WO2022191573A1 - 입력에 대하여 피드백을 제공하는 심폐소생술 보조장치 - Google Patents

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WO2022191573A1
WO2022191573A1 PCT/KR2022/003255 KR2022003255W WO2022191573A1 WO 2022191573 A1 WO2022191573 A1 WO 2022191573A1 KR 2022003255 W KR2022003255 W KR 2022003255W WO 2022191573 A1 WO2022191573 A1 WO 2022191573A1
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WO
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unit
compression
vertical movement
movement distance
cpr
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Application number
PCT/KR2022/003255
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English (en)
French (fr)
Inventor
박준규
김현종
Original Assignee
주식회사 에스엠디솔루션
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Publication date
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H31/00—Artificial respiration or heart stimulation, e.g. heart massage
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H31/00—Artificial respiration or heart stimulation, e.g. heart massage
    • A61H31/02—"Iron-lungs", i.e. involving chest expansion by applying underpressure thereon, whether or not combined with gas breathing means

Definitions

  • the present invention relates to an assistive device for CPR, and more particularly, it can be used for CPR training by providing an immediate feedback on the CPR performance status to the user, and even those who have not received sufficient training on CPR can easily provide first aid in the field
  • a CPR assistive device that can perform
  • Cardio-pulmonary resuscitation is an emergency treatment used when the heart stops functioning or breathing stops. In the case of a heart attack, if not taken promptly, death or serious brain damage can occur. Accordingly, each country is educating the general public on CPR, and is distributing necessary rules of conduct.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an assistive device that can provide immediate feedback on the CPR performance status, so that even those who have not received sufficient education on CPR can easily perform first aid in the field.
  • Another object of the present invention is to provide accurate feedback on the degree of CPR performance to CPR trainees and instructors.
  • the cardiopulmonary resuscitation assistance apparatus includes: a compression unit having a built-in first sensing unit for measuring acceleration according to a user performing CPR pressing a patient's chest; a reference unit spaced apart from the pressing unit and connected to be movable up and down independently within a limited distance, a reference unit having a built-in second sensing unit for measuring at least one of an inclined angle or an acceleration; and a control unit configured to determine a compression depth, which is a depth at which the CPR performer presses the compression unit, by determining a vertical movement distance of the compression unit from the data measured by the first sensing unit and the second sensing unit.
  • control method of the CPR auxiliary apparatus includes a compression unit placed at a position to perform CPR;
  • a control method of a cardiopulmonary resuscitation assistance device including a part the method comprising: determining an angle change of the reference part by acquiring inertia data; and a control unit multiplying the difference between the sine value of the angle of the reference part before the user's compression and the sine of the angle of the reference part after the user's compression by multiplying the distance between the compression part and the reference part to determine the compression depth of the compression part determining (dd3).
  • control method of the CPR auxiliary apparatus includes a compression unit placed in a position to perform CPR and having a built-in first sensing unit for measuring a vertical movement distance; and spaced apart from the compression unit
  • control method of the cardiopulmonary resuscitation assistant device including a reference unit having a built-in second sensing unit for measuring the vertical movement distance, wherein the control unit measures the vertical movement distance measured by the first sensing unit from the vertical movement distance measured by the second sensing unit and determining a vertical movement distance of the pressing part by calculating a difference value of the movement distance.
  • FIG. 1 is a perspective view of an assistive device for cardiopulmonary resuscitation according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a plan view of the cardiopulmonary resuscitation assistance device according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view 3-3 of Fig. 2;
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the CPR assistive device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining a method of processing data acceleration by the cardiopulmonary resuscitation assistance device according to an embodiment of the present invention.
  • 5B is a diagram for explaining a method of determining a vector formed by the acceleration data of the cardiopulmonary resuscitation assistance device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining a method of estimating the posture of the cardiopulmonary resuscitation assistance device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method in which the CPR assisting apparatus according to an embodiment of the present invention provides feedback to a first responder in an actual emergency situation.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method in which the CPR assisting apparatus according to an embodiment of the present invention provides feedback to trainees during a training process.
  • FIG. 9 is a view showing an activity reference value according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for determining a vertical movement distance of a compression unit by the CPR assisting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating another method for determining the vertical movement distance of the compression unit by the CPR assisting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method for determining a compression depth of a compression unit by the CPR assisting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 13 is a view for explaining the method according to Figs. 10 and 12;
  • Fig. 14 is a view for explaining the method according to Fig. 11;
  • 15 is a diagram illustrating a method of determining a moving distance using data from a first sensing unit and a second sensing unit according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a block diagram of an apparatus for assisting CPR according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a block diagram of an apparatus for assisting CPR according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cardiopulmonary resuscitation assistance device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a plan view of the cardiopulmonary resuscitation auxiliary device (1) according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view 3-3 of Fig. 2;
  • Figure 4 is an exploded perspective view of the cardiopulmonary resuscitation auxiliary device (1) according to an embodiment of the present invention.
  • the cardiopulmonary resuscitation assistance apparatus 1 includes a first sensing unit 110 that measures an acceleration moving in the chest direction according to a user's press during CPR. ) has a built-in compression unit 100; The second sensing unit 210 is spaced apart from the pressing unit 100, is spaced apart from the pressing unit 100, is connected to be movable up and down independently within a limited distance, and measures at least one of an inclined angle or an acceleration.
  • a reference unit 200 having a built-in; a connection part 5 connecting the pressing part 100 and the reference part 200 so that the pressing part 100 and the reference part 200 can move with different accelerations according to the user's pressing; and a control unit 51 that determines a compression depth of the pressing unit 100 from the data of the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 .
  • the first sensing unit 110 is embedded in the pressing unit 100 .
  • the compression unit 100 is a portion pressed by hand during CPR.
  • the pressure unit 100 is marked with a scale so as to be located in the center of the line connecting both nipples.
  • the second sensing unit 210 is disposed on the reference unit 200 .
  • the reference unit 200 is disposed to be spaced apart from the pressing unit 100 . It is preferable that the reference part 200 is arranged in the neck direction to minimize the effect of vertical movement of the pressing part 100 .
  • the reference unit 200 may be moved in the vertical direction or the angle thereof may be changed by the vertical movement of the pressing unit 100 .
  • the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 may include an acceleration sensor in common.
  • the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 may be an inertial measurement unit (IMU) that combines a 3-axis acceleration sensor and a 3-axis gyro sensor and outputs respective sensor outputs.
  • IMU inertial measurement unit
  • the first sensing unit 110 includes a pressure sensor 130 to be described later.
  • the control unit 51 determines the compression depth of the pressing unit 100 from the data of the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 .
  • the control unit determines the vertical movement distance of the compression unit from the data measured by the first and second sensors, and determines the compression depth, which is the depth at which the CPR performer presses the compression unit.
  • the compression unit 100 Since the CPR user (including trainees and first responders) applies strong pressure to the compression unit 100 , the compression unit 100 performs a vertical (vertical) component motion.
  • the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 may measure a movement distance of a component in the vertical direction (z-axis direction) in common.
  • the control unit 51 integrates the acceleration values measured by the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 to calculate a movement distance in the vertical direction (z-axis direction).
  • connection part 5 is connected so that the mutually spaced length of the pressing part 100 and the reference part 200 is maintained.
  • the connection part 5 may be formed as a part of a cover for integrally packaging the pressing part 100 and the reference part 200 .
  • connection part 5 and the pressing part 100 are spaced apart from each other and may be bent, but may be formed of a material having low ductility.
  • connection part 5 may be formed of silicon.
  • the CPR assisting device 1 includes: a compression unit 100 having a built-in first sensing unit 110 for measuring an acceleration according to a CPR user's pressing; a reference unit 200 disposed spaced apart from the pressing unit 100 and having a built-in second sensing unit 210 for measuring the acceleration generated as the CPR user presses the first sensing unit 110; a connection part 5 connecting the pressing part 100 and the reference part 200 so that the pressing part 100 and the reference part 200 can move at different angles based on the horizontal plane according to the user's pressing; and a control unit 51 that determines a compression depth of the pressing unit 100 from the data of the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 .
  • the pressing unit 100 may be assumed to be in a horizontal state.
  • the reference unit 200 is disposed in the neck direction, so that the end of the neck direction may be relatively limited in vertical movement.
  • the reference part 200 is connected to the pressing part 100 through the connection part 5 .
  • the height change of the pressing unit 100 and the vibration of the pressing unit 100 are transmitted to the reference unit 200 through the connection unit 5 . Therefore, the reference unit 200 may be accompanied by vertical movement within a certain range.
  • the angle of the pressing unit 100 may be changed with respect to the horizontal plane, and the angle of the reference unit 200 may also be changed within a certain range.
  • the controller 51 may determine the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 using the posture data measured by the second sensor 210 .
  • the connecting part 5 connects the pressing part 100 and the reference part 200 so that the pressing part 100 and the reference part 200 can move with different accelerations. It is preferable to use a material with good bending properties for the connection part. However, since the compression and vibration applied to the chest by the compression unit 100 are transmitted to the point where the reference unit 200 is placed, the reference unit 200 also moves vertically and changes its angle. Of course, the vertical movement and angle change of the reference unit 200 are very small compared to the pressing unit 100 .
  • the reference unit 200 serves as an error removing means for accurately measuring the height change (vertical movement distance, compression depth) of the pressing unit 100 .
  • the connecting portion 5 is bendable, but maintains a mutually spaced distance.
  • the connecting portion 5 is bendable to allow the angle of the pressing portion 100 to be changed.
  • the separation distance L between the pressing unit 100 and the reference unit 200 is based on a straight line passing through the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 , the connecting unit 5 and the pressing unit 100 .
  • ) is the length between one end, which is a point that intersects with the connection point, and the other end, 250, which is a point that intersects with the free end of the pressing unit 100 .
  • a PCB substrate may be embedded in the pressing unit 100 , and a display substrate to be described later is mounted on the reference unit 200 . That is, the pressing part 100 and the reference part 200 have relatively low flexibility, but the connection part 5 is formed of a flexible material (it is preferable to use a material that allows bending but has a small change in length), the pressing part 100 ) and the reference unit 200 may be located at different heights. Such a feature allows the pressing unit 100 and the reference unit 200 to be in close contact with the body, and the pressing unit 100 is pressed through different data of the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 . It helps to accurately judge the depth.
