KR20190040385A - 전극 패드세트 - Google Patents

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KR20190040385A
KR20190040385A KR1020197010457A KR20197010457A KR20190040385A KR 20190040385 A KR20190040385 A KR 20190040385A KR 1020197010457 A KR1020197010457 A KR 1020197010457A KR 20197010457 A KR20197010457 A KR 20197010457A KR 20190040385 A KR20190040385 A KR 20190040385A
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KR
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connector
electrode
patient
pouch
pad set
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KR1020197010457A
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제니 프리먼
마이클 랄리
말콤 복
엘리자베스 클로드
조던 브레이아노브
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레스퍼러토리 모션 인코포레이티드
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Abstract

전극 패드세트 및 전극 패드세트의 사용 방법을 개시한다. 전극 패드세트는 단일 피스의 재료 상에 복수의 환자-접촉 도전성 패드가 배치되는 단일 유닛이다. 패드세트는 복수의 도전성 패드와 이 도전성 패드들을 결합하는 전기 도전성 재료를 포함하며, 하나 이상의 도전성 패드가 전기 신호를 방출하도록 구성되고, 하나 이상의 다른 도전성 패드가 전기 신호를 수신하도록 구성된다.

Description

전극 패드세트{ELECTRODE PADSET}
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 모두 "Electrode Padset"를 발명의 명칭으로 하여 2012년 9월 7일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/698,289 및 61/698,257호와, 2013년 4월 4일자로 출원된 61/808,509호를 우선권으로 주장하며, 이들 특허 출원 모두는 원용에 의해 그 전체 내용이 본 명세서에 통합되어 있다.
발명의 분야
본 발명은 전극 패드세트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 단일 피스의 재료 상에 배치된 환자-접촉 도전성 패드(patient-contacting conductive pad)에 관한 것이다.
의료 전극은 신체의 이온 전류의 에너지를 진단을 내리는데 도움을 주도록 증폭, 연구 및 이용될 수 있는 전기 전류로 변환한다. 의료 전극은 내부 이온 전류의 표면 정량(surface quantification)을 허용하여, 다양한 신경, 근육, 시각(ocular), 심장 및 기타 장애(disorder)에 대한 정상적인 비침투식 시험(ordinarily non-invasive test)을 가능하게 하며, 그렇지 않을 경우에는 이들의 존재를 검증하기 위해 외과적 수단이 요구될 수도 있다. 예컨대, 전극을 이용한 근육 검사는 감소된 근력(diminished muscle strength)의 증거를 발생할 수 있으며, 근육이 진짜로 약화된 것인지 아니면 다른 이유로 인해 그렇게 보이는 것인지를 검출하는 것 외에 1차적 근육 장애(primary muscle disorder)와 신경학적 기반 장애(neurologically-based disorder)를 구별할 수 있다. 전극은 통상적으로 사용이 용이하고, 상당히 저렴하며, 1회용으로 이용할 수 있으며(또는 용이하게 살균할 수 있으며), 이들 전극이 수행에 도움을 주는 작업에서 특유의 것(unique)이다. 전극의 근본적인 역활은 활동성(activity)을 측정하거나 기록하기 위해 이용되는 장치와 환자 간의 이상적인 전기 접촉을 제공하는 것이다.
의료 전극은 일반적으로 리드 또는 와이어(전기 전류의 전도를 위한), 금속 전극, 및 표면 전극을 위한 전극-전도 페이스트 또는 젤을 포함한다. 또한, 전극이 1회용으로 될 수 있지만 리드가 재사용될 수 있도록, 리드를 제위치에 스냅 체결하기 위해(to snap into place) 금속(양호한 전기 접촉을 위한) 스냅도 있다. 기존의 전극 리드는 대개는 모든 체격의 환자를 수용하기 위해 길이가 최대로 되도록 설계된다. 그러나, 체격이 작은 환자와 사용될 때에는, 여분의 길이는 환자 주위에 과잉의 와이어를 발생한다. 과잉의 와이어는 불편함의 원인이 될 수 있고, 환자가 병상 안과 밖으로 이동하거나 또는 병원 내에서 행해지는 다른 조치를 받아야 할 필요가 있을 때에 와이어에 의해 묶이게 될 수 있기 때문에 안전성의 위험요소가 된다. 기존의 리드의 길이로 인해, 와이어를 꼬이게 하지 않고 리드의 길이를 최소화하면서 전극의 적절한 적용을 유지하는 것이 곤란한 경우가 많다.
본 발명은 현재의 방안에 연관된 문제점 및 단점을 해소하고, 환자의 물리적 파라미터를 측정하는 새로운 도구 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예는 전극 패드세트에 관한 것이다. 패드세트는, 하나 이상의 도전성 패드가 전기 신호를 방출하도록 적합화되고, 하나 이상의 다른 도전성 패드가 전기 신호를 수신하도록 적합화되는 복수의 도전성 패드와, 도전성 패드들을 서로 결합하는 전기 도전성 재료를 포함한다. 복수의 도전성 패드는 지정된 구성(specified configuration)으로 환자 상에 위치되도록 적합화된다.
바람직한 실시예에서, 상기 전기 도전성 재료의 적어도 일부분은 상이한 체격의 환자를 수용하도록 조정될 수 있다. 상기 전극 패드세트는 하나 이상의 파우치(pouch)를 더 포함하며, 각각의 상기 파우치가 환자를 수용하는데 필수적이지 않은 과잉의 전기 도전성 재료를 유지한다. 바람직하게는, 상기 하나 이상의 파우치는 상기 도전성 패드 위에 위치된다. 바람직한 실시예에서, 상기 패드세트는, 각각의 상기 파우치에 결합되어 상기 전기 도전성 재료가 폴드 포인트(fold point)에서 주름지는 것을 방지하는 하나 이상의 주름 방지 디바이스(anti-creasing device)를 더 포함한다. 바람직하게는, 상기 전극 패드세트는, 상기 전기 도전성 재료가 의도하지 않게 각각의 상기 파우치를 빠져나오는 것을 방지하는 부착 디바이스(fixating device)를 더 포함한다. 바람직하게는, 각각의 상기 파우치는 양쪽 단부가 개방되어 있다.
