KR20190052636A - Respiratory monitoring system - Google Patents
Respiratory monitoring system Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190052636A KR20190052636A KR1020180135594A KR20180135594A KR20190052636A KR 20190052636 A KR20190052636 A KR 20190052636A KR 1020180135594 A KR1020180135594 A KR 1020180135594A KR 20180135594 A KR20180135594 A KR 20180135594A KR 20190052636 A KR20190052636 A KR 20190052636A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- piezoelectric
- signal
- patient
- respiratory
- interface device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/024—Measuring pulse rate or heart rate
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
-
- 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
- A61B5/7275—Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means
- A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means using visual displays
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0247—Pressure sensors
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physiology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 호흡 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 압전 소재를 이용하여 환자의 호흡을 감지하는 호흡 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a respiration monitoring system, and more particularly, to a respiration monitoring system that detects a respiration of a patient using a piezoelectric material.
최근 진정(Sedation)법을 시행하여 환자의 긴장을 완화시키고 불안과 공포를 최소화시켜 효과적인 치료를 시행하려는 노력이 증가되고 있다. 이러한 진정법은 시행 방법에 따라 경구진정법, 흡입진정법 그리고 정주진정법 등이 있을 수 있고, 진정의 깊이에 따라 일반적으로 의식하 진정, 깊은 진정 등으로 나뉠 수 있다. 그런데, 진정법에 의해 의식 억제 상태로 유도된 경우, 환자가 임상적 자극을 알아차리지 못하거나 최소한의 반응만 할 수 있기 때문에 독자적으로 기도(trachea)를 확보하는 능력 등 신체 능력이 현저히 떨어질 수 있다. 따라서 안정한 진정법 시행을 위해서는 적극적인 환자감시가 필요하고, 특히 환자의 호흡 상태에 대한 모니터링을 수행하는 것은 수술의 성공율 및 환자의 생명과 직결되는 매우 중요한 부분이라고 할 수 있다. Recently, there has been an increasing effort to implement effective treatment by relieving patient's tensions and minimizing anxiety and fear by implementing Sedation. These calm laws can be classified into oral calm, inhalation calm, and sedentary calm depending on the method of enforcement. However, when induced by sedation, the patient's ability to secure trachea independently may be significantly reduced because the patient may not be aware of clinical stimuli or may only respond to minimal stimuli . Therefore, active surveillance is required for stable sedation, and monitoring of the patient's respiratory condition is a very important part of the success rate of the operation and the patient's life.
이를 해결하기 위한 호흡저하 모니터링 방법으로는 산소포화도를 이용한 산소화 감시법(Pulse oximetry), 이산화탄소 분압 또는 기관 청진을 이용한 환기의 감시법 및 혈압 또는 심전도(electrocardiogram)를 이용한 순환의 감시법 등을 예로 들 수 있다. Examples of methods for monitoring respiratory depression to solve this problem include pulse oximetry using oxygen saturation, monitoring of ventilation using a partial pressure of carbon dioxide or bronchoscopy, and monitoring of circulation using a blood pressure or electrocardiogram .
그러나, 기존의 호흡 모니터링 방법은 이를 수행하기 위한 장치의 기구적 구조가 복잡하고, 조작이 어려우며, 주변 잡음에 쉽게 영향을 받으며, 가격이 매우 비싸다는 점 등의 문제점을 수반한다. 이에 따라 SNR(Signal to Noise Ratio)이 높으면서도 구조 및 사용법이 간단한 새로운 형태의 호흡 모니터링 장치의 필요성이 대두되고 있다.However, existing breathing monitoring methods have problems such as a complicated mechanical structure of the apparatus, difficulty in operation, easily affected by ambient noise, and high cost. Accordingly, there is a need for a new type of respiration monitoring apparatus that has a high signal to noise ratio (SNR) and is simple in structure and usage.
일 과제는, ECG(심전도)나 EMG(근전도) 등과 같이 환자의 신체로부터 발생하는 전기적 생체 신호에 의한 간섭이 최소화되는 호흡 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.One task is to provide a respiratory monitoring system in which interference by electrical bio-signals generated from the patient's body, such as ECG (electrocardiogram) or EMG (electromyogram), is minimized.
다른 일 과제는, 처분형(disposable) 호흡 센싱 디바이스가 인터페이스 디바이스에 설치된 콘트롤러를 이용하는 호흡 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.Another task is to provide a respiratory monitoring system in which a disposable respiratory sensing device utilizes a controller installed in an interface device.
또 다른 일 과제는, 환자의 기도 확보 여부, 수면 무호흡 상태 및 환자의 코골이 상태를 출력하는 호흡 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.Another task is to provide a respiratory monitoring system that outputs the patient's airway availability, sleep apnea status, and snoring status of the patient.
또 다른 일 과제는, 압전 필름의 전극의 외부 접지가 용이한 구조를 갖는 호흡 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a respiration monitoring system having a structure in which the electrodes of the piezoelectric film can be easily grounded to the outside.
또 다른 일 과제는, 압전 필름이 환자의 신체에 밀착시키기 위한 스트랩(strap) 부재나 어쿠스틱 커플러(acoustic coupler)가 없이도 환자의 신체로부터 압전 필름으로의 진동 전달 경로가 용이하게 형성되는 호흡 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a respiration monitoring system in which a vibration transmission path from a patient's body to a piezoelectric film is easily formed without a strap member or an acoustic coupler for bringing the piezoelectric film into contact with the patient's body .
또 다른 일 과제는, 호흡 이외의 환자의 뒤척임 및 기타 요인으로 발생하는 외부 진동 등의 영향을 최소화하는 호흡 모니터링 시스템을 제공하는 것이다.Another task is to provide a respiratory monitoring system that minimizes the effects of external vibrations, such as those caused by passengers other than breathing and other factors.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments and that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims .
일 실시예에 따르면, 압전 효과를 이용하여 환자의 호흡으로 인해 발생하는 진동을 감지함으로써 획득한 상기 환자의 호흡 상태에 관한 정보를 출력하는 호흡 모니터링 시스템(Respiratory monitoring system)으로서, 박막 형태의 압전 소재, 상기 압전 소재를 사이에 두고 상기 압전 소재의 상부에 위치하는 상부 전극 및 상기 압전 소재의 하부에 위치하는 하부 전극을 구비하고, 상기 환자의 호흡으로 인해 발생한 진동에 따라 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극에 압전 신호를 발생시키는 압전 필름, 상기 하부 전극의 하부에 위치하고, 상기 압전 필름으로의 전기적 연결을 차단하는 절연막을 포함하는 처분형(disposable) 호흡 센싱 디바이스; 및 배터리, 상기 배터리로부터 상기 처분형 호흡 센싱 디바이스로 전원을 공급하는 제1 전원 케이블, 상기 처분형 호흡 센싱 디바이스로부터 상기 압전 신호를 수신하는 제1 통신 케이블, 상기 제1 통신 케이블을 통해 수신되는 상기 압전 신호를 처리하여 호흡 신호를 생성하는 콘트롤러 및 외부 기기로 상기 호흡 신호를 전송하는 통신 모듈을 포함하는 인터페이스 디바이스;를 포함하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.According to one embodiment, there is provided a respiratory monitoring system for outputting information on a breathing state of a patient obtained by sensing a vibration generated by a breathing of a patient using a piezoelectric effect, An upper electrode positioned above the piezoelectric material with the piezoelectric material interposed therebetween, and a lower electrode positioned below the piezoelectric material, wherein the upper electrode and the lower electrode according to the vibration generated by the breath of the patient, A disposable respiratory sensing device disposed below the lower electrode and including an insulating film for blocking electrical connection to the piezoelectric film; And a battery, a first power cable for supplying power from the battery to the disposable respiratory sensing device, a first communication cable for receiving the piezoelectric signal from the disposable respiratory sensing device, A controller for processing the piezoelectric signal to generate a breathing signal, and an interface device including a communication module for transmitting the breathing signal to an external device.
일 실시예에 의하면, 압전 필름과 환자의 신체 사이에 절연막을 마련함으로써, 환자의 신체로부터 발생하는 전기적 생체 신호의 압전 필름에 대한 간섭을 최소화하여 호흡 신호로부터 노이즈를 제거할 수 있다.According to one embodiment, by providing an insulating film between the piezoelectric film and the patient's body, it is possible to minimize interference from the piezoelectric film of the electrical bio-signal generated from the patient's body, thereby removing noise from the breathing signal.
다른 일 실시예에 의하면, 콘트롤러를 인터페이스 디바이스에 위치시킴으로써, 처분형(disposable) 호흡 센싱 디바이스에서는 별도의 콘트롤러를 사용하지 않아 원가를 절감할 수 있다.According to another embodiment, by disposing the controller in the interface device, a disposable respiratory sensing device can save costs by not using a separate controller.
또 다른 일 실시예에 의하면, 환자의 호흡 시간 간격, 호흡 횟수를 측정하여 기도 폐쇄 여부 및 수면 무호흡 상태임을 판단하고 출력 할 수 있다.According to another embodiment, the respiration time interval and the number of breaths of the patient can be measured to determine whether the airway obstruction and sleep apnea state are present and output.
또 다른 일 실시예에 의하면, 환자의 호흡 신호의 진폭의 크기를 측정하여 코골이 여부를 판단하고 출력할 수 있다.According to another embodiment, the amplitude of the respiration signal of the patient can be measured to determine whether snoring is present or not.
또 다른 일 실시예에 의하면, 절연막의 관통공이 압전 필름의 하부 전극과 전도성을 갖는 접착층을 전기적으로 연결함으로써, 하부 전극이 환자의 신체에 접지되어 호흡 신호로부터 노이즈를 제거할 수 있다.According to another embodiment, the through hole of the insulating film electrically connects the lower electrode of the piezoelectric film to the conductive adhesive layer, so that the lower electrode can be grounded to the patient's body to remove noise from the breathing signal.
또 다른 일 실시예에 의하면, 압전 필름이 유동성을 가진 겔 상으로 제공됨에 따라 환자의 신체 부위에 밀착하여 부착되는 접착층을 통해 환자의 신체와 연결됨으로써, 환자의 신체 부위에서 발생하는 진동이 압전 필름에 잘 전달될 수 있다.According to another embodiment, since the piezoelectric film is provided as a gel having fluidity, the piezoelectric film is connected to the patient's body through an adhesive layer adhering closely to the body part of the patient, Lt; / RTI >
또 다른 일 실시예에 의하면, 겔 상으로 제공되는 접착층이 환자의 신체 부위에서 발생하는 진동에 대하여 밴드-패스 필터(band-pass filter)의 기능을 수행함으로써, 노이즈를 최소화할 수 있다.According to another embodiment, the adhesive layer provided as a gel performs a function of a band-pass filter against vibrations occurring in a body part of a patient, thereby minimizing noise.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 호흡 모니터링 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스의 사용 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 호흡 모니터링 시스템의 구성에 관한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스의 측단면도이다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스의 분해 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 압전 필름의 상면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 압전 필름의 배면도이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 압전 필름의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시에에 따른 호흡 센싱 디바이스의 호흡 센싱 동작을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 맥박 산소 측정기의 사용 상태를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 상완용 혈압계의 사용 상태를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 손목용 혈압계의 사용 상태를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 모니터링 시스템의 다른 개략도이다.1 is a schematic diagram of a respiratory monitoring system in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a use state of a respiratory sensing device according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a respiration monitoring system according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a respiratory sensing device according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of a respiratory sensing device according to an embodiment of the present invention.
6 is a side cross-sectional view of a respiratory sensing device according to an embodiment of the present invention.
7 is a exploded side cross-sectional view of a respiratory sensing device according to an embodiment of the present invention.
8 is a top view of a piezoelectric film according to an embodiment of the present invention.
9 is a rear view of a piezoelectric film according to an embodiment of the present invention.
10 is a side view of a piezoelectric film according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing a breathing sensing operation of the breathing sensing device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a view showing the use state of the pulse oximeter according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a view showing the use state of the upper arm blood pressure monitor according to the embodiment of the present invention. FIG.
14 is a view showing the use state of the wrist blood pressure monitor according to the embodiment of the present invention.
15 is another schematic diagram of a respiratory monitoring system in accordance with an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive concept may readily be suggested, but are also considered to be within the scope of the present invention.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of known configurations or functions related to the present invention will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be blurred.
