 TCP/IP통신을 할 수 있는 복수의 개방형 유무선 융합 코디네이터들;

디스플레이 모듈이 비휘발성 특성 및 저전력소모 특성을 지닌 이-페이퍼(e-paper)이고 상기 개방형 유무선 융합 코디네이터들과 2.4GHz 지그비통신을 할 수 있는 다수의 환자정보 표시기들을 포함하여서, 실시간으로 환자정보 표시기들에다 환자정보의 내용을 표시할 수 있는 것을 특징으로 하는 환자정보 표시 및 관리 장치에 관한 것이다.

그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술을 포함하여 관련 환자 정보 전송 기스템은 사물인터넷(IoT) 시스템에서 요구하는 개방형 유무선 융합 코디네이터 플랫폼을 구비하고 있지 않아서, 무선인터넷, 블루투스, 지그비 등의 ISM대역의 멀티서비스 사용으로 인해, 날로 통신 간섭현상이 심해지는 병원환경에서 실시간 정보 변경이 불가능하고 전송 신뢰도가 낮으며, 저전력통신을 실현할 수 없는 문제점을 지니고 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 IoT 기반 환자 정보 전송 시스템에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.

특허문헌 1: 대한민국 공개특허 제10-2015-0135019호

본 발명은 전술한 바와 같이, IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템은, 센서 연결 계층 구조와 서비스 연결되어 웹 서비스에서 센서에 대한 실시간 반응하는 IoT 브로커를 통해 정형화된 센싱 데이터, 멀티 프로토콜 자동 선택이 가능하도록 응급 수송차량에 의료장비 통신 모듈을 통해 지능형 인지 프레임워크를 사용하여 환자 상태 모니터링 및 헬스케어가 가능한 효과를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템은, 응급 수송차량에 의료장비에 설치할 수 있는 통신 모듈을 통해 실시간 응급환자의 상태 체크, 응급처치가 가능하고 응급 차량 내에서 환자의 바이탈 신호를 의료진에게 신속히 전송할 수 있고, 상황 인지 프레임워크와 개방형 서비스 플랫폼을 사용하여 환자의 상황을 의료진의 판단과 함께 시스템에서 위험도를 예측하여 사전 예방 조치를 취할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

첨부된 도면은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템에 적용된 알고리즘을 나타낸 도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예로서 포함될 수 있는, 실시간 송부된 환자 상태에 따라, 치료를 위해 사용될 수 있는 환자의 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치를 개략적으로 표현한 도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예로서 포함될 수 있는, 실시간 송부된 환자 상태에 따라, 치료를 위해 사용될 수 있는 환자의 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치를 보다 구체적으로 표현한 도이다.
도 4 및 5는, 본 발명의 일 실시예로서 포함될 수 있는, 실시간 송부된 환자 상태에 따라, 치료를 위해 사용될 수 있는 환자의 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치의 구체적인 작동 모습을 나타낸 도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예로서 포함될 수 있는, 실시간 송부된 환자 상태에 따라, 치료를 위해 사용될 수 있는 환자의 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치의 세부 구성들을 나타낸 구성도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

본 발명에 따른 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템의 기본 동작을 살펴보면, IoT 브로커는 웹 서비스에서 센서에 대한 정확성을 제공하고 정형화된 센싱 데이터 및 명령어 제공, 멀티 프로토콜 자동 선택과 처리가 가능하여 센서 및 제어기 연동이 가능하여 보안 및 안정성 강화를 제공하도록 구성된 것으로서, 센서노드와 무선으로 연동되어, 센서노드에서 전송되는 정형화된 센싱데이터 및 명령어를 IoT 응용 서비스로 멀티 프로토콜 자동 선택 및 처리를 통해 보안 및 프라이버시 강화를 제공하여 다양한 IoT 응용 서비스를 실현할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은, IoT 브로커를 이용하여 웰니스 응용 및 응급상황의 서비스를 제공하는 장치 및 동작을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 사물 인터넷을 이용한 응급환자 상태 정보 실시간 전송 시스템에 관한 것으로, IoT 브로커를 통해 응급환자 상태정보 실시간 전송을 위한 구성으로서, 그 개괄적인 장치의 구성을 살펴보면, 응급환자 발생시 소방방재본부로 응급환자 발생에 따른 정보를 전송하면, 전송된 정보에 따라 소방방재본부에서는 의료장비에 통신 모듈과 Data 분석 프로그램 단말기가 탑재된 응급수송차량을 해당 발생지로 보내게 된다.

