WO2019160202A1 - 외부역박동시스템과 그 제어방법 - Google Patents

외부역박동시스템과 그 제어방법 Download PDF

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subject
control device
strength
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안영복
이원희
김재진
김정태
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주식회사 오스테오시스
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    • A61H2230/255—Blood flowrate, e.g. by Doppler effect used as a control parameter for the apparatus

Definitions

  • the present invention relates to an external reverse pulse rate system for improving cardiovascular disease by repeatedly compressing or releasing an extremity based on an electrocardiogram and a control method thereof.
  • External reverse pulsatile system is a non-invasive and safe low cost and high efficiency treatment for ischemic heart disease.
  • the external reverse heartbeat system is a system that treats symptoms such as angina pectoris and myocardial infarction without surgical intervention by increasing blood flow in dormant blood vessels by compressing or releasing the limbs according to the heartbeat cycle.
  • the external reverse pulsation system puts an external compression cuff on the calf, thigh, and buttocks when the patient is lying down, and then expands the compression cuff at the heart rate diastolic and contracts the compression cuff just before the heart contraction. It is a treatment system that repeats regularly.
  • External reverse pulsation systems typically consist of a control device, a pneumatic compressor, a solenoid valve set, and an expansion device.
  • the control is performed by controlling the inflation / deflation of the inflation device by controlling the pneumatic compressor and solenoid valve set in accordance with the detected heart rate cycle.
  • a pneumatic compressor is generally used for expansion of the expansion device.
  • the conventional external reverse pulsation system has a difficulty in generating noise and vibration problems by using a pneumatic compressor to inflate an expansion device such as a balloon cuff.
  • the conventional external reverse pulsation system manually sets the maximum pressure strength for the patient.
  • the method of manually setting the maximum compressive strength has a inconvenience that the operator must be next to set the maximum compressive strength, and includes a risk that an error may occur during the manual setting by the operator.
  • One aspect of the present invention for achieving the above object relates to an external reverse pulsation system that detects a bio-signal, monitors the state of the heart and performs external reverse pulsation in response to the monitored state of the heart.
  • the external reverse pulsation system includes a compression device for wrapping a limb of a subject and pressing or releasing the wrapped limb; And controlling the compression device to test press the limb with a predetermined test cycle and test intensity before performing the external reverse pulse, and set the customized maximum pressure strength corresponding to the subject through the test press, and set the maximum And a control device for controlling the compression device to perform the external reverse pulse based on the compression strength.
  • the control device performs the test compression while gradually increasing the test intensity with the test cycle, and when the pressure due to the increased test intensity is determined to be beyond the acceptable acceptance range, which is the acceptable range of the subject, the increased test strength
  • the maximum compressive strength can be set based on the above.
  • control device may set the test strength of any one of the test strengths of the previous steps of the increased test strength to the maximum compressive strength when it is determined that the pressure caused by the increased test strength exceeds the pressure acceptance range.
  • the external reverse pulsation system generates a pain signal to the subject during compression of the limb during the test compression, and when the operator or the doctor's doctor is input in response to the generated pain, a notification signal corresponding to the occurrence of the pain is input.
  • the control apparatus may further include a user input device that generates and outputs the output to the control device.
  • the control device may further include a pressurization due to the increased test intensity when the notification signal is input from the user input device. It can be judged that.
  • the user input device detects and recognizes the operator or the operator's voice while performing the test compression, and if the recognized voice signal corresponds to a predetermined reference voice signal, it is determined that pain has occurred to the operator and the notification signal. May be generated and output to the control device.
  • the external reverse pulsation system detects and recognizes the operator's or subject's voice while performing the test compression, and if the recognized voice signal corresponds to a predetermined reference voice signal, the subject determines that the pain has occurred and
  • the apparatus may further include a user input device generating a notification signal corresponding to the generation and outputting the notification signal to the control device, wherein the control device may be configured to press the increase due to the increased test intensity when the notification signal is input from the user input device. It may be determined that the pressure accommodation range is exceeded.
  • the external reverse pulsation system may further include a biosignal sensing device that measures a biosignal of a subject during the test compression and outputs the biosignal to the control device, wherein the controller is a biosignal input from the biosignal sensing device.
  • the signal corresponds to a predetermined stress reference value, it may be determined that the pressure caused by the increased test intensity exceeds the pressure acceptance range.
  • the biosignal sensing device may include an electrocardiogram measuring unit for measuring the heart rate of the subject and a blood flow measuring unit for measuring the blood flow of the subject, and the control device is the electrocardiogram measuring unit and the test device while performing the test compression.
  • the control device is the electrocardiogram measuring unit and the test device while performing the test compression.
  • the control device may set the initial value of the test strength within the range of 0.095 ⁇ 0.122 kgf / cm 2 .
  • the control device calculates the compression and decompression timing control signals for the external reverse pulse based on the electrocardiogram and blood flow analysis of the bio signals based on the maximum compression strength set through the test compression, and the calculated timing control.
  • the pressing device can be controlled by a signal.
  • the pressing device may include a cuff portion for wrapping the limb, and a driving portion for electrically driving the cuff portion to press or release the limb.
  • Another aspect of the present invention for achieving the above object is to monitor the state of the heart by sensing a bio-signal and in response to the monitored state of the heart, to wrap the limb of the subject and to press or release the wrapped limb
  • the present invention relates to a control method of an external reverse pulsating system that performs external reverse pulsation by controlling a compression device.
  • the control method of the external reverse pulsation system controls the compression device so as to test the extremities at a predetermined test cycle and test intensity before performing the external reverse pulsation, and the customized maximum compressive strength corresponding to the subject through the test pressure. Setting up; And controlling the compression device based on the set maximum compressive strength to perform the external reverse pulse.
  • the setting of the customized maximum compressive strength may include: performing the test compression while gradually increasing the test strength with the test period; And setting the maximum compressive strength based on the increased test strength when it is determined that the compression by the increased test intensity exceeds the compression acceptance range which is an acceptable range of the subject.
  • the present invention can automatically set the initial compressive strength through the test press, so that the operator does not necessarily need to be next to the conventional, and can prevent an error occurring in the process of manually inputting the initial compressive strength.
  • it is possible to set the maximum initial pressure intensity tailored to the subjects to enhance the treatment effect according to external backbeat.
