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KR100439193B1 - 자동 제세동기 및 제세동 방법 - Google Patents

자동 제세동기 및 제세동 방법 Download PDF

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KR100439193B1
KR100439193B1 KR10-2001-0076376A KR20010076376A KR100439193B1 KR 100439193 B1 KR100439193 B1 KR 100439193B1 KR 20010076376 A KR20010076376 A KR 20010076376A KR 100439193 B1 KR100439193 B1 KR 100439193B1
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Abstract

본 발명은 환자의 심장상태를 체크하여 자동적으로 전기충격을 줄 수 있도록 한 자동 제세동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 자동 제세동 방법은 환자로부터 심전도를 검출하는 제 1단계와; 검출된 심전도에서 노이즈를 제거하는 제 2단계와; 노이즈가 제거된 심전도의 알(R), 에스(S), 티(T), 큐(Q), 피(P) 파중 가장 높은 전압값을 가지는 파를 선택하는 제 3단계와; 제 3단계에서 선택된 파의 전압값을 측정함과 아울러 선택된 파에서 심장박동수가 계산되는 제 4단계와; 제 4단계에서 측정된 심장박동수 및 전압값이 환자가 정상상태 일 때 측정되었다면 심장박동수 및 전압값이 저장되는 제 5단계와; 심장박동수 및 전압값에 대응하는 각각의 임계값이 저장되는 제 6단계와; 제 1 내지 제 4단계를 반복하며 환자로부터 선택된 파의 전압값 및 심장박동수를 검출하는 제 7단계와; 제 5단계에서 검출된 심장박동수 및 전압값으로부터 제 7단계에서 저장된 전압값 및 심장박동수의 차를 계산하는 제 8단계와; 제 8단계에서 계산된 값과 임계값을 비교하는 제 9단계와; 제 9단계에서 계산된 값이 임계값보다 크다면 알람을 울리는 제 10단계와; 제 9단계에서 계산된 값이 임계값보다 크다면 환자에게 펄스를 인가하는 제 11단계를 포함한다.

Description

자동 제세동기 및 제세동 방법{AUTOMATIC DEFIBRILLATOR AND METHOD OF DEFIBRILLATE}
본 발명은 자동 제세동기 및 제세동 방법에 관한 것으로 특히, 환자의 심장상태를 체크하여 자동적으로 전기충격을 줄 수 있도록 한 자동 제세동기 및 제세동 방법에 관한 것이다.
인간의 심장은 혈액을 효과적으로 방출시키기 위하여 심근을 일정한 순서에 따라서 작용시키는 명령체계를 가지고 있다. 다시 말하여, 심장은 일정한 순서에 따라서 수축과 팽창을 되풀이 하면서 동맥에 혈액을 공급한다. 만약, 심장이 정해진 순서에 따라 움직이지 않으면 심장은 효율적으로 동맥에 혈액을 공급할 수 없다.
심장이 일정한 순서에 따라 움직이지 않는 경우를 심세동(Cardiac fibrillation)이라 한다. 심세동은 다시 심실세동과 심방세동으로 나뉜다.
심실세동은 심방이 일정한 순서로 움직이고 있으나, 심실근의 움직임이 무질서하게 움직이는 경우다. 심실근이 무질서하게 움직이면 심실근 전체가 거의 동시에 수축하지 않고 심실 각 부분이 수축과 확장이 랜덤(Random)하게 된다. 심실근의 수축과 확장이 랜덤하게 되면 심장은 동맥으로 혈액을 보낼 수 없다. 이와 같이 심장이 동맥으로 혈액을 보내지 못하게 되면 환자는 2 내지 3분 안에 죽게된다.
심방세동은 심실은 일정한 순서로 움직이고 있으나, 심방이 무질거하게 움직이는 경우다. 심방이 무질서하게 움직이면 심실로 충분한 혈액을 공급할 수 없다. 따라서, 심방세동 상태가 소정상태 이상되면 환자는 치명적인 손상(또는 죽음)을 입게된다.
환자에게 심세동이 발생될 경우 제세동기를 이용하여 환자에게 소정의 전기충격을 가하게 된다. 이때, 제세동기는 소정의 펄스를 환자에게 가하여 환자의 심장이 정상적인 동작을 하게 된다.