바람직하게는, 상기 전기 도전성 재료는 각각의 상기 파우치 내에서 복수회 접혀지도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 상기 전극 패드세트는 단일 유닛이다. 바람직하게는, 상기 전극 패드세트는, 상기 패드세트를 환자에게 정확하게 배치하는데 도움을 주기 위한 아트워크(artwork), 기호, 및 표식 중의 하나 이상을 더 포함한다.
일실시예에서, 전극 패드세트는, 전기 바이오임피던스(흉부, 심장 등), 심전도검사(electrocardiography, ECG), 뇌파검사(electroencephalography,　EEG), 및 근전도 검사(electromyography, EMG) 신호 중의 하나 이상을 획득하도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 전기 도전성 재료는 증기 투과 재료(vapor transmission material) 또는 길이의 조정이 가능한 와이어의 세트이다. 바람직하게는, 상기 패드세트는 사극성 경흉부 바이오임피던스 신호(tetrapolar transthoracic bioimpedance signal)의 하나 이상의 채널을 획득하도록 구성된다. 바람직하게는, 2개 이상의 바이오임피던스 채널이 있으며, 상기 바이오임피던스 채널은 서로 0도와 90도 사이의 각도로 배향된다. 바람직한 실시예에서, 상기 패드세트는 바이래터럴 경흉부 바이오임피던스 신호(bilateral transthoracic bioimpedance signal)를 획득하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 지정된 구성은 해부학적으로 관련된다. 바람직하게는, 하나 이상의 상기 도전성 패드가 환자의 중간-쇄골선(mid-clavicular line)에 연결되고, 하나 이상의 상기 도전성 패드가 환자의 중간-겨드랑이선(mid-axillary line)에 연결되고, 하나 이상의 상기 도전성 패드가 환자의 칼돌기(xiphoid process)에 연결된다.
바람직하게는, 상기 전극 패드세트는 메모리칩을 더 포함한다. 바람직하게는, 상기 메모리칩은 캘리브레이션 데이터, 제품 데이터(production data), 환자 데이터, 유통 기한 데이터(expiration date data), 및 패드세트 데이터 중의 하나 이상을 저장한다. 바람직하게는, 상기 메모리칩은 무선 통신이 가능하다. 바람직하게는, 상기 메모리칩은 패시브형이며, 내부 또는 외부 파워 서플라이에 결합할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 바이오임피던스 신호를 획득하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 여기에서 설명된 전극 패드세트를 환자에게 부착하는 단계와, 하나 이상의 도전성 패드로부터의 전기 신호를 환자에게 보내는 단계와, 환자로부터 상기 하나 이상의 도전성 패드로부터의 전기 신호를 수신하는 단계와, 수신된 신호를 분석하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 전극 패드세트에 관한 것이다. 상기 전극 패드세트는, 복수의 도전성 패드와, 상기 도전성 패드를 서로 거리를 두고 결합하는 전기 도전성 재료를 포함하며, 상기 전기 도전성 재료가 상기 도전성 패드들 간의 거리를 변경하도록 조정 가능한 것이다. 바람직하게는, 상기 도전성 패드는 전기 신호를 수신하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 전극 패드세트를 전기 케이블에 결합하도록 구성된 커넥터에 관한 것이다. 상기 커넥터는, 상기 전극 패드세트에 결합되는 수형 커넥터(male connector)와, 상기 전기 케이블에 결합되는 암형 커넥터(female connector)를 포함한다. 상기 수형 커넥터는, 상기 암형 커넥터에 맞물리도록 구성된 돌기부와, 상기 돌기부를 상기 암형 커넥터에 맞물리게 하고 힘에 의한 가요성 날개부(flexible wing)의 누름(depression) 시에 상기 암형 커넥터로부터 해제되게 하도록 구성되며, 상기 가요성 날개부가 눌려지지 않을 때에는 잠금 위치(locked position)를 유지하는, 한 쌍의 가요성 날개부와, 지향 키(orientation key)를 포함한다. 상기 수형 커넥터가 상기 암형 커넥터에 맞물릴 시에, 전기 서킷이 형성된다.
바람직하게는, 상기 전극 패드세트는 1회용(disposable)이고, 상기 전기 케이블은 재사용 가능한 것이다. 바람직한 실시예에서, 상기 수형 커넥터의 각각의 에지는 라운드 처리되어 있다. 바람직하게는, 상기 돌기부는 삼각 램프(triangular ramp)이고, 상기 암형 커넥터는 상기 삼각 램프를 맞물도록 구성된 리세스를 포함한다. 바람직하게는, 상기 커넥터는 커넥터의 맞물림 동안 트레이스와 컨택을 분리시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예는 전극 패드세트에 관한 것이다. 상기 전극 패드세트는, 하나 이상의 도전성 패드가 전기 신호를 수신하도록 구성되는 복수의 도전성 패드와, 상기 도전성 패드들을 결합하는 전기 도전성 재료를 포함한다. 상기 복수의 도전성 패드는 지정된 구성으로 배열된다.
