KR102026706B1

KR102026706B1 - 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법

Info

Publication number: KR102026706B1
Application number: KR1020180090992A
Authority: KR
Inventors: 김윤년; 박형섭; 김찬일
Original assignee: 계명대학교 산학협력단
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2019-09-30
Anticipated expiration: 2038-08-03

Abstract

본 발명은 인공지능 환자 케어 침대 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 환자 케어 침대 시스템으로서, 침대에 누운 환자의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 장치; 상기 생체신호 감지 장치에서 감지된 생체신호를 통해 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 분석하는 서버; 및 상기 서버에서 분석된 생체 편의지수에 따라, 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대를 변형시키는 환자 케어 침대 장치를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 이용방법으로서, 보다 구체적으로는, 침대에 누운 환자의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 장치; 상기 생체신호 감지 장치에서 감지된 생체신호를 통해 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 분석하는 서버; 및 상기 서버에서 분석된 생체 편의지수에 따라, 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대를 변형시키는 환자 케어 침대 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 이용방법으로서, (1) 생체신호 감지 장치가 침대에 누운 환자로부터 생체신호를 감지하는 단계; (2) 상기 단계 (1)에서 감지된 생체신호로부터, 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 서버에서 분석하는 단계; 및 (3) 상기 단계 (2)에서 분석된 내용에 따라 환자 케어 침대 장치가 환자의 상기 생체 편의지수가 일정하게 유지되도록 자동으로 제어되는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 비접촉식 생체신호 감지 또는 접촉식 생체신호 감지를 할 수 있도록 구성함으로써, 거동이 불편한 환자에 있어서도 그 표정이나 생체신호를 기반으로 분석된 생체 편의지수를 통하여, 침대가 환자가 편안한 형태 및 상태로 변형되도록 한다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 인공지능을 기반으로 생체신호를 분석하고 분석된 생체 편의지수에 따라 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대가 변형되도록 구성함으로써, 사용자가 직접 침대를 조절하지 않아도 자동으로 침대의 형태 또는 상태가 변형되도록 하여, 사용자의 편의 증대 및 의료서비스의 고급화가 가능하도록 한다.
뿐만 아니라, 본 발명에서 제안하고 있는 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 장기 요양환자들에 있어서 욕창을 방지할 수 있으며, 간호사가 수시로 환자의 생체 편의지수를 체크하거나, 직접 환자의 자세를 주기적으로 변화시켜줄 필요가 없어, 요양간호 인력의 보다 효율적인 관리가 가능하도록 한다.

Description

인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법{ARTIFICIAL INTELLIGENCE PATIENT CARE BED SYSTEM AND USING METHOD THEREOF}

본 발명은 환자용 침대 및 그 이용방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인공지능에 기반을 두어 자동으로 환자의 케어가 가능한 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법에 관한 것이다.

척추 수술 환자, 신체 마비 환자 등 자력으로 거동이 불가능한 중환자는 하루의 대부분을 누워서 지내거나 또는 휠체어에 앉아 보내며, 간병인의 도움으로 생활하고 있다. 이러한 중증 환자들은 신체의 불편함을 표현하지 못하는 경우가 많다. 또한, 근래에 들어 노령인구가 증가함에 따라 노환이나 치매 등의 질병으로 인해 누워 지내는 인구가 증가하고 있다.

도 1은 연도별 척추질환 건수와 진료비를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 해를 거듭할수록 척추질환 환자 수가 증가하고 있으며, 그에 따른 진료비 또한 증가하는 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로는, 2014년도의 척추질환 환자의 수는 7년 전인 2007년에 비해 약 2배로 증가한 것을 볼 수 있다.

일반적으로 의료용 침대는 장기간의 진료를 필요로 하거나 활동에 많은 제약이 수반되는 환자들을 위한 것으로, 병원의 중환자실이나 실버타운에 비치되어 사용되고 있다. 이러한 의료용 침대에는 거동이 힘든 환자의 몸 상태를 정기적으로 검진하기 위하여 다양한 장비나 각종 편의 장치가 구비되어 있다. 현존하는 병원용 침대 등은 중환자를 위한 각종 편의 장치를 구비하여 거동이 불편한 중환자들의 일상생활의 편의성을 돕거나 환자의 체중, 맥박, 혈압 체크 등의 일상 검진을 보조할 수 있도록 되어있다. 하지만, 각종 편의 장치를 구비하였음에도 중환자들의 경우 거동이 불편한 관계로 침대에서 거의 움직임이 없어 환자가 취침 중 상태가 악화되거나 사망하는 등의 응급상황 시 그 상태를 신속히 감지할 수 있는 시스템 등이 갖추어져 있지 않아 문제가 된다.