  • the present invention can be carried out by implementing the compression device in the electric drive method can be performed by dividing the compression and decompression into fine steps when compared to the conventional hydraulic drive method when the test pressure can be easily set the maximum pressure strength more suitable for the subject.
  • the present invention can reduce the noise and vibration compared to the conventional hydraulic drive method by implementing the pressure device for pressing and releasing the limbs in the electric drive method.
  • FIG. 1 is a block diagram of an external reverse beat system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a biosignal sensing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a user input device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a block diagram of the pressing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method of an external reverse heartbeat system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a setting step of the maximum compressive strength according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
  • any part of the specification is to “include” any component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
  • the terms “... unit”, “module”, etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software. .
  • Combinations of each block of the block diagrams and respective steps of the flowcharts may be performed by computer program instructions (executable engines), which may be executed on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment. As such, instructions executed through a processor of a computer or other programmable data processing equipment create means for performing the functions described in each block of the block diagram or in each step of the flowchart.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory.
  • the instructions stored therein may also produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block of the block diagram or in each step of the flowchart.
  • computer program instructions may be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to generate a computer or other program. Instructions for performing possible data processing equipment may also provide steps for performing the functions described in each block of the block diagram and in each step of the flowchart.
  • each block or step may represent a portion of a module, segment or code that includes one or more executable instructions for executing specific logical functions, and in some alternative embodiments referred to in blocks or steps It should be noted that the functions may occur out of order. For example, the two blocks or steps shown in succession may, in fact, be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may be performed in the reverse order of the corresponding function, as required.
  • the external reverse heartbeat system 1 detects a biosignal to monitor the state of the heart and performs external reverse heartbeat in response to the monitored heart state.
  • the signal sensing device 10, the user input device 20, the pressing device 30, and the control device 40 are included.
  • the biosignal sensing device 10 is a device for measuring a biosignal of a subject undergoing treatment in relation to external reverse pulse therapy, and the biosignal measured as described above is transmitted to the control device 40.
  • biosignal sensing device 10 will be described in detail with reference to FIG. 2.
  • the biosignal sensing device 10 includes an electrocardiogram measuring unit 12 and a blood flow measuring unit 14 as shown in FIG. Can be.
  • the biosignal sensing device 10 may further include other biosignal measuring means as necessary in addition to the configuration shown in FIG. 2.
  • the configuration related to the measurement of the biosignal is a general known technique, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the electrocardiogram measuring unit 12 measures the electrocardiogram of the subject and transmits it to the control device 40.
  • Electrocardiogram is an electrical change that occurs locally by cardiac activity. It is usually measured by inducing an electric potential by attaching an electrode to a specific part of the body surface.
  • Blood flow measurement unit 14 is a device for measuring the amount of blood passing through the blood vessels in a unit time, it may use a photophethysmography sensor. In addition, the blood flow measurement unit 14 may be implemented by various methods such as an electronic blood flow meter and an ultrasonic blood flow meter.
  • the biosignal sensing device 10 includes only the electrocardiogram measuring unit 12 and the blood flow measuring unit 14, but this is only an example, and various biosignals such as a blood pressure measuring unit, a body temperature measuring unit, and a skin resistance measuring unit are illustrated. It may further comprise a measuring means of.
  • the user input device 20 serves as a user interface that receives information related to operation from a user who can use the system and delivers it to the control device 40.
  • the user is not limited to an operator who performs external reverse pulse therapy through the operation of the system, and the user may also include a patient who receives the treatment.
  • the user input device 20 receives a user's intention during the test compression and transmits the user's intention to the control device 40, and recognizes the user's voice during the test compression to control the device 40. It may be made of a voice recognition unit 24 to deliver.
  • the user doctor input unit 22 performs a function of transmitting the fact of the pain to the control device 40 when a pain occurs in the subject due to the compression of the limb during the test compression.
  • the user doctor input unit 22 may be implemented in various ways, such as a key button and a touch pad, to receive the operator or the doctor's doctor when pain occurs in the operator.
  • the user doctor input unit 22 may generate a notification signal corresponding to the input to the control device 40 when the user inputs the fact of the pain of the operator through a key button or the like.
  • the voice recognition unit 24 detects and recognizes the operator's or the operator's voice during the test compression, and if the recognized voice signal corresponds to a predetermined reference voice signal, the voice is determined to have occurred in the operator and the pain of the pain is determined. A notification signal corresponding to the generation is generated and output to the control device 40. Speech recognition and speech recognition processing techniques for processing the same will be omitted as well-known techniques.
  • the reference voice signal is determined before operating the system, and various voice signals may be set as the reference voice signal according to the operating environment of the system.
  • the reference voice signal can be set in various ways such as “stop”, “stop”, “stop”, etc.
  • the reference voice signal needs to be recognized by the operator or the subject before operation of the system.
  • the pressing device 30 is a device for wrapping the limb of the subject under the control of the control device 40 and pressing or releasing the wrapped limb.
  • Compression device 30 may be made of three, such as for the calf, the lower thigh, the upper thigh. However, if necessary, the pressing device 30 may be implemented as one or two, and the wearing position of the pressing device 30 may be various.
  • the pressing device 30 may include a cuff part 32 for wrapping the limb and a driving part 34 for driving the cuff part 32.
  • the drive unit 34 can press or release the extremities by driving the cuff unit 32 under the control of the control unit 40.
  • the driving unit 34 may be implemented by an electric drive such as an electric motor, a solenoid. However, if necessary, the driving unit 34 may be implemented by pneumatic drive type.
  • the compression device for pressing and releasing the limbs to implement the electric drive type has the advantage of reducing noise and vibration compared to the conventional hydraulic drive method.
  • the control device 40 controls the overall operation of the system, detects a biosignal, monitors the state of the heart, and performs external reverse pulse in response to the monitored state of the heart. That is, the control device 40 receives the signal transmitted from the biological signal sensing device 10 and the user input device 20, and controls the compression device 30 to perform external reverse pulse based on the received signal.
  • the control device 40 controls the compression device 30 so as to test press the limbs at a predetermined test cycle and test intensity before performing the external reverse pulse, and through the test press to adjust the customized maximum pressure strength corresponding to the subject. Set it.