  • hinges may be disposed at both ends of the connection part 5 .
  • a person skilled in the art may change both ends of the connection part 5 to a structure capable of pivoting movement.
  • the cable 3 for transmitting the data of the compression unit 100 or the reference unit 200 is built in the connection unit 5 .
  • the cable 3 is preferably formed of a flexible material or an elastic material, and may be formed of, for example, a flexible printed circuit board (FPCB).
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the cardiopulmonary resuscitation assistance device 1 includes a heart rate sensor 300 for measuring a heart rate, and the control unit 51 determines whether data is transmitted from the heart rate sensor 300, When the heart rate data is transmitted, the CPR success message is output when the heart rate is normalized according to the determination result based on the heart rate data.
  • the controller If the CPR training situation or the heart rate sensor does not exist, since heart rate data cannot be transmitted, the controller outputs a CPR success message based on the accumulated data on the compression depth of the compression unit 100 .
  • the heart rate sensor 300 may be a photoplethysmography (PPG) sensor or an electrocardiogram sensor.
  • PPG photoplethysmography
  • the control unit 51 determines that it is used for a real person and determines that it is an actual emergency. In this case, when the result determined based on the data of the PPG sensor reaches a normal heart rate, a CPR success message is output.
  • control unit 51 may determine that it is used for the mannequin.
  • the control unit 51 may determine in this case a training situation or an education situation. When the control unit 51 determines the training situation, it continues to monitor the training situation until a predetermined criterion is reached.
  • the CPR user may set the CPR assisting device 1 by directly determining whether the training situation or the actual emergency situation.
  • 5A is a diagram for explaining a method of processing data acceleration by the cardiopulmonary resuscitation assistance device according to an embodiment of the present invention.
  • 5B is a diagram for explaining a method of determining a vector formed by the acceleration data of the cardiopulmonary resuscitation assistance device according to an embodiment of the present invention.
  • 6 is a view for explaining a method of estimating the posture of the cardiopulmonary resuscitation assistance device according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 51 may acquire acceleration data in X, Y, and Z directions. Acceleration data varies according to the user's compression state.
  • the controller 51 may sample the acceleration data of the controller 51 at predetermined time intervals.
  • the sampling period may be 10 ms, 20 ms, or 50 ms, but is not limited thereto.
  • the control unit 51 performs an interpolation method on the acquired sample 11 . ) to estimate the value of the sample 11 that can be obtained in the sampling period.
  • the controller 51 may acquire a plurality of data in directions orthogonal to each other at one sampling time. For example, the controller 51 may acquire acceleration data in the X, Y, and Z axis directions.
  • the controller 51 may determine a predetermined number of consecutive samples 11 as one section.
  • One section may include, but is not limited to, 64, 128 or 256 samples 11 .
  • a section may mean samples 11 obtained during one time interval during which one compression state is extracted.
  • the vector 27 corresponding to one section may be the vector 27 formed by the X-axis data 21 , the Y-axis data 23 , and the Z-axis data 25 constituting one sample 11 .
  • the control unit 51 may determine the vector 27 corresponding to each section corresponding to the section. In addition, the control unit 51 may determine the pressure state of the user based on the characteristics of the vector 27 . Characteristics of vector 27 may include, but are not limited to, magnitude, frequency, standard deviation, or energy of vector 27 .
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method in which the CPR assisting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention provides feedback to a first responder in an actual emergency situation.
  • 8 is a flowchart illustrating a method in which the CPR assisting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention provides feedback to trainees during a training process.
  • the CPR assisting device 1 includes a compression unit 100 having a built-in first sensing unit 110 that measures an acceleration according to the CPR user's pressing. ); a reference unit 200 with a built-in second sensing unit 210 for measuring at least one of an inclined angle or an acceleration, which is spaced apart from the pressing unit and is independently connected to move up and down within a limited distance; And by dividing the valid period 13 that exists within the active reference value range and the invalid period 15 outside the active reference value range among the acquired data, during the valid period 13, the first detection unit 110 and the second detection unit ( The control unit 51 for determining the compression depth of the pressing unit 100 from the data of 210 is included.
  • the controller 51 may determine that the data of the valid section 13 is a section in which the user is performing CPR, and the data of the invalid section 15 is a section in which the user is stopping CPR.
  • the control unit 51 determines the compression depth based on the data during the effective period 13 .
  • the control unit 51 determines that the compression is successful, counts the cumulative number of compressions, and cumulatively counts the time of the effective section.
  • the control unit 51 determines the compression depth by cumulatively integrating the sample values of the effective period 13 . If the compression depth is lower than the reference value, for example, if the integrated result value through the acceleration data is 5 cm or more, the control unit 51 determines that the compression is successful, and increases the number of compressions by one. The control unit 51 accumulates the time (eg, 0.4 s) of the valid period 13 as the time of the valid period 13 .
  • the control unit 51 determines the average compression speed based on the time elapsed from the first compression and the cumulative number of compressions.
  • the cardiopulmonary resuscitation assistance device 1 includes a heart rate sensor 300 for measuring a heart rate, and the control unit 51 determines whether data is transmitted from the heart rate sensor 300, When heart rate data is transmitted, it is determined whether a normal heart rate has been reached based on the data measured by the heart rate sensor 300, and when the normal heart rate is reached, a CPR success message is output. When the number of times is greater than or equal to a predetermined normal value, a CPR success message is output.
  • the controller 51 determines the actual condition and displays the compression repetition message or the compression improvement message on the display panel 231 until it is determined that the heart rate is normal. If the heart rate data is not transmitted, the controller 51 determines that it is a training situation, and displays a compression repetition message or a compression improvement message on the display panel 231 until the compression speed and the number of compressions reach a predetermined level or reach a predetermined time. indicate
  • the CPR assisting device 1 can be used both in a training situation and in an actual emergency situation.
  • the control unit 51 determines the compression speed of the session based on the time of the valid section in which success is determined and the time of the immediately preceding invalid section.
  • the control unit 51 can determine the compression speed as being performed once every 2.5 seconds. Because CPR is a very difficult activity, the user can rest or stop during first aid, but during this period, the patient's heart stops, so this break is very dangerous. Therefore, it is preferable that the CPR auxiliary device 1 measures the speed in real time and provides speed information to the user.
  • the cardiopulmonary resuscitation assistant device 1 includes a display panel 231 that displays a compression repetition message when the session compression speed is equal to or greater than a reference value, and displays a compression improvement message when the session compression rate is less than the reference value.
  • the controller 51 If the session compression speed is within the normal range, the controller 51 outputs a press repetition message to keep maintaining this state, and outputs a warning message to improve the compression rate if the session compression speed is less than or equal to the normal range.
  • the first detection unit 110 includes a pressure sensor 130, and the control unit 51, when the pressure value sensed through the pressure sensor 130 exceeds the reference value and then falls below the reference value, it is determined that the one-time compression is completed. It is assumed that the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 are initialized.
  • the controller 51 initializes the data of the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 in order to accurately measure the compression depth. Therefore, when it is determined that the user has completed the compression once, the controller 51 initializes the sensor.
  • the first sensing unit 110 includes a pressure sensor 130 , and the control unit 51 sets a predetermined pressure value as an activation reference value, and determines by comparing it with the pressure value obtained from the pressure sensor 130 .
  • the activation reference value is preferably set within a predetermined pressure range. If the determined pressure value is too small, the control unit 51 judges that the compression is not performed and determines the invalid section 15 .
  • FIG. 9 is a view showing an activity reference value according to an embodiment of the present invention.
  • control unit 51 sets a predetermined speed value as an activation reference value, integrates the acceleration data, and compares it with the determined speed value.
  • the activation reference value may be set to be within a predetermined speed value range. If the determined speed is too small, the control unit 51 judges that the compression is not performed and determines the invalid section 15 .
  • the control unit 51 may determine both the speed and the pressure, and may determine the effective period 13 only when both are within the active reference value range.
  • the controller 51 determines that the compression fails, and resets the failed effective section to the invalid section.
  • the control unit 51 resets to an invalid section even if the user has already determined that the compression is effective because it is considered that the compression has not been performed if the depth is not sufficient even when the user starts the compression by applying sufficient pressure. This measure is a means of increasing the accuracy of the average compression speed.
  • the cardiopulmonary resuscitation assistance device 1 includes a heart rate sensor 300 for measuring a heart rate, and the control unit 51 based on the data measured from the heart rate sensor 300 . After determining whether the normal heart rate has been reached, a CPR success message is output when the normal heart rate is reached.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of determining the vertical movement distance of the compression unit 100 by the cardiopulmonary resuscitation assistance apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 11 is a flowchart illustrating another method of determining the vertical movement distance of the compression unit 100 by the cardiopulmonary resuscitation assistance apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 12 is a flowchart illustrating a method of determining the compression depth of the compression unit 100 by the CPR assisting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 13 is a view for explaining the method according to Figs. 10 and 12;
  • Fig. 14 is a view for explaining the method according to Fig. 11;
  • the control unit 51 obtains acceleration data of the pressing unit 100 from the first sensing unit 110 as the user presses the pressing unit 100 , and then the pressing unit Determine the vertical movement distance (ds1) of (100).
  • the control unit 51 obtains acceleration data of the reference unit 200 from the second sensing unit 210 as the user presses the pressing unit 100 , and then the vertical movement distance of the reference unit 200 ( ds2) is determined.
  • the control unit 51 based on the difference between the vertical movement distance ds1 of the pressing unit 100 and the vertical movement distance ds2 of the reference unit 200, the integral pressing depth ds3 of the pressing unit 100 ) to determine
  • ds1 and ds2 are vector values, and if the downward direction is a positive (+) direction, the integral compression depth (ds3) increases as ds1 is positive and ds2 is negative.
  • both ds1 and ds2 may be positive. In this case, even if ds1 is very large, ds2 also increases, so that the integral compression depth (ds3) may be very small.
  • the control unit 51 determines the weight from the ratio of the vertical movement distance ds1 of the pressing unit 100 to the vertical movement distance ds2 of the reference unit 200 .
  • the control unit 51 multiplies the predetermined constant A by the ratio of the vertical movement distance ds1 of the pressing unit 100 and the vertical movement distance ds2 of the reference unit 200, so that the weight is less than 0 Decide to be greater than and less than 1.