장시간 누워있거나 앉아있는 환자들의 경우, 등이나 엉덩이 부위 등과 같이 바닥과 닿는 부분에 국부적으로 과도한 압력이 지속적으로 또는 반복적으로 작용되어 모세혈관의 폐색상태가 지속됨으로써 피부조직에 피가 통하지 않게 되어 욕창이 발생하게 된다.

일단 욕창이 발생한 경우 거동이 불편한 환자의 특성상 회복속도가 더디며, 신체 치유능력이 떨어지는 고령자의 경우 회복속도가 더욱 더디게 되어, 일단 발병하면 회복이 어렵고 상처가 악화되기 쉬워 치료에 드는 경제적 손실은 물론 환자의 사망까지 야기할 수 있다. 이러한 불편에 조금이라도 도움을 받고자 근래에는 전동침대를 도입하는 경우가 많아지고 있다. 전동침대는 환자를 지지하는 지지면 중 인체의 등을 지지하는 부분 및 다리를 지지하는 부분의 각도를 전동식으로 조절함으로써 환자의 자세를 보다 손쉽게 변화시킬 수 있는 장점이 있으나, 이러한 자세 변환 주기가 성별이나 나이, 체중 등의 환자 개개인의 특성에 따라 최적화 되어있지 않고 일률적으로 적용되므로 환자 개개인에 최적화된 자세변환 주기를 제공할 수 없는 문제가 있다.

이러한 문제를 극복하기 위해서는, 환자 개개인의 생체 지수를 측정하고, 환자의 상태와 몸의 상태, 질병의 종류 등을 종합하여 편의지수를 산출한 후, 그에 기반을 두어 환자를 케어할 수 있도록 하는 기술이 요구된다.

한편, 환자용 침대 시스템과 관련된 선행기술로서는, 대한민국 등록특허 제10-1033857호(발명의 명칭: 사용자 체형에 따라 회전축을 가변시킬 수 있는 전동침대용 플랫폼) 및 대한민국 등록특허 제10-1015387호(발명의 명칭: 욕창방지를 위한 사용자의 신체조건에 따라 자세변환주기가 제어되는 전동침대 플랫폼)가 존재한다.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 비접촉식 생체신호 감지 또는 접촉식 생체신호 감지를 할 수 있도록 구성함으로써, 거동이 불편한 환자에 있어서도 그 표정이나 생체신호를 기반으로 분석된 생체 편의지수를 통하여, 침대가 환자가 편안한 형태 및 상태로 변형되도록 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 인공지능을 기반으로 생체신호를 분석하고 분석된 생체 편의지수에 따라 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대가 변형되도록 구성함으로써, 사용자가 직접 침대를 조절하지 않아도 자동으로 침대의 형태 또는 상태가 변형되도록 하여, 사용자의 편의 증대 및 의료서비스의 고급화가 가능하도록 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

뿐만 아니라, 본 발명은, 장기 요양환자들에 있어서 욕창을 방지할 수 있으며, 간호사가 수시로 환자의 생체 편의지수를 체크하거나, 직접 환자의 자세를 주기적으로 변화시켜줄 필요가 없어, 요양간호 인력의 보다 효율적인 관리가 가능하도록 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 인공지능 환자 케어 침대 시스템은,

환자 케어 침대 시스템으로서,

침대에 누운 환자의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 장치;

상기 생체신호 감지 장치에서 감지된 생체신호를 통해 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 분석하는 서버; 및

상기 서버에서 분석된 생체 편의지수에 따라, 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대를 변형시키는 환자 케어 침대 장치를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 생체신호 감지 장치는,

상기 생체신호를 비접촉식으로 감지하는 부분인 비접촉식 생체신호 감지부; 및

상기 생체신호를 환자의 신체에 직접 접촉하는 방식으로 감지하는 접촉식 생체신호 감지부를 포함할 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 비접촉식 생체신호 감지부는,

시각적 신호를 감지하는 카메라; 환자가 발생시키는 소리를 감지하는 소리 감지 센서; 및 환자의 체온을 측정하는 적외선 온도 감지 센서 중 적어도 하나일 수 있다.

