KR20200104702A - 웨어러블 디바이스 및 이를 이용한 방광용적 모니터링 시스템과 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환자의 신체에 항시 착용되어 방광용적을 자동으로 연산하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 환자의 신체 특정부위에 밀착되는 본체부; 상기 본체부에 연결되고, 상기 본체부가 상기 신체 특정부위에 밀착되도록 하는 연결부; 상기 본체부에 위치하고, 상기 환자의 방광 이미지를 생성하는데 필요한 신호를 감지하는 제1 모듈; 및 상기 본체부 또는 연결부에 위치하고, 상기 제1 모듈에서 감지된 상기 방광이미지를 기반으로 방광용적 값을 연산하고, 상기 환자에게 매칭되도록 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 방광용적 값이 상기 임계값에 도달하면 소변 배출을 위한 알림신호를 출력하는 제2 모듈;을 포함하는 웨어러블 디바이스를 제공한다.

Description

웨어러블 디바이스 및 이를 이용한 방광용적 모니터링 시스템과 방법 {WEARABLE DEVICE AND METHOD FOR URINARY BLADDER VOLUME MONITORING}

본 발명은 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링을 수행하는 것으로, 더욱 상세하게는 환자의 신체에 착용되어 방광용적을 자동으로 연산하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템에 관한 것이다.

방광은 인체 중 하복부 내부에 있는 주머니 모양의 장기를 말한다. 방광은 신장에서 흘러나오는 소변을 저장하고 있다가, 충만되면 적절한 환경에서 방광은 수축하여 요도를 통해 외부로 소변을 배출시키는 기능을 한다. 요도괄약근은 소변을 저장하는데 기여하며 배뇨가 이루어지는 동안에는 요도괄약근이 열려지게 된다. 일반적으로 방광과 요도괄약근의 기능은 뇌나 척수 등의 신경계에 의해서 그 기능이 통제되고 있다.

이러한 방광이나 요도에 구조적 이상이 발생되거나, 방광과 요로를 통제하는 신경계에 이상이 발생되면 빈뇨, 야간뇨, 절박뇨, 절박요실금 등 소변 저장장애 증상이 생기거나 지연뇨, 약뇨, 단절뇨, 복압배뇨 등의 배출장애 증상이 발생하게 된다.

자궁암이나 직장암 등 골반강의 근치적 수술로 인하여 뇌에서 방광이나 요도로 연결되는 신경계에 단절이 발생된 환자, 또는 척수손상이나 척수질환으로 신체 마비가 동반된 신경계 이상 환자들 중 상당수에서는 자율적인 소변배출 조절기능에 장애가 있어 항상 방광에 잔뇨량이 많이 남아 있는 경우가 흔히 발생된다. 소변이 적절한 때 배출되지 못하면 만성적으로 요폐가 발생하게 된다. 요폐로 방광의 과충만 상태가 지속되면 요로감염이 자주 발생되고 심지어 신장손상이 일어나는 결과가 초래될 수 있다. 또한 방광에서 소변이 넘쳐 흘러나와 환자는 요실금을 겪게 되고 따라서 위생 상태의 불량과 삶의 질에 심각한 저하가 발생한다. 요실금 문제는 환자의 심리적 불안감과 외출시 많은 불편을 야기한다. 이러한 소변 배출장애 환자들에서는 주기적으로 인위적인 소변 배출이 반드시 필요하다.

인위적인 소변배출방법 중 환자의 요도를 통해 방광까지 도뇨관을 삽입하여 몇 시간마다 소변을 간헐적으로 빼주는 간헐자가 도뇨법이 가장 쉽고 덜 침습적인 방법이며 현실적으로 가장 흔히 적용되고 있다. 그런데, 소변량은 개인 습관에 따라 차이가 많고, 섭취물의 종류나 섭취량에 따라 비록 동일한 사람에서도 변화가 크다. 따라서 방광의 충만 상태를 미리 예측하기란 쉽지가 않으므로 도뇨 간격을 특정한 시간으로 일괄적으로 정하기도 매우 힘들다. 따라서 방광 기능에 이상이 발생된 환자나 이러한 환자를 간호하는 가족이나 간병인은 언제 소변을 인위적으로 배출해 줘야 할 지를 모르는 상황에 흔히 놓여 있다. 만일 방광의 충만 상태를 알 수 있다면 상술한 환자에게 발생되는 요실금이나, 배출장애로 인한 요로감염이나 신장손상 등의 합병증을 막는데 매우 유용할 것이다.

