WO2024039131A1 - 심전도 측정 장치 - Google Patents

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WO2024039131A1
WO2024039131A1 PCT/KR2023/011755 KR2023011755W WO2024039131A1 WO 2024039131 A1 WO2024039131 A1 WO 2024039131A1 KR 2023011755 W KR2023011755 W KR 2023011755W WO 2024039131 A1 WO2024039131 A1 WO 2024039131A1
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WO
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electrocardiogram
electrode pads
human body
pressure
electrode pad
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Application number
PCT/KR2023/011755
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English (en)
French (fr)
Inventor
김인호
김종훈
Original Assignee
럭스나인 주식회사
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/28—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/319—Circuits for simulating ECG signals

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an electrocardiogram measurement device. More specifically, embodiments of the present invention relate to an electrocardiogram measuring device that measures the electrocardiogram by contacting the limbs of a human body lying on a bed.
  • the myocardium of the heart contracts and relaxes automatically and rhythmically. Accordingly, the heart can supply and retrieve blood within the body to each organ. In this way, through contraction of the myocardium, pressure changes occur inside the heart, and these pressure changes enable each organ of the human body to perform a series of processes such as receiving oxygen in the blood and discharging waste products.
  • the myocardium receives blood through the coronary artery and repeats contraction automatically and rhythmically.
  • the coronary artery has a high incidence of damage to the blood vessel wall due to the high amount of blood passing through it compared to the size of the blood vessel, and certain blood vessels suffer from accumulation of cholesterol, etc.
  • the myocardium cannot function properly and contracts abnormally, unlike the point of contraction of other normal myocardium, causing pain and, in extreme cases, necrosis of the heart muscle. It can lead to death due to a heart attack, that is, myocardial infarction.
  • ECG electrocardiograph
  • a method is used to connect 10 measuring electrodes and check the potential of the microcurrent generated in the sinoatrial node through standard 12 leads of bipolar standard 3 leads, extremity unipolar leads, and unipolar chest leads while the measuring electrodes are connected. there is.
  • Figure 1 is a diagram showing the measurement direction of the 12 induced vectors of the electrocardiogram.
  • the left hand is shown as a + signal and the right hand as a - signal
  • the standard I lead the signal measured with the left foot as + and the right hand as - is the standard II lead
  • the ECG signal with the left foot as + and the left hand as - is the standard II lead.
  • the electrocardiogram which is a voltage vector, represents a signal in the direction of a plane parallel to the surface on which the lying patient lies in the case of standard I, II, and III leads.
  • aV is Augmented Voltage, which indicates that the size of the extremity unipolar induction signal is small, so it is a signal that is amplified by 50%.
  • the electrocardiogram vectors in the plane perpendicular to the plane on which the patient lies are unipolar chest leads V1 to V6.
  • V1 to V6 With a total of 12 ECG vectors, including 3 standard 3 leads, 3 limb unipolar leads, and 6 unipolar chest leads, various problems and diseases related to polarization in each region of the heart can be identified.
  • standard I induction can be measured by touching the crown of the smartwatch with the finger opposite to where you are wearing the watch.
  • wearable devices such as smart watches
  • they are not actively used for such diagnosis, and the reason for this can be considered in relation to the various usage environments of wearable devices.
  • the user is actively engaged in electrocardiogram-related information using a wearable device, this can be associated with a situation where a Holter test is performed for 24 hours or a long period of time. If the measurement is performed while lying down in a comfortable position for sleep, the measurement is performed at a hospital. It can be said to be similar to the state of
  • the medical staff attaches I, II, III, aVR, aVL, and aVF 6 induction electrodes to the limbs of the person being measured.
  • electrocardiographs require clamp electrodes to be worn on the extremities just to measure 6 of the 12 leads.
  • Embodiments of the present invention can secure reliable electrocardiogram data by ensuring the patient's stable state before the test while the person is lying in a supine or semi-sitting position and measuring the person's electrocardiogram while remaining motionless during the test. Provides an electrocardiogram measurement device.
  • An electrocardiogram measuring device includes a plurality of electrode pads arranged on a sheet to be spaced apart from each other, an electrode pad structure provided so that each of the electrode pads can contact a limb of the human body, the electrode A pressure sensor disposed inside each of the pads and detecting pressure applied to the electrode pad, an electrocardiogram tester electrically connected to each of the electrode pads and equipped to measure the electrocardiogram of the human body, and the pressure It includes a controller that uses pressure data transmitted from a sensor to provide a test start signal to the ECG tester after ensuring a stable state of the human body.
