KR20240084207A - 환자 상태 분석 장치 - Google Patents

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KR20240084207A
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이승건
김종남
김형중
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주식회사 지엔아이씨티
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Abstract

본 발명은 침대에서의 환자의 상태를 예측하는 환자 상태 분석 장치에 관한 것으로, 상기 침대에 폭 방향과 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어, 하부 방향으로 가해지는 압력을 측정하는 복수의 압력 센서와; 복수의 상기 압력 센서에 의해 측정된 압력값의 조합에 기초하여, 환자의 상태를 분석하는 상태 분석 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 비접촉 방식으로 침대에서의 환자의 상태, 예를 들어, 낙상 위험 상태, 안정 상태 등을 분석할 수 있다.

Description

환자 상태 분석 장치{PATIENT STATE ANALYSIS APPARATUS}
본 발명은 환자 상태 분석 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비접촉 방식으로 침대에서의 환자의 상태를 분석할 수 있는 환자 상태 분석 장치에 관한 것이다.
거동이 불편한 환자나 중증환자들은 간병인이나 보호자가 옆에서 대기하는 경우가 많지만, 24시간 지켜보기에는 무리가 따른다. 예컨대, 간병인이 볼일을 보러 잠시 자리를 비운다든지 심야에 잠을 잘 때에는 환자들 계속 감시할 수가 없다.
이러한 이유로 환자가 침대에서 떨어져 사고를 당하는 낙상사고가 끊이지 않고 발생하고 있다.
병원 침대에는 안전을 위하여 대부분 측면에 안전 바가 구비되어 있지만, 환자가 일부러 안전 바를 접거나 눕혀 침대 아래로 인입시키는 경우, 낙상사고는 발생될 수 있다.
이러한 낙상사고를 방지하기 위하여, 한국공개특허공보 제10-2016-0015463호에서는 낙상 방지장치를 제안하고 있다.
상기 한국공개특허공보에 개시된 낙상 방지장치는 착용자의 허리에 가속도 측정부 및 각속도 측정부를 배치하고, 발에는 발에서 장애물까지의 거리를 측정하는 거리측정부가 구비되고, 바닥면에서 발까지의 발 높이를 측정하는 발 높이 측정부, 착용자가 바닥면을 밟을 때의 압력을 측정하는 압력측정부가 구비되어 이러한 측정부로부터 얻어진 데이터를 기초로 하여 낙상 가능성을 예측한다.
하지만, 이러한 낙상 방지 장치는 환자의 몸에 여러 가지 측정 장치를 부착해야 하므로 환자가 몹시 불편을 느낄 수 있는 문제점이 있다. 또한, 배터리 충전 등 여러 가지의 부가적인 일이 더 필요하므로 번거롭고 어쩌면 간병인으로서는 더 부담이 가중될 수도 있다.
한편, 침대에서의 환자의 자세나 상태는 단지 낙상 위험 만이 존재하는 것은 아니다. 일 예로, 숙면이나 안정적인 자세를 취하거나, 다소 불안한 자세를 취하는 경우도 존재한다.
이에, 낙상 위험이나 낙상 사고를 파악하는 것 뿐만 아니라, 침대에서의 환자의 상태 또한 함께 파악할 수 있다면 바람직할 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 비접촉 방식으로 침대에서의 환자의 상태, 예를 들어, 낙상 위험 상태, 안정 상태 등을 분석할 수 있는 환자 상태 분석 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 침대에서의 환자의 상태를 예측하는 환자 상태 분석 장치에 있어서, 상기 침대에 폭 방향과 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어, 하부 방향으로 가해지는 압력을 측정하는 복수의 압력 센서와; 복수의 상기 압력 센서에 의해 측정된 압력값의 조합에 기초하여, 환자의 상태를 분석하는 상태 분석 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 상태 분석 장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 상태 분석 모듈에 의해 분석되는 환자의 상태는 수면/안정 상태, 불안/이상 상태, 낙상 위험 상태, 이탈 상태, 및 기립 상태 중 적어도 2 이상을 포함하할 수 있다.
