KR20220063346A - 심박출량 측정이 가능하며 aed를 포함하는 체중계 및 헬스케어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 체중계는, 사용자로부터 복수의 생체신호를 측정하는 센서부, 상기 생체신호로부터 심박출량을 연산하는 심박출량 측정부, 상기 사용자가 심이상상태 상태로 추정되는 경우 동작할 수 있는 AED 및 상기 센서부, 심박출량 측정부, AED를 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 사용자의 상태에 따라 상기 체중계의 동작 모드를 구분하여 응급 모드와 일반 모드에서 다르게 동작하는 것을 특징으로 한다.

Description

심박출량 측정이 가능하며 AED를 포함하는 체중계 및 헬스케어 시스템{Weight scale and healthcare system that can measure cardiac output and include AED}

본 발명은 심박출량 측정이 가능하며, AED(Automated External Defibrillator)를 포함하는 체중계 및 헬스케어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 심이상상태라고 의심되는 상황에서 사용할 수 있는 AED를 내장하여, 위급 상황에서도 긴급한 응급 조치가 가능하도록 하는 체중계 및 헬스케어 시스템에 관한 것이다.

AED(Automated External Defibrillator)는 자동심장충격기 또는 자동제세동기로 불리우며, 환자의 심실세동(Ventricular fibrillation, V-fib, VF)이나 심실빈맥(Ventricular tachycardia, V-tach, VT)과 같은 심이상상태를 자동으로 판독하고 알맞은 전기적 충격을 가해 이를 치료하는 기계를 말한다.

미국의 경우, 심이상상태의 환자의 대부분이 병원 외부에서 발생하고 이 경우 평균 생존율이 매우 낮다고 알려져 있고, 이러한 평균 생존율을 높이기 위해서 AED가 지하철 등의 공공 장소 등에 점차 널리 보급되고 있는 실정이다.

하지만, 아직 이러한 AED가 실제 심이상상태를 많이 당하게 되는 가정 등에는 널리 보급되지 않아, 심이상상태로 인한 평균 생존율을 높이기 위해 사회적 노력은 더욱 필요하다고 볼 수 있다.

또한, 심박출량(Cardiac output)은 심장 박동을 통해 전신으로 나가는 분당 혈액의 양으로써, 심장 기능뿐만 아니라 전체 순환계의 상태를 반영하는 지표이며, 전신 조직의 자율적인 조절을 통해 통제된다.

최근 의료 서비스의 패러다임이 치료/병원 중심에서 예방/소비자 중심으로 변화하면서 자신이 건강상태를 기록, 관리하는 ‘자가 건강 측정’ 트렌드가 확산되고 있으며, 급속한 고령화 및 만성질환 증가로 심혈관계 진료비는 극겹하게 증가하는 추세이다.

반면, 건강지표 중 심박출량이 중요한 인자이나, 병원 아닌 곳에서 비침습적으로 측정할 솔루션이 없다. 자가 건강측정 솔루션으로는 운동분야 및 보건, 병원 등 다양한 곳에 사용되는 체성분분석장치가 있으나, 이는 인체의 피지컬한 측정으로 외형적 발란스만 측정하는 상황이다. 우리나라 10대 사망질병을 보면 심뇌혈관계 질환이 1위로 실질적인 건강은 신체의 내부에 신호를 평가해야 한다. 비침습적 측정방법은 인체 외부에 전극을 부착하여 필요한 생체신호를 계측하는 방법이며 이러한 계측방법은 간단하고 쉽게 사용할 수 있기 때문에 건강검진 센터나 가정에서 사용이 가능하다. 따라서 비침습적인 측정방법은 병원이 아닌 일상생활에서 체중계처럼 간편히 측정할 수 있다.