바람직하게는, 상기 전기 도전성 재료의 적어도 일부분은 상이한 체격의 환자를 수용하도록 조정될 수 있다. 상기 전극 패드세트는 하나 이상의 파우치를 더 포함하며, 각각의 상기 파우치가 환자를 수용하는데 필수적이지 않은 과잉의 전기 도전성 재료를 유지한다. 바람직하게는, 상기 하나 이상의 파우치는 상기 도전성 패드 위에 위치된다. 상기 전극 패드세트는, 각각의 상기 파우치에 결합되어 상기 전기 도전성 재료가 폴드 포인트에서 주름지는 것을 방지하는 하나 이상의 주름 방지 디바이스를 더 포함한다. 바람직하게는, 상기 전극 패드세트는, 상기 전기 도전성 재료가 의도하지 않게 각각의 상기 파우치를 빠져나오는 것을 방지하는 부착 디바이스를 더 포함한다.
바람직한 실시예에서, 각각의 상기 파우치는 양쪽 단부가 개방되어 있다. 바람직하게는, 상기 전기 도전성 재료는 각각의 상기 파우치 내에서 복수회 접혀지도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 상기 전극 패드세트는 단일 유닛이다. 상기 전극 패드세트는, 상기 패드세트를 환자 상에 정확하게 배치하는데 도움을 주기 위한 아트워크(artwork), 기호, 및 표식 중의 하나 이상을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 전극 패드세트는 전기 바이오임피던스(흉부, 심장 등), 심전도 검사(ECG), 뇌파 검사(EEG), 및 근전도 검사(EMG) 신호 중의 하나 이상을 획득하도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 상기 전기 도전성 재료는 증기 투과 재료 또는 길이의 조정이 가능한 와이어의 세트이다. 바람직하게는, 상기 패드세트는 사극성 경흉부 바이오임피던스 신호의 하나 이상의 채널을 획득하도록 구성된다. 바람직하게는, 2개 이상의 바이오임피던스 채널이 있으며, 상기 바이오임피던스 채널은 서로 0도와 90도 사이의 각도로 배향된다. 바람직하게는, 상기 패드세트는 바이래터럴 경흉부 바이오임피던스 신호를 획득하도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 지정된 구성은 해부학적으로 환자에 대응한다.
바람직하게는, 상기 전극 패드세트는 단일 피스트의 재료로 구성되고, 배치의 용이 및 일관성을 위해 고정된 구성으로 펼쳐지는 전극을 갖는다. 전극의 배치의 일관성은 전극 어레이로부터 정확한 신호를 획득하기 위해 바람직하다.
바람직하게는, 전기 전극 패드세트는 커넥터로 트렁크 케이블과 연결되며, 이것은 편리하고 슬림하며 스냅 피트 연결을 제공한다.
바람직하게는, 패드세트는 특정한 레벨 위의 연결해제 힘을 제공하도록 구성되며, 스퀴즈(squeeze)될 때에 용이하게 해제 가능한 연결을 제공하고 이에 의해 스냅 연결을 해제한다.
바람직하게는, 커넥터는 컴팩트하며, 종래의 커넥터보다 훨씬 작은 크기로 제세동(defibrillation) 동안의 아크방전(arcing)을 방지하기 위해 도전성 요소들 간의 절연을 제공한다.
바람직하게는, 패드세트는 추후의 사용을 위해 환자/패드세트 특정 정보를 저장하고 전송할 수 있는 패시브형 메모리칩에 연결된다.
바람직하게는, 패드세트는 추후의 사용을 위해 환자/패드세트 특정 정보를 저장하고 전송할 수 있는 파워 소스, 메모리 및 무선 통신 디바이스에 연결된다.
본 발명의 다른 실시예 및 장점은 그 일부분이 아래의 상세한 설명에 기술되어 있으며, 이러한 상세한 설명으로부터 명백하게 될 수 있거나, 또는 본 발명의 실시로부터 습득될 수 있다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 일례로서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 전극의 실시예의 사진이다.
도 2a 내지 도 2h는 다양한 길이의 전극 패드세트의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 3은 파우치 내에 2회 접혀진 인쇄 필름(printed film)의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 4는 파우치 내에 복수 회 접혀진 인쇄 필름의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 5는 파우치에 용접된 인쇄 필름의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 6은 폴딩 가이드 디바이스(folding guide device)를 갖는 인쇄 필름의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 7은 전극 위에 위치된 파우치를 갖는 패드의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 8은 개방 단부 파우치(open-ended pouch)를 갖는 패드세트의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 와이어 커넥터를 갖는 패드세트의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10c는 방향성 개구부(directional opening)를 갖는 파우치의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 11은 파우치 내의 와이어의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 12는 와이어 크기에 매칭하기 위한 크기의 와이어 개구부의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 13은 커넥터의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 14는 커넥터의 기계적 드로잉(mechanical drawing)의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 15는 전극으로 향하는 플라스틱 커넥터 및 트레이스의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 16은 커넥터와 트렁크 케이블(trunk cable)의 상이한 레벨의 삽입의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 17은 트렁크 (환자) 케이블의 기계적 드로잉의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 18은 커넥터를 통해 칩에 전원을 공급하고 통신하도록 적합화되는, 패드세트의 배면 상에 설치된 칩의 실시예를 도시하는 도면이다.
도 19는 패드세트의 표면 상의 무선 통신/메모리칩(예컨대, RFID)의 실시예를 도시하는 도면이다.
여기에서 구체화되고 폭넓게 설명되는 바와 같이, 본 명세서에서의 개시 내용은 본 발명의 상세한 실시예를 제공한다. 그러나, 개시된 실시예는 단지 본 발명의 예시일뿐이며, 본 발명은 다양하고 대안의 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 구체적인 구조적 및 기능적 세부구성은 본 발명을 제한하려는 것이 아니며, 청구항들에 대한 토대를 제공하고, 당업자로 하여금 본 발명을 다양하게 채용하도록 하기 위한 교시를 위한 대표적인 토대를 제공한다.
