KR20240084808A - 압력센싱 유닛을 갖는 욕창 예방 매트리스 - Google Patents

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KR20240084808A
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prevention mattress
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조기한
박인수
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(주)에이블 디자인스
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 매트릭스 형태로 배치된 다수개의 에어셀과, 에어셀 상에 배치된 가요성의 압력센싱 유닛을 포함하는 욕창 예방 매트리스로서, 상기 압력센싱 유닛은, 사용자의 신체 체압을 측정하는 다수개의 압전 압력센서를 구비하는 것을 특징으로 하는, 욕창 예방 매트리스를 제공한다.

Description

압력센싱 유닛을 갖는 욕창 예방 매트리스{SYSTEM FOR PREVENTING BEDSORE WITH PRESSURE SENSING UNIT}
본 발명은 압력센싱 유닛을 갖는 욕창 예방 매트리스에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 가요성 압력센싱 유닛을 이용하여 신체에 가해지는 압력을 실시간으로 감지하여 욕창을 예방할 수 있는 매트리스에 관한 것이다.
급속한 고령화 시대를 맞으면서 장애인 인구 또한 점차 늘어나는 추세에 있다. 특히, 의료용 배드나 휠체어 등을 사용하는 장애인, 고령자 및 와상환자의 경우, 장시간 같은 자세로 매트리스를 사용하므로, 욕창 발생의 위험에 노출되어 있다.
욕창은 체중이 집중되는 특정 지점에서 주로 발생하는 것으로 알려져 있다. 체중이 집중되는 특정 지점의 피부가 장시간 접촉 압력을 받게 되면, 모세혈관이 막혀 지방과 근육조직에 혈액순환이 원활하지 못하게 되고, 결국, 조직세포가 괴사하면서 욕창이 발생될 수 있다.
이러한 욕창 발생을 모니터링하고 억제하는 다양한 장치나 기술이 개발되어 왔다.
종래의 욕창 방지 방법에 있어서는, 의료 인력 및 요양 보호 인력이 사용자의 압력이 발생하는 부위를 확인하고, 해당 부위의 압력 해소 활동을 진행했다.
그러나, 요양 보호 인력의 고령화 및 안전 문제로 인한 사용자와 요양 보호 인력 간의 분쟁 증가 등으로 의료 인력과 요양 보호 인력이 점차 줄어들고 있는 추세이다. 또한, 종래의 욕창 예방 매트리스은 욕창 발생 시점을 정확히 확인하는 것에 한계가 있으며, 수동적으로 사용자의 신체에 가해지는 압력을 해소하므로 많은 시간과 비용을 필요로 한다. 게다가, 요양 보호 인력에 의해 수행되므로 지속적이고 일관성 있게 사용자의 상태를 파악하는 것에 어려움이 있다.
한편, 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 에어 매트를 기반으로 욕창을 방지하고 있다. 에어 매트를 이용할 시, 요양 보호 인력의 도움이 비교적 적게 필요하며, 지속적으로 사용자의 압력을 해소하는 것이 가능하다.
