WO2017171150A1 - 환자의 통증 경감을 위해 자율 구동되는 인공 지능형 의료용 석션기 및 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법 - Google Patents

환자의 통증 경감을 위해 자율 구동되는 인공 지능형 의료용 석션기 및 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling an artificial intelligent medical suction device and artificial intelligent medical suction device, and more particularly, as the medical suction device can determine whether the catheter is adsorbed to the inner wall of the bronchus, the suction end of the catheter is
  • the present invention relates to a control method of an artificial intelligent medical suction device and an artificial intelligent medical suction device that are autonomously driven to alleviate pain of a patient by being adsorbed on an inner wall to prevent occurrence of a situation in which the patient's pain is increased.
  • a medical suction device is a medical foreign substance inhalation device forcibly inhaling and removing foreign substances such as blood, saliva, vomiting, and secretions generated from the patient's body while performing in a hospital.
  • the guardian determines that there is foreign matter such as phlegm in the patient's respiratory system and enters the catheter provided in the medical suction device to the respiratory tract, the suction end of the catheter is adsorbed to the inner wall of the bronchus due to the inaccuracy of the catheter entry direction. This may occur, in which case the patient has a problem of feeling extreme pain.
  • an object of the present invention is to prevent the occurrence of a situation in which the patient's pain is aggravated by the suction end of the catheter being adsorbed on the inner wall of the bronchus as the medical suction device can determine whether the catheter is absorbed on the inner wall of the bronchus.
  • the present invention provides a control method of an artificial intelligent medical suction device and an artificial intelligent medical suction device.
  • the control unit in the control method of the artificial intelligent medical suction device for removing foreign matter inside the respirator using a catheter, (a) the control unit is connected to the catheter Setting the suction pressure of the suction pump to a predetermined reference suction pressure; (b) the control unit forward driving the catheter such that the suction end of the catheter is inserted into the respirator; And (c) analyzing, by the control unit, the state of the suction end of the catheter based on the change value of the actual suction pressure measured from the catheter.
  • the suction end of the catheter is adsorbed to the inner wall of the bronchus. It is characterized by judging.
  • artificial intelligent medical suction device the suction pump connected to the catheter; And setting the suction pressure of the suction pump to a predetermined reference suction pressure, driving the catheter forward so that the suction end of the catheter is inserted into the respirator, and based on the variation value of the actual suction pressure measured from the catheter.
  • a control unit for analyzing a state of the suction end of the catheter wherein the control unit is configured to maintain the suction end of the catheter in the bronchus inner wall when the state in which the actual suction pressure measured from the catheter is increased by a predetermined ratio or more is maintained for a predetermined time or more. It is characterized in that the adsorbed on.
  • the medical suction device can determine whether the catheter is adsorbed to the bronchial inner wall, the suction end of the catheter is adsorbed to the inner wall of the bronchus, thereby preventing the occurrence of a situation in which the pain of the patient is aggravated. do.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of an artificial intelligent medical suction device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an execution process of a control method of an artificial intelligent medical suction device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view illustrating conversion of a waveform of a stethoscope sound measured from a patient without a breathing disorder due to sputum into a frequency domain.
  • FIG. 4 is a view illustrating conversion of a waveform of a stethoscope sound measured from a patient having a breathing disorder due to sputum into a frequency domain;
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an execution process of a control method of an artificial intelligent medical suction device for determining whether a catheter is adsorbed on an inner wall of a bronchus according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view showing the structure of the suction end of the catheter provided in the artificial intelligent medical suction device according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of an artificial intelligent medical suction device according to an embodiment of the present invention.
  • Artificial intelligent medical suction device 200 in the present invention performs the function of removing the foreign matter inside the respirator using the catheter 100, for this purpose is connected to the end of the catheter 100, suction pump 210, sensor 220, a driver 230, a stethoscope microphone 240, a pressure sensor 250, a pulse measuring unit 260, a control unit 270, and an oxygen saturation measuring unit 280.
  • the suction pump 210 is installed at one end of the catheter 100, the suction pressure in the catheter 100 so that foreign matter such as sputum is sucked through the other end of the catheter 100 inserted into the patient's respirator Generate.
  • the sensor unit 220 includes a mass flow meter (MFM) sensor for measuring the mass of the intake gas and the exhalation gas of the patient, respectively, and measures the mass of the intake gas and the exhalation gas of the patient, respectively.
  • MFM mass flow meter
  • the driving unit 230 moves the catheter 100 forward for insertion of the catheter 100 into the bronchus or moves the catheter 100 backward for removal from the trachea of the catheter 100.
