KR20220147396A - 저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기에 관한 것으로서, 자동심장충격기의 작동상태, 고장여부, 배터리 잔량 등을 자가진단하여 사용자에게 표시하는 구성을 최소한의 전력으로만 자가진단 정보가 표시되도록 하여, 자동심장충격기에 내장된 배터리의 사용기간을 늘리고, 배터리의 상태를 최상으로 하여 응급상황시에도 문제없이 사용할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 배터리와, 상기 배터리의 전원을 공급제어하는 전원제어장치와, 상기 전원제어장치의 전원으로 고전압의 전기 에너지를 일시적으로 충전하여 전극패드를 통해 전기충격이 이루어지도록 제어하는 고전압 제어부와, 환자의 생체정보를 통해 전기충격 여부를 판단하여 고전압 제어부로 작동신호를 제공하고, 자동심장충격기의 전반적인 기능을 제어하고 자동심장충격기의 소프트웨어 및 하드웨어적 상태를 자체적으로 자가진단하는 중앙처리장치와, 상기 중앙처리장치의 자가진단 결과를 전자종이(E-Paper) 방식으로 화면에 표시하는 전자종이 표시부와, 상기 전자종이 표시부의 전력공급은 평상시 배터리를 통해 이루어지다가 배터리 방전시 미리 저장된 전력으로 전자종이 표시부에 일시적으로 전원공급이 이루어지도록 한 대용량 커패시터;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기{Automated External Defibrillator for low power self test}

본 발명은 저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기에 관한 것으로서, 자동심장충격기의 작동상태, 고장여부, 배터리 잔량 등을 자가진단하여 사용자에게 표시하는 구성을 최소한의 전력으로만 자가진단 정보가 표시되도록 하여, 자동심장충격기에 내장된 배터리의 사용기간을 늘리고, 배터리의 상태를 최상으로 하여 응급상황시에도 문제없이 사용할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

일반적으로 자동심장충격기(Automated External Defibrillator, AED)는 자동으로 심장세동을 제거하는 장치로서, 심장박동이 정지되어 각 조직으로 혈류가 중단되면서 생체활동에 필수적인 산소 등의 공급이 중단되는 현상인 급성심정지 (SCA: Sudden Cardiac Arrest) 현상이 발생할 때, 외부로부터 전기충격을 주어서 심장박동을 정상적으로 돌아오도록 하는 응급구조장비에 해당한다.

따라서, 응급구조장비는 긴급한 상황에서 고장문제 또는 배터리의 방전문제로 자동심장충격기를 사용하지 못할 경우, 소중한 생명을 살리지 못하는 큰 문제가 발생하게 된다.

이러한 문제가 발생하지 않도록 미리 자동심장충격기에는 작동상태, 고장여부, 배터리 잔량 등을 자체적으로 점검하는 자가 진단(self-test) 기능이 있다. 자가진단 후에 문제가 없다면 정상상태로 안내하고, 장비에 문제가 있거나 배터리의 잔량부족 또는 고장문제가 있을 경우 관리자가 이를 파악할 수 있도록 자가진단 결과를 안내하게 된다.

자가진단 결과를 안내하기 위해서는 자동심장충격기에 구비된 다양한 표시장치 즉, LCD화면, LED램프, 경고음, 음성안내와 같은 형태로 관리자 또는 사용자에게 안내해주고 있다. 예를 들어 배터리의 잔량이 부족할 경우, 자동심장충격기에서는 상기와 같은 표시장치를 통해 배터리의 부족상태를 미리 파악하여 사전에 배터리를 교체한다면, 실제 응급상황에서 배터리 방전으로 인한 문제를 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

당연하게도 상기의 LCD화면, LED램프, 경고음, 음성안내를 통해 자가진단 결과를 안내할 때에는 최소한의 전력을 소비해야 할 것이다. 만약, 자가진단 결과를 안내하는 과정에서 많은 전력을 소비하게 될 경우, 배터리의 잔량이 더 줄어들게 되어 배터리 오히려 배터리 방전문제를 겪을 수 있다.

또한 일반적으로 자가진단결과는 LED램프 또는 저전력 LCD화면으로 장비의 상태 안내하고 있으나, LED램프는 색상으로만 장비의 상태를 안내할 수 있기 때문에 제공할 수 있는 정보의 한계가 있다. 그리고 저전력 LCD화면의 경우 사전에 정의할 수 없는 문제는 표시할 수 없고 상대적으로 전력소모가 크게 정보의 제공량에 비례하여 전력소비도 커지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1507209호 대한민국 등록특허 제10-1500811호 대한민국 등록특허 제10-1622762호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 자동심장충격기의 자가진단 결과를 기존의 LCD화면, LED램프, 경고음, 음성과 같은 형태로 안내하지 않고, 전자종이(E-Paper)화면에 표시함으로써, 새롭게 표시가 이루어질 때만 약간의 전력만 소비되고 평상시에는 전력소비가 없도록 하여, 배터리의 전력소모를 최소화하여 배터리의 방전문제를 방지할 수 있는 저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기를 제공함에 목적을 두고 있다.

