KR101935830B1

KR101935830B1 - 외부역박동시스템과 그 제어방법

Info

Publication number: KR101935830B1
Application number: KR1020180017453A
Authority: KR
Inventors: 안영복; 이원희; 김재진; 김정태
Original assignee: 주식회사 오스테오시스
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2019-01-07
Anticipated expiration: 2038-02-13
Also published as: US20210322256A1; WO2019160202A1

Abstract

본 발명은 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여 외부역박동을 수행하는 외부역박동시스템에 관한 것으로, 상기 발명은 피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 압박장치; 및 상기 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 상기 압박장치를 제어하고, 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정하며, 그 설정된 최대압박강도를 기반으로 상기 외부역박동을 수행하도록 상기 압박장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명은 시험압박을 통해 자동으로 초기 압박강도를 설정할 수 있어 종래와 같이 시술자가 반드시 옆에 있을 필요가 없으며 수동으로 초기 압박강도를 입력하는 과정에서 발생하는 오류를 방지할 수 있다. 또한, 초기 압박강도를 피시술자에 맞춤형으로 최대치를 설정할 수 있어 외부역박동에 따른 치료효과를 증진시킬 수 있다.

Description

외부역박동시스템과 그 제어방법{External counterpulsation system and control method thereof}

본 발명은 심전도에 기반하여 반복적으로 사지를 압박 또는 압박해제함으로써 심혈관 질환을 개선시키는 외부역박동시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

외부역박동시스템은 허혈성심장질환에 대한 비침습적이고 안전한 저비용 고효율의 치료를 수행하는 시스템이다. 외부역박동시스템은 심장 박동 주기에 따라 사지를 압박 또는 압박 해제함으로써 휴면혈관의 혈류량을 증가시켜 외과적 중재술 없이 협심증, 심근경색 등의 증상을 치료하는 시스템이다.

외부역박동시스템은 환자가 누운 상태에서 하지에 외부압박용 커프를 종아리와 허벅지, 둔부에 착용한 후 심장박동 이완기에는 압박 커프가 팽창하고 심장 수축 바로 직전부터 압박 커프가 수축하는 것을 심장 박동 주기에 맞춰 규칙적으로 반복하는 치료 시스템이다.

외부역박동시스템은 일반적으로 제어장치, 공압 콤프레서, 솔레노이드 밸브세트, 팽창장치로 이루어진다. 제어장치가 감지된 심장 박동 주기에 따라 공압 콤프레서 및 솔레노이드 밸브세트를 제어하여 팽창장치의 팽창/수축을 조절함으로써 치료를 수행한다. 이와 같이 팽창장치의 팽창을 위해 공압 콤프레셔가 일반적으로 이용되고 있다.

그러나 종래 외부역박동시스템은 벌룬 커프와 같은 팽창장치를 팽창시키기 위해 공압 콤프레셔를 사용함으로써 소음 및 진동 문제가 발생하는 어려움이 있다. 또한 종래 외부역박동시스템은 환자에 맞는 최대압박강도를 수동으로 설정한다.

그러나 이와 같이 수동으로 최대압박강도를 설정하는 방법은 최대압박강도를 설정하기 위해서 시술자가 반드시 옆에 있어야 하는 불편이 있고, 시술자가 수동으로 설정하는 과정에서 오류가 발생할 수 있는 위험성을 내포하고 있다.

미국 등록특허번호 6589267, 2003. 07. 08, 도면 2

본 발명의 목적은 수동으로 설정하는 과정없이 초기 압박강도를 자동으로 설정함과 더불어 기존 공압구동방식에서 나타나는 소음 및 진동문제를 줄일 수 있는 외부역박동시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여 외부역박동을 수행하는 외부역박동시스템에 관한 것이다.

본 외부역박동시스템은 피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 압박장치; 및 상기 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 상기 압박장치를 제어하고, 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정하며, 그 설정된 최대압박강도를 기반으로 상기 외부역박동을 수행하도록 상기 압박장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어장치는 상기 시험주기로 상기 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 상기 시험압박을 수행하고, 그 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 그 증가된 시험강도를 기초로 상기 최대압박강도를 설정할 수 있다.