이 때, 응급 수송 차량의 통신모듈/단말기는 IoT 브로커와 연동되어 지능형 인지 프레임워크를 사용한 환자 상태 모니터링 및 헬스케어가 가능한 장치가 구비되어 의식상태, 동공반응, 혈압, 맥박, 호흡, 체온, 산소 수치 등 응급환자 상태 체크하여 IoT 브로커를 통해 환자의 상태 데이터 및 차량 위치 정보를 네트워크로 전송하고, 가까운 병원으로 이동하게 된다. 한편, IoT 브로커를 통해 응급수송차량에서 전송된 환자의 상태 데이터 및 차량 위치 정보를 기초로 차량 도착예정시간 및 환자 실시간 데이터를 해당 병원으로 전송함으로써 응급수송차량이 해당 병원에 도착하면 신속하게 환자의 진료절차를 진행할 수 있다.

즉, 응급 수송 차량에서 전송되는 환자의 상태정보 및 위치정보에 대해 IoT 브로커와 연동되어 지능형 프레임워크를 통해 환자 상태 모니터링 및 헬스케어가 가능하다.

본 발명에 따른 댁내에 웰니스 기구 및 안전장치들과 연동되는 IoT Broker간의 어댑터 통신 모듈이 구비되고, 환자 또는 사용자의 상태를 확인할 수 있도록 손목, 손가락 등에 착용, 부착이 가능한 웰니스 밴드 모듈이 구비된다.

상기 웰니스 밴드 모듈는 가속도, 맥박, 체온, 혈압, 방향, 기울기, 위치, 오디오, 비디오 정보수집, Zigbee, Wi-Fi 등을 통해 홈 네트워크 서비스와 연계가 가능하고, 다축 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서, 마이크, GPS, 진동 센서, Bluetooth 등 통신모듈 내장되어 있다.

한편, 상기 웰니스 밴드 모듈의 동작에 따라 가속도 센싱, 맥박, 기울기 인식을 통하여 사용자의 낙상이 감지되면 인지모듈에서 바이탈 신호 및 상황정보와 사용자의 프로파일(병력 등)을 기초로 임상적 의사결정(CDSS)을 제공하고, 행동/인체 정보 기반 응급상황을 추론하여 해당 정보를 IoT 브로커를을 통해 응급실 등 병원기관에 바이탈 신호를 전송하거나 분석된 바이오리듬의 분석정보가 전송되게 된다.

또한, 사용자 행동패턴 분석 및 상황인지를 위한 행동 분류장치가 댁내 특정위치에 부설되어 댁내 방범관리, 행동패턴 분석, 건강관리, 사용자 스케줄 분석/관리, 댁내 안전사고 관리가 가능하고, 해당 분류장치와 자외선 치수, 온습도 지수, 불쾌지수, 생활지수, 건강운동지수, 웰니스 지수 등 다양한 환경 정보를 고려하여 웰니스 알고리즘을 통해 서비스 모듈로 전송되면, 해당 서비스 모듈은 사용자의 맞춤형 추천 운동, 식단 관리를 통해 맞춤형 운동법, 생활습관 개선 서비스, 상황에 맞는 식단 추천 서비스, 운동 패턴 분석을 통한 Feedback 서비스의 정보를 사용자의 상태에 따라 제공할 수 있다.