오래전부터 심박출량을 측정하는 방법은 카테터를 이용하는 침습적인 (invasive) 방법을 통해 실제 심장에 분출되는 혈액의 양을 측정하는 방식이 사용되어 왔으나, 이러한 방식은 카테터의 삽관 시술과 관련되어, 시술자의 숙련된 기술을 요구하며, 시술자가 시술 중 실수를 하게 되는 경우 환자에게 합병 흉곽 내 용적의 변화는 흉부 생체교류저항(thoracic electrical bioimpedance)의 변화를 일으키는 문제가 있다.

따라서, 전술한 문제들을 해결하기 위하여 AED를 쉽게 널리 보급하면서 동시에 비침습적 방법으로 심박출량을 측정할 수 있는 디바이스에 대한 연구가 필요하게 되었다.

대한민국 공개 특허 제10-2014-0058570호(2014년05월14일 공개) 대한민국 등록 특허 제10-1997369호(2019년08월08일 공고)

본 발명의 목적은 심박출량의 측정이 가능하고, 사용자에게 심이상 상태가 오는 응급 상황에서 AED 기능을 통합적으로 제공할 수 있는 체중계를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 체중계가 사용자의 일상적인 상황에서는 일반 모드로 동작하여, 체중, 체성분 및 심박출량 등의 정보를 제공하고, 사용자의 심이상 상태에서는 상기 체중계에 포함된 AED를 동작시키면서 심박출량과 심전도를 측정할 수 있는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 체중계와 원격지의 서버를 통해, 상기 사용자의 심이상 상태에 대해서, 상기 체중계에 포함된 AED를 쉽게 상기 사용자에게 설치하고, 심이상 상태를 벗어나도록 도움을 주는 데 있다.

또한 본 발명은 체중계의 형태로 구현되어 피트니스 센터, 보건소, 공공장소에 비치되어 개인 사용자가 병원에 가지 않고도 손쉽게 측정할 수 있는 심박출량 측정의 기능을 또한 제공하는 데 또다른 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 체중계는, 사용자로부터 복수의 생체신호를 측정하는 센서부, 상기 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)을 연산하는 심박출량 측정부, 상기 사용자가 심이상상태가 되는 경우 동작할 수 있는 AED(Aomated External Defibrillator) 및 상기 센서부, 심박출량 측정부, AED를 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 사용자의 상태에 따라, 동작 모드를 구분하여 동작하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 체중계는 상기 AED를 수용할 수 있는 AED 수납부, 상기 센서부의 생체신호 데이터를 송신하거나, 상기 프로세서의 수행 명령데이터를 수신할 수 있는 통신부 및 상기 사용자에게 복수의 생체신호를 출력할 수 있는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 동작 모드는 상기 사용자에게 AED를 작동시켜야 하는 건강 비정상 상태를 정의하는 응급 모드와 상기 사용자의 건강 정상 상태를 정의하는 일반 모드를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 일반 모드인 경우, 상기 체중계의 상기 센서부를 통해 심박출량, 체중, 체성분을 측정하여 사용자에게 제공하고, 상기 응급 모드인 경우, 상기 AED에 형성된 복수의 전극 패드를 통해, 심박출량, 심전도를 측정한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템은, 상술한 체중계를 포함하며, 상기 체중계의 상기 통신부를 통해 데이터의 송신 또는 수신이 가능한 서버 및 상기 체중계 또는 상기 서버와 연동되어 상기 체중계를 제어하거나 상기 체중계의 상태를 확인할 수 있는 모바일 디바이스를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 서버는 상기 사용자의 복수의 생체신호를 기록하는 데이터베이스 및 상기 데이터베이스에 기록된 상기 사용자의 생체신호에 따라, 상기 사용자의 건강 비정상 상태를 판단하여, 상기 AED 명령을 판단하는 분석부; 및 상기 서버의 외부 통신을 수행하는 서버 통신부를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분석부는 상기 AED로부터 수신된 상기 사용자의 생체신호를 분석하여, 상기 사용자가 심이상상태가 아니라고 추정되는 경우에는 상기 프로세서에 상기 AED의 동작 중지 명령을 내리는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 센서부는 사용자의 인체 일부에 접촉할 수 있는 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 전극이 접촉되는 측정 부위에 전류를 인입하여 전기적인 수집 신호를 획득하는 것을 특징으로 한단.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수집 신호는 신호에 포함된 생체저항 성분 신호에 의해 심박출량을 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 심박출량 측정부는, 또한 상기 전기적인 수집 신호에서 시간에 따른 심장의 혈류량 변화에 따른 생체저항의 변화를 이용하여 심박출량을 측정할 수 있다.