바람직하게는, 상기 접촉식 생체신호 감지부는,

환자의 체온을 측정하는 온도 감지 센서; 환자의 신체부위의 근전도를 감지하는 근전도 감지 센서; 환자의 신체부위에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지 센서; 환자의 맥박을 측정하는 맥박 감지 센서; 및 환자의 혈압을 측정하는 혈압 감지 센서 중 적어도 하나일 수 있다.

바람직하게는, 상기 생체신호 감지 장치는,

상기 비접촉식 생체신호 감지부가 직접 결합되는 로봇 암을 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 생체신호 감지 장치는,

상기 비접촉식 생체신호 감지부 또는 접촉식 생체신호 감지부에서 감지된 생체신호를 시각적으로 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 환자 케어 침대 장치는,

상기 침대의 형태 및 상태를 변형시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 액추에이터는,

상기 침대의 부분별 온도를 조절하는 온도 조절 모듈을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 환자 케어 침대 장치는,

상기 침대에서 환자의 상체가 위치하는 부분을 세우거나, 환자의 다리가 위치하는 부분의 각도를 조절하는 침대 각도 조절부를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 환자 케어 침대 시스템은,

상기 생체신호 감지 장치에서 감지된 생체신호를 전송받고, 무선 통신을 통해 상기 환자 케어 침대 장치의 제어를 할 수 있는 모바일 단말기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른, 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 이용방법은,

침대에 누운 환자의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 장치; 상기 생체신호 감지 장치에서 감지된 생체신호를 통해 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 분석하는 서버; 및 상기 서버에서 분석된 생체 편의지수에 따라, 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대를 변형시키는 환자 케어 침대 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 이용방법으로서,

(1) 생체신호 감지 장치가 침대에 누운 환자로부터 생체신호를 감지하는 단계;

(2) 상기 단계 (1)에서 감지된 생체신호로부터, 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 서버에서 분석하는 단계; 및

(3) 상기 단계 (2)에서 분석된 내용에 따라 환자 케어 침대 장치가 환자의 상기 생체 편의지수가 일정하게 유지되도록 자동으로 제어되는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 생체신호 감지 장치는,

더 바람직하게는, 상기 비접촉식 생체신호 감지부는,

바람직하게는, 상기 접촉식 생체신호 감지부는,

바람직하게는, 상기 생체신호 감지 장치는,

바람직하게는, 상기 환자 케어 침대 장치는,

더 바람직하게는, 상기 액추에이터는,

바람직하게는, 상기 환자 케어 침대 장치는,

바람직하게는, 상기 환자 케어 침대 시스템은,

본 발명에서 제안하고 있는 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 비접촉식 생체신호 감지 또는 접촉식 생체신호 감지를 할 수 있도록 구성함으로써, 거동이 불편한 환자에 있어서도 그 표정이나 생체신호를 기반으로 분석된 생체 편의지수를 통하여, 침대가 환자가 편안한 형태 및 상태로 변형되도록 한다.

또한, 본 발명에서 제안하고 있는 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 인공지능을 기반으로 생체신호를 분석하고 분석된 생체 편의지수에 따라 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대가 변형되도록 구성함으로써, 사용자가 직접 침대를 조절하지 않아도 자동으로 침대의 형태 또는 상태가 변형되도록 하여, 사용자의 편의 증대 및 의료서비스의 고급화가 가능하도록 한다.

뿐만 아니라, 본 발명에서 제안하고 있는 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 장기 요양환자들에 있어서 욕창을 방지할 수 있으며, 간호사가 수시로 환자의 생체 편의지수를 체크하거나, 직접 환자의 자세를 주기적으로 변화시켜줄 필요가 없어, 요양간호 인력의 보다 효율적인 관리가 가능하도록 한다.

도 1은 연도별 척추질환 건수와 진료비를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템에 있어서 압력 감지 센서를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템에서, 접촉식 생체신호 감지부 및 환자 케어 침대 장치를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템에서, 액추에이터가 침대의 형상을 변형시키는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템에서, 침대 각도 조절부를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템에서, 환자 케어 침대 장치를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 활용을 설명하기 위해 도시한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)의 전체적인 구성을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)은, 침대에 누운 환자의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 장치(100), 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호를 통해 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 분석하는 서버(300), 및 서버(300)에서 분석된 생체 편의지수에 따라, 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대를 변형시키는 환자 케어 침대 장치(200)를 포함할 수 있다.