  • the control unit 51 obtains the posture data of the reference unit 200 from the second sensing unit 210 as the user presses the pressing unit 100, and the first of the reference unit 200 based on the horizontal plane.
  • the angle value ⁇ 1 and the second angle value ⁇ 2 of the reference unit 200 after the unit time are determined, and the pressing unit 100 is pressed for a unit time based on the separation distance L between the pressing unit 100 and the reference unit 200
  • the angular compression depth dd3 of the part 100 is determined.
  • the separation distance L between the pressing unit 100 and the reference unit 200 is based on a straight line passing through the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 , the connecting unit 5 and the pressing unit 100 .
  • ) is a length between one end, which is a point that intersects with the connection point, and the other end, which is a point that intersects with the free end of the pressing unit 100 .
  • the other end is a fixed point 250 . It is assumed that the fixing point 250 is fixed without moving in the vertical or horizontal direction.
  • the control unit 51 obtains acceleration data of the pressing unit 100 from the first sensing unit 110 as the user presses the pressing unit 100 , and then the vertical movement distance of the pressing unit 100 ( ds1) is determined.
  • the control unit 51 obtains acceleration data of the reference unit 200 from the second sensing unit 210 as the user presses the pressing unit 100 , and then the vertical movement distance of the reference unit 200 ( ds2) is determined.
  • the control unit 51 based on the difference between the vertical movement distance ds1 of the pressing unit 100 and the vertical movement distance ds2 of the reference unit 200, the integral pressing depth ds3 of the pressing unit 100 is determined, and the weight r is determined from the ratio of the vertical movement distance ds1 of the pressing unit 100 to the vertical movement distance ds2 of the reference unit 200 .
  • the weight r is a factor that determines the ratio of the integral compression depth ds3 to the angular compression depth dd3.
  • the control unit 51 determines the corrected compression depth dc using the weight r.
  • the control unit 51 determines the corrected compression depth dc according to the following formula.
  • the ds1 value increases and the weight r decreases.
  • the influence of the integral compression depth (ds3) which is the length by acceleration, decreases, and the influence of the angular compression depth (dd3), which is the length by the angle, becomes greater by [1-weight (r)]. .
  • the control unit 51 may determine an accurate compression depth by applying a weight r to the angular compression depth dd3 and the integral compression depth ds3 through the above correction.
  • 15 is a diagram illustrating a method of determining a moving distance using data of the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 51 may measure the vertical depth of ds1 and ds2 through acceleration data. For example, the controller 51 determines an effective section based on the data measured by the first sensor (pressure data and/or acceleration data), and determines a vertical movement distance for the determined valid section.
  • the control unit 51 may acquire the sample 11 of the effective period and determine the vertical movement distance when pressing once.
  • the vertical movement distance determined by the controller 51 may be ds1 and ds2.
  • the first detection provided in the compression unit 100 .
  • the valid section 13 that exists within the active reference value range and the invalid section 15 outside the active reference value range are distinguished, and during the valid section 13, the first detection unit 110 and the second detection unit 210 ) from the data, determining the compression depth of the pressing unit 100 (S120); and displaying a CPR success message on the display panel 231 ( S130 ).
  • the control method of the cardiopulmonary resuscitation assistance device 1 includes determining that the compression is successful when the determined compression depth is greater than or equal to a reference value (S141); Cumulatively counting the number of times of compression and the time of the effective period (S143); Determining the average compression speed based on the time elapsed from the initial compression and the cumulative number of compressions, and determining the compression speed of the session based on the time of the valid section where success is determined and the time of the immediately preceding invalid section (S145); Displaying a press repetition message on the display panel 231 (S147); and initializing the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 ( S160 ).
  • the control method of the cardiopulmonary resuscitation assistance device 1 includes the steps of determining a compression failure if the determined compression depth is less than a reference value (S151); resetting the failed valid section to an invalid section (S153); displaying a compression improvement message on the display panel 231 (S157); and initializing the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 ( S160 ).
  • the control unit 51 classifies the training situation and the actual emergency situation based on the data input value of the heart rate measurement unit to determine whether to end the measurement in a different way, change whether to display a message, process data on the degree of performance for each trainee, and You can decide whether to send or not.
  • the first provided in the compression unit 100 As the CPR user presses the compression unit 100 , the first provided in the compression unit 100 . acquiring acceleration or posture data of the pressing unit and the reference unit from the second sensing unit 210 provided in the reference unit 200 spaced apart from the sensing unit 110 and the pressing unit 100 (S210); Among the acquired data, the valid section 13 that exists within the active reference value range and the invalid section 15 outside the active reference value range are distinguished, and during the valid section 13, the first detection unit 110 and the second detection unit 210 ), determining the compression depth of the pressing unit 100 from the data (S220); and displaying a CPR success message on the display panel 231 ( S230 ).
  • control unit 51 extracts only data generated during the effective period 13 from the movement distance data, and then the relative vertical direction of the compression unit 100 based on the reference unit 200 . determine the distance traveled.
  • the control method of the cardiopulmonary resuscitation assistance apparatus 1 includes determining that the compression is successful when the determined compression depth of the compression unit 100 is greater than or equal to a reference value (S241); counting the cumulative number of compressions and cumulatively counting the time of the effective section (S243); determining the average compression speed based on the time elapsed from the initial compression and the cumulative number of compressions, and determining the compression speed of the session based on the time of the valid section for which success is determined and the time of the immediately preceding invalid section (S245); Displaying a press repetition message on the display panel 231 (S247); and initializing the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 ( S260 ).
  • the control method of the cardiopulmonary resuscitation assistance device 1 includes the steps of determining a compression failure if the determined compression depth of the compression unit is less than a reference value (S251); resetting the failed valid section to the invalid section (S253); and displaying a compression improvement message on the display panel 231 ( S257 ).
  • the CPR effect occurs when both the cumulative number of compressions and the average compression rate are satisfied, assuming that each compression depth is effective. Therefore, if the accumulated number of compressions and the average compression speed are met or exceed the normal values, which are predetermined criteria, the CPR success message is displayed (S230).
  • the control unit must determine whether the newly determined compression depth of the compression unit is equal to or greater than a reference value. If the newly determined compression depth of the compression part is less than the standard value, the compression has failed. In addition, since the time taken for this round of compression becomes the time of doing nothing (there is no compression), it must be reset to an invalid section (S153, S253). As the invalidation interval increases, the average compression speed will decrease.
  • the compression success is determined (S143, S243), the number of compressions is accumulated and counted, and the effective time during which the compression was present is set.
  • the average compression speed is updated based on the recalculated cumulative number of compressions and the effective compression time (S145, S245). As the effective interval increases, the average compression speed will increase or be maintained.
  • the control unit notifies the CPR user of the result of this compression, and initializes the first sensing unit and the second sensing unit (S160, S260).
  • the CPR performer can check his/her performance status at each pressure session and predict the possibility of success in CPR.
  • the compression unit 100 As the user presses the compression unit 100 , the compression unit ( 100) obtaining the acceleration data (S310); and determining the vertical movement distance of the pressing unit 100 from the acceleration data of the first sensing unit 110 ( S330 ).
  • the second sensing unit 210 receives the reference unit ( 200) acquiring the posture data (S410); determining, from the posture data of the second sensing unit 210 , a first angle value of the reference unit 200 and a second angle value after a unit time based on a horizontal plane (S430);
  • the step of determining the vertical movement distance dd of the pressing unit 100 for a unit time from the distance value, the first angle value, and the second angle value between the pressing unit 100 and the reference unit 200 include
  • the pressure unit ( 100) As the user presses the compression unit 100 , the pressure unit ( 100), acquiring the posture data of the reference unit 200 from the second sensing unit 210, and acquiring acceleration data of the reference unit 200 from the second sensing unit 210 (S510) ); obtaining angle value data of the reference unit 200 from the posture data of the second sensing unit 210 (S521); and determining the vertical movement distance dd of the pressing unit 100 from the angle value data of the reference unit 200 and the distance between the reference unit 200 and the pressing unit 100 ( S523 ).
  • the control method of the CPR auxiliary apparatus 1 is placed in a position to perform CPR, and the compression unit 100 having a built-in first sensing unit 110 for measuring the vertical movement distance is provided.
  • the control method of the CPR assisting device comprising: and a reference unit 200 arranged spaced apart from the compression unit 100 and having a second sensing unit 210 for measuring a vertical movement distance built-in
  • the control unit ( 51) calculates a difference value between the vertical movement distance ds1 measured by the first detection unit 110 and the vertical movement distance ds2 measured by the second detection unit 210 to determine the compression unit 100 and determining a vertical movement distance ds3 of .
  • the control method of the cardiopulmonary resuscitation assistance apparatus 1 includes: determining a vertical movement distance ds1 of the compression unit 100 from the acceleration data of the first sensing unit 110; determining a vertical movement distance ds2 of the reference unit 200 from the acceleration data of the second sensing unit 210 (S531); determining the compression depth ds3 of the pressing unit, which is the difference between the vertical movement distance ds1 measured by the first sensing unit and the vertical movement distance ds2 measured by the second sensing unit (S533); Based on the vertical movement distance ds1 measured by the first sensing unit, the weight r is determined from the ratio of the vertical movement distance ds1 measured by the first sensing unit to the vertical movement distance ds2 measured by the second sensing unit and step S535.
  • the control method of the CPR auxiliary apparatus 1 adjusts the angular compression depth (dd3) and the integral compression depth (ds3) using a weight (r), and the corrected compression depth (dc) and determining ( S550 ).
  • FIG. 16 is a block diagram of the CPR assisting device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the cardiopulmonary resuscitation assistance apparatus 1 includes a user input unit, a first sensing unit 110 , a second sensing unit 210 , a display unit 230 and a control unit 51 .
  • not all illustrated components are essential components.
  • the CPR auxiliary apparatus 1 may be implemented by more components than the illustrated components, and the CPR auxiliary apparatus 1 may be implemented by fewer components than that.
  • the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 may measure the acceleration of the CPR assisting device 1 .
  • the first sensing unit 110 and the second sensing unit 210 may measure accelerations in the X, Y, and Z axis directions of the pressing unit 100 and the reference unit 200 .
  • FIG. 17 is a block diagram of the CPR assisting device 1 according to another embodiment of the present invention.