의료 전극은 현재 전극 세트로부터 나오는 모든 리드를 위해 부피가 큰 전용의 커넥터를 이용한다. 복수의 리드를 핸들링하고 트렁크 케이블 내지 모니터 간에 전기 접속이 이루어지게 함에 있어서의 슬림하고 용이한 인터커넥트를 제공하는 커넥터를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 환자에게 어떠한 단단한 에지를 가하지 않는 슬림한 로우 프로필 커넥터를 환자에 그리고 환자 주위에 갖는 것이 바람직하다. 또한, 포지티브 스냅 연결(positive snap connection)을 제공하는 연결 시스템을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 커넥터를 포지티브식으로 연결해제되도록(to be positively disconnected) 하기 위해 사용자가 커넥터를 스퀴즈(squeeze)하도록 요구하는 커넥터를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 커넥터가 사용자에 의해 스퀴즈되지 않은 때에도, 연결해제 힘이 특정한 레벨을 초과하는 때에는 커넥터가 연결해제될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 케이블이 무언가에 걸리거나(a cable gets tripped over) 또는 모니터링 장비가 이동되는 때의 상황에서, 특정한 힘 이상으로 당겨질 때에는 연결이 해제되는 것이 바람직하다. 이 연결해제 힘은 환자 잡아당김 및 모니터링 장비를 부주의하게 부딪히게(knock) 하는 위험을 제거하도록 작용할 것이다.
분주한 병원 환경에서는, 의료계 종사자가 환자에 대해 기한이 지나거나 또는 부적절한 패드세트(예컨대, 전극의 세트)를 선택하고 사용할 수도 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 지금까지는(historically), 병원 장비 및 공급품이 주의 깊게 라벨링되거나 및/또는 색상이 입혀진다(color-coded). 이러한 대책이 사람의 실수의 가능성을 최소화하기는 하지만, 문제점을 완전하게 제거하지는 못한다. 그 해법은, 패드세트가 부적절하게 사용되는지의 여부 및 패드세트가 부적절하게 사용되는 때를 인지하거나, 패드세트의 유통 기한(expiration date)이 경과하였는지의 여부를 인지하거나, 또는 패드세트가 못쓰게 되었고 이러함 문제점을 최종 사용자(의료인(healthcare provider))에게 통신하는지의 여부를 인지하는 것이다.
장비가 최적의 성능을 위해 환자-특정 캘리브레이션(patient-specific calibration)에 의존하는 때 및 이러한 캘리브레이션을 획득하는 것이 시간을 소요하는 때에는, 커스텀 모니터링 파라미터에 특정되는 전극을 이용함에 있어서의 문제가 있고, 간혹, 환자가 상이한 병원 부서(예컨대, OR, ICU, PACU 또는 MRI)들 사이에서 이동되어야 하며, 캘리브레이션 데이터를 유지하는 모니터링 장비를 환자와 함께 이동하는 것이 항상 실현 가능한 것은 아니다. 그 해법은, 환자에 부착되어 유지되는 것이 바람직한 패드세트에 캘리브레이션 정보를 통합하여, 환자가 새로운 유닛(예컨대, PACU)에 도착하는 때에, 캘리브레이션이 병상측 모니터에 즉각적으로 전송되도록 하는 것이다.
EKG와 같은 현재의 전극은 적용하기가 곤란할 수 있고, 환자에게 위치되는 때에 번거로운 것이 될 수 있다. 멀티 센서 전극은 정확한 해부학적 랜드마크(anatomical landmark)에 적용하기가 곤란할 수 있으며, 간호사는 균일하고 지속적인 양상으로 전극을 적용하기 위한 시간 및 인내심을 갖기가 힘들 수도 있다. 신체에 적용될 수 있고, 환자의 체격에 적합화 가능하고, 신체에 위치될 때의 그래픽적인 지시 및 자체 정렬에 의한 적절한 배치를 제공하는 전극을 갖는 것이 이롭다.
도 1은 전극 패드세트의 일실시예를 도시하고 있다. 전극 패드세트는 단일 피스의 재료 상에 배치되는 복수의 환자-접촉 도전성 패드(100)를 포함하는 단일 유닛인 것이 바람직하다. 또 다른 실시예에서는, 복수의 피스의 재료가 함께 하나의 유닛으로 합쳐진다. 패드세트는, 이러한 것으로만 한정되지는 않는, 전기적 바이오임피던스(electrical bioimpedance)(흉부, 심장 또는 기타), 심전도 검사(electrocardiography, ECG), 뇌파 검사(electroencephalography,　EEG), 및 근전도 검사(electromyography, EMG)를 포함하는 생체 전기 신호(bioelectrical signal)를 획득하기 위해 특정한 구성으로 환자에게 위치되도록 적합화된다. 구체적인 전극 위치 및 배향으로 사전 구성되어 있는 패드세트의 능력을 도 1에서 알 수 있다. 도 1은 전극 센서 어레이를 위해 직교 배열이 이용되는 예를 보여주고 있다. 바람직하게는, 패드세트는 전극을 해부학적 관련 구성(anatomically relevant configuration)으로 환자에게 배치한다. 예컨대, 하나 이상의 도전성 패드가 환자의 중간-쇄골선(mid-clavicular line)에 연결될 수 있고, 하나 이상의 도전성 패드가 환자의 중간-겨드랑이선(mid-axillary line)에 연결될 수 있고, 하나 이상의 도전성 패드가 환자의 칼돌기(xiphoid process)에 연결될 수 있다. 패드세트는 또한 상이한 구성으로 환자에게 부착될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 패드세트는 하나 이상의 환자 트렁크 케이블에 부착하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 패드세트는 환자에게 패드세트를 정확하게 배치하는데 도움을 주기 위해 아트워크(artwork), 심볼 또는 기타 표식을 포함한다. 패드세트는 바람직하게는 위생처리 및 살균될 수 있는 플라스틱, 파이버, 나일론, 또는 기타 의료용 재료로 구성된다.