본 발명은 환자에게 착용되어 방광용적 모니터링을 수행함으로써 방광의 과충만 상태를 알 수 있는 새로운 형태의 발명을 제시하고자 한다.

본 발명은, 환자의 신체 특정부위에 밀착되는 본체부; 상기 본체부에 연결되고, 상기 본체부가 상기 신체 특정부위에 밀착되도록 하는 연결부; 상기 본체부에 위치하고, 상기 환자의 방광이미지를 생성하는데 필요한 신호를 감지하는 제1 모듈; 및 상기 본체부 또는 연결부에 위치하고, 상기 제1 모듈에서 감지된 상기 방광이미지를 기반으로 방광용적 값을 연산하고, 상기 환자에게 매칭되도록 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 방광용적 값이 상기 임계값에 도달하면 소변 배출을 위한 알림신호를 출력하는 제2 모듈;을 포함하는 웨어러블 디바이스를 제공한다.

또한, 본 발명은, 환자의 신체 특정부위에 밀착되는 본체부; 상기 본체부에 연결되고, 상기 본체부가 상기 신체 특정부위에 밀착되도록 하는 연결부; 상기 본체부에 위치하고, 상기 환자의 방광이미지를 생성하는데 필요한 신호를 감지하는 제1 모듈; 상기 본체부 또는 연결부에 위치하고, 상기 제1 모듈에서 감지된 상기 방광이미지를 기반으로 방광용적 값을 연산하고, 상기 환자에게 매칭되도록 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 방광용적 값이 상기 임계값에 도달하면 소변 배출을 위한 알림신호를 출력하는 제2 모듈; 및 상기 제1 모듈 또는 제2 모듈과 네트워크를 통한 데이터 통신을 수행하는 서버;를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은, 환자에게 착용되는 웨어러블 디바이스를 통해 방광이미지를 생성하는데 필요한 신호를 감지하는 단계(a); 상기 방광이미지의 전후 직경 및 두미 직경을 계산하는 단계(b); 상기 방광이미지를 기반으로 방광용적 값을 연산하는 단계(c); 상기 방광용적 값과 상기 환자에게 매칭되도록 미리 설정된 임계값을 비교하는 단계(d); 및 상기 방광용적 값이 상기 임계값에 도달하면 소변 배출을 위한 알림신호를 출력하는 단계(e);를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 환자는 자신의 신체 배뇨 생리에 맞는 웨어러블 디바이스를 착용함으로써 방광 용적 모니터링을 수행할 수 있으므로, 소변을 언제 배출해야 하는지 등의 소변배출 시간과 양을 정확히 알 수 있게 한다. 이러한 환자 자신만에 개별화된 배뇨 기록은 의료진으로 하여금 해당환자에서의 배뇨관리의 중요한 기본 정보로 활용되게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 방광 용적 모니터링을 수행하는 제1 모듈이 단순화 됨으로써 환자가 활동하는데 불편함을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 제1 모듈에서 측정된 방광용적에 대한 정보에 따라 제2 모듈이 방광용적을 추산하는 과정이 단순하다는 장점이 생긴다.

또한, 본 발명에 의하면, 척수 손상이나 척수질환 환자 등 자신의 방광 과충만 상태를 느끼지 못하는 신체 마비 환자라도 경고알림을 통해 소변배출 시점을 정확히 알 수 있으므로 장기간 방광 과충만으로 인해 발생되는 질병을 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스가 환자에게 장착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2 (a)는 도 1의 웨어러블 디바이스를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2 (b)는 도 2 (a)의 2B-2B 단면도이다.
도 3은 환자의 자세에 따라 변하는 방광의 시상면에 관한 초음파 영상을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 방법을 설명한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스 및 이를 이용한 방광용적 모니터링 시스템과 방법의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 각 단계들은, 선택적으로 수행될 수 있고, 본 명세서에 기재된 특정 순서로 제한되지 않으며, 각 단계가 동시에 수행되는 것을 포함하여 다른 순서로 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스가 환자에게 장착된 상태를 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스가 환자에게 장착된 상태를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(20)는 환자에게 착용될 수 있는 구조로 이루어진다. 이러한 웨어러블 디바이스(20)는 본체부(21), 연결부(22a, 22b), 감지 모듈(24), 생성부(25), 제어 모듈(26), 알림부(27) 및 통신부(28)를 포함한다.