여기서 상기 제어장치는 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 상기 증가된 시험강도 이전 단계들의 시험강도들 중 어느 하나의 시험강도를 상기 최대압박강도로 설정할 수 있다.

본 외부역박동시스템은 상기 시험압박을 수행하는 동안 사지의 압박에 의해 피시술자에게 통증이 발생하고 그 발생된 통증에 대응하여 시술자 또는 피시술자의 의사가 입력된 경우 그 통증의 발생에 대응하는 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 사용자입력장치를 더 포함할 수 있고, 상기 제어장치는 상기 사용자입력장치로부터 상기 알림신호가 입력된 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.

여기서 상기 사용자입력장치는 상기 시험압박을 수행하는 동안 시술자 또는 피시술자의 음성을 감지하여 인식하고 그 인식된 음성신호가 사전에 정해진 기준음성신호에 해당하는 경우 피시술자에게 통증이 발생한 것으로 판단하고 상기 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력할 수 있다.

본 외부역박동시스템은 상기 시험압박을 수행하는 동안 시술자 또는 피시술자의 음성을 감지하여 인식하고 그 인식된 음성신호가 사전에 정해진 기준음성신호에 해당하는 경우 피시술자에게 통증이 발생한 것으로 판단하고 그 통증의 발생에 대응하는 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 사용자입력장치를 더 포함할 수 있고, 상기 제어장치는 상기 사용자입력장치로부터 상기 알림신호가 입력된 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.

본 외부역박동시스템은 상기 시험압박을 수행하는 동안 피시술자의 생체신호를 측정하여 상기 제어장치로 출력하는 생체신호센싱장치를 더 포함할 수 있고, 상기 제어장치는 상기 생체신호센싱장치로부터 입력된 생체신호가 사전에 정해진 스트레스기준값에 해당하는 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.

상기 생체신호센싱장치는 상기 피시술자의 심박도를 측정하는 심전도측정부와 상기 피시술자의 혈류량을 측정하는 혈류량측정부를 포함할 수 있고, 상기 제어장치는 상기 시험압박을 수행하는 동안 상기 심전도측정부 및 상기 혈류량측정부에 의해 각각 측정된 심전도 및 혈류량이 상기 스트레스기준값에 도달한 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단할 수 있다.

상기 제어장치는 상기 시험강도의 초기값을 0.095 ~ 0.122 kgf/cm²의 범위내에서 설정할 수 있다.

상기 제어장치는 상기 시험압박을 통해 설정된 상기 최대압박강도를 기반으로 상기 생체신호 중 심전도와 혈류량의 분석을 통해 상기 외부역박동을 위한 압박 및 압박해제 타이밍제어신호를 계산하며, 그 계산된 타이밍제어신호에 의해 상기 압박장치를 제어할 수 있다.

상기 압박장치는 사지를 감싸기 위한 커프부와, 사지를 압박 또는 압박해제 하도록 상기 커프부를 전기적으로 구동시키는 구동부를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면은 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여, 피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 압박장치를 제어하여 외부역박동을 수행하는 외부역박동시스템의 제어방법에 관한 것이다.

본 외부역박동시스템의 제어방법은 상기 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 상기 압박장치를 제어하고 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정하는 단계; 및 상기 설정된 최대압박강도를 기반으로 상기 압박장치를 제어하여 상기 외부역박동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 맞춤형 최대압박강도를 설정하는 단계는, 상기 시험주기로 상기 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 상기 시험압박을 수행하는 단계; 및 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 초과한 것으로 판단한 경우 상기 증가된 시험강도를 기초로 상기 최대압박강도를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 시험압박을 통해 자동으로 초기 압박강도를 설정할 수 있어 종래와 같이 시술자가 반드시 옆에 있을 필요가 없으며 수동으로 초기 압박강도를 입력하는 과정에서 발생하는 오류를 방지할 수 있다. 또한, 초기 압박강도를 피시술자에 맞춤형으로 최대치를 설정할 수 있어 외부역박동에 따른 치료효과를 증진시킬 수 있다.

