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KR20100080730A - 영ㆍ유아용 안전관리 기능이 있는 침대 - Google Patents

영ㆍ유아용 안전관리 기능이 있는 침대 Download PDF

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KR20100080730A
KR20100080730A KR1020090000161A KR20090000161A KR20100080730A KR 20100080730 A KR20100080730 A KR 20100080730A KR 1020090000161 A KR1020090000161 A KR 1020090000161A KR 20090000161 A KR20090000161 A KR 20090000161A KR 20100080730 A KR20100080730 A KR 20100080730A
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South Korea
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infant
infants
safety
safety management
mattress
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KR1020090000161A
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강재민
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강재민
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Abstract

본 발명은 영ㆍ유아를 위한 안전관리 시스템으로서 영ㆍ유아용 침대 형태의 안전관리 시스템을 이용해 영ㆍ유아의 안전 상태를 측정하고 그 결과 또는(그리고) 그에 대한 해석을 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)를 이용하여 감시자(부모 또는 의료진)의 감시용 단말기 혹은 중앙 감시시스템 서버에 전달하여, 영ㆍ유아의 안전관리를 위한 시스템과 그 서비스에 관한 것이다.
발명에 해당하는 시스템은 영ㆍ유아용 침대 형태이며, 침대의 매트리스와 침대 받힘에 비접촉식 심전도, 온도, 습도, 먼지농도, 무게, 소리 계측이 가능한 센서들의 조합과 지능형 알고리즘을 내장한 계측 장비이다.
안전감시 프로그램을 이용한 이벤트 분석 결과를 유비쿼터스 센서 네트워크 기술을 이용하여 전송하며, 사용 환경(가정용, 병원용, 산후조리원용 등)에 따라 감시자(부모, 의료진, 보모 등)에게 휴대폰을 이용한 문자 메시지나 혹은 전용 단말기를 통한 경고 메세지를 송출하여, 영ㆍ유아의 상태에 따른 빠른 조치가 가능하도록 하여 그 결과 사망 가능성을 줄이거나 소생률을 향상시킨다.
영ㆍ유아 안전관리, 영ㆍ유아 돌연사 증후군(Sudden Infant Death Syndrome), 유비쿼터스 센서네트워크(USN), 영ㆍ유아 감시

Description

영ㆍ유아용 안전관리 기능이 있는 침대 {SLEEPING BED WITH SAFETY MANAGEMENT FOR INFANT }
본 발명은 영ㆍ유아용 안전관리 침대 및 서비스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영ㆍ유아들의 건강하고 안전한 양육을 위해서 부모나 의료진 혹은 보모 등의 감시자들이 영ㆍ유아의 잠자리 환경에 사용하여 영ㆍ유아들의 안전 상태를 지속적으로 관리 및 감시하고 그 결과를 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용하여 감시자에게 전달함으로서 응급상황에 대처 할 수 있게 해주는 영ㆍ유아용 안전 관리 시스템 및 서비스 방법에 관한 것이다.
영ㆍ유아기 때 아이에게 발생하는 각종 질병과 사망 원인 중 영ㆍ유아돌연사증후군 (SIDS : Sudden Infant Death Syndrome)를 비롯하여, 영ㆍ유아기 때의 태열, 경련, 발작과 감기에 의한 발열 등은 모두 영ㆍ유아들에게 치명적인 결과를 초래하게 된다.
그 중, SIDS란 갑작스런 영ㆍ유아 돌연사로 1세 이하의 영ㆍ유아에게 발생하 는 갑작스럽고, 설명하기 어려운 돌연사이다. 1개월~1세 영ㆍ유아에게 주로 발생하며, 대부분의 SIDS로 인한 돌연사는 아기가 1개월~4개월 사이에 있을 때 발생한다. 여아보다는 남아에게서 더 발생하고, 대부분의 돌연사는 가을, 겨울, 이른 봄에 발생한다. 이 죽음은 갑작스럽고 예측할 수 없으며, 대부분의 경우 아기들이 건강해 보였다가 갑작스럽게 호흡곤란 등을 동반하며 보통 수면 시간 동안에 발생하여 빠르게 사망에 이르게 된다.
최근의 연구 결과들은 호르몬, 간접흡연 등도 SIDS에 영향을 미친다는 보고가 있으며, 급사한 대부분의 영ㆍ유아들이 급사할 당시에 감기나 경미한 바이러스성 호흡기 질환을 앓았다는 연구결과와 아이를 엎어 재울 경우 발생 확률이 높아진다는 연구결과도 있다. 하지만, 연구 30년 후인 지금도 과학자들은 여전히 SIDS의 원인을 명백하게 찾을 수 없으며 SIDS를 막거나 예측할 수 있는 방법이 없다. 대신 SIDS의 위험을 줄이기 위해 탄탄한 매트리스 위에서 아기를 재우는 방법, 부모에 의한 간접 흡연 방지를 위한 금연, 따뜻한 온도 유지, 등을 대고 아이 잠재우기 등을 시행한다.
비록 발생 확률은 낮지만, 발생 시 소중한 영ㆍ유아의 생명을 앗아가는 일을 방지하기 위해 결국 양육자 및 부모들은 밤잠을 설쳐가며 체온을 재고 영ㆍ유아를 살펴보면서 영ㆍ유아를 돌보고 있는 실정이다. 하지만 항상 영ㆍ유아에게 모든 일을 집중하고 관리 감시를 하기에는 불편이 따르며, 또한 한눈을 파는 그 순간에 발생할지 모르는 응급 상황에 대한 막연한 불안감을 갖고 있다. 체온계을 이용한 주기적인 영ㆍ유아 체온 상태를 수동적으로 계측하여 관리하는 것 이외에 종래 기술 로 영ㆍ유아의 건강상태 감시를 자동적으로 해주는 시스템은 국외에 특허 기술로 몇 가지 존재한다. 그 중 웨어러블(Wearable) 센서를 이용한 영ㆍ유아를 위한 맞춤형 의복이 있다. 이것은 각종 생체 신호 측정 전극이 내장된 의복을 이용하여 영ㆍ유아의 상태를 파악하여 감시자에게 전달하는 것이다. 또한 비디오 시스템을 이용하여 영ㆍ유아의 영상상태를 파악하여 감시자에게 전달하는 방법 등이 있다.
위의 기술들은 나름대로 기술적인 해결책을 제시하지만, 아이에게 적용되는 특수형태의 의복이 아이의 피부에 트러블을 발생 시킬 수 있으며, 감시를 위한 추가적인 의복이 사용자의 부담을 가중하게 된다. 또한 비디오 시스템을 이용한 영ㆍ유아 상태 파악은 아직 영상 정보를 이용한 영ㆍ유아 건강상태의 분석에서 기술적인 난제가 있어서 실용성이 적다는 한계점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자 편의성을 위해 영ㆍ유아의 신체에 접촉하지 않는 비접촉 방식으로 자동적, 지속적으로 영ㆍ유아의 안전 상태를 파악해주고 위험상황 발생 시 감시자에게 즉각적인 경고를 전달해주어 빠른 응급처치 및 응급 이송을 가능하게 해주는 안전관리 시스템 및 서비스를 제공하여, 궁극적으로 영ㆍ유아의 건강하고 안전한 양육을 도와주는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 영ㆍ유아 안전관리 시스템 및 서비스는,
영ㆍ유아 안전관리 서비스를 제공하기 위한 수단으로서,
영ㆍ유아가 잠자리에서 사용하는 안전관리 기능이 내장된 침대와,
영ㆍ유아용 안전관리 침대로부터 전송된 정보를 받아 감시자에게 보고해주는 감시자용 단말기로 구성된다.
영ㆍ유아가 잠자리에 사용하는 안전관리 침대는,
비접촉식 심전도, 온도, 습도, 먼지농도, 무게, 소리를 계측하기 위한 센서들로 구성된 센서부,
센서로부터 측정된 신호를 이용하여 영ㆍ유아의 상태를 판별하는 알고리즘을 수행하는 중앙처리부,
그리고 마지막으로 측정된 정보와 분석된 정보를 외부로 전송하여 유비쿼터스 네트워크를 구현하는 통신부,
로 구성된 하드웨어가 내장된 침대의 형태이다.
영ㆍ유아용 안전관리 장비에 들어가는 센서부 중에서,
비접촉식 심전도 센서는, 기존 심전도 측정시 필요한 RA전극, LA전극과 레퍼런스 전극을 커패시티브 전극을 활용하여 측정한다. 커패시티브 전극은 기존의 접촉식 Ag-AgCl전극이 아닌 비접촉 방식으로 커패시턴스의 변화를 가지고 심전도를 측정하기 위한 전극을 말하며, 전극자체는 일정 크기의 금속판이나 전도성 천등으로 제작된다. 비접촉식 심전도 전극의 위치는 영ㆍ유아의 잠자리중 양쪽 뒷등에서 RA, LA 신호를 검출하고, 하체부에서 레퍼런스 신호를 검출하여 심전도 신호를 계측한다.
온도센서는 반도체 타입의 온도센서로 영ㆍ유아가 잠들어 있는 환경의 주변온도를 측정하게 된다.
습도센서와 먼지농도 센서는,
영ㆍ유아가 잠들어있는 환경의 주변 습도와 먼지 농도를 계측하여 쾌적한 잠자리 환경인지 여부를 계측하게 된다.
마이크를 이용하여 계측된 소리 신호는,
영ㆍ유아의 기침이나 경련 및 발작에 의한 음성신호 유무를 판별하는데 사용하여 수면 중 급성 감기의 유무 등을 즉각적으로 검출 할 수 있게 한다.
영ㆍ유아 안전관리 침대 밑받침의 네 귀퉁이에 장착된 무게센서는,
영ㆍ유아의 평상시 체중 변화를 기록하여 발육상태를 종합적으로 기록하며, 발작 경련을 동반한 응급 상황시 움직임의 급격한 변화를 가지고 응급 상황을 검출하는데 사용되게 된다.
각 센서부의 신호는 전기적으로 연결되어 중앙처리부에서
디지털 신호로 변환되고, 응급상황 검출 알고리즘을 통해서 이벤트를 분석하게 되고,
분석결과를 통신부를 이용하여,
감시자 측 단말기로 전송한다.
경고 및 결과 전송을 위한 통신부는,
유비쿼터스 네트워크용 무선통신기술로 Bluetooth, Zigbee, WirelessLAN, CDMA를 포함한다.
감시자용 단말기는 영ㆍ유아 안전관리 장비로부터의 데이터를 전송 받는 통신부,
전송 받은 데이터를 보여주는 표시부로 구성되며,
전용 단말기나 휴대폰으로 구성된다.
감시자에게 감시 결과를 전달하는 방법은,
가정 내의 감시자에게 근거리 통신을 이용하여 직접 전달하는 방법과,
가정 밖의 원격지 감시자에게 전달하기를 위해,
영ㆍ유아 안전관리 장비의 통신부에서 가정내 홈 서버로 먼저 데이터 전송 후,
홈 서버에서 상용 네트워크(인터넷)을 통해 휴대폰 문자 메세지를 송출하여 원격지의 감시자에게 전달하는 방법을 포함한다.
이상에서와 같이, 본 발명의, 영ㆍ유아용 안전관리 침대는, 영ㆍ유아의 안전 상태를 측정하고, 그 결과 또는(그리고) 그에 대한 해석(예를 들어, 응급 상황)을 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)를 통해 안전관리 서비스를 제공하기 위한 부모, 의료진 또는 보모 등 감시자의 단말기 또는 컴퓨터 서버에 전송하고, 응급상황 발생 시 빠른 조치를 통해 영ㆍ유아의 안전을 도모하게 된다.
이러한 시스템과 서비스를 통해, 비접촉 방식의 측정으로 사용자 편의성을 확보하며, 감시자의 양육 부담을 경감 시킬 수 있으며, 영ㆍ유아의 지속적이고 즉각적인 안전관리가 가능하며, 응급 발생 시 감시자의 빠른 조치를 통해 영ㆍ유아 사망 가능성을 낮출 수 있게 된다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른, 영ㆍ유아용 안전관리 침대의 서비스 개요도이다. 첨부한 도1에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른, 영ㆍ유아용 안전관리 침대(200)를 이용한 안전관리 서비스는, 영ㆍ유아용 안전관리 침대(200), 안전관리의 계측 대상인 영ㆍ유아(100), 안전관리 장비로부터 영ㆍ유아의 건강정보를 감시하는 가정(600) 내 감시자(400) 또는 가정(600) 외 감시자(410), Bluetooth, Zigbee, WirelessLAN로 구현되는 안전관리 장비의 근거리통신 방법(300), CDMA, 와이브로, HSDPA로 구현되는 원거리통신방법(800) 및 홈 서버(500), 일반적인 인터넷 통신 네트워크(700), 그리고 안전관리 서비스 결과를 지속적으로 기록하기 위한 원격컴퓨터 서버(900)로 이루어진다.
영ㆍ유아용 잠자리 안전관리 침대(200)를 이용하여 평소에 영ㆍ유아의 취침시간 및 휴식시간에 영ㆍ유아(100)를 자동으로 관찰하며 측정된 심박수,온도, 습도, 먼지농도, 무게, 소리 정보를 분석해 영ㆍ유아(100)의 안전 상태를 일차적으로 판단하여, 영ㆍ유아(100)의 안전 상태에 이상이 있다거나 위급 상황이라고 판단되었을 경우 가정(600) 내에서 이 정보를 유비쿼터스 네트워크 통신을 위한 근거리통신 방법(300)을 사용하여 감시자(400)의 단말기에 경고를 메시지를 보내게 된다.
또한, 가정(600) 바깥의 감시자(410)에게 전달하기 위한 방법으로 근거리통신(300)을 사용하여 홈 서버(500)에 정보를 전송한뒤, 홈 서버(500)에 있는 전용 프로그램으로 휴대폰 문자 메세지 송출 혹은 휴대폰 전용 프로그램의 경고 메세지를 통신네트워크(700)를 통해 보내어 원거리통신방법(800)을 이용해 원격지의 감시자(410)에게 경고 메세지를 송출하게 된다.
또한, 응급신호 외의 지속적인 안전상태 건강상태 기록을 위해서, 근거리통신 방법(300)을 사용하여 홈서버(500)에 정보를 전송한뒤, 홈서버(500)에 있는 전 용 프로그램으로부터 통신네트워크(700)를 통해 원격컴퓨터 서버(900)로 데이터를 보내게 되고, 원격 컴퓨터 서버(900)에서는 전달된 영ㆍ유아의 상태를 기록, 보관하여 향후 감시자(400)에게 영ㆍ유아(100)의 건강한 발육 상황을 인터넷을 통해 주기적으로 확인할 수 있도록 해주는 서비스를 제공해준다.
도2는 도1의 영ㆍ유아용 안전관리 침대(200)의 상세한 구성도이다. 영ㆍ유아용 안전관리 침대는 잠자리를 위한 라텍스 재질의 매트리스(210)와 매트리스를 지지하며 통신부 및 중앙처리부와 무게센서를 내장한 매트리스 밑받침(220)으로 구성된다.
도3a는 도2의 영ㆍ유아용 안전관리 침대의 매트리스(210)의 사시도이다. 매트리스(210)는 라텍스 재질의 신축성과 통기성 좋은 재료를 이용하여 제작되며, 잠자리에서 영유아의 허리를 곧게하고 엎어져 자는 경우를 방지하기 위해 가운데에 도면과 같은 둥근 홈을 만든 형태의 매트리스이다. 또한 매트리스에 영유아 잠자리에서의 온도, 습도 및 먼지농도 측정을 위한 온도,습도,먼지 센서부(211)와 소리측정을 위한 마이크(212)를 매트리스의 머리 양쪽 부위에 배치한다. 비접촉식 심전도 측정을 위해서는 등뒤에 맞닿는 부위에 RA전극(213), LA전극(214)를 배치시키고, 기준전극(215)을 하체부위가 놓일 부분에 배치시켜서 비접촉식 심전도를 측정한다.
도3b는 도2의 영ㆍ유아용 안전관리 침대 밑받침(220)의 사시도이다. 침대 밑받침(220) 장비는 매트리스(210)를 지지해주며. 무게계측을 위해서 밑받침의 네 모서리부분에 무게센서(221)가 내장된 침대 다리를 달아 영유아의 무게 변화를 계측하고 또한 발작, 경련과 같은 급격한 움직임을 측정하게 된다. 침대 밑받침의 무 게센서(221) 및 매트리스(210)에 내장된 여러 센서에서 계측된 신호는 중앙처리부와 통신부가 있는 콘트롤러(222)에서 신호처리 되고 통신부를 통해 감시자(400) 단말기에 전송되어 영ㆍ유아(100)의 안전 상태를 실시간 감시하게 된다.
도3c는 도1의 영ㆍ유아용 안전관리 침대(200)의 눕는 방향으로 바라본 측면도이다. 앞서 설명한 둥근 홈이 있는 매트리스(210)에 내장된 각 센서의 위치와 침대 밑받침(220)을 살펴볼 수 있다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따라 산후조리원, 병원 등에서 사용가능한 영ㆍ유아 다중 감시 서비스를 상세하게 구현한 예시도이다. 산후조리원이나 병원 등 여러 명의 영ㆍ유아 감시를 동시에 다중으로 할 필요가 있는 공간(610)에서 여러 대의 영ㆍ유아용 안전관리 침대(200)를 이용하여 평소에 영ㆍ유아의 취침시간 및 휴식시간에 영ㆍ유아(100)를 자동으로 관찰하며 측정된 온도, 습도, 먼지, 무게, 움직임, 소리 정보를 분석해 영ㆍ유아(100)의 안전상태를 일차적으로 판단하여, 영ㆍ유아(100)의 안전 상태에 이상이 있다거나 위급 상황이라고 판단되었을 경우 이 정보를 근거리통신 방법(300)을 사용하여 병원, 산후조리원(610)의 감시담당자(401) 단말기에 경고를 메시지를 보내게 된다.
또한, 병원, 산후조리원(610) 바깥의 보호자(402)에게 전달하기 위한 방법으로 근거리통신 방법(300)을 사용하여 병원, 산후조리원 서버(500)에 정보를 전송하면 병원,산후조리원 서버(500)에 있는 전용 프로그램으로부터 휴대폰 문자 메세지 송출 혹은 휴대폰 전용 프로그램을 사용한 경고 메세지를 통신네트워크(700)를 통해 CDMA 무선 원거리통신방법(800)을 통해 원격지의 보호자(402)에게 메세지를 송 출하게 된다.
또한, 응급신호 외의 지속적인 안전상태 건강상태 기록을 위해서, 근거리통신 방법(300)을 사용하여 병원, 산후조리원 서버(500)에 정보를 전송하여 병원, 산후조리원 서버(500)에 있는 전용 프로그램으로부터 통신네트워크(700)를 통해 원격컴퓨터 서버(900)로 데이터를 보내게 되고, 원격 컴퓨터 서버(900)에서는 전달된 영ㆍ유아의 상태를 기록,보관하여 향후 보호자(402)에게 영ㆍ유아(100)의 건강한 발육 상황을 인터넷을 통해 주기적으로 확인할 수 있도록 해주는 서비스를 제공해준다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른, 영ㆍ유아용 안전관리 침대의 서비스 개요도이다.
도2는 도1의 영ㆍ유아용 안전관리 침대(200)의 상세한 구성도이다.
도3a는 도2의 영ㆍ유아용 안전관리 침대의 매트리스부(210)의 사시도이다.
도3b는 도2의 영ㆍ유아용 안전관리 침대 밑받침(220)의 사시도이다.
도3c는 도1의 영ㆍ유아용 안전관리 침대(200)의 눕는 방향으로 바라본 측면도이다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 영ㆍ유아 다중 감시 서비스의 상세 예시도
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **
100 : 영ㆍ유아 200 : 영ㆍ유아용 안전관리 침대
210 : 매트리스 220 : 침대 밑받침
300 : 근거리무선통신 400 : 감시인
500 : 홈서버 600 : 가정(집)
700 : 범용네트워크 800 : 원거리무선통신
900 : 원격지 서버

Claims (4)

  1. 영ㆍ유아 안전관리를 위한 침대 장비로,
    센서가 내장된 매트리스와 매트리스 지지용 밑받침으로 구성되어,
    영ㆍ유아의 안전 및 건강 정보를 측정하여,
    통신 네트워크를 통해,
    영ㆍ유아에 관한 정보 혹은 응급 경보를,
    감시자에게 전달하는 시스템 및 서비스
  2. 제 1 항에서, 상기 영ㆍ유아 안전관리 침대 장비의,
    매트리스 지지용 밑받침의 각각의 다리에 무게센서를 내장하고
    영ㆍ유아의 무게신호를 실시간으로 측정하며,
    무게 변화나 움직임 신호 분석으로부터 영ㆍ유아의 발작, 경련 등을 인식하여,
    영ㆍ유아의 안전 상태 또는 위급 상황을 검출하는 시스템 및 서비스
  3. 제 1 항에서, 상기 영ㆍ유아 안전관리 침대 장비의
    매트리스에 비접촉식 심전도, 온도, 습도, 먼지농도, 소리신호 계측용 센서를 내장하고
    센서로부터 신호를 측정하여,
    잠자리의 쾌적한 정도를 알려주거나
    영ㆍ유아의 울음, 발작 등을 검출하여
    영ㆍ유아의 안전 상태 또는 위급 상황을 검출하는 시스템 및 서비스
  4. 제 1 항에서, 상기 영ㆍ유아 안전관리 침대 장비의 매트리스가
    가운데 홈을 낸 매트리스 형태로
    아이의 엎어져 자는 것을 방지하며 허리를 곧게 하는 기능을 갖추고
    상기 안전관리용 센서를 내장한 매트리스로 구성된 시스템 및 서비스
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