  • the controller sets the stabilization point when the pressure detected by the pressure sensor is reduced to a pressure of 500 g or less, and when the stabilization point is maintained for 10 seconds or more, the human body
  • the test start signal can be generated by setting it to a stable state.
  • the controller uses the pressure data to determine whether the limb is in contact with the electrode pad, and when there is no contact, an alarm unit that receives a warning signal from the controller and generates an alarm signal is additionally added. It can be provided.
  • the sheet may be provided to be detachable from the pad structure.
  • a temperature sensor disposed inside at least one of the electrode pads and detecting the temperature in a sleeping environment may be additionally provided.
  • the ECG test device uses pressure data transmitted from a pressure sensor provided inside the electrode pad to secure a stable state of the human body and then starts the test with the ECG tester.
  • a pressure sensor provided inside the electrode pad
  • it is possible to secure reliable ECG data by ensuring the subject's stable state before the test while the subject is lying in a supine or semi-sitting position and by measuring the subject's electrocardiogram while remaining motionless during the test.
  • Figure 1 is a diagram showing the measurement direction of the 12 induced vectors of the electrocardiogram.
  • Figure 2 is a plan view for explaining an electrocardiogram measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the electrode pad structure, controller, and ECG tester shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a fastening state between the electrode pad structure and the sheet shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a graph showing pressure data over time detected by the pressure sensor of FIG. 2.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view for explaining an electrocardiogram measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram explaining the electrode pad structure, controller, and ECG tester shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a fastening state between the electrode pad structure and the sheet shown in FIG. 2.
  • the electrocardiogram measuring device 100 is provided on a sheet 105.
  • the sheet 105 may include an upper sheet 105a that is in contact with the human body and a lower sheet 105b provided to surround the upper sheet 105a.
  • the upper sheet and lower sheet may be connected by a fastening member 105c such as a zipper or Velcro.
  • the fastening member 105c may be provided along the edge of the upper sheet 105a.
  • a mat that provides a cushion may be provided between the upper sheet 105a and the lower sheet 105b.
  • the ECG measurement device 100 includes electrode pad structures (A, B, C & D), a pressure sensor (P), an ECG tester (T), and a controller (G).
  • the electrode pad structures (A, B, C & D) include a plurality of electrode pads 120 arranged to be spaced apart from each other on the sheet 105. That is, the electrode pads 120 included in the electrode pad structures (A, B, C & D) may each be arranged in positions corresponding to the limbs when the human body lies down on the sheet. Accordingly, the limbs of the human body contact each of the electrode pads (A, B, C & D).
  • the electrode pads (C and D) in contact with the left and right feet, respectively are located in the lower 50% or less of the total length, considering the length of the bedding, which is usually 2 meters.
  • the electrode pads (A and C) in contact with the left and right hands, respectively are located within the upper 75% portion.
  • the electrode pad (A) may be located on the right side of the subject's body, and the electrode pad (B) may be located on the left side of the subject's body.
  • the function can be activated by hitting at a frequency that does not occur in daily life when the electrode pad needs to perform a specific function or in an emergency situation.
  • Each of the electrode pads 120 included in the electrode pad structure may include an upper pad 120a and a lower pad 120b.
  • a sheet may be interposed between the upper pad 120a and the lower pad 120b.
  • Each of the upper pad 120a and lower pad 120b may be made of silicone rubber or conductive polymer containing a carbon-based conductive filler such as metal particles, graphite, graphene, CNT, or black carbon.
  • the upper pad 120a has a resistance value in the range of 0 to 50 M ⁇ . This is for matching with skin electrical resistance (impedance).
  • Each of the electrode pads (A, B, C & D) may be connected to the ECG tester (T) through at least four wires. At this time, the four wires may be connected to a microprocessor included in the ECG tester (T).
  • the pressure sensor (P) is disposed inside each of the electrode pads (A, B, C & D).
  • the pressure sensor P detects pressure applied to each of the electrode pads A, B, C & D.
  • the pressure sensor P may include, for example, a film-type pressure sensor such as a load cell.