또한 본 발명은 압박장치를 전기구동방식으로 구현함으로써 시험압박 시 종래 유압구동방식에 비해 압박 및 압박해제를 세밀한 단계로 나누어 수행할 수 있어 피시술자에 보다 적합한 최대압박강도를 용이하게 설정할 수 있다.

또한 본 발명은 사지의 압박 및 압박해제를 위한 압박장치를 전기구동방식으로 구현함으로써 종래 유압구동방식에 비해 소음 및 진동을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부역박동시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호센싱장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자입력장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압박장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부역박동시스템의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대압박강도의 설정단계를 설명하기 위한 순서도이다.

이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 외부역박동시스템에 대해 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 외부역박동시스템(1)은 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여 외부역박동을 수행하기 위해, 생체신호센싱장치(10), 사용자입력장치(20), 압박장치(30), 제어장치(40)를 포함한다.

생체신호센싱장치(10)는 외부역박동 치료와 관련하여 치료를 받는 피시술자의 생체신호를 측정하기 위한 장치로서, 이와 같이 측정된 생체신호는 제어장치(40)로 전달된다.

이하에서는 도 2를 참조하여 생체신호센싱장치(10)에 대해 구체적으로 설명한다.

생체신호센싱장치(10)는 외부역박동 치료와 관련하여 치료를 받는 피시술자의 생체신호를 측정하기 위한 장치로서 도 2에 도시된 바와 같이 심전도측정부(12), 혈류량측정부(14)로 이루어질 수 있다.

생체신호센싱장치(10)는 도 2에 도시된 구성외에도 필요에 따라 다른 생체신호측정 수단을 추가로 포함할 수 있다. 생체신호 측정에 관한 구성은 일반적인 공지의 기술로서 구체적 설명은 생략한다.

심전도측정부(12)는 피시술자의 심전도를 측정하여 제어장치(40)로 전달한다. 심전도는 심장활동에 의해 국소적으로 발생하는 전기변화를 나타내는 것으로, 보통 체표면의 특정 부위에 전극을 붙여 전위를 유도해 측정한다.

혈류량측정부(14)는 혈관내를 단위시간에 통과하는 혈액량을 측정하는 장치로서, 광혈류량측정(Photophethysmography) 센서를 이용할 수 있다. 이외에도 혈류량측정부(14)는 전자 혈류량계와 초음파 혈류랑계 등 다양한 방법으로 구현될 수 있다.

도 2에서는 생체신호센싱장치(10)가 심전도측정부(12)와 혈류량측정부(14) 만을 포함하고 있으나 이는 예시에 불과하며, 혈압측정부, 체온측정부, 피부저항측정부 등 다양한 생체신호의 측정 수단을 추가로 포함할 수 있다.

사용자입력장치(20)는 본 시스템을 사용할 수 있는 사용자로부터 운용과 관련된 정보를 전달받아 제어장치(40)로 전달하는 사용자인터페이스로서의 역할을 수행한다. 여기서 사용자는 본 시스템의 운용을 통해 외부역박동 치료를 진행하는 시술자로 한정되는 것은 아니고, 사용자에는 치료를 받는 피시술자 등도 포함될 수 있다.

이하에서는 도 3을 참조하여 사용자입력장치(20)에 대해 구체적으로 설명한다.

여기서는 시스템의 조작과 같은 일반적인 사용자인터페이스의 기능에 대한 설명은 생략하고, 본 발명의 요지와 관련된 구성에 한정하여 설명한다.

사용자입력장치(20)는 시험압박의 수행 중 사용자의 의사를 입력받아 제어장치(40)로 전달하기 위한 사용자의사입력부(22)와, 시험압박의 수행 중 사용자의 음성을 인식하여 제어장치(40)로 전달하기 위한 음성인식부(24)로 이루어질 수 있다.