  • the stethoscope microphone 240 measures the stethoscope sound of the patient, transmits the measured stethoscope sound to the controller 270, and the pulse measuring unit 260 measures the pulse rate of the patient, and transmits the measured pulse rate to the controller 270.
  • the oxygen saturation measuring unit 280 measures the oxidation saturation from the blood sample taken from the patient, and transmits the measured oxygen saturation to the controller 270.
  • control unit 270 is the stethoscope sound information of the patient received from the stethoscope microphone 240, the pulse rate information of the patient received from the pulse measuring unit 260, the oxygen saturation information of the patient received from the oxygen saturation measuring unit 280 Based on the patient state information, including, and performs a function to determine whether or not the situation needs to remove foreign substances such as phlegm in the bronchus of the patient.
  • the pressure sensor 250 measures the value of the pressure (negative pressure) formed in the catheter 100, and transmits the measured pressure value to the controller 270.
  • FIGS. 1 and 2 are flowchart illustrating an execution process of a control method of an artificial intelligent medical suction device 200 according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 and 2 an execution process of a control method of an artificial intelligent medical suction device 200 according to an embodiment of the present invention will be described.
  • the sensor unit 220 includes a first mass flow meter sensor and a second mass flow meter sensor, the first mass flow meter sensor measures the exhalation volume of the patient from the exhalation outlet of the breathing mask worn by the patient, The two mass flow meter sensor measures the patient's inspiratory breathing volume from the inspiratory inlet of the breathing mask.
  • the controller 270 alternately receives the exhalation volume measurement value of the patient from the first mass flow meter sensor and the inhalation volume measurement value of the patient from the second mass flow meter sensor, and as a result, the control unit 270 receives the breathing cycle of the patient. It is possible to obtain the sugar respiratory volume information in real time.
  • the controller 270 calculates the interval between the time when the exhalation volume measurement value is received from the first mass flow meter sensor and the time when the next exhalation volume measurement value is received, thereby calculating the respiratory (inhalation / exhalation) cycle of the patient. Measurement can be made (S320).
  • the controller 270 accumulates and stores the patient's respiratory volume information and the respiratory cycle information in real time. Save it.
  • control unit 270 determines whether the respiratory rate of the patient's respiratory cycle received in real time from the sensor unit 220 from the sensor unit 220 is less than the cumulative average value (reference breathing volume) of the patient's respiratory rate (S330) .
  • the controller 270 determines that the sputum needs to be removed and the suction pump 210 and the driving unit 230 are determined.
  • the command to start operation is transmitted to the respirator of the catheter 100.
  • step S330 when the control unit 270 determines that the patient's breathing volume per breath cycle is more than the cumulative average value (reference breathing volume) of the patient's breathing volume, the control unit 270 is the next step as the current breathing of the patient It is determined whether the cycle is smaller than the cumulative average value (reference cycle) of the breathing cycle (S340).
  • step S340 when the controller 270 determines that the patient's currently measured breathing cycle is not less than the cumulative average value (reference period) of the breathing cycle, the controller 270 analyzes the waveform of the stethoscope sound of the patient In operation S350, it is determined whether the maximum amplitude of the analyzed waveform exceeds a predetermined reference amplitude value (S360).
  • the usual control unit 270 receives in real time a stethoscope sound (or breath) from the patient's chest measured from the stethoscope microphone 240, and performs the waveform analysis as shown in FIG. .
  • FIG. 3 is a view illustrating conversion of a waveform of a stethoscope sound measured from a patient without a breathing disorder due to sputum into a frequency domain.
  • the controller 270 sets the average value of the maximum amplitude of the analyzed waveform for the stethoscope sound received in real time as the reference amplitude value.
  • the control unit 270 when the maximum amplitude (Amplitude) of the waveform analyzed by the control unit 270 with respect to the stethoscope sound received from the stethoscope microphone 240 exceeds a predetermined reference amplitude value, the control unit 270 by the phlegm etc. It is determined that the breathing of the rough state and transmits an operation start command to the suction pump 210 and the drive unit 230, and accordingly enters the respirator of the catheter 100 (S390).
  • Amplitude maximum amplitude of the waveform analyzed by the control unit 270 with respect to the stethoscope sound received from the stethoscope microphone 240 exceeds a predetermined reference amplitude value
  • the maximum amplitude of the waveform of the stethoscope sound measured from the patient having a breathing disorder due to sputum and the like as shown in FIG. 4 exceeds the maximum amplitude of the waveform of the steady state in FIG. 3.