본체부(21)의 일면은 환자의 신체 특정부위에 밀착하여 접촉할 수 있도록 구성된다. 본체부(21)의 일면의 재질은 직물지, 합성수지 등 다양하게 형성될 수 있으나, 본체부(21)의 일면은 신체 특정부위에 직접 접촉되므로 환자가 불편을 느끼지 않는 재질로 이루어지는 것이 좋다. 감지 모듈(24)이 방광의 이미지를 정확하게 측정할 수 있는 위치에 오도록 한다면 본체부(21)의 형상은 다양하게 형성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 연결부(22a, 22b)는 제1 연결부(22a)와 제2 연결부(22b)를 포함한다. 이러한 제1 연결부(22a)와 제2 연결부(22b)의 일단은 각각 본체부(21)의 양단에 연결된다. 제1 연결부(22a)의 타단에는 제1 결속수단(23a)이 포함되고, 제2 연결부(22b)의 타단에는 제2 결속수단(22b)이 포함된다. 제1 결속수단(23a) 및 제2 결속수단(23b)은 벨크로 방식, 버클을 버클 소켓에 끼우는 방식 등 다양한 방식을 통해 서로 결속될 수 있다. 연결부(22a, 22b)는 탄성 재질, 가죽, 합성수지 등 다양한 재질로 형성될 수 있다.

연결부(22a, 22b)는 본체부(21)의 일면이 환자의 신체의 특정부위에 위치하도록 한다. 본 발명의 일 실시예에서는 연결부(22a, 22b)가 환자의 허리 부위를 감싼 후 결속수단(23a, 23b)에 의해 서로 결속된다. 본 발명의 또 다른 실시예에서는 환자의 허리 부위를 감싸는 연결부(22a, 22b) 외에 환자의 어깨 부위를 감싸는 연결부(미도시)가 더 추가될 수 있다.

감지 모듈(24)은 본체부(21)의 일면, 즉 환자의 신체 특정부위와 접촉되는 본체부(21)의 일면에 형성된다. 감지 모듈(24)은 환자가 웨어러블 디바이스(20)를 착용 시 환자의 치골상단 부위에 오도록 그 위치가 조정되어야 한다. 이러한 조정은 연결부(22a, 22b)의 결속수단(23a, 23b)이 결속되는 위치 또는 결속의 정도를 변경함으로써 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 감지 모듈(24)은 대략 패치 형태로 구성되고, 환자의 두미 방향을 따라 길게 형성된다. 본 발명의 다른 실시예에서 감지 모듈(24)의 형상은 환자의 가로 방향으로 형성된 감지 모듈(24)이 더 추가되어 전체적으로 대략 십자 형태를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예와 같이 감지 모듈(24)이 환자의 두미 방향으로만 형성되면 환자의 움직임이 용이하다는 장점이 있다.

감지 모듈(24)은 젤패드(24a), 트랜스듀서(24b) 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서(24c)를 포함한다.

젤패드(24a)는 환자의 두미방향으로 길게 형성된 대략 직사각형의 형태를 갖고, 외력의 유무에 의해 변형된 형태와 원래의 형태를 오갈 수 있도록 고형화 된다. 환자의 피부의 음향 임피던스와 트랜스듀서(24b)의 음향 임피던스의 차이에 의해 트랜스듀서(24b)에서 피부쪽으로 발산된 초음파의 일부가 피부와 트랜스듀서(24b) 사이의 경계면에서 반사될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 이러한 반사를 줄이기 위해, 피부와 트랜스듀서(24b) 사이에 초음파용 젤을 사용한다. 또한, 젤패드(24a)의 초음파용 젤이 유동성이 있다면 웨어러블 디바이스(20)를 입고 벗는 반복 동작으로 인해 초음파용 젤이 부분적으로 또는 전체적으로 소진되므로, 초음파가 신체 내부로 투과되지 못하는 문제가 발생된다. 따라서, 젤패드(24a)는 일정한 두께를 갖도록 고형화 된다. 젤패드(24a)의 일면은 환자의 치골상단 부위의 피부에 직접 접촉한다. 본 발명의 다른 실시예에서 젤패드(24a)의 일면에는 접착 물질 등의 접착 수단이 마련되어 환자의 치골상단 부위에 접착될 수도 있다.