상기 심박출량 측정부는 체중계에 내재되는 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 전극은 상기 체중계에서 상기 인체의 하지 부분(양발)에 접촉되는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 전극은 상기 인체의 하지 중, 개별 발마다 최소 두군데 이상을 전기적으로 접촉할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 전극은 각각 발의 앞발(forefoot)과 뒤발(hindfood)에 각각 전압을 인가하고 전류를 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수의 전극은 상기 체중계에서 상기 인체의 두 하지가 맞닿는 복수의 부위 중, 4영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 체중계는 상기 심박출량 이외에 체중, 체지방을 동시에 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 체중계는 상기 심박출량 측정부와 다른 생체신호를 통해 사용자의 혈압을 추정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 체중계는 기본적인 체중 측정의 기능 뿐 아니라, 상기 체중계에 형성된 센서부로터 획득한 상기 사용자의 생체신호로부터 심박출량을 측정할 수 있으며, 또한 AED를 포함하여, 상기 사용자의 심이상 상태에 대해서 응급 처치가 가능하도록 하는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 체중계는 심이상 상태와 같은 응급 상황이 아닌 경우에는 AED를 수납하여 포함하여 제공함으로써, 체중계와 AED를 별도로 거치하는 경우보다 공간을 절약하고, 체중계에 AED의 기능을 겸해 제공함으로써, 결과적으로 AED를 많은 가정 등과 같은 장소에 보급할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 체중계는 체중계에 형성된 센서부를 통해 수집된 생체신호들로부터 심박출량을 측정하는 기능을 제공하며, 상기 측정된 심박출량을 이용하여 상기 사용자의 혈압 또한 추정할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 체중계는 사용자의 심이상 상태 유무에 따라 응급 모드와 일반 모드를 구분하여 동작하고, 구분하여 동작할 때 제공하는 정보들을 달리 제공함으로써 각각 AED의 동작을 원활하게 모니터링하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 체중계는 일상적인 상황에서는 상기 체중계에 형성되는 심박출량 측정을 위해, 상기 체중계에 하지가 닿는 부위에 형성되는 센서부를 통해 신호를 수집하므로, 별도로 흉부에 전극을 접촉시키지 않아도 되어, 측정의 간편함을 도모할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 체중계는 체중 및 체지방 및 심박출량 및 심전도 중 일부 정보들을 필요에 따라 동시에 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 체중계는 연산된 심박출량 정보와 다른 생체정보들로부터 혈압을 추정하여 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중계의 전체적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체중계, 서버 및 모바일 디바이스를 포함한 헬스케어 시스템을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중계와 AED 수납부 및 센서부의 세부적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 사용자에게 심이상상태 등의 응급 상황이 발생하였을 때, 상기 체중계의 상기 AED의 동작 방식을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 AED와 심박출량 측정부를 포함한 체중계를 사용자의 응급 상황에서 사용하는 동작을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 심박출량 측정부를 이용하여 측정된 신호에서 생체저항을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심박출량 측정부(1000)와 AED(2000)을 포함한 체중계(10000)의 전체적인 구성을 나타낸 블록도이다.