또한, 복수의 상기 압력 센서는 12개가 상기 폭 방향으로 좌측, 중앙, 우측으로 3열, 상기 길이 방향으로 상부, 중상부, 중하부, 하부로 4열로 일정 간격으로 배치될 수 있다.
그리고, 상기 상태 분석 모듈은 복수의 상기 압력 센서 중 상기 폭 방향으로 좌측 또는 우측에서, 상기 길이 방향으로 상부, 중상부, 중하부, 및 하부로의 4열 중 적어도 2 이상에서 기 설정된 기준 압력값 이상으로 검출되는 경우, 상기 낙상 위험 상태로 분석할 수 있다.
그리고, 상기 상태 분석 모듈에 의해 상기 낙상 위험 상태가 감지되는 경우 1차 알람 이벤트를 출력하고, 상기 1차 알람 이벤트 출력 후 상기 낙상 위험 상태가 기 설정된 기준 시간 이상 유지되는 경우 2차 알람 이벤트를 출력하는 메인 제어부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 메인 제어부는 상기 1차 알람 이벤트와 상기 2차 알람 이벤트를 통신망을 통해 외부 디바이스로 전송할 수 있다.
또한, 상기 침대의 상기 폭 방향 양측에 각각 설치되는 안전 바가 상기 침대에 인입되는지 여부를 감지하는 바 감지부를 더 포함하며; 상기 상태 분석 모듈은 상기 바 감지부에 의해 상기 안전 바가 상기 침대에 인입된 것으로 감지되는 경우에만 상기 1차 알람 이벤트 및 상기 2차 알람 이벤트를 출력할 수 있다.
그리고, 상기 상태 분석 모듈은 각각의 상기 압력 센서에 의해 측정된 압력값이 기 설정된 기준 압력값을 초과하는 경우, 해당 압력 센서에 의해 압력이 감지된 것으로 인식하고, 감지로 인식된 압력 센서의 조합에 기초하여, 환자의 상태를 분석할 수 있다.
그리고, 상기 상태 분석 모듈은 복수의 상기 압력 센서 중 어느 하나에 의해 측정된 압력값이 상기 기준 압력값보다 크게 설정된 기립 압력값을 초과하는 경우, 환자의 상태를 상기 기립 상태로 분석할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라, 본 발명에 따르면, 비접촉 방식으로 침대에서의 환자의 상태, 예를 들어, 낙상 위험 상태, 안정 상태 등을 분석할 수 있는 환자 상태 분석 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환자 상태 분석 장치가 적용된 침대의 예를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 환자 상태 분석 장치의 제어 블록도이고,
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 환자 상태 분석 장치의 상태 분석 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환자 상태 분석 장치(100)가 적용된 침대(10)의 예를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 환자 상태 분석 장치(100)의 제어 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 환자 상태 분석 장치(100)는 환자 등이 침대(10)에서 누운 상태나 착석한 상태, 또는 휴식을 취하거나 취침하는 상태 등을 분석하고, 이를 기반으로 수면/안정 상태, 불안/이상 상태, 낙상 위험 상태, 이탈 상태 또는 기립 상태 등을 분석한다.
침대(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(11), 머리측 수직판(13), 다리측 수직판(14), 그리고 매트리스(12)를 포함하여 구성될 수 있다.
메인 프레임(11)은 매트리스(12)가 안착될 수 있도록 판면이 직사각형 형상을 갖는다. 여기서 메인 프레임(11)은 4곳의 모서리측에서 하부 방향으로 연장된 안착 다리(15)에 의해 지지된 상태로 바닥으로부터 일정 높이로 이격된 상태를 유지한다.
안착 다리(15)의 하부 말단에는 바퀴(16)가 설치되어, 환자가 침대(10)에 누어있는 상태에서도 환자이 이송이 가능하게 이동할 수 있다.
머리측 수직판(13)은 환자를 기준으로 환자의 머리 측의 가장자리에서 메인 프레임(11)으로부터 수직 방향으로 연장된다. 그리고 다리측 수직판(14)은 환자를 기준으로 환자의 다리 측의 가장자리로부터 수직 방향으로 연장된다. 즉, 머리측 수직판(13)과 다리측 수직판(14)은 침대(10)의 길이 방향 양측에서 상호 마주보며 배치된 상태가 된다.