  • the control device 40 may perform an external reverse pulse by controlling the pressing device 30 based on the maximum pressure strength set as described above.
  • control device 40 can automatically set the initial compressive strength through the test pressure, so that the operator does not necessarily need to be next to the conventional apparatus, and can prevent an error occurring in the process of manually inputting the initial compressive strength. have.
  • control device 40 can set the maximum initial pressure to be tailored to the subject to enhance the treatment effect according to the external reverse pulse.
  • control device 40 can be performed by dividing the compression and decompression into fine steps compared to the conventional hydraulic drive method during the test compression, the maximum pressure strength more suitable for the subjects Can be set precisely and easily.
  • the control device 40 performs the test compression while gradually increasing the test intensity at the test cycle defined above, and when the pressure due to the increased test intensity is determined to be beyond the acceptable acceptance range, which is the acceptable range of the subject, the increased test
  • the maximum compressive strength can be set based on the strength.
  • control device 40 determines that the pressure due to the progressively increased test intensity exceeds the pressure acceptance range, the control device 40 uses the maximum test strength of any one of the test intensities before the test intensity is increased. Can be set to
  • the increased test intensity may be determined to be beyond the compression acceptance range even when the test intensity is set to the test intensity of the previous stage. This is because the pressure receiving range of the subject is generally determined by the occurrence of pain in the subject. Therefore, the maximum compressive strength may be set to one of the test strengths of the stage lower than the test strength of the stage just before the increased test strength.
  • the control device 40 sets the initial value of the test strength within the range of 0.095 to 0.122 kgf / cm 2 and the maximum limit value of the test strength within the range of 0.3 to 0.5 kgf / cm 2 to set the test strength to 0.020 to 0.034. It may be incrementally increased by a value within the kgf / cm 2 range.
  • the initial value of the test strength can be set to 0.109 kgf / cm 2
  • the maximum limit of the test strength is 0.5 kgf / cm 2
  • the incremental increase of the test strength can be set to 0.027 kgf / cm 2 .
  • control device 40 may control the compression device 30 to perform a test compression of about 0.5 seconds with a test cycle of about 1 second and to release a test pressure of about 0.5 seconds.
  • control device 40 When the control device 40 receives a notification signal corresponding to the pain of the subject from the user input device 20 in the course of performing the test compression while gradually increasing the test intensity at the test cycle defined above, It is judged that the compression exceeds the compression acceptance range, which is the acceptable range of the subject. In this case, the control device 40 can set the maximum compressive strength based on the increased test strength.
  • the control device 40 determines that the pressure due to the increased test intensity exceeds the pressure acceptance range and based on the increased test intensity. You can set the maximum compressive strength with.
  • the control device 40 determines that the pressure due to the increased test intensity exceeds the pressure acceptance range, and based on the increased test intensity.
  • the maximum compressive strength can be set.
  • the user input device 20 includes a user input unit 22 and a voice recognition unit 24 together.
  • the user input device 20 may be implemented by only one of the user input unit 22 and the voice recognition unit 24, and in addition, the user input device 20 may be implemented in various ways to detect the user's intention. Can be.
  • the control device 40 performs the test compression while gradually increasing the test intensity at the test cycle determined above, and increases the test when the bio signal input from the above-described bio signal sensing device 10 corresponds to a predetermined stress reference value. It is determined that the compression by the strength exceeds the above-mentioned compression acceptance range, and the maximum compressive strength is set based on the increased test strength.
  • the controller 40 performs the test pressure described above, and the electrocardiogram and blood flow measured by the above-described electrocardiogram measuring unit 12 and the blood flow measuring unit 14 respectively reach a predetermined stress reference value. In this case, it may be determined that the pressure due to the increased test strength has exceeded the pressure acceptance range, and the maximum compressive strength may be set based on the increased test strength.
  • the control device 40 analyzes the biosignals such as the electrocardiogram and blood flow transmitted from the biosignal sensing device 10 to control timing and release of the extremities for external reverse pulse based on the maximum compression strength set above. Calculate the signal.
  • the control device 40 controls the pressing device 30 to be driven by the calculated timing control signal.
  • the timing control signal for compression and decompression is calculated such that the aortic pressure is increased to a predetermined level at a predetermined time of the cardiac diastolic and the aortic pressure is reduced to a predetermined level at the predetermined time of the cardiac contractor based on the ECG and blood flow signals.
  • the control device 40 When the compression device 30 is provided with three, such as for the calf, the lower thigh, the upper thigh, the control device 40 is pressurized for the calf, pressure for the lower thigh so that the blood flow due to external reverse pulsation moves from the end to the heart
  • the timing control signal is calculated so that the compression is performed in order of the device and the compression device for the upper thigh.
  • the control device 40 calculates the timing control signal so that the decompression is simultaneously performed in all the compression devices 30. As a result, the burden on the heart can be reduced.
  • the control device 40 controls the pressing device by the timing control signal calculated as described above to press or release the limbs. Specifically, the control device 40 transmits the timing control signal to the pressing device 30, and the pressing device presses and releases the limbs by the timing control signal transmitted from the control device 40.
  • the driver 34 can press and release the limbs by driving the cuff 32 surrounding the limbs by the transmitted timing control signal.
  • the control method of the external reverse pulsation system includes a maximum pressure setting step (S100), a pressing / release timing control signal calculation step (S200), and a pressing / release performing step (S300).
  • the control method of the external reverse pulse system 1 may be performed by the control device 40.
  • the external reverse pulsation system 1 controls the compression device 30 to compress the limbs at a predetermined test cycle and test intensity before performing the external reverse pulsation as in step S100, and then to the subject through the test compression. Set the corresponding customized maximum compressive strength.
  • the external reverse pulsation system 1 performs the test compression while gradually increasing the test intensity at a predetermined test cycle, and it is determined that the pressure caused by the increased test intensity is beyond the acceptance range, which is the acceptable range of the subject.
  • the maximum compressive strength is set based on the increased test strength.
  • the external reverse pulsation system 1 analyzes the biosignals such as the electrocardiogram and blood flow transmitted from the biosignal sensing device 10 and presses the extremities for external reverse pulsation based on the maximum pressure strength set by the step S100.
  • the timing control signal is calculated to release the pressure (S200).