  • step S360 when the controller 270 determines that the maximum amplitude (Amplitude) of the waveform analyzed for the stethoscope sound received from the stethoscope microphone 240 does not exceed a predetermined reference amplitude value, the controller ( 270) It is determined whether the current pulse rate of the patient exceeds the reference pulse rate (S370).
  • Amplitude maximum amplitude
  • control unit 270 normally receives the pulse rate of the patient in real time from the pulse measuring unit 260 installed on the wrist of the patient, and sets the average value of the cumulatively received pulse rate as the reference pulse rate.
  • the control unit 270 is difficult to breathe due to the foreign body of the respiratory organs such as sputum As a result, it is determined that the pulse rate of the patient is increased, and an operation start command is transmitted to the suction pump 210 and the driving unit 230, and accordingly, entry of the catheter 100 into the respirator is started (S390).
  • step S370 when the control unit 270 determines that the pulse rate received from the pulse measuring unit 260 does not exceed the reference pulse rate, the control unit 270 is the oxygen saturation degree currently measured from the patient in the normal state It is determined whether it is less than the reference oxygen saturation, which is a value corresponding to about 80% of the oxygen saturation (S380).
  • control unit 270 determines that the current oxygen saturation of the patient received from the oxygen saturation measuring unit 280 is less than the reference oxygen saturation, the control unit 270 is not aware of the foreign body of the respiratory organs such as sputum As a result of difficulty in breathing, it is determined that the oxygen saturation of the patient is lowered, and an operation start command is transmitted to the suction pump 210 and the driving unit 230, and thus the catheter 100 enters the respirator. (S390).
  • the suction end of the catheter may be adsorbed to the inner wall of the bronchus.
  • the present inventor since the patient feels extreme pain, the present inventor has proposed a control method of an artificial intelligent medical suction device capable of intelligently determining whether or not the catheter is adsorbed on the inner wall of the bronchus.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an execution process of a control method of the artificial intelligent medical suction device 200 for determining whether the catheter 100 is adsorbed on the bronchus inner wall according to another embodiment of the present invention.
  • a control method of the artificial intelligent medical suction device 200 for determining whether the catheter 100 is adsorbed on the bronchus inner wall according to another embodiment of the present invention.
  • the controller 270 that determines the entry of the catheter 100 into the respirator sets the suction pressure of the suction pump 210 to be a predetermined reference suction arm (S410), and then moves the catheter 100 forward. To control the driving unit 230 to (S420).
  • the suction pressure of the suction pump 210 is maintained at a constant value, and the pressure sensor 250 installed in the catheter 100 is moved inside the catheter 100.
  • the actual suction pressure value is measured (S430).
  • a plurality of suction holes 150 are formed at the suction end of the catheter 100, and when some of the plurality of suction holes 150 are blocked by contacting foreign substances such as phlegm, the catheter (100) The actual suction pressure value inside the instantaneously rises, and after the foreign matter such as sputum is sucked through the suction hole 150 is discharged to the outside again the actual suction pressure value inside the catheter 100 is the original state Will be recovered.
  • the suction hole 150 may not pass through the suction hole 150 even after a time elapses. It will remain blocked by foreign objects.
  • control unit 270 when it is determined that the actual suction pressure value inside the catheter 100 has increased by a predetermined ratio (for example, 30%) (S440), such pressure It is determined whether the state is maintained for a predetermined reference time (for example, 5 seconds) or more (S450).
  • a predetermined ratio for example, 30%
  • a predetermined reference time for example, 5 seconds
  • the control unit 270 completely removes the foreign matter that has temporarily blocked the suction hole 150 into the catheter 100. It is judged that it has been inhaled.
  • the controller 270 may cause the foreign matter to close the suction hole 150 due to the high viscosity of the foreign matter blocking the suction hole 150. It is determined that the state does not pass, and the suction pressure value of the suction pump 210 is increased by a predetermined ratio (for example, 30%) to allow the suction of the foreign matter (S460).
  • a predetermined ratio for example, 30%
  • control unit 270 increases the actual suction pressure value inside the catheter 100 even after increasing the pump suction pressure in step S460 described above.
  • the control unit 270 in the above-described step S450, in the state that the actual suction pressure value inside the catheter 100 is increased by a predetermined ratio or more, such a pressure state is a predetermined reference time (For example, 5 seconds) when the end of the catheter 100 is adsorbed to the bronchial inner wall is determined that the suction hole 150 is blocked, and the suction pump ( The driving of 210 may be stopped (S480).