침대(10)의 폭 방향 양측에는 안전 바(17)가 설치될 수 있다. 안전 바(17)는 메인 프레임(11)으로부터 상부 방향으로 연장되어, 환자가 폭 방향 가장자리(E)에서 낙상하는 것을 일차적으로 방지한다.
안전 바(17)는 침대(10) 내측으로 인입 가능하게 회동하여 접히거나 세워질 수 있도록 구성되어, 환자가 침대(10) 밖으로 나가고자 할 때 안전 바(17)를 인입시킨 후 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 환자 상태 분석 장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 압력 센서(110)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 복수의 압력 센서(110)는 침대(10)의 폭 방향과 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다. 그리고, 각각의 압력 센서(110)는 하부 방향으로 가해지는 압력을 측정할 수 있다. 예컨대, 환자가 침대(10)에 올라가는 경우, 환자가 접촉하여 환자의 무게에 따른 하중이 인가될 때, 해당 압력 센서(110)가 환자에 의해서 가해지는 압력을 측정하게 된다.
본 발명의 실시예에서는 복수의 압력 센서(110)가 침대(10)의 매트리스(12)에 설치되는 것을 예로 한다. 일 실시예로, 매트리스(12)의 상부 측 표면 또는 상부 표면의 바로 아래 측 위치에 설치되어 하중에 따른 압력을 감지하는 것을 예로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 환자 상태 분석 장치(100)는 상태 분석 모듈(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상태 분석 모듈(120)은 복수의 압력 센서(110)에 의해 측정된 압력값의 조합에 기초하여, 환자의 상태를 분석할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상태 분석 모듈(120)에 의해 분석되는 환자의 상태는 압력 센서(110)에 의해 측정된 압력값의 조합에 기초하여, 수면/안정 상태, 불안/이상 상태, 낙상 위험 상태, 이탈 상태, 및 기립 상태 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 12개의 압력 센서(110)가 폭 방향으로 좌측, 중앙, 우측으로 3열, 그리고 길이 방향으로 상부, 중상부, 중하부, 하부로 4열로 일정 간격으로 배치되는 것을 예로 한다.
한편, 상태 분석 모듈(120)은 각각의 압력 센서(110)에 의해 측정된 압력값이 기준 압력값을 초과할 때 해당 압력 센서(110)가 눌러진 것으로 판단할 수 있다. 즉, 상태 분석 모듈(120)은 각각의 압력 센서(110)에 의해 측정된 압력값을 기준 압력값을 기준으로 2진화하고, 2진화된 압력 센서(110)의 조합을 통해 상태를 분석할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 상태 분석 모듈(120)에 의해 분석되는 압력 센서(110)의 조합이 데이블 형태로 데이터 저장부(140)에 저장되는 것을 예로 한다.
다른 예로, 상태 분석 모듈(120)은 압력 센서(110)의 조합과, 환자의 상태를 학습 데이로하여 학습된 k-NN (k-Nearest Neighbors) 알고리즘과 같은 머신러닝 알고리즘을 통해 구현될 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상태 분석 모듈(120)이 환자의 상태를 분석하는 예에 대해 설명한다.
도 3은 환자가 매트리스의 중앙에 반듯하게 누워있는 상태의 예를 나타내고 있다. 이 경우, 폭 방향에서의 중앙에 위치하는 4개의 압력 센서(110)가 '감지'로 인식되고, 나머지 압력 센서(110)는 '미 감지'로 인식될 수 있다.
이와 같은 상태에서, 상태 분석 모듈(120)은 현재의 환자 상태를 수면/안정 상태로 분석할 수 있다.
도 4는 환자가 매트리스의 폭 방향으로 우측 가장자리 쪽으로 편향된 상태로 누워있는 예를 나타내고 있다. 이 경우, 폭 방향에서의 우측에 위치하는 4개의 압력 센서(110)가 '감지'로 인식되고, 나머지 압력 센서(110)는 '미 감지'로 인식될 수 있다.