또한, 상기 바이탈 신호 및 상황정보와 사용자의 프로파일(병력 등)을 기초로 임상적 의사결정(CDSS : Clinical Decision Support Systems)의 절차는 상호작용적인 의사 결정 지원 시스템으로 의사 또는 다른 건강 전문가들이 환자의 상태에 대해 의사결정하는 것을 지원하는 운용체제이다.

이는 랜덤 포레스트 알고리즘을 사용하여 질병을 분류하는데, 무작위로 추출한 사례의 집합등을 이용하여 많은 수의 의사결정 트리를 생성하고 생성된 여러 의사결정 트리의 판별 클래스들을 가중 투표하여 최종 클래스를 결정한다. 이때, Bootstrap 기법을 통해 적은 수의 임상 사례로 일정 수준 이상의 정확성을 가지는 분류기 생성이 가능하다.

또 다른 예시에서, 웰니스 밴드 모듈의 동작에 따라 가속도 센싱, 맥박, 기울기 인식을 통하여 사용자의 활동량의 측정 절차를 살펴보면, 가속도 센서를 통하여 x, y, z값을 수집하고, Low passive filter을 통하여 정제된 데이터를 획득하고 활동량을 도출하게 된다.

먼저, 3축 가속도 센서의 각 축의 신호를 1초 간격의 윈도우를 사용, ZigBee를 통해 무선으로 센서모듈 PC로 전송하고, x, y, z 3축 출력값을 LPF(Low Pass Filter)에 통과시켜 잡음을 제거하고, 아래의 식과 같이 에너지의 값으로 바꾸어 처리한다.

이후, 신진 대사율인 MET(1시간 당 1kg 당 1Kcal을 소비하는 것)를 사용, 휴식상태의 에너지 기준을 정하고 그와 비교하여 활동량을 측정할 수 있다.

가속도 센서의 1분간의 출력 벡터 크기 합을 VM(Vector Magnitude)로 정의하고 아래와 같은 MET 변환식을 통해 사용자의 활동 정도를 파악하는 것이 가능하게 된다.

즉, 가벼운 활동은 3 > MET, 보통활동 3 ≤ MET < 6, 격한운동은 6 ≤ MET로 분류하여 각 운동별 MET값을 지정하여 사용자의 활동 정도를 파악할 수 있다.

또 다른 예시에서, 웰니스 밴드 모듈(1)의 동작에 따라 행동인지 절차를 살펴보면, 가속도 센서를 통한 x, y, z 값을 수집하고 FFT 필터링 통하여 특징 추출하여 SVM(Support Vector Machine)를 통해 분류하고 가속도 센서를 통한 행동인지 절차가 진행된다.

보다 세부적으로, 행동별로 추출한 DC 데이터 값을 FFT를 이용하여 주파수 대역으로 변환 후 신호해석을 통해 필요한 특징 추출하고, 각 축을 주파수 단위 별로 에너지 값과 축과 축사이의 상관관계를 계산하여 SVM(Support Vector Machine)입력 값으로 사용하여 정적 상태와 동적 상태를 판별하기 위한 자세 변환 프로토콜 설정, 활동 상태 판단의 기준으로 SVM을 기반으로 하여 미리 분류되어 있는 샘플 데이터로부터 두 개의 클래스로 분리하게 된다.

각 클래스간에 가장 인접해 있는 샘플 데이터들과 최대로 떨어져 있는 최적분류 초평면(OSH: Optimal Separating Hyperplane)을 사용하여 행동인지 절차를 진행하게 된다.

한편, 웰니스 밴드 모듈의 동작에 따라 낙상 감지 절차를 살펴보면, 가속도 센서를 통한 x, y, z값을 수집하고 프레임화하고 속도 신호 검사 절차를 진행한다. 또한 맥박을 측정하고 프레임화하여 맥박신호를 검사한다. 상기 검사된 속도신호와 맥박신호를 기초로 행동패턴 및 맥박 검사결과를 조합하여 낙상감지 및 응급여부를 판단하게 된다.