아울러, 본 발명은 자가진단 결과를 전자종이(E-Paper)형태로 표시하는 방식에 있어서, 배터리의 불량으로 급격하게 방전되거나, 관리자가 강제로 배터리를 제거할 경우, 장비의 상태를 전자종이(E-Paper)화면에 표시하기도 전에 전력이 없어 전자종이 화면에 표시할 수 없는 문제점이 발생하게 된다. 전자종이의 특성상 이미 표시된 정보는 전력소모 없이 지속적으로 표시되어 있기 때문에, 정상상태로 표시하고 있을 때 배터리의 급격한 방전 또는 배터리를 제거할 경우, 방전된 상태임에도 정상상태로 표시하게 된다. 따라서, 이러한 방전상태에도 전자종이 화면을 표시할 수 있도록 해결해야 한다.

본 발명은 배터리와, 상기 배터리의 전원을 공급제어하는 전원제어장치와, 상기 전원제어장치의 전원으로 고전압의 전기 에너지를 일시적으로 충전하여 전극패드를 통해 전기충격이 이루어지도록 제어하는 고전압 제어부와, 환자의 생체정보를 통해 전기충격 여부를 판단하여 고전압 제어부로 작동신호를 제공하고, 자동심장충격기의 전반적인 기능을 제어하고 자동심장충격기의 소프트웨어 및 하드웨어적 상태를 자체적으로 자가진단하는 중앙처리장치와, 상기 중앙처리장치의 자가진단 결과를 전자종이(E-Paper) 방식으로 화면에 표시하는 전자종이 표시부와, 상기 전자종이 표시부의 전력공급은 평상시 배터리를 통해 이루어지다가 배터리 방전시 미리 저장된 전력으로 전자종이 표시부에 일시적으로 전원공급이 이루어지도록 한 대용량 커패시터;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 전자종이 표시부를 통해 나타나는 자가진단 결과는 자동심장충격기에는 작동상태, 고장여부, 배터리 잔량, 전극패드의 상태정보로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 전원제어장치는; 배터리의 전기에너지가 대용량 커패시터로 곧바로 전달되지 않도록 차단하는 다이오드와, 상기 다이오드를 통해 제공받는 전원으로 자동심장충격기의 회로로 공급하되, 적정전압으로 낮추어 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부의 전력으로 대용량 커패시터에 충전을 제어하는 커패시터 충전부와, 상기 배터리의 전압을 감시하여 방전여부를 판단하고, 전원공급이 제어되도록 신호를 제공하는 전압감시부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 커패시터 충전부는 대용량 커패시터 정격 전압의 50 내지 80%의 범위에서 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 자가진단 결과를 전자종이(E-Paper)화면에 표시함으로써, 새롭게 표시가 이루어질 때만 약간의 전력만 소비되고 평상시에는 전력소비가 없도록 하여, 배터리의 전력소모를 최소화하여 배터리의 방전문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 배터리의 방전문제가 발생하더라도 대용량 커패시터를 통해 전자종이 표시부에 제대로 표시되도록 함으로써, 관리자 및 사용자가 오인하지 않도록 방지하여, 배터리 관리에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기의 전체 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 자동심장충격기에서 전원제어장치의 구체적인 구성을 나타낸 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기는 도 1에 도시한 바와 같이 배터리(100)와, 상기 배터리(100)의 전원을 공급제어하는 전원제어장치(200)와, 상기 전원제어장치(200)의 전원으로 고전압의 전기 에너지를 일시적으로 충전하여 전극패드를 통해 전기충격이 이루어지도록 제어하는 고전압 제어부(300)와, 환자의 생체정보를 통해 전기충격 여부를 판단하여 고전압 제어부(300)로 작동신호를 제공하고, 자동심장충격기의 전반적인 기능을 제어하고 자동심장충격기의 소프트웨어 및 하드웨어적 상태를 자체적으로 자가진단하는 중앙처리장치(400)와, 상기 중앙처리장치(400)의 자가진단 결과를 전자종이(E-Paper) 방식으로 화면에 표시하는 전자종이 표시부(500)와, 상기 전자종이 표시부(500)의 전력공급은 평상시 배터리(100)를 통해 이루어지다가 배터리(100) 방전시 미리 저장된 전력으로 전자종이 표시부(500)에 일시적으로 전원공급이 이루어지도록 한 대용량 커패시터(600);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 전원제어장치(200)는 배터리(100)의 전원을 고전압 제어부(300), 중앙처리장치(400), 전자종이 표시부(500)로 전원을 공급하는 구성에 해당한다. 그리고 상기 고전압 제어부(300)는 전원제어장치(200)를 통해 제공받은 전기 에너지를 높은 전압으로 일시적으로 충전하여 연결된 전극패드로 환자에게 전기충격이 이루어지도록 제어하는 구성이다.