이와 같은 상태에서, 상태 분석 모듈(120)은 현재의 환자 상태가 침대(10)의 우측으로 낙상할 위험이 있는 낙상 위험 상태로 분석할 수 있다.
도 4에서는 폭 방향으로의 우측 4개의 압력 센서(110)가 '감지'된 것을 예로 하고 있으나, 낙상 위험을 고려하여, 상태 분석 모듈(120)은 폭 방향으로 좌측 또는 우측의 길이 방향으로의 4개의 압력 센서(110) 중 적어도 2 이상에서 '감지', 즉 기준 압력값 이상으로 검출되는 경우, 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다.
도 5는 환자가 매트리스에서 대각선 방향으로 누워있는 상태의 예를 나타낸 도면이다. 이 경우, 복수의 압력 센서(110) 중 대각선 방향에 위치하는 압력 센서(110)가 '감지'로 인식될 수 있다.
이와 같은 상태에서, 상태 분석 모듈(120)은 환자의 상태를 불안/이상 상태로 분석할 수 있다. 즉, 휴식이나 수면 자세가 불안한 상태로 인식하게 된다.
도 6은 환자가 침대(10)에서 일어나 나가려는 자세를 취한 상태의 예를 나타낸 도면이다. 이 경우, 복수의 압력 센서(110) 중 폭 방향 가장자리에 위치하는 어느 하나의 압력 센서(110)가 '감지'로 인식될 수 있다.
이와 같은 상태에서, 상태 분석 모듈(120)은 환자의 상태를 이탈 상태로 분석할 수 있다. 즉, 환자가 침대(10) 밖으로 나가려는 상태로 인식하게 된다.
일 실시예로, 상태 분석 모듈(120)은 복수의 압력 센서(110) 중 어느 하나에서 감지된 압력값이 기 설정된 기립 압력값을 초과하는 경우, 이를 기립 상태로 분석할 수 있다.
여기서, 기립 압력값은 기준 압력값보다 크게 설정될 수 있다. 즉, 환자가 침대(10) 위에서 기립하게 되면, 환자의 무게에 따른 하중이 특정 압력 센서(110)에 집중되어 해당 압력 센서(110)에 의해 측정되는 압력값이 환자가 누워있거나 도 6에 도시된 이탈 상태보다 크게 측정될 수 있다.
따라서, 상태 분석 모듈(120)은 특정 압력 센서(110)에 의해 측정된 압력값이 기립 압력값보다 큰 경우, 현재 환자가 침대(10) 위에서 기립한 기립 상태로 분석하게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 상태 분석 모듈(120)이 복수의 압력 센서(110)에 의해 측정된 압력값에 기반하여, 환자의 상태가 낙상 위험 상태로 분석되는 경우, 1차 알람 이벤트를 출력하는 것을 예로 한다.
그리고, 상태 분석 모듈(120)은 1차 알람 이벤트를 출력한 후, 낙상 위험 상태가 기 설정된 기준 시간 이상으로 유지되는 경우, 2차 알람 이벤트를 출력할 수 있다.
일 실시예로, 본 발명의 실시예에 따른 환자 상태 분석 장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 통신부(150)를 포함하여 구성되는 것을 예로 한다. 여기서, 통신부(150)는 통신망을 통해 외부 디바이스(300)와 통신할 수 있다.
예컨대, 외부 디바이스(300)는 환자를 관리하는 간호사, 또는 간병인 등이 보유한 스마트 폰과 같은 모바일 디바이스, 컴퓨터 등일 수 있으며, 통신망은 유선 또는 무선 인터넷, 5G와 같은 이동 통신망 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 메인 제어부(160)는 상태 분석 모듈(120)을 통해 출력되는 1차 알람 이벤트와 2차 알람 이벤트를 통신부(150)를 통해 외부 디바이스(300)로 전송함으로써, 간호사 등이 현재의 낙상 위험성을 확인할 수 있게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 환자 상태 분석 장치(100)는 바 감지부(140)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 바 감지부(140)는 침대(10)의 폭 방향 양측에 각각 설치된 안전 바(17)가 침대(10)에 인입되었는지 여부를 감지할 수 있다.