패드세트는 바람직하게는 상이한 체격 및 신체 타입의 환자에게 맞추기 위해 길이가 조정되는 전극 패드들 사이의 재료의 하나 이상의 스트립을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 재료는 환자의 피부가 호흡하고 치유하도록 하는 증기 투과 재료(vapor transmission material)이다. 예컨대, 재료는 신체에 대해 플렉서블하고 신체의 윤곽을 따르는 직물같은 인쇄 서킷(cloth-like printed circuit)(붕대와 유사한)일 수 있다. 바람직하게는, 전극 패드들 사이의 재료의 에지는 날카로운 에지를 최소화하도록 형성된다(예컨대, 레이저 커팅을 통해). 바람직하게는, 재료의 에지는 패드세트를 환자에게 부착하기 위해 사용되는 접착 재료를 지나 연장하지 않는다.
일실시예에서, 패드세트는 상이한 신체 부위에 맞추도록 조정 가능하다. 또 다른 실시예에서, 패드들 사이의 재료는 그 재료가 연장할 때에 텐션을 가하지만, 사용자가 재료를 스트레칭하는 것을 중지한 때에는 텐션을 가하지 않는다. 예컨대, 재료는 탄성 밴드, 라이크라(lycra), 또는 기타 스트레치 가능한 재료일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 패드들 사이의 재료는 텐션을 가하며, 그러므로 재료를 신체에 근접하게 유지한다. 플렉서블하고, 로우 프로필이며, 일반적으로 매우 적은 공간을 이용하는 단일 와이어 케이블과는 달리, 인쇄 필름 전극은 최소의 다방향성 가요성을 갖고, 따라서 환자 내에 그리고 환자 주위에 과도한 길이의 재료를 수용하는 능력에 있어서 제한된다. 또 다른 실시예에서, 패드들 사이의 재료는 커다란 신체 부위 또는 커다란 환자를 수용하기 위한 크기로 되며, 과잉의 재료가 방해가 되지 않도록 과잉의 재료를 유지하고 담아두기 위한 패드세트 상의 방책(provision)(예컨대, 파우치)이 있다. 파우치 설계는 과도한 길이의 재료의 로우 프로필 저장을 제공하며, 또한 재료가 사용자 친화적인 방식으로 환자와 상호작용하도록 이 재료의 딜리버리 및 지오메트리를 자동으로 관리한다. 바람직하게는, 파우치는 패드세트의 배열을 간략화하기 위해 전극 위에 위치된다(도 7을 참조). 이에 부가하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 파우치는 양쪽 단부가 개방될 수 있다. 파우치의 양쪽 단부가 개방됨에 의하여, 서킷이 파우치의 어느 한쪽의 단부에서의 재료의 폴드 포인트(fold point)에서 완만한 반경(gentle radius)으로 비신장 상태(non-elongated state)로 저장되게 한다. 폴드 포인트가 파우치 내에 유지되면, 재료가 폴트 포인트에서 증가할 것이고, 이에 의해 서킷에 손상을 입힐 수도 있다.
도 2a 내지 도 2h는 과잉의 인쇄 필름을 유지하기 위해 파우치(200)를 갖는 패드세트의 실시예를 도시한다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 인쇄 필름은 전극들 사이의 거리를 증가시키기 위해 파우치로부터 추출될 수 있다. 도 3은 파우치로부터 추출되는 인쇄 필름의 절단도(cut away view)를 도시한다. 바람직하게는, 인쇄 필름은 파우치 내에서 여러 번 접혀진다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄 필름은 2번 접혀진다. 그러나, 인쇄 필름은 4번, 6번 또는 8번 접혀져서 복수층의 인쇄 필름을 야기한다(도 4를 참조). 바람직하게는, 인쇄 필름은 패드세트를 길어지게 하기 위해서는 파우치로부터 내보내질 수 있고, 패드세트를 짧게 하기 위해서는 파우치에 다시 삽입될 수 있다.
패드세트를 연장할 때에는 2가지 문제점이 발생할 수 있다. 먼저, 층들 간의 마찰에 의하여, 파우치로부터 한 번에 하나의 층이 빼내어 지지 않고, 파우치로부터 인쇄 필름의 복수의 층이 동시에 빼내어 질 수도 있다. 이와 같이 복수의 층이 빼내어 지는 것을 방지하기 위해서는, 중간층이 파우치 출구에 근접한 위치에서 파우치에 직접 부착되고, 또 다른 층과 파우치를 빠져나오지 않도록 중간층을 방향성이 있게(directionally) 유지할 수 있다. 예컨대 도 5는 파우치에 용접된 중간층을 갖는 파우치를 도시하고 있으며, 이것 또한 사용자가 인쇄 필름을 파우치 밖으로 완전하게 잡아당기는 것을 방지한다. 두번째로, 인쇄 필름을 접는 것은 서킷에 손상을 주고, 서킷을 작동하지 않게 할 수 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위해, 서킷의 접힘이 소형 피스의 폼(small piece of foam) 또는 다른 안내 디바이스의 사용에 의해 파우치의 출구에서 조절될 수 있으며, 이것은 폴딩 포인트에서 인쇄 필름을 보호하기 위해 반경을 유지하도록 작용한다. 폼은, 도 6에 도시된 바와 같이, 서킷에 손상을 입히지 않고서도 인쇄 필름을 자신의 반대쪽으로 접혀지게 한다.