  • the CPR assistive device 1 is, for example, a mobile phone, a tablet PC, a PDA, an MP3 player, a kiosk, an electronic picture frame, a navigation device, a digital TV, a smart watch, a wrist watch ( Wrist watch), smart glasses, wearable devices such as HMD (Head-Mounted Display), etc. may be applied in conjunction with various types of devices.
  • a mobile phone for example, a mobile phone, a tablet PC, a PDA, an MP3 player, a kiosk, an electronic picture frame, a navigation device, a digital TV, a smart watch, a wrist watch ( Wrist watch), smart glasses, wearable devices such as HMD (Head-Mounted Display), etc.
  • HMD Head-Mounted Display
  • the CPR auxiliary device 1 may transmit data to the wearable auxiliary device, and the transmitted data may be transmitted back to a server or another wearable device.
  • the educator instructor
  • the educator can store the CPR performance level of the trainee as data, and can notify the trainee of the performance result.

Abstract

본 발명은 심폐소생술 교육 보조장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치는, CPR을 수행하는 사용자가 환자의 흉부를 누름에 따른 가속도를 측정하는 제1 감지부가 내장된 압박부; 상기 압박부와 이격되고 제한된 거리 내에서 독립적으로 상하이동 가능하게 연결되며, 기울어진 각도 또는 가속도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 제2 감지부가 내장된 기준부; 및 상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부가 측정한 데이터로부터 상기 압박부의 수직방향 이동거리를 판단하여, CPR수행자가 상기 압박부를 누른 깊이인 압박깊이를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

입력에 대하여 피드백을 제공하는 심폐소생술 보조장치
본 발명은 심폐소생술 보조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 심폐소생술 수행 상황에 대한 즉각적인 피드백을 사용자에게 제공하여 심폐소생술 교육용으로 활용할 수 있고, CPR에 대하여 충분한 교육을 받지 못한 자도 쉽게 현장에서 응급처치를 수행할 수 있는 심폐소생술 보조장치를 제공하는 것이다.
심폐소생술(cardio-pulmonary resuscitation,　CPR)은　심장의 기능이 정지하거나　호흡이 멈추었을 때 사용하는　응급처치이다.　심장마비의 경우 신속히 조치하지 않을시 사망하거나 심각한 뇌손상을 입을 수 있으므로, 환자를 발견한 목격자가 신속히 심폐소생술을 실시하는 것이 필요하다. 이에 따라 각국에서는 일반인들을 대상으로 심폐소생술을 교육하고 있으며, 필요한 행동수칙들을 정리하여 배포하고 있다.
그럼에도, 대부분 사람들은 CPR에 교육이 미비한 탓에 살아날 수 있는 심정지 환자가 목숨을 잃고 있다. 따라서 교육기관 입장에서는 교육생의 숙련도를 확인할 필요가 있으며, 교육생 입장에서는 자신이 기준에 맞게 CPR을 수행하는지 즉각적인 피드백을 주어 교육효과를 높일 수 있는 장치가 필요하다.
또한, 실제 응급상황에서는 CPR교육을 받지 못한 자라도 적극적으로 CPR을 수행할 수 있도록 보조해주는 장치가 필요하다.
첫째, 본 발명이 해결하고자하는 과제는 심폐소생술 수행 상황에 대한 즉각적인 피드백을 제공하여 CPR에 대하여 충분한 교육을 받지 못한 자도 쉽게 현장에서 응급처치를 수행할 수 있는 보조장치를 제공하는 것이다.
둘째, 본 발명의 또 다른 과제는 심폐소생술 교육생 및 지도자에게 심폐소생술 수행정도에 대한 정확한 피드백을 제공하는 것이다.
셋째, 오차를 최소화하며 압박 깊이와 압박 속도를 자동으로 측정할 수 있는 보조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치는, CPR을 수행하는 사용자가 환자의 흉부를 누름에 따른 가속도를 측정하는 제1 감지부가 내장된 압박부; 상기 압박부와 이격되고 제한된 거리 내에서 독립적으로 상하이동 가능하게 연결되며, 기울어진 각도 또는 가속도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 제2 감지부가 내장된 기준부; 및 상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부가 측정한 데이터로부터 상기 압박부의 수직방향 이동거리를 판단하여, CPR수행자가 상기 압박부를 누른 깊이인 압박깊이를 결정하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치의 제어방법은, CPR사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 압박부(100)에 구비된 제1 감지부(110)와 상기 압박부(100)로부터 이격된 기준부(200)에 구비된 제2 감지부(210)가 가속도 또는 자세 데이터를 획득하는 단계(S210); 제어부가 상기 획득된 데이터 중 활성 기준값 범위 내에 존재하는 유효구간(13)과 활성 기준값 범위 외의 무효구간(15)을 구분하는 단계; 및 제어부가 상기 이동거리 데이터 중 상기 유효구간(13) 동안 발생한 데이터만 추출한 후, 상기 기준부를 기준으로 상기 압박부의 상대적인 수직방향 이동거리인 압박깊이를 결정하는 단계(S220)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치의 제어방법은, 심폐소생술을 수행할 위치에 놓여지는 압박부;와 상기 압박부로부터 이격되어 배치되고 관성 데이터를 측정하는 감지부가 내장된 기준부를 포함하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법에 있어서, 관성 데이터를 획득하여 상기 기준부의 각도 변화를 판단하는 단계; 및 제어부가, 사용자의 압박 전 상기 기준부 각도의 사인값과 사용자의 압박 후 상기 기준부 각도의 사인값의 차이값에 상기 압박부와 상기 기준부 사이의 간격을 곱 연산하여 상기 압박부의 압박깊이(dd3)를 결정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치의 제어방법은, 심폐소생술을 수행할 위치에 놓여지고, 수직 이동거리를 측정하는 제1 감지부가 내장된 압박부;와 상기 압박부로부터 이격되어 배치되고 수직 이동거리를 측정하는 제2 감지부가 내장된 기준부를 포함하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법에 있어서, 제어부가 상기 제1 감지부가 측정한 수직이동 거리에서 상기 제2 감지부가 측정한 수직이동거리의 차이값을 연산하여 상기 압박부의 수직방향 이동거리를 결정하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 심폐소생술 보조장치 및 이를 이용한 교육 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　심폐소생술 수행 상황에 대한 즉각적인 피드백을 제공하여 CPR에 대하여 충분한 교육을 받지 못한 자도 쉽게 현장에서 응급처치를 수행할 수 있다.
둘째, 심폐소생술 교육생 및 지도자에게 심폐소생술 수행정도에 대한 정확한 피드백을 제공하는 장점이 있다.
셋째, 오차를 최소화하며 압박 깊이와 압박 속도를 자동으로 측정할 수 있는 보조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치의 사시도이다.
도2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치의 평면도이다.
도3 은 도2 의 3-3단면도이다.
도4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치의 분해사시도이다.
도5a 는 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치가　가속도　데이터를 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도5b 는 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치가의 가속도　데이터가 이루는 벡터를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도6 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치의 자세를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도7 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치가 실제 응급상황에서 응급처치자에게 피드백을 주는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도8 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치가 훈련과정에서 교육생에게 피드백을 주는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도9 는 본 발명의 일 실시예에 의한 활성기준값을 표시한 것이다.
도10 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치가 압박부의 수직방향 이동거리를 결정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도11 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치가 압박부의 수직방향 이동거리를 결정하는 다른 방법을 나타내는 흐름도이다.
도12 는 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치가 압박부의 압박깊이를 결정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도13 은 도 10 및 도12에 의한 방법을 설명하는 도면이다.
도14 는 도 11에 의한 방법을 설명하는 도면이다.
도15 는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 감지부 및 제2 감지부의 데이터를이용하여 이동거리를 결정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도16 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치의 블록도이다.
도17 은 본 발명의 다른 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치의 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 심폐소생술 보조장치(1)를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도면들을 참고하여 본 발명에 의한 심폐소생술 보조장치(1)에 대해 설명하도록 한다.
도1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 사시도이다. 도2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 평면도이다. 도3 은 도2 의 3-3단면도이다. 도4 는 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 분해사시도이다.
도1 내지 도4 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)는, CPR을 수행하는 사용자의 누름에 따라 흉부 방향으로 이동하는 가속도를 측정하는 제1 감지부(110)가 내장된 압박부(100); 압박부(100)와 이격되어 배치되고 압박부(100)와 이격되고 제한된 거리 내에서 독립적으로 상하이동 가능하게 연결되며, 기울어진 각도 또는 가속도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 제2 감지부(210)가 내장된 기준부(200); 사용자가 누름에 따라 압박부(100)와 기준부(200)가 서로 다른 가속도로 운동 가능하도록 압박부(100)와 기준부(200)를 연결하는 연결부(5); 및 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)의 데이터로부터, 압박부(100)의 압박깊이를 결정하는 제어부(51)를 포함한다. 제1 감지부(110)는 압박부(100)에 내장된다. 압박부(100)는 심폐소생술 수행시 손으로 누르는 부위이다. 압박부(100)는 양 쪽 젖꼭지를 잇는 선의 정 중앙에 위치하도록 눈금이 표시된다.
제2 감지부(210)는 기준부(200)에 배치된다. 기준부(200)는 압박부(100)와 이격되어 배치된다. 기준부(200)는 목 방향으로 배치되어 압박부(100)의 상하이동에 의한 영향을 최소화하는 것이 바람직하다. 기준부(200)는 압박부(100)의 상하이동에 의하여 상하방향으로 이동하거나 각도가 변경될 수 있다.
제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)는 공통적으로 가속도 센서를 포함할 수 있다. 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)는 3축 가속도와 3축 자이로 센서를 조합한 후 각각의 센서 출력을 내보내는 관성측정장치(IMU; Inertial Measurement Unit)일 수 있다. 제1 감지부(110)는 후술할 압력센서(130)를 포함한다.
제어부(51)는 제1 감지부(110)와 제2 감지부(210)의 데이터로부터 압박부(100)의 압박깊이를 결정한다. 제어부는 제1 감지부 및 제2 감지부가 측정한 데이터로부터 압박부의 수직방향 이동거리를 판단하여, CPR수행자가 압박부를 누른 깊이인 압박깊이를 결정한다.