트랜스듀서(24b)는 젤패드(24a)의 타면 즉, 환자의 치골상단부 부위의 피부에 접촉하는 젤패드(24a)의 면과 대향하는 면에 적층되어 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서 트랜스듀서(24b)는 환자의 두미방향으로 길게 형성된 대략 직사각형의 형태를 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에서 트랜스듀서(24b)는 원형 또는 정사각형 등 다른 형상을 가질 수 있다.

트랜스듀서(24b)는 초음파 신호를 방광에 발산하고, 방광으로부터 반사된 신호를 수신하여 전기적 신호인 제1 신호로 변환한다. 여기서 제1 신호는 트랜스듀서(24b)로부터 발산된 모든 신호가 아니고, 발산된 신호 중 방광에서 반사되어 트랜스듀서(24b)가 수신한 신호를 의미한다. 즉, 제1 신호는 방광이미지를 생성하는데 필요한 신호이다.

트랜스듀서(24b)가 환자의 두미방향으로 길게 형성되면, 트랜스듀서(24b)가 출력한 제1 신호는 방광의 시상면(sagittal plane)에 대한 2차원 이미지를 측정한 신호이다. 시상면은 인체를 좌,우로 나눈 면을 말하는데, 환자의 자세에 따라 굽힘(flexion)과 폄(extention)의 움직임이 일어나며, 그에 따라 방광의 모양이 변하게 된다. 도 3의 (a) 및 (b)에는 환자의 서로 다른 움직임에 따라 방광의 시상면이 변한 모습이 도시되어 있다.

IMU 센서(24c)는 가속도계, 자이로스코프, 지자계를 이용하여 가속도와 회전율 등 3차원 공간에서의 움직임을 감지하는 통합된 유닛이다. 본 발명의 일 실시예에서 IMU 센서(24c)는 트랜스듀서(24b)의 타면 즉, 트랜스듀서(24b)가 초음파를 발산하는 면과 대향되는 면에 형성된다. 본 발명의 다른 실시예에서 IMU 센서(24c)는 웨어러블 디바이스(20)의 어디에도 설치될 수 있다.

감지 모듈(24)이 방광이미지를 감지하는 주기는 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 트랜스듀서(24b)에서의 신호는 0.1초 또는 0.5초 등 다양한 시간 간격을 두고 발생될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 주기가 감지 모듈(24)에 미리 설정된다. 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 주기를 환자가 스스로 입력할 수 있도록 별도의 입력부(미도시)가 포함될 수 있다. 여기서, 입력부(미도시)는 웨어러블 디바이스(20)의 어디에도 설치될 수 있고, 스마트폰, PDA 등의 단말기(미도시)에 설치될 수 있다.

생성부(25)는 감지 모듈(24)에서 감지한 신호에 따라 방광이미지를 생성한다. 생성된 방광이미지는 방광용적 연산을 위해 제어 모듈(26)과 연결된다.

도 4에는 제어 모듈(26)의 개략적인 구성이 포함되어 도시되어 있다.

제어 모듈(26)은 감지 모듈(24)에서 감지된 방광이미지를 수신한다. 제어모듈(26)은

연산부(26a), 비교부(26b) 및 출력부(26c)를 포함한다.

연산부(26a)는 생성부(25)에서 생성된 방광의 2차원 이미지에서 방광 내부의 앞벽과 뒷벽 간 최대 거리인 전후 직경과, 방광 내부의 윗벽과 아래벽 간 최대 거리인 두미 직경을 계산한다. 이러한 거리 계산을 위해 연산부(26a)는 영상처리(image processing)를 위한 알고리즘이 내장하고 있다.