일 실시예에 따르면, 압전 효과를 이용하여 환자의 호흡으로 인해 발생하는 진동을 감지함으로써 획득한 상기 환자의 호흡 상태에 관한 정보를 디스플레이하는 호흡 모니터링 시스템(Respiratory monitoring system)으로서, 박막 형태의 압전 소재, 상기 압전 소재를 사이에 두고 상기 압전 소재의 상부에 위치하는 상부 전극 및 상기 압전 소재의 하부에 위치하는 하부 전극을 구비하고, 상기 환자의 호흡으로 인해 발생한 진동에 따라 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극에 압전 신호를 발생시키는 압전 필름, 상기 하부 전극의 하부에 위치하고, 상기 압전 필름으로의 전기적 연결을 차단하는 절연막을 포함하는 처분형(disposable) 호흡 센싱 디바이스; 및 배터리, 상기 배터리로부터 상기 처분형 호흡 센싱 디바이스로 전원을 공급하는 제1 전원 케이블, 상기 처분형 호흡 센싱 디바이스로부터 상기 압전 신호를 수신하는 제1 통신 케이블, 상기 제1 통신 케이블을 통해 수신되는 상기 압전 신호를 처리하여 호흡 신호를 생성하는 콘트롤러 및 외부 기기로 상기 호흡 신호를 전송하는 통신 모듈을 포함하는 인터페이스 디바이스;를 포함하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.According to one embodiment, a respiratory monitoring system for displaying information about a breathing state of a patient, which is obtained by sensing a vibration caused by a breathing of a patient using a piezoelectric effect, An upper electrode positioned above the piezoelectric material with the piezoelectric material interposed therebetween, and a lower electrode positioned below the piezoelectric material, wherein the upper electrode and the lower electrode according to the vibration generated by the breath of the patient, A disposable respiratory sensing device disposed below the lower electrode and including an insulating film for blocking electrical connection to the piezoelectric film; And a battery, a first power cable for supplying power from the battery to the disposable respiratory sensing device, a first communication cable for receiving the piezoelectric signal from the disposable respiratory sensing device, A controller for processing the piezoelectric signal to generate a breathing signal, and an interface device including a communication module for transmitting the breathing signal to an external device.
또, 상기 인터페이스 디바이스로부터 상기 호흡 신호를 수신하고, 상기 호흡 신호에 기초하여 상기 환자의 호흡 상태에 관한 정보를 디스플레이하는 모니터링 디바이스;를 더 포함하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.And a monitoring device for receiving the respiration signal from the interface device and displaying information about the breathing state of the patient based on the breathing signal.
또, 상기 환자의 손가락의 일 지점에 설치되어, 혈액의 산소포화도를 측정하는 맥박 산소 측정기(pulse oximeter);를 더 포함하고, 상기 인터페이스 디바이스는, 일단은 상기 콘트롤러와 전기적으로 연결되고 타단은 상기 맥박 상소 측정기와 전기적으로 연결되어 상기 맥박 산소 측정기로부터 상기 혈액의 산소포화도에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신하는 제2 통신 케이블을 포함하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.The apparatus may further include a pulse oximeter installed at one of the fingers of the patient and measuring oxygen saturation of the blood, wherein the interface device is electrically connected at one end to the controller and at the other end, And a second communication cable electrically connected to the pulse rate meter and receiving a signal from the pulse oximeter, the signal including information on the oxygen saturation of the blood.
또, 상기 인터페이스 디바이스는 상기 배터리로부터 상기 맥박 산소 측정기로 전원을 공급하는 제2 전원 케이블을 포함하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.In addition, the interface device may be provided with a respiratory monitoring system including a second power cable for supplying power from the battery to the pulse oximeter.
또, 상기 인터페이스 디바이스는 상기 산소포화도에 관한 정보를 더 고려하여 상기 호흡 신호를 생성하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.Also, the interface device may be provided with a respiration monitoring system for generating the respiration signal by further considering information on the oxygen saturation.
또, 상기 환자의 상완에 설치되어, 상기 상완의 혈압을 측정하는 상완용 혈압계;를 더 포함하고, 상기 인터페이스 디바이스는 상기 상완용 혈압계와 전기적으로 연결되어, 상기 상완의 혈압에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.And an upper arm blood pressure meter installed on the upper arm of the patient for measuring a blood pressure of the upper arm, wherein the interface device is electrically connected to the upper arm blood pressure meter, A respiration monitoring system may be provided to receive the signal.
또, 상기 인터페이스 디바이스는 상기 상완용 혈압계에 설치되는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.In addition, the interface device may be provided with a respiratory monitoring system installed in the upper arm blood pressure monitor.
또, 상기 환자의 손목에서 코로트코프음을 감지하여, 손목 혈압값에 해당하는 혈압을 측정하고, 상기 손목 혈압값에 해당하는 혈압을 상완 혈압값을 반영하는 신호로 보정하는 손목용 혈압계;를 더 포함하고, 상기 인터페이스 디바이스는 상기 손목용 혈압계와 전기적으로 연결되어, 상기 상완 혈압값을 반영하는 신호를 수신하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.A wrist blood pressure monitor for detecting a corotor voice from the wrist of the patient and measuring a blood pressure corresponding to the wrist blood pressure value and correcting the blood pressure corresponding to the wrist blood pressure value to a signal reflecting the upper arm blood pressure value; Wherein the interface device is electrically connected to the wrist blood pressure monitor, and a respiration monitoring system for receiving a signal reflecting the upper arm blood pressure value may be provided.
또, 상기 통신 모듈은, 블루투스, 직비 및 와이파이 중 적어도 하나를 이용하는 무선 통신 모듈인 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.In addition, the communication module may be provided with a respiration monitoring system that is a wireless communication module using at least one of Bluetooth, an in-band, and a Wi-Fi.
또, 상기 인터페이스 디바이스는, 상기 압전 신호가 제1 미리 정해진 조건에 해당하는 경우 상기 환자의 기도(trachea)가 확보되지 않은 상태로 처리하고, 상기 압전 신호가 제2 미리 정해진 조건에 해당하는 경우 상기 환자가 수면 무호흡 상태인 것으로 처리하여, 상기 호흡 신호를 전송하되, 상기 제1 미리 정해진 조건은 상기 압전 신호가 상기 인터페이스 디바이스에서 감지된 시간 간격이 제1 미리 정해진 시간 간격을 초과하거나 기준시간 당 상기 압전 신호가 상기 인터페이스 디바이스에서 감지된 횟수가 제1 미리 정해진 횟수 미만이고, 상기 제2 미리 정해진 조건은 상기 압전 신호가 상기 인터페이스 디바이스에서 감지된 시간 간격이 제2 미리 정해진 시간 간격을 초과하거나 기준시간 당 상기 압전 신호가 상기 인터페이스 디바이스에서 감지된 횟수가 제2 미리 정해진 횟수 미만이고, 상기 제2 미리 정해진 시간 간격은 상기 제1 미리 정해진 시간 간격 보다 크고, 상기 제2 미리 정해진 횟수는 상기 제1 미리 정해진 횟수 보다 많은 것을 특징으로 하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.The interface device may be configured to process the piezoelectric signal in a state in which the patient's trachea is not secured when the piezoelectric signal corresponds to a first predetermined condition, Wherein the first predetermined condition is that the time interval at which the piezoelectric signal is sensed by the interface device exceeds a first predetermined time interval or the second predetermined time interval is shorter than the first predetermined time interval, Wherein the number of times the piezoelectric signal is sensed at the interface device is less than a first predetermined number and the second predetermined condition is that the time interval at which the piezoelectric signal is sensed at the interface device exceeds a second predetermined time interval, Wherein the piezoelectric signal is detected by the interface device Is less than a second predetermined number of times and the second predetermined time interval is greater than the first predetermined time interval and the second predetermined number of times is greater than the first predetermined number. Can be provided.
또, 상기 인터페이스 디바이스는, 상기 압전 신호가 제3 미리 정해진 조건에 해당하는 경우 상기 환자가 코골이 상태인 것으로 처리하여, 상기 호흡 신호를 전송하되, 상기 제3 미리 정해진 조건은 상기 압전 신호의 진폭의 크기가 미리 정해진 수치를 초과하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.The interface device processes the respiration signal by treating the patient to be in a snoring state when the piezoelectric signal corresponds to a third predetermined condition and the third predetermined condition is an amplitude of the piezoelectric signal A respiration monitoring system may be provided wherein the size of the breathing monitoring system exceeds a predetermined value.
또, 상기 호흡 센싱 디바이스는, 상기 압전 필름의 하부에 상기 하부 전극과 마주보도록 위치하고, 접착성 물질로 제공되어 상기 환자의 신체에 접촉 부착되고, 상기 환자의 호흡으로 인해 발생하는 진동을 상기 압전 필름에 전달하며, 전도성을 띔으로써 그 상면과 하면을 전기적으로 연결할 수 있는 접착층을 포함하고, 상기 절연막은 상기 압전필름과 상기 접착층 간의 전기적 연결을 차단하되, 상기 압전 현상에 따른 전기적 신호의 노이즈를 감소시키기 위하여 상기 하부 전극이 상기 접착층을 통해 상기 환자의 신체에 접지되도록 상기 하부 전극과 상기 접착층을 서로 전기적으로 연결시키는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 호흡 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.The respiratory sensing device is disposed below the piezoelectric film so as to face the lower electrode, and is provided with an adhesive material so as to be in contact with the body of the patient. The vibration generated by the respiration of the patient is reflected by the piezoelectric film And an adhesive layer for electrically connecting the upper surface and the lower surface of the piezoelectric film to the piezoelectric layer, the insulating layer interrupting the electrical connection between the piezoelectric film and the adhesive layer, and reducing the noise of the electrical signal due to the piezoelectric development And the lower electrode is electrically connected to the adhesive layer so that the lower electrode is grounded to the body of the patient through the adhesive layer.
이하에서는 본 명세서의 실시예에 따른 호흡 모니터링 시스템(100)에 관하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a
호흡 모니터링 시스템(100)은 환자의 신체 일 부분에 부착된 호흡 센싱 디바이스(1000)를 통해 상기 환자의 호흡에 따른 진동을 측정하고, 상기 측정한 진동을 분석함으로써 상기 환자의 호흡 상태를 진단하는 시스템이다.The
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 호흡 모니터링 시스템(100)의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a
도 1을 참조하면, 호흡 모니터링 시스템(100)은 호흡 센싱 디바이스(1000), 인터페이스 디바이스(2000) 및 모니터링 디바이스(3000)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a
호흡 센싱 디바이스(1000)는, 기도 등의 환자(1)의 신체 일부에 부착되어 환자(1)의 호흡으로 인한 진동을 감지할 수 있다. The
호흡 센싱 디바이스(1000)가 부착되는 부착 부위(2)는 호흡이 반복될 때 움직임이 발생되는 곳일 수 있다. 예를 들면, 호흡 시 폐 및 복강의 부피 변화를 반영하는 흉곽, 정맥을 통해 맥박을 감지할 수 있는 손목, 그 내부에 심장이 위치하는 흉곽의 일 영역 또는 인중 등일 수 있다. 호흡 센싱 디바이스(1000)는 바람직하게는 도 1에서 도시된 바와 같이 목 부위에 부착될 수 있다. 이때 호흡 센싱 디바이스(1000)는 보다 바람직하게는 목 부위 중 환자(1)의 호흡에 따른 움직임이 비교적 큰 기도에 부착될 수 있다. 물론, 호흡 센싱 디바이스(1000)의 부착 부위가 위에 상술한 예시로 한정되는 것은 아님을 미리 밝혀둔다.The