CPR사용자(교육생과 응급처치자를 포함한다)는 압박부(100)에 강한 압력을 가하므로 압박부(100)는 상하방향(수직방향)성분의 운동을 한다.
제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)는 공통적으로 수직방향(z 축 방향) 성분의 이동거리를 측정할 수 있다.
제어부(51)는 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)가 측정한 가속도 값을 적분하여 수직방향(z 축 방향) 이동거리를 연산한다.
연결부(5)는, 압박부(100)와 기준부(200)의 상호 이격된 길이가 유지되도록 연결된다. 연결부(5)는 압박부(100)와 기준부(200)를 일체로 포장하는 커버의 일부로 형성될 수도 있다.
연결부(5)와 압박부(100)는 상호 이격되고, 휘어질 수는 있으나 연성이 낮은 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 연결부(5)는 실리콘으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)는, CPR사용자의 누름에 따른 가속도를 측정하는 제1 감지부(110)가 내장된 압박부(100); 압박부(100)와 이격되어 배치되고 CPR사용자가 제1 감지부(110)를의 누름에 따라 발생하는 가속도를 측정하는 제2 감지부(210)가 내장된 기준부(200); 사용자가 누름에 따라 수평면을 기준으로 압박부(100)와 기준부(200)가 서로 다른 각도로 운동 가능하도록 압박부(100)와 기준부(200)를 연결하는 연결부(5); 및 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)의 데이터로부터, 압박부(100)의 압박깊이를 결정하는 제어부(51)를 포함한다.
압박부(100)는 수평상태라고 가정될 수 있다. 기준부(200)는 목 방향에 배치되어 목 방향의 단부는 상대적으로 상하이동이 제한될 수 있다. 기준부(200)는 연결부(5)를 통해 압박부(100)와 연결된다. 압박부(100)의 높이 변화 및 압박부(100)의 진동은 연결부(5)를 통해 기준부(200)에 전달된다. 따라서 기준부(200)는 일정 범위 내의 수직방향 이동이 동반될 수 있다. 압박부(100)는 수평면을 기준으로 각도가 변경될 수 있으며, 기준부(200)도 일정 범위 내에서 각도가 변경될 수 있다.
제어부(51)는 제2 감지부(210)에서 측정한 자세데이터를 이용하여 각도(θ1, θ2)를 판단할 수 있다.
연결부(5)는, 압박부(100)와 기준부(200)가 서로 다른 가속도로 운동 가능하도록 압박부(100)와 기준부(200)를 연결한다. 연결부는 휘어짐이 좋은 소재를 이용하는 것이 바람직하다. 다만 압박부(100)에 의해 흉부에 가해진 압박 및 진동은 기준부(200)가 놓인 지점에 전달되므로 기준부(200)도 상하이동 및 각도변경이 발생한다. 물론 기준부(200)의 상하이동 및 각도변경은 압박부(100)에 비하면 매우 적은 편이다.
기준부(200)는 압박부(100)의 높이변화(수직방향 이동거리, 압박깊이)를 정확하게 측정하기 위한 오차 제거 수단이 된다.
연결부(5)는, 휨 가능하지만 상호 이격된 거리는 유지한다. 연결부(5)는 휨 가능하여 압박부(100)의 각도가 변경되도록 허용한다.
압박부(100)와 기준부(200)와의 이격 거리(L)은, 제1 감지부(110)와 제2 감지부(210)를 지나는 직선을 기준으로, 연결부(5)와 압박부(100)의 연결지점과 교차하는 지점인 일단과, 압박부(100)의 자유단과 교차하는 지점인 타단(250) 사이의 길이이다.
압박부(100)의 내부에는 PCB 기판이 내장될 수 있고, 기준부(200)는 후술할 표시기판이 장착된다. 즉 압박부(100)와 기준부(200)는 비교적 유연성이 떨어지지만 연결부(5)는 유연한 소재로 형성되므로(휨은 허용하지만 길이변화는 적은 소재를 사용하는 것이 바람직하다), 압박부(100)와 기준부(200)는 서로 다른 높이에 위치할 수 있다. 이와 같은 특징은 압박부(100)와 기준부(200)가 신체에 밀착되도록 하며, 제1 감지부(110)와 제2 감지부(210)의 각각 다른 데이터를 통하여 압박부(100)의 압박깊이를 정확하게 판단하는데 도움을 준다.
다른 예로, 연결부(5)의 양 단에 힌지를 배치할 수도 있다. 통상의 기술자는 연결부(5)의 양 단을 피봇운동 가능한 구조로 변경하여 실시할 수도 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)는, 연결부(5) 내부에 압박부(100) 또는 기준부(200)의 데이터를 전송하는 케이블(3)이 내장된다.
케이블(3)은 유연한 소재 또는 탄성 소재로 형성하는 것이 바람직하며, 예를 들어 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 형성할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)는, 심장 박동을 측정하는 심박 센서(300)를 포함하고, 제어부(51)는, 심박 센서(300)로부터 데이터 전송유무를 판단하여, 심박데이터가 전송되면 심박데이터를 기초로한 판단결과에 따라심작박동이 정상화되면 CPR성공 메시지를 출력한다.
CPR 교육상황이거나 심박센서가 존재하지 않는 경우, 심박데이터가 전송될 수 없으므로 제어부는 압박부(100)의 압박깊이에 대한 누적 데이터를 기초로 CPR성공 메시지를 출력한다.
심박 센서(300)는 PPG(Photoplethysmography)센서 또는 심전도(Electrocardiogram)센서일 수 있다. 제어부(51)는 PPG센서로부터 데이터가 전송되면(유의미한 데이터를 뜻한다) 실제 사람에 대하여 사용한 것으로 판단하여 실제 응급상황으로 판단한다. 이 경우 PPG센서의 데이터를 기초로 판단한 결과가 정상 심박수에 도달한 경우 CPR 성공메시지를 출력한다.
제어부(51)는 PPG센서로부터 데이터가 전송되지 않으면, 마네킹에 대하여 사용하는 것으로 판단할 수 있다. 제어부(51)는 이 경우 훈련상황 또는 교육상황으로 판단할 수 있다. 제어부(51)는 훈련 상황으로 판단할 경우, 미리 정해진 기준에 도달할 때까지 훈련 상황을 계속 모니터링 한다.
CPR사용자는 훈련상황 또는 실제 응급상황 여부를 직접 결정하여 심폐소생술 보조장치(1)를 설정할 수도 있다.
도5a 는 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치가　가속도　데이터를 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도5b 는 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치가의 가속도　데이터가 이루는 벡터를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도6 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치의 자세를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도5a, 도5b 및 도6 을 참조하면, 제어부(51)는 X, Y 및 Z 방향의 가속도 데이터을 획득할 수 있다. 가속도 데이터는 사용자의 압박 상태에 따라 달라진다.
제어부(51)는 기 결정된 시간 간격으로 제어부(51)의 가속도 데이터를 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 샘플링 주기(Sampling period)는 10ms, 20ms 또는 50ms 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 이때, 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)의 하드웨어적 특성으로 샘플(11)의 획득 시점이 일정하지 않은 경우, 제어부(51)는 획득된 샘플(11)에 보간법(Interpolation)을 적용하여 샘플링 주기에서 획득될 수 있는 샘플(11)의 값을 추정할 수 있다.
제어부(51)는 하나의 샘플링 시점에서, 서로 직교하는 방향의 복수의 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어부(51)는 X, Y, Z축 방향의 가속도 데이터를 획득할 수 있다.
제어부(51)는 기 결정된 개수의 연속적인 샘플(11)들을 하나의 섹션으로 결정할 수 있다. 하나의 섹션은 64개, 128개 또는 256개의 샘플(11)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 섹션은 일회의 압박 상태가 추출되는 하나의 시간 구간 동안 획득된 샘플(11)들을 의미할 수 있다.
하나의 섹션에 대응하는 벡터(27)는 하나의 샘플(11)을 구성하는 X축 데이터(21), Y축 데이터(23) 및 Z축 데이터(25)가 이루는 벡터(27)일 수 있다.
제어부(51)는 각각의 섹션에 대응하여 섹션에 대응하는 벡터(27)를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(51)는 벡터(27)의 특징에 기초하여, 사용자의 압박 상태를 결정할 수 있다. 벡터(27)의 특징은 벡터(27)의 크기, 주파수, 표준 편차 또는 에너지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도7 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)가 실제 응급상황에서 응급처치자에게 피드백을 주는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도8 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)가 훈련과정에서 교육생에게 피드백을 주는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도7 및 도8 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)는, CPR사용자의 누름에 따른 가속도를 측정하는 제1 감지부(110)가 내장된 압박부(100); 압박부와 이격되고 제한된 거리 내에서 독립적으로 상하이동 가능하게 연결되며, 기울어진 각도 또는 가속도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 제2 감지부(210)가 내장된 기준부(200); 및 획득된 데이터 중 활성 기준값 범위 내에 존재하는 유효구간(13)과 활성 기준값 범위 외의 무효구간(15)을 구분하여, 유효구간(13) 동안, 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)의 데이터로부터, 압박부(100)의 압박깊이를 결정하는 제어부(51)를 포함한다.
제어부(51)는 유효구간(13)의 데이터는 사용자가 CPR을 수행중인 구간으로 판단할 수 있고, 무효구간(15)의 데이터는 사용자가 CPR을 중단중인 구간으로 판단할 수 있다. 제어부(51)는 유효구간(13) 동안의 데이터를 기초로 압박깊이를 결정한다.
제어부(51)는, 압박부(100)의 압박깊이가 기준값 이상이면, 압박 성공 판정을 하고, 누적 압박횟수를 카운트하고, 유효 구간의 시간을 누적 카운트한다.
제어부(51)는 유효구간(13)의 샘플값을 누적 적분하여 압박깊이를 판단한다. 제어부(51)는 압박깊이가 기준값보다 낮으면, 예를 들면 가속도 데이터를 통하여 적분한 결과값이 5cm 이상이면 압박 성공 판정을 하고, 압박횟수 1회를 증가시킨다. 제어부(51)는 유효구간(13)의 시간(예를 들면 0.4s)를 유효구간(13)의 시간으로 누적시킨다.
제어부(51)는, 최초 압박시 부터 경과한 시간과 누적 압박횟수를 기초로 압박 평균속도를 결정한다.