도 1은 심전도 파형을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 심전도(Electrocardiogram : ECG)는 심장전기도의 약칭으로 심방 및 심실의 임의의 두 점에서 일어나는 전류를 측정하여 나타나게 된다. 이와 같은 심전도는 심장질환의 진단에 이용된다. 다시 말하여, 정상적인 심장의 동작시에 심전도는 도 1과 같은 형태로 나타난다. 즉, 심전도는 R,S,T,Q,P 로 나뉘어서 나타나게 된다.
하지만, 심장이 정상적인 동작을 하지 않을 때에는 도 1과 같은 파형이 나타나지 않는다. 심전도가 정상적으로 나타나지 않을 때 제세동기를 이용하여 심장에 소정의 충격을 가함으로써 심전도가 정상적으로 나타나게 된다. 이때, 제세동기에서 인가되는 펄스는 R파에 동기되도록 인가된다.
이와 같은 종래의 제세동기는 모니터를 통하여 환자의 심전도를 체크하고, 체크된 심전도가 이상이 있을 때 수동으로 전기충격을 인가해야 한다. 다시 말하여, 종래의 제세동기는 항상 모니터를 감시하여야 한다. 또한, 모니터가 체크되지 않은 상태에서 심전도 이상이 발생하면 환자에게 치명적인 손상이 발생될 수 있다.
한편, 환자의 심전도 파형은 환자마다 조금씩 상이하게 나타날 수 있다. 따라서, 환자 각각의 특성을 파악하여 제세동기를 이용하여야 한다. 하지만, 종래의 제세동기는 수동으로 동작하기 때문에 환자가 정상적인 심전도 파형을 발생하고 있을 때 제세동기를 이용할 염려가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 환자의 심장상태를 체크하여 자동적으로 전기충격을 줄 수 있도록 한 자동 제세동기 및 제세동 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 심전도 파형을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자동 제세동 방법을 나타내는 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자동 제세동기를 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 고주파 검출부의 동작과정을 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
20 : 심전도 검출부 22 : 대역필터
24 : 주파수 검출부 26 : 파형 분석부
28 : 메모리 40 : 파형 비교부
42 : 파형 발생부 44 : 펄스 인가부
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 자동 제세동 방법은 환자로부터 심전도를 검출하는 제 1단계와; 검출된 심전도에서 노이즈를 제거하는 제 2단계와; 노이즈가 제거된 심전도의 알(R), 에스(S), 티(T), 큐(Q), 피(P) 파중 가장 높은 전압값을 가지는 파를 선택하는 제 3단계와; 제 3단계에서 선택된 파의 전압값을 측정함과 아울러 선택된 파에서 심장박동수가 계산되는 제 4단계와; 제 4단계에서 측정된 심장박동수 및 전압값이 환자가 정상상태 일 때 측정되었다면 심장박동수 및 전압값이 저장되는 제 5단계와; 심장박동수 및 전압값에 대응하는 각각의 임계값이 저장되는 제 6단계와; 제 1 내지 제 4단계를 반복하며 환자로부터 선택된 파의 전압값 및 심장박동수를 검출하는 제 7단계와; 제 5단계에서 검출된 심장박동수 및 전압값으로부터 제 7단계에서 저장된 전압값 및 심장박동수의 차를 계산하는 제 8단계와; 제 8단계에서 계산된 값과 임계값을 비교하는 제 9단계와; 제 9단계에서 계산된 값이 임계값보다 크다면 알람을 울리는 제 10단계와; 제 9단계에서 계산된 값이 임계값보다 크다면 환자에게 펄스를 인가하는 제 11단계를 포함한다.
상기 제 9단계에서 계산된 값이 임계값보다 작다면 제 1 내지 제 4단계 및 제 7단계 및 제 9단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 자동 제세동 방법.