  • the film-type pressure sensor (P) generally has a measurement range of 0 to 10 kg and a minimum pressure resolution of 1.5 g/0.0000762 V.
  • the pressure sensor (P) is used when a human body is lying supine on bedding and the limbs are in contact with the electrode pad. At this time, the pressure sensor P disposed inside the electrode pad 120 can detect the applied pressure.
  • the pressure sensor P can check whether the limb and each of the electrode pads A, B, C & D are in contact. Additionally, the pressure sensor P may have a pressure value that varies depending on the elasticity of the mat and the lying state of the human body. However, the reliability of electrocardiogram values measured on the human body inevitably decreases. In other words, the pressure sensor P can determine whether the vibration stability of the limb being contacted is stable.
  • the ECG tester (T) is electrically connected to each of the electrode pads (A, B, C & D).
  • the ECG tester (T) can secure various ECG values according to the interconnection relationship between the electrode pads (A, B, C & D).
  • the standard I induction is defined as the electrode pad (A) to which the left hand will be attached as a + signal, and the electrode pad (B) to be attached to the right hand as a - signal.
  • Standard II induction is defined as the electrode pad (C) to be attached to the left foot as a + signal and the electrode pad (B) to be attached to the right hand as a - signal.
  • the electrode pad to be attached to the left foot (C) is indicated by a + signal
  • the signal to be attached to the left hand (A) is indicated by a - signal, which is defined as standard III induction.
  • aVR is a potential that measures the right arm as the (+) pole, and connects the left arm and left foot to measure the voltage of the right arm against this.
  • aVL is the potential measured with the left arm as the (+) pole, and the voltage of the left arm is measured by connecting the right arm and left foot.
  • aVF is the potential measured with the left foot as the (+) pole, and the left leg voltage is measured against this by connecting the right and left arms.
  • the right leg is used as a ground electrode in all of the above measurements.
  • the electrocardiogram measurement device can implement six-lead measurement.
  • the controller (G) uses pressure data transmitted from the pressure sensor (p) to secure a stable state of the human body and then generates a test start signal for the ECG tester (T). That is, the controller (G) allows the electrocardiogram tester (T) to start the examination after confirming the stable state of the human body. Therefore, the reliability of ECG-related data obtained by the ECG tester (T) can be secured.
  • FIG. 5 is a graph showing pressure data over time detected by the pressure sensor of FIG. 2.
  • each pressure sensor (P) When the amplitude of the pressure value coming into each pressure sensor (P) is within 500g, the Aok, Dok, Cok, and Bok points are set, and the stabilization point (Tstable) is counted based on the electrode whose amplitude stabilizes last among each electrode.
  • the test starts from the controller (G).
  • the electrocardiogram tester T that receives the signal measures the electrocardiogram using the electrical signal detected from the electrode pad. Therefore, the electrocardiogram tester can detect the electrocardiogram in a stable state of the human body.
  • the controller (G) uses the pressure data to determine whether the limb is in contact with the electrode pad, and in case of non-contact, receives a warning signal from the controller (G) and sends an alarm signal.
  • An alarm unit (E) that generates may be additionally provided.
  • the alarm unit E when the alarm unit E generates an alarm signal such as a warning sound, warning light, or vibration, the lying examinee rechecks whether or not he or she is in contact with the electrode pad, so that the contact between the vibration pad and the limb can become more solid.
  • an alarm signal such as a warning sound, warning light, or vibration
  • the sheet may be provided to be detachable from the electrode pad structure. If the sheet needs to be washed, it can be separated from the pad structure. As a result, sheet management can be facilitated.
  • a temperature sensor (F) disposed inside at least one of the electrode pads and detecting the temperature in a sleeping environment may be additionally provided.
  • the temperature sensor (F) can monitor the sleeping environment of the subject.
  • the electrocardiogram measuring device 100 uses pressure data transmitted from a pressure sensor provided inside an electrode pad to secure a stable state of the human body and then send a test start signal to the electrocardiogram tester. Includes the provided controller. As a result, it is possible to secure reliable ECG data by ensuring the subject's stable state before the test while the subject is lying in a supine or semi-sitting position and by measuring the subject's electrocardiogram while remaining motionless during the test.

