KR20200071897A - IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수액량 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 수액백의 중량에 따른 저항정보를 획득하여, 외부 단말기로 전송하는 RM 유닛; 환자 정보에 매칭되는 코드 정보를 제시하는 아암 밴드; 아암 밴드의 코드 정보를 센싱하여, 외부 단말기로 송신하는 코드 리딩 유닛; 및 i) 저항 정보를 수신하고 분석하여 수액백의 컨디션을 모니터링하며, ii) 코드 정보에 매칭된 환자 정보에 수액백의 컨디션 정보를 연결시키는 모니터링 유닛을 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템{System for monitoring weight of Ringer's solution based on technology of Internet of Things}
본 발명은 수액량 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 환자의 아암 밴드의 바코드의 인식과 더불어 링거 수액의 수액량을 정량적으로 측정함은 물론, 수액량의 다양한 오차의 제거를 통해 환자에게 할당된 수액의 교체 시기는 IoT(Internet of Things) 기반으로 자동으로 알려주는, IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템에 관한 기술분야이다.
2017년 6월 모 뉴스 보도에 따르면, 2017년 6월 기준의 국내 영양수액 시장규모는 1600억원에 달한다고 한다.
연간 성장폭을 고려하면 2020년에는 이보다 50% 정도 성장한 2200억원에 달할 것으로 업계는 추산하고 있다.
영양수액은 단백질, 미네랄, 비타민 등 영양성분을 복합적으로 제공하는 링거용 영양제이다. 음식 섭취가 어려운 환자의 영양보충이 본래 목적이지만, 최근에는 이에 국한되지 않고, 피로회복용 주사로 그 활용의 범위가 확대되고 있다.
영양수액의 공급은 일반 주사와는 달리, 환자가 일정 시간 동안 주사 바늘을 꽂고 지속적으로 수액을 체내로 유입되도록 하는 것인데, 이러한 과정에서 크고 작은 의료 사고가 발생될 수 있다는 문제점도 수반하고 있다.
링거 수액이 모두 체내로 투입되면, 역으로 혈액에 체외로 빠져나오거나, 외부의 이물질이 체내로 유입되는 등의 현상이 발생하기 때문에, 일정량 이하로 수액의 수위가 낮아지면, 해당 링거 수액을 제거해야 한다. 이러한 과정을 간호사가 경험에 의하여 예측을 하거나, 간호사, 환자 본인, 보호자 등이 해당 링거 수액을 지속적으로 관찰하고 관리해야 하는 불편한 점이 있었다.
이러한 링거 수액에 관한 불편 사항을 전산적으로 개선하기 위한 다양한 시도가 이루어졌다.
예컨대, "링거 수액 투여 감시 시스템(등록번호 제20-0325786호, 이하, 특허문헌1이라 한다.)"가 존재한다.
특허문헌1에 따른 고안은 병원 등에서 투여되는 링거의 무게를 측정하여 원격지로 전송하여 표시해 주는 링거 수액 투여 감시시스템을 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 상술한 목적을 달성하기 위한 특허문헌1에 따른 고안의 시스템은, 링거의 무게를 측정한 후 링거의 무게 정보를 데이터 신호로 변환하여 송출하는 링거거치대와, 상기 링거거치대가 송출한 상기 데이터 신호를 수신한 후 상기 링거거치대를 식별하는 식별자정보를 가지도록 데이터 변환하여 통신선로로 출력하는 제1선로접속장치;와, 상기 통신선로를 통해 상기 제1선로접속장치로부터 입력되는 데이터신호를 수신하여 접속된 원격감시장치로 출력하는 제2선로접속장치; 및 상기 제2선로접속장치로부터 출력되는 데이터 신호를 복호화하여 상기 식별자정보별로 상기 링거의 무게 데이터를 출력하는 원격감시장치;로 구성되어, 환자에게 수액이 투여되고 있는 링거의 무게를 간호사실 등의 원격지로 전송하여 표시하여 줌으로써, 링거 수액 투여상황을 용이하게 감시할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "링거 잔량 및 소요시간 표시기(공개번호 제10-2007-0093238호, 이하 특허문헌2라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌2에 따른 특허 공개정보의 경우, 환자의 링거 투여로서, 센서 측정으로 링거의 무게를 측정하여 링거의 잔량 및 소요시간을 표시하는 것을 특징으로 하는 링거 잔량 및 소요시간 측정기를 개시한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "링거 투여 관리 시스템 및 서버(공개번호 제10-2017-0071113호, 이하 특허문헌3이라 한다.)"도 존재한다.
링거 투여 관리 시스템이 제공된다. 본 발명의 실시 예에 따른 링거 투여 관리 시스템은, 링거 거치대에 구비되는 링거 투여 관리 시스템으로서, 의료제가 저장된 링거용기의 무게를 감지하기 위한 감지부, 단말장치와 통신하기 위한 통신부, 제어부, 및 상기 링거용기와 연결되어 상기 링거용기에 저장된 의료제가 지나는 링거호스를 압박할 수 있는 구동부를 포함하며, 상기 제어부는, 감지된 상기 링거용기의 무게가 일정 이하인 경우, 식별정보를 포함하는 알림신호가 상기 단말장치로 전송되도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 단말장치로부터 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 링거호스에 압박을 가하거나 압박을 제거함으로써 상기 의료제의 투여 속도를 제어하는 것을 개시한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "링거거치대(공개번호 제10-2004-0107765호, 이하 특허문헌4라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌4에 따른 특허발명은 병원 등에서 주사되는 링거의 무게를 측정하여 출력할 수 있도록 하는 링거거치대를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것으로서, 상술한 목적을 달성하기 위한 특허문헌4의 경우, 링거거치대는, 내측에 무게측정부와 신호송출부가 구비되는 케이스와, 상기 무게측정부에 부착된 상태로 케이스의 저부로 돌출되는 링거홀더와, 상기 케이스를 지지하는 폴대와, 수액투여를 차단하는 개폐기; 및 전원을 공급하는 배터리팩으로 구성되어, 환자에게 수액이 투여되고 있는 링거의 무게를 유무선데이터 신호로 변환하여 신호송출부를 통해 출력하며, 필요에 따라 경보신호를 출력하여, 수액투여를 차단할 수 있도록 동작되는 것을 개시한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "링거액 모니터링 장치(공개번호 제10-2016-0082841호, 이하 특허문헌5라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌5에 따른 기술적 사상의 경우, 일정 전압을 인가하는 전원과, 수액이 저장된 챔버의 양측면에 2개의 금속판을 형성하여 수액 방울의 낙하가 이루어지면 2개의 금속판 사이의 유전체에 따라 변화되는 정전용량을 측정하는 정전용량 센서와, 상기 정전용량 센서에서 측정된 정전용량을 주파수로 변환하여 주파수를 생성하는 주파수 생성부와, 상기 주파수 생성부에서 생성된 주파수의 변화를 검출하고 변화하는 주파수를 체크하여 점적율을 산출하는 메인제어부와, 상기 메인 제어부에서의 점적율 산출에 따라 산출되는 기술적 사상을 개시한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "링거액 소진 경보 장치(등록번호 제10-0802313호, 이하 특허문헌6이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌6의 