  • timing control signals for compression and decompression may be calculated based on electrocardiogram and blood flow signals to increase the aortic pressure to a predetermined level at a given point of the cardiac diastolic and to decrease the aortic pressure to a predetermined level at the specified point of the cardiac contractor.
  • electrocardiogram and blood flow signals to increase the aortic pressure to a predetermined level at a given point of the cardiac diastolic and to decrease the aortic pressure to a predetermined level at the specified point of the cardiac contractor.
  • the external reverse pulse system 1 controls the pressing device 30 by the timing control signal calculated by step S200 to press and release the limbs (S300).
  • the external reverse pulsation system 1 first sets the initial value of the test strength (S120), and performs the test compression by the initial value of the set test strength (S140).
  • the initial value of the test strength can be set within the range of 0.095 ⁇ 0.122 kgf / cm 2
  • the maximum limit of the test strength can be set within the range of 0.3 ⁇ 0.5 kgf / cm 2 .
  • the external reverse pulsation system 1 determines whether the test pressure performed by the step S140 exceeds the acceptable compression acceptance range of the subject (S160).
  • the external reverse pulsation system 1 determines whether a notification signal corresponding to the pain of the subject is input from the user input device 20 or whether the biosignal input from the biosignal sensing device 10 corresponds to a stress reference value. It can be determined whether the test pressure exceeds the pressure acceptance range.
  • step S160 If it is determined in step S160 that the test pressure of step S140 does not exceed the pressure acceptance range, the external reverse pulsation system 1 increases the test strength by a predetermined value (S170), and proceeds to step S140.
  • the external reverse pulsation system 1 may set the increase in test strength to approximately 0.027 kgf / cm 2 . This increment can be set differently as needed.
  • step S160 determines that the test pressure of step S140 exceeds the pressure acceptance range
  • the external reverse pulsation system 1 sets the maximum pressure strength based on the test strength used for the test pressure of step S140 above ( S180).
  • test strength of any one of the test strengths before the test strength is increased may be set as the maximum pressure strength.
  • the maximum pressure may be set to a value obtained by subtracting a predetermined value from the initial value of the test strength.
  • the external reverse pulsation system and its control method can automatically set the initial compression strength through the test compression, so that the operator does not necessarily need to be next to the conventional, and manually inputs the initial compression strength. This can prevent errors from occurring.
  • the external reverse pulse system and the control method according to the present embodiment has the advantage of reducing the noise and vibration compared to the conventional hydraulic drive method by implementing the compression device for pressing and releasing the extremities in the electric drive method.
  • the present invention can be widely used in an external reverse pulsation system.

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Abstract

본 발명은 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여 외부역박동을 수행하는 외부역박동시스템에 관한 것으로, 상기 발명은 피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 압박장치; 및 상기 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 상기 압박장치를 제어하고, 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정하며, 그 설정된 최대압박강도를 기반으로 상기 외부역박동을 수행하도록 상기 압박장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

외부역박동시스템과 그 제어방법
본 발명은 심전도에 기반하여 반복적으로 사지를 압박 또는 압박해제함으로써 심혈관 질환을 개선시키는 외부역박동시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
외부역박동시스템은 허혈성심장질환에 대한 비침습적이고 안전한 저비용 고효율의 치료를 수행하는 시스템이다. 외부역박동시스템은 심장 박동 주기에 따라 사지를 압박 또는 압박 해제함으로써 휴면혈관의 혈류량을 증가시켜 외과적 중재술 없이 협심증, 심근경색 등의 증상을 치료하는 시스템이다.
외부역박동시스템은 환자가 누운 상태에서 하지에 외부압박용 커프를 종아리와 허벅지, 둔부에 착용한 후 심장박동 이완기에는 압박 커프가 팽창하고 심장 수축 바로 직전부터 압박 커프가 수축하는 것을 심장 박동 주기에 맞춰 규칙적으로 반복하는 치료 시스템이다.
외부역박동시스템은 일반적으로 제어장치, 공압 콤프레서, 솔레노이드 밸브세트, 팽창장치로 이루어진다. 제어장치가 감지된 심장 박동 주기에 따라 공압 콤프레서 및 솔레노이드 밸브세트를 제어하여 팽창장치의 팽창/수축을 조절함으로써 치료를 수행한다. 이와 같이 팽창장치의 팽창을 위해 공압 콤프레셔가 일반적으로 이용되고 있다.
그러나 종래 외부역박동시스템은 벌룬 커프와 같은 팽창장치를 팽창시키기 위해 공압 콤프레셔를 사용함으로써 소음 및 진동 문제가 발생하는 어려움이 있다. 또한 종래 외부역박동시스템은 환자에 맞는 최대압박강도를 수동으로 설정한다.
그러나 이와 같이 수동으로 최대압박강도를 설정하는 방법은 최대압박강도를 설정하기 위해서 시술자가 반드시 옆에 있어야 하는 불편이 있고, 시술자가 수동으로 설정하는 과정에서 오류가 발생할 수 있는 위험성을 내포하고 있다.
본 발명의 목적은 수동으로 설정하는 과정없이 초기 압박강도를 자동으로 설정함과 더불어 기존 공압구동방식에서 나타나는 소음 및 진동문제를 줄일 수 있는 외부역박동시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여 외부역박동을 수행하는 외부역박동시스템에 관한 것이다.
본 외부역박동시스템은 피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 압박장치; 및 상기 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 상기 압박장치를 제어하고, 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정하며, 그 설정된 최대압박강도를 기반으로 상기 외부역박동을 수행하도록 상기 압박장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어장치는 상기 시험주기로 상기 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 상기 시험압박을 수행하고, 그 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 그 증가된 시험강도를 기초로 상기 최대압박강도를 설정할 수 있다.
여기서 상기 제어장치는 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 상기 증가된 시험강도 이전 단계들의 시험강도들 중 어느 하나의 시험강도를 상기 최대압박강도로 설정할 수 있다.
본 외부역박동시스템은 상기 시험압박을 수행하는 동안 사지의 압박에 의해 피시술자에게 통증이 발생하고 그 발생된 통증에 대응하여 시술자 또는 피시술자의 의사가 입력된 경우 그 통증의 발생에 대응하는 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 사용자입력장치를 더 포함할 수 있고, 상기 제어장치는 상기 사용자입력장치로부터 상기 알림신호가 입력된 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.