  • a predetermined reference time For example, 5 seconds
  • the present invention is recognized in the medical device-related industrial field.

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Abstract

인공 지능형 의료용 석션기 및 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법이 개시된다. 본 발명은 제어부가, 카테터에 연결된 흡입 펌프의 흡입압을 소정의 기준 흡입압으로 설정하고, 카테터의 흡입 단부가 호흡기 내부로 삽입되도록 카테터를 전진 구동시키며, 카테터로부터 측정되는 실제 흡입압의 변동값을 기초로 카테터의 흡입 단부의 상태를 분석하는 과정을 통해 구현된다. 본 발명에 따르면, 카테터의 기관지 내벽에의 흡착 여부를 의료용 석션기가 스스로 판단할 수 있게 됨에 따라, 카테터의 흡입 단부가 기관지의 내벽에 흡착됨으로써 환자의 고통이 가중되는 상황의 발생을 방지할 수 있게 된다.

Description

환자의 통증 경감을 위해 자율 구동되는 인공 지능형 의료용 석션기 및 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법
본 발명은 인공 지능형 의료용 석션기 및 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카테터의 기관지 내벽에의 흡착 여부를 의료용 석션기가 스스로 판단할 수 있게 됨에 따라, 카테터의 흡입 단부가 기관지의 내벽에 흡착됨으로써 환자의 고통이 가중되는 상황의 발생을 방지할 수 있도록 하는, 환자의 통증 경감을 위해 자율 구동되는 인공 지능형 의료용 석션기 및 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법에 관한 것이다.
의료용 석션기는 병원에서 시술을 하면서 환자의 몸속으로부터 발생되는 피, 타액, 구토물 및 분비물 등의 이물질을 용기로 강제적으로 흡입하여 제거하는 의료용 이물질 흡입 장치이다.
일반적으로 병원이나 가정에서 거동이 불편한 환자들은 상시 석션기를 장착하고 보호자나 간호사의 도움을 받아 가래 등의 이물질을 기도나 기관지에서 빼내게 된다.
그러나, 가래 등의 이물질은 수면 중에도 발생하여 환자의 기도를 막을 수 있기 때문에 간호사, 간병인 및 보호자는 수시로 석션기를 구동하여야 할 뿐만 아니라, 이들 보호자는 환자의 상태를 상시 직접 확인해가면서 수시로 석션기를 구동하여 이물질을 제거해야 한다는 어려움을 감수해야 한다.
뿐만 아니라, 보호자가 환자의 호흡기에 가래 등의 이물질이 존재하는 것으로 판단하고 의료용 석션기에 구비된 카테터를 호흡기로 진입시키는 경우, 카테터의 진입 방향의 부정확함으로 인해 카테터의 흡입 단부가 기관지의 내벽에 흡착되는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우에 환자는 극심한 통증을 느끼게 되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 카테터의 기관지 내벽에의 흡착 여부를 의료용 석션기가 스스로 판단할 수 있게 됨에 따라, 카테터의 흡입 단부가 기관지의 내벽에 흡착됨으로써 환자의 고통이 가중되는 상황의 발생을 방지할 수 있도록 하는 인공 지능형 의료용 석션기 및 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법은, 카테터를 이용하여 호흡기 내부의 이물질을 제거하는 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법에 있어서, (a) 제어부가, 상기 카테터에 연결된 흡입 펌프의 흡입압을 소정의 기준 흡입압으로 설정하는 단계; (b) 상기 제어부가, 상기 카테터의 흡입 단부가 호흡기 내부로 삽입되도록 상기 카테터를 전진 구동시키는 단계; 및 (c) 상기 제어부가, 상기 카테터로부터 측정되는 실제 흡입압의 변동값을 기초로 상기 카테터의 흡입 단부의 상태를 분석하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 (c) 단계는, 상기 제어부가, 상기 카테터로부터 측정되는 실제 흡입압이 소정의 비율 이상 증가한 상태가 소정 시간 이상 유지되는 경우에, 상기 카테터의 흡입 단부가 기관지 내벽에 흡착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 인공 지능형 의료용 석션기는, 카테터에 연결된 흡입 펌프; 및 상기 흡입 펌프의 흡입압을 소정의 기준 흡입압으로 설정하고, 상기 카테터의 흡입 단부가 호흡기 내부로 삽입되도록 상기 카테터를 전진 구동시키며, 상기 카테터로부터 측정되는 실제 흡입압의 변동값을 기초로 상기 카테터의 흡입 단부의 상태를 분석하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 카테터로부터 측정되는 실제 흡입압이 소정의 비율 이상 증가한 상태가 소정 시간 이상 유지되는 경우에, 상기 카테터의 흡입 단부가 기관지 내벽에 흡착된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 카테터의 기관지 내벽에의 흡착 여부를 의료용 석션기가 스스로 판단할 수 있게 됨에 따라, 카테터의 흡입 단부가 기관지의 내벽에 흡착됨으로써 환자의 고통이 가중되는 상황의 발생을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도,