그리고, 상태 분석 모듈(120)은 낙상 위험 상태로 분석될 때, 바 감지부(140)에 의해 안전 바(17)가 침대(10)에 인입된 것으로 감지되는 경우에만, 1차 알람 이벤트 및 2차 알람 이벤트를 출력할 수 있다.
즉, 안전 바(17)가, 도 1에 도시된 바와 같이, 침대(10)의 폭 방향 양측으로 펼쳐져 있는 경우, 환자의 낙상 사고는 물리적으로 차단될 수 있어, 불필요한 알람을 방지할 수 있는 효과가 제공된다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100 : 환자 상태 분석 장치 110 : 압력 센서
120 : 상태 분석 모듈 130 : 바 감지부
140 : 데이터 저장부 150 : 통신부
160 : 메인 제어부 300 : 외부 디바이스

Claims (9)

  1. 침대에서의 환자의 상태를 예측하는 환자 상태 분석 장치에 있어서,
    상기 침대에 폭 방향과 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어, 하부 방향으로 가해지는 압력을 측정하는 복수의 압력 센서와;
    복수의 상기 압력 센서에 의해 측정된 압력값의 조합에 기초하여, 환자의 상태를 분석하는 상태 분석 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 상태 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태 분석 모듈에 의해 분석되는 환자의 상태는 수면/안정 상태, 불안/이상 상태, 낙상 위험 상태, 이탈 상태, 및 기립 상태 중 적어도 2 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 상태 분석 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    복수의 상기 압력 센서는 12개가 상기 폭 방향으로 좌측, 중앙, 우측으로 3열, 상기 길이 방향으로 상부, 중상부, 중하부, 하부로 4열로 일정 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 환자 상태 분석 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상태 분석 모듈은
    복수의 상기 압력 센서 중 상기 폭 방향으로 좌측 또는 우측에서, 상기 길이 방향으로 상부, 중상부, 중하부, 및 하부로의 4열 중 적어도 2 이상에서 기 설정된 기준 압력값 이상으로 검출되는 경우, 상기 낙상 위험 상태로 분석하는 것을 특징으로 하는 환자 상태 분석 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 상태 분석 모듈에 의해 상기 낙상 위험 상태가 감지되는 경우 1차 알람 이벤트를 출력하고, 상기 1차 알람 이벤트 출력 후 상기 낙상 위험 상태가 기 설정된 기준 시간 이상 유지되는 경우 2차 알람 이벤트를 출력하는 메인 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자 상태 분석 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 메인 제어부는 상기 1차 알람 이벤트와 상기 2차 알람 이벤트를 통신망을 통해 외부 디바이스로 전송하는 것을 특징으로 하는 환자 상태 분석 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 침대의 상기 폭 방향 양측에 각각 설치되는 안전 바가 상기 침대에 인입되는지 여부를 감지하는 바 감지부를 더 포함하며;
    상기 상태 분석 모듈은 상기 바 감지부에 의해 상기 안전 바가 상기 침대에 인입된 것으로 감지되는 경우에만 상기 1차 알람 이벤트 및 상기 2차 알람 이벤트를 출력하는 것을 특징으로 하는 환자 상태 분석 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 상태 분석 모듈은 각각의 상기 압력 센서에 의해 측정된 압력값이 기 설정된 기준 압력값을 초과하는 경우, 해당 압력 센서에 의해 압력이 감지된 것으로 인식하고, 감지로 인식된 압력 센서의 조합에 기초하여, 환자의 상태를 분석하는 것을 특징으로 하는 환자 상태 분석 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상태 분석 모듈은 복수의 상기 압력 센서 중 어느 하나에 의해 측정된 압력값이 상기 기준 압력값보다 크게 설정된 기립 압력값을 초과하는 경우, 환자의 상태를 상기 기립 상태로 분석하는 것을 특징으로 하는 환자 상태 분석 장치.
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