여기서 상기 사용자입력장치는 상기 시험압박을 수행하는 동안 시술자 또는 피시술자의 음성을 감지하여 인식하고 그 인식된 음성신호가 사전에 정해진 기준음성신호에 해당하는 경우 피시술자에게 통증이 발생한 것으로 판단하고 상기 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력할 수 있다.
본 외부역박동시스템은 상기 시험압박을 수행하는 동안 시술자 또는 피시술자의 음성을 감지하여 인식하고 그 인식된 음성신호가 사전에 정해진 기준음성신호에 해당하는 경우 피시술자에게 통증이 발생한 것으로 판단하고 그 통증의 발생에 대응하는 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 사용자입력장치를 더 포함할 수 있고, 상기 제어장치는 상기 사용자입력장치로부터 상기 알림신호가 입력된 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.
본 외부역박동시스템은 상기 시험압박을 수행하는 동안 피시술자의 생체신호를 측정하여 상기 제어장치로 출력하는 생체신호센싱장치를 더 포함할 수 있고, 상기 제어장치는 상기 생체신호센싱장치로부터 입력된 생체신호가 사전에 정해진 스트레스기준값에 해당하는 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.
상기 생체신호센싱장치는 상기 피시술자의 심박도를 측정하는 심전도측정부와 상기 피시술자의 혈류량을 측정하는 혈류량측정부를 포함할 수 있고, 상기 제어장치는 상기 시험압박을 수행하는 동안 상기 심전도측정부 및 상기 혈류량측정부에 의해 각각 측정된 심전도 및 혈류량이 상기 스트레스기준값에 도달한 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어장치는 상기 시험강도의 초기값을 0.095 ~ 0.122 kgf/cm2의 범위내에서 설정할 수 있다.
상기 제어장치는 상기 시험압박을 통해 설정된 상기 최대압박강도를 기반으로 상기 생체신호 중 심전도와 혈류량의 분석을 통해 상기 외부역박동을 위한 압박 및 압박해제 타이밍제어신호를 계산하며, 그 계산된 타이밍제어신호에 의해 상기 압박장치를 제어할 수 있다.
상기 압박장치는 사지를 감싸기 위한 커프부와, 사지를 압박 또는 압박해제 하도록 상기 커프부를 전기적으로 구동시키는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면은 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여, 피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 압박장치를 제어하여 외부역박동을 수행하는 외부역박동시스템의 제어방법에 관한 것이다.
본 외부역박동시스템의 제어방법은 상기 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 상기 압박장치를 제어하고 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정하는 단계; 및 상기 설정된 최대압박강도를 기반으로 상기 압박장치를 제어하여 상기 외부역박동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 맞춤형 최대압박강도를 설정하는 단계는, 상기 시험주기로 상기 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 상기 시험압박을 수행하는 단계; 및 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 초과한 것으로 판단한 경우 상기 증가된 시험강도를 기초로 상기 최대압박강도를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 시험압박을 통해 자동으로 초기 압박강도를 설정할 수 있어 종래와 같이 시술자가 반드시 옆에 있을 필요가 없으며 수동으로 초기 압박강도를 입력하는 과정에서 발생하는 오류를 방지할 수 있다. 또한, 초기 압박강도를 피시술자에 맞춤형으로 최대치를 설정할 수 있어 외부역박동에 따른 치료효과를 증진시킬 수 있다.
또한 본 발명은 압박장치를 전기구동방식으로 구현함으로써 시험압박 시 종래 유압구동방식에 비해 압박 및 압박해제를 세밀한 단계로 나누어 수행할 수 있어 피시술자에 보다 적합한 최대압박강도를 용이하게 설정할 수 있다.
또한 본 발명은 사지의 압박 및 압박해제를 위한 압박장치를 전기구동방식으로 구현함으로써 종래 유압구동방식에 비해 소음 및 진동을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부역박동시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호센싱장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자입력장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압박장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부역박동시스템의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대압박강도의 설정단계를 설명하기 위한 순서도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 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 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 외부역박동시스템에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 외부역박동시스템(1)은 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여 외부역박동을 수행하기 위해, 생체신호센싱장치(10), 사용자입력장치(20), 압박장치(30), 제어장치(40)를 포함한다.
생체신호센싱장치(10)는 외부역박동 치료와 관련하여 치료를 받는 피시술자의 생체신호를 측정하기 위한 장치로서, 이와 같이 측정된 생체신호는 제어장치(40)로 전달된다.
이하에서는 도 2를 참조하여 생체신호센싱장치(10)에 대해 구체적으로 설명한다.
생체신호센싱장치(10)는 외부역박동 치료와 관련하여 치료를 받는 피시술자의 생체신호를 측정하기 위한 장치로서 도 2에 도시된 바와 같이 심전도측정부(12), 혈류량측정부(14)로 이루어질 수 있다.
생체신호센싱장치(10)는 도 2에 도시된 구성외에도 필요에 따라 다른 생체신호측정 수단을 추가로 포함할 수 있다. 생체신호 측정에 관한 구성은 일반적인 공지의 기술로서 구체적 설명은 생략한다.
심전도측정부(12)는 피시술자의 심전도를 측정하여 제어장치(40)로 전달한다. 심전도는 심장활동에 의해 국소적으로 발생하는 전기변화를 나타내는 것으로, 보통 체표면의 특정 부위에 전극을 붙여 전위를 유도해 측정한다.
혈류량측정부(14)는 혈관내를 단위시간에 통과하는 혈액량을 측정하는 장치로서, 광혈류량측정(Photophethysmography) 센서를 이용할 수 있다. 이외에도 혈류량측정부(14)는 전자 혈류량계와 초음파 혈류랑계 등 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
도 2에서는 생체신호센싱장치(10)가 심전도측정부(12)와 혈류량측정부(14) 만을 포함하고 있으나 이는 예시에 불과하며, 혈압측정부, 체온측정부, 피부저항측정부 등 다양한 생체신호의 측정 수단을 추가로 포함할 수 있다.