즉, 가속도 센서를 통해 수집한 값들을 통해 속도 신호를 검사하고 미리 패턴화된 행동패턴과 비교하여 낙상여부를 판단하고, 맥박 측정을 통해 수집한 맥박 값의 노이즈를 제거하고 프레임화하여 그 값을 패턴화된 맥박 검사 정보와 비교하여 낙상 여부를 판단한 후, 최종적으로 낙상 감지 후 맥박 변화에 따라 응급 여부를 판단하도록 구성된다.

상기의 절차에 따라 지능형 인지 프레임워크를 사용한 환자 상태 모니터링 및 헬스케어를 통해 응급환자 이송이 가능하고, 응급 차량 내에서의 환자의 vital sign을 높은 정확도로 빠르게 의료진에게 제공하여 상황 인지 프레임워크와 개방형 서비스 플랫폼을 사용하여 환자의 상황을 의료진의 판단과 함께 시스템에서 위험도를 예측할 수가 있다

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀 질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

필요한 경우, 본 발명은 환자의 상처 치료를 위한 시스템을 포함할 수 있으며, 상기 상처 치료를 위한 시스템은, 본체부를 포함한다.

상기 본체부의 형태는 후술하는 수축이완부의 형태를 고려하여 원통형, 직육면체형, 원뿔형, 원기둥형 등이 될 수 있다.

또한, 상기 본체부는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 투명한 재질로 제조될 수 있으며, 이 경우 상기 본체부 내부에 포함된 각 구성의 상태를 기준으로 음압을 수동적으로 조절할 수 있다.

상기 본체부는 내부 또는 외부에 돌출된 형태로 수축이완부, 탄성부, 분리막, 흡입부 및 배출부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 상처 치료 시스템은, 상기 본체부 내부에 포함된 수축이완부 및 탄성부의 상호작용에 의하여, 창상피복재를 부착하였을 경우 발생할 수 있는 환부의 체액 등을 지속적으로 흡인하고 상처 회복 속도 증진을 달성할 수 있다.

상기 수축이완부는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 주름관(bellows) 형태일 수 있다. 상기 주름관의 재질은 플라스틱제와 같은 합성 수지일 수 있다.

상기 수축이완부는 상처에 부착된 창상피복재 내부의 공기를 관을 통하여 본체부로 흡입함에 따른 내부 체적변화를 수용할 수 있도록 수축 또는 이완이 용이하게 될 수 있는 동시에, 밀폐를 담당하는 역할을 할 수 있다.

상기 탄성부는, 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 탄성력이 있는 스프링 형태일 수 있다.

상기 탄성부는 상처에 부착된 창상피복재 내부의 음압을 유지시킬 수 있는 힘을 제공하는 역할을 할 수 있다.

예를 들어, 상기 상처에 부착된 창상피복재 내부의 음압이 필요 수준보다 낮을 경우, 상기 탄성부의 인장 길이가 증가하면서 관을 통한 음압이 상기 부착된 창상피복재 내부로 전달될 수 있고, 반대로 상기 상처에 부착된 창상피복재 내부의 음압이 필요 수준보다 높을 경우, 상기 탄성부(400)의 인장 길이가 감소하면서 관을 통한 음압이 상기 부착된 창상피복재 외부로 전달될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 시간에 따라 압력(음압)이 변하게 될 때 균일성을 높이기 위해서는 스프링의 길이를 길게 설계하면 스프링의 인장 길이 변화를 상대적으로 최소화하여 압력의 변동을 보다 작게 할 수 있다.

상기 분리막은 전술한 수축이완부 및 탄성부의 상호 작용이 가능할 수 있도록 상기 수축이완부 및 탄성부의 중간에 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 분리막은 수축이완부 및 탄성부의 상호 작용에 의하여 좌우로 자유롭게 움직일 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 분리막의 재질은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 상기 수축이완부의 밀폐를 유지할 수 있도록 플라스틱과 접합이 가능한 재질인 것이 바람직하다.