만약 최초 압박시 부터 2분이 경과하였고 누적 압박횟수가 100회이라면 분당 50회가 되며, 최초 압박시 부터 3분이 경과하였고 누적 압박횟수가 360회라면 분당 120회가 된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)는, 심장 박동을 측정하는 심박 센서(300)를 포함하고, 제어부(51)는, 심박 센서(300)로부터 데이터 전송유무를 판단하여, 심박데이터가 전송되면 심박 센서(300)로 부터 측정한 데이터를 기초로 정상 심박수 도달여부를 판단한 후, 정상 심박수에 도달하면 CPR성공 메시지를 출력하고, 심박데이터가 전송되지 않으면 누적 압박횟수와 압박평균 횟수가 미리 정해진 정상값 이상일 때, CPR성공 메시지를 출력한다.
제어부(51)는 심박데이터가 전송되면 실제 상황으로 판단하여 심박수가 정상이라고 판단될 때까지 표시 패널(231)에 압박반복 메시지 또는 압박 개선 메시지를 표시한다. 제어부(51)는 심박데이터가 전송되지 않으면 훈련상황이라고 판단하여 압박속도 및 압박횟수가 미리 정해진 수준에 도달하거나, 미리 정해진 시간이 될 때까지 표시 패널(231)에 압박반복 메시지 또는 압박 개선 메시지를 표시한다.
즉, 본 발명에 의한 심폐소생술 보조장치(1)는 훈련상황과 실제 응급상황에 모두 사용할 수 있다.
제어부(51)는, 성공 판정된 유효 구간의 시간과 직전 무효 구간의 시간을 기초로 당회 압박속도를 결정한다.
제어부(51)는 직전 무효 구간의 시간이 2초이고, 당회 성공 판정된 유효구간(13)의 시간이 0.5초이면, 2.5초에 1회 수행한 것으로 압박속도를 판단할 수 있다. CPR은 매우 힘든 행위이므로 사용자는 응급조치 도중 쉬거나 중단할 수 있으나, 이 기간 동안 환자의 심장이 멈추게 되므로 이러한 휴식은 매우 위험하다. 따라서 심폐소생술 보조장치(1)는 실시간으로 속도를 측정하여 사용자에게 속도 정보를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)는, 당회 압박속도가 기준값 이상이면 압박 반복 메시지를 표시하고, 당회 압박속도가 기준값 미만이면 압박 개선 메시지를 표시하는 표시 패널(231)을 포함한다.
제어부(51)는 당회 압박속도가 정상 범위라면 이 상태를 계속 유지하라는 압박 반복 메시지를 출력하고, 당회 압박속도가 정상 범위 이하이면 압박 속도를 개선하라는 경고의 메시지를 출력한다.
제1 감지부(110)는 압력센서(130)를 포함하고, 제어부(51)는, 압력센서(130)를 통하여 감지한 압력값이 기준값 초과 후 기준값 이하로 떨어지면, 1회 압박이 종료된 것으로 간주하여 제1 감지부(110)와 제2 감지부(210)를 초기화 한다.
제어부(51)는 압박깊이를 정확하게 측정하기 위하여 제1 감지부(110)와 제2 감지부(210)의 데이터를 초기화하는 것이 바람직하다. 따라서 제어부(51)는 사용자가 압박을 1회 수행 완료한 것이라 판단되면 센서를 초기화 한다.
제1 감지부(110)는 압력센서(130)를 포함하고, 제어부(51)는, 미리 정해진 압력값을 활성기준값으로 설정하고, 압력센서(130)로 부터 얻은 압력값과 비교하여 판단한다.
활성기준값은 미리 정해진 압력 범위 내인 경우로 설정하는 것이 바람직하다. 판단된 압력값이 너무 작다면 제어부(51)는 압박을 수행하지 않은 것으로 보아 무효구간(15)으로 판단한다.
도9 는 본 발명의 일 실시예에 의한 활성기준값을 표시한 것이다.
도9 를 참조하면, 제어부(51)는, 미리 정해진 속도값을 활성기준값으로 설정하고, 가속도 데이터를 적분하여 결정된 속도값과 비교하여 판단한다.
활성기준값은 미리 정해진 속도값 범위 내인 경우로 설정할 수도 있다. 판단된 속도가 너무 작다면 제어부(51)는 압박을 수행하지 않은 것으로 보아 무효구간(15)으로 판단한다.
제어부(51)는 속도와 압력을 모두 판단하여, 모두 활성기준값 범위 내인 경우에만 유효구간(13)으로 판단할 수도 있다.
다시 도7 및 도8 을 참조하면, 제어부(51)는, 압박부(100)의 압박깊이가 기준값 미만이면, 압박 실패 판정을 하고, 실패 판정된 유효 구간을 무효 구간으로 재 설정한다.
제어부(51)는 사용자가 충분한 압력을 가하여 압박을 시작한 경우라도 깊이가 충분하지 못하면 압박을 수행하지 않은 것으로 보아 이미 유효 구간으로 판단한 경우라도 무효 구간으로 재 설정한다. 이러한 조치는 압박 평균속도의 정확성을 높이는 수단이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)는, 심장 박동을 측정하는 심박 센서(300)를 포함하고, 제어부(51)는, 심박 센서(300)로 부터 측정한 데이터를 기초로 정상 심박수 도달여부를 판단한 후, 정상 심박수에 도달하면 CPR성공 메시지를 출력한다.
도10 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)가 압박부(100)의 수직방향 이동거리를 결정하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도11 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)가 압박부(100)의 수직방향 이동거리를 결정하는 다른 방법을 나타내는 흐름도이다. 도12 는 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)가 압박부(100)의 압박깊이를 결정하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도13 은 도 10 및 도12에 의한 방법을 설명하는 도면이다. 도14 는 도 11에 의한 방법을 설명하는 도면이다.
도10 내지 도14 를 참조하면, 제어부(51)는, 사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 제1 감지부(110)로부터 압박부(100)의 가속도 데이터를 획득한 후, 압박부(100)의 수직방향 이동거리(ds1)을 결정한다.
Figure PCTKR2022003255-appb-I000001
제어부(51)는, 사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 제2 감지부(210)로부터 기준부(200)의 가속도 데이터를 획득한 후, 기준부(200)의 수직방향 이동거리(ds2)을 결정한다.
Figure PCTKR2022003255-appb-I000002
제어부(51)는, 압박부(100)의 수직방향 이동거리(ds1)와 기준부(200)의 수직방향 이동거리(ds2)의 차이 값을 기초로 압박부(100)의 적분 압박깊이(ds3)을 결정한다. 여기서 ds1 과 ds2는 벡터값이고, 아래 방향이 양(+)의 방향이라면 ds1은 양수, ds2는 음수일수록 적분 압박깊이(ds3)는 커진다.
만약, 환자가 눕는 바닥면이 쉽게 수축되는 곳이면, ds1 과 ds2는 모두 양수일 수 있고, 이 경우 ds1이 매우 크더라도 ds2도 함께 증가하여 적분 압박깊이(ds3)는 매우 작은 값이 나올 수 있다.
CPR 수행 효과는 신체 다른 부분과 심장이 위치한 부분과의 상대적인 깊이 변화가 큰 것이 바람직하므로, 이와 같은 측정방식은 CPR 수행정도를 정확히 판단하는데 도움을 준다.
Figure PCTKR2022003255-appb-I000003
제어부(51)는, 압박부(100)의 수직방향 이동거리(ds1)과 기준부(200)의 수직방향 이동거리(ds2)의 비율로부터 가중치를 결정한다.
제어부(51)는, 미리 정해진 상수(A)를 압박부(100)의 수직방향 이동거리(ds1)와 기준부(200)의 수직방향 이동거리(ds2)의 비율에 곱연산하여 가중치가 0보다 크고 1보다 작도록 결정한다.
Figure PCTKR2022003255-appb-I000004
제어부(51)는, 사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 제2 감지부(210)로부터, 기준부(200)의 자세 데이터를 획득하여 수평면을 기준으로 기준부(200)의 제1 각도값(θ1) 및 단위시간 후 기준부(200)의 제2 각도값(θ2)을 결정하고, 압박부(100)와 기준부(200)와의 이격 거리(L)를 기초로 단위시간동안 압박부(100)의 각도 압박깊이(dd3)를 결정한다.
Figure PCTKR2022003255-appb-I000005
압박부(100)와 기준부(200)와의 이격 거리(L)은, 제1 감지부(110)와 제2 감지부(210)를 지나는 직선을 기준으로, 연결부(5)와 압박부(100)의 연결지점과 교차하는 지점인 일단과, 압박부(100)의 자유단과 교차하는 지점인 타단 사이의 길이이다. 타단은 고정점(250)이다. 고정점(250)은 상하방향 또는 수평방향으로 움직이지 않고 고정된 것으로 가정한다.
제어부(51)는, 사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 제1 감지부(110)로부터 압박부(100)의 가속도 데이터를 획득한 후, 압박부(100)의 수직방향 이동거리(ds1)을 결정한다. 제어부(51)는, 사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 제2 감지부(210)로부터 기준부(200)의 가속도 데이터를 획득한 후, 기준부(200)의 수직방향 이동거리(ds2)를 결정한다. 제어부(51)는, 압박부(100)의 수직방향 이동거리(ds1)와 기준부(200)의 수직방향 이동거리(ds2)의 차이를 기초로 압박부(100)의 적분 압박깊이(ds3)을 결정하고, 압박부(100)의 수직방향 이동거리(ds1)과 기준부(200)의 수직방향 이동거리(ds2)의 비율로부터 가중치(r)을 결정한다. 가중치(r)은 적분 압박깊이(ds3)와 각도 압박깊이(dd3)의 비율을 결정하는 요소이다. 제어부(51)는 가중치(r)을 이용하여 보정 압박깊이(dc)를 결정한다.
제어부(51)는, 다음 계산식에 의하여 보정 압박깊이(dc)를 결정한다.
Figure PCTKR2022003255-appb-I000006
Figure PCTKR2022003255-appb-I000007
압박부(100)의 수직방향 움직임이 기준부(200)의 수직 방향 움직임에 비하여 크다면 ds1 값이 커지므로 가중치(r)은 감소한다. 가중치(r)이 감소하면, 가속도에 의한 길이인 적분 압박깊이(ds3)의 영향이 감소하고 각도에 의한 길이인 각도 압박깊이(dd3)가 [1-가중치(r)]에 의하여 영향이 더 커진다.