도 9a 및 도 9b는 패드세트의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 9a 및 도 9b의 실시예에서, 하나의 와이어(900) 또는 한 세트의 와이어가 전극들을 연결한다. 바람직하게는, 파우치(200) 또는 와이어 저장 디바이스가 과잉의 와이어(900)를 유지하기 위해 하나 이상의 전극 위에 위치된다(도 11에 도시된 바와 같이). 예컨대, 도 9a에서, 전극들은 함께 더 근접하게 위치되어 전극들 사이에 더 적은 와이어가 있게 된다. 그러므로, 과잉의 와이어는 전극 위에 위치된 파우치에 저장된다. 한편, 도 9b에서, 전극들은 더 떨어져 위치되어 전극들 사이에 더 많은 와이어가 있게 된다. 플렉서블한, 클로즈드-셀, 몰디드 폼(flexible, closed-cell, molded foam)은 바람직하게는 파우치를 생성하기 위해 이중 전극(double electrode)의 상단부를 덮고, 몸체의 윤곽을 따르는(conform to contours of the body) 능력을 갖는 것이 바람직하다. 와이어의 끝에 있는 이중 전극은 환자의 흉곽(rib cage) 주위에 맞게 되고, 용접된 와이어링을 수용할뿐만 아니라 환자를 따르고 환자에 밀착(stick)할 수 있는 것이 바람직하다.
이에 부가하여, 도 10a 내지 도 10c에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 전극들을 연결하기 위해 와이어를 이용하는 것은 와이어로 하여금 우측, 중앙 또는 좌측으로 가리키는 능력을 갖는 상태로 "헤드" 전극의 상단부를 빠져나오도록 한다. 이것은 예컨대 간호사 또는 의료인이 전극 리드를 환자의 신체에 위치시키고 이 전극 리드를 환자의 신체로부터 위로 멀어지게 향하게 할 수 있도록 출구 구멍에 노치(notch)를 통합함으로써 달성될 수 있으며, 이로써 환자의 어깨에서부터 트렁크 케이블까지의 연결이 병상에서 돌아눕고 있는 환자로부터 잡아당겨지는 것으로부터 안전하게 된다. 노치(notch) 또는 와이어 포트(wire port)가 도 12 및 도 13에 도시되어 있다. 노치의 크기는 와이어의 크기와 상당히 부합하는 것이 바람직하며, 그에 따라 노치는 전극 내부에 대한 와이어의 밀어넣음과 잡아당김을 제어할 수 있다.
바람직하게는, 와이어 커넥터는 조정 가능하고(예컨대, 비만인 사람에게 맞추도록 확장 가능하고) 내구성이 있다. 예컨대, 환자가 다른 쪽으로 돌아 누울 수 있고, 파우치가 전극을 보호할 것이다. 바람직하게는, 와이어는 수술 지점을 돌아서 진행될 수 있다. 와이어는 하우징 내로 다시 밀어넣어질 수 있고, 하우징으로부터 내보내지는 제어된 길이를 갖는 것이 바람직하다(예컨대, 와이어가 부주의하게 헐거워지지 않음). 5개, 3개 또는 2개의 와이어가 절연체(insulation)에 의해 연결된 평탄 리본(flat ribbon)으로 조직화될 수도 있으며, 또 다른 개수의 와이어가 있을 수도 있다. 바람직하게, 와이어는 피부에 대해 편안함을 줄 수 있고, 날카로운 에지를 나타내지 않는다.
도 18 및 도 19에 도시된 또 다른 실시예에서, 패드세트는 교정 데이터, 제품 데이터(production data) 등을 포함하고 있는 메모리칩을 포함한다. 메모리칩은 패시브형(예컨대, RFID, SSD) 또는 액티브형(예컨대, Bluetooth, ZigBee)일 수 있으며, 통합된 파워셀(power-cell)에 의해, 패드세트 케이블에 의해, 또는 비접촉식 유도성 파워 소스에 의해 전원이 공급될 수 있다. 메모리칩은 개별 패드세트 시험 및 이들 시험으로부터 예상되는 결과로 프로그램될 수 있다. 환자에 연결된 때에, 패드세트는 모니터링 장비와 통신하고, 어떠한 내부 시험이 행해져야 하는지와 어떠한 결과가 있어야 하는지를 지시하는 것이 바람직하다. 미스매치가 있으면, 사용자에게 메시지가 전달되는 것이 바람직하다. 예컨대, 정상적인 환자를 위한 패드세트를 비만 환자에게 연결함에 있어서, 패드세트는 측정된 임피던스의 수용 가능한 범위에 관한 정보를 포함하며, 판독치가 이 범위에서 벗어나면, 디바이스가 에러를 디스플레이하거나, 또는 이와 달리, 패드세트가 자신의 보호 패키지 바깥에 있고, 공기에의 노출에 의해 도전성 젤이 건조되면, 디바이스가 에러를 디스플레이할 수도 있다. 수용 가능한 임피던스의 내부 프로그램된 범위는 패드세트가 환자에게 부착된 때의 정확한 시간/일자를 메모리칩이 저장할 수 있다는 것을 식별하기 위해 이용되는 것이 바람직하다. 예컨대 24시간 후에, 메모리칩은 패드세트를 교체하도록 사용자에게 알려줄 수 있다.