이후, 연산부(26a)는 방광용적 값을 연산한다. 방광용적 값을 연산하는 방식은 다양하나, 간단하게는 방광용적을 타원체와 닮은 것으로 가정하여 타원체 용적 공식을 사용한다. 타원체 용적 공식은 전후 직경, 가로 직경, 두미 직경 및 π/6를 곱하여 구하는데, 본 발명의 일 실시예에서는 이를 기준으로 설명하기로 한다.

Korean Journal of Pediatrics Vol. 47, No.2,2004(성공적인 방광천자를 위한 초음파검사에서 방광 크기의 지표)의 논문에서 초음파검사상의 방광 지표(두미 직경, 전후 직경, 가로 직경)와 실제 채취된 소변량 및 계산된 방광용적과의 관계에 대한 상관분석을 하였는데, 그 결과 체뇨량과 방광의 두미 직경과의 상관성이 다른 방광 지표들보다 현저히 높다는 결론이 나타났다. 이러한 분석결과에 의하면 두미 직경을 알 수 있는 시상면은 방광용적을 추정할 수 있는 유력한 정보가 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 타원체 용적 공식에 방광의 두미 직경과 전후 직경을 대입함으로써 개략적으로 방광용적 값을 연산한다. 그러면 트랜스듀서(24a)가 환자의 두미 방향으로만 형성되어도 간단하게 방광용적 값을 추정할 수 있는 효과가 발생된다.

감지 모듈(24)에서 감지된 방광이미지는 환자의 자세에 따라 변할 수 있고, 이에 따라 환자의 제1 자세에서 감지된 방광이미지와 제2 자세에서 감지된 방광이미지는 다를 수 있다. 여기서, 제1 자세는 환자의 방광이미지가 정상 상태에 있는 경우로 상정된 기준 자세로서, 환자의 기립상태를 의미할 수 있다. 제2 자세는 제1 자세에서의 방광이미지와 비교하여 환자의 자세에 따라 방광이미지가 변한 상태에 있는 경우로 상정된 자세이다.

따라서, 환자의 제1 자세와 제2 자세에서 연산된 방광용적 값 간에는 오차가 존재하므로, 환자가 제2 자세에 있다면 기준 자세인 제1 자세에서의 방광용적 값으로 보정될 필요가 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에서 연산부(26a)는 오차를 제거할 수 있도록 보정하는 보정계수를 타원체 용적 공식에 곱하여 방광용적 값을 연산한다. 여기서 보정계수는 환자의 신체정보(방광벽 두께, 복부두께 등)나 자세정보 등 다양한 요소로 구분되어 미리 설정된다. 예를 들어, 환자의 상체와 하체 사이의 각도가 60°인 제2 자세와 환자의 제1 자세 간 방광용적 값 간 차이를 보정하는 보정계수가 미리 설정된다.

본 발명의 일 실시예에서 보정계수는 서버(30)에 저장된다. 따라서, 연산부(26a)는 후술할 통신부(28)를 통해 서버(30)로부터 보정계수를 수신하고, 수신한 보정계수를 타원체 용적 공식에 곱하여 방광용적 값을 연산한다.

비교부(26b)는 연산부(26b)에서 산출된 방광용적 값을 미리 설정된 임계값과 비교하게 된다. 임계값은 제1 자세로 있는 환자가 소변을 배출해야 할 시점에서 계산된 방광용적 값으로, 그 값은 환자 별로 다를 수 있다. 예를 들어, 환자 A의 임계값은 70인 반면, 환자 B의 임계값은 65일 수 있다. 임계값은 환자의 신체정보(방광벽 두께, 복부두께 등)나 자세정보 등 다양한 요소로 구분되어 미리 설정된다.

출력부(26c)는 상기 비교부(26b)에서 방광용적 값이 임계값에 도달하였다고 판단하면 환자의 소변배출을 알리는 신호를 출력하게 된다.

알림부(27)는 출력부(26c)의 신호를 받아 경고등, 경고음, 경고 메시지 등 다양한 형태로 환자에게 소변배출 시점을 알리게 된다. 본 발명의 일 실시예에서 알림부(27)는 웨어러블 디바이스(20)에 설치된다. 본 발명의 다른 실시예에서 알림부(27)는 스마트폰, PDA 등의 단말기(미도시)에 설치되고, 웨어러블 디바이스(20)의 통신부(28)를 통해 출력부(26c)의 신호가 알림부(27)에 송신될 수 있다.