사용자입력장치(20)는 본 시스템을 사용할 수 있는 사용자로부터 운용과 관련된 정보를 전달받아 제어장치(40)로 전달하는 사용자인터페이스로서의 역할을 수행한다. 여기서 사용자는 본 시스템의 운용을 통해 외부역박동 치료를 진행하는 시술자로 한정되는 것은 아니고, 사용자에는 치료를 받는 피시술자 등도 포함될 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 사용자입력장치(20)에 대해 구체적으로 설명한다.
여기서는 시스템의 조작과 같은 일반적인 사용자인터페이스의 기능에 대한 설명은 생략하고, 본 발명의 요지와 관련된 구성에 한정하여 설명한다.
사용자입력장치(20)는 시험압박의 수행 중 사용자의 의사를 입력받아 제어장치(40)로 전달하기 위한 사용자의사입력부(22)와, 시험압박의 수행 중 사용자의 음성을 인식하여 제어장치(40)로 전달하기 위한 음성인식부(24)로 이루어질 수 있다.
사용자의사입력부(22)는 시험압박을 수행하는 동안 사지의 압박에 의해 피시술자에게 통증이 발생한 경우 그 통증의 발생사실을 제어장치(40)에 전달하는 기능을 수행한다. 사용자의사입력부(22)는 피시술자에게 통증이 발생한 경우 시술자 또는 피시술자의 의사를 입력받기 위해 키버튼, 터치패드 등 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
사용자의사입력부(22)는 사용자가 키버튼 등을 통해 피시술자의 통증 발생 사실을 입력한 경우, 그 입력에 대응하는 알림신호를 생성하여 유선 또는 무선으로 제어장치(40)에 전달할 수 있다.
음성인식부(24)는 시험압박을 수행하는 동안 시술자 또는 피시술자의 음성을 감지하여 인식하고 그 인식된 음성신호가 사전에 정해진 기준음성신호에 해당하는 경우 피시술자에게 통증이 발생한 것으로 판단하고 그 통증의 발생에 대응하는 알림신호를 생성하여 제어장치(40)로 출력한다. 음성의 감지 및 이를 처리하기 위한 음성인식처리 기술에 대해서는 공지의 기술로서 설명을 생략한다.
기준음성신호는 본 시스템의 운용전에 정해지며, 시스템의 운용환경에 따라 다양한 음성신호가 기준음성신호로 설정될 수 있다. 기준음성신호는 “정지”, “중지”, “stop" 등 다양하게 설정될 수 있다. 기준음성신호는 본 시스템의 운용전에 시술자 또는 피시술자 등에게 인지될 필요가 있다.
압박장치(30)는 제어장치(40)의 제어에 의해 피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 장치이다. 압박장치(30)는 종아리용, 하부대퇴부용, 상부대퇴부용과 같이 3개로 이루어질 수 있다. 다만, 필요에 따라 압박장치(30)는 1개 또는 2개로 구현될 수 있으며 압박장치(30)의 착용 위치도 다양하게 할 수 있다.
이하에서는 도 4을 참조하여 압박장치(30)에 대해 구체적으로 설명한다
도 4에 도시된 바와 같이, 압박장치(30)는 사지를 감싸기 위한 커프부(32)와, 커프부(32)를 구동시키는 구동부(34)로 이루어질 수 있다. 구동부(34)는 제어장치(40)의 제어에 의해 커프부(32)를 구동시킴으로써 사지를 압박 또는 압박해제할 수 있다.
구동부(34)는 전기모터, 솔레노이드 등의 전기구동식으로 구현될 수 있다. 다만 필요에 따라 구동부(34) 공압구동식으로 구현하는 것도 가능하다.
사지의 압박 및 압박해제를 위한 압박장치를 전기구동식으로 구현하는 경우 종래 유압구동방식에 비해 소음 및 진동을 줄일 수 있는 장점이 있다.
제어장치(40)는 본 시스템의 전체적인 동작을 제어하며, 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여 외부역박동을 수행한다. 즉 제어장치(40)는 생체신호센싱장치(10), 사용자입력장치(20)로부터 전달된 신호를 수신하고, 수신된 신호를 토대로 외부역박동을 수행하도록 압박장치(30)를 제어한다.
제어장치(40)는 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 압박장치(30)를 제어하고, 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정한다. 제어장치(40)는 이와 같이 설정된 최대압박강도를 기반으로 압박장치(30)를 제어함으로써 외부역박동을 수행할 수 있다.
이와 같이 제어장치(40)는 시험압박을 통해 자동으로 초기 압박강도를 설정할 수 있어 종래와 같이 시술자가 반드시 옆에 있을 필요가 없으며 수동으로 초기 압박강도를 입력하는 과정에서 발생하는 오류를 방지할 수 있다.
또한, 제어장치(40)는 초기 압박강도를 피시술자에 맞춤형으로 최대치를 설정할 수 있어 외부역박동에 따른 치료효과를 증진시킬 수 있다.
또한 압박장치(30)가 전기구동방식으로 구현된 경우, 제어장치(40)는 시험압박 시 종래 유압구동방식에 비해 압박 및 압박해제를 세밀한 단계로 나누어 수행할 수 있어 피시술자에 보다 적합한 최대압박강도를 정밀하면서 용이하게 설정할 수 있다.
제어장치(40)는 위에서 정해진 시험주기로 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 시험압박을 수행하고, 그 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정할 수 있다.
일 예로서, 제어장치(40)는 점진적으로 증가된 시험강도에 의한 압박이 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우, 시험강도가 증가되기 이전 단계들의 시험강도들 중 어느 하나의 시험강도를 최대압박강도로 설정할 수 있다.
최대압박강도를 피술자의 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 시점에서의 증가된 시험강도 바로 이전 단계의 시험강도로 설정하는 경우에도 다시 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단될 수 있다. 이것은 일반적으로 피시술자의 압박수용범위가 피시술자의 통증 발생여부에 의해 정해지기 때문이다. 따라서, 최대압박강도는 증가된 시험강도 바로 이전 단계의 시험강도보다 낮은 단계의 시험강도들 중 하나로 설정될 수 있다.