상기 흡입부는 전술한 상기 상처에 부착된 창상피복재 내부와 관을 통하여 연결되어 있을 수 있다.

상기 흡입부에는 흡입 체크부가 추가적으로 포함될 수 있으며, 상기 흡입 체크부에는 전술한 상기 상처에 부착된 창상피복재 내부의 필요 음압에 대한 설정을 할 수 있고, 필요에 따라 상기 설정된 음압을 조절할 수 있다.

상기 배출부는 단독으로 형성되어 있을 수 있고, 또는 외부에 형성된 환부 체액 저장 탱크와 관을 통하여 연결되어 있을 수 있다.

또한, 상기 배출부에는 배출 체크부가 추가적으로 포함될 수 있으며, 상기 배출 체크부에는 흡인된 환부 체액의 배출량이나 시간 등을 설정할 수 있고, 필요에 따라 상기 설정된 환부 체액의 배출량이나 시간 등을 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 상처 치료 시스템은은 외부에 돌출된 형태로 형성된 흡입부 및 배출부에 환부에 부착된 창상피복재 내부와 연결된 관 또는 외부에 별도로 형성된 환부 체액 저장 탱크와 연결된 관과 각각 또는 독립적으로 연결될 수 있으며, 이러한 연결 상태는 밀폐된 상태로 유지하고, 본체부 내부에 형성된 수축이완부 및 탄성부의 상호 작용에 의하여 상처 치유를 위한 필요 음압을 유지를 가능하게 하는 동시에 흡인된 환부 체액의 외부로의 배출이 가능하도록 설계될 수 있다.

본 발명에 따른 상처 치료 시스템은 본 발명에 따른 효과가 구현될 수 있는 범위 내에서 필요한 경우, 음압(압력) 측정 센서, PCB, 중앙처리장치(CPU, 연산부) 등을 포함하는 제어부 등을 추가적으로 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 필요한 경우, 상기 상처 치료 시스템을 구현하기 위한 알고리즘을 포함할 수 있다.

도 1은, 도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템에 적용된 알고리즘을 나타낸 도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 상처 부위에 본 발명에 따른 상처 치료 시스템을 구동시키고, 이 경우 상기 상처 치료 시스템에 포함된 창상피복재 내부의 음압을 유지하기 위한 장치를 작동시키는 것으로 수행될 수 있다.

이후, 창상피복재 내부의 음압을 측정하여 창상의 범위 및 경중에 따라 요구되는 음압으로 적정한지 판단할 수 있다.

그 다음, 적정 음압일 경우, 측정된 음압값을 CPU 또는 통신부로 전송하고, 이에 대한 분석을 수행하거나, 추후 자료 수집을 위한 메모리부에 저장할 수 있다.

상기 분석된 정보 또는 수집된 정보는 추후 사용자 또는 치료자에게 상처 치료와 관련된 정보, 예를 들면 상처 치유 시간 등의 정보를 제공할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 앞서 창상피복재 내부의 음압을 측정하여 창상의 범위 및 경중에 따라 요구되는 음압으로 적정한지 판단하여, 적절하지 않을 경우에는 본 발명에 따른 상처 치료 시스템에 포함된 음압 유지 장치를 추가적으로 작동시키는 과정이 수행될 수 있으며, 이러한 과정은 상처 치료에 적정한 음압으로 되기까지 반복적으로 수행될 수 있다.

추가적으로, 상기 알고리즘 구현을 위해 필요한 경우 별도의 구성을 적절하게 선택 및 채용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른, IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템은 필요한 경우, 환자의 실시간 치료를 위한 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치를 포함할 수 있다.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치를 개략적으로 표현한 도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치(100)는, 본체부(200)를 포함한다.