통신부(28)는 네트워크 통신을 통해 서버(30) 또는 단말기(미도시)와 데이터를 송수신한다. 네트워크에는 유선 통신망 및/또는 무선 통신망이 포함될 수 있다. 구체적으로, 웨어러블 디바이스(20)와 서버(30) 또는 웨어러블 디바이스(20)와 단말기(미도시)의 상호 간의 네트워크 통신은 유선 통신방식 또는 블루투스(Bluetooth), RFID, 적외선 통신(IrDA), UWB(Ultra WideBand), 지그비 등의 무선 통신방식을 포함한다.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스(20)를 이용한 방광용적 모니터링 시스템(10)을 설명한다. 이러한 시스템(10)은 웨어러블 디바이스(20) 및 서버(30)를 포함한다. 웨어러블 디바이스(20)의 구성은 상술한 바에 따라 구체적으로 설명하였으므로 서버(30)를 중심으로 설명하기로 한다.

서버(30)는 임계값 DB(database)(32), 보정계수 DB(database)(34) 및 통신부(36)를 포함한다.

임계값 DB(32) 또는 보정계수 DB(34)는 임계값 또는 보정계수를 데이터베이스화 한 것으로, 본 발명의 일 실시예에서 임계값 DB(32) 또는 보정계수 DB(34)는 서버(30)에 구축된다. 본 발명의 다른 실시예에서 임계값 DB(32) 또는 보정계수 DB(34)는 별도의 외부 저장장치(미도시)에 저장될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서 임계값 DB(32) 또는 보정계수 DB(34)는 웨어러블 디바이스(20) 자체에 저장될 수 있으나, 이 경우 웨어러블 디바이스(20)의 부하가 증가될 수 있으므로, 임계값 DB(32) 또는 보정계수 DB(34)는 서버(32) 또는 별도의 외부 저장장치(미도시)에 저장되는 것이 바람직하다.

통신부(36)는 네트워크 통신을 통해 웨어러블 디바이스(20)와 데이터를 송수신한다. 네트워크의 종류 및 네트워크 통신 방식은 상술한 웨어러블 디바이스(20)의 통신부(28)에서 설명한 바와 같으므로 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 방법을 설명한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 방법은, 방광이미지 생성 신호 감지 단계(S10), 방광이미지의 전후 직경 및 두미 직경을 계산하는 단계(S20), 방광용적 값 연산 단계(S30), 방광용적 값 보정 단계(S40), 임계값 비교 단계(S50) 및 소변배출 알림신호 출력 단계(S60)를 포함한다.

방광이미지 생성을 위한 감지 단계(S10)에서, 환자의 치골상단 부위에 감지 모듈(24)이 위치하도록 웨어러블 디바이스(20)가 환자에게 착용되면, 방광이미지의 생성을 위한 신호들이 감지된다. 여기서, 환자의 자세에 따라 방광 이미지가 변할 수 있으므로 본 단계(S10)에서는 환자 자세와 관련된 방광이미지 생성 신호가 감지 된다. 본 발명의 일 실시예에서 환자의 자세 신호는 IMU 센서(24c)에 의해 감지된다. 본 발명의 일 실시예에서 트랜스듀서(24b)가 초음파를 방광을 향해 발사하고, 방광에서 반사된 초음파 신호를 감지한다. 이후, 생성부(24c)는 감지된 신호에 따라 방광의 2차원 이미지를 생성한다.

방광이미지의 전후 직경 및 두미 직경을 계산하는 단계(S20)에서, 방광의 전후 직경 및 두미 직경이 계산된다. 여기서, 방광의 전후 직경은 방광 내부의 앞벽과 뒷벽 간 최대 거리를 의미하고, 방광의 두미 직경은 방광 내부의 위벽과 아래벽 간 최대 거리를 의미한다. 이러한 거리 계산을 위해 연산부(26a)는 영상처리(image processing)를 위한 알고리즘이 내장하고 있다.

방광용적 값 연산 단계(S30)에서, 방광용적을 타원체와 닮은 것으로 가정하여 타원체 용적 공식이 사용된다. 타원체 용적 공식은 전후 직경, 가로 직경, 두미 직경 및 π/6를 곱하여 구한다. 여기서, 두미 직경이 방광용적을 추정하는 유력한 자료가 되므로, 본 발명의 일 실시예에서는 전후 직경과 두미 직경을 타원체 용적 공식에 대입하여 방광용적 값을 연산한다.