제어부(51)는 상기와 같은 보정을 통해 각도 압박깊이(dd3)와 적분 압박깊이(ds3)에 가중치(r)을 적용하여 정확한 압박깊이를 판단할 수 있다.
도15 는 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)의 데이터를 이용하여 이동거리를 결정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 15 를 참조하면, 제어부(51)는 가속도 데이터를 통하여 ds1, ds2 등의 수직방향 깊이를 측정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(51)는 제1 감지부가 측정한 데이터를 기초로(압력 데이터 및 또는 가속도 데이터) 유효구간을 판단하고, 판단된 유효구간에 대하여 수직방향 이동거리를 판단한다.
제어부(51)는 유효구간의 샘플(11)을 취득하여 1회 압박시 수직방향 이동거리를 판단할 수 있다. 제어부(51)가 판단한 수직방향 이동거리는 ds1, ds2 일 수 있다.
다시 도7 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 압박부(100)에 구비된 제1 감지부(110)와 압박부(100)로부터 이격된 기준부(200)에 구비된 제2 감지부(210)와 피사용자(환자)에게 부착된 PPG센서부로부터, 데이터를 획득하는 단계(S110); 획득된 데이터 중 활성 기준값 범위 내에 존재하는 유효구간(13)과 활성 기준값 범위 외의 무효구간(15)을 구분하여, 유효구간(13) 동안, 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)의 데이터로부터, 압박부(100)의 압박깊이를 결정하는 단계(S120); 및 표시 패널(231)에 CPR 성공 메시지를 표시하는 단계(S130)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 결정된 압박깊이가 기준값 이상이면 압박 성공으로 판정하는 단계(S141); 누적 압박횟수 카운트 및 유효 구간의 시간을 누적 카운트하는 단계(S143); 최초 압박시 부터 경과한 시간과 누적 압박횟수를 기초로 압박 평균속도 결정 및 성공 판정된 유효 구간의 시간과 직전 무효 구간의 시간을 기초로 당회 압박속도 결정하는 단계(S145); 표시 패널(231)에 압박 반복 메시지 표시하는 단계(S147); 및 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210) 초기화하는 단계(S160)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 결정된 압박깊이가 기준값 미만이면 압박 실패로 판정하는 단계(S151); 실패 판정된 유효 구간을 무효 구간으로 재 설정하는 단계(S153); 표시 패널(231)에 압박 개선 메시지 표시하는 단계(S157); 및 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210) 초기화하는 단계(S160)를 포함한다.
제어부(51)는 심박 측정부의 데이터 입력값을 기초로 교육상황과 실제 응급상황을 구분하여 다른 방식으로 측정 종료 여부를 판단하거나, 메시지 표시여부를 달리하거나, 교육생별 수행정도에 대한 데이터를 처리 및 전송여부를 결정할 수 있다.
다시 도8 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, CPR사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 압박부(100)에 구비된 제1 감지부(110)와 압박부(100)로부터 이격된 기준부(200)에 구비된 제2 감지부(210)로 부터, 압박부와 기준부의 가속도 또는 자세 데이터를 획득하는 단계(S210); 획득된 데이터 중 활성 기준값 범위 내에 존재하는 유효구간(13)과 활성 기준값 범위 외의 무효구간(15)을 구분하여, 유효구간(13) 동안, 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)의 데이터로부터, 압박부(100)의 압박깊이를 결정하는 단계(S220); 및 표시 패널(231)에 CPR 성공 메시지를 표시하는 단계(S230)를 포함한다.
압박깊이를 결정하는 단계(S220)는 제어부(51)가 상기 이동거리 데이터 중 상기 유효구간(13) 동안 발생한 데이터만 추출한 후, 기준부(200)를 기준으로 압박부(100)의 상대적인 수직방향 이동거리를 결정한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 결정된 압박부(100)의 압박깊이가 기준값 이상이면 압박 성공으로 판정하는 단계(S241); 누적 압박횟수를 카운트하고, 유효 구간의 시간을 누적 카운트하는 단계(S243); 최초 압박시 부터 경과한 시간과 누적 압박횟수를 기초로 압박 평균속도를 결정 및 성공 판정된 유효 구간의 시간과 직전 무효 구간의 시간을 기초로 당회 압박속도를 결정하는 단계(S245); 표시 패널(231)에 압박 반복 메시지를 표시하는 단계(S247); 및 제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)를 초기화하는 단계(S260)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 결정된 압박부의 압박깊이가 기준값 미만이면 압박 실패로 판정하는 단계(S251); 실패 판정된 유효 구간을 무효 구간으로 재 설정하는 단계(S253); 표시 패널(231)에 압박 개선 메시지를 표시하는 단계(S257)를 포함한다.
도7의 실시예와 도8의 실시예는 압박부의 압박깊이를 기준값과 비교하는 판단과정 이후로 공통되므로, 함께 설명한다.
CPR 효과는 각각의 압박깊이가 유효함을 전제로, 누적된 압박횟수와 평균 압박속도를 모두 충족한 경우 발생한다. 따라서, 그동안 누적된 압박횟수와 평균 압박속도가 미리 정해진 기준인 정상값에 충족되었거나 정상값 이상이라면 CPR 성공 메시지를 표시한다(S230).
그러나 미충족 상태라면, 제어부는 새롭게 판단된 이번 회차 압박부의 압박깊이가 기준값 이상인지 판단하여야 한다. 만약 새롭게 판단된 이번 회차 압박부의 압박깊이가 기준값 미만이라면 압박에 실패한 것이므로 이번 회차 압박은 실패로 판정하고 누적횟수에 추가하지 않는다. 또한 이번 회차 압박에 소요된 시간은 아무것도 하지 않은(압박이 존재하지 않은) 시간이 되므로 이를 무효 구간으로 재 설정하여야 한다(S153, S253). 무효 구간이 증가할수록 압박 평균 속도는 감소할 것이다.
반대로 이번 회차 압박깊이가 충분하다면 압박 성공 판정을 하고(S143, S243), 압박횟수를 누적하여 카운트하고, 압박이 존재하였던 유효시간으로 설정한다. 재 산정된 누적 압박횟수와 유요한 압박시간을 기초로 압박평균속도를 갱신한다(S145, S245). 유효구간이 증가할수록 압박 평균속도는 증가 내지는 유지될 것이다. 제어부는 이번 회차 압박의 결과를 CPR 사용자에게 알리고 제1 감지부와 제2 감지부를 초기화 한다(S160, S260).
이와 같은 제어방법을 통하여 CPR 수행자는 매 압박회차별로 자신의 수행상태를 확인할 수 있고, CPR을 성공가능성을 예측할 수 있다.
다시 도10 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 제1 감지부(110)로부터 압박부(100)의 가속도 데이터를 획득하는 단계(S310); 및 제1 감지부(110)의 가속도 데이터로부터 압박부(100)의 수직방향 이동거리을 결정하는 단계(S330)를 포함한다.
다시 도11 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 제2 감지부(210)로부터 기준부(200)의 자세 데이터를 획득하는 단계(S410); 제2 감지부(210)의 자세 데이터로부터, 수평면을 기준으로, 기준부(200)의 제1 각도값 및 단위시간 후 제2 각도값을 결정하는 단계(S430); 압박부(100)와 기준부(200)와의 거리값, 제1 각도값 및 제2 각도값으로부터, 단위시간 동안 압박부(100)의 수직방향 이동거리(dd)를 결정하는 단계(S450)를 포함한다.
다시 도12 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 제1 감지부(110)로부터 압박부(100)의 가속도 데이터를 획득하고, 제2 감지부(210)로부터 기준부(200)의 자세 데이터를 획득하고 제2 감지부(210)로부터 기준부(200)의 가속도 데이터를 획득하는 단계(S510); 제2 감지부(210)의 자세데이터로부터 기준부(200)의 각도값 데이터를 획득하는 단계(S521); 기준부(200)의 각도값 데이터와 기준부(200)와 압박부(100) 사이의 간격으로부터 압박부(100)의 수직방향 이동거리(dd)결정하는 단계(S523)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 심폐소생술을 수행할 위치에 놓여지고, 수직 이동거리를 측정하는 제1 감지부(110)가 내장된 압박부(100);와 상기 압박부(100)로부터 이격되어 배치되고 수직 이동거리를 측정하는 제2 감지부(210)가 내장된 기준부(200)를 포함하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법에 있어서, 제어부(51)가 상기 제1 감지부(110)가 측정한 수직이동 거리(ds1)에서 상기 제2 감지부(210)가 측정한 수직이동거리(ds2)의 차이값을 연산하여 상기 압박부(100)의 수직방향 이동거리(ds3)를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 제1 감지부(110)의 가속도 데이터로부터, 압박부(100)의 수직이동 거리(ds1)을 결정하는 단계; 제2 감지부(210)의 가속도 데이터로부터, 기준부(200)의 수직이동 거리(ds2) 를 결정하는 단계(S531); 제1 감지부가 측정한 수직이동 거리(ds1)와 제2 감지부가 측정한 수직이동 거리(ds2)의 차이인 압박부의 압박깊이(ds3)를 결정하는 단계(S533); 제1 감지부가 측정한 수직이동 거리(ds1)을 기준으로, 제1 감지부가 측정한 수직이동 거리(ds1)과 제2 감지부가 측정한 수직이동 거리(ds2)의 비율로부터 가중치(r)을 결정하는 단계(S535)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 제어방법은, 가중치(r)을 이용하여 각도 압박깊이(dd3)와 적분 압박깊이(ds3)를 조정하고, 보정 압박깊이(dc)를 결정하는 단계(S550)를 포함한다.
도16 은 본 발명의 일 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 블록도이다.
도16을 참조하면, 일 실시예에 따른, 심폐소생술 보조장치(1)는 사용자 입력부,　제1 감지부(110), 제2 감지부(210), 디스플레이부(230) 및 제어부(51)를 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 심폐소생술 보조장치(1)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 심폐소생술 보조장치(1)는 구현될 수 있다.