상기 본체부(200)의 형태는 후술하는 수축이완부의 형태를 고려하여 원통형, 직육면체형, 원뿔형, 원기둥형 등이 될 수 있다.

또한, 상기 본체부(200)는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 투명한 재질로 제조될 수 있으며, 이 경우 상기 본체부(200) 내부에 포함된 각 구성의 상태를 기준으로 음압을 수동적으로 조절할 수 있다.

상기 본체부(200)는 내부 또는 외부에 돌출된 형태로 수축이완부(300), 탄성부(400), 분리막(500), 흡입부(600) 및 배출부(700)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치(100)는, 상기 본체부(200) 내부에 포함된 수축이완부(300) 및 탄성부(400)의 상호작용에 의하여, 창상피복재를 부착하였을 경우 발생할 수 있는 환부의 체액 등을 지속적으로 흡인하고 상처 회복 속도 증진을 달성할 수 있다.

상기 수축이완부(300)는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 주름관(bellows) 형태일 수 있다. 상기 주름관의 재질은 플라스틱제와 같은 합성 수지일 수 있다.

상기 수축이완부(300)는 상처에 부착된 창상피복재 내부의 공기를 관을 통하여 본체부(200)로 흡입함에 따른 내부 체적변화를 수용할 수 있도록 수축 또는 이완이 용이하게 될 수 있는 동시에, 밀폐를 담당하는 역할을 할 수 있다.

상기 탄성부(400)는, 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 탄성력이 있는 스프링 형태일 수 있다.

상기 탄성부(400)는 상처에 부착된 창상피복재 내부의 음압을 유지시킬 수 있는 힘을 제공하는 역할을 할 수 있다.

예를 들어, 상기 상처에 부착된 창상피복재 내부의 음압이 필요 수준보다 낮을 경우, 상기 탄성부(400)의 인장 길이가 증가하면서 관을 통한 음압이 상기 부착된 창상피복재 내부로 전달될 수 있고, 반대로 상기 상처에 부착된 창상피복재 내부의 음압이 필요 수준보다 높을 경우, 상기 탄성부(400)의 인장 길이가 감소하면서 관을 통한 음압이 상기 부착된 창상피복재 외부로 전달될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 시간에 따라 압력(음압)이 변하게 될 때 균일성을 높이기 위해서는 스프링의 길이를 길게 설계하면 스프링의 인장 길이 변화를 상대적으로 최소화하여 압력의 변동을 보다 작게 할 수 있다.

상기 분리막(500)은 전술한 수축이완부(300) 및 탄성부(400)의 상호 작용이 가능할 수 있도록 상기 수축이완부(300) 및 탄성부(400)의 중간에 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 분리막(500)은 수축이완부(300) 및 탄성부(400)의 상호 작용에 의하여 좌우로 자유롭게 움직일 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 분리막(500)의 재질은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 상기 수축이완부(300)의 밀폐를 유지할 수 있도록 플라스틱과 접합이 가능한 재질인 것이 바람직하다.

상기 흡입부(600)는 전술한 상기 상처에 부착된 창상피복재 내부와 관을 통하여 연결되어 있을 수 있다.

상기 흡입부(600)에는 흡입 체크부가 추가적으로 포함될 수 있으며, 상기 흡입 체크부에는 전술한 상기 상처에 부착된 창상피복재 내부의 필요 음압에 대한 설정을 할 수 있고, 필요에 따라 상기 설정된 음압을 조절할 수 있다.

상기 배출부(700)는 단독으로 형성되어 있을 수 있고, 또는 외부에 형성된 환부 체액 저장 탱크와 관을 통하여 연결되어 있을 수 있다.