방광용적 값 보정 단계(S40)에서, 연산된 방광용적 값이 환자의 제2 자세에서 연산된 것이라면, 제1 자세에서의 방광용적 값으로 보정된다. 여기서, 제1 자세는 환자의 방광 이미지가 정상 상태에 있는 경우로 상정된 기준 자세로서, 환자의 기립상태를 의미할 수 있다. 제2 자세는 제1 자세에서의 방광이미지와 비교하여 환자의 자세에 따라 방광이미지가 변한 상태에 있는 경우로 상정된 자세이다. 본 발명의 일 실시예에서는 환자의 제1 자세와 제2 자세에서의 방광용적 값을 보정하는 보정계수가 미리 설정된다. 이러한 보정계수는 보정계수 DB(34)에 저장되고, 보정계수 DB(34)는 서버(30)에 구축된다. 여기서, 보정계수는 서버(30)와의 유무선 통신을 통해 방광용적 값 보정 단계(S40)에 수신된다. 서버(30)로부터 수신된 보정계수가 환자의 제2 자세에서 연산된 방광용적 값에 곱해진다.

임계값 비교 단계(S50)에서, 방광용적 값을 연산하는 단계(S30) 또는 방광용적 값 보정 단계(40)를 거친 방광용적 값은 임계값과 비교된다. 임계값은 제1 자세로 있는 환자가 소변을 배출해야 할 시점에서 계산된 방광용적 값이다. 이러한 임계값은 임계값 DB(32)에 저장되고, 임계값 DB(32)는 서버(30)에 구축된다. 여기서, 임계값은 서버(30)와 유무선 통신을 통해 임계값 비교 단계()에 수신된다.

소변배출 알림신호 출력 단계(S60)에서, 연산되거나 보정된 방광용적 값이 임계값에 도달하면 환자의 소변 배출을 알리는 신호를 출력한다. 이러한 신호는 경고음, 경고등, 경고 메시지 등의 형태로 변환되어 환자에게 인지된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한 것이다.

시스템(500)에 도시된 기능은 컴퓨팅 시스템의 다양한 실시예를 지원하도록 동작할 수 있지만, 컴퓨팅 시스템은 상이하게 구성되고, 상이한 구성이 포함될 수 있음을 이해해야 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 시스템(500)은 컴퓨팅 자원을 제공하고, 컴퓨터를 제어하는 중앙 처리 장치(CPU)(501)를 포함한다. CPU(501)는 마이크로 프로세서 등으로 구현될 수 있고, 또한 수학적 계산을 위한 그래픽 프로세서 및/또는 보조 프로세서를 포함할 수 있다. 시스템(500)은 RAM(Random Access Memory) 및 ROM(Read Only Memory)의 형태인 시스템 메모리(502)를 포함할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 실행되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

10 : 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템
20 : 웨어러블 디바이스 21 : 본체부
22a, 22b : 연결부 23a, 23b : 결속수단
24 : 감지 모듈 24a : 젤패드
24b : 트랜스듀서 24c : IMU 센서
26 : 제어 모듈 26a : 연산부
26b : 비교부 26c : 출력부
27 : 알림부 28 : 통신부
30: 서버 32 : 임계값 DB
34 : 보정계수 DB 36: 통신부

Claims (15)