호흡 센싱 디바이스(1000)는 호흡으로 인한 진동 발생 시, 압전 효과에 따라 전기적 신호인 압전 신호를 발생시킬 수 있다. 호흡 센싱 디바이스(1000)는 상기 전기적 신호를 인터페이스 디바이스(2000)로 전송할 수 있다. 인터페이스 디바이스(2000)는 압전 효과에 따라 발생된 신호를 가공하여 호흡 신호를 생성할 수 있다. 이 경우에, 인터페이스 디바이스(2000)는 호흡 신호를 모니터링 디바이스(3000)으로 전송할 수 있다.The
인터페이스 디바이스(2000)는, 호흡 센싱 디바이스(1000)로부터 전기적 신호인 압전 신호를 수신하고, 상기 압전 신호를 처리하여 호흡 신호를 생성할 수 있다. 이 경우에, 인터페이스 디바이스(2000)는 통신 모듈을 이용하여 상기 호흡 신호를 모니터링 디바이스(3000)로 전송할 수 있다.The
호흡 센싱 디바이스(1000) 및 인터페이스 디바이스(2000)에 관한 설명은 이후 더 후술하기로 한다.The description of the
모니터링 디바이스(3000)는, 인터페이스 디바이스(2000)로부터 호흡 신호를 수신하고, 이를 이용해 환자(1)의 호흡 상태를 모니터링할 수 있다. The
구체적으로 호흡 모니터링 디바이스(3000)는 전기적 신호로부터 호흡 상태를 파악하기 위한 각종 알고리즘을 수행하거나 상기 알고리즘을 수행하기 위해 상기 호흡 신호에 대한 노이즈 제거를 비롯한 각종 전처리 작업을 수행할 수 있다. 상술한 과정에 따라 획득된 분석 결과에 의해 호흡 모니터링 디바이스(3000)는 환자(1)의 호흡 상태를 파악하여 이를 모니터링할 수 있다.Specifically, the
호흡 모니터링 디바이스(3000)가 호흡 센싱 디바이스(1000)로부터 수신하는 호흡 신호에는 환자(1)의 호흡과 무관하게 발생하는 각종 진동으로 인한 성분이 포함될 수 있다. 이러한 성분에는 예를 들어, 의도치 않게 환자(1)의 기도를 터치하는 내시경 및 수술 기구에 의해 발생한 진동이 있을 수 있다. 또는 노이즈는 환자(1)가 침을 삼킬 때 발생하는 진동일 수 있다. 또는 노이즈는 환자(1)의 갑작스런 움직임에 의해 발생하는 진동일 수 있다.The respiration signal received by the
호흡 모니터링 디바이스(3000)의 전처리 작업의 일 예를 들면, 상술한 호흡과 무관한 진동으로 인한 성분을 전기적 신호로부터 제거하는 노이즈 필터링 작업이 있을 수 있다.One example of the preprocessing operation of the
호흡 모니터링 디바이스(3000)가 획득하는 호흡 상태에 관한 정보는 예를 들면, 무호흡 상태, 코골이 상태, 호기 유속, 1회 호흡량 등 호흡과 관련된 특징일 수 있다. 나아가, 호흡 모니터링 디바이스(3000)는 환자(1)의 건강 상태를 진단할 수도 있다. 예를 들면, 호흡 관련 특징 중 무호흡 시간이 일정 시간 이상 지속(apnea)되거나, 호흡이 저하(hypopnea)되거나 또는 상부 기도 저항 증후군(UARS: Upper Airway Resistance Syndrome) 상태에 진입하는 등의 이상 징후 또는 질병을 진단할 수 있다.The information about the breathing state acquired by the
호흡 모니터링 디바이스(3000)는 환자(1)의 호흡 상태에 관한 정보를 실시간 또는 일정 조건 하에 사용자에게 출력할 수 있다. 일 예로 호흡 모니터링 디바이스(3000)는 디스플레이나 스피커와 같은 시청각 정보 출력 수단을 구비하고, 이를 통해 호흡 신호를 시각적으로 디스플레이하거나, 또는 청각적으로 스피커를 통해서 사용자에게 호흡 상태 관련 정보를 제공할 수 있다. The
또 호흡 모니터링 디바이스(3000)는 환자(1)의 호흡 상태를 통해 환자(1)의 건강 상태에 이상이 발생하는 것을 감지하고, 이에 관한 알람을 출력할 수 있다. 일 예로 호흡 모니터링 디바이스(3000)는 호흡 이상 상태나 무호흡 상태가 계속되는 경우, 디스플레이나 스피커 등을 통해 사용자에게 경보를 제공할 수 있다. Further, the
호흡 모니터링 디바이스(3000)는 상술한 기능들을 수행하기 위한 정보 연산 장치일 수 있다. 호흡 모니터링 디바이스(3000)는 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 호흡 모니터링 디바이스(3000)는 하드웨어적으로는 데이터를 저장 및 처리하는 정보 처리 장치일 수 있고, 소프트웨어적으로는 회로를 구동시키는 프로그램이나 코드 형태로 제공될 수 있다.The
호흡 모니터링 디바이스(3000)는 하나 이상의 호흡 센싱 디바이스(1000) 또는 기타 센싱 디바이스(도 15내지 도 17)와 유선 또는 무선(미도시)으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 각 호흡 센싱 디바이스(1000)는 동일한 환자(1)의 상이한 신체 일부분에 부착될 수 있고, 또한 다른 외부 기기는 산소 포화도를 측정하는 맥박 산소 측정기(Pluse oximeter)일 수 있다. 호흡 모니터링 디바이스(3000)는 호흡 센싱 디바이스(1000) 또는 기타 센싱 디바이스에서 수신된 정보를 독립적으로 처리하거나 또는 상호 연관지어서 관련 연산을 수행할 수도 있다.The
이하에서는 본 명세서의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스(1000)에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스(1000)의 사용 상태를 도시한 도면이다.2 is a view showing a use state of the
호흡 센싱 디바이스(1000)는 호흡에 의해 진동을 발생시키는 환자(1)의 신체 부위에 부착될 수 있다. 이하에서는 호흡 센싱 디바이스(1000)가 부착되는 환자(1)의 신체 부위를 '부착 부위'(2)라고 지칭하기로 한다. The
도 2를 참조하면, 부착 부위(2)는 울대뼈일 수 있다. 울대뼈는, 하기도의 일 구성으로서 호흡 시 들숨과 날숨이 지나감에 따라 미세한 진동이 발생하는 영역이다. 따라서 호흡 센싱 디바이스(1000)는 울대뼈에 부착됨으로써 호흡 시 발생하는 진동 및 움직임을 측정할 수 있다. 다만, 도 2에서는 부착 부위(2)가 울대뼈 부위인 것으로 도시하고 있으나, 본 발명에서 부착 부위(2)가 울대뼈로 한정되는 것은 아님을 미리 밝혀둔다. Referring to FIG. 2, the
호흡 센싱 디바이스(1000)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 호흡 센싱 디바이스(1000)는 전체적으로 직사각형의 형상을 가질 수 있다. The
호흡 센싱 디바이스(1000)는 울대뼈의 형상을 고려하여 호흡에 따른 움직임을 가장 효과적으로 측정할 수 있는 형태로 부착될 수 있다. 예를 들면, 호흡 센싱 디바이스(1000)는 직사각형의 긴 변이 수평 방향을 향하도록 울대뼈에 위치할 수 있다. 호흡 센싱 디바이스(1000)는 그 긴 변이 울대뼈의 둘레를 따라서 감싸도록 부착될 수 있다. 이 때 호흡 센싱 디바이스(1000)의 긴 변의 정 중앙에 울대뼈가 위치할 수도 있고, 또는 호흡 센싱 디바이스(1000)의 일 측으로 치우친 부분에 울대뼈가 위치할 수도 있다. The
호흡 센싱 디바이스(1000)의 일 측에서는 진동에 의해 발생된 전기적 신호를 인터페이스 디바이스(2000)로 전송하기 위한 케이블이 연장될 수 있다. 이 때 케이블은 노이즈를 발생시키지 않도록 울대뼈를 가로지르지 않고 울대뼈의 반대 방향으로 연장될 수 있다.At one side of the
케이블에 대하여는 도3에서 더욱 자세히 설명한다.The cable will be described in more detail in Fig.
이하에서는, 본 명세서의 실시예에 따른 호흡 모니터링 시스템(100)의 구성에 관하여 설명한다.Hereinafter, the configuration of the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 호흡 모니터링 시스템(100)의 구성에 관한 블록도이다.3 is a block diagram of a configuration of a
도 3을 참조하면, 호흡 센싱 디바이스(1000)는 케이스(1200), 센싱 모듈(1400) 및 커버(1600)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
호흡 센싱 디바이스(1000)는 케이스(1200)에 의해 외관이 형성되며, 그 내부 내지 아래에 진동을 센싱하는 센싱 모듈(1400)을 구비하고, 커버(1600)를 포함할 수 있다. 이 경우에, 커버(1600)는 접착성 물질을 가릴 수 있다.The
케이스(1200)는, 호흡 센싱 디바이스(1000)의 외관을 형성하는 구성이다. The
케이스(1200)는 외부 충격이나 오염 등으로부터 호흡 센싱 디바이스(1000)의 타 구성 요소들을 보호할 수 있다. 케이스(1200)는 호흡 센싱 디바이스(1000)가 수용되는 공간을 제공할 수 있다. 예를 들면, 박막 형상으로 제공되어서 센싱 모듈(1400)을 위에서 덮을 수 있다. The
케이스(1200)는 부착되는 신체 부위의 형태에 맞게 그 형상이 변형될 수 있도록 플렉서블한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들면, 케이스(1200)는 고무의 일 종류로 구성될 수 있다.The
케이스(1200)는 부전도체로 이루어질 수 있다. 케이스(1200)는 호흡 센싱 디바이스(1000) 내 전기 신호가 데이터 전송의 목적 외에는 외부로 누출되지 않도록 호흡 센싱 디바이스(1000) 내 타 구성요소를 절연시킬 수 있다.The
또한 케이스(1200)는 케이스(1200)에 진동을 센싱하는 센싱 모듈(1400)이 배치되는 반대측으로부터 발생하는 외부 진동이 센싱 모듈(1400)에 전달되는 것을 방지하는 역할을 할 수도 있다. 호흡 센싱 디바이스(1200)가 사용되는 수술실 등과 같은 환경에서는 수술이나 기타 원인으로 인하여 호흡과는 무관한 오디오 신호가 발생할 수 있다. 예를 들어, 케이스(1200)는 외부 오디오 신호를 저감하는 고무 등의 재질로 제공될 수 있다. 이에 따라 상기 외부 오디오 신호가 센싱 모듈(1400)로 전달되는 것이 차단됨으로써, 센싱 모듈(1400)로부터 노이즈가 제거 또는 감소될 수 있다. The
나아가 케이스(1200)는 센싱 모듈(1400)에서 감지되는 호흡으로 인한 진동을 증폭시킬 수도 있다. 호흡으로 인한 진동은 주로 200~1,000Hz 대역의 주파수를 가지는데, 케이스(1200)는 해당 주파수 대역에 대한 공진 주파수를 가지는 재질로 마련되어 센싱 모듈(1400)에서 감지되는 진동을 증폭시키는 역할을 할 수도 있다.Further, the
센싱 모듈(1400)은, 부착 부위(2)의 진동에 따라 전기적 신호를 발생시키는 구성이다. 센싱 모듈(1400)은 부착 부위(2)에 접착될 수 있고, 부착 부위(2)에서 발생된 진동이 내부로 전달되면, 압전 효과를 이용해서 전기적 신호인 압전 신호를 발생시킬 수 있다.The
센싱 모듈(1400)은 절연막(1440) 및 압전 필름(1460)을 포함할 수 있다. 또한, 센싱 모듈(1400)은 도3에는 도시되어 있지 않지만 접착층(1420)을 더 포함할 수 있다.The
접착층(1420)은 부착 부위(2)에 호흡 센싱 디바이스(1000)가 부착될 수 있도록 접착력을 제공할 수 있다. 또한 접착층(1420)은 전도성을 띔으로써 압전 필름(1460)을 신체에 접지시키기 위한 전기적 통로로 기능할 수도 있다.The
절연막(1440)은 압전 필름(1460)과 접착층(1420)을 전기적으로 절연시킴으로써 환자(1)의 신체에서 발생하는 심전도(ECG: EletroCardioGram) 신호 및 근전도(EMG: ElectroMyoGraphy) 신호 등으로 인한 외부 영향을 차단 내지 감소시킬 수 있다.The insulating
압전 필름(1460)은 접착층(1420) 및 절연막(1440)을 통해 전달된 진동에 대응하여 전기적 신호를 발생시킬 수 있다.The
구체적으로, 접착층(1420)은 접착성 물질을 포함할 수 있다. 접착성 물질은 진동 측정 시에는 호흡 센싱 디바이스(1000)가 부착 부위(2)의 표면과 간극 없이 밀착될 수 있는 접촉력을 제공하되, 진동 측정 후에는 외력에 의해 호흡 센싱 디바이스(1000)가 쉽게 분리될 수 있는 정도의 접촉력을 제공할 수 있다. 접착성 물질은 접착층(1420)의 전체 면적에 도포될 수도 있고, 또는 접착층(1420) 일부에만 도포될 수도 있다.Specifically, the
접착층(1420)은 부착 부위(2) 표면의 굴곡 및 형태에 따라서 그 형상이 유연하게 변형될 수 있도록, 접착층(1420)은 유연한 재질로 구성될 수 있다. 이로써 접착층(1420)이 신체에 접촉하는 표면적이 증가할 수 있다. 이에 따라 접착층(1420)과 신체 간의 접착력이 증가할 수 있다. 또한 이에 따라 부착 부위(2)에서 전달되는 진동이 효과적으로 접착층(1420)으로 전달될 수 있다.The
또한, 접착층(1420)은 부착 부위(2)의 진동을 절연막(1440)을 통해 압전 필름(1460)까지 전달하는 기능을 한다. 이때 접착층(1420)이 상층의 레이어로 전달하는 진동은 선택적일 수 있다. 예를 들면, 접착층(1420)은 호흡으로 인한 진동의 주파수를 갖는 파는 투과를 허용하되, 이외의 주파수를 갖는 파는 차단할 수 있다. 즉, 접착층(1420)은 부착 부위(2)에서 전달되는 진동에 대한 일종의 밴드패스 필터(band-pass filter)로서 기능할 수 있다. 이로써, 접착층(1420)에 의해 센싱 감도가 향상될 수 있다. 이에 대해서는 후에 더 자세히 설명한다.The
접착층(1420)은 인체에 무해한 재질로 구성될 수 있다. 특히 접착성 물질은 인체에 분리 후 일부분이 인체에 남을 수도 있는 만큼 인체에 무해한 재질로 구성되는 것이 중요할 수 있다.The
구체적으로 절연막(1440)은 절연 물질로 구성되어서 압전 필름(1460)을 절연시킬 수 있다. 특히, 절연막(1440)은 압전 필름(1460)과 접착층(1420)의 접촉을 방지함으로써 압전 필름(1460)을 절연시킬 수 있다. 절연막(1440)에 의해 신체로부터 발산되는 전자기파가 압전 필름에 도달하는 것이 차단됨으로써 전자기파에 의한 영향이 최소화될 수 있다. 이에 대해서는 더 후술하기로 한다.Specifically, the insulating
또한, 절연막(1440)은 접착층(1420)을 통해 전달된 진동을 압전 필름(1460)으로 재전달할 수 있다.In addition, the insulating
또한, 절연막(1440)은 부착 부위(2)의 굴곡에 맞게 유연하게 그 형상이 변형될 수 있다. 이러한 형상의 변형은 접착층(1420)으로부터 전달된 진동을 압전 필름(1460)으로 재전달하는 데 도움을 줄 수 있다.Further, the insulating
한편, 절연막(1440)의 일 영역에서는 압전 필름(1460)이 접착층(1420)을 통해 신체에 접지될 수 있다. 압전 필름(1460)은 전기 용량이 큰 신체와 접지됨으로써 기준 전위을 설정하는 것이 용이해지고, 신호의 노이즈를 감소시킬 수 있다.On the other hand, in one region of the insulating
또한, 구체적으로 압전 필름(1460)은 상부 전극(1480a), 압전 소재(1470) 및 하부 전극(1480b)을 포함할 수 있다. 상부 전극(1480a), 압전 소재(1470) 및 하부 전극(1480b)은 박막 형태로 제공될 수 있고, 서로 주면을 마주보면서 포개짐으로 인해 축전기(Capacitor)와 유사한 역할을 할 수 있다. 압전 소재(1470)는 압전 효과에 의해 외력에 대응하여 상부 전극(1480a) 및 하부 전극(1480b)에 전위차를 발생시킬 수 있다. 상부 및 하부 전극(1480b)에는 전위차에 따라 전기적 신호가 발생할 수 있다.In addition, specifically, the
압전 효과(Piezoelectric effect)는 압전 결정에 압력 또는 비틀림 힘이 작용함으로써 결정의 상대하는 두 면 사이에 전압이 발생하는 현상을 말한다. 또는 이에 대한 역 현상으로서, 두 면 사이에 전압을 부여함으로써 그 전압의 주파수에서 변화하는 일그러짐이 발생하는 현상을 가리킨다. 압전 효과의 성질은 고체 안에서 전기 쌍극자 모멘트가 발생하는 것과 깊은 연관이 있다. 기계적인 힘이 가해졌을 때 편극이 변화하는 것은, 외부 응력의 영향으로 분자 배열 방향이 변화하여 쌍극자 모멘트의 방향이 바뀜에 따라 발생하는 것이기 때문이다. 이러한 압전 효과를 나타내는 물질로는, 자연적으로 존재하는 석영, 베르리나이트(Berlinite), 자당, 황옥 및 전기석 등이 있고, 인공 압전 물질로는 인산화 갈륨, 랑가사이트(Langasite) 또는 PZT 및 산화 아연 등을 비롯한 페로브스카이트(Perovskite)구조와 텅스텐-브론즈(Tungsten-bronze)구조를 한 세라믹스 등이 있다. 그 중 대표적으로 널리 사용되고 압전 효과가 우수한 물질은 폴리플루오린화비닐리덴(Polyvinylidene fluoride, PVDF)으로서, 석영보다 몇 배나 큰 압전 효과를 일으킬 수 있다. Piezoelectric effect refers to a phenomenon in which a voltage is generated between two opposing surfaces of a crystal due to the action of a pressure or a twisting force on the piezoelectric crystal. Or a reverse phenomenon thereof, a phenomenon occurs in which a voltage is applied between two surfaces to cause a distortion that varies at the frequency of the voltage. The nature of the piezoelectric effect is closely related to the occurrence of electric dipole moments in solids. The reason why the polarization changes when the mechanical force is applied is that the direction of the molecular arrangement changes due to the influence of the external stress, and this is caused by the change of the direction of the dipole moment. Examples of the material exhibiting such a piezoelectric effect include naturally occurring quartz, berylite, sucrose, topaz and tourmaline. Examples of the artificial piezoelectric material include gallium phosphide, Langasite or PZT and zinc oxide A perovskite structure including a tungsten-bronze structure, and the like. Among them, polyvinylidene fluoride (PVDF), which is widely used and has excellent piezoelectric effect, can cause piezoelectric effect several times larger than quartz.