메모리칩은 개별 환자 데이터(예컨대, 환자 연령, 성별, 키, 체중, BMI, 캘리브레이션 대 벤트 또는 폐활량계(vent or spirometer))를 저장할 수 있고, 하나의 모니터링 장비(예컨대, OR에 있는)로부터 언플러그되면, 이들 데이터를 또 다른 모니터(예컨대, PACU에 있는)에 즉각적으로 전송하여 환자 치료의 최대 지속성을 보장할 수 있다. 이 적응성(adaptability)은 캘리브레이션 데이터 및 장비가 병원 곳곳에 있는 의사(clinicians)에게 용이하게 이용 가능하지 않으므로 유용하다.
일실시예에서, 전극 패드는 사극성 경흉부 바이오임피던스 신호(tetrapolar transthoracic bioimpedance signal)를 획득하도록 배치되며, 여기서 몇몇 전극 패드는 시뮬레이팅 전류를 주입하기 위해 이용되고, 다른 몇몇 전극들은 결과 전압을 판독하기 위해 이용된다. 또 다른 실시예에서, 전극 패드는 사극성 경흉부 바이오임피던스 신호의 복수의 채널을 획득하도록 배치된다. 이 실시예는 별도의 채널이 동일한 전류-주입 전극을 공유하거나 또는 별도의 전류-주입 전극을 갖는 구성에 적용된다. 또한, 바이오임피던스 채널은 서로 0도와 90도 사이의 각도로 배향될 수 있다.
일실시예에서, 전극 패드는 대략 45도 각도로 배열된 1차 바이오임피던스 채널과 2차 바이오임피던스 채널이 있도록 배열된다. 이 실시예에서, 1차 채널은 2개의 전류-주입 전극 및 2개의 전압-감지 전극을 포함하고, 이들 전극은 2개의 전압-감지 전극이 2개의 전류-감지 전극들을 연결하는 가상의 선에 근접하게 자리잡도록 배열된다. 2차 채널은 2개의 전압-감지 전극을 포함한다. 일실시예에서, 2차 채널은 전류-주입 전극을 갖지 않는다. 일실시예에서, 2차 채널은 전용의 전류-주입 전극을 갖는다. 일실시예에서, 전압-감지 전극 중의 하나가 1차 채널과 2차 채널 간에 공유된다.
일실시예서, 전극 패드는 바이래터럴 경흉부 바이오임피던스 신호(bilateral transthoracic bioimpedance signal)를 획득하도록 배열된다. 이 실시예에서, 둘 모두의 채널은 흉골절흔(sternal notch) 바로 아래에 위치된 하나의 전압-감지 전극과 하나의 전류-주입 전극을 공유한다. 각각의 채널은 흉부의 어느 한쪽 상의 중간-겨드랑이선 상에 위치된 자기 자신의 전압-감지 전극과 전류-주입 전극을 갖는다.
일실시예에서, 전극 패드세트의 커넥터에 트렁크/환자 케이블을 부착하는 방법이 기술된다. 부착 방법은 플라스틱 커넥터 하우징(도 14 및 도 15에 도시됨)을 붙잡고(pinching), 하우징(도 16에 도시된 바와 같이)을 트렁크 케이블 연결부(도 17에 도시된 바와 같이)에 삽입함으로써 이루어지는 것이 바람직하다. 연결부는 스냅 연결부인 것이 바람직하지만, 다른 연결 방법이 이용될 수 있다. 플라스틱 커넥터는 얇은 것이 바람직하며, 재사용 가능 트렁크 케이블에서의 리세스 내로 스냅되는 특징부를 갖는다. 스냅 특징부는 트렁크 케이블 커넥터에 대해 슬라이드하는 커넥터로부터 돌출하는 작은 램프인 것이 바람직하다. 연결 과정 동안, 뾰족한 삼각형 특징부인 것이 바람직한 램프의 단부가 트렁크 케이블의 리세스와 맞물려서, 클릭 및 연결을 발생한다. 사용자의 손가락이 커넥터로부터 제거되는 때에, 2개의 플랩(flap)이 플라스틱 필름 서킷으로부터 멀어지게 이동하고, 트렁크 케이블 커넥터에 기대어 거치(rest against the trunk cable connector)되는 것이 바람직하다. 사용자의 손가락이 커넥터를 제거하도록 가해지는 때에, 램프 특징부는 리세스로부터 멀어지도록 이동하는 것이 바람직하며, 커넥터가 제거될 수 있다.
플라스틱 커넥터는 서킷의 단부를 위한 하우징이고, 컨택들이 더 작은 면적으로 만나게 하기 위한 공간을 제공하는 것이 바람직하다. 커넥터는 전체 전극 패드세트 시스템을 위한 간략화된 단일 엔트리 포인트인 것이 바람직하다. 커넥터의 모든 부분의 에지는 트레이스에서 에치 어웨이(etch away)하지 않도록 라운딩되어 있는 것이 바람직하다. 커넥터의 내부는 트레이스와 컨택을 서로 떨어져 있게 유지하는 특징부를 갖는 것이 바람직하다. 커넥터는 부착 또는 탈착 동안의 데미지로부터 서킷을 보호하는 것이 바람직하다. 커넥터는 전극을 향하여 외측으로 펼쳐지고(fan outward), 붙잡는 손가락이 잡기 위한 더 많은 표면적을 제공하는 것이 바람직하다. 커넥터는 2개의 맞물림 디바이스를 가지며, 그 중 하나는 여기에서 설명된 램프이고, 다른 하나는 커넥터의 다른 측 상의 돌기부인 것이 바람직하다. 맞물림 디바이스는 커넥터가 잘못된 배향으로 삽입되면 연결이 이루어지지 않게 하는 것이 바람직하다.