그러나 사용성을 고려하면 매트리스는 가요성을 가져야 하고, 따라서 욕창 예방을 위해서는 매트리스 상에서 정확히 사용자의 신체에 가해지는 압력을 측정할 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가요성 압력센싱 유닛을 이용하여 신체에 가해지는 압력을 실시간으로 감지하여 욕창을 예방할 수 있는 매트리스를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자 신체에 가해지는 압력을 정확하게 파악할 수 있는 욕창 예방 매트리스를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 매트릭스 형태로 배치된 다수개의 에어셀과, 에어셀 상에 배치된 가요성의 압력센싱 유닛을 포함하는 욕창 예방 매트리스로서, 상기 압력센싱 유닛은, 사용자의 신체 체압을 측정하는 다수개의 압전 압력센서를 구비하는 것을 특징으로 하는, 욕창 예방 매트리스를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 압전 압력 센서에서 측정된 압력에 기초하여 매트리스의 구역별 압력을 산정하여 사용자의 욕창 발생 부위를 감지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 압력센싱 유닛으로 측정한 압력값을 이미지화하여 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 압력센싱 유닛으로 측정한 압력값을 외부의 서버로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서버는, 상기 압력센싱 유닛으로부터 수집된 압력 정보를 2차원 및 3차원으로 융합 해석하여 사용자의 자세를 판별하고, 상기 사용자의 자세 정보로부터 상기 사용자의 인체압력지도를 작성하며, 상기 인체압력지도에 따라 욕창위험 부위 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서버는, 사용자가 누워있는 자세의 경과 시간 또는 판별된 위험 압력에 따라 사용자 또는 보호자에게 경고 신호를 발신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 감지된 욕창 발생 부위에 기초하여 상기 에어셀의 공기압을 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 가요성 압력센싱 유닛을 이용하여 신체에 가해지는 압력을 실시간으로 감지하여 욕창을 예방할 수 있는 매트리스를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자 신체에 가해지는 압력을 정확하게 파악할 수 있는 욕창 예방 매트리스를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 욕창 예방 매트리스의 구성도이다.
도 2는 도 1에 의한 욕창 예방 매트리스의 압력센싱 유닛을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 압력센싱 유닛의 구조 및 회로연결을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 욕창 발생 부위를 구체적으로 제시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 욕창 예방 매트리스에서 체압 변화를 측정하는 검출면 형상을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "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.
본 명세서에서, "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예컨대 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예컨대 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 욕창 예방 매트리스의 구성도, 도 2는 도 1에 의한 욕창 예방 매트리스의 압력센싱 유닛을 나타낸 도면, 도 3은 도 2의 압력센싱 유닛의 구조 및 회로연결을 나타낸 도면, 도 4 및 도 5는 욕창 발생 부위를 구체적으로 제시한 도면, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 욕창 예방 매트리스에서 체압 변화를 측정하는 검출면 형상을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 욕창 예방 매트리스(10)는 매트릭스 형태로 배치된 다수개의 에어셀(100)과, 에어셀(100) 상에 배치된 가요성의 압력센싱 유닛(200)을 포함한다.
여기서, 압력센싱 유닛(200)은 사용자의 신체 체압을 측정하는 다수개의 압전 압력센서(210)을 구비할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 욕창 예방 매트리스(10)에 있어서, 압전 압력 센서(210)에서 측정된 압력에 기초하여 매트리스의 구역별 압력을 산정하여 사용자의 욕창 발생 부위를 감지할 수 있다.
여기서, 압력센싱 유닛(200)으로 측정한 압력값을 이미지화하여 출력할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 욕창 예방 매트리스(10)는 압력센싱 유닛(200)으로 측정한 압력값을 외부의 서버(500)로 전송하는 통신부(300)를 더 포함할 수 있다.
이 서버(500)는 압력센싱 유닛(200)으로부터 수집된 압력 정보를 2차원 및 3차원으로 융합 해석하여 사용자의 자세를 판별하고, 사용자의 자세 정보로부터 사용자의 인체압력지도를 작성하며, 인체압력지도에 따라 욕창위험 부위 정보를 생성할 수 있다.
또한 서버(500)는 사용자가 누워있는 자세의 경과 시간 또는 판별된 위험 압력에 따라 사용자 또는 보호자에게 경고 신호를 발신할 수 있다.
아울러, 감지된 욕창 발생 부위에 기초하여 에어셀(100)의 공기압을 조절할 수 있다.
더 구체적으로 살펴보면, 압력센싱 유닛(200)으로부터 수신된 압력 데이터를 분석하여 사용자의 인체압력지도를 생성하고, 이 인체압력지도로부터 욕창위험 부위를 결정하여 욕창을 방지하도록 상기 에어셀의 압력을 제어할 수 있다.