압전 소재(1470)는 상술한 압전 물질 중에서 선택되는 물질일 수 있다.The
커버(1600)는, 접착층(1420)을 덮는 구성이다. 커버(1600)는 호흡 센싱 디바이스(1000)가 부착 부위(2)에 부착되기 이전에는 접착층(1420)이 외부 물질에 노출되는 것을 방지함으로써 접착력을 양질로 유지시킬 수 있다. 커버(1600)는 호흡 센싱 디바이스(1000)가 부착되기 직전에 제거됨으로써 접착층(1420)을 외부로 노출시키고, 접착층(1420)이 피부에 접촉 부착되도록 한다. 커버(1600)는 적은 정도의 외력에는 벗겨지지 않도록 접착층(1420)과 일정 수준의 접착력을 가질 수 있다. 그러나 한편으로는 일정 크기 이상의 외력에 쉽게 벗겨질 수 있도록 일정 수준 이하의 접착력으로 접착층(1420)과 접해 있어야 하며, 벗겨질 때 파손되지 않도록 일정한 장력 및 전단력을 견딜 수 있는 재질로 구성될 수 있다.The
인터페이스 디바이스(2000)는 센싱 모듈(1400)로부터 수신한 압전 신호를 처리하여 호흡 신호를 생성할 수 있다. The
구체적으로 인터페이스 디바이스(2000)는 전기적 신호로부터 호흡 상태를 파악하기 위한 각종 알고리즘을 수행하거나 상기 알고리즘을 수행하기 위해 상기 전기적 신호에 대한 노이즈 제거를 비롯한 각종 전처리 작업을 수행할 수 있다. 상술한 과정에 따라 획득된 분석 결과에 의해 인터페이스 디바이스(120)는 환자(1)의 호흡 상태를 파악하여 호흡 신호를 생성할 수 있다.Specifically, the
인터페이스 디바이스(2000)가 호흡 센싱 디바이스(1000)로부터 수신하는 전기적 신호인 압전 신호에는 환자(1)의 호흡과 무관하게 발생하는 각종 진동으로 인한 성분이 포함될 수 있다. 이러한 성분에는 예를 들어, 의도치 않게 환자(1)의 기도를 터치하는 내시경 및 수술 기구에 의해 발생한 진동이 있을 수 있다. 또는 노이즈는 환자(1)가 침을 삼킬 때 발생하는 진동일 수 있다. 또는 노이즈는 환자(1)의 갑작스런 움직임에 의해 발생하는 진동일 수 있다.The piezoelectric signal, which is an electrical signal that the
인터페이스 디바이스(2000)의 전처리 작업의 일 예를 들면, 상술한 호흡과 무관한 진동으로 인한 성분을 전기적 신호로부터 제거하는 노이즈 필터링 작업이 있을 수 있다.One example of the preprocessing operation of the
인터페이스 디바이스(2000)가 획득하는 호흡 상태에 관한 정보는 예를 들면, 무호흡 상태, 코골이 상태, 호기 유속, 1회 호흡량 등 호흡과 관련된 특징일 수 있다. 나아가, 인터페이스 디바이스(2000)는 환자(1)의 건강 상태를 진단할 수도 있다. 예를 들면, 호흡 관련 특징 중 무호흡 시간이 일정 시간 이상 지속(apnea)되거나, 호흡이 저하(hypopnea)되거나 또는 상부 기도 저항 증후군(UARS: Upper Airway Resistance Syndrome) 상태에 진입하는 등의 이상 징후 또는 질병을 진단할 수 있다.The information about the breathing state acquired by the
또 인터페이스 디바이스(2000)는 환자(1)의 호흡 상태를 통해 환자(1)의 건강 상태에 이상이 발생하는 것을 감지하고, 이에 관한 호흡 신호를 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 전송할 수 있다. 일 예로 인터페이스 디바이스(2000)는 호흡 이상 상태나 무호흡 상태가 계속되는 경우, 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 호흡 이상 상태나 무호흡 상태에 해당한다는 정보를 포함하는 신호를 전송할 수 있다.Further, the
보다 구체적으로는, 압전 신호가 인터페이스 디바이스(2000)에서 감지된 시간 간격이 제1 미리 정해진 시간 간격(time interval)을 초과하거나 기준시간 당 압전 신호가 인터페이스 디바이스(2000)에서 감지된 횟수가 제1 미리 정해진 횟수 미만인 경우, 인터페이스 디바이스(2000)는 환자(1)의 기도가 확보되지 않았다고 판단하고, 이에 대한 정보를 포함하는 신호를 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 전송할 수 있다. 이 경우, 제1 미리 정해진 시간 간격 및 제1 미리 정해진 횟수는 환자(1)의 상태와 환자(1)에게 행해지는 진정(Sedation)법에 따라 상이하게 변경될 수 있다.More specifically, the number of times the piezoelectric signal is sensed by the
또한, 압전 신호가 인터페이스 디바이스(2000)에서 감지된 시간 간격이 제2 미리 정해진 시간 간격을 초과하거나 기준시간 당 압전 신호가 인터페이스 디바이스(2000)에서 감지된 횟수가 제2 미리 정해진 횟수 미만인 경우, 인터페이스 디바이스(2000)는 환자(1)가 수면 무호흡 상태라고 판단하고, 이에 대한 정보를 포함하는 신호를 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 전송할 수 있다. 이 경우, 제2 미리 정해진 시간 간격 및 제2 미리 정해진 횟수는 환자(1)의 나이, 병력, 성별, 체중 및 환자(1)에게 행해지는 진정(Sedation)법에 따라 상이하게 변경될 수 있다. 물론, 나열한 상기 조건 외에도 다양한 조건이 추가될 수 있다. 단, 상기 제2 미리 정해진 시간 간격은 상기 제1 미리 정해진 시간 간격 보다 클 수 있다.Also, if the time interval sensed by the
또한, 인터페이스 디바이스(2000)는 압전 신호가 제3 미리 정해진 조건에 해당하는 경우, 환자(1)가 코골이 상태인 정보를 포함하는 호흡 신호를 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 전송할 수 있다. 이 경우, 제3 미리 정해진 조건은 압전 신호의 진폭의 크기가 미리 정해진 수치를 초과하는 경우이며, 미리 정해진 수치는 환자(1)의 나이, 병력, 성별 및 체중 중 적어도 하나에 의하여 상이하게 변경될 수 있다. 물론, 나열한 상기 조건 외에도 다양한 조건이 추가될 수 있다.In addition, the
인터페이스 디바이스(2000)는 상술한 기능들을 수행하기 위한 정보 연산 장치일 수 있다. 인터페이스 디바이스(2000)는 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 인터페이스 디바이스(2000)는 하드웨어적으로는 데이터를 저장 및 처리하는 정보 처리 장치일 수 있고, 소프트웨어적으로는 회로를 구동시키는 프로그램이나 코드 형태로 제공될 수 있다.The
인터페이스 디바이스(2000)는 하나 이상의 호흡 센싱 디바이스(1000) 또는 기타 센싱 디바이스(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 각 호흡 센싱 디바이스(1000)는 동일한 환자(1)의 상이한 신체 일부분에 부착될 수 있고, 또한 다른 외부 기기는 산소 포화도를 측정하는 맥박 산소 측정기(1700)일 수 있다. 호흡 센싱 디바이스(1000)는 다른 호흡 센싱 디바이스(1000) 또는 외부 디바이스에서 수신된 정보를 독립적으로 처리하거나 또는 상호 연관지어서 관련 연산을 수행할 수도 있다.The
또한, 인터페이스 디바이스(2000)는 하나 이상의 혈압 측정 장치와 연결될 수 있다. 예를 들면, 상완용 혈압계(1800) 및 손목용 혈압계(1900) 중 적어도 하나는 호흡 센싱 디바이스가 부착된 환자의 신체 일부분에 부착될 수 있다. 이 경우, 인터페이스 디바이스(2000)는 호흡 센싱 디바이스에서 수신된 호흡 정보와 혈압 측정 장치에서 수신된 혈압 정보를 독립적으로 처리하거나 또는 상호 연관지어서 관련 연산을 수행할 수 있다.In addition, the
인터페이스 디바이스(2000)는 하나 이상의 호흡 모니터링 디바이스(3000)과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 인터페이스 디바이스(2000)는 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 환자(1)의 호흡 신호를 전송할 수 있다.The
인터페이스 디바이스(2000)가 호흡 모니터링 디바이스(3000)와 무선으로 연결되는 경우, 인터페이스 디바이스(2000)은 블루투스, 직비 및 와이파이 중 적어도 하나를 이용하여 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 호흡 신호를 전송할 수 있다. 물론, 상기 통신 방법으로 제한되는 것은 아니고, 호흡 신호를 무선으로 보낼 수 있는 방법이라면 제한 없이 사용 가능하다.When the
인터페이스 디바이스(2000)는 배터리(2100), 콘트롤러(2200), 제1 전원 케이블(2120), 제1 통신 케이블(2220) 및 통신 모듈(2300)을 포함할 수 있다.The
콘트롤러(2200)는, 전기 신호를 수신하고, 처리하는 구성이다.The
콘트롤러(2200)는 센싱 모듈(1400)으로부터 전기적 신호인 압전 신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 압전 신호는 제1 통신 케이블(2220)을 통하여 센싱 모듈(1400)로부터 콘트롤러(2200)에 전송될 수 있다. 제1 통신 케이블(2220)의 일단은 압전 필름(1460)과 연결되고, 타단은 콘트롤러(2200)과 연결될 수 있다. 제1 통신 케이블(2220)이 압전 필름(1460)가 연결되는 위치는 도 8 내지 도 10 에서 보다 자세히 설명한다.The
제1 통신 케이블(2200)으로 연결됨으로써, 콘트롤러(2200)가 압전 필름(1460)과 물리적으로 이격된다. 이 경우에, 콘트롤러(2200)에 의하여 압전 필름(1460)에 발생되는 노이즈가 감소될 수 있다. 즉, 콘트롤러(2200)에 의한 전기적 영향이 양 전극(1480a, 1480b) 간의 정전 용량을 교란시키지 않을 수 있다. 예를 들면, 콘트롤러(2200)과 압전 필름(1460)이 오버랩되는 경우, 콘트롤러(2200)의 질량 및 부피로 인하여 압전 필름(1460)의 진동 센싱 감도에 영향을 미칠 수 있는 노이즈가 초래될 수 있다. 또는, 콘트롤러(2200)은 회로 기판의 일반적 특성상 경성의 재질이 될 수 있는데, 이때 경성의 콘트롤러(2200)와 연성의 압전 필름(1460)이 각각 진동에 따라 반응하는 정도가 다를 수 있고, 이로 인하여 진동 시 콘트롤러(2200) 및 압전 필름(1460) 사이에 간극이 발생할 수 있다. 이는 노이즈의 원인이 될 수 있다. 따라서, 콘트롤러(2200)과 압전 필름(1460)이 제1 통신 케이블(2220)을 이용하여 이격된 거리에서 연결됨으로써, 상술한 잠재적 노이즈 원인들은 감소 또는 제거될 수 있다.By being connected to the
콘트롤러(2200)는 회로 기판을 포함할 수 있다.The
회로 기판은 신호를 수신하고, 처리하는 구성이다. 회로 기판에는 신호 처리에 필요한 각종 전자 장치들이 배치될 수 있다. 회로 기판은 신체 굴곡에 따라 휘어지는 유연한 재질일 수도 있고, 일반적 경성의 PCB(Printed Circuit Board)일 수도 있다. 물론, 회로 기판로 유연성 인쇄 회로 기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)를 이용하는 것도 가능하다.The circuit board is a configuration for receiving and processing signals. Various electronic devices necessary for signal processing can be arranged on the circuit board. The circuit board may be a flexible material bent according to the bending of the body, or may be a general hard PCB (Printed Circuit Board). Of course, it is also possible to use a flexible printed circuit board (FPCB) as the circuit board.