또한, 상기 배출부(700)에는 배출 체크부가 추가적으로 포함될 수 있으며, 상기 배출 체크부에는 흡인된 환부 체액의 배출량이나 시간 등을 설정할 수 있고, 필요에 따라 상기 설정된 환부 체액의 배출량이나 시간 등을 조절할 수 있다.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치를 보다 구체적으로 표현한 도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치는 외부에 돌출된 형태로 형성된 흡입부 및 배출부에 환부에 부착된 창상피복재 내부와 연결된 관 또는 외부에 별도로 형성된 환부 체액 저장 탱크와 연결된 관과 각각 또는 독립적으로 연결될 수 있으며, 이러한 연결 상태는 밀폐된 상태로 유지하고, 본체부 내부에 형성된 수축이완부 및 탄성부의 상호 작용에 의하여 상처 치유를 위한 필요 음압을 유지를 가능하게 하는 동시에 흡인된 환부 체액의 외부로의 배출이 가능하도록 설계될 수 있다.

도 4 및 5는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 창상피복재가 포함된 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치의 구체적인 작동 모습을 나타낸 도이다.

도 4 및 5와 같이, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치는 창상피복재를 직접적으로 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 창상피복재 내부의 음압 유지를 위하여 도 4 및 5와 같이 작동할 있다.

도 6은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 창상피복제가 포함된 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치의 세부 구성들을 나타낸 구성도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 환부 체액 흡인용 음압 유지 장치는 본 발명에 따른 효과가 구현될 수 있는 범위 내에서 필요한 경우, 음압(압력) 측정 센서, PCB, 중앙처리장치(CPU, 연산부) 등을 포함하는 제어부 등을 추가적으로 포함할 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

1. IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템에 있어서,
   상기 시스템은 웹 서비스에서 센서에 대한 정확성을 제공하고 정형화된 센싱 데이터 및 명령어 제공, 멀티 프로토콜 자동 선택과 처리가 가능하여 센서 및 제어기 연동이 가능하여 보안 및 안정성 강화를 제공되는 IoT 브로커; 및
   센서노드와 무선으로 연동되어, 센서노드에서 전송되는 정형화된 센싱데이터 및 명령어를 IoT 응용 서비스로 멀티 프로토콜 자동 선택 및 처리를 통해 보안 및 프라이버시 강화하여 환자 상태 판단시 지능형 인지 프레임워크를 사용하여 환자 상태 모니터링 및 헬스케어가 가능하도록 센서 연결 계층 구조와 서비스 연결되어 웹 서비스에서 센서에 대한 실시간 반응하는 IoT 브로커를 통해 정형화된 센싱 데이터, 멀티 프로토콜 자동 선택이 가능하도록 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 환자 수송 차량 내 구비된 통신모듈/단말기를 통해 상기 IoT 브로커와 연동되어 환자의 의식상태, 동공반응, 혈압, 맥박, 호흡, 체온, 산소 수치 등 환자 상태를 실시간 체크하여 IoT 브로커를 통해 환자의 상태 데이터 및 차량 위치 정보를 네트워크로 전송하도록 구비되고, 가속도, 맥박, 체온, 혈압, 방향, 기울기, 위치, 오디오, 비디오 정보수집, Zigbee, Wi-Fi을 통해 홈 네트워크 서비스와 연계가 가능한 웰니스 밴드 모듈; 및
   다축 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서, 마이크, GPS, 진동 센서, 블루투스(Bluetooth)의 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 웰니스 밴드 모듈의 동작에 따라 가속도 센싱, 맥박, 기울기 인식을 통하여 사용자의 낙상이 감지되면 인지모듈에서 바이탈 신호 및 상황정보와 사용자의 프로파일(병력)을 기초로 임상적 의사결정(CDSS)을 제공하고, 행동/인체 정보 기반 응급상황을 추론하여 해당 정보를 IoT 브로커를 통해 응급실 등 병원기관에 바이탈 신호를 전송하거나 분석된 바이오리듬의 분석정보가 전송되도록 구성된 것을 특징으로 하는 IoT를 기반 스마트 센서를 포함하는 환자 상태 실시간 정보 전송 시스템.

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