플라스틱 커넥터는 필름 서킷 및 크림프 컨택(crimp contact)이 삽입되는 슬롯을 포함하는 것이 바람직하다. 슬롯은 또한 디바이스를 붙잡은 때에 커넥터의 2개의 단부를 그 쪽으로 이동시키기 위한 공간을 생성하는 것이 바람직하다.
플라스틱 커넥터는 또한 커넥터 내부의 각각의 섹션을 분리시킴으로써 별도의 도전성 요소의 고립을 제공하는 것이 바람직하다(도 14에 도시된 바와 같이). 각각의 도전성 요소는 필수적인 기계적 및 전기적 고립을 제공하는 자기 자신의 고립된 격실(compartment)을 갖는 것이 바람직하다. 이 고립은 디바이스가 의료적 사용을 위한 제세동 검사(defibrillation test)를 성공적으로 통과시키도록 하기 위해 높은 절연 내성(high dielectric withstand)을 달성하는 설계를 유지한다.
본 발명의 기타 실시예 및 용법은 본 명세서에 개시된 발명의 실시 및 명세서의 고려로부터 당업자에게는 명백하게 될 것이다. 공개 문헌, 미국 및 기타 외국 특허 및 특허 출원을 포함한 본 명세서에서 인용된 모든 참고자료는 원용에 의해 구체적으로 그리고 전체적으로 통합되는 것으로 한다. 본 발명의 상세 및 예는 단지 예시로만 고려되는 것이며, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 이하의 청구항들에 의해 정해진다. 또한, "~을 포함하는"이라는 표현은 "~으로 이루어지는"의 의미와 "근본적으로 ~으로 이루어지는"의 의미를 포함한다.

Claims (15)

  1. 전극 패드세트로서,
    하나 이상의 도전성 패드는 전기 신호를 방출하도록 구성되고 하나 이상의 다른 도전성 패드는 전기 신호를 수신하도록 구성된, 복수의 도전성 패드;
    도전성 패드들을 서로 결합하는 조정될 수 있는 전기 도전성 재료; 및
    상기 전극 패드세트를 전기 케이블에 결합하도록 구성된 커넥터
    를 포함하고,
    상기 커넥터는
    상기 전극 패드세트에 결합되는 수형 커넥터(male connector), 및
    상기 전기 케이블에 결합되는 암형 커넥터(female connector)를 포함하고,
    상기 수형 커넥터는,
    상기 암형 커넥터에 맞물리도록 구성된 돌기부,
    상기 돌기부를 상기 암형 커넥터에 맞물리게 하고 힘에 의한 가요성 날개부(flexible wing)의 누름(depression) 시에 상기 암형 커넥터로부터 해제되게 하도록 구성되는 한 쌍의 가요성 날개부로서, 상기 가요성 날개부가 눌려지지 않을 때에는 잠금 위치(locked position)를 유지하는, 한 쌍의 가요성 날개부, 및
    지향 키(orientation key)를 포함하고,
    상기 수형 커넥터가 상기 암형 커넥터에 맞물릴 시에, 전기 서킷이 형성되는, 전극 패드세트.
  2. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 파우치를 더 포함하고, 각각의 파우치는 환자를 수용하는데 필수적이지 않은 과잉의 전기 도전성 재료를 유지시키는, 전극 패드세트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 파우치는 도전성 패드 위에 위치되는, 전극 패드세트.
  4. 제1항에 있어서,
    각각의 파우치에 결합되어 상기 전기 도전성 재료가 폴드 포인트(fold point)에서 주름지는 것을 방지하는 하나 이상의 주름 방지 디바이스(anti-creasing device)를 더 포함하는, 전극 패드세트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기 도전성 재료가 의도하지 않게 각각의 파우치를 빠져나오는 것을 방지하는 부착 디바이스(fixating device)를 더 포함하는, 전극 패드세트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전극 패드세트는 전기 바이오임피던스(흉부, 심장 등), 심전도 검사(electrocardiography, ECG), 뇌파 검사(electroencephalography,　EEG), 및 근전도 검사(electromyography, EMG) 신호 중의 하나 이상을 획득하도록 구성되는, 전극 패드세트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전극 패드세트는 사극성 경흉부 바이오임피던스 신호(tetrapolar transthoracic bioimpedance signal)의 하나 이상의 채널을 획득하도록 구성되는, 전극 패드세트.
  8. 제1항에 있어서,
    2개 이상의 바이오임피던스 채널이 있으며, 상기 바이오임피던스 채널은 서로 0도와 90도 사이의 각도로 배향되는, 전극 패드세트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전극 패드세트는 바이래터럴 경흉부 바이오임피던스 신호를 획득하도록 구성되는, 전극 패드세트.
  10. 제1항에 있어서,
    메모리칩을 더 포함하는, 전극 패드세트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 메모리칩은 캘리브레이션 데이터, 제품 데이터(production data), 환자 데이터, 유통 기한 데이터(expiration date data), 및 패드세트 데이터 중의 하나 이상을 저장하는, 전극 패드세트.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전극 패드세트는 1회용(disposable)이고, 상기 전기 케이블은 재사용 가능한 것인, 전극 패드세트.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 돌기부는 삼각 램프(triangular ramp)이고, 상기 암형 커넥터는 상기 삼각 램프를 맞물도록 구성된 리세스를 포함하는, 전극 패드세트.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 커넥터의 맞물림 동안 트레이스와 컨택을 분리시키는, 전극 패드세트.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 환자에 해부학적으로 대응되는 지정된 구성에 위치되도록 구성되는, 전극 패드세트.
KR1020197010457A 2012-09-07 2013-09-09 전극 패드세트 KR20190040385A (ko)

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