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Abstract

심전도 측정 장치는, 시트 상에 상호 이격되도록 배열된 복수의 전극 패드들을 갖고, 상기 전극 패드들 각각이 인체의 사지와 접촉할 수 있도록 구비된 전극 패드 구조물, 상기 전극 패드들 각각의 내부에 배치되며, 상기 전극 패드에 대하여 인가되는 압력을 감지하는 압력 센서, 상기 전극 패드들 각각과 전기적으로 연결되며, 상기 인체의 심전도를 측정할 수 있도록 구비된 심전도 테스터 및 상기 압력 센서로부터 전송된 압력 데이터를 이용하여, 상기 인체의 안정 상태를 확보한 후 상기 심전도 테스터에 검사 시작 신호를 제공하는 컨트롤러를 포함한다. 이로써, 안정적인 심전도 측정이 가능하다.

Description

심전도 측정 장치
본 발명의 실시예들은 심전도 측정 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 실시예들은, 침대에 누워있는 인체의 사지와 접촉하여 심전도를 측정하는 심전도 측정 장치에 관한 것이다.
심장의 심근은 자동적, 율동적으로 수축하고 이완한다. 이로써, 상기 심장은 신체 내부의 혈액을 각 기관에 공급하고 회수할 수 있다. 이렇듯 심근의 수축을 통해, 심장 내부의 압력 변화가 발생하게 되고, 이러한 압력 변화에 의해 인체의 각 기관은 혈액 내의 산소를 공급받고, 노폐물을 배출시키는 일렬의 과정을 수행할 수 있게 된다,
이때, 심근은 관상동맥을 통해 혈액을 공급받아 자동적, 율동적으로 수축을 반복하나, 관상동맥은 혈관의 크기에 비해 통과하는 혈액량이 높아 혈관벽의 손상 발생률이 높으며, 특정 혈관이 콜레스테롤의 축적 등으로 인해 혈관이 좁아지거나, 혈전이 혈관을 막는 등, 혈류 공급에 문제가 생길 경우, 해당 심근이 제 기능 하지 못해 타 정상 심근의 수축 심점과 다르게 비정상적으로 수축됨에 따라 통증을 유발시키고 극심한 경우, 심장근육 괴사에 의한 심장마비, 즉, 심근경색으로 인하여 사망에 이를 수 있게 된다.
이렇듯, 심장의 기능이상을 조기에 발견하는 가장 대표적인 방법으로는, 심근의 수축을 일으키는 원동력인 심방의 동방결절에서 발생되는 미세전류를 측정하는 심전도계(ECG)를 통해 흉부, 팔목과 발목에 총 10개의 측정전극을 연결하고, 측정전극이 연결된 채로 양극 표준3유도, 사지 단극유도, 단극 흉부유도 방식의 표준 12유도(lead)를 통해 동방결절에서 발생되는 미세전류의 전위를 확인하는 방법이 사용되고 있다.
도 1은 심전도 12유도 벡터의 측정 방향을 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 왼손을 +신호, 오른손을 -신호로 나타낸 것이 표준 I 유도, 왼발을 +, 오른손을 -로 측정한 신호가 표준 II유도, 왼발을 +, 왼손을 -로 하는 심전도 신호가 표준 III유도로 정의된다. 이때, 전압 벡터인 심전도는 표준 I, II, III 유도의 경우 누워있는 환자가 누운 면과 평행한 면 방향의 신호를 나타낸다.
한편, 표준 I, II, III 유도들과 같은 면에 속해 있으면서 다른 방향을 갖는 aVR, aVL, aVF 사지단극 유도가 있다. 여기서 aV는 Augmented Voltage로 사지단극 유도 신호의 크기가 작아 50% 증폭해서 사용하는 신호임을 나타낸다.
나아가, 환자가 누워있는 면에 대해 수직한 면에서의 심전도 벡터가 단극 흉부유도 V1 내지 V6이다. 3개의 표준3유도, 3개의 사지단극유도 및 6개의 단극흉부유도를 포함하여 총 12개의 심전도 벡터로 심장 각 부위에서의 분극과 관련된 여러 가지 문제와 질병들을 확인할 수 있다.
최근 심전도계의 소형 경량화는 반도체 기술의 발전에 따라 극적인 진보를 이루어 심전도계의 무게는 수 kg으로 줄어들었고, 전극 부착 위치에 대한 기초교육만 받으면 누구나 사용할 수 있는 장비가 되었다.