경우, 링거액 소진 경보 장치를 제공하기 위한 것으로, 일정 전압을 가압하는 전원과; 상기 전원에 의해 발생된 전압으로 발광조도 제어부에 의해 발광조도가 조정되어 링거액이 담겨지는 튜브를 향하여 빛을 발광하는 발광부와; 상기 발광부로부터 발광되는 빛을 수광하고 수광되는 빛의 감도는 수광감도 제어부에 의해 조정됨으로써, 링거액이 튜브 안에 채워져 있을 경우와 링거액이 소진되었을 경우 튜브를 통과하는 빛의 굴절률 차이에 의해 서로 다른 영역의 전압을 출력하는 수광부와; 튜브 안에 링거액이 채워져 있을 경우 출력되는 전압을 0V로 변환하여 출력하고, 링거액이 소진된 경우는 소정전압으로 변환하여 출력시키는 출력전압 변환부와; 상기 출력전압 변환부에서 소정전압이 출력되면 링거액이 소진되었음을 알려 경보신호를 출력하는 링거액 소진 알림부를 포함하여 구성되되, 상기 발광부와 수광부는 외부의 빛을 차단하여 상기 수광부는 발광부에서 발생되는 빛만을 수광하는 기술적 사상을 개시한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "수액 조절 장치 및 수액 조절 시스템(등록번호 제10-1854862호, 이하 특허문헌 7이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌7에 따른 발명의 경우, 수액 조절 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 초음파 센서를 이용하여 수액의 주입 속도를 측정하고, 측정된 수액의 주입 속도를 기준 속도와 비교하여 구동부를 통해 정확한 주입 속도로 조절할 수 있다. 또한, 수액의 누적 주입량을 수액 무게의 변화량과 비교하여 센서의 이상을 감지할 수 있는 기술적 사상을 개시한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "수액량 감지장치(등록번호 제10-1413945호, 이하 특허문헌 8이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌8에 따른 발명의 경우, 수액의 잔량을 감지하여 환자의 휴식을 보장하고 안전사고를 방지할 수 있는 수액량 감지장치에 있어서, 수액량 감지장치의 케이스 내측에 수액 잔량 목표값 및 최소 수액 잔량 목표값을 입력하는 입력부와 입력된 목표값과 현재 수액의 잔량 및 목표값에 도달하는 예상시간을 나타내는 표시부와 수액 잔량 목표값 및 최소수액 잔량 목표값을 저장하는 저장부와 수액의 무게를 측정하는 무게측정부와 측정된 수액의 무게 관련 정보를 외부로 송출하는 신호부와 수액 잔량 목표값 및 최소 수액 잔량 목표값에 도달했을 때 각각 경보음을 달리하여 경보를 발령하는 경보부와 무게측정부에서 측정한 무게를 토대로 수액의 잔량 및 목표값에 도달하는 예상시간을 계산한 후 이를 표시부, 신호부 및 경보부에 출력하는 제어부와 제어부를 통해 다른 구성요소들에게 필요한 전력을 제공하는 전원부를 포함하고, 케이스 중앙 상측에는 수액량 감지장치를 수액 거치대에 걸 수 있는 장치걸이를 포함하고, 침대에 누워있는 환자가 수액 잔량 및 수액 잔량 목표값 도달 예측 시간 등을 확인할 수 있도록 수액량 감지장치의 케이스와 유선으로 연결되는 리모콘을 더 포함하는 것을 개시한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "수액 모니터링 장치(등록번호 제10-1857608호, 이하 특허문헌 9이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌9에 따른 발명의 경우, 점적통에 장착되어 수액의 투입상황을 감지하는 수액 모니터링 장치에 관한 것이다.
특허문헌9에 따른 수액 모니터링 장치는 점적통을 감싸도록 설치되는 본체와, 상기 본체에 설치되며, 상기 점적통으로 낙하는 수액을 감지하는 광센서와, 상기 광센서의 감지정보를 수신하고, 수액의 투입속도, 수액의 잔량 정보를 분석하는 정보처리부를 포함한다. 상기 본체는 상기 점적통을 감싸도록 내부공간이 형성되어 있으며, 일측에 상기 내부공간과 연통되도록 상하로 연장되는 절개선이 형성되되, 상기 절개선의 폭은 상기 절개선을 통해 수액이 이동하는 튜브가 삽입될 수 있도록 형성되고, 상기 본체의 하부에는 상기 튜브에 고정되는 튜브고정부가 형성되어 있는 것이 바람직하다
또 다른 선행 특허문헌으로는 "수액소진 알림장치(공개번호 제특2003-0036451호, 이하 특허문헌10라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌 10에 따른 발명의 경우, 일정한 양의 수액이 저장되는 수액용기가 거취되어 상하 이동되는 수액지지대와, 상기 수액지지대의 위치를 검출하는 복수개의 센서를 포함하는 수액량센서부와, 상기 수액지지대에 거취되는 수액의 무게를 선택하여 입력하기 위한 선택버튼과 리셋버튼을 포함하는 설정부와, 상기 수액량센서부의 출력신호에 따라 일정한 경보를 출력하는 경보부와, 상기 설정부의 설정신호에 따라 상기 수액량센서부의 동작을 제어하고 상기 경보부의 동작을 제어하는 마이컴과, 상기 각부가 동작되도록 일정한 전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 전원부, 수액지지대, 수액량센서부 및 마이컴을 내장하고 전면에 상기 제어부의 동작을 상태를 표시하는 표시부와 상기 선택버튼이 형성된 본체케이스를 포함하는 것을 기술적 사상을 개시한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "수액유량 모니터링장치(공개번호 제10-2018-0015551호, 이하 특허문헌 11이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌11에 따른 발명의 경우, 수액세트의 점적통에서 낙하하는 점적을 감지하는 점적감지부와 점적통의 가속도와 기울기를 감지하는 모션감지부를 포함하는 점적 센서; 출력부가 포함되어 있는 모니터링부; 및 연산제어부를 포함하는 수액유량 모니터링장치에 관한 것으로, 상기 연산제어부는 상시 또는 미리 설정된 주기마다, 실측 유량(Qm)을 측정하여 상기 출력부에 표시하며, 상기 실측 유량(Qm)은 점적속도와 점적 부피로부터 산출하는데, 상기 모션감지부로부터 측정되는 점적통의 가속도가 미리 설정된 임계값을 초과할 때, 상기 가속도 임계값 초과 후 미리 설정된 시간(t) 이내에 낙하하는 점적은 실측 유량(Qm)을 산출하는 연산에 사용하지 않고, 상기 임계값 초과 후 미리 설정된 시간(t)를 초과한 후에 낙하하는 점적은 실측 유량(Qm)을 산출하는 연산에 사용하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액유량 모니터링장치를 제공한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "수액유량 자동 조절장치 및 수액유량 자동 조절방법(공개번호 제10-2015-0125484호, 이하 특허문헌12이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌12에 따른 발명의 경우, 수액유량조절기로 수액의 유량을 조절하도록 구성된 수액세트에 설치되어 목표 유량을 입력하기만 하면, 수액세트의 설치 상태를 1회의 유량 측정으로 획득한 후 수액세트의 설치 상태에 따른 수액의 유량과 수액유량조절기의 조절 위치 간의 상관 관계에 의거하여 수액유량조절기를 1회 조작함으로써 유량을 목표 유량에 자동으로 맞추며, 수액 투여 중에 유량을 모니터링하여 수액세트의 설치 상태 변동을 감지하고 수액세트의 설치 상태가 변동할 때마다 각각 수액유량조절기를 1회 조작하여 투여 중인 수액의 유량을 목표 유량으로 일정하게 유지하는 수액유량 자동 조절장치에 관한 것이다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "수액제 정맥주사상태 알람장치 및 그 제어방법(등록번호 제10-0922839호, 