생체신호 감지 장치(100)는, 침대에 누운 환자(사용자)로부터의 생체신호를 감지하는 구성이다. 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)에 있어서, 생체신호 감지 장치(100)는, 생체신호를 비접촉식으로 감지하는 부분인 비접촉식 생체신호 감지부(110), 및 추후 상세히 기술할, 생체신호를 환자의 신체에 직접 접촉하는 방식으로 감지하는 접촉식 생체신호 감지부(120)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 비접촉식 생체신호 감지부(110)는, 시각적 신호를 감지하는 카메라(111) 및 환자가 발생시키는 소리를 감지하는 소리 감지 센서(112)를 포함할 수 있다.

비접촉식 생체신호 감지부(110)는, 침대에 누운 환자의 몸에 직접 접촉하지 않고서 생체신호를 감지한다. 실시예에 따라서, 비접촉식 생체신호 감지부(110)는, 시각적 신호를 감지하는 카메라(111), 환자가 발생시키는 소리를 감지하는 소리 감지 센서(112), 및 환자의 체온을 측정하는 적외선 온도 감지 센서 중 적어도 하나일 수 있다. 즉, 비접촉식 생체신호 감지부(110)는, 환자의 안면을 트래킹(tracking)하여 환자의 표정이나 활력징후를 감지할 수 있도록 하는, 시각적 신호를 감지하는 카메라(111)일 수 있다. 또한 비접촉식 생체신호 감지부(110)는, 신음소리, 방귀소리, 호흡소리 등 환자가 발생시키는 각종 소리를 감지하는 소리 감지 센서(112)일 수도 있다. 뿐만 아니라, 비접촉식 생체신호 감지부(110)는, 환자의 신체에 접촉하지 않고도 환자의 체온을 측정할 수 있는, 적외선 온도 감지 센서일 수도 있다. 다만, 비접촉식 생체신호 감지부(110)를 구성하는 센서는 상기에 나열된 예시에 한정되는 것은 아니다.

접촉식 생체신호 감지부(120)는, 환자의 신체의 일부에 직접적으로 접촉하여 환자로부터의 생체신호를 감지한다. 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)에 있어서 접촉식 생체신호 감지부(120)는, 환자의 신체에 직접 접촉하여 환자의 체온을 측정하는 온도 감지 센서(121), 접촉된 환자의 신체 부위별 근전도를 감지하는 근전도 감지 센서(122), 환자의 신체부위에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지 센서(123), 환자의 맥박을 측정하는 맥박 감지 센서, 및 환자의 혈압을 측정하는 혈압 감지 센서 중 적어도 하나일 수 있다. 다만, 접촉식 생체신호 감지부(120)를 구성하는 센서는 상기에 나열된 예시에 한정되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)에 있어서 압력 감지 센서(123)를 도시한 도면이다. 압력 감지 센서(123)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 센서의 부위별로 눌리는 힘의 정도를 감지한다. 도 4의 그래프에서 붉은색으로 표시된 부분은 압력이 세게 미치는 부분이며, 푸른색은 그보다 적은 압력이 미치는 부분이다. 오랜 시간 누워서 생활하는 중증환자의 경우, 지속적으로 압력이 가해지는 부위에 욕창이 발생할 확률이 높다. 이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)이 압력 감지 센서(123)를 포함하도록 하면, 환자의 신체부위별 압력이 가해지는 정도를 감지할 수 있으며, 감지된 압력 정보를 기반으로 침대의 형태 및 상태를 변형시키면, 욕창의 발생을 예방할 수 있다.

로봇 암(130)은, 실시예에 따라서, 비접촉식 생채신호 감지부(110) 또는 추후 상세히 기술할 디스플레이부(140)에 결합되어 해당 구성을 지지하는 역할을 할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)의 구성을 도시한 도면이다. 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)은 비접촉식 생체신호 감지부(110)가 직접 결합되는 로봇 암(130)을 더 포함할 수 있다.