특히, 가장 진보된 스마트워치의 경우 워치를 차고 있는 반대편 손가락을 스마트워치 용두에 접촉하여, 표준 I 유도를 측정할 수 있다.
하지만, 스마트 워치를 기반으로 한 심전도 측정은 제한된 시스템의 크기 때문에 I 유도 이상의 심전도 측정이 불가능하며 시계 고유의 기능 수행시 보다 심전도 측정 시 상대적으로 많은 전원을 소모하여 장시간 모니터링은 불가능한 한계가 있다.
스마트 워치와 같은 웨어러블 기기의 경우 이러한 진단에 적극적으로 이용되지 못하는데 웨어러블 기기의 다양한 사용 환경과 관련지어 그 이유를 생각해 볼 수 있다. 웨어러블 기기를 사용하여 심전도 관련 정보를 뽑을 때 사용자가 적극적인 활동 중에 있다면 이는 24시간 내지 장시간 홀터 검사를 하는 상황으로 연관지어 볼 수 있으며, 만일 수면을 위해 편안한 자세로 누운 상태에서 측정을 한다면 병원에서 측정하는 상태와 비슷하다고 할 수 있다.
하지만, 문제는 웨어러블 기기에서 사용자가 어떤 상태에 있는지에 대한 정보는 내장된 자이로를 통한 진동정보로부터 추측할 수 밖에 없다. 따라서 사용자가 가만히 서있을 때와 조용히 누워있을 때를 구분할 방법이 없다.
즉, 심각한 통화를 하면서 손이 고정되어 있을 때와 수면 중이라 움직임이 줄어든 상태를 구분할 수 없다는 것이다. 그러나 두 가지 상황에서 심리적 상태의 큰 차이와 이에 따른 심전도의 차이는 클 수밖에 없다.
따라서, 심도 있는 12유도 심전도 측정을 위하여, 환자가 병원에 방문해서야 가능한 일이고, 평상시에도 심전도를 측정함으로써 각종 건강관리에 필요한 정보를 뽑아낼 수 있음에도 불구하고 아직까지 일상생활 가운데 스마트 웨어러블 기기를 이용한 표준 1유도 심전도를 측정하는 수준에서 더 진보되지 않았다.
나아가, 일반적으로 병원에서 이루어지는 심전도 측정 조건으로서, 피측정자가 앙와위, 또는 반좌위로 누운 상태에서 검사 전 피측정자의 안정 상태를 확보하고 검사시 움직이지 않는 것을 요구한다. 이후 의료진은 피측정자의 사지에 I, II, III, aVR, aVL, aVF 6유도용 전극을 부착한다.
하지만, 심전도계는 12유도 중 6유도 측정만을 위해서도 사지에 클램프 전극을 착용해야 하는데, 매번 어떤 전극이 어느 부위에 적용되는 것인지 구분하기 어려워서 잘못 착용하면 엉뚱한 정보를 얻을 수 밖에 없고, 사지 전극도 심전도계와 함께 잘 관리하여야 하는 번거로움이 있다.
본 발명의 실시예들은, 피측정자가 앙와위, 또는 반좌위로 누운 상태에서 검사 전 피측정자의 안정 상태를 확보하고 검사시 움직이지 않는 상태에서 피측정자의 심전도를 측정하여 신뢰성 있는 심전도 데이터를 확보할 수 있는 심전도 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따른 심전도 측정 장치는, 시트 상에 상호 이격되도록 배열된 복수의 전극 패드들을 갖고, 상기 전극 패드들 각각이 인체의 사지와 접촉할 수 있도록 구비된 전극 패드 구조물, 상기 전극 패드들 각각의 내부에 배치되며, 상기 전극 패드에 대하여 인가되는 압력을 감지하는 압력 센서, 상기 전극 패드들 각각과 전기적으로 연결되며, 상기 인체의 심전도를 측정할 수 있도록 구비된 심전도 테스터 및 상기 압력 센서로부터 전송된 압력 데이터를 이용하여, 상기 인체의 안정 상태를 확보한 후 상기 심전도 테스터에 검사 시작 신호를 제공하는 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 압력 센서가 감지한 압력이 500 g중 이하의 압력으로 감소된 경우 안정화 시점으로 설정하고, 상기 안정화 시점이 10초 이상으로 유지될 경우 상기 인체의 안정 상태로 설정하여 상기 검사 시작 신호를 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 압력 데이터를 이용하여 상기 사지의 상기 전극 패드에 대한 접촉 여부를 판단하고, 미접촉시 상기 컨트롤러부터 경고 신호를 제공받아 얼람 신호를 발생하는 얼람부가 추가적으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시트는 상기 패드 구조물로부터 착탈 가능하게 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전극 패드들 중 적어도 어느 하나의 내부에 배치되며, 수면 환경 중 온도를 감지하는 온도 센서가 추가적으로 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 심전도 검사 장치는, 전극 패드 내부에 구비된 압력 센서로부터 전송된 압력 데이터를 이용하여, 상기 인체의 안정 상태를 확보한 후 상기 심전도 테스터에 검사 시작 신호를 제공하는 컨트롤러를 포함한다. 이로써, 피측정자가 앙와위, 또는 반좌위로 누운 상태에서 검사 전 피측정자의 안정 상태를 확보하고 검사시 움직이지 않는 상태에서 피측정자의 심전도를 측정하여 신뢰성 있는 심전도 데이터를 확보할 수 있다.