그리고 상기 중앙처리장치(400)는 자동심장충격기의 전반적인 기능을 제어하는 구성으로서, 전극패드를 통해 얻어진 환자의 생체정보를 기반으로 전기충격 여부를 스스로 판단하여 고전압 제어부(300)로 작동신호를 제공한다. 또한 중앙처리장치(400)는 자동심장충격기의 소프트웨어 및 하드웨어적 상태를 자체적으로 자가진단할 수 있는 기능을 갖는다.

본 발명의 자동심장충격기는 자가진단 결과를 전자종이(E-Paper) 방식으로 화면에 표시하는 전자종이 표시부(500)를 제공하는 것에 특징이 있는 기술이다. 전자종이 방식은 잉크의 특징을 디스플레이에 적용한 기술로서, 이미지나 글씨를 처음 변경할 때만 낮은 전력을 소모하고, 변경된 이후에는 전기에너지의 소모 없이 표시될 수 있는 특징을 갖는다.

상기 전자종이 표시부(500)를 통해 나타나는 자가진단 결과는 자동심장충격기에는 작동상태, 고장여부, 배터리(100) 잔량, 전극패드의 상태정보로 이루어질 수 있다.

그러나 이러한 전자종이 방식은 전력소모 없이 지속적인 표시가 가능한 이점을 갖지만, 반대로 배터리(100)의 불량이나 관리자가 배터리(100)를 분리할 경우에 배터리(100) 상태를 전자종이 표시부(500)에 표시할 수 없게 되는 문제점이 발생하게 된다. 이렇게 되면 배터리(100)가 상태가 방전상태임에도 이전에 출력된 정상상태의 정보로 보여지게 되어 자칫 오인할 수 있는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 대용량 커패시터(600)를 통해 전자종이 표시부(500)의 전력공급은 평상시 배터리(100)를 통해 이루어지다가 배터리(100) 방전시에는 미리 저장된 전력으로 전자종이 표시부(500)에 일시적으로 전원공급을 하게 되어 전자종이 표시부(500)에 배터리(100) 상태를 제대로 표시하도록 한다.

상기 대용량 커패시터(600)는 슈퍼 커패시터로서 축전용량이 큰 커패시터를 의미한다. 일반적으로 커패시터는 전력을 모아서 필요에 따라 방출하는 것으로서, 배터리(100)와 달리 방전문제 및 수명에서 자유로운 이점을 갖는다.

본 발명의 전원제어장치(200)는 배터리(100)의 전원뿐만 아니라 대용량 커패시터(600)의 전원까지 함께 제어하는 것으로서, 구체적은 구성은 도 2에 도시한 바와 같이 배터리(100)의 전기에너지가 대용량 커패시터(600)로 곧바로 전달되지 않도록 차단하는 다이오드(210)와, 상기 다이오드(210)를 통해 제공받는 전원으로 자동심장충격기의 회로로 공급하되, 적정전압으로 낮추어 공급하는 전원공급부(220)와, 상기 전원공급부(220)의 전력으로 대용량 커패시터(600)에 충전을 제어하는 커패시터 충전부(230)와, 상기 배터리(100)의 전압을 감시하여 방전여부를 판단하고, 전원공급이 제어되도록 신호를 제공하는 전압감시부(240);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 다이오드(210)는 배터리(100)의 전기가 대용량 커패시터(600)로 흐르는 것을 방지한다. 즉, 배터리(100)의 전원과 대용량 커패시터(600)의 전원이 각각 전원공급부(220)에 일방향으로 흐르도록 제어해주는 것이다.

상기 전원공급부(220)는 다이오드(210)를 통해 제공된 전원으로 자동심장충격기의 전반적인 각 회로로 공급하되, 적정 전압으로 낮추어 공급하는 구성이다. 그리고 상기 커패시터 충전부(230)는 전원공급부(220)의 전원으로 대용량 커패시터(600)의 충전을 제어하게 된다. 이때 커패시터 충전부(230)는 대용량 커패시터(600) 정격 전압의 50 내지 80%의 범위에서 충전되도록 제어하여 대용량 커패시터(600)의 내구성을 높이도록 한다.

그리고 상기 전압감시부(240)는 배터리(100)의 전압을 감시하여 배터리(100)의 방전여부를 판단하게 된다. 만약 배터리(100)의 방전으로 인해 전자종이 표시부(500)의 전력공급을 전혀 할 수 없을 때, 대용량 커패시터(600)의 전원으로 공급이 이루어지도록 하는 것이다.

전원공급의 제어는 전원공급부(220)와 각각 연결되고 전압감시부(240)의 작동신호를 제공받는 제1스위치(250)와 제2스위치(260)를 통해 이루어지게 된다. 상기 제1스위치(250)와 제2스위치(260)의 작동과정을 설명하자면, 배터리(100)의 전압이 정상이면 전압감시부(240)는 중앙처리장치(400)에 배터리(100)의 상태가 정상으로 통보하게 된다. 그리고 제1스위치(250)와 제2스위치(260)를 작동시켜서 고전압 제어부(300), 중앙처리장치(400), 전자종이 표시부(500)에 전원을 공급한다.

그리고 배터리(100)의 방전 또는 배터리(100)의 분리와 같은 문제로 전원공급에 문제가 있을 경우, 대용량 커패시터(600)를 통해 전원공급을 해야한다. 상기 전압감시부(240)에서는 배터리(100)의 전압이 6V 이하로 떨어지게 되면 배터리(100)는 방전된 것으로 판단한다. 그렇게 되면 제1스위치(250)를 차단시켜 고전압 제어부(300)로 전원공급이 이루어지지 않도록 차단하게 된다.

그리고 나서 중앙처리장치(400)에서는 전압감시부(240)로부터 배터리(100)의 문제를 통보받게 되면, 모든 활동을 중지하고 전자종이 표시부(500)의 화면을 우선적으로 지우게 된다. 이때 전자종이 표시부(500)의 화면을 지우고 나서 지운 상태로 표시되는 것보다 배터리(100)의 잔량이 없다는 내용으로 변경하여 표시되도록 하는 것이 더 바람직할 것이다.

이렇게 대용량 커패시터(600)에 충전된 전기 에너지를 모두 사용하게 되면 자동심장충격기의 모든 동작이 완전히 중지되는 것이다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

100 : 배터리 200 : 전원제어장치
210 : 다이오드 220 : 전원공급부
230 : 커패시터 충전부 240 : 전압감시부
250 : 제1스위치 260 : 제2스위치
300 : 고전압 제어부 400 : 중앙처리장치
500 : 전자종이 표시부 600 : 대용량 커패시터

Claims (4)

1. 배터리(100)와,
   상기 배터리(100)의 전원을 공급제어하는 전원제어장치(200)와,
   상기 전원제어장치(200)의 전원으로 고전압의 전기 에너지를 일시적으로 충전하여 전극패드를 통해 전기충격이 이루어지도록 제어하는 고전압 제어부(300)와,
   환자의 생체정보를 통해 전기충격 여부를 판단하여 고전압 제어부(300)로 작동신호를 제공하고, 자동심장충격기의 전반적인 기능을 제어하고 자동심장충격기의 소프트웨어 및 하드웨어적 상태를 자체적으로 자가진단하는 중앙처리장치(400)와,
   상기 중앙처리장치(400)의 자가진단 결과를 전자종이(E-Paper) 방식으로 화면에 표시하는 전자종이 표시부(500)와,
   상기 전자종이 표시부(500)의 전력공급은 평상시 배터리(100)를 통해 이루어지다가 배터리(100) 방전시 미리 저장된 전력으로 전자종이 표시부(500)에 일시적으로 전원공급이 이루어지도록 한 대용량 커패시터(600);로 구성되는 것을 특징으로 하는 저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 전자종이 표시부(500)를 통해 나타나는 자가진단 결과는 자동심장충격기에는 작동상태, 고장여부, 배터리(100) 잔량, 전극패드의 상태정보로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 전원제어장치(200)는;
   배터리(100)의 전기에너지가 대용량 커패시터(600)로 곧바로 전달되지 않도록 차단하는 다이오드(210)와,
   상기 다이오드(210)를 통해 제공받는 전원으로 자동심장충격기의 회로로 공급하되, 적정전압으로 낮추어 공급하는 전원공급부(220)와,
   상기 전원공급부(220)의 전력으로 대용량 커패시터(600)에 충전을 제어하는 커패시터 충전부(230)와,
   상기 배터리(100)의 전압을 감시하여 방전여부를 판단하고, 전원공급이 제어되도록 신호를 제공하는 전압감시부(240);로 구성되는 것을 특징으로 하는 저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 커패시터 충전부(230)는 대용량 커패시터(600) 정격 전압의 50 내지 80%의 범위에서 충전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 저전력 자가진단이 가능한 자동심장충격기
   
   
   
   
   
   
   

Images