도 3은 가래 등으로 인한 호흡 장애가 없는 환자로부터 측정된 청진음의 파형을 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환하여 나타낸 도면,
도 4는 가래 등으로 인한 호흡 장애가 발생한 환자로부터 측정된 청진음의 파형을 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환하여 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 카테터의 기관지 내벽에의 흡착 여부를 판단하는 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도, 및
도 6은 본 발명에 따른 인공 지능형 의료용 석션기에 구비되는 카테터의 흡입 단부의 구조를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기의 구조를 나타내는 도면이다. 본 발명에서의 인공 지능형 의료용 석션기(200)는 카테터(100)를 이용하여 호흡기 내부의 이물질을 제거하는 기능을 수행하며, 이를 위해 카테터(100)의 단부에 연결 설치된 흡입 펌프(210), 센서부(220), 구동부(230), 청진 마이크(240), 압력 센서(250), 맥박 측정부(260), 제어부(270), 및 산소 포화도 측정부(280)를 포함한다.
먼저, 흡입 펌프(210)는 카테터(100)의 일단에 설치되어, 환자의 호흡기 내부로 삽입된 카테터(100)의 타단을 통해 가래 등의 이물질이 흡입되도록 카테터(100) 내부에서의 흡입압을 발생시킨다.
센서부(220)는 환자의 흡기 가스의 질량과 호기 가스의 질량을 각각 측정하는 질량유량계(MASS FLOW METER: MFM) 센서를 포함하며, 환자의 흡기 가스와 호기 가스의 질량을 각각 측정하여, 측정 결과를 제어부(270)에 전송하는 기능을 수행한다.
한편, 구동부(230)는 카테터(100)의 기관지 내부로의 삽입을 위해 카테터(100)를 전진 이동시키거나, 카테터(100)의 기관로부터의 제거를 위해 카테터(100)를 후진 이동시킨다.
청진 마이크(240)는 환자의 청진음을 측정하며, 측정된 청진음을 제어부(270)로 전송하고, 맥박 측정부(260)는 환자의 맥박수를 측정하여, 측정된 맥박수를 제어부(270)로 전송하며, 산소 포화도 측정부(280)는 환자로부터 채취된 혈액 샘플로부터 산화 포화도를 측정하며, 측정된 산소 포화도를 제어부(270)로 전송한다.
한편, 제어부(270)는 청진 마이크(240)로부터 수신한 환자의 청진음 정보, 맥박 측정부(260)로부터 수신한 환자의 맥박수 정보, 산소 포화도 측정부(280)로부터 수신한 환자의 산소 포화도 정보를 포함하는 환자 상태 정보를 기초로 하여, 환자의 기관지 내에서 가래 등의 이물질을 제거할 필요가 있는 상황인지 여부를 판단하는 기능을 수행한다.
아울러, 압력 센서(250)는 카테터(100) 내부에 형성되어 있는 압력(음압)의 값을 측정하고, 측정된 압력값을 제어부(270)에 전송한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(200)의 제어 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 지능형 의료용 석션기(200)의 제어 방법의 실행 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 센서부(220)는 제1 질량 유량계 센서와 제2 질량 유량계 센서를 포함하며, 제1 질량 유량계 센서는 환자가 착용하고 있는 호흡용 마스크의 호기 배출구로부터 환자의 호기 호흡량을 측정하고, 제2 질량 유량계 센서는 호흡용 마스크의 흡기 유입구로부터 환자의 흡기 호흡량을 측정한다.
한편, 제어부(270)는 제1 질량 유량계 센서로부터 환자의 호기 호흡량 측정값과 제2 질량 유량계 센서로부터 환자의 흡기 호흡량 측정값을 번갈아가며 수신하게 되며, 그 결과 제어부(270)는 환자의 호흡 주기당 호흡량 정보를 실시간으로 확보할 수 있게 된다.
아울러, 제어부(270)는 제1 질량 유량계 센서로부터 호기 호흡량 측정값이 수신된 시간과, 그 다음번 호기 호흡량 측정값이 수신된 시간과의 간격을 연산함으로써 해당 환자의 호흡(흡기/호기) 주기를 측정할 수 있게 된다(S320).