이하 특허문헌 13라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌13에 따른 발명의 경우, 환자에게 주사할 수액이 담겨진 수액저장용기의 외부에 설치된 고정걸이를 걸어 고정하는 걸이대와 상기 수액저장용기의 입구측에 삽입된 수액용 이송비닐관을 포함하는 수액주사장치에 있어서, 상기 수액저장용기외부 고정걸이가 걸이대에 걸릴 경우 그 전체 용기의 단위시간당 무게변화를 계산하여 주입속도와 주사 투입완료 예정시간을 산출하고, 설정된 속도 보다 더 빠르게 또는 더 느리게 수액이 주사될 경우, 그리고 용기의 무게가 설정된 기준치 이하로 내려갈 경우에 알람신호를 외부로 방출하는 주사량 알람장치부를 포함하여 구성되는 수액제 주사량 알람장치 및 그 제어방법을 제공한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "수액측정기 및 그 제어방법(등록번호 제10-1622157호, 이하 특허문헌 14이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌14의 경우, 수액이 담긴 수액용기의 무게에 의해 분류된 상기 수액용기의 규격 정보 및 상기 수액용기의 규격 정보에 따른 상기 수액의 무게 정보를 미리 저장하고, 투여해야 하는 수액이 담긴 수액용기의 무게를 측정하고 해당 무게에 대응하는 상기 수액용기의 규격 정보에 따라 상기 투여해야 하는 수액이 담긴 수액용기의 규격을 판별하고, 상기 투여해야 하는 수액이 담긴 수액용기의 규격에 대응하는 상기 수액의 무게 정보에 따라 상기 투여해야 하는 수액의 무게를 산출하고, 상기 투여해야 하는 수액이 담긴 수액용기에 수액세트가 연결되면 무게를 측정하고, 상기 투여해야 하는 수액이 담긴 수액용기에 수액세트가 연결된 무게에서 상기 투여해야 하는 수액의 무게를 감산한 값을 임계값으로 설정하고, 상기 투여해야 하는 수액이 담긴 수액용기에 수액세트가 연결된 무게와 상기 임계값을 비교하여 상기 투여해야 하는 수액의 투여 완료 여부를 판단하고 알람 경고를 수행하는 수액측정기의 제어 방법을 제공한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "수액팩의 무게변화 감지를 이용한 고정밀 수액 주입시스템 및 그 방법(공개번호 제10-2016-0053332호, 이하 특허문헌 15라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌15의 경우, 수액이 저장된 수액팩의 무게변화를 실시간으로 감지하는 무게감지유닛 및 상기 무게감지유닛에 의해 감지된 수액팩의 무게변화를 기초로 구동부를 제어하여 상기 수액을 인체에 공급하는 인퓨전 펌프를 포함하는 수액 주입시스템 및 그 방법을 제공함으로써 다양한 제조사 및 사이즈의 수액세트를 고정밀의 주입속도로 용이하게 사용할 수 있는 효과를 가진다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "원격 수액 모니터링 장치 및 이를 이용한 원격 수액 모니터링 시스템(공개번호 제10-2018-0043648호, 이하 특허문헌 16라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌16의 경우, 원격 수액 모니터링 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 본체 및 상기 본체의 하단에 구비되며 수액 용기를 연결하기 위한 거치부를 포함하는 모니터링 장치로서, 상기 본체는, 상기 수액 용기의 종류를 입력받는 입력 모듈; 상기 거치부를 통해 연결되는 수액 용기 및 수액의 중량을 측정하는 센서 모듈; 및 상기 입력 모듈에서 입력받은 수액 용기의 종류를 이용해 상기 센서 모듈에서 측정한 중량으로부터 추출된 수액의 잔여 중량이, 상기 수액의 최초 중량의 미리 정해진 비율 이하이면, 미리 설정된 디바이스로 신호를 전송하는 제어 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "원격 제어 및 관리가 가능한 주사액 제어시스템(공개번호 제10-2016-0097397호, 이하 특허문헌17이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌17의 경우, 링거 거치대의 상부에, 로드셀을 구비한 주사액 측정부를 장착하여, 주사액 저장부에 들어 있는 주사액량의 무게를 정기적으로 검출하는 주사액 제어부; 주사액 제어부로부터 주사액량의 무게를 수신하는 환자 휴대단말; 환자 휴대단말로부터 주사액량의 무게를 수신하고, 주사액량의 무게로부터 주사액 투여속도를 연산하는 메인서버; 메인서버로 부터 환자정보 및 주사액 투여속도를 포함하는 데이터를 수신하여, 화면상에 디스플레이 하는 의료진 휴대단말를 포함하여 이루어진 기술적 사상을 개시한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "자동 수액 조절 장치 및 시스템(공개번호 제10-2012-0076604호, 이하 특허문헌 18이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌18의 경우, 자동 수액 조절 장치 및 자동 수액 조절 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자동 수액 조절 장치는 무게 측정부와 수액 방울 감지부를 이용한 이중 감지를 통해 수액의 주입 속도를 정확하게 계산하고, 계산된 수액의 주입 속도와 요구되는 수액의 주입 속도를 비교하여 구동부를 통해 수액의 주입 속도를 조절하는 기술적 사상을 개시한다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "정밀한 약액 주입이 가능한 오토 클램프(공개번호 제10-2015-0129384호, 이하 특허문헌 19이라 한다.)"도 존재한다.
본 발명은 호스의 벌어짐 정도를 따라 낙하하는 약물의 속도를 자동으로 조정하는 오토 클램프에 관한 것으로, 좀더 자세히 설명하면 탄성력에 의해 가압되어져 있는 호스의 구경을 외측에 수직한 방향으로 설치되어 있는 구동대에 의해 컨트롤되어져 보다 적은 힘으로 호스의 벌림 정도를 컨트롤하여 정밀하게 약액이 주입할 수 있고, 안전하게 사용할 수 있도록 한 오토클램프에 관한 것이다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "LPWAN을 이용하는 수액관리 시스템 및 수액감시 단말기 및 수액관리방법(공개번호 제10-2017-0089120호, 이하 특허문헌 20라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌20의 경우, 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.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "낙하방식에 의한 주입량의 자동 조절방법 및 이를 위한 시스템(공개번호 제10-2015-0039083호, 이하 특허문헌 21이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌21의 경우, 수액의 위치에너지에 의한 낙하방식에 의하여 주사되는 약액/수액의 량을 컨트롤하는 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 일측에서 타측으로 통공된 제1수용부가 형성되어 있는 제1함체와, 상기 제1수용부와 연장되어 일측에서 타측으로 통공된 제2수용부가 형성되어 있는 제2함체를 힌지결합시켜 절첩되도록 구성하고, 이러한 제1함체 또는 제2함체에는 호스의 구경을 가압하여 떨어지는 약물의 양을 조절하는 구동부와, 절첩시 상기 제1수용부 및 제2수용부 안쪽에 수용되어 있는 챔버의 떨어지는 약물의 횟수를 감지하는 감지부 및 상기 감지부를 통해 확보된 정보를 토대로 상기 구동부를 컨트롤하여 균일한 속도와 양으로 약액이 낙하되도록 한 것이다.