본 발명의 체중계(10000)는 도 1에 도시된 것과 같이, 사용자로부터 복수의 생체신호를 측정하는 센서부(13000) 및 상기 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)을 연산하되, 상기 심박출량의 연산은 상기 센서부로부터 수집된 신호 중 전류가 흐르기 어려운 정도를 나타내는 생체저항 신호에 의해 연산하는 심박출량 측정부(1000)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 생체저항 신호란 사용자에게 전류를 흘렸을 때 발생하는 임피던스(impedance) 신호를 의미할 수 있다. 또한 상기 생체저항 신호란 리엑턴스 신호를 의미할 수도 있다.

구체적으로, 심박출량 측정부(1000)는 인체(P)에 전류를 인입하여 심박출량을 측정하는 장치로, 사용자의 인체(P)의 일부-바람직하게는 상체, 양발 또는 양손-에 접촉할 수 있는 센서의 형태로, 복수의 전극을 포함하고, 전극이 접촉되는 측정 부위에 전류를 인입하여 시간에 따른 심장의 혈류량 변화에 따른 위상의 변화를 이용하여 심박출량 신호로 대변하여 심박출량을 출력할 수 있도록 구성된다.

또한 심박출량 측정부(1000)는 측정 부위의 다양성을 위해 양발을 측정부위로 하는 체중계 형태, 양손을 측정 부위로 하기 위해 손에 쥐는 형태인 핸드헬드형으로 제작되거나, 양손이나 상체를 측정부위로 하는 집게 형태 등으로 제작될 수 있다.

예시적으로 양발을 이용하여 심박출량을 측정하는 체중계 형태는 한쪽 발에 전류를 흘려 보내고 반대측 발에 도달한 시간을 이용하여 심박출량을 측정할 수 있으며, 양손을 이용하여 심박출량을 측정하는 핸드헬드 형태는 양손에 전류를 흘려보내어 전기적 변화를 이용하여 심박출량을 측정할 수 있다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 심박출량 측정부(1000) 및 AED(2000)를 포함한 체중계(10000)를 도시하고 있다.

보다 구체적으로, 상기 심박출량 측정부(1000)는 상기 체중계(10000)에 포함되는 형태일 수 있다.

또한, 보다 구체적으로 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 체중계(10000)에 형성된 센서부(13000)를 도시하고 있다.

상기 센서부(13000)는 도 3에 도시된 것과 같이, 인체 일부에 접촉할 수 있는 복수의 전극의 형태로 구현될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 센서부(13000)는 상기 복수의 전극이 접촉되는 측정 부위에 전류를 인입하여 전기적인 수집 신호를 획득하는 형태로 구현될 수 있다.

또한, 상기 복수의 전극은 도 3에 도시된 것처럼, 상기 체중계에서 상기 인체의 하지 부분(양발)에 접촉되도록 형성된다.

보다 구체적으로는, 상기 복수의 전극은 상기 인체의 하지 중, 개별 발마다 최소 두군데 이상을 전기적으로 접촉할 수 있다.

또한, 일 실시예로 상기 복수의 전극은 각각 발의 앞발(forefoot)과 뒤발(hindfood)에 각각 전압을 인가하고 전류를 측정하며, 상기 복수의 전극은 상기 체중계에서 상기 인체의 두 하지(양발)가 맞닿는 복수의 부위 중, 도 3에 도시된 것과 같이 4영역에 형성되도록 구현될 수 있다.

또한, 심박출량을 연산하는 상기 심박출량 측정부(1000)로부터 상기 심박출량의 연산이 어려운 경우, 양발에 위치한, 상기 복수의 전극의 채널을 순차적으로 변경해서 재측정함으로써, 심박출량의 모니터링의 정확도를 높이도록 할 수 있다. 특히 이러한 순차적인 변경은 가슴 부위에 전극을 붙이고 측정하는 방식보다 재측정의 번거로움이 적다는 장점을 제공한다.