도 1은 심전도 12유도 벡터의 측정 방향을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 심전도 측정 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전극 패드 구조물, 컨트롤러 및 심전도 테스터를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 도 2에 도시된 전극 패드 구조물 및 시트 사이에 체결 상태를 도시한 개략도이다.
도 5는 도 2의 압력 센서가 감지한 시간의 경과에 따른 압력 데이터를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 심전도 측정 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 전극 패드 구조물, 컨트롤러 및 심전도 테스터를 설명하기 위한 개략도이다. 도 4는 도 2에 도시된 전극 패드 구조물 및 시트 사이에 체결 상태를 도시한 개략도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 심전도 측정 장치(100)는 시트(105) 상에 구비된다. 상기 시트(105)는 인체와 접촉하는 상부 시트(105a)와 상부 시트(105a)를 둘러싸도록 구비된 하부 시트(105b)를 포함할 수 있다. 상기 상부 시트 및 하부 시트는 지퍼 또는 벨크로와 같은 체결 부재(105c)로 연결될 수 있다. 이때, 상기 체결 부재(105c)는 상기 상부 시트(105a)의 가장자리를 따라 구비될 수 있다. 상기 상부 시트(105a) 및 하부 시트(105b) 사이에는 쿠션을 제공하는 매트가 구비될 수 있다.
상기 심전도 측정 장치(100)는, 전극 패드 구조물(A, B, C & D), 압력 센서(P), 심전도 테스터(T) 및 컨트롤러(G)를 포함한다.
상기 전극 패드 구조물(A, B, C & D)은 시트(105) 상에 상호 이격되도록 배열된 복수의 전극 패드들(120)을 포함한다. 즉, 상기 전극 패드 구조물(A, B, C & D)에 포함된 전극 패드들(120)은 인체가 시트 상에 누웠을 때 사지에 대응되는 위치로 각각 배치될 수 있다. 이로써, 상기 전극 패드들(A, B, C & D) 각각에는 인체의 사지들이 접촉한다.
예를 들면, 왼발 및 오른발과 각각 접촉하는 전극 패드들(C 및 D)은 통상 2미터인 침구의 길이를 고려할 때 전체 길이의 하위 50% 이하 부분에 위치한다. 한편, 왼손 및 오른손과 각각 접촉하는 전극 패드(A 및 C)는 상위 75% 부분 이내에 위치한다. 한편 전극 패드(A)는 피측정자 몸의 우측, 전극 패드(B)는 피측정자 몸의 좌측에 위치할 수 있다. 전극 패드들(A, B, C 및 D)과는 별도로 전극 패드가 위급한 상황이나 특정 기능을 수행할 필요가 있을 때 일상생활에서는 발생하지 않는 진동수의 두들김으로 기능을 활성화 할 수 있다.
상기 전극 패드 구조물에 포함된 전극 패드들 각각(120)은, 상부 패드(120a) 및 하부 패드(120b)를 포함할 수 있다. 상기 상부 패드(120a) 및 하부 패드(120b) 사이의 일부에는 시트가 개재될 수 있다.