이와 같이 제어부(270)에는 환자의 호흡량 정보와 호흡 주기의 정보가 실시간으로 누적 저장되며, 제어부(270)는 환자의 호흡량의 누적 평균값을 산출 및 저장하고, 환자의 호흡 주기의 누적 평균값을 산출 및 저장한다.
한편, 제어부(270)는 센서부(220)로부터 센서부(220)로부터 실시간으로 수신되는 환자의 호흡 주기당 호흡량이 해당 환자의 호흡량의 누적 평균값(기준 호흡량) 미만인지 여부를 판단한다(S330).
통상적으로 호흡기에 가래 등의 이물질이 일정 정도 이상 누적되는 경우 환자의 호흡은 가빠지게 되며, 그 결과 호흡주기가 짧아짐과 동시에 호흡주기당 호흡량이 감소하게 된다.
따라서, 제어부(270)는 환자의 호흡 주기당 호흡량이 해당 환자의 호흡량의 누적 평균값(기준 호흡량) 미만인 것으로 판단된 경우, 가래의 제거가 필요한 상태인 것으로 판단하고 흡입 펌프(210) 및 구동부(230)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(100)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S390).
한편, 전술한 S330 단계에서, 제어부(270)가 환자의 호흡 주기당 호흡량이 해당 환자의 호흡량의 누적 평균값(기준 호흡량) 이상인 것으로 판단한 경우, 제어부(270)는 그 다음 단계로서 해당 환자의 현재 호흡 주기가 호흡 주기의 누적 평균값(기준 주기)보다 작은지 여부를 판단한다(S340).
그 결과, 환자의 현재 측정된 호흡 주기가 호흡 주기의 누적 평균값(기준 주기) 보다 작은 것으로 판단된 경우에는 비록 환자의 호흡량에 이상이 없다고 하더라도, 이를 가래 등에 의해 호흡이 가빠진 상태로 판단하고 흡입 펌프(210) 및 구동부(230)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(100)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S390).
한편, 전술한 S340 단계에서, 제어부(270)가 환자의 현재 측정된 호흡 주기가 호흡 주기의 누적 평균값(기준 주기)보다 작지 않은 것으로 판단한 경우, 제어부(270)는 환자의 청진음의 파형을 분석하고(S350), 분석된 파형의 최대 진폭(Amplitude)이 소정의 기준 진폭값을 초과하는지 여부를 판단한다(S360).
구체적으로, 평상시 제어부(270)는 청진 마이크(240)로부터 측정된 환자의 가슴에서의 청진음(또는 숨소리)를 실시간으로 수신하며, 수신된 청진음에 대해 도 3에서와 같은 파형 분석을 실시한다. 도 3은 가래 등으로 인한 호흡 장애가 없는 환자로부터 측정된 청진음의 파형을 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환하여 나타낸 도면이다.
제어부(270)는 이와 같이 실시간으로 수신되는 청진음에 대해 분석된 파형의 최대 진폭(Amplitude)를 누적한 평균값을 기준 진폭값으로 설정한다.
한편, 제어부(270)가 청진 마이크(240)로부터 수신된 청진음에 대해 분석한 파형의 최대 진폭(Amplitude)이 소정의 기준 진폭값을 초과하는 경우에, 제어부(270)는 이를 가래 등에 의해 환자의 숨소리가 거칠어진 상태인 것으로 판단하고 흡입 펌프(210) 및 구동부(230)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(100)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S390).
구체적으로, 도 4에서와 같이 가래 등으로 인한 호흡 장애가 있는 환자로부터 측정된 청진음의 파형의 최대 진폭은 도 3에서의 정상 상태의 파형의 최대 진폭을 초과하는 것을 확인할 수 있다.
한편, 전술한 S360 단계에서, 제어부(270)가 청진 마이크(240)로부터 수신된 청진음에 대해 분석한 파형의 최대 진폭(Amplitude)이 소정의 기준 진폭값을 초과하지 않는 것으로 판단한 경우, 제어부(270)는 환자의 현재 맥박수가 기준 맥박수를 초과하는지 여부를 판단한다(S370).
구체적으로, 평상시 제어부(270)는 환자의 손목에 설치된 맥박 측정부(260)로부터 환자의 맥박수를 실시간으로 수신하며, 누적 수신된 맥박수의 평균값을 기준 맥박수로 설정한다.