본 발명의 실시예에 의한 자동 제세동기는 환자로부터 심전도를 검출하기 위한 심전도 검출부와; 심전도 검출부로부터 검출된 심전도의 노이즈를 제거하기 위한 적어도 하나 이상의 대역필터들과; 대역필터들로부터 노이즈가 제거된 심전도를 입력박고, 입력받은 심전도의 알(R), 에스(S), 티(T), 큐(Q), 피(P)파 중 가장 전압값이 높은 파를 선택하는 주파수 검출부와; 주파수 검출부로부터 선택된 파의 전압값을 측정함과 아울러 선택된 파의 주기를 이용하여 심장박동수를 계산하는 파형 분석부와; 환자의 정상상태 심장박동수 및 선택된 파의 전압값이 저장됨과 아울러 자신에게 저장된 심장박동수 및 전압값과 파형 분석부에서 검출된 심장박동수 및 전압값의 차 값이 일정 범위를 벗어났을 때 환자가 위험상태임을 인지하기 위한 임계값이 저장되는 메모리와; 메모리에 저장된 심장박동수 및 전압값과 파형 분석부에서 검출된 심장박동수 및 전압값의 차 값과 임계값을 비교하고, 차 값이 임계값 이상일 때 제어신호를 발생하기 위한 파형 비교부와; 제어신호를 입력받아 알람을 발생하기 위한 알람 발생부와; 제어신호를 입력받아 환자에서 소정의 펄스를 인가하기 위한 펄스 인가부를 구비한다.
상기 대역필터들은 주파수 단위로 분리되어 심전도의 노이즈를 제거한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하 도 2 내지 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 자동 제세동 방법을 나타내는 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 자동 제세동기를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 심전도 검출부(20)는 환자로부터 심전도를 검출한다.(S2) S2 단계에서 검출된 심전도는 다수의 대역필터(22A,22B,…,22Z)에 의해 노이즈가 제거된다.(S3) 대역필터들(22A,22B,…,22Z)은 심전도를 주파수별로 분리하여 심전도로부터 노이즈를 제거한다.
예를 들어, 환자로부터 검출되는 심전도의 주파수는 대략 3㎐ 내지 40㎐를 갖는다. 이때, 각각 하나의 대역필터(22)는 소정단위(예를 들면 3㎐)로 주파수를 통과시키면서 심전도의 노이즈를 제거한다. S3 단계에서 노이즈가 제거된 심전도 파형은 주파수 검출부(24)로 입력된다.
주파수 검출부(24)는 심전도의 R,S,T,Q,P 중 가장 높은 전압을 가지는 파를 선택한다. 다시 말하여, 주사수 검출부(24)는 도 4와 같이 대역필터들(22A,22B,…,22Z)를 통과한 심전도의 파중 가장 높은 전압을 가지는 파를 선택한다.(S4) 이때, 일반적으로 R파가 가장높은 전압을 갖는다.
이후, 파형 분석부(26)는 주파수 검출부(24)에서 선택된 파의 간격을 체크하여 심장박동수를 계산한다. 또한, 주사수 검출부(24)에서 선택된 파의 전압을 체크한다.(S5) 이때, 파형 분석부(26)에서 검출된 심장박동수 및 선택된 파의 전압은 메모리(28)에 저장된다.(S6) 한편, 메모리(28)에 저장될 심장박동수 및 선택된 파의 전압은 환자가 정상상태일 때 체크된다.
S6 단계에서 메모리(28)에 심장박동수 및 선택된 파의 전압이 저장된 후 메모리(28)에는 심장박동수 및 선택된 파의 전압에 대한 임계값이 저장된다.(S7) 예를 들어, 선택된 파의 간격, 즉 환자가 정상상태 일 때 심장박동수가 80이라면 이에 대응하는 임계값(예를 들면 40)이 저장된다. 이와 같은 임계값은 환자가 정상 심장박동수를 벗어나 위험 상태로 들어감을 나타나게 된다. 마찬 가지로, 선택된 파의 전압에 대한 임계값이 메모리(28)에 저장된다.
한편, 메모리(28)에 임계값이 저장된 후 S2 내지 S5단계를 반복하면 환자로부터 심전도를 검출한다.(S2내지S5) 이후, 파형 비교부(40)는 검출된 심장박동수 및 전압과 메모리(28)에 저장된 심장박동수 및 전압을 비교한다.(S10) 이때, 파형 비교부(40)는 검출된 심장박동수 및 전압으로부터 메모리에 저장되어 있는 심장박동수 및 전압의 차를 계산하고, 계산된 값을 임계값과 비교한다.(S12)
S12 단계에서 심장박동수 및/또는 전압의 차가 임계값보다 작다면 S2 내지 S12단계를 반복한다. S12단계에서 심장박동수 및/또는 전압의 차가 임계값보다 크다면 파형 비교부(40)는 제어신호를 알람발생부(42) 및 펄스 인가부(44)로 공급한다.