콘트롤러(2200)는 수신한 전기 신호를 처리하는데 필요한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 콘트롤러(2200)는 수신한 전기적 신호에 대하여 노이즈 제거를 위한 처리를 수행할 수 있고, 이를 위한 노이즈 제거 회로를 포함할 수 있다.The
또는 콘트롤러(2200)은 센싱 모듈(1400)의 출력에 대한 임피던스 매칭을 수행할 수 있고, 이를 위한 FET 회로를 포함할 수 있다.Or the
또는 콘트롤러(2200)는 전기 신호를 증폭하는 동작을 수행할 수 있다.Or the
콘트롤러(2200)은 이후 가공된 전기 신호를 호흡 모니터링 디바이스(3000)에게 전송할 수 있다.The
배터리(2100)는 콘트롤러(2200)의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 이 경우, 배터리(2100)는 제1 전원 케이블(2120)을 통하여 센싱 모듈(1400)의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 제1 전원 케이블(2120)은 일단은 배터리와 연결되고, 타단은 압전 필름(1460)과 연결될 수 있다. 제1 전원 케이블(2120)이 압전 필름(1460)가 연결되는 위치는 도 8 내지 도 10 에서 보다 자세히 설명한다.The
제1 전원 케이블(2120)과 제1 통신 케이블(2220)은 별도의 독립된 케이블로 제공될 수 있다. 또한, 제1 전원 케이블(2120)과 제2 전원 케이블(2220)은 케이블 어셈블리구조로 설계되어, 별도의 전선을 가지지만 하나의 선으로 제공될 수도 있다.The
통신 모듈(2300)은 외부 기기로 호흡 신호를 전송할 수 있다. 이 경우에, 통신 모듈(2300)은 호흡 모니터링 디바이스(3000)로 호흡 신호를 전송할 수 있다. 통신 모듈(2300)은 케이블을 통해 유선 상으로 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 호흡 신호를 전송할 수 있다. 또한, 통신 모듈(2300)은 블루투스, 직비 및 와이파이 중 적어도 하나의 통신 수단을 이용하여 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 호흡 신호를 무선으로 전송할 수 있다.The
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스(1000)의 구조 및 각 구성에 관하여 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다. Hereinafter, the structure and configurations of the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스(1000)의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스(1000)의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스(1000)의 측단면도이고, 도 7는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스(1000)의 분해 측단면도이다.FIG. 4 is a perspective view of a
호흡 센싱 디바이스(1000)는 그 외관을 바라볼 때, 호흡 센싱 디바이스(1000)는 대체로 두께가 얇은 평판 형태일 수 있다.When the
호흡 센싱 디바이스(1000)는 위에서 내려다 보았을 때 사각형 형태로 제작될 수 있다. 구체적으로, 호흡 센싱 디바이스(1000)는 부착 부위(2)를 감쌀 수 있도록 일단이 더 긴 직사각형 형태일 수 있다.The
호흡 센싱 디바이스(1000)의 일 측에서는 케이블이 연결될 수 있다. 호흡 센싱 디바이스(1000) 상부의 일 영역은 케이블 돌출로 인하여 위쪽 방향으로 돌출된 형상일 수 있다. 도 4 내지 도 7에서는, 제1 전원 케이블(2120) 및 제1 통신 케이블(2220)을 각각 나누어 표현하였지만, 제1 전원 케이블(2120) 및 제1 통신 케이블(2220)은 케이블 어셈블리 형태로 설계되어, 하나의 선으로 제공될 수도 있다.On one side of the respiratory sensing device 1000 a cable can be connected. One region above the
호흡 센싱 디바이스(1000)는 커버(1600), 절연막(1440), 압전 필름(1460) 및 케이스(1200)가 최하층부터 최상층까지 순서대로 적층된 구조일 수 있다. The
즉, 호흡 센싱 디바이스(1000)는 최하층에 커버(1600)가 위치하고, 커버(1600) 위에 압전 필름(1460) 이 위치하며, 최상층에 케이스(1200)가 위치하는 적층 구조일 수 있다.That is, the
호흡 센싱 디바이스(1000)는 접착층(1420)을 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 접착층(1420)은 커버(1600)위에 위치하고, 접착층(1420)위에 압전 필름(1460)이 위치할 수 있다.The
커버(1600)는 박막 형태로 제공될 수 있다. 커버(1600)는 위에서 보았을 때 접착층(1420)의 면적과 동일하거나 그보다 큰 면적을 가질 수 있다.The
접착층(1420)은 박막 형태로 제공될 수 있다. 접착층(1420)은 접착성, 전도성 및 유연성을 모두 구비하는 겔 상의 물질로 제공될 수 있다. 여기서, 겔 상의 물질의 예로는, 하이드로 겔이 이용될 수 있다. 하이드로 겔의 예로는 아가로스 겔을 들 수 있다. 겔은 다공성 망상 구조를 갖는 물질로서, 외력에 의해 그 형태가 유연하게 변경될 수 있다. 또한, 그 중 하이드로 겔은 그 망상 구조 내부에 물을 포함하기 때문에 전기 전도성을 가질 수 있다. 또한, 겔은 망상 구조를 이루는 크로스링킹으로 인해 접착성을 가질 수도 있다.The
한편, 접착층(1420)을 구성하는 겔 상의 물질은 부착 부위(2)에 호흡 센싱 디바이스(1000)를 접착시키는 이외에도 하부 전극(1480b)의 접지를 위한 전기적 채널 기능과 호흡 진동에 대한 필터링 기능을 더 가질 수 있다. In addition to bonding the
절연막(1440)은 박막 형태로 제공될 수 있다. 절연막(1440)은 접착층(1420)과 압전 필름(1460) 사이에 개재될 수 있다. 위에서 보았을 때 절연막(1440)의 면적은 압전 필름(1460)의 면적 이상으로 제공될 수 있다. The insulating
절연막(1440)의 제조 원료 또는 두께 및 면적과 같은 제조상 스펙은 절연막(1440)의 절연성, 유연성 및 진동 전달률 등을 고려하여 결정될 수 있다.The manufacturing specifications of the insulating
한편, 절연막(1440)에는 관통공(1442)이 형성될 수 있다. 관통공(1442)은 압전 필름(1460)과 접착층(1420)을 전기적으로 연결함으로써, 압전 필름(1460)을 접착층(1420)을 통해 신체에 접지시키는 구성이다.On the other hand, a through
관통공(1442)은 절연막(1440)의 상면에서 하면까지 절연막(1440)을 관통하면서 연장되는 빈 공간일 수 있다. The through
관통공(1442)은 접착층(1420), 절연막(1440) 및 압전 필름(1460)이 포개지는 경우, 접착층(1420)과 압전 필름(1460)에 맞닿는 절연막(1440)의 일 영역에 형성될 수 있다. 이로써, 접착층(1420), 절연막(1440) 및 압전 필름(1460)이 밀착되어서 포개지는 경우, 관통공(1442)에 대응되는 접착층(1420)의 일부가 관통공(1442) 내부로 삽입되면서 압전 필름(1460)의 하부 전극(1480b)에 접촉될 수 있다(도 6 참조). 이로써 관통공(1442)에 대응되는 영역에서는 압전 필름(1460)과 접착층(1420)이 전기적으로 연결될 수 있다.The through
관통공(1442)은 대체로 원형의 단면을 갖는 실린더일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 그 단면이 다각형이거나, 슬릿 형태로 최소한의 단면을 갖는 형상일 수도 있다.The through
압전 필름(1460)은 압전 소재(1470), 상부 전극(1480a) 및 하부 전극(1480b)을 포함할 수 있다. 압전 소재(1470), 상부 전극(1480a) 및 하부 전극(1480b)은 박막 형태일 수 있다. 상부 전극(1480a)은 압전 소재(1470)의 상면에 형성되고, 하부 전극(1480b)은 압전 소재(1470)의 하면에 형성될 수 있다. The
압전 필름(1460)의 구조 및 각 구성 요소의 형태 등에 대해서는 이후 더 자세히 설명하기로 한다.The structure of the
케이스(1200)는 호흡 센싱 디바이스(1000)의 최상면에 위치할 수 있다. 케이스(1200)는 대체로 박막 형태일 수 있다. 케이스(1200)는 위에서 보았을 때 절연막(1440)과 동일하거나 절연막(1440) 이상의 면적을 가질 수 있다. 케이스(1200)는 절연막(1440)을 위에서 덮으면서 포개질 수 있고, 그 사이에 압전 필름(1460)이 개재될 수 있다.The
케이스(1200)에는 케이블이 관통되는 구멍이 형성될 수 있다. 도 4내지 도 7에서는 케이블이 관통되는 구멍이 케이스(1200)의 상단에 형성되었으나, 케이블이 관통되는 구멍은 케이스(1200)의 측면에 형성될 수도 있다.The
이하에서는 압전 필름(1460)에 대하여 도 8 내지 도 10을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 압전 필름(1460)의 상면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 압전 필름(1460)의 배면도이고, 도 10는 본 발명의 실시예에 따른 압전 필름(1460)의 측면도이다.FIG. 8 is a top view of a
압전 필름(1460)은 압전 소재(1470)와 압전 소재(1470) 상면에 적층되는 상부 전극(1480a) 및 압전 소재(1470) 하면에 형성되는 하부 전극(1480b)을 포함할 수 있다. 상부 전극(1480a) 및 하부 전극(1480b)은 각각 압전 소재(1470)의 상면 및 하면의 일부 또는 전체를 덮을 수 있다.The
상부 전극(1480a)과 하부 전극(1480b)의 면적, 두께, 형태 및 재질 등은 각각 서로 동일할 수도 있으나 서로 상이할 수도 있다. The area, thickness, shape, material, etc. of the
압전 소재(1470)는 사각형의 박막 형태일 수 있다. The
양 전극(1480a, 1480b)은 위에서 내려다 보았을 때, 사각형 몸체와, 사각형의 일 측에서 외곽으로 연장되는 영역을 포함하는 형태일 수 있다.Both
양 전극(1480a, 1480b)은 대향부(1482), 접지부(1486) 및 단자부(1484)를 포함할 수 있다. Both
대향부(1482)는 각 전극(1480a, 1480b)이 압전 소재(1470)에 적층될 때 각 전극(1480a, 1480b)이 압전 소재(1470)를 사이에 두고 다른 전극을 마주보는 각 전극(1480a, 1480b)의 일 영역을 말한다. 각 전극(1480a, 1480b)의 대향부(1482)는 압전 소재(1470)와 직접적으로 접촉할 수 있다.The opposing portion 1482 is formed in such a manner that when the
상부 전극(1480a)의 대향부(1482a), 압전 소재(1470) 및 하부 전극(1480b)의 대향부(1482b)가 서로 오버랩되면서 적층되는 구조는 압전 필름(1460)의 센싱 영역을 형성한다. 센싱 영역은 축전기(Capacitor)와 유사한 거동을 보이면서 실질적으로 압전 효과에 의해 진동을 감지하고 이에 따른 전압이 발생하는 영역이다. 센싱 영역은 압전 필름(1460)에 전달되는 진동에 대응하여 압전 효과가 가장 효과적으로 발생하는 영역에 위치할 수 있다. A structure in which the opposing
센싱 영역은 압전 효과가 극대화될 수 있는 곳이라면, 압전 필름(1460)의 어느 곳에 위치해도 무방하다. 예를 들면, 센싱 영역은 압전 필름(1460)의 휘어짐을 잘 감지할 수 있도록 압전 필름(1460)의 중심부에 위치할 수 있다. The sensing region may be located anywhere on the