제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)는 심폐소생술 보조장치(1) 의　가속도를 측정할 수 있다.　제1 감지부(110) 및 제2 감지부(210)는 압박부(100)과 기준부(200)의 X, Y 및 Z축 방향의　가속도를 측정할 수 있다.
도17 은 본 발명의 다른 실시예에 의한 심폐소생술 보조장치(1)의 블록도이다.
도17 을 참조하면, 심폐소생술 보조장치(1)는, 예를 들어, 휴대폰, 태블릿 PC, PDA, MP3 플레이어, 키오스크, 전자 액자, 네비게이션 장치, 디지털 TV, 스마트 워치(Smart watch), 손목 시계(Wrist watch) 또는 스마크 글래스(Smart Glass), HMD(Head-Mounted Display)와 같은 웨어러블 보조장치(Wearable device) 등과 같은 다양한 유형의 장치와 연동하여 적용될 수 있다.
심폐소생술 보조장치(1)는 웨어러블 보조장치에 데이터를 전송하고, 전송된 데이터는 서버 또는 타인의 웨어러블 장치로 다시 전송될 수 있다. 예를 들면, 교육상황에서 교육자(강사)는 교육생의 CPR 수행정도를 데이터화 하여 저장할 수 있고, 교육생에게 수행결과를 통보할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (23)

  1. CPR을 수행하는 사용자가 환자의 흉부를 누름에 따른 가속도를 측정하는 제1 감지부가 내장된 압박부;
    상기 압박부와 이격되고 제한된 거리 내에서 독립적으로 상하이동 가능하게 연결되며, 기울어진 각도 또는 가속도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 제2 감지부가 내장된 기준부; 및
    상기 제1 감지부 및 상기 제2 감지부가 측정한 데이터로부터 상기 압박부의 수직방향 이동거리를 판단하여, CPR수행자가 상기 압박부를 누른 깊이인 압박깊이를 결정하는 제어부를 포함하는 심폐소생술 보조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    압박횟수를 누적 카운트하고, 최초 압박부터 경과한 시간과 상기 누적 카운트된 압박횟수를 기초로 압박 평균속도를 결정하는 심폐소생술 보조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압박부의 압박깊이가 기준값 이상이면 압박 성공 판정을 하고,
    성공 판정된 경우의 압박횟수를 누적 카운트하고,
    최초 압박부터 경과한 시간과 상기 누적 카운트된 압박횟수를 기초로 압박 평균속도를 결정하는 심폐소생술 보조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    심장 박동을 측정하는 심박센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 심박센서로부터 데이터 전송유무를 판단하여,
    심박데이터가 전송되면 상기 심박센서로 부터 측정한 데이터를 기초로 정상 심박수 도달여부를 판단한 후, 정상 심박수에 도달하면 CPR성공 메시지를 출력하고,
    심박데이터가 전송되지 않으면 상기 누적 압박횟수와 상기 압박평균 횟수가 미리 정해진 정상값 이상일 때, CPR성공 메시지를 출력하는 심폐소생술 보조장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    성공 판정된 유효 구간의 시간과 직전 무효 구간의 시간을 기초로 당회 압박속도를 결정하고,
    상기 당회 압박속도가 기준값 이상이면 압박 반복 메시지를 표시하고, 당회 압박속도가 기준값 미만이면 압박 개선 메시지를 표시하는 심폐소생술 보조장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 감지부는 압력센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 압력센서를 통하여 감지한 압력값이 기준값 초과 후 기준값 이하로 떨어지면, 1회 압박이 종료된 것으로 간주하여 상기 제1 감지부와 상기 제2 감지부를 초기화 하는 심폐소생술 보조장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 감지부는 압력센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    미리 정해진 압력값을 활성기준값으로 설정하고, 상기 압력센서로 부터 얻은 압력값과 비교하여 판단하는 심폐소생술 보조장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미리 정해진 속도값을 활성기준값으로 설정하고, 상기 가속도 데이터를 적분하여 결정된 속도값과 비교하여 판단하는 심폐소생술 보조장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압박부의 압박깊이가 기준값 미만이면, 압박 실패 판정을 하고, 상기 실패 판정된 유효 구간을 무효 구간으로 재 설정하는 심폐소생술 보조장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    심장 박동을 측정하는 심박센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 심박센서로 부터 측정한 데이터를 기초로 정상 심박수 도달여부를 판단한 후, 정상 심박수에 도달하면 CPR성공 메시지를 출력하는 심폐소생술 보조장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 감지부로부터 상기 압박부의 가속도 데이터를 획득하여 상기 압박부의 수직방향 이동거리(ds1)을 결정하고,
    상기 제2 감지부로부터 상기 기준부의 가속도 데이터를 획득하여 상기 기준부의 수직방향 이동거리(ds2)을 결정하고,
    상기 압박부의 수직방향 이동거리(ds1)와 상기 기준부의 수직방향 이동거리(ds2)의 합을 기초로 상기 압박부의 적분 압박깊이(ds3)을 결정하는 심폐소생술 보조장치.
  12. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압박부의 수직방향 이동거리(ds1)과 상기 기준부의 수직방향 이동거리(ds2)의 비율로부터 가중치를 결정하는 심폐소생술 보조장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    사용자가 상기 압박부를 누름에 따라, 상기 제2 감지부로부터, 상기 기준부의 자세 데이터를 획득하여 수평면을 기준으로 상기 기준부의 제1 각도값 및 단위시간 후 상기 제2 각도값을 결정하고,
    상기 압박부와 상기 기준부와의 이격 거리(L)를 기초로 단위시간동안 상기 압박부의 각도 압박깊이(dd3)를 결정하는 심폐소생술 보조장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 압박부와 상기 기준부와의 이격 거리 (L)은,
    상기 제1 감지부와 상기 제2 감지부를 지나는 직선을 기준으로, 상기 연결부와 상기 압박부의 연결지점과 교차하는 지점인 일단과, 상기 압박부의 자유단과 교차하는 지점인 타단 사이의 길이인 심폐소생술 보조장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    사용자가 상기 압박부를 누름에 따라, 상기 제1 감지부로부터 압박부의 가속도 데이터를 획득한 후, 압박부의 수직방향 이동거리(ds1)을 결정하고,
    사용자가 상기 압박부를 누름에 따라, 상기 제2 감지부로부터 기준부의 가속도 데이터를 획득한 후, 기준부의 수직방향 이동거리(ds2)을 결정하고,
    상기 압박부의 수직방향 이동거리(ds1)와 기준부의 수직방향 이동거리(ds2)의 합을 기초로 상기 압박부의 적분 압박깊이(ds3)을 결정하고,
    상기 압박부의 수직방향 이동거리(ds1)과 상기 기준부의 수직방향 이동거리(ds2)의 비율로부터 가중치(r)를 결정하고,
    상기 적분 압박깊이(ds3)와 상기 각도 압박깊이(dd3)의 비율을 결정하여 보정 압박깊이(dc)를 결정하는 심폐소생술 보조장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    다음 계산식에 의하여 상기 보정 압박깊이(dc)를 결정하는 심폐소생술 보조장치.
    Figure PCTKR2022003255-appb-I000008
  17. CPR사용자가 압박부(100)를 누름에 따라, 압박부(100)에 구비된 제1 감지부(110)와 상기 압박부(100)로부터 이격된 기준부(200)에 구비된 제2 감지부(210)가 가속도 또는 자세 데이터를 획득하는 단계(S210);
    제어부가 상기 획득된 데이터 중 활성 기준값 범위 내에 존재하는 유효구간(13)과 활성 기준값 범위 외의 무효구간(15)을 구분하는 단계; 및
    제어부가 상기 이동거리 데이터 중 상기 유효구간(13) 동안 발생한 데이터만 추출한 후, 상기 기준부를 기준으로 상기 압박부의 상대적인 수직방향 이동거리인 압박깊이를 결정하는 단계(S220)를 포함하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 감지부는 압력센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 감지부가 측정한 압력값이 미리 정해진 압력값 이하이면 활성 기준값 범위 외의 무효구간으로 판단하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법.
  19. 심폐소생술을 수행할 위치에 놓여지는 압박부;와 상기 압박부로부터 이격되어 배치되고 관성 데이터를 측정하는 감지부가 내장된 기준부를 포함하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법에 있어서,
    관성 데이터를 획득하여 상기 기준부의 각도 변화를 판단하는 단계; 및
    제어부가, 사용자의 압박 전 상기 기준부 각도의 사인값과 사용자의 압박 후 상기 기준부 각도의 사인값의 차이값에 상기 압박부와 상기 기준부 사이의 간격을 곱 연산하여 상기 압박부의 압박깊이(dd3)를 결정하는 단계를 포함하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 압박부는 수직 이동거리를 측정하는 제1 감지부를 포함하고,
    상기 기준부는 수직 이동거리를 측정하는 제2 감지부를 포함하고,
    상기 제어부가 상기 제1 감지부가 측정한 수직이동 거리(ds1)에서 상기 제2 감지부가 측정한 수직이동거리(ds2)의 차이값을 연산하여 상기 압박부의 압박깊이(ds3)를 결정하는 단계를 더 포함하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 압박부의 수직방향 이동거리(ds1)과 상기 기준부의 수직방향 이동거리(ds2)의 비율을 기초로 가중치(r)을 결정하는 단계; 및
    상기 압박깊이(dd3)와 상기 압박깊이(ds3) 중 어느 하나에 상기 가중치(r) 을 곱연산 하여 상기 압박부의 보정 압박깊이(dc)를 결정하는 단계를 포함하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 제1 감지부는 압력센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 감지부가 측정한 압력값이 기준값 초과 후 기준값 이하로 떨어지면, 1회 압박이 종료된 것으로 간주하여 상기 제1 감지부와 상기 제2 감지부를 초기화 하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법.
  23. 심폐소생술을 수행할 위치에 놓여지고, 수직 이동거리를 측정하는 제1 감지부가 내장된 압박부;와 상기 압박부로부터 이격되어 배치되고 수직 이동거리를 측정하는 제2 감지부가 내장된 기준부를 포함하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법에 있어서,
    제어부가 상기 제1 감지부가 측정한 수직이동 거리에서 상기 제2 감지부가 측정한 수직이동거리의 차이값을 연산하여 상기 압박부의 수직방향 이동거리를 결정하는 단계를 포함하는 심폐소생술 보조장치의 제어방법.
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