1. 환자의 신체 특정부위에 밀착되는 본체부;
   상기 본체부에 연결되고, 상기 본체부가 상기 신체 특정부위에 밀착되도록 하는 연결부;
   상기 본체부에 위치하고, 상기 환자의 방광 이미지를 생성하는데 필요한 신호를 감지하는 제1 모듈; 및
   상기 본체부 또는 연결부에 위치하고, 상기 제1 모듈에서 감지된 상기 방광이미지를 기반으로 방광용적 값을 연산하고, 상기 환자에게 매칭되도록 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 방광용적 값이 상기 임계값에 도달하면 소변 배출을 위한 알림신호를 출력하는 제2 모듈;을 포함하는
   웨어러블 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 모듈은,
   젤패드;
   상기 젤패드 일면에 적층 구성되어 초음파 신호를 발산하고, 방광으로부터 반사되는 상기 신호 중 상기 방광이미지를 생성하는데 필요한 신호를 수신하는 트랜스듀서; 및
   상기 환자의 자세를 감지하는 IMU 센서;를 포함하는 웨어러블 디바이스.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 모듈에서 감지된 방광이미지는 방광의 시상면에 대한 2차원 이미지이고, 상기 임계값은 방광의 시상면에 대한 2차원 이미지를 연산하여 산출된 방광용적 값인 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 모듈은 상기 방광용적 값을 연산 시, 상기 환자의 제1 자세로 연산된 기준값과 상기 환자의 제2 자세로 연산된 방광용적 값과의 차이를 보정하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템.
5. 환자의 신체 특정부위에 밀착되는 본체부;
   상기 본체부에 연결되고, 상기 본체부가 상기 신체 특정부위에 밀착되도록 하는 연결부;
   상기 본체부에 위치하고, 상기 환자의 방광 이미지를 생성하는데 필요한 신호를 감지하는 제1 모듈;
   상기 본체부 또는 연결부에 위치하고, 상기 제1 모듈에서 감지된 상기 방광이미지를 기반으로 방광용적 값을 연산하고, 상기 환자에게 매칭되도록 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 방광용적 값이 상기 임계값에 도달하면 소변 배출을 위한 알림신호를 출력하는 제2 모듈; 및
   상기 제1 모듈 또는 제2 모듈과 네트워크를 통한 데이터 통신을 수행하는 서버;를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제1 모듈은,
   젤패드;
   상기 젤패드 일면에 적층 구성되어 초음파 신호를 발산하고, 방광으로부터 반사되는 상기 신호 중 상기 방광이미지를 생성하는데 필요한 신호를 수신하는 트랜스듀서; 및
   상기 환자의 자세를 감지하는 IMU 센서;를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 제1 모듈에서 측정된 방광이미지는 방광의 시상면에 대한 2차원 이미지이고, 상기 임계값은 방광의 시상면에 대한 2차원 이미지를 연산하여 산출된 방광용적 값인 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 제2 모듈은 상기 방광용적 값을 연산 시, 상기 환자의 제1 자세로 연산된 기준값과 상기 환자의 제2 자세로 연산된 방광용적 값과의 차이를 보정하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템.
9. 제 5 항에 있어서,
   상기 서버에는 상기 임계값의 데이터베이스가 구축되고, 상기 제2 모듈은 상기 서버로부터 상기 임계값의 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 보정을 위해 보정계수가 미리 설정되고, 상기 서버에는 상기 보정계수의 데이터베이스가 구축되며, 상기 제2 모듈은 상기 서버로부터 상기 보정계수의 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 시스템.
11. 환자에게 착용되는 웨어러블 디바이스를 통해 방광이미지를 생성하는데 필요한 신호를 감지하는 단계(a);
    상기 방광이미지의 전후 직경 및 두미 직경을 계산하는 단계(b);
    상기 방광이미지를 기반으로 방광용적 값을 연산하는 단계(c);
    상기 방광용적 값과 상기 환자에게 매칭되도록 미리 설정된 임계값을 비교하는 단계(d); 및
    상기 방광용적 값이 상기 임계값에 도달하면 소변 배출을 위한 알림신호를 출력하는 단계(e);를 포함하는
    웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 방광이미지를 생성하는데 필요한 신호를 감지하는 단계(a)는, 발산된 초음파 신호 중 방광으로부터 반사된 신호와, 상기 환자의 자세 신호를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 방광이미지를 생성하는데 필요한 신호를 감지하는 단계(b)는, 방광의 시상면인 2차원 방광이미지를 생성하는데 필요한 신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 방광용적 값과 임계값을 비교하는 단계(d)는, 상기 임계값이 상기 방광의 시상면인 2차원 방광이미지를 연산하여 산출된 방광용적 값인 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 방법.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 방광용적 값을 연산하는 단계(c)는, 상기 환자의 제1 자세로 측정된 기준값과 상기 환자의 제2 자세로 측정된 방광용적 값과의 차이를 보정하는 단계를 더 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 방광용적 모니터링 방법.

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