센싱 영역에는 압전 필름(1460)을 평평하게 유지하기 위한 일정 정도의 텐션이 제공될 수 있다. 상기 텐션은 압전 필름(1460)의 감도 향상에 영향을 줄 수 있다.The sensing region may be provided with a certain degree of tension to keep the
단자부(1484)는 인터페이스 디바이스(2000)의 제1 통신 케이블(2220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 단자부(1484)는 제1 통신 케이블(2220)을 통하여 인터페이스 디바이스(2000)의 콘트롤러(2200)과 연결될 수 있다. 이로써 단자부(1484)는 센싱 영역과 콘트롤러(2200)을 전기적으로 연결할 수 있고, 센싱 영역에서 발생된 전압 및 압전 신호를 콘트롤러(2200)로 전송할 수 있다.The terminal portion 1484 may be electrically connected to the
압전 필름(1460)의 주면에 수직한 방향에서 바라볼 때, 상부 전극의 단자부(1484a), 압전 소재(1470) 및 하부 전극의 단자부(1484b)는 서로 중복되며 적층되는 형태가 아닐 수 있다. 예를 들면, 양 전극(1480a, 1480b)의 단자부(1484) 사이에는 상기 압전 소재(1470)이 개재되지 않거나, 상기 양 전극(1480a, 1480b)의 단자부(1484)는 각각 서로 다른 영역에 위치할 수 있다, The
단자부(1484)는 대향부(1482)에서 외곽으로 연장되는 형태일 수 있다. 상부 전극(1480a)의 단자부(1484a)와 하부 전극(1480b)의 단자부(1484b)는 압전 필름(1460)의 동일한 일 측으로 연장되는 형태일 수 있다. 상기 단자부(1484)가 연장되는 방향은 제1 통신 케이블(2220)이 관통하는 방향일 수 있다. 이 때 상부 전극(1480a)의 단자부(1484a)와 하부 전극(1480b)의 단자부(1484b)는 동일한 일 측면에서 연장되되, 상기 일 측면의 다른 부분에서 연장될 수 있다. 예를 들면 상부 전극(1480a)의 단자부(1484a)가 대향부(1482a) 일 측의 왼쪽 영역에서 연장된다면, 하부 전극(1480b)의 단자부(1484b)는 같은 대향부(1482b) 일 측에 오른쪽 영역에서 연장될 수 있다. 이로써, 각 전극(1480a, 1480b)의 단자부(1484)가 제1 통신 케이블(2220)과 접속하는 것이 용이해질 수 있다. 또한, 각 전극(1480a, 1480b)의 단자부(1484)는 제1 전원 케이블(2120)과 접속하는 것이 용이해질 수 있다.The terminal portion 1484 may be shaped to extend from the opposing portion 1482 to the outside. The
접지부(1486)는 압전 필름(1460)의 접지를 위한 영역이다. 압전 필름(1460)은 대부분의 영역에서 절연막(1440)에 의해 절연되나, 접지부(1486)에서는 절연되지 않을 수 있다. 접지부(1486)를 통하여 하부 전극(1480b)은 전기 용량이 큰 물체와 전기적으로 접속됨으로써 전기적 안정성을 획득할 수 있다. The ground portion 1486 is an area for grounding the
접지부(1486)는 하부 전극(1480b)에의 일 영역에 형성될 수 있다. 접지부(1486)는 압전 필름(1460)과 절연막(1440)이 포개졌을 때, 절연막(1440)의 관통공(1442)과 위치적으로 대응되는 하부 전극(1480b)의 일 영역일 수 있다. 관통공(1442)은 절연막(1440)의 상면과 하면을 관통하면서 빈 공간을 형성하기 때문에, 관통공(1442)과 대응되는 접지부(1486)는 절연되지 않을 수 있다. The ground portion 1486 may be formed in one region of the
접지부(1486)가 전기적으로 연결되는 곳은 다양할 수 있다. 예를 들면 상기 접지부(1486)가 전기적으로 연결되는 곳은 환자(1)의 피부일 수 있다. 또는 상기 접지부(1486)가 전기적으로 연결되는 곳은 환자(1)의 피부와 연결된 접착층(1420)일 수 있다. 또는 상기 접지부(1486)가 전기적으로 연결되는 곳은 지면일 수 있다. 또는 상기 접지부(1486)가 전기적으로 연결되는 곳은 전기용량이 크고, 기준 전위가 설정된 외부 기기일 수 있다.The places where the grounding portions 1486 are electrically connected may vary. For example, the place where the grounding portion 1486 is electrically connected may be the skin of the
접지부(1486)는 단자부(1484)의 일 영역일 수도 있고, 또는 대향부(1482)의 일 영역일 수도 있다.The grounding portion 1486 may be one region of the terminal portion 1484 or one region of the opposing portion 1482. [
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 센싱 디바이스(1000)의 호흡 센싱 동작에 관하여 설명한다. Hereinafter, the respiratory sensing operation of the
도 11은 본 발명의 실시에에 따른 호흡 센싱 디바이스(1000)의 호흡 센싱 동작을 도시한 도면이다.11 is a view showing a breathing sensing operation of the
도 11을 참조하여, 실제 부착 부위(2)에 부착된 완전히 결합된 상태의 호흡 센싱 디바이스(1000)에서, 호흡으로 인해 발생된 진동이 각 층을 거쳐서 압전 필름(1460)으로 전달되는 경로 및 호흡 센싱 디바이스(1000)의 센싱 감도를 향상하기 위한 각 구성 요소의 역할을 살펴보면 다음과 같다.11, in the
먼저 진동이 전달되어서 전기적 신호로 변환되는 과정을 살펴본다.First, we examine the process in which vibration is transmitted and converted to an electrical signal.
호흡 센싱 디바이스(1000)는 접착층(1420)을 통해 부착 부위(2)에 접착(밀착)될 수 있다. 호흡으로 인해 발생된 진동은, 접착층(1420)으로 전달될 수 있다. 이 때 접착층(1420)은 상술한 바 있듯이 겔의 형태일 수 있고, 예를 들면, 하이드로 겔의 일종인 아가로스 겔일 수 있다. 상술한 바 있듯이, 겔은 부착 부위(2)의 굴곡에 맞게 형태가 변형되면서 최대의 표면적으로 부착 부위(2)에 밀착될 수 있다. 더 자세히 후술하겠지만, 겔은 호흡으로 인해 발생된 진동만을 선택적으로 상층의 레이어로 투과시킬 수 있다. 기타의 진동은 일종의 노이즈로서 겔에 의해 그 전달이 차단될 수 있다.The
겔을 투과한 호흡으로 인한 진동은 절연막(1440)을 역시 투과하여 압전 필름(1460)으로 전달될 수 있다. 이 때 절연막(1440) 또한 유연하게 휘어지면서 하면의 접착층(1420) 및 상면의 압전 필름(1460)과 간극 없이 밀착할 수 있다. Vibration due to breathing through the gel can be transmitted to the
호흡으로 인해 발생한 진동은 절연막(1440)을 통해서 압전 필름(1460)으로 전달될 수 있다. 압전 필름(1460)은 진동에 따른 외력을 받고, 이에 따라 센싱 영역의 상부 전극(1480a) 및 하부 전극(1480b) 사이에 전압이 발생된다. 이 때 하부 전극(1480b) 내 접지부(1486)는 관통공(1442)을 통해 접착층(1420)에 전기적으로 연결된 상태일 수 있다. 발생된 전기적 신호인 압전 신호는 단자부(1484)를 통해 제1 통신 케이블(2220)로 전송될 수 있다. 즉, 발생된 압전 신호는 제1 통신 케이블(2220)을 통해 인터페이스 디바이스(2000)의 콘트롤러(2200)로 전송될 수 있다.The vibration caused by the breathing can be transmitted to the
이 때 센싱 감도 향상에 기여하는 접착층(1420) 및 절연막(1440)의 역할을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the role of the
절연막(1440)은 압전 필름(1460)의 표면적을 덮으면서 압전 필름(1460)을 절연할 수 있고, 이로써 신체로부터 발산되는 전자기파의 영향을 최소화 시킬 수 있다. The insulating
호흡으로 인한 진동은 미세하기 때문에 매우 정밀한 센싱 감도를 요구한다. 따라서 신체에서 발산되는 전자기파의 크기가 미약한 정도일지라도, 호흡 센싱 감도에 영향을 미칠 수 있고, 이러한 영향은 신체 표면과 압전 필름(1460)이 전기적으로 접속되는 면적이 넓어질수록 더욱 심화될 수 있다.Because the vibration due to breathing is minute, very precise sensing sensitivity is required. Therefore, even if the magnitude of the electromagnetic waves radiated from the body is small, it may affect the sensitivity of the breathing sensation. Such an influence may be further exacerbated as the area where the body surface and the
구체적으로, 상면 및 하면에 전극(1480a, 1480b)이 부착된 압전 소자(1470)은 일종의 캐패시터(capacitor)와 유사한 거동을 보일 수 있다. 즉, 압전 효과가 발생하면 상부 전극(1480a)에서 하부 전극(1480b)을 향하는 방향으로 혹은 그와 반대되는 방향으로 전자기장이 생성될 수 있다. 호흡 센싱 디바이스(1000)의 부착 형태를 고려할 때, 이러한 전자기장의 방향은 신체로부터 발산되는 전자기파의 방향과 일치할 수 있다. 이로써 신체로부터 발산되는 전자기파가 압전 효과에 미치는 악영향이 심화될 수 있다. Specifically, the
이에 대한 해결책으로, 절연막(1440)은 압전 필름(1460)이 신체 표면을 향해 노출되는 영역을 최소화함으로써(접지를 위한 관통공(1442)의 영역만을 노출시킴) 신체로부터 발산되는 전자기파를 효과적으로 차단할 수 있다.As a solution to this, the insulating
한편, 절연막(1440)에 구비된 관통공(1442)을 통해서 압전 필름(1460)이 접착층(1420) 내지는 신체에 접지됨으로써, 센싱 감도가 증가할 수 있다. Meanwhile, since the
신체는 상대적으로 거대한 전기 용량을 가지므로, 호흡 센싱 디바이스(1000)에 전기적 안정성을 부여할 수 있다. 또한 접지를 통해서 압전 필름(1460)은 기준 전위을 설정할 수 있다.Since the body has a relatively large electric capacity, the
접지를 위한 신체와의 접속은 전기적으로 연결되는 것으로 충분하기 때문에 접지 효과는 접지되는 영역의 면적과는 무관할 수 있다. 그런데 상술한 것처럼 접지를 위한 관통공이 커지면 신체로부터 발산되는 전자기파에 의한 영향이 커질 수 있기 때문에, 이를 고려하면 관통공의 면적을 최소화하는 것이 유리할 수 있다.Since the connection to the body for grounding is sufficient to be electrically connected, the grounding effect may be independent of the area of the area to be grounded. However, if the through-hole for grounding is enlarged as described above, the influence of the electromagnetic wave radiated from the body can be increased. Therefore, it may be advantageous to minimize the area of the through-hole.