한편, 제어부(270)가 맥박 측정부(260)로부터 수신한 맥박수가 기준 맥박수를 초과하는 경우에, 제어부(270)는 이를 의식이 없는 환자가 가래 등의 호흡기의 이물질로 인해 호흡이 곤란하게 된 결과 해당 환자의 맥박수가 증가한 것으로 판단하고 흡입 펌프(210) 및 구동부(230)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(100)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S390).
한편, 전술한 S370 단계에서, 제어부(270)가 맥박 측정부(260)로부터 수신한 맥박수가 기준 맥박수를 초과하지 않는 것으로 판단한 경우, 제어부(270)는 환자로부터 현재 측정된 산소 포화도가 정상 상태의 산소 포화도의 약 80%에 해당하는 값인 기준 산소 포화도 미만인지 여부를 판단한다(S380).
한편, 제어부(270)가 산소 포화도 측정부(280)로부터 수신한 환자의 현재 산소 포화도가 기준 산소 포화도 미만인 것으로 판단된 경우에, 제어부(270)는 이를 의식이 없는 환자가 가래 등의 호흡기의 이물질로 인해 호흡이 곤란하게 된 결과 해당 환자의 산소 포화도가 떨어진 것으로 판단하고 흡입 펌프(210) 및 구동부(230)에 동작 개시 명령을 전송하게 되며, 그에 따라 카테터(100)의 호흡기로의 진입이 개시된다(S390).
한편, 상술한 방법에 의해 환자의 호흡기에 가래 등의 이물질이 존재하는 것으로 판단하고 카테터의 호흡기로 진입이 개시된 경우에 있어서, 카테터를 통해 이물질을 성공적으로 제거할 수도 있지만, 카테터의 호흡기로의 진입 방향의 오류로 인해 카테터의 흡입 단부가 기관지의 내벽에 흡착되는 경우가 발생할 수 있다.
이 경우에 환자는 극심한 통증을 느끼게 되므로, 본 발명자는 카테터의 기관지 내벽에의 흡착 여부를 지능적으로 판단가능토록 하는 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법을 제안하게 되었다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 카테터(100)의 기관지 내벽에의 흡착 여부를 판단하는 인공 지능형 의료용 석션기(200)의 제어 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 이하에서는 도 1 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 카테터(100)의 기관지 내벽에의 흡착 여부를 판단하는 인공 지능형 의료용 석션기(200)의 제어 방법의 실행 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 카테터(100)의 호흡기로의 진입을 결정한 제어부(270)는, 흡입 펌프(210)의 흡입압력이 소정의 기준 흡입암이 되도록 설정한 다음(S410), 카테터(100)를 전진 이동시키도록 구동부(230)를 제어한다(S420).
이와 같이 카테터(100)가 호흡기 내부로 삽입되어 전진 이동하는 동안 흡입 펌프(210)의 흡입 압력은 일정한 값으로 유지되며, 카테터(100)에 설치된 압력 센서(250)는 카테터(100) 내부에서의 실제 흡입 압력값을 측정한다(S430).
구체적으로, 도 6에서와 같이 카테터(100)의 흡입 단부에는 다수의 흡입홀(150)이 형성되어 있으며, 다수의 흡입홀(150) 중 일부가 가래 등의 이물질에 접촉함으로써 막히게 되는 경우에는 카테터(100) 내부의 실제 흡입 압력값은 순간적으로 상승하게 되며, 이후 가래 등의 이물질이 흡입홀(150)을 통해 흡입되어 외부로 배출되게 되면 다시 카테터(100) 내부의 실제 흡입 압력값은 원 상태로 회복되게 된다.
그러나, 카테터(100) 단부의 흡입홀(150)에 접촉된 가래 등의 이물질이 높은 점도를 갖고 있는 경우에는 시간이 경과되어도 이물질이 흡입홀(150)을 통과하지 못함으로써 흡입홀(150)은 이물질에 의해 여전히 막혀있는 상태를 유지하게 된다.
이에 따라, 본 발명에서의 제어부(270)는 카테터(100) 내부에서의 실제 흡입 압력값이 소정의 비율(예를 들면, 30%) 이상 증가한 것으로 판단된 경우에(S440), 그와 같은 압력 상태가 소정의 기준 시간(예를 들면, 5초) 이상 유지되는지 여부를 판단한다(S450).
한편, 소정의 기준 시간 이내에 카테터(100) 내부에서의 실제 흡입 압력값이 원상태로 회복된 경우에는, 제어부(270)는 흡입홀(150)을 일시적으로 막고 있던 이물질이 카테터(100) 내부로 완전히 흡입되어 들어간 것으로 판단하게 된다.