제어장치(40)는 시험강도의 초기값을 0.095 ~ 0.122 kgf/cm2의 범위내에서 설정하고 시험강도의 최대 제한값을 0.3 ~ 0.5 kgf/cm2의 범위내에서 설정하여 시험강도를 0.020 ~ 0.034 kgf/cm2 범위 내의 값만큼 점진적으로 증가시킬 수 있다. 여기서, 시험강도의 초기값을 0.109 kgf/cm2로, 시험강도의 최대 제한값을 0.5 kgf/cm2로 시험강도의 점진적 증가량을 0.027 kgf/cm2로 설정할 수 있다.
추가로 제어장치(40)는 시험주기를 대략 1초로 하여 시험압박을 대략 0.5초 수행하고 시험압박의 해제를 대략 0.5초 수행하도록 압박장치(30)를 제어할 수 있다.
제어장치(40)는 위에서 정해진 시험주기로 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 시험압박을 수행하는 과정에서 사용자입력장치(20)로부터 피시술자의 통증에 대응하는 알림신호가 입력된 경우 그 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 초과한 것으로 판단한다. 이 경우 제어장치(40)는 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정할 수 있다.
즉, 제어장치(40)는 사용자의사입력부(22)로부터 피시술자의 통증에 대응하는 알람신호가 입력된 경우 증가된 시험강도에 의한 압박이 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단하고 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정할 수 있다.
또한 제어장치(40)는 음성인식부(24)로부터 피시술자의 통증에 대응하는 알람신호가 입력된 경우 증가된 시험강도에 의한 압박이 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단하고 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정할 수 있다.
본 실시예에서는 사용자입력장치(20)가 사용자의사입력부(22) 및 음성인식부(24)을 같이 포함한 것을 제시하였다. 그러나 이것은 예시에 불과하고 사용자입력장치(20)는 사용자의사입력부(22) 및 음성인식부(24) 중 어느 하나만으로 구현될 수 있으며, 이 외에도 사용자의 의사를 감지할 수 있는 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
제어장치(40)는 위에서 정해진 시험주기로 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 시험압박을 수행하고, 전술한 생체신호센싱장치(10)로부터 입력된 생체신호가 사전에 정해진 스트레스기준값에 해당하는 경우 증가된 시험강도에 의한 압박이 전술한 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단하고 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정한다.
예를 들면, 제어장치(40)는 전술한 시험압박을 수행하는 동안 전술한 심전도측정부(12) 및 혈류량측정부(14)에 의해 각각 측정된 심전도 및 혈류량이 사전에 정해진 스트레스기준값에 도달한 경우 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단하고 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정할 수 있다.
제어장치(40)는 생체신호센싱장치(10)로부터 전달된 심전도 및 혈류량과 같은 생체신호를 분석하여 위에서 설정된 최대압박강도를 기반으로 외부역박동을 위한 사지의 압박 및 압박해제가 이루어지도록 타이밍제어신호를 계산한다. 제어장치(40)는 그 계산된 타이밍제어신호에 의해 압박장치(30)가 구동되도록 제어한다.
압박 및 압박해제를 위한 타이밍제어신호는 심전도 및 혈류량 신호를 토대로 심장이완기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 증가되고, 심장수축기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 감소되도록 계산된다.
압박장치(30)가 종아리용, 하부대퇴부용, 상부대퇴부용과 같이 3개로 마련된 경우, 제어장치(40)는 외부역박동에 의한 혈류가 말단에서부터 심장으로 이동하도록 종아리용 압박장치, 하부대퇴부용압박장치 및 상부대퇴부용 압박장치 순으로 압박이 이루지도록 타이밍제어신호를 계산한다. 또한 제어장치(40)는 모든 압박장치(30)에서 압박해제가 동시에 이루어지도록 타이밍제어신호를 계산한다. 이에 의해 심장의 부담을 경감시킬 수 있다.
제어장치(40)는 위와 같이 계산된 타이밍제어신호에 의해 압박장치를 제어하여 사지를 압박 또는 압박해제시킨다. 구체적으로 제어장치(40)는 타이밍제어신호를 압박장치(30)로 전달하고, 압박장치는 제어장치(40)로부터 전달된 타이밍제어신호에 의해 사지를 압박 및 압박해제시킨다. 구동부(34)는 전달된 타이밍제어신호에 의해 사지를 감싸는 커프부(32)를 구동시킴으로써 사지를 압박 및 압박해제시킬 수 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 외부역박동시스템의 제어방법에 대해 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이 외부역박동시스템의 제어방법은 최대압박강도 설정단계(S100), 압박/해제 타이밍제어신호 계산단계(S200), 압박/해제 수행단계(S300)를 포함한다. 외부역박동시스템(1)의 제어방법은 제어장치(40)에 의해 수행될 수 있다.
먼저 외부역박동시스템(1)은 S100 단계와 같이 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 압박장치(30)를 제어하고, 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정한다.
즉, 외부역박동시스템(1)은 사전에 정해진 시험주기로 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 시험압박을 수행하고, 그 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정한다.
다음, 외부역박동시스템(1)은 생체신호센싱장치(10)로부터 전달된 심전도 및 혈류량과 같은 생체신호를 분석하여 S100 단계에 의해 설정된 최대압박강도를 기반으로 외부역박동을 위한 사지의 압박 및 압박해제가 이루어지도록 타이밍제어신호를 계산한다(S200).
예를 들면 압박 및 압박해제를 위한 타이밍제어신호는 심전도 및 혈류량 신호를 토대로 심장이완기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 증가되고, 심장수축기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 감소되도록 계산될 수 있다.
다음, 외부역박동시스템(1)은 S200 단계에 의해 계산된 타이밍제어신호에 의해 압박장치(30)를 제어하여 사지를 압박 및 압박해제한다(S300).
이하에서는 도 6을 참조하여 위의 최대압박강도 설정단계(S100)에 대해 구체적으로 설명한다.
외부역박동시스템(1)은 먼저 시험강도의 초기값을 설정하고(S120), 그 설정된 시험강도의 초기값에 의해 시험압박을 수행한다(S140). 여기서, 시험강도의 초기값은 0.095 ~ 0.122 kgf/cm2의 범위내에서 설정될 수 있고, 시험강도의 최대 제한값은 0.3 ~ 0.5 kgf/cm2의 범위내에서 설정될 수 있다.
다음 외부역박동시스템(1)은 S140단계에 의해 수행된 시험압박이 피시술자의 수용 가능한 압박수용범위를 초과한 것인지 판단한다(S160).