제어신호를 입력받은 알람발생부(42)는 소정의 알람(예를 들면 음성 또는 사운드)을 발생하여 환자가 위급한 상태임을 알린다.(S14) 이와 동시에 제어신호를 입력받은 펄스 인가부(44)는 환자에게 소정의 펄스를 인가한다.(S16) 이때, 환자에게 인가되는 펄스는 심전도의 R파 또는 S파에 동기되도록 인가된다. S16단계에서 펄스가 인가 된 후 S2 내지 S16단계를 반복하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 제세동기 및 제세동 방법에 의하면 환자의 심전도를 자동으로 체크하고, 체크된 심전도에 이상이 있을 시에 자동으로 펄스를 인가하게 된다. 따라서, 사용자가 항상 모니터를 감시할 필요가 없다.
또한, 환자가 정상 상태일 때 심전도를 입력받아 저장하고, 저장된 심전도와 현재 체크된 심전도를 비교함으로써 환자의 심전도 이상유무를 정확히 측정할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (4)

  1. 환자로부터 심전도를 검출하는 제 1단계와;
    상기 검출된 심전도에서 노이즈를 제거하는 제 2단계와;
    상기 노이즈가 제거된 심전도의 알(R), 에스(S), 티(T), 큐(Q), 피(P) 파중 가장 높은 전압값을 가지는 파를 선택하는 제 3단계와;
    상기 제 3단계에서 선택된 파의 전압값을 측정함과 아울러 상기 선택된 파에서 심장박동수가 계산되는 제 4단계와;
    상기 제 4단계에서 측정된 심장박동수 및 전압값이 환자가 정상상태 일 때 측정되었다면 상기 심장박동수 및 전압값이 저장되는 제 5단계와;
    상기 심장박동수 및 전압값에 대응하는 각각의 임계값이 저장되는 제 6단계와;
    상기 제 1 내지 제 4단계를 반복하며 상기 환자로부터 상기 선택된 파의 전압값 및 심장박동수를 검출하는 제 7단계와;
    상기 제 5단계에서 검출된 심장박동수 및 전압값으로부터 상기 제 7단계에서 저장된 전압값 및 심장박동수의 차를 계산하는 제 8단계와;
    상기 제 8단계에서 계산된 값과 상기 임계값을 비교하는 제 9단계와;
    상기 제 9단계에서 계산된 값이 상기 임계값보다 크다면 알람을 울리는 제 10단계와;
    상기 제 9단계에서 계산된 값이 상기 임계값보다 크다면 상기 환자에게 펄스를 인가하는 제 11단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 제세동 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 9단계에서 계산된 값이 상기 임계값보다 작다면 상기 제 1 내지 제 4단계 및 제 7단계 및 제 9단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 자동 제세동 방법.
  3. 환자로부터 심전도를 검출하기 위한 심전도 검출부와;
    상기 심전도 검출부로부터 검출된 상기 심전도의 노이즈를 제거하기 위한 적어도 하나 이상의 대역필터들과;
    상기 대역필터들로부터 상기 노이즈가 제거된 상기 심전도를 입력받고, 입력받은 심전도의 알(R), 에스(S), 티(T), 큐(Q), 피(P)파 중 가장 전압값이 높은 파를 선택하는 주파수 검출부와;
    상기 주파수 검출부로부터 선택된 파의 전압값을 측정함과 아울러 상기 선택된 파의 주기를 이용하여 심장박동수를 계산하는 파형 분석부와;
    상기 환자의 정상상태 심장박동수 및 상기 선택된 파의 전압값이 저장됨과 아울러 상기 자신에게 저장된 심장박동수 및 전압값과 상기 파형 분석부에서 검출된 심장박동수 및 상기 전압값의 차 값이 일정 범위를 벗어났을 때 상기 환자가 위험상태임을 인지하기 위한 임계값이 저장되는 메모리와;
    상기 메모리에 저장된 심장박동수 및 전압값과 상기 파형 분석부에서 검출된 심장박동수 및 상기 전압값의 차 값과 상기 임계값을 비교하고, 상기 차 값이 상기임계값 이상일 때 제어신호를 발생하기 위한 파형 비교부와;
    상기 제어신호를 입력받아 알람을 발생하기 위한 알람 발생부와;
    상기 제어신호를 입력받아 상기 환자에서 소정의 펄스를 인가하기 위한 펄스 인가부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 제세동기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 대역필터들은 주파수 단위로 분리되어 상기 심전도의 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 자동 제세동기.
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