상기 상부 패드(120a) 및 하부 패드(120b) 각각은 금속 입자, 흑연, 그래핀, CNT, 블랙카본 등의 탄소계 전도성 필러를 함유한 실리콘 고무 또는 전도성 고분자로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 상부 패드(120a)는 0 내지 50MΩ 범위의 저항값을 갖도록 한다. 이는, 피부 전기저항(임피던스)과의 매칭을 위해서이다.
상기 전극 패드들(A, B, C & D) 각각은 적어도 4개의 배선을 통하여 상기 심전도 테스터(T)와 연결될 수 있다. 이때, 상기 4개의 배선들은 상기 심전도 테스터(T)에 포함된 마이크로 프로세서에 연결될 수 있다.
상기 압력 센서(P)는 상기 전극 패드들(A, B, C & D) 각각의 내부에 배치된다. 상기 압력 센서(P)는, 상기 전극 패드들(A, B, C & D) 각각에 대하여 인가되는 압력을 감지한다. 상기 압력 센서(P)는 예를 들면, 로드셀과 같은 필름형 압력 센서를 포함할 수 있다.
상기 필름형 압력 센서(P)는 일반적으로 측정범위 0 ~ 10kg, 최소압력해상도 1.5g/0.0000762V 를 갖는다.
상기 압력 센서(P)는 인체가 침구 상에 앙와위로 누워 사지가 상기 전극 패드 와 접촉한다. 이때, 상기 전극 패드(120) 내부에 배치된 압력 센서(P)는 인가되는 압력을 감지할 수 있다.
따라서, 상기 압력 센서(P)는 사지 및 전극 패드들(A, B, C & D) 각각의 접촉 여부를 확인할 수 있다. 또한, 압력 센서(P)는 매트의 탄성력 및 인체의 누워있는 상태에 따라 변동되는 압력값을 가질 수 있다. 하지만, 인체에 대하여 측정된 심전도 값에 대한 신뢰도가 저하될 수 밖에 없다. 즉, 상기 압력 센서(P)는 접촉되는 사지의 진동 안정성 여부를 판정할 수 있다.
심전도 테스터(T)는, 상기 전극 패드들(A, B, C & D) 각각과 전기적으로 연결된다. 상기 심전도 테스터(T)는 상기 전극 패드들(A, B, C & D) 간의 상호 연결 관계에 따라 다양한 심전도 값을 확보할 수 있다.
예를 들면, 왼손이 부착될 전극 패드(A)가 +신호로, 오른손에 부착될 전극 패드(B)가 -신호로 나타낸 것이 표준 I 유도로 정의된다. 왼발에 부착될 전극 패드(C)가 +신호로, 오른손에 부착될 전극 패드(B)가 -신호로 나타낸 것이 표준 II유도로 정의된다. 또한, 왼발(C)에 부착될 전극 패드가 + 신호로, 왼손(A)에 부착될 신호가 -신호로 나타낸 것이 표준 III유도로 정의된다.
한편, aVR은 오른팔을 (+)극으로 측정하는 전위로, 왼팔과 왼발을 연결하여 이를 상대로 오른팔의 전압을 측정한다. aVL은 왼팔을 (+)극으로 측정하는 전위로, 오른팔과 왼발을 연결하여 이를 상대로 왼팔의 전압을 측정한다. aVF는 왼발를 (+)극으로 측정하는 전위로, 오른팔과 왼팔을 연결하여 이를 상대로 왼쪽다리 전압을 측정한다. 이때, 상기 모든 측정에서 우측다리는 접지 전극으로 이용된다. 이로써, 본 발명에 따른 심전도 측정 장치는 6유도 측정을 구현할 수 있다.
컨트롤러(G)는, 압력 센서(p)로부터 전송된 압력 데이터를 이용하여, 상기 인체의 안정 상태를 확보한 후 상기 심전도 테스터(T)의 검사 시작 신호를 발생시킨다. 즉, 상기 컨트롤러(G)는, 인체의 안정 상태를 확인한 후, 심전도 테스터(T)가 비로소 검사를 시작할 수 있도록 한다. 따라서, 심전도 테스터(T)가 확보한 심전도 관련 데이터의 신뢰도를 확보할 수 있다.
도 5는 도 2의 압력 센서가 감지한 시간의 경과에 따른 압력 데이터를 도시한 그래프이다.