또 다른 선행 특허문헌으로는 "링거 관리 장치, 운영 서버, 및 이들을 포함하는 관리 시스템(공개번호 제10-2017-0039337호, 이하 특허문헌 22이라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌22의 경우, 환자에게 투여되는 주사액의 잔량 및 진행 상태를 원거리의 관리자가 실시간 모니터링할 수 있도록 하는 한편, 주사액의 투여 속도을 조절할 수 있는 링거 관리 장치에 관한 것으로, 인터페이싱을 통해 NFC 태그에 저장된 침대 아이디를 획득하기 위한 NFC 리더와, 상기 링거 관리 장치에 거치된 용기에 담긴 주사액의 무게를 일정 시간 간격으로 센싱하기 위한 무게 센서와, 상기 NFC 리더로부터 제공된 침대 아이디와 무게 센서로부터 제공된 센싱 값에 기초하여 상기 환자에게 투여되는 주사액의 잔량, 주사액의 투여 속도, 주사액의 주입 경과 시간 및 남은 시간을 계산하는 CPU를 포함하는 기술적 사상을 개시한다.
이들의 선행 특허문헌들의 경우 역시 IoT 기반으로 전산적인 시스템을 동원하였다는 점에서는 주목할만 하지만, 수액량의 측정에 대한 구체적인 기술적 사상을 개시하지 못하고 있으며, 이러한 핵심적인 사항에 대해서는 기존의 로드셀이나 전자저울 등에 의존하고 있다.
뿐만 아니라, 수액을 측정함에 있어서 정확한 데이터를 기반으로 예측될 수 있는 다양한 경우에 따라 데이터를 분석 및 파악할 수 있어야 비로서 의료 사고를 예방할 수 있는데, 기존의 선행 특허문헌들은 개념적인 기술들만 개시하고 있어, 이러한 면밀한 데이터의 분석에 따른 정보의 파악 및 판단이라는 기술적 사상을 개시하지 못하고 있다.
이하에서는 정확한 수액량의 측정 수단은 물론, 측정된 데이터를 기반으로 수액의 현재 상태를 정확하게 진단할 수 있는 진일보한 기술적 시스템을 제시하고자 한다.
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본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.
첫째, 수액량의 정확한 질량 측정이 이루어질 수 있도록 하고자 한다.
둘째, 수액량의 정확한 질량 측정과 더불어 IoT 기반으로 간호사 등에게 이에 대한 정보를 실시간으로 공유할 수 있도록 하고자 한다.
셋째, 수액 측정시 발생될 수 있는 다양한 패턴을 데이터화하여 이에 대한 분석 및 진단을 내릴 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템은 링거대와 수액백(Ringer's solution bag) 사이에 제공되어, 상기 수액백의 중량에 따른 전기적 저항정보를 획득하여, 상기 저항정보를 네트워킹하여 외부 단말기로 전송하는 RM 유닛(resister measuring unit); 신체의 일측에 제공되어, 환자 정보에 매칭되는 코드(code) 정보를 제시하는 아암 밴드(arm band); 상기 아암 밴드의 상기 코드 정보를 센싱하여, 상기 코드 정보를 상기 외부 단말기로 송신하는 코드 리딩 유닛(code reading unit); 및 상기 외부 단말기를 형성하며, i) 상기 코드 리딩 유닛으로부터 상기 코드 정보를 수신하고, ii) 상기 RM유닛으로부터 상기 저항 정보를 수신하고 분석하여 상기 수액백의 컨디션을 모니터링하는 모니터링 유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 상기 RM유닛은, 전기 에너지를 저장하며 공급하는 배터리부; 링거대와 상기 수액백 사이에 제공되어, 상기 링거대를 기준으로 상기 수액백으로부터 제공되는 중량을 수용하는 후크 링크부; 상기 배터리부로부터 전류를 수용하여, 상기 후크 링크부가 수용한 중량의 변화에 따라 상기 저항정보의 변화를 감지하는 저항 감지부; 및 상기 저항 감지부로부터 상기 저항정보의 변화를 제공받아, 상기 모니터링 유닛으로 송부하는 저항정보 송신부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 상기 후크 링크부는, 상기 RM 유닛의 상부에 배치되어, 상기 링거대에 거치되는 상부 링크부; 및 상기 RM유닛의 하부에 배치되어, 상기 수액백을 거치하는 하부 링크부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 상기 저항 감지부는, 소프트 연질의 재질로 이루어지고 하향 볼록하게 형성되며, 전도성 물질을 함유하여 소정의 저항을 구비하는 가압 전도부; 및 상호 대향하는 복수 개의 전도 가지를 구비하며, 상기 복수 개의 전도 가지 각각은 상호 병렬적으로 대칭되도록 배치되며, 상기 가압 전도부에 의해 가압되는 피압 도선부를 포함하되, 상기 가압 전도부는, 상기 하부 링크부에 연결되어, 상기 하부 링크부에 거치된 상기 수액백의 중량에 의하여 하향 가압하게 되며, 상기 피압 도선부는, 상기 상부 링크부에 연결되어, 하향 가압하는 상기 가압 전도부에 의해 가압되어, 하향 볼록하게 상기 가압 전도부가 가압하여 상기 전도 가지 사이에 접촉되는 면적에 따라 상기 저항정보의 변화를 발생시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 상기 모니터링 유닛은, 상기 환자 정보와, 상기 환자 정보에 매칭되는 코드 정보를 보유하는 스토리지 유닛; 상기 코드 리딩 유닛이 센싱한 상기 코드 정보를 수신하고, 상기 스토리지 유닛으로부터 상기 환자 정보에 매칭된 코드 정보와 대비하여, 상기 아암 밴드를 착용하고 있는 환자의 ID를 식별하는 코드정보 수신부; 상기 저항정보 송신부로부터 상기 저항정보를 수신하는 저항정보 수신부; 상기 저항정보 수신부로부터 상기 저항정보를 제공받아, 상기 저항정보를 시간의 추이에 따른 정보로 매핑하고, 상기 저항정보 중 정상정보와 이상정보를 세그멘팅(segmenting)하는 이상정보 감지부; 및 상기 이상정보 감지부로부터 상기 정상정보를 추출하여 수신하고, 상기 정상정보에 따른 상기 수액백의 교체신호의 발생여부를 판단하는 리니어 신호 추출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 상기 이상정보 감지부는, 상기 저항정보를 상기 시간의 추이에 따라 좌표에 매핑하고, 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율을 산출하는 디퍼런시에이터(differentiator)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 상기 모니터링 유닛은, 상기 저항정보 수신부로부터 상기 저항정보를 제공받아, 스태디 시그널(steady signal)이 소정의 시간 이상 지속되면 상기 스태디 시그널을 디폴트 저항정보로 설정하는 디폴트 설정부를 더 포함하되, 상기 리니어 신호 추출부는, 상기 디퍼런시에이터로부터 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율이 상수인 경우, 상기 디폴트 저항정보를 100%로 설정한 후, 상기 저항정보가 상기 디폴트 저항정보 대비 임계치 이하가 되는 경우, 상기 교체신호를 발생시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 상기 이상정보 감지부는, 상기 디퍼런시에이터로부터 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율을 수신하여, 상기 저항정보 변화율이 상기 시간 변화율에 따른 변수(variable)인지 여부를 감지하는 OS감지부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 상기 이상정보 감지부는, 상기 디퍼런시에이터로부터 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율을 수신하여, 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율이 임계변화율 이하의 음의 상수이면, 과속 유출 상태임을 감지하는 SI 감지부; 상기 디퍼런시에이터로부터 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율을 수신하여, 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율이 양의 상수이면, 상기 수액백의 역류 상태임을 감지하는 PI감지부; 및 상기 디퍼런시에이터로부터 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율을 수신하여, 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율이 0 이면, 상기 수액백으로부터의 흐름정지 상태임을 감지하는 FS 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 상기 모니터링 유닛은, 상기 SI 감지부로부터 상기 과속 유출 상태임을 수신하거나, 상기 PI감지부로부터 상기 역류 상태임을 수신하거나, 상기 FS감지부로부터 상기 흐름정지 상태임을 수신하여 관리자 단말기로 송신하는 정보 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 수액량의 질량을 정량적으로 정확히 측정할 수 있는 구체적인 기술적 사상을 개시하고, 이에 따라 수액량 투입 및 교체를 위한 정확한 정보를 제시하게 된다.