그러나, 소정의 기준 시간이 초과하도록 실제 흡입 압력값의 증가된 상태가 유지되는 경우에, 제어부(270)는 흡입홀(150)을 막고 있는 이물질의 높은 점도로 인해 이물질이 흡입홀(150)을 통과하지 못하는 상태인 것으로 판단하고, 해당 이물질의 흡입이 가능하도록 흡입 펌프(210)의 흡입 압력값을 소정의 비율(예를 들면, 30%)만큼 증가시킨다(S460).
이와 같이 흡입 펌프(210)의 증가된 흡입압에 의해 이물질이 흡입홀(150)을 통과하게 되면 카테터(100) 내부에서의 실제 흡입 압력값은 전술한 S430 단계에서의 측정값으로 회복하게 된다.
그러나, 가래 등의 이물질에 의해 흡입홀(150)이 차단된 것이 아니라, 카테터(100)의 단부가 기관지 내벽에 흡착된 상태라면 전술한 S460 단계에서의 펌프 흡입압의 증가 설정에도 불구하고 카테터(100) 내부에서의 실제 흡입 압력값은 증가된 상태를 여전히 유지하게 된다.
이에 따라, 본 발명에서의 제어부(270)는 전술한 S460 단계에서 펌프 흡입압을 증가시킨 이후에도 카테터(100) 내부에서의 실제 흡입 압력값이 증가된 상태가 소정의 기준 시간(예를 들면 5초) 이상 유지되는 경우에, 이를 카테터(100)의 단부가 기관지 내벽에 흡착됨으로써 흡입홀(150)이 차단된 상태인 것으로 판단하고, 환자의 고통을 방지하기 위해 흡입 펌프(210)의 구동을 중단시키게 된다(S480).
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 제어부(270)는 전술한 S450 단계에서, 카테터(100) 내부에서의 실제 흡입 압력값이 소정의 비율 이상 증가한 상태에서, 그와 같은 압력 상태가 소정의 기준 시간(예를 들면, 5초) 이상 유지되는 경우에 이를 카테터(100)의 단부가 기관지 내벽에 흡착됨으로써 흡입홀(150)이 차단된 상태인 것으로 판단하고, 환자의 고통을 방지하기 위해 흡입 펌프(210)의 구동을 중단시킬 수도 있을 것이다(S480).
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
본 발명은 의료 기기 관련 산업 분야에서의 산업상 이용 가능성이 인정된다.

Claims (3)

  1. 카테터를 이용하여 호흡기 내부의 이물질을 제거하는 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법에 있어서,
    (a) 제어부가, 상기 카테터에 연결된 흡입 펌프의 흡입압을 소정의 기준 흡입압으로 설정하는 단계;
    (b) 상기 제어부가, 상기 카테터의 흡입 단부가 호흡기 내부로 삽입되도록 상기 카테터를 전진 구동시키는 단계; 및
    (c) 상기 제어부가, 상기 카테터로부터 측정되는 실제 흡입압의 변동값을 기초로 상기 카테터의 흡입 단부의 상태를 분석하는 단계
    를 포함하는 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 제어부가, 상기 카테터로부터 측정되는 실제 흡입압이 소정의 비율 이상 증가한 상태가 소정 시간 이상 유지되는 경우에, 상기 카테터의 흡입 단부가 기관지 내벽에 흡착된 것으로 판단하는 것인 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법.
  3. 카테터를 이용하여 호흡기 내부의 이물질을 제거하는 인공 지능형 의료용 석션기에 있어서,
    상기 카테터에 연결된 흡입 펌프; 및
    상기 흡입 펌프의 흡입압을 소정의 기준 흡입압으로 설정하고, 상기 카테터의 흡입 단부가 호흡기 내부로 삽입되도록 상기 카테터를 전진 구동시키며, 상기 카테터로부터 측정되는 실제 흡입압의 변동값을 기초로 상기 카테터의 흡입 단부의 상태를 분석하는 제어부
    를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 카테터로부터 측정되는 실제 흡입압이 소정의 비율 이상 증가한 상태가 소정 시간 이상 유지되는 경우에, 상기 카테터의 흡입 단부가 기관지 내벽에 흡착된 것으로 판단하는 것인 인공 지능형 의료용 석션기.
PCT/KR2016/007668 2016-03-29 2016-07-14 환자의 통증 경감을 위해 자율 구동되는 인공 지능형 의료용 석션기 및 인공 지능형 의료용 석션기의 제어 방법 WO2017171150A1 (ko)

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