보다 구체적으로, 상기 심박출량의 연산이 어렵다는 의미는, 상기 심박출량 측정부(1000)에서, 상기 전극에 인가되는 전류로부터 획득되는 전압의 값을 측정할 수 없다거나, 일반적으로 인체로부터 측정되는 전압의 값의 범위로부터 크게 벗어나 있다거나 해서, 실질적인 심박출량의 연산이 정상적으로, 이루어지지 않거나, 심박출량의 연산은 이루어지더라도, 연산된 심박출량이 일반적인 출력 범위를 벗어난 경우를 의미한다.

또한, 상기 체중계(10000)는 상기 심박출량 이외에 체중, 체지방을 동시에 측정하여, 사용자의 편의성을 높일 수 있고, 상기 심박출량을 이용하여 다른 신체의 지수(예를 들어 혈압)를 추정할 때, 같이 측정된 체중이나 체지방 등의 생체신호를 쉽게 같이 활용할 수 있다는 장점을 제공한다.

또한, 상기 체중계(10000)는 AED(Automated External Defibrillator,2000)를 내재화하여 수용할 수 있는 AED 수납부(12000)를 포함하고, 평소에는 상기 AED(2000)가 상기 AED 수납부(12000)에 수용되어 있다가, AED가 필요한 응급 상황에서만 상기 AED(2000)를 쉽게 꺼내어 심이상 상태의 환자에서 사용하도록 할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 AED 수납부(12000)의 형태는 슬라이딩 형태로 개폐되는 서랍의 형태일 수도 있고, 상기 체중계(10000)의 측면부에 커버(도면부호 미도시)가 형성되어, 상기 AED(2000)의 전극 패드(2200) 등과 같이 사용자에게 접촉이 필요한 부분만 꺼내어 사용할 수 있는 형태일 수도 있다. 다만 이에 한정하지는 않는다.

상기 AED(2000)의 경우, 심장에 전기적인 충격을 가하기 위해, 전극 패드(2200), 전기를 모으기 위한 축전부(2100), 및 순간적으로 높은 전류를 흐르도록 하기 위해 필요한 기전력 구동부(2300), 전기 충격 상황의 해지로 인해 모아둔 전기를 방전하기 위한 방전부(2400)를 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 상기 전극 패드(2200)는 도 4에 도시된 것과 같이, 사용자의 양손과 양발에 각각 연결되는 복수의 전극의 형태로 구현될 수 있다.

또한, 상기 체중계(10000)는 상기 체중계의 기능, 심박출량 측정이나 연산의 기능, AED의 제어 기능 및 외부와의 통신등을 제어하는 프로세서(11000)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 프로세서(11000)는 상기 센서부(13000), 심박출량 측정부(1000), AED(2000)를 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서(11000)는 상기 사용자의 상태에 따라, 동작 모드를 구분하여 동작한다.

보다 구체적으로, 상기 프로세서(11000)는 상기 센서부(13000)로부터 획득한 생체신호들을 상기 심박출량 측정부(1000)로 보내도록 제어하거나, 후술되는 디스플레이부(15000)에 출력되는 명령을 전달하거나, 외부 환경으로 데이터를 송/수신할 수 있는 통신부(14000)를 제어하는 기능을 수행하고, 또한 사용자의 상태에 따라 응급 모드와 일반 모드를 구분하여 해당 모드에 따라, 다른 생체신호를 모니터링하고, 개별 구성요소(예를 들어 AED)를 제어(예를 들어 심장에 전기적인 충격을 가하거나, 멈추도록 함)하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 프로세서(11000)는 상기 사용자의 상태에 따라, 동작 모드를 구분하여 동작하는데, 상기 사용자에게 AED(2000)를 작동시켜야 하는 건강 비정상 상태를 정의하는 응급 모드와 상기 사용자의 건강 정상 상태를 정의하는 일반 모드를 포함한다.

상기 건강 비정상 상태란 전술한 것과 같이 심이상 상태를 포함하며, 상기 심이상 상태란 전술했던 심실세동 또는 심실빈맥의 상황이라 정의될 수 있다.

상기 프로세서(11000)는 상기 일반 모드에서는 상기 체중계(10000)에 형성된 상기 센서부(13000)를 통해 상기 사용자의 양발에 접촉되어, 심박출량, 체성분 및 체중을 측정한다.

또한 상기 프로세서(11000)는 상기 체중계(10000)가 상기 응급 모드에서는 상기 AED(2000)의 상기 전극패드(2200)를 통해 사용자에게 연결된다.

일 실시예로 상기 전극패드(2200)는 양발 및 양손에 전기적으로 연결되는 복수의 전극으로 형성되고, 상기 프로세서(11000)는 이를 통해, 심전도 및 심박출량을 측정하여, 상기 AED(2000)가 잘 동작하도록 제어할 수 있다.

또한 상기 체중계(10000)는 통신부(14000)를 포함할 수 있다. 상기 통신부(14000)는 상기 센서부(13000)이나 상기 전극패드(2200)로부터 획득한 생체신호 데이터를 외부로 송신하거나, 상기 프로세서(11000)의 수행 명령데이터를 외부로부터 수신할 수 있도록 한다.

또한 상기 체중계(10000)는 디스플레이부(15000)를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이부(15000)는 상기 체중계(10000)를 통해 획득한 상기 체중, 상기 체지방, 상기 심박출량, 상기 AED(2000)를 통해 제공되는 정보들을 적절한 디스플레이 기능을 통해 출력할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체중계(10000)와 네트워크 원격지상에 위치한 다른 구성들을 포함한 헬스케어 시스템의 블록도이다.

상기 헬스케어 시스템은 상기 체중계(10000)에 포함되어 있는 상기 통신부(14000)를 통해 데이터의 송신 또는 수신이 가능한 서버(3000)을 더 포함한다.

또한, 상기 헬스케어 시스템은 상기 체중계(10000) 또는 상기 서버(3000)와 연동되어 상기 체중계(10000)를 제어하거나 상기 체중계(10000)의 상태 및 상기 체중계(10000)를 사용하는 사용자의 생체신호를 확인/모니터링할 수 있는 모바일 디바이스(40000)를 더 포함한다.

구체적으로, 상기 서버(3000)는 상기 사용자의 복수의 생체신호를 기록하고 관리할 수 있는 데이터베이스(3200)를 포함한다.

보다 구체적으로, 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 데이터베이스(3200)는 복수의 상기 체중계(10000)들로부터 획득한 복수의 사용자들 각각의 생체 정보들(예를 들어 심박출량, 체중 등)을 데이터베이스화하고, 각종 생체 정보의 급격한 변화나 AED(2000)의 사용이력과 같은 히스토리 정보를 저장하고, 필요에 따라 사용자 혹은 사용자에게 AED(2000)를 장착시켜 동작시켜야 하는 도우미 사용자에게 적절한 정보를 제공할 수 있도록 한다.

또한 도 2 및 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 서버(3000)는 상기 데이터베이스(3200)에 기록된 상기 사용자의 생체신호에 따라, 상기 사용자의 건강 비정상 상태를 판단하여, 상기 AED 명령을 판단하는 분석부(3100)를 더 포함한다.

구체적으로, 상기 분석부(3100)는 상기 체중계(10000)로부터 획득되는 상기 생체신호들 중 예를 들어, 응급 모드에 대응되도록 실시간 심전도 분석 및 실시간 심박출량 분석을 수행하고, 더 나아가 심이상 상태(심실세동, 심실빈맥)인지 여부를 판단하는 분석 역할을 수행한다.