외부역박동시스템(1)은 사용자입력장치(20)로부터 피시술자의 통증에 대응하는 알림신호가 입력되는지 여부 또는 생체신호센싱장치(10)로부터 입력된 생체신호가 스트레스기준값에 해당하는 지 여부에 의해 시험압박이 압박수용범위를 초과한 것인지를 판단할 수 있다.
S160 단계의 판단 결과 S140 단계의 시험압박이 압박수용범위를 초과하지 않은 것으로 판단한 경우, 외부역박동시스템(1)은 시험강도를 사전에 정해진 값만큼 증가시키고(S170), S140 단계로 넘어간다. 일 예로 외부역박동시스템(1)은 시험강도의 증가분을 대략 0.027 kgf/cm2로 설정할 수 있다. 이 증가분은 필요에 따라 다르게 설정될 수 있다.
S160 단계의 판단 결과 S140 단계의 시험압박이 압박수용범위를 초과한 것으로 판단한 경우 외부역박동시스템(1)은 위의 S140 단계의 시험압박에 이용된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정한다(S180).
일 예로 증가된 시험강도에 의한 시험압박이 압박수용범위를 초과한 것으로 판단된 경우 시험강도가 증가되기 이전 단계들의 시험강도들 중 어느 하나의 시험강도를 최대압박강도로 설정할 수 있다.
만약 시험강도의 초기값에 의한 시험압박이 압박수용범위를 초과한 것으로 판단된 경우 최대압박강도는 시험강도의 초기값에서 사전에 정해진 값만큼을 뺀 값으로 설정될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 외부역박동시스템 및 그 제어방법은 시험압박을 통해 자동으로 초기 압박강도를 설정할 수 있어 종래와 같이 시술자가 반드시 옆에 있을 필요가 없으며 수동으로 초기 압박강도를 입력하는 과정에서 발생하는 오류를 방지할 수 있다. 또한, 초기 압박강도를 피시술자에 맞춤형으로 최대치를 설정할 수 있어 외부역박동에 따른 치료효과를 증진시킬 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 외부역박동시스템 및 그 제어방법은 사지의 압박 및 압박해제를 위한 압박장치를 전기구동방식으로 구현함으로써 종래 유압구동방식에 비해 소음 및 진동을 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 외부역박동시스템에 광범위하게 사용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여 외부역박동을 수행하는 외부역박동시스템에 있어서,
    피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 압박장치; 및
    상기 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 상기 압박장치를 제어하고, 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정하며, 그 설정된 최대압박강도를 기반으로 상기 외부역박동을 수행하도록 상기 압박장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 외부역박동시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 시험주기로 상기 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 상기 시험압박을 수행하고, 그 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 그 증가된 시험강도를 기초로 상기 최대압박강도를 설정하는 외부역박동시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 상기 증가된 시험강도 이전 단계들의 시험강도들 중 어느 하나의 시험강도를 상기 최대압박강도로 설정하는 외부역박동시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 시험압박을 수행하는 동안 사지의 압박에 의해 피시술자에게 통증이 발생하고 그 발생된 통증에 대응하여 시술자 또는 피시술자의 의사가 입력된 경우 그 통증의 발생에 대응하는 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 사용자입력장치를 더 포함하고,
    상기 제어장치는 상기 사용자입력장치로부터 상기 알림신호가 입력된 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단하는 외부역박동시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 사용자입력장치는 상기 시험압박을 수행하는 동안 시술자 또는 피시술자의 음성을 감지하여 인식하고 그 인식된 음성신호가 사전에 정해진 기준음성신호에 해당하는 경우 피시술자에게 통증이 발생한 것으로 판단하고 상기 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 외부역박동시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 시험압박을 수행하는 동안 시술자 또는 피시술자의 음성을 감지하여 인식하고 그 인식된 음성신호가 사전에 정해진 기준음성신호에 해당하는 경우 피시술자에게 통증이 발생한 것으로 판단하고 그 통증의 발생에 대응하는 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 사용자입력장치를 더 포함하고,
    상기 제어장치는 상기 사용자입력장치로부터 상기 알림신호가 입력된 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단하는 외부역박동시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 시험압박을 수행하는 동안 피시술자의 생체신호를 측정하여 상기 제어장치로 출력하는 생체신호센싱장치를 더 포함하고,
    상기 제어장치는 상기 생체신호센싱장치로부터 입력된 생체신호가 사전에 정해진 스트레스기준값에 해당하는 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단하는 외부역박동시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 생체신호센싱장치는 상기 피시술자의 심박도를 측정하는 심전도측정부와 상기 피시술자의 혈류량을 측정하는 혈류량측정부를 포함하고,
    상기 제어장치는 상기 시험압박을 수행하는 동안 상기 심전도측정부 및 상기 혈류량측정부에 의해 각각 측정된 심전도 및 혈류량이 상기 스트레스기준값에 도달한 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단하는 외부역박동시스템.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 시험강도의 초기값을 0.095 ~ 0.122 kgf/cm2의 범위내에서 설정하는 외부역박동시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 시험압박을 통해 설정된 상기 최대압박강도를 기반으로 상기 생체신호 중 심전도와 혈류량의 분석을 통해 상기 외부역박동을 위한 압박 및 압박해제 타이밍제어신호를 계산하며, 그 계산된 타이밍제어신호에 의해 상기 압박장치를 제어하는 외부역박동시스템.
  11. 제 1 항에 있어서
    상기 압박장치는 사지를 감싸기 위한 커프부와, 사지를 압박 또는 압박해제 하도록 상기 커프부를 전기적으로 구동시키는 구동부를 포함하는 외부역박동시스템.
  12. 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여, 피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 압박장치를 제어하여 외부역박동을 수행하는 외부역박동시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 상기 압박장치를 제어하고 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 최대압박강도를 기반으로 상기 압박장치를 제어하여 상기 외부역박동을 수행하는 단계를 포함하는 외부역박동시스템의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 맞춤형 최대압박강도를 설정하는 단계는,
    상기 시험주기로 상기 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 상기 시험압박을 수행하는 단계; 및
    상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 초과한 것으로 판단한 경우 상기 증가된 시험강도를 기초로 상기 최대압박강도를 설정하는 단계를 포함하는 외부역박동시스템의 제어방법.
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