사용자의사입력부(22)는 시험압박을 수행하는 동안 사지의 압박에 의해 피시술자에게 통증이 발생한 경우 그 통증의 발생사실을 제어장치(40)에 전달하는 기능을 수행한다. 사용자의사입력부(22)는 피시술자에게 통증이 발생한 경우 시술자 또는 피시술자의 의사를 입력받기 위해 키버튼, 터치패드 등 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

사용자의사입력부(22)는 사용자가 키버튼 등을 통해 피시술자의 통증 발생 사실을 입력한 경우, 그 입력에 대응하는 알림신호를 생성하여 유선 또는 무선으로 제어장치(40)에 전달할 수 있다.

음성인식부(24)는 시험압박을 수행하는 동안 시술자 또는 피시술자의 음성을 감지하여 인식하고 그 인식된 음성신호가 사전에 정해진 기준음성신호에 해당하는 경우 피시술자에게 통증이 발생한 것으로 판단하고 그 통증의 발생에 대응하는 알림신호를 생성하여 제어장치(40)로 출력한다. 음성의 감지 및 이를 처리하기 위한 음성인식처리 기술에 대해서는 공지의 기술로서 설명을 생략한다.

기준음성신호는 본 시스템의 운용전에 정해지며, 시스템의 운용환경에 따라 다양한 음성신호가 기준음성신호로 설정될 수 있다. 기준음성신호는 “정지”, “중지”, “stop" 등 다양하게 설정될 수 있다. 기준음성신호는 본 시스템의 운용전에 시술자 또는 피시술자 등에게 인지될 필요가 있다.

압박장치(30)는 제어장치(40)의 제어에 의해 피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 장치이다. 압박장치(30)는 종아리용, 하부대퇴부용, 상부대퇴부용과 같이 3개로 이루어질 수 있다. 다만, 필요에 따라 압박장치(30)는 1개 또는 2개로 구현될 수 있으며 압박장치(30)의 착용 위치도 다양하게 할 수 있다.

이하에서는 도 4을 참조하여 압박장치(30)에 대해 구체적으로 설명한다

도 4에 도시된 바와 같이, 압박장치(30)는 사지를 감싸기 위한 커프부(32)와, 커프부(32)를 구동시키는 구동부(34)로 이루어질 수 있다. 구동부(34)는 제어장치(40)의 제어에 의해 커프부(32)를 구동시킴으로써 사지를 압박 또는 압박해제할 수 있다.

구동부(34)는 전기모터, 솔레노이드 등의 전기구동식으로 구현될 수 있다. 다만 필요에 따라 구동부(34) 공압구동식으로 구현하는 것도 가능하다.

사지의 압박 및 압박해제를 위한 압박장치를 전기구동식으로 구현하는 경우 종래 유압구동방식에 비해 소음 및 진동을 줄일 수 있는 장점이 있다.

제어장치(40)는 본 시스템의 전체적인 동작을 제어하며, 생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여 외부역박동을 수행한다. 즉 제어장치(40)는 생체신호센싱장치(10), 사용자입력장치(20)로부터 전달된 신호를 수신하고, 수신된 신호를 토대로 외부역박동을 수행하도록 압박장치(30)를 제어한다.

제어장치(40)는 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 압박장치(30)를 제어하고, 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정한다. 제어장치(40)는 이와 같이 설정된 최대압박강도를 기반으로 압박장치(30)를 제어함으로써 외부역박동을 수행할 수 있다.

이와 같이 제어장치(40)는 시험압박을 통해 자동으로 초기 압박강도를 설정할 수 있어 종래와 같이 시술자가 반드시 옆에 있을 필요가 없으며 수동으로 초기 압박강도를 입력하는 과정에서 발생하는 오류를 방지할 수 있다.

또한, 제어장치(40)는 초기 압박강도를 피시술자에 맞춤형으로 최대치를 설정할 수 있어 외부역박동에 따른 치료효과를 증진시킬 수 있다.

또한 압박장치(30)가 전기구동방식으로 구현된 경우, 제어장치(40)는 시험압박 시 종래 유압구동방식에 비해 압박 및 압박해제를 세밀한 단계로 나누어 수행할 수 있어 피시술자에 보다 적합한 최대압박강도를 정밀하면서 용이하게 설정할 수 있다.

제어장치(40)는 위에서 정해진 시험주기로 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 시험압박을 수행하고, 그 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정할 수 있다.

일 예로서, 제어장치(40)는 점진적으로 증가된 시험강도에 의한 압박이 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우, 시험강도가 증가되기 이전 단계들의 시험강도들 중 어느 하나의 시험강도를 최대압박강도로 설정할 수 있다.

최대압박강도를 피술자의 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 시점에서의 증가된 시험강도 바로 이전 단계의 시험강도로 설정하는 경우에도 다시 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단될 수 있다. 이것은 일반적으로 피시술자의 압박수용범위가 피시술자의 통증 발생여부에 의해 정해지기 때문이다. 따라서, 최대압박강도는 증가된 시험강도 바로 이전 단계의 시험강도보다 낮은 단계의 시험강도들 중 하나로 설정될 수 있다.

제어장치(40)는 시험강도의 초기값을 0.095 ~ 0.122 kgf/cm²의 범위내에서 설정하고 시험강도의 최대 제한값을 0.3 ~ 0.5 kgf/cm²의 범위내에서 설정하여 시험강도를 0.020 ~ 0.034 kgf/cm² 범위 내의 값만큼 점진적으로 증가시킬 수 있다. 여기서, 시험강도의 초기값을 0.109 kgf/cm²로, 시험강도의 최대 제한값을 0.5 kgf/cm²로 시험강도의 점진적 증가량을 0.027 kgf/cm²로 설정할 수 있다.

추가로 제어장치(40)는 시험주기를 대략 1초로 하여 시험압박을 대략 0.5초 수행하고 시험압박의 해제를 대략 0.5초 수행하도록 압박장치(30)를 제어할 수 있다.

제어장치(40)는 위에서 정해진 시험주기로 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 시험압박을 수행하는 과정에서 사용자입력장치(20)로부터 피시술자의 통증에 대응하는 알림신호가 입력된 경우 그 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 초과한 것으로 판단한다. 이 경우 제어장치(40)는 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정할 수 있다.

즉, 제어장치(40)는 사용자의사입력부(22)로부터 피시술자의 통증에 대응하는 알람신호가 입력된 경우 증가된 시험강도에 의한 압박이 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단하고 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정할 수 있다.

또한 제어장치(40)는 음성인식부(24)로부터 피시술자의 통증에 대응하는 알람신호가 입력된 경우 증가된 시험강도에 의한 압박이 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단하고 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정할 수 있다.

본 실시예에서는 사용자입력장치(20)가 사용자의사입력부(22) 및 음성인식부(24)을 같이 포함한 것을 제시하였다. 그러나 이것은 예시에 불과하고 사용자입력장치(20)는 사용자의사입력부(22) 및 음성인식부(24) 중 어느 하나만으로 구현될 수 있으며, 이 외에도 사용자의 의사를 감지할 수 있는 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

제어장치(40)는 위에서 정해진 시험주기로 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 시험압박을 수행하고, 전술한 생체신호센싱장치(10)로부터 입력된 생체신호가 사전에 정해진 스트레스기준값에 해당하는 경우 증가된 시험강도에 의한 압박이 전술한 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단하고 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정한다.

예를 들면, 제어장치(40)는 전술한 시험압박을 수행하는 동안 전술한 심전도측정부(12) 및 혈류량측정부(14)에 의해 각각 측정된 심전도 및 혈류량이 사전에 정해진 스트레스기준값에 도달한 경우 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단하고 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정할 수 있다.

제어장치(40)는 생체신호센싱장치(10)로부터 전달된 심전도 및 혈류량과 같은 생체신호를 분석하여 위에서 설정된 최대압박강도를 기반으로 외부역박동을 위한 사지의 압박 및 압박해제가 이루어지도록 타이밍제어신호를 계산한다. 제어장치(40)는 그 계산된 타이밍제어신호에 의해 압박장치(30)가 구동되도록 제어한다.

압박 및 압박해제를 위한 타이밍제어신호는 심전도 및 혈류량 신호를 토대로 심장이완기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 증가되고, 심장수축기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 감소되도록 계산된다.

압박장치(30)가 종아리용, 하부대퇴부용, 상부대퇴부용과 같이 3개로 마련된 경우, 제어장치(40)는 외부역박동에 의한 혈류가 말단에서부터 심장으로 이동하도록 종아리용 압박장치, 하부대퇴부용압박장치 및 상부대퇴부용 압박장치 순으로 압박이 이루지도록 타이밍제어신호를 계산한다. 또한 제어장치(40)는 모든 압박장치(30)에서 압박해제가 동시에 이루어지도록 타이밍제어신호를 계산한다. 이에 의해 심장의 부담을 경감시킬 수 있다.

제어장치(40)는 위와 같이 계산된 타이밍제어신호에 의해 압박장치를 제어하여 사지를 압박 또는 압박해제시킨다. 구체적으로 제어장치(40)는 타이밍제어신호를 압박장치(30)로 전달하고, 압박장치는 제어장치(40)로부터 전달된 타이밍제어신호에 의해 사지를 압박 및 압박해제시킨다. 구동부(34)는 전달된 타이밍제어신호에 의해 사지를 감싸는 커프부(32)를 구동시킴으로써 사지를 압박 및 압박해제시킬 수 있다.

이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 외부역박동시스템의 제어방법에 대해 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이 외부역박동시스템의 제어방법은 최대압박강도 설정단계(S100), 압박/해제 타이밍제어신호 계산단계(S200), 압박/해제 수행단계(S300)를 포함한다. 외부역박동시스템(1)의 제어방법은 제어장치(40)에 의해 수행될 수 있다.

먼저 외부역박동시스템(1)은 S100 단계와 같이 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 압박장치(30)를 제어하고, 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정한다.

즉, 외부역박동시스템(1)은 사전에 정해진 시험주기로 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 시험압박을 수행하고, 그 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 그 증가된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정한다.

다음, 외부역박동시스템(1)은 생체신호센싱장치(10)로부터 전달된 심전도 및 혈류량과 같은 생체신호를 분석하여 S100 단계에 의해 설정된 최대압박강도를 기반으로 외부역박동을 위한 사지의 압박 및 압박해제가 이루어지도록 타이밍제어신호를 계산한다(S200).

예를 들면 압박 및 압박해제를 위한 타이밍제어신호는 심전도 및 혈류량 신호를 토대로 심장이완기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 증가되고, 심장수축기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 감소되도록 계산될 수 있다.

다음, 외부역박동시스템(1)은 S200 단계에 의해 계산된 타이밍제어신호에 의해 압박장치(30)를 제어하여 사지를 압박 및 압박해제한다(S300).

이하에서는 도 6을 참조하여 위의 최대압박강도 설정단계(S100)에 대해 구체적으로 설명한다.

외부역박동시스템(1)은 먼저 시험강도의 초기값을 설정하고(S120), 그 설정된 시험강도의 초기값에 의해 시험압박을 수행한다(S140). 여기서, 시험강도의 초기값은 0.095 ~ 0.122 kgf/cm²의 범위내에서 설정될 수 있고, 시험강도의 최대 제한값은 0.3 ~ 0.5 kgf/cm²의 범위내에서 설정될 수 있다.

다음 외부역박동시스템(1)은 S140단계에 의해 수행된 시험압박이 피시술자의 수용 가능한 압박수용범위를 초과한 것인지 판단한다(S160).

외부역박동시스템(1)은 사용자입력장치(20)로부터 피시술자의 통증에 대응하는 알림신호가 입력되는지 여부 또는 생체신호센싱장치(10)로부터 입력된 생체신호가 스트레스기준값에 해당하는 지 여부에 의해 시험압박이 압박수용범위를 초과한 것인지를 판단할 수 있다.

S160 단계의 판단 결과 S140 단계의 시험압박이 압박수용범위를 초과하지 않은 것으로 판단한 경우, 외부역박동시스템(1)은 시험강도를 사전에 정해진 값만큼 증가시키고(S170), S140 단계로 넘어간다. 일 예로 외부역박동시스템(1)은 시험강도의 증가분을 대략 0.027 kgf/cm²로 설정할 수 있다. 이 증가분은 필요에 따라 다르게 설정될 수 있다.

S160 단계의 판단 결과 S140 단계의 시험압박이 압박수용범위를 초과한 것으로 판단한 경우 외부역박동시스템(1)은 위의 S140 단계의 시험압박에 이용된 시험강도를 기초로 최대압박강도를 설정한다(S180).

일 예로 증가된 시험강도에 의한 시험압박이 압박수용범위를 초과한 것으로 판단된 경우 시험강도가 증가되기 이전 단계들의 시험강도들 중 어느 하나의 시험강도를 최대압박강도로 설정할 수 있다.

만약 시험강도의 초기값에 의한 시험압박이 압박수용범위를 초과한 것으로 판단된 경우 최대압박강도는 시험강도의 초기값에서 사전에 정해진 값만큼을 뺀 값으로 설정될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 외부역박동시스템 및 그 제어방법은 시험압박을 통해 자동으로 초기 압박강도를 설정할 수 있어 종래와 같이 시술자가 반드시 옆에 있을 필요가 없으며 수동으로 초기 압박강도를 입력하는 과정에서 발생하는 오류를 방지할 수 있다. 또한, 초기 압박강도를 피시술자에 맞춤형으로 최대치를 설정할 수 있어 외부역박동에 따른 치료효과를 증진시킬 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 외부역박동시스템 및 그 제어방법은 사지의 압박 및 압박해제를 위한 압박장치를 전기구동방식으로 구현함으로써 종래 유압구동방식에 비해 소음 및 진동을 줄일 수 있는 장점이 있다.

1: 외부역박동시스템
10: 생체신호센싱장치
12: 심전도측정부
14: 혈류량측정부
20: 사용자입력장치
22: 사용자의사입력부
24: 음성인식부
30: 압박장치
32: 커프부
34: 구동부

Claims

생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여 외부역박동을 수행하여 허혈성심장질환에 대한 치료를 수행하는 외부역박동시스템에 있어서,
피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 압박장치; 및
상기 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 상기 압박장치를 제어하고, 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정하며, 그 설정된 최대압박강도를 기반으로 상기 외부역박동을 수행하도록 상기 압박장치를 제어하는 제어장치를 포함하고,
상기 제어장치는 상기 시험압박을 통해 설정된 상기 최대압박강도를 기반으로 상기 생체신호 중 심전도와 혈류량의 분석을 통해 상기 외부역박동을 위한 압박 및 압박해제 타이밍제어신호를 계산하며, 그 계산된 타이밍제어신호에 의해 상기 압박장치를 제어하며,
상기 타이밍제어신호는 상기 심전도와 혈류량 분석을 토대로 심장이완기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 증가되고, 심장수축기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 감소되도록 계산되고,
상기 제어장치는 상기 시험주기로 상기 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 상기 시험압박을 수행하고, 그 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 그 증가된 시험강도를 기초로 상기 최대압박강도를 설정하며,
상기 제어장치는 상기 시험강도의 초기값을 0.095 ~ 0.122 kgf/cm²의 범위내에서 설정하고, 상기 시험강도의 최대 제한값을 0.3 ~ 0.5 kgf/cm²의 범위내에서 설정하는 외부역박동시스템.
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제1항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 넘어선 것으로 판단한 경우 상기 증가된 시험강도 이전 단계들의 시험강도들 중 어느 하나의 시험강도를 상기 최대압박강도로 설정하는 외부역박동시스템.
제1항에 있어서,
상기 시험압박을 수행하는 동안 사지의 압박에 의해 피시술자에게 통증이 발생하고 그 발생된 통증에 대응하여 시술자 또는 피시술자의 의사가 입력된 경우 그 통증의 발생에 대응하는 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 사용자입력장치를 더 포함하고,
상기 제어장치는 상기 사용자입력장치로부터 상기 알림신호가 입력된 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단하는 외부역박동시스템.
제4항에 있어서,
상기 사용자입력장치는 상기 시험압박을 수행하는 동안 시술자 또는 피시술자의 음성을 감지하여 인식하고 그 인식된 음성신호가 사전에 정해진 기준음성신호에 해당하는 경우 피시술자에게 통증이 발생한 것으로 판단하고 상기 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 외부역박동시스템.
제1항에 있어서,
상기 시험압박을 수행하는 동안 시술자 또는 피시술자의 음성을 감지하여 인식하고 그 인식된 음성신호가 사전에 정해진 기준음성신호에 해당하는 경우 피시술자에게 통증이 발생한 것으로 판단하고 그 통증의 발생에 대응하는 알림신호를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 사용자입력장치를 더 포함하고,
상기 제어장치는 상기 사용자입력장치로부터 상기 알림신호가 입력된 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단하는 외부역박동시스템.
제1항에 있어서,
상기 시험압박을 수행하는 동안 피시술자의 생체신호를 측정하여 상기 제어장치로 출력하는 생체신호센싱장치를 더 포함하고,
상기 제어장치는 상기 생체신호센싱장치로부터 입력된 생체신호가 사전에 정해진 스트레스기준값에 해당하는 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단하는 외부역박동시스템.
제7항에 있어서,
상기 생체신호센싱장치는 상기 피시술자의 심박도를 측정하는 심전도측정부와 상기 피시술자의 혈류량을 측정하는 혈류량측정부를 포함하고,
상기 제어장치는 상기 시험압박을 수행하는 동안 상기 심전도측정부 및 상기 혈류량측정부에 의해 각각 측정된 심전도 및 혈류량이 상기 스트레스기준값에 도달한 경우 상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 상기 압박수용범위를 초과한 것으로 판단하는 외부역박동시스템.
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제1항에 있어서
상기 압박장치는 사지를 감싸기 위한 커프부와, 사지를 압박 또는 압박해제 하도록 상기 커프부를 전기적으로 구동시키는 구동부를 포함하는 외부역박동시스템.
생체신호를 감지하여 심장의 상태를 모니터링하고 그 모니터링된 심장의 상태에 대응하여, 피시술자의 사지를 감싸고 그 감싸진 사지를 압박 또는 압박해제 하기 위한 압박장치를 제어하여 외부역박동을 수행하여 허혈성심장질환에 대한 치료를 수행하는 외부역박동시스템의 제어방법에 있어서,
상기 외부역박동을 수행하기 전 사전에 정해진 시험주기 및 시험강도로 사지를 시험압박하도록 상기 압박장치를 제어하고 그 시험압박을 통해 피시술자에 대응하는 맞춤형 최대압박강도를 설정하는 단계; 및
상기 설정된 최대압박강도를 기반으로 상기 압박장치를 제어하여 상기 외부역박동을 수행하는 단계를 포함하고,
상기 시험압박을 통해 설정된 상기 최대압박강도를 기반으로 상기 생체신호 중 심전도와 혈류량의 분석을 통해 상기 외부역박동을 위한 압박 및 압박해제 타이밍제어신호를 계산하며, 그 계산된 타이밍제어신호에 의해 상기 압박장치를 제어하며,
상기 타이밍제어신호는 상기 심전도와 혈류량 분석을 토대로 심장이완기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 증가되고, 심장수축기의 정해진 시점에서 대동맥압이 정해진 레벨까지 감소되도록 계산되고,
상기 맞춤형 최대압박강도를 설정하는 단계는,
상기 시험주기로 상기 시험강도를 점진적으로 증가시키면서 상기 시험압박을 수행하는 단계; 및
상기 증가된 시험강도에 의한 압박이 피시술자의 수용 가능한 범위인 압박수용범위를 초과한 것으로 판단한 경우 상기 증가된 시험강도를 기초로 상기 최대압박강도를 설정하는 단계를 포함하며,
상기 시험강도의 초기값을 0.095 ~ 0.122 kgf/cm²의 범위내에서 설정하고, 상기 시험강도의 최대 제한값을 0.3 ~ 0.5 kgf/cm²의 범위내에서 설정하는 외부역박동시스템의 제어방법.
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