도 5를 참고하면, 전극 패드들(A, B, C 및 D) 각각에 10g중 이상의 압력이 10초 이상 지속적으로 인가되면 사지를 접촉한 것으로 간주한다. 이때부터 각각의 압력 센서(P)에서 입력되는 압력값을 측정한다.
각각의 압력 센서(P)에 들어오는 압력값의 진폭이 500g 이내로 들어올 때 Aok, Dok, Cok, Bok 시점을 잡고, 각 전극 중 가장 늦게 진폭이 안정되는 전극을 기준으로 안정화 시점(Tstable이 카운터 된다. 안정화 시점(Tstable) 이후 10초 이상의 시간이 경과된 (Tstart - Tstable = 10sec)한 검사 시작 시점(Tstart)에서 상기 컨트롤러(G)가 검사 시작 신호를 발생한다. 상기 컨트롤러(G)로부터 상기 검사 시작 신호를 전송 받은 심전도 테스터(T)는, 상기 전극 패드로부터 감지된 전기 신호를 이용하여 심전도를 측정한다. 따라서, 인체의 안정된 상태에서 상기 심전도 테스터가 심전도를 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러(G)는 상기 압력 데이터를 이용하여 상기 사지의 상기 전극 패드에 대한 접촉 여부를 판단하고, 미접촉시 상기 컨트롤러(G)부터 경고 신호를 제공받아 얼람 신호를 발생하는 얼람부(E)가 추가적으로 구비될 수 있다.
즉, 얼람부(E)가 경고음 또는 경고등, 진동 등과 같은 얼람 신호를 발생할 경우, 누워있는 피검사자는 전극 패드에 대한 접촉 여부를 재확인하여, 상기 진동 패드와 사지 간의 접촉이 보다 견고하게 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시트는 상기 전극 패드 구조물로부터 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 시트에 대하여 세탁이 필요할 경우, 패드 구조물로부터 분리될 수 있다. 이로써, 시트의 관리가 용이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전극 패드들 중 적어도 어느 하나의 내부에 배치되며, 수면 환경 중 온도를 감지하는 온도 센서(F)가 추가적으로 제공될 수 있다. 상기 온도 센서(F)는 피측정자의 수면 환경을 모니터링 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 심전도 측정 장치(100)는, 전극 패드 내부에 구비된 압력 센서로부터 전송된 압력 데이터를 이용하여, 상기 인체의 안정 상태를 확보한 후 상기 심전도 테스터에 검사 시작 신호를 제공하는 컨트롤러를 포함한다. 이로써, 피측정자가 앙와위, 또는 반좌위로 누운 상태에서 검사 전 피측정자의 안정 상태를 확보하고 검사시 움직이지 않는 상태에서 피측정자의 심전도를 측정하여 신뢰성 있는 심전도 데이터를 확보할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 시트 상에 상호 이격되도록 배열된 복수의 전극 패드들을 갖고, 상기 전극 패드들 각각이 인체의 사지와 접촉할 수 있도록 구비된 전극 패드 구조물;
    상기 전극 패드들 각각의 내부에 배치되며, 상기 전극 패드에 대하여 인가되는 압력을 감지하는 압력 센서;
    상기 전극 패드들 각각과 전기적으로 연결되며, 상기 인체의 심전도를 측정할 수 있도록 구비된 심전도 테스터; 및
    상기 압력 센서로부터 전송된 압력 데이터를 이용하여, 상기 인체의 안정 상태를 확보한 후 상기 심전도 테스터에 검사 시작 신호를 제공하는 컨트롤러를 포함하는 심전도 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 압력 센서가 감지한 압력이 500 g중 이하의 압력으로 감소된 경우 안정화 시점으로 설정하고, 상기 안정화 시점이 10초 이상으로 유지될 경우 상기 인체의 안정 상태로 설정하여 상기 검사 시작 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 압력 데이터를 이용하여 상기 사지의 상기 전극 패드에 대한 접촉 여부를 판단하고,
    미접촉시 상기 컨트롤러부터 경고 신호를 제공받아 얼람 신호를 발생하는 얼람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시트는 상기 전극 패드로부터 착탈 가능하게 구비된 것을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전극 패드들 중 적어도 어느 하나의 내부에 배치되며, 수면 환경 중 온도를 감지하는 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심전도 측정 장치.
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