둘째, 수액량의 정보에 따라 발생될 수 있는 다양한 케이스를 수치화된 데이터로 제시하고, 이에 따라 모니터링 하는 수액량 정보에 있어서 정확한 컨디션 정보를 제시할 수 있도록 한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 일 구성요소인 WM유닛을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛의 하위 구성들을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM 유닛의 저항 감지부를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 모니터링 유닛의 각 구성들을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 모니터링 유닛의 이상정보 감지부의 각 구성들을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 관리자 단말기 상의 화면을 표시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 정상 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 또 다른 정상 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 오버슈트가 발생한 것을 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 언더슈트가 발생한 것을 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 비정상 중 flat signal이 발생된 것을 도시한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 비정상 중 steep incline이 발생된 것을 도시한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 비정상 중 positive incline이 발생된 것을 도시한 그래프이다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 일 구성요소인 WM유닛을 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛의 하위 구성들을 도시한 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM 유닛의 저항 감지부를 도시한 개념도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 모니터링 유닛의 각 구성들을 도시한 블록도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 모니터링 유닛의 이상정보 감지부의 각 구성들을 도시한 블록도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 관리자 단말기 상의 화면을 표시한 것이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 정상 그래프이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 또 다른 정상 그래프이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 오버슈트가 발생한 것을 도시한 그래프이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 언더슈트가 발생한 것을 도시한 그래프이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 비정상 중 flat signal이 발생된 것을 도시한 그래프이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 비정상 중 steep incline이 발생된 것을 도시한 그래프이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 WM유닛이 측정한 시간 대 질량비율의 비정상 중 positive incline이 발생된 것을 도시한 그래프이다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자 즉, 환자가 투여받고자 하는 수액을 담은 수액백(Ringer's solution bag)의 진행상태를 정확하게 모니터링 하고 이렇게 모니터링 한 정보에 기초하여, 관리자 예컨대, 간호사 등이 적시에 적절한 의료 서비스를 취할 수 있도록 하기 위함이다.
수액백(10)의 무게 측정으로 통해, 수액백(10)의 교체 시기를 알려주도록 하는 기술적인 시도들은 많았으나, 사실 기존의 기술들은 대부분 개념적인 접근에서만 그치고 있으며, 이러한 개념적인 접근의 경우, 디테일한 완성도가 떨어져서 현장에 적용하기에는 다양한 애로점이 많은 것이 현실이었다.
예컨대, 현실의 수액백(10)에서는 다양한 오차들과 비정상적인 정보들이 관찰됨에도 불구하고, 기존 특허정보에서의 시도들은 단순히 겉으로 맴도는 관념적인 접근만 존재하여, 이러한 실무적인 문제점에 대한 인식 자체가 결여되어 있었던 것이 사실이며, 이러한 개념적인 접근만으로는 당연히 현장에 적용되기엔 큰 무리가 있었다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 경우, RM유닛(resistor measuring unit, 100), 아암 밴드(arm band, 201), 코드 리딩 유닛(code reading unit, 200), 및 모니터링 유닛(monitoring unit, 300)을 포함할 수 있다.
먼저, RM유닛(100)의 경우, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 링거대(1)와 수액백(10)의 사이에 제공되어, 수액백(10)의 중량에 따른 전기적 저항정보를 획득하여, 저항정보를 네트워킹하여 외부의 단말기 예컨대, 모니터링 유닛(300)으로 송신하게 된다.
RM유닛(100)의 경우, 상부로는 링거대(1)가 존재하며, 그 하부로는 수액백(10)이 존재하여, RM유닛(100)의 자체 무게뿐만 아니라, 수액백(10)에 의한 무게까지 수용하고, 이러한 무게에 따라 상이하게 발생될 수 있는 전기적 저항값의 변화에 따라, 궁극적으로는 수액백(10)의 컨디션 즉, 잔여 용량을 파악하게 된다.
RM유닛(100)은 기존의 상용화된 로드셀이나, 전자저울과는 그 세부적인 기술적 시스템에 있어서는 차이점이 큰 것으로서, 후술하기로 한다.
아암 밴드(201)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자 즉, 환자의 신체의 일부 예컨대, 팔목에 거치되어, 환자 정보에 매칭되는 코드(code) 정보가 인쇄되어 외부로 제시하게 된다.
아암 밴드(201)가 제시하는 코드 정보의 경우, 일반적인 바 코드(bar code)나 QR코드(Quick Response code)일 수 있는데, 이러한 코드 정보를 인식하면, 인식된 코드 정보가 전송되어 현재 인식된 코드 정보에 따른 환자가 누구인지 인식되고, 이에 따라 RM유닛(100)의 정보가 동시에 수신되면서, 모니터링 유닛(300)은 수액백(10)의 컨디션 정보의 모니터링을 개시(initiate)하게 된다.
위에서의 환자 정보는 환자의 개인적 신상 정보뿐만 아니라, 병의원에서 관리하는 환자의 질환 정보는 물론, 현재 어떠한 수액을 투여해야 하는지에 대한 정보까지 반영될 수 있으며, 현재 RM유닛(100)이 인식한 수액백(10)의 컨디션 정보 즉, 수액백(10)의 잔여 용량에 대한 정보가 환자 정보에 연동되어 반영될 수 있도록 하게 된다.