사용자의 신체 사이즈에 따라 각각의 에어셀(100)이 배치된 행과 열의 신체 부위가 할당될 수 있고, 사용자의 자세에 따라 특정 부위의 에어셀(100)이 교대로 부양될 수 있다.
욕창예방 솔루션 면에서, 욕창 예방 압력센싱 기술로 장애인과 노인의 욕창 질환 모니터링 및 예방이 가능하고, 스마트 시트와 IOT Platform을 통한 실시간 압력 상태 측정이 가능하고, 어플리케이션을 통한 원격 매트리스 제어도 가능하다.
이에 따라, 모든 에어셀을 개별 제어하는 압력 모듈 방식과 자유롭게 구부러지는 압력센서와 결합될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 매트리스(900×2000)에 공기압력을 개별로 제어하는 100×100 에어셀 160개를 설치할 수 있고, 이러한 160개 모든 에어셀 압력을 연속 측정하여 압력분산이 아닌 압력제거로 욕창을 제거할 수 있다. 또한, 피부 마사지로 깊은 수면을 유도하고 욕창을 예방하는 100가지가 넘는 욕창 예방 모드 제공이 가능하다. 또한 대형 병원의 모든 환자의 자세 주기와 압력 분포를 제시하여 욕창을 예방하는 모니터링 기능을 제공할 수 있다.
욕창위험부위는 사람이 누워 있는 자세에 따라 정해져 있다. 누워있을 때 5곳(뒤통수, 목뒤뼈, 꼬리뼈, 발꿈치, 팔꿈치) 등)과 엎드려 있을 때 4곳(이마, 골반뼈, 무릎, 발등 등), 옆으로 누워있을때 5곳(옆통수, 어깨뼈, 골반뼈, 무릎뼈, 복숭아뼈 등)에서 주로 욕창이 발생한다.
다음으로 구체적인 압력 검출 방식을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 욕창 예방 매트리스(10)는 도출된 압력값의 변화량을 파티클의 형태로 표현할 수 있다. 여기서, 파티클은 운동면의 좌표점 (x,y,z)을 3D 그래픽 상에 표현한 것이다. 즉, 파티클은 압력값의 변화량을 표현하기 위하여 사용되는 가상의 형태이다. 따라서, 욕창 예방 매트리스은 시간에 따른 압력값의 변화를 파티클의 운동으로 표현함으로써, 사용자의 신체에 가해지는 압력값의 변화를 세부적으로 파악할 수 있다. 뿐만 아니라, 욕창 예방 매트리스은 상이한 해상도를 가진 모듈형 압력 센서(10)와 모듈형 에어 매트를 통합시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 검출면은 사용자의 신체 곡면을 따라 형성될 수 있다. 여기서 검출면은 컴퓨터 그래픽 기술을 사용하여 삼차원으로 입체감 있게 표현한 폴리곤(polygon) 형태로 구현될 수 있다. 즉, 검출면은 사용자의 신체 곡면을 가상의 3D 형태로 표현된 것이다. 도시된 바와 같이, 사용자가 좌측으로 누운 경우의 신체 굴곡에 따라 검출면이 형성될 수 있다. 이 때, 욕창 예방 매트리스은 폴리곤 형태로 표현된 검출면으로 파티클의 운동량 형태로 변환된 압력값을 측정할 수 있다. 즉, 욕창 예방 매트리스은 가상의 3D 형태로 변환된 검출면을 이용하여 가상의 3D 형태로 변환된 압력값을 파악할 수 있다. 따라서, 욕창 예방 매트리스은 신체 굴곡에 따른 압력값을 파악하는 것이 가능하다. 이로써, 욕창 예방 매트리스은 종래의 압력 센서와 사용자의 신체가 접하는 사용자 신체에 돌출된 부분에 가해지는 압력값만을 분석함으로써 나타나는 욕창 발생 여부 정확도 오류를 해결할 수 있다.