또한, 언급한 바 있듯이 접착층(1420)이 상층의 레이어로 전달하는 진동은 선택적일 수 있다. 접착층(1420)은 선택적으로 일정한 주파수의 진동을 투과 허용 및 전달하되, 일정한 주파수의 진동을 차단할 수 있다. 즉, 접착층(1420)은 밴드 패스 필터(Band pass filter)로서 활용될 수 있다. 다시 말하면, 접착층(1420)은 피부로부터 전달되는 진동의 반사 및 손실을 방지하기 위하여 피부와의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 특히, 겔은 연성이고 흐물흐물한 성질을 가지므로, 특정한 주파수의 진동은 투과시키되 다른 특정한 주파수의 진동에 대해서는 전달력을 약화시켜서 흡수하는 경향을 가질 수 있다.Also, as mentioned, the vibration transmitted by the
접착층(1420)에 의해 전달되거나 또는 차단되는 진동의 주파수는, 접착층(1420)의 물질적 특성 또는 접착층(1420)의 두께 및 면적과 같은 제조상 특징에 의해 결정될 수 있다. 따라서 접착층(1420)의 원료 및 제조상 스펙 등은 감지하고자 하는 진동 주파수 및 노이즈의 진동 주파수를 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들면 접착층(1420)의 두께는 호흡과 관련된 진동 주파수를 효과적으로 상층 레이어로 전달시키되, 호흡과 무관한 진동 주파수는 효과적으로 차단할 수 있도록 최적화된 두께로 설계될 수 있다. 다른 예로, 접착층(1420)의 성분은 호흡과 관련된 진동 주파수를 효과적으로 상층 레이어로 전달시키되, 호흡과 무관한 진동 주파수는 효과적으로 차단할 수 있도록 최적화된 성분 및 성분비를 고려하여 설계될 수 있다.The frequency of the vibration transmitted or blocked by the
접착층(1420)이 투과 허용 및 전달하는 진동은 호흡 센싱 디바이스(1000)가 감지하고자 하는 진동일 수 있다. 예를 들면, 호흡 센싱 디바이스(1000)가 울대뼈에 부착되어 호흡 시 울대뼈의 진동을 감지하기 위한 것이라면, 접착층(1420)이 투과 및 전달시키는 진동은 호흡 시 발생하는 울대뼈의 진동일 수 있다. The vibration allowed and transmitted by the
접착층(1420)이 차단하는 진동은 호흡 센싱 디바이스(1000)가 감지하고자 하는 진동과 무관한 노이즈일 수 있다. 예를 들면, 호흡 센싱 디바이스(1000)가 울대뼈에 부착되어 호흡 시 울대뼈의 진동을 감지하기 위한 것일 때, 노이즈는 호흡과 무관한 진동일 수 있다. 구체적으로 노이즈는 기도를 지나면서 의도치 않게 기도를 터치하는 내시경 및 수술 기구에 의해 발생한 진동일 수 있다. 또는 노이즈는 환자(1)가 침을 삼킬 때 발생하는 진동일 수 있다. 또는 노이즈는 환자(1)의 갑작스런 움직임에 의해 발생하는 진동일 수 있다.The vibration that the
상술한 바 있듯이, 접착층(1420)은 호흡 센싱 디바이스(1000)에게 충분한 접착력을 제공하기 위해서 충분히 긴 길이로 형성되어 부착 부위(2)에 접착될 수 있다. 예를 들면, 접착층(1420)이 신체에 부착되었을 때, 접착층(1420)은, 실제로 센싱하려는 호흡 관련 진동이 발생되는 타겟 영역뿐만 아니라 그 주변부에도 부착될 수 있다. 여기서 접착층(1420)이 주변부에 부착되는 것은 호흡 센싱 디바이스(1000)에게 더 강한 접착력을 제공하기 위함이다. 그러나 때때로, 이러한 주변부는 센싱하려는 진동 신호에게 노이즈를 제공하기도 한다. 주변부에서도 호흡과 무관하거나 또는 호흡과 관련되지만 그 신뢰성이 떨어지는 움직임이 발생할 수가 있기 때문이다. 주변부에서 발생한 이러한 움직임은 접착층(1420)을 통해 압전 필름(1460)로 전달되어 노이즈로서 작용할 수 있다.As described above, the
이를 해결하기 위해서, 접착층(1420)은 접착성 물질이 도포된 영역과 접착성 물질이 도포되지 않은 영역을 구비할 수도 있다. 접착성 물질의 미도포 영역은 주변부에서 발생되어 전달되는 진동을 차단하는 역할을 할 수 있다. 접착성 물질 미도포 영역은 하나 또는 복수 개로 구비될 수 있다.To solve this problem, the
이상에서 설명한 과정을 통해 호흡 센싱 디바이스(1000)는 노이즈를 최소화하면서 호흡으로 인한 진동을 센싱할 수 있다.Through the process described above, the
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 맥박 산소 측정기의 사용 상태를 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 상완용 혈압계의 사용 상태를 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 손목용 혈압계의 사용 상태를 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 모니터링 시스템의 다른 개략도이다.FIG. 12 is a view showing the use state of the pulse oximeter according to the embodiment of the present invention, FIG. 13 is a view showing the use state of the upper arm blood pressure monitor according to the embodiment of the present invention, FIG. 15 is a schematic view of a respiratory monitoring system according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 인터페이스 디바이스(2000)는 호흡 센싱 디바이스(1000)뿐만 아니라 다른 종류의 장치와도 연결될 수 있다.12 to 14, the
도 12를 참조하면, 인터페이스 디바이스(2000)는 혈액의 산소포화도를 측정하는 맥박 산소 측정기(1700)과 전기적으로 연결될 수 있다. 맥박 산소 측정기(1700)는 반도체 소자에서 두개의 다른 파장의 빛을 손가락의 일 지점에 발사하여 혈액의 산소포화도를 비혈관적으로 측정하는 장치이다. Referring to FIG. 12, the
이 경우에, 인터페이스 디바이스(2000)는 제2 통신 케이블(2240)을 통하여 맥박 산소 측정기로부터 발생된 산소포화도에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신할 수 있다.In this case, the
맥박 산소 측정기(1700)는 별도의 배터리를 포함할 수 있다. 또한, 맥박 산소 측정기(1700)에는 별도의 배터리가 포함되지 않을 수 있다. 이 경우에, 인터페이스 디바이스(2000)는 제2 전원 케이블(2140)을 통하여 맥박 산소 측정기(1700)로 전원을 공급할 수 있다.The
인터페이스 디바이스(2000)는 맥박 산소 측정기(1700)를 통하여 측정된 산소포화도에 관한 정보를 더 고려하여 호흡 신호를 생성할 수 있다. 이 경우에, 호흡 센싱 디바이스(1000)는 호흡으로 즉시 발생하는 신호를 측정하나, 맥박 산소 측정기(1700)는 혈액의 산소포화도를 측정하므로 인해 발생하는 시간적 차이를 이용하여 호흡 신호를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로는, 혈액의 산소포화도의 변화는 호흡 이상이 발생한 이후에야 발생하게 되므로, 호흡 센싱 디바이스(1000)에서 측정되는 호흡 신호 보다는 반응이 느릴 수 있다. 따라서, 인터페이스 디바이스(2000)는 호흡 센싱 디바이스(1000)에서 발생된 압전 신호를 처리하되, 맥박 산소 측정기(1700)에 의하여 혈액의 산소포화도의 변화가 발견되면 이를 압전 신호보다 우선하여 호흡 신호에 반영할 수 있다.The
상완용 혈압계(1800)는 환자(1)의 상완에 부착되어 혈압을 측정하는 장치이다. 인터페이스 디바이스(2000)는 상완용 혈압계(1800)와 전기적으로 연결되어 상완의 혈압에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신할 수 있다. 이 경우에, 인터페이스 디바이스(2000)는 상완용 혈압계(1800)와 케이블을 통해 유선으로 연결될 수 있다.The upper arm blood pressure monitor 1800 is a device for measuring the blood pressure attached to the upper arm of the
또한, 상완용 혈압계(1800)는 외부로부터 별도의 전원을 공급받을 수도 있고, 인터페이스 디바이스(2000)의 배터리(2100)로부터 전원을 공급받을 수도 있다. 물론, 상완용 혈압계(18000)에 별도의 배터리가 설치되어 전원을 공급할 수도 있다.The upper arm blood pressure monitor 1800 may be supplied with power from an external source or may be supplied with power from the
인터페이스 디바이스(2000)는 상완용 혈압계에 설치될 수 있다. 이 경우, 인터페이스 디바이스(2000)의 콘트롤러(2200)가 상완용 혈압계(1800)의 상완의 혈압에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신할 수 있다.The
손목용 혈압계(1900)는 환자(1)의 손목에서 코로트코프음을 감지하여, 손목 혈압값에 해당하는 혈압을 측정하는 장치이다. 이 경우에, 손목용 혈압계(1900)는 어레이 센서 형태의 피에조 센서를 이용함으로써 코로트코프음을 감지하는 센서를 요골동맥에 정확하게 위치시킬 수 있다. 즉, 피에조 센서는 어레이 센서로 구현되어 손목형 혈압계의 착용감을 향상시킬 수 있고, 혈압계가 일정 부분 이탈되거나 어긋나더라도 정확한 혈압 측정을 할 수 있다.The wrist blood pressure monitor 1900 is a device for measuring the blood pressure corresponding to the wrist blood pressure value by detecting the cochlear sound from the wrist of the
손목용 혈압계(1900)는 손목의 요골동맥에서 손목 혈압값에 해당하는 혈압을 상완 혈압값을 반영하는 신호로 보정할 수 있다. The wrist blood pressure monitor 1900 can correct the blood pressure corresponding to the wrist blood pressure value in the radial artery of the wrist using a signal reflecting the upper arm blood pressure value.
인터페이스 디바이스(2000)는 손목용 혈압계(1900)와 전기적으로 연결되어 상완 혈압값을 반영하는 신호를 수신할 수 있다. 이 경우에, 인터페이스 디바이스(2000)와 손목용 혈압계(1900)는 케이블을 통해 유선으로 연결될 수 있다. 또한, 손목용 혈압계(1900)는 별도의 전원을 공급받을 수도 있고, 인터페이스 디바이스(2000)의 배터리(2100)로부터 전원을 공급받을 수도 있다.The
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 호흡 모니터링 시스템의 다른 개략도이다.15 is another schematic diagram of a respiratory monitoring system in accordance with an embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 인터페이스 디바이스(2000)는 호흡 센싱 디바이스(1000), 맥박 산소 측정기(1700), 상완용 혈압계(1800) 및 손목용 혈압계(1900) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.15, the
상술한 바와 같이 인터페이스 디바이스(2000)는 호흡 센싱 디바이스(1000)로부터 압전 신호를 수신할 수 있다. 인터페이스 디바이스(2000)는 맥박 산소 측정기(1700)로부터 혈액의 산소포화도에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신할 수 있다. 인터페이스 디바이스(2000)는 상완용 혈압계(1800)로부터 상완의 혈압에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신할 수 있다. 또한, 인터페이스 디바이스(2000)는 손목용 혈압계(1900)로부터 상완 혈압값을 반영하는 신호를 수신할 수 있다.The
인터페이스 디바이스(2000)는 상기 압전 신호 및 산소포화도에 관한 정보를 포함하는 신호를 호흡 모니터링 디바이스(3000)를 반영하는 호흡 신호를 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 전송할 수 있다. 또한, 상완의 혈압에 관한 정보를 포함하는 신호 및 상완 혈압값을 반영하는 신호를 반영하는 혈압 신호를 호흡 모니터링 디바이스(3000)에 전송할 수 있다. 이 경우, 호흡 모니터링 디바이스(3000)는 호흡 신호 외에도 혈압 신호를 디스플레이 할 수 있다.The
상술한 기재에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 모니터링 시스템(100)은, 압전 효과를 이용해 환자(1)의 호흡에 따른 진동을 측정함으로써 노이즈가 최소화된 전기적 신호를 획득하고, 이를 바탕으로 환자(1)의 호흡 상태를 획득하여 사용자에게 제공할 수 있다.As described in the above description, the
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that changes or modifications may fall within the scope of the appended claims.
1: 환자
2: 부착 부위
100: 호흡 모니터링 시스템
1000: 호흡 센싱 디바이스
1200: 케이스
1400: 센싱 모듈
1420: 접착층
1440: 절연막
1442: 관통공
1460: 압전 필름
1470: 압전 소재
1480: 전극
1482: 대향부
1484: 단자부
1486: 접지부
1480a: 상부 전극
1480b: 하부 전극
1600: 커버
1700: 맥박 산소 측정기
1800: 상완용 혈압계
1900: 손목용 혈압계
2000: 인터페이스 디바이스
2100: 배터리
2120: 제1 전원 케이블
2200: 콘트롤러
2220: 제1 통신 케이블
2240: 제2 통신 케이블
2300: 통신 모듈
3000: 호흡 모니터링 디바이스1: patient
2: attachment site
100: Breath monitoring system
1000: Breathing sensing device
1200: Case
1400: sensing module
1420:
1440: insulating film
1442: Through-hole
1460: Piezoelectric film
1470: Piezoelectric material
1480: Electrode
1482:
1484: terminal portion
1486:
1480a: upper electrode
1480b:
1600: Cover
1700: Pulse Oximeter
1800: upper arm blood pressure monitor
1900: Blood pressure monitor for wrist
2000: Interface device
2100: Battery
2120: First power cable
2200: controller
2220: First communication cable
2240: Second communication cable
2300: Communication module
3000: Breath monitoring device
Claims (12)
박막 형태의 압전 소재, 상기 압전 소재를 사이에 두고 상기 압전 소재의 상부에 위치하는 상부 전극 및 상기 압전 소재의 하부에 위치하는 하부 전극을 구비하고, 상기 환자의 호흡으로 인해 발생한 진동에 따라 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극에 압전 신호를 발생시키는 압전 필름, 상기 하부 전극의 하부에 위치하고, 상기 압전 필름으로의 전기적 연결을 차단하는 절연막을 포함하는 처분형(disposable) 호흡 센싱 디바이스; 및
배터리, 상기 배터리로부터 상기 처분형 호흡 센싱 디바이스로 전원을 공급하는 제1 전원 케이블, 상기 처분형 호흡 센싱 디바이스로부터 상기 압전 신호를 수신하는 제1 통신 케이블, 상기 제1 통신 케이블을 통해 수신되는 상기 압전 신호를 처리하여 호흡 신호를 생성하는 콘트롤러 및 외부 기기로 상기 호흡 신호를 전송하는 통신 모듈을 포함하는 인터페이스 디바이스;를 포함하는
호흡 모니터링 시스템.