코드 리딩 유닛(200)의 경우, 아암 밴드(201)의 코드 정보를 센싱하고, 이러한 코드 정보를 외부 단말기 즉, 모니터링 유닛(300)으로 전송하게 된다.
코드 리딩 유닛(200)은 일반적으로 상용화된 코드 리더기, 코드 스캐너 등의 제품을 활용하면 족하므로, 별도의 설명을 생략하도록 한다.
뿐만 아니라, 코드 리딩 유닛(200)은 스마트폰이나 테블릿PC의 카메라 등을 통해서도 인식할 수 있는바, 그 유형적인 부분에서의 제한은 없다할 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모니터링 유닛(300)의 경우, RM유닛(100)과 네트워킹 하고, 코드 리딩 유닛(200)과도 네트워킹 하여, 코드 리딩 유닛(200)이 인식한 환자 정보에 대해, RM 유닛(100)이 인식한 수액백(10)의 컨디션 정보를 실시간으로 반영하여, 해당 수액백에 대한 컨디션 정보를 모니터링 하고 궁극적으로는 관리자 예컨대, 간호사 등이 해당 수액백(10)의 컨디션 정보를 관리자에게 할당된 관리자 단말기(50)를 통해 인지할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 RM유닛(100)의 경우, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 배터리부(102), 후크 링크부(110), 저항 감지부(120), 및 저항정보 송신부(130)를 포함할 수 있다.
먼저, 배터리부(102)의 경우, 전기 에너지를 저장하고 공급하도록 하는, RM유닛(100)의 내장형 배터리의 일종이다.
배터리부(102)의 경우, 충전식 배터리(rechargeable battery)로서 용량은 최소 10,000mAh로 목표 사용기간은 약 1개월 내지 2개월로 설정할 수 있다.
배터리부(102) 도 2에 따른 RM유닛(100)의 작동에 필요한 기본적인 전기 에너지를 제공하게 된다.
후크 링크부(110)의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 링거대(1)와 수액백(10) 사이에 제공되어, 링거대(1)를 기준으로 수액백(10)으로부터 제공되는 중량을 수용하게 된다. 즉, 후크 링크부(110)는 위로는 링거대(1)에 매달리며, 아래로는 수액백(10)을 매달게 되어, 수액백(10)의 무게를 감내하고, 무게의 변화에 따른, 후술하게 되는 저항 감지부(120) 내의 전기적 저항의 변화를 불러오게 된다.
저항 감지부(120)의 경우, 배터리부(102)로부터 인가되는 전류를 수용하여 후크 링크부(110)가 수용한 중량의 변화에 따라 전기적인 저항정보의 변화를 감지하게 된다.
저항 감지부(120)의 구체적인 기작은 후술하기로 한다.
저항정보 송신부(130)의 경우, 저항 감지부(120)가 감지한 전기적 저항정보를 모니터링 유닛(300)으로 송부하는 구성이다.
저항정보 송신부(130)의 경우, NB-IoT와 WiFi 모듈을 함께 사용하여 네트워킹의 안정성을 높이도록 하는 것이 바람직하며, 도 1에 도시된 바와 같은 공유기(40) 등을 매개로 하여, 송신하고자 하는 저항정보를 모니터링 유닛(300)으로 송부하게 된다.
도 2 및 4(b)에 도시된 바와 같이, 후크 링크부(110)의 경우, 상부 링크부(110a), 및 하부 링크부(110b)를 포함할 수 있는데, 상부 링크부(110a)는 상술한 바와 같이, RM 유닛(100)의 상부에 배치되어 링거대(1)에 거치되는 구성이며, 하부 링크부(110b)는 수액백(10)을 거치하고 매달게 되는 구성이다.
보다 더 자세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 저항 감지부(120)는 가압 전도부(121)와 피압 도선부(122)를 포함할 수 있다.
가압 전도부(121)의 경우, 소프트 연질의 재질로 이루어지며, 그 내부에는 전도성 물질을 함유하여 소정의 전기적 저항을 구비하게 된다.
가압 전도부(121)의 경우, 하향 볼록하게 형성되어, 하향 볼록한 형상을 통해 피압 도선부(122)를 가압하게 된다.
가압 전도부(121)의 하향 볼록한 형상의 경우, 소프트 연질로 이루어지는바, 가압되는 정도에 따라 선형적으로 피압 도선부(122)와 접촉하는 면적이 증가하게 된다.
피압 도선부(122)의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 상호 대향하는 복수 개의 전도 가지(conductive branch)를 구비하며, 복수 개의 전도 가지 각각은 상호 병렬적으로 이격되어 대칭하게 마주보게 된다.
상술한 바와 같이, 가압 전도부(121)는 하향 볼록한 소프트 재질의 형상으로 피압 도선부(122)의 상호 마주보며, 병렬적으로 이격되어 배치된 복수 개의 전도가지 상면을 가압하며 덮게 되는데, 그 가압되는 정도에 따라 상호 병렬적으로 이격되어 배치된 복수 개의 전도 가지를 상호 잇는 가지의 개수가 많아지게 되고, 이에 따라 피압 도선부(122) 사이의 전기적 저항은 가압되는 정도에 따라 저항 정보가 변하게 된다.
도 4(b)를 참조하면, 하부 링크부(110b)는 가압 전도부(121)에 연결되어 하향 가압하도록 하며, 상부 링크부(110a)는 피압 도선부(122)에 연결되어 하향되는 힘에 대한 지지하는 역할을 담당하여 피압되도록 한다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 모니터링 유닛(300)의 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 스토리지 유닛(storage unit, 302), 코드정보 수신부(310), 저항정보 수신부(320), 이상정보 감지부(350), 및 리니어 신호 추출부(340)를 포함할 수 있다.
스토리지 유닛(302)의 경우, 상술한 바와 같은 환자 정보와, 환자 정보에 매칭되는 코드 정보 등을 저장 및 보유하게 된다.
코드정보 수신부(310)의 경우, 코드 리딩 유닛(200)이 센싱한 코드 정보 예컨대, 바코드나 QR코드의 정보를 읽어들이고, 이를 스토리지 유닛(302)으로부터 환자 정보에 매칭된 코드 정보와 대비하여, 현재 읽어들인 코드 정보의 환자가 누구인지를 인식하도록 한다.
저항정보 수신부(320)의 경우, 상술한 바와 같은 저항정보 송신부(130)로부터의 저항정보를 수신하여, 이상정보 감지부(350)로 전달하게 된다.
이상정보 감지부(350)의 경우, 상술한 바와 같이, 저항정보 수신부(320)로부터 RM유닛(100)이 측정한 저항정보를 제공받아, 저항정보를 수간의 추이에 따른 정보로 매핑(mapping)하게 되고 이렇게 매칭한 저항정보를 통해 정상정보(normal information)와 이상정보(abnormal information)를 세그멘팅(segmenting)하게 된다.
리니어 신호 추출부(340)의 경우, 이상정보 감지부(350)로부터 정상정보만을 추출하여 수신하고, 정상정보에 따른 수액백(10)의 교체신호의 발생여부에 대한 판단을 내리게 된다.
먼저, 이상정보 감지부(350)의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 디퍼런시에이터(differentiator, 351)를 포함할 수 있다.
디퍼런시에이터(differentiator, 351)의 경우, 시간의 추이에 따라 저항정보를 좌표에 매핑(mapping)하고, 시간의 변화율에 따른 저항의 변화율을 산출하게 된다.
이 경우, 디퍼런시에이터(differentiator, 351)는 시간의 변화율에 따른 저항정보의 변화율에 있어서, 시간의 변화율의 폭을 0으로 수렴시킨 후, 시간의 변화율에 따른 저항정보의 변화율에 대한 상수 혹은 변수를 추출하게 된다.
이 경우, 본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 모니터링 유닛(300)의 경우, 디폴트 설정부(330)를 더 포함할 수 있다.
디폴트 설정부(330)는 저항정보 수신부(320)로부터 저항정보를 제공받아, 스태디 시그널(steady signal)이 소정의 시간 예컨대, 3초 내지 5초 이하로 지속되면, 디폴트(default) 저항정보로 설정하게 되며, 이 경우, 리니어 신호 추출부(340)는 디퍼런시에이터(differentiator, 351)로부터 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율이 도 8에 도시된 바와 같이, 상수인 경우, 디폴트 중량 정보를 100%로 설정한 후, 저항정보가 디폴트 저항정보 대비 임계치(Th) 이하가 되는 경우, 교체 신호를 발생시키도록 한다.
여기서 임계치는 수액백(10)의 교체가 필요한 중량 퍼센티지를 의미하는 것인바, 수액백(10)의 용량과 수액백(10) 저장된 수액의 종류에 따라 적절히 설정될 수 있다. 디폴트 저항정보 대비 임계치는 전체 100% 대비 5% 내지 10% 정도로 설정될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 사용자 즉 환자나 간호사가 클램프(30)의 조정을 통해 수액이 빠져나가는 속도를 조절하는 경우, 그 저항정보가 선형적이되, 그 기울기가 변하는 경우도 있을 것인데, 이 경우 그 선형적인 기울기가 SI감지부(353)에 의해 감지되는 경우거나, PI감지부(353)에 의해 감지되거나 FS감지부(355)에 의해 감지되는 경우가 아닌 경우에는 정상신호로 분류하여, 상술한 바와 같은 임계치(Th)에 해당되는 경우 교체신호를 발생시키도록 한다.
교체 신호는 후술하게 되는 관리자 단말기(50)로 전송되거나, 도 7에 도시된 바와 같이, RM유닛(100)으로 전송되어 알람부(140)를 통해 외부로의 시각적인 알람을 발생시킬 수도 있다.
도 6, 10 및 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 이상정보 감지부(350)의 경우, OS감지부(352)를 포함할 수 있다.
OS감지부(352)의 경우, 상술한 바와 같은 디퍼런시에이터(351)로부터 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율을 수신하여 저항정보 변화율이 시간 변화율에 따른 변수(variable)인지 여부를 감지하게 된다.
도 10 또는 11에 도시된 바와 같이, 현실 상황에 따라 수액백(10)의 외력 즉, 외부의 힘이 강하게 인가되거나, RM유닛(100)이 인식하는 수액백(10)의 중량이 급격히 사라진 후, 다시 제 자리로 되돌아오는 경우가 있는데, 이러한 외력이 발생한 경우에는 도 10에 도시된 바와 같이 오버슈트(overshoot)가 발생하거나, 도 11에 도시된 바와 같이, 언더슈트(undershoot)가 발생하게 된다.
도 10이나 도 11에서 발생되는, 외력에 따른 시그널의 경우, 그 지속되는 시간의 정도에 따라 의미있는 신호일 수도 있으며, 의미 없는 신호일 수도 있다. 의미있는 신호인 경우에는 이러한 외력에 따라 정상적인 선형 신호로 돌아오지 않는 경우를 의미하는 것이며, 반대로 의미없는 신호인 경우에는 이러한 외력이 발생한 후, 재빠르게 정상적인 선형 신호로 돌아오는 경우라 할 수 있다.
도 10이나 도 11에서의 신호는 디퍼런시에이터(351)의 분석에 따라 시간의 추이에 따른 저항정보 변화율이 변수인 경우에 해당하게 된다. 도 10이나 11에서 이러한 저항정보의 변화율이 변수인 경우의 구간이 5초 이상 지속되거나, 5초 이하라 할지라도 외력이 발생된 후, 제자리의 선형신호로 돌아오지 않는 경우에는 이상정보 감지부(350)는 이상정보로 판단을 내리며 향후, 관리자 단말기(50)로 알리도록 한다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 이상정보 감지부(350)의 경우, SI(steep incline) 감지부(353), PI(positive incline) 감지부(354) 및 FS(flat signal) 감지부(355)를 더 포함할 수 있다.
먼저, SI감지부(353)의 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 정상적인 선형 저항정보(녹색 점선)가 아니라, 과도한 기울기를 가진 붉은 색의 점선이 진행되는 경우가 발생될 수 있다.
SI감지부(353)의 경우, 디퍼런시에이터(351)로부터 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율을 수신하여 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율이 임계 변화율 이하의 음의 상수이면, 과속으로 수액이 유출되는 상태임을 감지하게 된다.
한방울은 통상 0.05ml로 정의하며, 순수 물인 경우의 한방울당 0.05g로 산출하게 되면, 초당 1.0방울 이상에 해당하는 경우인 -0.05g/1sec의 기울기 이하로 임계 변화율을 설정할 수 있다. 이러한 기울기를 분(minute) 단위로 환산하면, -3.0g/1min로 설정할 수 있다. 물론, 초당 1.5 방울 혹은 2.0방울로 산정할 수도 있다할 것이다. 이러한 임계 변화율은 임의 설정할 수 있는 수치이다.
PI감지부(354)의 경우, 도 14에 도시된 바와 같이, 디퍼런시에이터(351)로부터 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율을 수신한 것이, 양의 상수인 경우, 수액백(10)의 역류(countercurrent　flow) 상태임을 감지하게 되고 이를 관리자 단말기(50)로 알리게 된다.
FS감지부(355)의 경우, 도 12에 도시된 바와 같이, 디퍼런시에이터(351)로부터 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율을 수신하여, 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율이 0이고 이러한 상태가 소정의 시간 이상 예컨대 3초 이상 지속되면, 수액백(10)으로부터 수액의 흐름이 흐름정지 상태임을 감지하고 이러한 정보를 관리자 단말기(50)로 전송하게 된다.
본 발명에 따른 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템의 모니터링 유닛(300)의 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 정보 송신부(360)를 더 포함할 수 있다.
정보 송신부(360)는 상술한 바와 같이, SI감지부(353)로부터 과속 유출 상태임을 수신하거나, PI감지부(354)로부터 역류상태임을 감지하거나, FS감지부(355)로부터 흐름정지 상태임을 수신하게 되면, 관리자 단말기(50) 즉, 간호사나 담당 의사의 단말기 예컨대, PC(personal computer), 태블릿 PC(tablet PC)로 전송하여, 환자의 수액백(10)의 컨디션 정보 즉, 정상정보, 교체신호 발생 혹은, 이상정보(오버슈트, 과속 유출 상태, 역류상태, 흐름정지 상태)를 관리자로 하여금 인지할 수 있도록 한다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.
1: 링거대 10: 수액백(ringer bag)
20: 인디게이터 30: 클램프
40: 공유기 50: 관리자 단말기(manager terminal)
100: RM 유닛(resister measuring unit) 101: 중앙 제어부
102: 배터리부 102a: 전원버튼
110: 후크 링크부 110a, b: 링크부
120: 저항 감지부 120a: 리셋버튼
121: 가압 전도부 122: 피압 도선부
130: 저항정보 송신부 140: 알람부
200: 코드 리딩 유닛(code reading unit) 201: 아암 밴드(arm band)
300: 모니터링 유닛 301: 중앙 제어부
302: 스토리지 유닛 310: 코드정보 수신부
320: 저항정보 수신부 330: 디폴트 설정부
340: 리니어 신호 추출부 350: 이상정보 감지부
351: 디퍼런시에이터 352: OS(overshoot signal) 감지부
353: SI(steep incline) 감지부 354: PI(positive incline) 감지부
355: FS(flat signal) 감지부 360: 정보 송신부

Claims (10)

  1. 링거대와 수액백(Ringer's solution bag) 사이에 제공되어, 상기 수액백의 중량에 따른 전기적 저항정보를 획득하여, 상기 저항정보를 네트워킹하여 외부 단말기로 전송하는 RM 유닛(resister measuring unit);
    신체의 일측에 제공되어, 환자 정보에 매칭되는 코드(code) 정보를 제시하는 아암 밴드(arm band);
    상기 아암 밴드의 상기 코드 정보를 센싱하여, 상기 코드 정보를 상기 외부 단말기로 송신하는 코드 리딩 유닛(code reading unit); 및
    상기 외부 단말기를 형성하며, i) 상기 코드 리딩 유닛으로부터 상기 코드 정보를 수신하고, ii) 상기 RM유닛으로부터 상기 저항 정보를 수신하고 분석하여 상기 수액백의 컨디션을 모니터링하는 모니터링 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수액량 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 RM유닛은,
    전기 에너지를 저장하며 공급하는 배터리부;
    링거대와 상기 수액백 사이에 제공되어, 상기 링거대를 기준으로 상기 수액백으로부터 제공되는 중량을 수용하는 후크 링크부;
    상기 배터리부로부터 전류를 수용하여, 상기 후크 링크부가 수용한 중량의 변화에 따라 상기 저항정보의 변화를 감지하는 저항 감지부; 및
    상기 저항 감지부로부터 상기 저항정보의 변화를 제공받아, 상기 모니터링 유닛으로 송부하는 저항정보 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수액량 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 후크 링크부는,
    상기 RM 유닛의 상부에 배치되어, 상기 링거대에 거치되는 상부 링크부; 및
    상기 RM유닛의 하부에 배치되어, 상기 수액백을 거치하는 하부 링크부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수액량 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 저항 감지부는,
    소프트 연질의 재질로 이루어지고 하향 볼록하게 형성되며, 전도성 물질을 함유하여 소정의 저항을 구비하는 가압 전도부; 및
    상호 대향하는 복수 개의 전도 가지를 구비하며, 상기 복수 개의 전도 가지 각각은 상호 병렬적으로 대칭되도록 배치되며, 상기 가압 전도부에 의해 가압되는 피압 도선부를 포함하되,
    상기 가압 전도부는,
    상기 하부 링크부에 연결되어, 상기 하부 링크부에 거치된 상기 수액백의 중량에 의하여 하향 가압하게 되며,
    상기 피압 도선부는,
    상기 상부 링크부에 연결되어, 하향 가압하는 상기 가압 전도부에 의해 가압되어, 하향 볼록하게 상기 가압 전도부가 가압하여 상기 전도 가지 사이에 접촉되는 면적에 따라 상기 저항정보의 변화를 발생시키는 것을 특징으로 하는, 수액량 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 모니터링 유닛은,
    상기 환자 정보와, 상기 환자 정보에 매칭되는 코드 정보를 보유하는 스토리지 유닛;
    상기 코드 리딩 유닛이 센싱한 상기 코드 정보를 수신하고, 상기 스토리지 유닛으로부터 상기 환자 정보에 매칭된 코드 정보와 대비하여, 상기 아암 밴드를 착용하고 있는 환자를 식별하는 코드정보 수신부;
    상기 저항정보 송신부로부터 상기 저항정보를 수신하는 저항정보 수신부;
    상기 저항정보 수신부로부터 상기 저항정보를 제공받아, 상기 저항정보를 시간의 추이에 따른 정보로 매핑하고, 상기 저항정보 중 정상정보와 이상정보를 세그멘팅(segmenting)하는 이상정보 감지부; 및
    상기 이상정보 감지부로부터 상기 정상정보를 추출하여 수신하고, 상기 정상정보에 따른 상기 수액백의 교체신호의 발생여부를 판단하는 리니어 신호 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수액량 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이상정보 감지부는,
    상기 저항정보를 상기 시간의 추이에 따라 좌표에 매핑하고, 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율을 산출하는 디퍼런시에이터(differentiator)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수액량 모니터링 시스템.

  7. 제6항에 있어서, 상기 모니터링 유닛은,
    상기 저항정보 수신부로부터 상기 저항정보를 제공받아, 스태디 시그널(steady signal)이 소정의 시간 이상 지속되면 상기 스태디 시그널을 디폴트 저항정보로 설정하는 디폴트 설정부를 더 포함하되,
    상기 리니어 신호 추출부는,
    상기 디퍼런시에이터로부터 시간 변화율에 따른 저항정보 변화율이 상수인 경우, 상기 디폴트 저항정보를 100%로 설정한 후, 상기 저항정보가 상기 디폴트 저항정보 대비 임계치 이하가 되는 경우, 상기 교체신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는, 수액량 모니터링 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 이상정보 감지부는,
    상기 디퍼런시에이터로부터 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율을 수신하여, 상기 저항정보 변화율이 상기 시간 변화율에 따른 변수(variable)인지 여부를 감지하는 OS감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수액량 모니터링 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이상정보 감지부는,
    상기 디퍼런시에이터로부터 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율을 수신하여, 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율이 임계변화율 이하의 음의 상수이면, 과속 유출 상태임을 감지하는 SI 감지부;
    상기 디퍼런시에이터로부터 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율을 수신하여, 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율이 양의 상수이면, 상기 수액백의 역류 상태임을 감지하는 PI감지부; 및
    상기 디퍼런시에이터로부터 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율을 수신하여, 상기 시간 변화율에 따른 상기 저항정보 변화율이 0 이면, 상기 수액백으로부터의 흐름정지 상태임을 감지하는 FS 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수액량 모니터링 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 모니터링 유닛은,
    상기 SI 감지부로부터 상기 과속 유출 상태임을 수신하거나, 상기 PI감지부로부터 상기 역류 상태임을 수신하거나, 상기 FS감지부로부터 상기 흐름정지 상태임을 수신하여 관리자 단말기로 송신하는 정보 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 수액량 모니터링 시스템.

KR1020180158932A 2018-12-11 2018-12-11 IoT 기반의 수액량 모니터링 시스템 KR102139791B1 (ko)

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