보다 구체적으로, 상기 분석부(3100)는 상기 AED(2000)로부터 수신된 상기 사용자의 생체신호를 분석하여, 상기 사용자가 심이상상태가 아니라고 추정되는 경우에는 상기 프로세서(11000)에 상기 AED(2000)의 동작 중지 명령을 내리도록 할 수 있다. 이러한 동작을 통해서, 예를 들어, 심이상 상태가 아닌 사용자의 질환(예를 들어 뇌졸중)에 AED(2000)를 강제로 동작시켜, 오히려 사용자의 질환이나 병환을 악화시키는 것을 막는 효과를 제공할 수 있다. 즉, 분석부(3100)는 체중계(2000)로부터 사용자의 여러 생체정보를 획득한 뒤, AED(2000)의 동작을 프로세서(11000)를 통해 제어함으로써 AED(2000)의 잘못된 사용으로 인한 피해를 막을 수 있다.

또한 상기 서버(3000)는 상기 서버의 외부와의 데이터 송/수신 기능을 유/무선 네트워크를 통해 수행하는 서버 통신부(3300)를 더 포함한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중계(10000)에 복수의 전극으로 구성된 센서부(13000)와 AED(2000)를 수용하고 있는 AED 수납부(12000)를 예시적으로 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 체중계(10000)에서 사용자에게 AED(2000)를 이용하는 상황을 도시한 것이다.

상기 AED(2000)는 복수의 전극으로 구성된 전극 패드(2200)를 통해 사용자의 양손과 양발에 각각 전기적으로 접촉되어, 심전도 및 심박출량과 같은 생체정보를 획득하고, 사용자에게 자동 심장 충격이 필요한 경우, 이를 제공할 수 있도록 전기적으로 연결되어 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 심박출량 측정부(1000)의 동작을 도시한 것이다.

상기 심박출량 측정부(1000)의 경우, x축은 시간을 의미하고, y축은 생체저항 신호(임피던스 신호)의 크기를 표기한 것이다. 심박출량을 상기 사용자로부터 획득된 생체신호 중 일부 생체신호를 활용하여 상기 프로세서(11000)의 연산 수행을 통해, 획득할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 생체신호 중, 체중, 신장, 체지방량과 좌심실 개방시간, 생체저항 미분신호의 로컬 최대값, 생체저항 신호의 DC성분값 및 복수의 심박출량 교정상수를 이용하여, 심박출량(SV)를 아래 [수학식 1]과 같이 연산할 수 있다.

여기서, SV(Stroke Volume)는 1회 심박출량, a, b, c, d, e, f는 모두 심박출량 교정상수, BW는 체중, H는 신장 혹은 키, BFM은 체지방량, Z는 생체저항 신호 중 임피던스 신호,

는 생체저항 신호 중 직류성분의 값인 DC성분값(Direct Current), (dZ/dt)max는 생체저항 미분 신호의 LVET 단위 시간 내에서의 로컬 최대값, LVET는 좌심실 개방시간이다. LVET(Left Ventricular Ejection Time)는 일반적으로, 대동맥 판막 개방지점과 대동맥 판막 폐쇄지점 사이의 시간으로 해석된다.

LVET와 (dZ/dt)max 값은 전술한 것과 같이, 도 6과 같이 측정된 생체저항 신호의 변화량을 관찰함으로써 연산될 수 있다.

또한, 더 나아가 상기 심박출량 측정부(1000)는 상기 연산된 심박출량(SV), 분당 심박수와 복수의 혈압교정상수을 이용하여, 아래 [수학식 2]와 같이 혈압을 추정하는 연산을 상기 프로세서(11000)를 통해 수행할 수 있다.

여기서, BP는 추정된 혈압, SV는 심박출량, HR은 분당 심박수(단위 시간), g, h, i, j는 모두 혈압 교정상수이다.

상기 심박출량 교정상수(a,b,c,d,e,f)와 상기 혈압 교정상수(g,h,i,j)는 상기 프로세서(11000)에 의해 상기 심박출량의 연산이나 상기 혈압을 연산할 때, 사용되며, 상기 체중계(10000)에 형성되는 별도의 저장부(도면부호 미도시)에 저장되도록 할 수 있다.