A respiratory monitoring system for displaying information on a breathing state of a patient obtained by sensing a vibration generated by a breathing of a patient using a piezoelectric effect,
A piezoelectric material in the form of a thin film, an upper electrode positioned above the piezoelectric material with the piezoelectric material interposed therebetween, and a lower electrode positioned below the piezoelectric material, An electrode and a piezoelectric film for generating a piezoelectric signal to the lower electrode; a disposable respiratory sensing device located below the lower electrode and including an insulating film for blocking electrical connection to the piezoelectric film; And
A battery, a first power cable for supplying power from the battery to the disposable respiratory sensing device, a first communication cable for receiving the piezoelectric signal from the disposable respiratory sensing device, A controller for processing the signal to generate a breathing signal and an interface device including a communication module for transmitting the breathing signal to an external device
Respiratory monitoring system.
상기 인터페이스 디바이스로부터 상기 호흡 신호를 수신하고, 상기 호흡 신호에 기초하여 상기 환자의 호흡 상태에 관한 정보를 디스플레이하는 호흡 모니터링 디바이스;를 더 포함하는
호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
And a respiration monitoring device for receiving the respiratory signal from the interface device and for displaying information about the breathing status of the patient based on the respiration signal
Respiratory monitoring system.
상기 환자의 손가락의 일 지점에 설치되어, 혈액의 산소포화도를 측정하는 맥박 산소 측정기(pulse oximeter);를 더 포함하고,
상기 인터페이스 디바이스는,
일단은 상기 콘트롤러와 전기적으로 연결되고 타단은 상기 맥박 상소 측정기와 전기적으로 연결되어 상기 맥박 산소 측정기로부터 상기 혈액의 산소포화도에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신하는 제2 통신 케이블을 포함하는
호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
And a pulse oximeter installed at one point of the finger of the patient for measuring oxygen saturation of the blood,
The interface device comprising:
And a second communication cable, one end of which is electrically connected to the controller and the other end of which is electrically connected to the pulse oximetry measuring system and receives a signal from the pulse oximeter containing information on the oxygen saturation of the blood
Respiratory monitoring system.
상기 인터페이스 디바이스는 상기 배터리로부터 상기 맥박 산소 측정기로 전원을 공급하는 제2 전원 케이블을 포함하는
호흡 모니터링 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the interface device comprises a second power cable for supplying power from the battery to the pulse oximeter
Respiratory monitoring system.
상기 인터페이스 디바이스는 상기 산소포화도에 관한 정보를 더 고려하여 상기 호흡 신호를 생성하는
호흡 모니터링 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the interface device generates the respiration signal further considering information about the oxygen saturation
Respiratory monitoring system.
상기 환자의 상완에 설치되어, 상기 상완의 혈압을 측정하는 상완용 혈압계;를 더 포함하고,
상기 인터페이스 디바이스는 상기 상완용 혈압계와 전기적으로 연결되어, 상기 상완의 혈압에 관한 정보를 포함하는 신호를 수신하는
호흡 모니터링 시스템.
The method of claim 3,
And an upper arm blood pressure monitor installed in the upper arm of the patient for measuring the blood pressure of the upper arm,
The interface device is electrically connected to the upper arm blood pressure monitor, and receives a signal including information on the blood pressure of the upper arm
Respiratory monitoring system.
상기 인터페이스 디바이스는 상기 상완용 혈압계에 설치되는
호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the interface device is provided in the upper arm blood pressure monitor
Respiratory monitoring system.
상기 환자의 손목에서 코로트코프음을 감지하여, 손목 혈압값에 해당하는 혈압을 측정하고, 상기 손목 혈압값에 해당하는 혈압을 상완 혈압값을 반영하는 신호로 보정하는 손목용 혈압계;를 더 포함하고,
상기 인터페이스 디바이스는 상기 손목용 혈압계와 전기적으로 연결되어, 상기 상완 혈압값을 반영하는 신호를 수신하는
호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 6,
And a wrist blood pressure gauge for detecting a corotor voice from the wrist of the patient and measuring a blood pressure corresponding to the wrist blood pressure value and correcting the blood pressure corresponding to the wrist blood pressure value to a signal reflecting the upper arm blood pressure value and,
Wherein the interface device is electrically connected to the wrist blood pressure monitor and receives a signal reflecting the upper arm blood pressure value
Respiratory monitoring system.
상기 통신 모듈은,
블루투스, 직비 및 와이파이 중 적어도 하나를 이용하는 무선 통신 모듈인
호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The communication module includes:
A wireless communication module using at least one of Bluetooth,
Respiratory monitoring system.
상기 인터페이스 디바이스는,
상기 압전 신호가 제1 미리 정해진 조건에 해당하는 경우 상기 환자의 기도(trachea)가 확보되지 않은 상태로 처리하고, 상기 압전 신호가 제2 미리 정해진 조건에 해당하는 경우 상기 환자가 수면 무호흡 상태인 것으로 처리하여, 상기 호흡 신호를 전송하되,
상기 제1 미리 정해진 조건은 상기 압전 신호가 상기 인터페이스 디바이스에서 감지된 시간 간격이 제1 미리 정해진 시간 간격을 초과하거나 기준시간 당 상기 압전 신호가 상기 인터페이스 디바이스에서 감지된 횟수가 제1 미리 정해진 횟수 미만이고,
상기 제2 미리 정해진 조건은 상기 압전 신호가 상기 인터페이스 디바이스에서 감지된 시간 간격이 제2 미리 정해진 시간 간격을 초과하거나 기준시간 당 상기 압전 신호가 상기 인터페이스 디바이스에서 감지된 횟수가 제2 미리 정해진 횟수 미만이고,
상기 제2 미리 정해진 시간 간격은 상기 제1 미리 정해진 시간 간격 보다 크고, 상기 제2 미리 정해진 횟수는 상기 제1 미리 정해진 횟수 보다 많은 것을 특징으로 하는
호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The interface device comprising:
Wherein the controller is configured to process the piezoelectric signal in a state in which a trachea of the patient is not secured when the piezoelectric signal corresponds to a first predetermined condition and if the piezoelectric signal corresponds to a second predetermined condition, To transmit the breathing signal,
Wherein the first predetermined condition is that the time interval at which the piezoelectric signal is sensed at the interface device exceeds a first predetermined time interval or the number of times the piezoelectric signal is sensed at the interface device per reference time is less than a first predetermined number of times ego,
Wherein the second predetermined condition is that the time interval at which the piezoelectric signal is sensed at the interface device exceeds a second predetermined time interval or the number of times the piezoelectric signal is sensed at the interface device per reference time is less than a second predetermined number of times ego,
Wherein the second predetermined time interval is greater than the first predetermined time interval and the second predetermined number of times is greater than the first predetermined number of times.
Respiratory monitoring system.
상기 인터페이스 디바이스는,
상기 압전 신호가 제3 미리 정해진 조건에 해당하는 경우 상기 환자가 코골이 상태인 것으로 처리하여, 상기 호흡 신호를 전송하되,
상기 제3 미리 정해진 조건은 상기 압전 신호의 진폭의 크기가 미리 정해진 수치를 초과하는
호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The interface device comprising:
Treating the patient to be in a snoring state when the piezoelectric signal corresponds to a third predetermined condition and transmitting the breathing signal,
The third predetermined condition is that the magnitude of the amplitude of the piezoelectric signal exceeds a predetermined value
Respiratory monitoring system.
상기 호흡 센싱 디바이스는,
상기 압전 필름의 하부에 상기 하부 전극과 마주보도록 위치하고, 접착성 물질로 제공되어 상기 환자의 신체에 접촉 부착되고, 상기 환자의 호흡으로 인해 발생하는 진동을 상기 압전 필름에 전달하며, 전도성을 띔으로써 그 상면과 하면을 전기적으로 연결할 수 있는 접착층을 포함하고,
상기 절연막은 상기 압전필름과 상기 접착층 간의 전기적 연결을 차단하되, 상기 압전 현상에 따른 전기적 신호의 노이즈를 감소시키기 위하여 상기 하부 전극이 상기 접착층을 통해 상기 환자의 신체에 접지되도록 상기 하부 전극과 상기 접착층을 서로 전기적으로 연결시키는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는
호흡 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the breathing sensing device comprises:
The piezoelectric film is disposed at a lower portion of the piezoelectric film so as to face the lower electrode. The piezoelectric film is provided with an adhesive material and is in contact with the body of the patient. The vibration generated by the breathing of the patient is transmitted to the piezoelectric film. And an adhesive layer capable of electrically connecting the upper surface and the lower surface,
The lower electrode and the adhesive layer are formed so that the lower electrode is grounded to the body of the patient through the adhesive layer in order to reduce electrical noise caused by the piezoelectric phenomenon while blocking the electrical connection between the piezoelectric film and the adhesive layer, And a through hole for electrically connecting the electrodes
Respiratory monitoring system.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2018/013565 WO2019093796A1 (en) | 2017-11-08 | 2018-11-08 | Respiratory sensing device and respiratory monitoring system including same |
| US16/330,597 US11559222B2 (en) | 2017-11-08 | 2018-11-08 | Respiratory sensing device and respiratory monitoring system including the same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762583465P | 2017-11-08 | 2017-11-08 | |
| US62/583,465 | 2017-11-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190052636A true KR20190052636A (en) | 2019-05-16 |
Family
ID=66671979
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180134595A Expired - Fee Related KR102220150B1 (en) | 2017-11-08 | 2018-11-05 | Respiratory sensing device and respiratory monitoring system |
| KR1020180135593A Ceased KR20190052635A (en) | 2017-11-08 | 2018-11-07 | Respiratory sensing device, respiratory monitoring system and controll method |
| KR1020180135594A Ceased KR20190052636A (en) | 2017-11-08 | 2018-11-07 | Respiratory monitoring system |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180134595A Expired - Fee Related KR102220150B1 (en) | 2017-11-08 | 2018-11-05 | Respiratory sensing device and respiratory monitoring system |
| KR1020180135593A Ceased KR20190052635A (en) | 2017-11-08 | 2018-11-07 | Respiratory sensing device, respiratory monitoring system and controll method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (3) | KR102220150B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210075249A (en) | 2019-12-12 | 2021-06-23 | 강릉원주대학교산학협력단 | Apparatus for analyzing breathing characteristics of snoring state and method thereof |
| KR102371826B1 (en) * | 2020-11-24 | 2022-03-11 | 한국생산기술연구원 | Ballistocardiogram measurement sensor and its manufacturing method |
| KR102395864B1 (en) | 2021-10-26 | 2022-05-10 | 세영정보통신(주) | System for Monitoring Respiration Using Piezoelectic Sensor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6115442B2 (en) | 2013-10-23 | 2017-04-19 | 富士通株式会社 | Waveform interpolation apparatus, method and program |
| KR101776237B1 (en) * | 2015-05-21 | 2017-09-11 | 연세대학교 산학협력단 | Pad for sensing of snoring and sleep apnea |
| KR20160024887A (en) * | 2016-01-20 | 2016-03-07 | 주식회사 레오메이드 | Respiration measuring device and method for measuring respiration using thereof |
| CN109310323A (en) * | 2016-04-07 | 2019-02-05 | 杨章民 | Multifunctional cloth sensing system and method and article |
-
2018
- 2018-11-05 KR KR1020180134595A patent/KR102220150B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2018-11-07 KR KR1020180135593A patent/KR20190052635A/en not_active Ceased
- 2018-11-07 KR KR1020180135594A patent/KR20190052636A/en not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210075249A (en) | 2019-12-12 | 2021-06-23 | 강릉원주대학교산학협력단 | Apparatus for analyzing breathing characteristics of snoring state and method thereof |
| KR102371826B1 (en) * | 2020-11-24 | 2022-03-11 | 한국생산기술연구원 | Ballistocardiogram measurement sensor and its manufacturing method |
| KR102395864B1 (en) | 2021-10-26 | 2022-05-10 | 세영정보통신(주) | System for Monitoring Respiration Using Piezoelectic Sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190052626A (en) | 2019-05-16 |
| KR102220150B1 (en) | 2021-03-04 |
| KR20190052635A (en) | 2019-05-16 |
| KR102220150B9 (en) | 2023-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12232905B2 (en) | Acoustic sensor assembly | |
| US20240268783A1 (en) | Acoustic patient sensor coupler | |
| US11998362B2 (en) | Acoustic respiratory monitoring sensor having multiple sensing elements | |
| US6517497B2 (en) | Method and apparatus for monitoring respiration using signals from a piezoelectric sensor mounted on a substrate | |
| KR20190052636A (en) | Respiratory monitoring system | |
| KR101871285B1 (en) | Respiratory sensing device and respiratory monitoring system | |
| KR101999359B1 (en) | Respiratory sensing device and respiratory monitoring system | |
| US11559222B2 (en) | Respiratory sensing device and respiratory monitoring system including the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20181107 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20200427 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20200903 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20200427 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |