KR102404032B1 - Fall-down danger detection system using multiple sensors - Google Patents
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Abstract
매트리스가 안착되는 침대 본체부; 상기 본체부에 결합되며, 구름 이동 가능한 구동바퀴가 설치되는 다리부; 상기 다리부에 결합되는 제1센서의 제1측정값을 통해, 사용자의 상기 매트리스 상면 내의 위치를 측정하는 제1센서모듈; 및 상기 매트리스에 배치되는 제2센서의 제2측정값을 통해, 사용자의 상기 매트리스 상면 내의 뒤척임을 감지하는 제2센서모듈;을 포함하는 다중 센서를 이용한 낙상 위험 감지 시스템을 제공한다.The bed body on which the mattress is seated; a leg portion coupled to the body portion and having a movable driving wheel installed therein; a first sensor module for measuring the position of the user in the upper surface of the mattress through the first measurement value of the first sensor coupled to the leg portion; And through the second measurement value of the second sensor disposed on the mattress, a second sensor module for detecting the user toss and turns in the upper surface of the mattress; provides a fall risk detection system using multiple sensors comprising a.
Description
본 발명은 병원 등에서 노인이나 거동이 불편한 환자의 낙상 위험을 미리 감지하여 낙상 위험을 예방할 수 있는 낙상 위험 감지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fall risk detection system capable of preventing a fall risk by detecting in advance the fall risk of an elderly person or a patient with reduced mobility in a hospital or the like.
최근 병원은 간병인이나 보호자 대신 간호사가 간병 서비스까지 제공하는 간호, 간병 통합 서비스 제도를 도입하고 있다. 이에 따라, 간호 인력에 대한 수요가 폭발적으로 증가하였으며, 간호 인력의 부족 현상은 더욱 심화되었다. 한편, 병원 등의 의료기관 내에서 발생하는 환자의 안전사고 중 40%는 병실 침대에서 발생하는 낙상 사고에 해당된다. 낙상 사고는 환자가 침대에서 떨어져 사고를 당하는 것이다. 낙상 사고는 대개 환자가 사이드레일을 내린 후 침상에서 내려올 때 발생한다. 환자 뿐만 아니라, 거동이 불편한 사람이나 노약자들의 경우에도 낙상 사고가 쉽게 발생한다.Recently, hospitals are introducing an integrated nursing and nursing service system in which nurses provide nursing services instead of caregivers or guardians. Accordingly, the demand for nursing manpower has increased explosively, and the shortage of nursing manpower has further intensified. On the other hand, 40% of patient safety accidents that occur in medical institutions such as hospitals are falls that occur in hospital beds. A fall accident is an accident in which a patient falls out of bed. Falls usually occur when a patient gets off the bed after lowering the side rail. Not only patients, but also people with reduced mobility or the elderly are prone to fall accidents.
이를 위해, 의료용 침대에는 낙상 방지를 위하여 침대의 양 측면에 사이드레일이 장착되어 있다. 그러나, 사이드레일은 침대에 누워있는 환자에게 답답함, 구속감 등의 심리적 불편을 초래한다. 그 결과, 환자는 스스로 사이드레일을 내리고, 침대에서 이탈 하려다가 낙상 사고를 일으키게 된다.To this end, the medical bed is equipped with side rails on both sides of the bed to prevent falls. However, the side rails cause psychological inconveniences such as stuffiness and restraint to the patient lying on the bed. As a result, the patient lowers the side rail on his own and causes an accident while trying to get out of bed.
또한, 사이드레일을 빈번하게 올리거나 내리는 반복 동작은 사용상의 불편함을 초래한다. 그 결과, 사이드레일의 사용 빈도는 줄어들게 되고, 낙상 사고의 위험은 더욱 증가하게 된다. 또한, 거동이 불편한 환자의 경우, 사이드레일을 조작하다가 실수로 낙상에 이르거나, 사이드레일이 환자의 체중을 지지하지 못해 낙상 사고가 발생하는 위험 요소도 존재한다.In addition, the repeated operation of raising or lowering the side rail frequently causes inconvenience in use. As a result, the frequency of use of the side rail is reduced, and the risk of a fall accident further increases. In addition, in the case of a patient with poor mobility, there is a risk factor that an accidental fall occurs while operating the side rail, or the side rail fails to support the weight of the patient.
이로 인해, 의료기관과 환자/보호자 사이의 법적 분쟁이 빈번하게 발생한다. 보건복지부는 낙상 사고에 대한 안전 주의경보를 내렸으며, 의료기관 역시 최근 보다 적극적인 예방 및 관리를 시도하고 있다.As a result, legal disputes between medical institutions and patients/guardians frequently occur. The Ministry of Health and Welfare issued a safety warning for fall accidents, and medical institutions are also trying to prevent and manage more aggressively recently.
선행문헌을 살펴보면, 상기 문제점을 해결하기 위해 다양한 장치, 방법 등이 제안 공개되었다. 그러나, 종래 장치, 방법은 낙상 위험을 감지하거나 예측을 함에 있어 오류가 빈번하고, 신뢰도가 떨어지며, 높은 비용이 발생하는 등 다양한 문제점이 있었다.Looking at the prior literature, in order to solve the above problems, various devices, methods, etc. have been proposed and disclosed. However, the conventional apparatus and method have various problems such as frequent errors, low reliability, and high cost in detecting or predicting the risk of a fall.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 낙상 위험을 사전에 정확하고 효과적으로 감지하여, 간호, 간병 업무의 부하를 해소하고 업무 효율성을 향상시킬 수 있는 다중 센서를 이용한 낙상 위험 감지 시스템을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention has been devised to solve the above problems, and by accurately and effectively detecting a fall risk in advance, a fall using a multi-sensor that can relieve the load of nursing and nursing care and improve work efficiency We want to provide a risk detection system.
또한, 개별 구성요소를 모듈 단위로 생산하여, 유지/관리의 편의성을 극대화하고자 한다. 또한, 낙상 위험을 감지하기 위한 각 종 센서에 대한 내구성을 향상시켜 유지/관리의 비용을 최소화하고자 한다. 또한, 개별 구성요소 사이의 결합 관계를 용이하게 하여 일부 고장 등이 있더라도 쉽게 교환, 교체 가능하도록 한다. 또한, 비접촉 무자각 방식을 사용하여, 미관상 깔끔하면서도 사용자에 따른 일종의 거부감을 줄이고자 한다. 또한, 사용자의 개인적 특성을 반영할 수 있는 맞춤형 시스템을 제공하고자 한다.In addition, individual components are produced in module units to maximize the convenience of maintenance/management. In addition, it is intended to minimize the cost of maintenance/management by improving the durability of various sensors for detecting the risk of falling. In addition, by facilitating the coupling relationship between the individual components, it is possible to easily exchange or replace it even if there is some failure. In addition, by using a non-contact and non-aware method, it is intended to reduce a kind of rejection according to the user while being neat in appearance. In addition, we want to provide a customized system that can reflect the user's personal characteristics.
이를 통해, 본 시스템의 품질, 성능 등을 전체적으로 향상시키고, 총체적 경쟁력을 확보할 수 있는 낙상 위험 감지 시스템을 제공하고자 한다.Through this, it is intended to provide a fall risk detection system that can improve overall quality and performance of the system and secure overall competitiveness.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 매트리스가 안착되는 침대 본체부; 상기 본체부에 결합되며, 구름 이동 가능한 구동바퀴가 설치되는 다리부; 상기 다리부에 결합되는 제1센서의 제1측정값을 통해, 사용자의 상기 매트리스 상면 내의 위치를 측정하는 제1센서모듈; 및 상기 매트리스에 배치되는 제2센서의 제2측정값을 통해, 사용자의 상기 매트리스 상면 내의 뒤척임을 감지하는 제2센서모듈;을 포함하는 다중 센서를 이용한 낙상 위험 감지 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention to solve the above problems, the bed body portion on which the mattress is seated; a leg portion coupled to the body portion and having a movable driving wheel installed therein; a first sensor module for measuring the position of the user in the upper surface of the mattress through the first measurement value of the first sensor coupled to the leg portion; And through the second measurement value of the second sensor disposed on the mattress, a second sensor module for detecting the user toss and turns in the upper surface of the mattress; provides a fall risk detection system using multiple sensors comprising a.
상기 다리부는 일단이 상기 본체부의 하부에 왕복 슬라이딩 이동 가능하게 결합되고, 타단에는 풋부재가 끼움 결합되는 제1경사프레임; 일단이 상기 본체부의 하부에 회동 가능하게 결합되고, 타단이 상기 제1경사프레임과 회동 가능하게 결합되는 제2경사프레임; 및 상기 제1경사프레임 사이를 연결하며, 양 단부에 상기 구동바퀴가 결합되는 수평프레임;을 포함하는 것이 바람직하다.a first inclined frame having one end coupled to a lower portion of the body portion to be reciprocally slidably coupled to the leg portion, and a foot member fitted to the other end thereof; a second inclined frame having one end rotatably coupled to the lower portion of the main body and the other end rotatably coupled to the first inclined frame; and a horizontal frame connected between the first inclined frames and to which the driving wheels are coupled to both ends.
상기 제1센서는 상기 구동바퀴에 결합되며,The first sensor is coupled to the driving wheel,
제1모드에서, 상기 구동바퀴는 지면과 접촉하고, 상기 풋부재는 지면 상측에 위치하며, 제2모드에서, 상기 풋부재는 지면과 접촉하고, 상기 제1측정값은 생성되지 않는 것이 바람직하다.Preferably, in the first mode, the driving wheel is in contact with the ground, the foot member is located above the ground, and in the second mode, the foot member is in contact with the ground, and the first measurement value is not generated. .
상기 제1센서는 상기 풋부재에 결합되며,The first sensor is coupled to the foot member,
제1모드에서, 상기 구동바퀴는 지면과 접촉하고, 상기 제1측정값은 생성되지 않으며, 제2모드에서, 상기 풋부재는 지면과 접촉하고, 상기 구동바퀴는 지면 상측에 위치하는 것이 바람직하다.Preferably, in the first mode, the driving wheel is in contact with the ground, the first measured value is not generated, in the second mode, the foot member is in contact with the ground, and the driving wheel is located above the ground .
상기 제1센서는 무게센서인 것이 바람직하다.Preferably, the first sensor is a weight sensor.
상기 제2센서모듈은 상기 제2센서가 직사각형 모양의 얇은 패드에 배치되어, 사용자의 생체신호를 실시간 측정하는 압전센서패드; 및 상기 압전센서패드와 전기적으로 연결되며, 상기 생체신호를 분석, 처리하는 제2신호처리유닛;을 포함하는 것이 바람직하다.The second sensor module includes: a piezoelectric sensor pad in which the second sensor is disposed on a rectangular thin pad to measure a user's biosignal in real time; and a second signal processing unit electrically connected to the piezoelectric sensor pad and analyzing and processing the biosignal.
상기 제1센서모듈 및 상기 제2센서모듈과 각각 무선 네트워크로 연결되는 수신부;를 더 포함하며, 상기 수신부와 전기적으로 연결되어, 위치 정보 및 뒤척임 정보를 분석하여 사용자의 낙상 위험을 판단하는 낙상위험판단부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.The first sensor module and the second sensor module, each of which is connected to the receiving unit through a wireless network; further comprising, electrically connected to the receiving unit, by analyzing the location information and toss and down information to determine the user's fall risk fall risk It is preferable to further include a judgment unit.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.According to the problem solving means of the present invention as described above, various effects including the following items can be expected. However, the present invention is not established only when exhibiting all of the following effects.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 센서를 이용한 낙상 위험 감지 시스템은 낙상 위험을 사전에 정확하고 효과적으로 감지하여, 간호, 간병 업무의 부하를 해소하고 업무 효율성을 향상시킬 수 있다.A fall risk detection system using multiple sensors according to an embodiment of the present invention can accurately and effectively detect a fall risk in advance, thereby relieving the load of nursing and nursing care and improving work efficiency.
또한, 개별 구성요소를 모듈 단위로 생산하여, 유지/관리의 편의성을 극대화할 수 있다. 또한, 낙상 위험을 감지하기 위한 각 종 센서에 대한 내구성을 향상시켜 유지/관리의 비용을 최소화할 수 있다. 또한, 개별 구성요소 사이의 결합 관계를 용이하게 하여 일부 고장 등이 있더라도 쉽게 교환, 교체할 수 있다. 또한, 비접촉 무자각 방식을 사용하여, 미관상 깔끔하면서도 사용자에 따른 일종의 거부감을 줄일 수 있다. 또한, 사용자의 개인적 특성을 반영할 수 있다.In addition, by producing individual components in module units, it is possible to maximize the convenience of maintenance/management. In addition, it is possible to minimize the cost of maintenance/management by improving the durability of various sensors for detecting the risk of a fall. In addition, by facilitating the coupling relationship between the individual components, it can be easily exchanged or replaced even if there is some failure or the like. In addition, by using the non-contact and insensitive method, it is possible to reduce a kind of rejection according to the user while being neat in appearance. In addition, the user's personal characteristics may be reflected.
이를 통해, 본 시스템의 품질, 성능 등을 전체적으로 향상시키고, 총체적 경쟁력을 확보할 수 있는 낙상 위험 감지 시스템을 제공할 수 있다.Through this, it is possible to provide a fall risk detection system capable of improving overall quality and performance of the present system and securing overall competitiveness.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙상 위험 감지 시스템의 사시도.
도 2는 도 1의 개략적 구성을 나타내는 개념도.
도 3은 제1모드에서 본 측면도.
도 4는 제2모드에서 본 측면도.
도 5는 도 1의 매트리스커버에 대한 저면 사시도.
도 6은 도 1의 제2센서모듈에 대한 사시도.1 is a perspective view of a fall risk detection system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a conceptual diagram showing the schematic configuration of Fig. 1;
Fig. 3 is a side view seen in the first mode;
Fig. 4 is a side view seen in the second mode;
Figure 5 is a bottom perspective view of the mattress cover of Figure 1;
Figure 6 is a perspective view of the second sensor module of Figure 1;
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, in the description of the present invention, if it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscured as it is obvious to those skilled in the art with respect to related known functions, the detailed description thereof will be omitted. The terminology used in the present application is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙상 위험 감지 시스템의 사시도이고, 도 2는 도 1의 개략적 구성을 나타내는 개념도이며, 도 3은 제1모드에서 본 측면도이고, 도 4는 제2모드에서 본 측면도이며, 도 5는 도 1의 매트리스커버에 대한 저면 사시도이고, 도 6은 도 1의 제2센서모듈에 대한 사시도이다.1 is a perspective view of a fall risk detection system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram showing the schematic configuration of FIG. 1 , FIG. 3 is a side view seen in the first mode, and FIG. 4 is a second mode This is a side view, FIG. 5 is a bottom perspective view of the mattress cover of FIG. 1 , and FIG. 6 is a perspective view of the second sensor module of FIG. 1 .
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 센서를 이용한 낙상 위험 감지 시스템은 본체부(100), 다리부(200), 제1센서모듈(400), 제2센서모듈(500) 등을 포함한다. 침대는 가정용, 병원용 등 그 용도, 사양에 관계없이 모두 포함한다.1 to 6 , a fall risk detection system using multiple sensors according to an embodiment of the present invention includes a
본체부(100)는 침대에서 매트리스가 안착되는 부분이다. 본체부(100)는 통상 직사각형 모양이며, 복수 개의 프레임(금속, 나무 재질 등)으로 구성될 수 있다. 본체부(100)의 하부에는 다리부(200)가 결합되는 결합 구조가 형성된다. 결합 구조는 일정 범위의 이동 거리를 갖는 가이드부(110), 가이드부(110)를 따라 왕복 이동하는 이동부(120) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가이드부(110)는 본체부(100)의 하부에 형성되는 가이드홀인 것이 바람직하다. 또한, 이동부(120)는 서로 대향하는 가이드홀 사이를 연결하는 이동봉인 것이 바람직하다. 한편, 본체부(100)는 매트리스를 안정적으로 지지하기 위한 상판 등을 더 포함할 수 있다.The
다리부(200)는 본체부(100)에 결합되며, 구름 이동 가능한 구동바퀴(250)가 설치되어 있다. 다리부(200)는 제1모드에서 구동바퀴(250)에 의해 지면과 접촉하고, 제2모드에서 풋부재(260)에 의해 지면에 고정된다. 다리부(200)는 일반적으로 4개의 다리를 갖는다. 여기서, 다리부(200)는 모드 변경에 따라 승강 또는 하강할 수 있는 바, 일정 범위 이내에서 높이 조절이 가능하다. 일 실시예에 따른 다리부(200)는 'y'자 형상을 갖는다.The
구체적으로, 다리부(200)는 제1경사프레임(210), 제2경사프레임(220), 수평프레임(230), 구동바퀴(250), 풋부재(260) 등을 포함할 수 있다. 이 때, 제1경사프레임(210)과 제2경사프레임(220)은 링크 결합될 수 있다. 또한, 다리부(200)는 제1경사프레임(210), 제2경사프레임(220) 및 수평프레임(230) 사이의 결합 구조를 통해 다리부(200)에 가해지는 하중을 적절하게 분산시킬 수 있다. 제1경사프레임(210), 제2경사프레임(220) 및 수평프레임(230)은 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.Specifically, the
제1경사프레임(210)은 일단이 본체부(100)의 하부에 왕복 슬라이딩 이동 가능하게 결합된다. 제1경사프레임(210)은 가이드부(110)에 대응하여 4개가 사용될 수 있다. 구체적으로, 제1경사프레임(210)은 이동부(120)에 회동 가능하게 결합되며, 이동부(120)가 가이드부(110)를 따라 이동하면, 제1경사프레임(210)과 본체부(100)의 하부 사이에 형성되는 경사 각도는 달라진다.One end of the first
또한, 제1경사프레임(210)의 타단에는 풋부재(260)가 끼움 결합될 수 있다. 이와 달리, 제1경사프레임(210)의 타단에는 구동바퀴(250)가 형성될 수 있다. 풋부재(260)는 합성수지 재질, 우레탄 재질 등으로 형성되어, 지면에 대한 고마찰력을 제공한다. 그 결과, 제2모드에서 다리부(200)는 풋부재(260)에 의해 지면에 고정될 수 있다.In addition, the
제2경사프레임(220)은 일단이 본체부(100)의 하부와 일정 각도 범위에서 회동 가능하게 결합되며, 타단이 제1경사프레임(210)과 일정 각도 범위에서 회동 가능하게 결합된다. 제2경사프레임(220)은 제1경사프레임(210)의 일단이 슬라이딩 이동하면 이에 종속되어, 양단이 회동한다.One end of the second
수평프레임(230)은 제1경사프레임(210) 사이를 연결하며, 양 단부에 구동바퀴(250)가 결합된다. 수평프레임(230)은 동일 방향으로 이동되는 제1경사프레임(210) 사이에 배치되어, 이를 연결한다. 즉, 수평프레임(230)은 한 쌍의 제1경사프레임(210) 사이에 배치된다.The horizontal frame 230 connects between the first
또한, 본체부(100)와 수평프레임(230) 사이에는 예를 들어, 액추에이터(270) 등의 구동부가 설치될 수 있다. 액추에이터(270)는 다리부(200)의 모드 변경 과정에서 구동력을 제공한다.Also, between the
구동바퀴(250)는 제1모드에서, 구동바퀴(250)를 통해 전달되는 하중 방향과 지면 사이에, 수직 관계가 형성될 수 있도록 수평프레임(230)에 결합되는 것이 바람직하다. 또한, 구동바퀴(250)는 본체부(100)에 의해 가해지는 하중이 균등하게 분배되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 이런, 구동바퀴(250)는 예를 들어, 캐스터일 수 있다. 구동바퀴(250)는 지면과 직접 접촉되는 부분으로, 하중에 의한 반력을 그대로 받게 된다. 구동바퀴(250)는 그 위치, 개수 등에 따라 지면으로 가해지는 하중을 분산시킬 수 있다. 구동바퀴(250)는 우레탄 바퀴 등을 통해 부드럽게 구름 가능하며, 급격한 하중의 변화에도 충격 흡수가 용이하다.The
사용자는 다리부(200)의 모드 변경을 통해 본체부(100)의 높낮이를 조절할 수 있다. 이를 위해, 가이드부(110)에는 걸림홈(미도시)이 형성될 수 있다. 이와 달리, 모드는 하강 모드인 제1모드와 승강 모드인 제2모드로 구별될 수 있다. 이 때, 모드 변경은 사용자의 주관적 의사에 따라 이루어질 수 있다. 이와 달리, 모드 변경은 사용자의 수면 정보를 기준으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1모드는 사용자의 수면 구간 동안 유지될 수 있다. 반면, 제2모드는 수면 구간 전후 상대적으로 낙상 위험의 가능성이 낮은 시간 동안 유지될 수 있다.The user may adjust the height of the
다리부(200)는 모드 변경에 따라 제1모드 및 제2모드 중 어느 하나의 모드에 위치할 수 있다. 제1모드에서, 구동바퀴(250)는 지면과 접촉하고, 풋부재(260)는 지면 상측에 위치한다. 즉, 풋부재(260)와 지면 사이에는 일정한 간격이 형성된다. 이 때, 하중은 구동바퀴(250)를 통해서만 지면으로 전달된다. 한편, 제2모드에서, 풋부재(260)는 지면과 접촉하고, 구동바퀴(250)는 지면 상측에 위치한다. 그 결과, 제1모드에서, 구동바퀴(250)를 통해 전달되던 하중은 풋부재(260)를 통해서만 지면으로 전달된다.The
제1센서모듈(400)은 다리부(200)에 결합되는 제1센서(410)의 제1측정값을 통해 사용자의 매트리스 상면 내의 위치를 측정한다. 제1센서모듈(400)은 제1센서(410), 제1신호처리유닛(420) 등을 포함할 수 있다. 먼저, 제1센서(410)는 무게센서(로드셀)인 것이 바람직하다.The
일 실시예에 따르면, 제1센서(410)는 구동바퀴(250)에 결합될 수 있다. 즉, 제1센서(410)는 구동바퀴(250) 1개당 1개씩 결합될 수 있다. 이 때, 제1센서모듈(400)은 총 4개의 제1센서(410)를 포함할 수 있다. 제1센서(410)는 각 설치 개소에서 전달되는 무게를 측정하게 된다. 일 실시예의 경우, 제1모드에서, 구동바퀴(250)는 지면과 접촉하고, 풋부재(260)는 지면 상측에 위치한다. 그 결과, 제1센서(410)는 제1모드에서 제1측정값을 생성할 수 있다. 그리고, 제2모드에서, 풋부재(260)는 지면과 접촉하고, 제1측정값은 생성되지 않는다. 이와 같이, 제1센서모듈(400)은 모드에 따라 측정 상태가 변경되는 바, 제1센서(410)의 내구성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment, the
이와 달리, 다른 실시예의 경우, 제1센서(410)는 풋부재(260)에 결합될 수 있다. 즉, 제1센서(410)는 풋부재(260)에 풋부재(260) 1개당 1개씩 결합될 수 있다. 이 때, 제1센서모듈(400)은 총 4개의 제1센서(410)를 포함할 수 있다. 다른 실시예의 경우, 제1모드에서, 구동바퀴(250)는 지면과 접촉하고, 제1측정값은 생성되지 않는다. 그리고, 제2모드에서, 풋부재(260)는 지면과 접촉하고, 구동바퀴(250)는 지면 상측에 위치한다. 그 결과, 제1센서(410)는 제2모드에서 제1측정값을 생성할 수 있다. 이와 같이, 제1센서모듈(400)은 모드에 따라 측정 상태가 변경되는 바, 제1센서(410)의 내구성을 향상시킬 수 있다.Alternatively, in another embodiment, the
제1신호처리유닛(420)은 제1센서(410)와 각각 전기적으로 연결되어 있다. 제1신호처리유닛(420)은 예를 들어, 본체부(100)의 하면에 설치될 수 있다. 이런, 제1신호처리유닛(420)은 구체적으로 위치측정부(422), 제1통신부(424) 등을 포함한다. 위치측정부(422)는 제1센서(410)에서 각각 측정되는 제1측정값을 분석, 처리하여 사용자의 위치를 측정한다. 그리고, 위치측정부(422)는 사용자의 위치를 무게 중심에 의한 단일 점의 형태로 모델링하여, 이를 평면좌표를 통해 시각적으로 표출할 수 있다.The first
제1통신부(424)는 위치측정부(422)의 위치 정보를 미리 설정된 복수 개의 수신부(810)로 전송할 수 있다. 제1통신부(424)는 와이파이, 블루투스, 지그비 등의 근거리 무선 네트워크를 사용할 수 있다. 제1통신부(424)는 Lte(엘티이), LoRa(로라) 등의 무선 네트워크를 사용할 수 있다. 한편, 수신부(810)는 병원 등의 간호스테이션을 구성하는 환자 관리 시스템의 서버 등을 포함한다. 또한, 수신부(810)는 미리 저정되는 특정인(의료진, 보호자 등)의 디바이스 예를 들어, 스마트폰 등을 포함할 수 있다.The
제1센서모듈(400)은 사용자의 위치를 비접촉(untact) 방식으로 측정할 수 있다. 한편, 제1센서모듈(400)은 본체부(100) 등에 배치되는 전원박스(미도시)를 통해 전력을 공급받게 된다.The
제2센서모듈(500)은 매트리스에 배치되는 제2센서의 제2측정값을 통해, 사용자의 매트리스 상면 내의 뒤척임을 감지한다. 여기서, 매트리스는 침대용의 두툼한 요를 의미하며, 쿠션을 제공하기 위해 그 속에 스프링이나 스펀지를 넣어 푹신하게 만든 것을 통칭한다. 이런, 매트리스는 대개 높이가 낮은 직육면체 형상을 갖는다. 사용자는 매트리스 상면에 앉거나 누울 수 있다. 한편, 매트리스커버(700)는 매트리스를 감싸는 용도를 갖는다.The
구체적으로, 제2센서모듈(500)은 압전센서패드(510), 제2신호처리유닛(520) 등을 포함할 수 있다. 압전센서패드(510)는 제2센서가 직사각형 모양의 얇은 패드에 적어도 하나 이상 배치되어, 사용자의 생체신호를 실시간 측정한다. 이 때, 압전센서패드(510)의 가로 변의 길이는 매트리스의 가로 변의 길이와 동일한 것이 바람직하다. 압전센서패드(510)는 사용자의 심박수, 호흡수, 움직임 등에 관한 복수 개의 신호를 측정할 수 있다. 압전센서패드(510)는 그 측정 신호가 미약한 경우 캘리브레이션을 통해 이를 증폭시킬 수 있다. 제2센서모듈(500)은 압전센서패드(510)에 의해 측정되는 심박수, 호흡수 등을 분석하여 사용자의 수면 상태, 건강 이상 징후 등을 파악할 수 있다.Specifically, the
압전센서패드(510)는 매트리스커버(700)의 하면 중 특정 위치에 형성된다. 일 실시예에 따른 매트리스커버(700)는 전술한 것처럼 세로 방향이 더 긴 직사각형 모양을 갖는다. 매트리스커버(700)가 씌워져 있는 매트리스 위에 사용자가 누워있는 자세를 취할 때, 매트리스커버(700)의 상면에는 사용자의 상반신이 놓이는 상반신영역(720)이 형성될 수 있다. 다만, 상반신영역(720)은 고정된 것은 아니며, 사용자의 개인 정보(신장, 체형 등), 수면 정보 등에 따라 그 위치가 달라질 수 있다.The
이 때, 매트리스커버(700)의 하면에는 상반신영역(720)과 대향하는 위치에 매트리스커버(700)의 가로 방향으로 형성되는 제1수납영역(730)이 형성될 수 있다. 제1수납영역(730)은 예를 들어, 포켓 형태로 형성될 수 있다. 한편, 제1수납영역(730)은 복수 개가 형성될 수 있다. 이 때, 제1수납영역(730)은 일정하게 이격되거나, 서로 인접할 수 있다. 또한, 제1수납영역(730)은 서로 동일 모양으로 형성될 수 있다. 각 개별적인 제1수납영역(730)은 예를 들어, 포켓의 형태로 형성될 수 있다.At this time, a
압전센서패드(510)는 매트리스커버(700)에 형성되는 포켓 내에 수납될 수 있다. 이 때, 포켓은 매트리스커버(700)의 외면이나 내면 중 어느 면에 형성되어도 무방하다. 여기서, 매트리스커버(700)는 대개 천 등의 직물 소재로 이루어지는 바, 압전센서패드(510)가 포켓에 수납되면, 그 상태에서 포켓의 입구는 실에 의한 박음질 등의 방법으로 봉합될 수 있다.The
한편, 제1수납영역(730)은 사용자의 개인 정보, 수면 정보 등에 따라 그 형성 위치가 달라질 수 있다. 이런 점을 고려할 때, 제1수납영역(730)은 사용자의 상반신에 대한 무게 중심이 위치하는 곳의 연직 하측에 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the formation position of the
제2신호처리유닛(520)은 필터링부(521), 연산부(522), 분석부(523), 제2통신부(524) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(521)는 압전센서패드(510)를 통해 측정되는 신호 데이터를 미리 설정된 시간 단위로 필터링하여 심박수파형, 호흡수파형, 뒤척임파형 등을 추출한다. 이런 필터링부(521)는 하드웨어 및/또는 소프트웨어가 결합된 형태로 구성될 수 있다. 또한, 필터링부(521)는 전술한 각 파형을 예를 들어 3초, 5초 등 미리 설정된 시간 단위로 분할하여 추출할 수 있다. 그리고, 이를 증폭하여 사용자의 생체신호에 대한 변화를 제공할 수 있다.The second
연산부(522)는 뒤척임파형을 변환 처리하여 대푯값을 형성한다. 연산부(522)는 전술한 단위 시간 내에서 각 뒤척임파형이 갖는 뒤척임 정도를 수치화하여 대푯값을 형성한다. 분석부(523)는 대푯값이 뒤척임으로 판단되는 임계값을 초과한 횟수와 그 대푯값의 크기를 이용하여 뒤척임 정도를 구별, 분석한다. 다만, 이런 뒤척임 정도는 미리 측정되는 수많은 샘플 데이터를 통해 얻어진 경험과 실험에 기초하여 정해진다. 한편, 뒤척임은 예를 들어, 통상적 뒤척임과 심한 뒤척임으로 구분될 수 있다.The calculating
제2통신부(524)는 제2신호처리유닛(520)의 뒤척임 정보를 미리 설정된 복수 개의 수신부(810)로 전송할 수 있다. 제2통신부(524)는 제1통신부(424)와 동일할 수 있다. 제2통신부(524)는 와이파이, 블루투스, 지그비 등의 근거리 무선 네트워크를 사용할 수 있다. 제2통신부(524)는 Lte(엘티이), LoRa(로라) 등의 무선 네트워크를 사용할 수 있다. 한편, 수신부(810)는 병원 등의 간호스테이션을 구성하는 환자 관리 시스템의 서버 등을 포함한다. 또한, 수신부(810)는 미리 저정되는 특정인(의료진, 보호자 등)의 디바이스 예를 들어, 스마트폰 등을 포함할 수 있다.The
한편, 제2신호처리유닛(520)은 매트리스커버(700)의 일 측면에 형성되는 제2수납영역(740)에 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 매트리스커버(700)는 대개 천 등의 직물 소재로 이루어지며, 제2수납영역(740)은 주머니 등의 포켓 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 제2신호처리유닛(520)은 포켓 등에 수납된 상태에서 실에 의한 박음질 등의 방법으로 그 위치가 고정되고, 동시에 봉합될 수 있다.On the other hand, the second
제2센서모듈(500)은 사용자의 뒤척임을 비접촉(untact) 방식으로 추정할 수 있다. 한편, 제2센서모듈(500)은 본체부(100) 등에 배치되는 전원박스(미도시)를 통해 전력을 공급받게 된다.The
수신부(810)는 제1센서모듈(400) 및 제2센서모듈(500)과 각각 무선 네트워크로 연결될 수 있다. 이 때, 낙상위험판단부(600)는 수신부(810)와 전기적으로 연결되어, 위치 정보 및 뒤척임 정보를 분석하여 사용자의 낙상 위험을 판단한다. 이 때, 낙상위험판단부(600)는 낙상 위험을 확률로 제공할 수 있다. 이와 달리, 낙상위험판단부(600)는 몇 단계로 구별되는 등급을 사용하여 낙상 위험에 대한 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 낙상위험판단부(600)는 주간과 야간, 수면 구간과 비수면 구간, 더 구체적으로 복수 개의 시간대 별로 구분하여 낙상 위험에 대한 가중치를 달리할 수 있다. 이는, 제2센서모듈(500)을 통해 측정되는 사용자의 수면 정보(일정 기간 내의 통계값)에 근거할 수 있다.The
다음으로, 제1센서(410)가 구동바퀴(250)에 결합되는 경우를 기준으로, 낙상위험판단부(600)의 기능을 설명한다. 이 때, 낙상위험판단부(600)는 제1모드에 한해 동작할 수 있다. 즉, 제2모드에서 사용자에 대한 낙상 위험이 아무리 크더라도 낙상위험판단부(600)는 이를 판단할 수 없다.Next, the function of the fall
또한, 제2모드에서, 제2측정값이 미리 설정된 시간 동안 검출되지 않는 경우, 제2센서모듈(500)은 수신부(810)에 제1알림신호를 전송할 수 있다. 이는, 사용자가 침대를 이탈한 경우로 간주되는 바, 수신부(810)에 '경고' 수준의 알람 메시지를 제공하는 것이다.Also, in the second mode, when the second measured value is not detected for a preset time, the
또한, 제1알림신호가 발생되고, 그 때부터 일정 시간이 더 경과하더라도 제2센서모듈(500)을 통한 생체신호가 검출되지 않는 경우, 제2센서모듈(500)은 수신부(810)에 제2알림신호를 전송할 수 있다. 이는, 간호사 등에게 사용자의 복귀 여부를 다시 체크하도록 안내한다. 이와 달리, 제1알림신호가 발생되고, 그 때부터 일정 시간 이내에 제2센서모듈(500)을 통한 생체신호가 검출되는 경우, 제2센서모듈(500)은 수신부(810)에 제3알림신호를 전송할 수 있다. 이는 간호사 등에게 사용자의 복귀 정보를 제공한다.In addition, when the first notification signal is generated and a biosignal through the
또한, 본 시스템은 사용자관리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 사용자관리부는 사용자의 개인 정보를 저장하는 역할을 한다. 개인 정보에는 사용자의 연령, 신체(키, 몸무게) 정보, 수면 정보, 과거 질병 이력 등에 대한 것을 포함한다. 또한, 사용자관리부는 제1센서모듈(400) 및/또는 제2센서모듈(500)과 무선 네트워크로 연결되어 수면 상태에서 사용자의 심박수 등, 사용자의 뒤척임, 자세 변경에 따른 위치 변화 등에 대한 패턴 정보를 전송받을 수 있다.In addition, the present system may further include a user management unit (not shown). The user management unit serves to store the user's personal information. Personal information includes the user's age, body (height, weight) information, sleep information, past disease history, and the like. In addition, the user management unit is connected to the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been exemplarily described, but the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.
100: 본체부 200: 다리부
400: 제1센서모듈 500: 제2센서모듈
600: 낙상위험판단부
210: 제1경사프레임 220: 제2경사프레임
230: 수평프레임 250: 구동바퀴
260: 풋부재 270: 액추에이터
410: 제1센서 420: 제1신호처리유닛
422: 위치측정부 424: 제1통신부
510: 압전센서패드 520: 제2신호처리유닛
521: 필터링부 522: 연산부
523: 분석부 524: 제2통신부
700: 매트리스커버 720: 상반신영역
730: 제1수납영역 740: 제2수납영역
810: 수신부 100: body part 200: leg part
400: first sensor module 500: second sensor module
600: fall risk judgment unit
210: first inclined frame 220: second inclined frame
230: horizontal frame 250: drive wheel
260: foot member 270: actuator
410: first sensor 420: first signal processing unit
422: position measurement unit 424: first communication unit
510: piezoelectric sensor pad 520: second signal processing unit
521: filtering unit 522: calculating unit
523: analysis unit 524: second communication unit
700: mattress cover 720: upper body area
730: first storage area 740: second storage area
810: receiver
Claims (7)
상기 본체부에 결합되며, 구름 이동 가능한 구동바퀴가 설치되는 다리부;
상기 다리부에 결합되는 제1센서의 제1측정값을 통해, 사용자의 상기 매트리스 상면 내의 위치를 측정하는 제1센서모듈; 및
상기 매트리스에 배치되는 제2센서의 제2측정값을 통해, 사용자의 상기 매트리스 상면 내의 뒤척임을 감지하는 제2센서모듈;을 포함하고,
상기 다리부는 하강 모드인 제1모드와 상승 모드인 제2모드 중 어느 일 모드에 위치하며, 상기 제1센서가 상기 구동바퀴에 결합되면, 제1모드에서 상기 제1센서는 상기 제1측정값을 생성하고, 제2모드에서 상기 제1센서는 상기 제1측정값을 생성하지 않으며,
상기 제2센서모듈은 매트리스커버의 하면에 배치되는 압전센서패드 및 상기 압전센서패드와 전기적으로 연결되며 사용자의 생체신호를 분석, 처리하는 제2신호처리유닛을 포함하고, 상기 제2신호처리유닛은 매트리스커버의 일 측면에 포켓 형태로 형성되는 제2수납영역에 배치되며,
위치 정보 및 뒤척임 정보를 분석하여 사용자의 낙상 위험을 판단하는 낙상위험판단부;를 더 포함하되, 상기 낙상위험판단부는 제1모드에 한해 동작되고,
상기 제2센서모듈은,
1) 상기 제2모드에서 상기 제2측정값이 미리 설정된 시간 동안 검출되지 않는 경우, 수신부에 제1알림신호를 전송하며, 2) 상기 제1알림신호가 발생된 후 일정 시간이 경과하더라도 상기 제2측정값이 검출되지 않는 경우, 상기 수신부에 제2알림신호를 전송하고, 3) 상기 제1알림신호가 발생된 후 상기 제2측정값이 검출되는 경우, 상기 수신부에 사용자의 복귀 정보를 제공하는 제3알림신호를 전송하며,
상기 낙상위험판단부는 낙상 위험에 대한 정보를 등급을 사용하여 제공하고, 복수 개의 시간대 별로 구분하여 낙상 위험에 대한 가중치를 달리하는 것을 특징으로 하는 다중 센서를 이용한 낙상 위험 감지 시스템.The bed body on which the mattress is seated;
a leg portion coupled to the body portion and having a movable driving wheel installed therein;
a first sensor module for measuring the position of the user in the upper surface of the mattress through the first measurement value of the first sensor coupled to the leg; and
A second sensor module for detecting the user's toss and downs in the upper surface of the mattress through the second measurement value of the second sensor disposed on the mattress; includes;
The leg unit is positioned in any one of a first mode, which is a descending mode, and a second mode, which is an ascending mode. and, in the second mode, the first sensor does not generate the first measured value,
The second sensor module includes a piezoelectric sensor pad disposed on the lower surface of the mattress cover and a second signal processing unit electrically connected to the piezoelectric sensor pad to analyze and process a user's biosignal, the second signal processing unit is disposed in the second storage area formed in the form of a pocket on one side of the mattress cover,
Further comprising; a fall risk determination unit for determining the user's fall risk by analyzing the location information and tossing and turning information, wherein the fall risk determination unit operates only in the first mode,
The second sensor module,
1) In the second mode, when the second measurement value is not detected for a preset time, a first notification signal is transmitted to the receiver, and 2) even if a predetermined time elapses after the first notification signal is generated, the second When the second measurement value is not detected, a second notification signal is transmitted to the receiver, and 3) when the second measurement value is detected after the first notification signal is generated, the user's return information is provided to the receiver transmits a third notification signal to
The fall risk judging unit provides information on the fall risk using a grade, and divides it for a plurality of time zones to vary the weight for the fall risk.
일단이 상기 본체부의 하부에 왕복 슬라이딩 이동 가능하게 결합되고, 타단에는 풋부재가 끼움 결합되는 제1경사프레임;
일단이 상기 본체부의 하부에 회동 가능하게 결합되고, 타단이 상기 제1경사프레임과 회동 가능하게 결합되는 제2경사프레임; 및
상기 제1경사프레임 사이를 연결하며, 양 단부에 상기 구동바퀴가 결합되는 수평프레임;을 포함하는 다중 센서를 이용한 낙상 위험 감지 시스템.According to claim 1, wherein the leg portion
a first inclined frame having one end coupled to a lower portion of the main body so as to be reciprocally slidably coupled, and the other end having a foot member fitted thereinto;
a second inclined frame having one end rotatably coupled to the lower portion of the main body and the other end rotatably coupled to the first inclined frame; and
A fall hazard detection system using multiple sensors including a; a horizontal frame that connects between the first inclined frames and to which the driving wheels are coupled to both ends.
상기 제1센서는 무게센서인 다중 센서를 이용한 낙상 위험 감지 시스템. The method of claim 1,
The first sensor is a weight sensor, a fall risk detection system using multiple sensors.
상기 압전센서패드는 상기 제2센서가 직사각형 모양의 얇은 패드에 배치되어, 사용자의 생체신호를 실시간 측정하는 다중 센서를 이용한 낙상 위험 감지 시스템. The method of claim 1,
The piezoelectric sensor pad is a fall risk detection system using multiple sensors in which the second sensor is disposed on a rectangular thin pad and measures a user's bio-signals in real time.
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WO2024128625A1 (en) * | 2022-12-14 | 2024-06-20 | 한양대학교 산학협력단 | Walking mat and walking state determination method using same |
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Publication number | Publication date |
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KR20220001167A (en) | 2022-01-05 |
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