또한, 상기 심박출량 교정상수와 상기 혈압 교정상수의 미세한 조정이 필요한 경우, 변경된 상기 교정상수들을 상기 서버(3000)에서 상기 통신부(14000)를 통해 수신하여, 상기 프로세서(11000)가 상기 저장부(도면부호 미도시)에 저장된 상기 교정상수들의 값을 업데이트할 수도 있다.

이러한 업데이트 등을 통해, 결과적으로 상기 심박출량의 연산이나 상기 혈압의 연산(추정)의 정확도를 높일 수 있다.

결과적으로, 상기 체중기(10000)는 별도의 혈압 측정 기구없이도, 상기 연산된 심박출량 및 다른 생체 정보등을 활용하여, 혈압을 추정할 수 있고, 이러한 정보를 통해 AED(2000)의 동작 등에 유용하게 활용할 수 있다.

10000 : 체중계
11000 : 프로세서
12000 : AED 수납부
13000 : 센서부
14000 : 통신부
15000 : 디스플레이부
1000 : 심박출량 측정부
2000 : AED(Automated External Defibrillator):자동심장 충격기,자동제세동기
2100 : 축전부
2200 : 전극 패드(생체신호 센서 구비)
2300 : 기전력 구동부
2400 : 방전부
3000 : 서버
3100 : 분석부
3200 : 데이터베이스
3300 : 서버 통신부
4000 : 사용자 모바일 디바이스

Claims (7)

1. 사용자로부터 복수의 생체신호를 측정하는 센서부;
   상기 생체신호로부터 심박출량(cardiac output)을 연산하는 심박출량 측정부;
   상기 사용자가 심이상상태가 되는 경우 동작할 수 있는 AED(Automated External Defibrillator); 및
   상기 센서부, 심박출량 측정부, AED를 제어하는 프로세서를 포함하며,
   상기 프로세서는 상기 사용자의 상태에 따라, 동작 모드를 구분하여 동작하는 것을 특징으로 하는 체중계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 체중계는
   상기 AED를 수용할 수 있는 AED 수납부;
   상기 센서부의 생체신호 데이터를 송신하거나, 상기 프로세서의 수행 명령데이터를 수신할 수 있는 통신부;
   상기 사용자에게 복수의 생체신호를 출력할 수 있는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체중계.
3. 제2항에 있어서,
   상기 동작 모드는 상기 사용자에게 AED를 작동시켜야 하는 건강 비정상 상태를 정의하는 응급 모드와 상기 사용자의 건강 정상 상태를 정의하는 일반 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 체중계.
4. 제3항에 있어서,
   상기 프로세서는 상기 일반 모드인 경우, 상기 체중계의 상기 센서부를 통해 심박출량, 체중, 체성분을 측정하여 사용자에게 제공하고,
   상기 응급 모드인 경우, 상기 AED에 형성된 복수의 전극 패드를 통해, 심박출량, 심전도를 측정하는 것을 특징으로 하는 체중계.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 체중계를 포함하며,
   상기 체중계의 상기 통신부를 통해 데이터의 송신 또는 수신이 가능한 서버;
   상기 체중계 또는 상기 서버와 연동되어 상기 체중계를 제어하거나 상기 체중계의 상태를 확인할 수 있는 모바일 디바이스를 더 포함하는
   헬스케어 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 서버는 상기 사용자의 복수의 생체신호를 기록하는 데이터베이스;
   상기 데이터베이스에 기록된 상기 사용자의 생체신호에 따라, 상기 사용자의 건강 비정상 상태를 판단하여, 상기 AED 명령을 판단하는 분석부; 및 상기 서버의 외부 통신을 수행하는 서버 통신부를 더 포함하는 헬스케어 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 분석부는 상기 AED로부터 수신된 상기 사용자의 생체신호를 분석하여, 상기 사용자가 심이상 상태가 아니라고 추정되는 경우에는 상기 프로세서에 상기 AED의 동작 중지 명령을 내리는 것을 특징으로 하는 헬스케어 시스템.
   

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