아울러 압력센싱 유닛(200)은 가요성을 가질 수있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 압력센싱 유닛(200)은 특정한 패턴부를 포함할 수 있다. 패턴부의 물리적 구조, 즉 평면상에서 보아 굴곡을 가진 구조에 의해 신축성이 구현될 수 있다.
패턴부는 제1 방향으로 굴곡 연장된 제1 서브 패턴부와, 제2 방향으로 굴곡 연장된 제2 서브 패턴부와, 이 제1 서브 패턴부와 제2 서브 패턴부가 접하는 곳에 마련된 접점을 포함할 수 있다. 제2 방향은 제1 방향과 다른 방향이며, 예컨대 제2 방향은 제1 방향에 대해 실질적으로 수직인 방향일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 압력센싱 유닛(200)은 신축성을 가지기 때문에 신체의 요철 굴곡면을 따라 밀착 측정이 가능하고, 따라서 예컨대 착상 또는 와상 환자의 압력을 정확히 측정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면 가요성 압력센싱 유닛을 이용하여 신체에 가해지는 압력을 실시간으로 감지하여 욕창을 예방할 수 있는 매트리스를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자 신체에 가해지는 압력을 정확하게 파악할 수 있는 욕창 예방 매트리스를 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명의 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 사용가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 자기테이프 등의 자기기록 매체, CD-ROM, DVD 등의 광기록 매체, 플롭티컬디스크 등의 자기-광 매체, ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같이, 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어를 포함한다. 프로그램 명령은, 컴파일러에 의해 만들어지는 기계어 코드, 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어는 본 발명에 따른 방법을 처리하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있고, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 프로그램 명령 형태로 전자장치에서 실행될 수 있다. 전자장치는 스마트폰이나 스마트패드 등의 휴대용 통신 장치, 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 가전 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 기록매체의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구성요소, 예컨대 모듈 또는 프로그램 각각은 단수 또는 복수의 서브 구성요소로 구성될 수 있으며, 이러한 서브 구성요소들 중 일부 서브 구성요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성요소가 더 포함될 수 있다. 일부 구성요소들(모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 욕창 예방 매트리스
100 : 에어셀
200: 압력센싱 유닛
210 : 압전 압력 센서
300 : 통신부
500 : 서버

Claims (7)

  1. 매트릭스 형태로 배치된 다수개의 에어셀과,
    에어셀 상에 배치된 가요성의 압력센싱 유닛을 포함하는 욕창 예방 매트리스로서,
    상기 압력센싱 유닛은, 사용자의 신체 체압을 측정하는 다수개의 압전 압력센서를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    욕창 예방 매트리스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압전 압력 센서에서 측정된 압력에 기초하여 매트리스의 구역별 압력을 산정하여 사용자의 욕창 발생 부위를 감지하는 것을 특징으로 하는,
    욕창 예방 매트리스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압력센싱 유닛으로 측정한 압력값을 이미지화하여 출력하는 것을 특징으로 하는,
    욕창 예방 매트리스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압력센싱 유닛으로 측정한 압력값을 외부의 서버로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    욕창 예방 매트리스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서버는, 상기 압력센싱 유닛으로부터 수집된 압력 정보를 2차원 및 3차원으로 융합 해석하여 사용자의 자세를 판별하고, 상기 사용자의 자세 정보로부터 상기 사용자의 인체압력지도를 작성하며, 상기 인체압력지도에 따라 욕창위험 부위 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는,
    욕창 예방 매트리스.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 서버는, 사용자가 누워있는 자세의 경과 시간 또는 판별된 위험 압력에 따라 사용자 또는 보호자에게 경고 신호를 발신하는 것을 특징으로 하는,
    욕창 예방 매트리스.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 감지된 욕창 발생 부위에 기초하여 상기 에어셀의 공기압을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    욕창 예방 매트리스.
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