디스플레이부(140)는, 비접촉식 생체신호 감지부(110) 또는 접촉식 생체신호 감지부(120)에서 감지된 생체신호를 시각적으로 디스플레이하는 역할을 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 감지된 생체신호들, 예를 들어, 환자의 체온, 맥박, 혈압, 신체부위별 압력의 정도, 신체부위별 근전도와 같은 생체신호들을, 환자 본인, 의사, 간호사, 간병인 등이 시각적으로 인식할 수 있도록 디스플레이 한다. 디스플레이부(140)는, 별도의 지지대를 갖는 분리된 구성일 수 있으며, 실시예에 따라서는, 도 5에 도시된 바와 같이 로봇 암(130)에 직접적으로 결합될 수도 있다.

환자 케어 침대 장치(200)는, 환자가 편안함을 느낄 수 있도록, 침대의 형태 또는 상태로 침대를 변형시킬 수 있다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)에서, 접촉식 생체신호 감지부(120) 및 환자 케어 침대 장치(200)를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 환자 케어 침대 장치(200)는 침대의 형태 및 상태를 변형시키는 액추에이터(210)를 포함할 수 있다. 도 6의 경우, 접촉식 생체신호 감지부(120)가 온도 감지 센서(121) 및 근전도 감지 센서(122)로 이루어져, 액추에이터(210)의 일부분에 부착된 실시예를 나타낸다. 다만, 접촉식 생체신호 감지부(120)가, 상기 도 6에 도시된 바와 같이, 액추에이터(210)의 일부분에 구성되는 것으로 한정되는 것은 아니다.

액추에이터(210)는, 환자 케어 침대 장치(200)의 형태 또는 상태를 변형시키는 역할을 한다. 보다 구체적으로, 액추에이터(210)가 환자 케어 침대 장치(200)의 상태를 변형시킨다고 하는 것은, 도 6에 도시된 실시예와 같이, 액추에이터(210)의 일부분에 온도 조절 모듈(211)을 포함하도록 함으로써, 침대의 부분별 온도를 조절할 수 있도록 한다는 것이다. 온도 조절 모듈(211)은 발열하거나 흡열할 수 있도록 구성됨으로써, 환자가 더움을 느낄 때는 침대를 시원하게, 환자가 추움을 느낄 때는 발열하여 침대를 따듯하게 조절할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)에서, 액추에이터가 침대의 형태를 변형시키는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이 액추에이터(210)는, 환자 케어 침대 장치(200)의 매트 안쪽에 격자로 배열될 수 있다. 이에 따라, 액추에이터(210) 각각이 상하로 움직임으로써, 침대의 형태를 변형시킬 수 있고, 환자의 편의를 도모할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)에서, 침대 각도 조절부(220)를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 실시예에 따라서, 환자 케어 침대 장치(200)는 침대에서 환자의 상체가 위치하는 부분을 세우고 눕히거나, 환자의 다리가 위치하는 부분의 각도를 조절하는 침대 각도 조절부(220)를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 침대 각도 조절부는, 액추에이터(210)와 별도로 침대 매트부분 전체의 형태를 변형시킴으로써, 환자의 체형에 맞게, 또한 상황에 따른 환자의 편의를 도모할 수 있도록 한다.

도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)에서, 환자 케어 침대 장치(200)를 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 격자로 배열된 액추에이터(210)를 줄별로 감싸는 형태로 매트를 구성할 수 있다. 뿐만 아니라, 일반적인 침대와 마찬가지로 액추에이터 전체를 감싸는 하나의 천으로 매트를 구성할 수도 있다.

서버(300)는, 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호를 통해 생체 편의지수(Comfortable Index, CI)를 인공지능을 기반으로 분석할 수 있다. 인공지능(Artificial Intelligence, AI)은 인간이 지닌 지적 능력의 일부 또는 전체를 인공적으로 구현한 것이다. 이는 단순히 입력된 명령어에 따라서 대응되는 행동을 하는 것을 넘어서, 환자의 생체신호에 따라 자동으로 침대 장치(200)를 제어할 수 있다는 특징을 가진다. 서버(300)를 인공지능으로 구성한다는 것은, 침대에 누워있는 환자(사용자)의 질병정보, 신체정보 등의 정보를 모두 학습시키고, 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호에 따라 환자가 얼마나 편안함을 느끼는지에 따른 생체 편의지수(Comfortable Index, CI)를 분석하고, 기학습된 정보를 통해 생체 편의지수를 일정하게 유지시킬 수 있도록 침대의 형태 또는 상태를 변형시킬 수 있도록 구성한다는 의미이다.

본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)은, 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호를 전송받고, 무선통신을 통해 환자 케어 침대 장치(200)의 제어를 할 수 있는 모바일 단말기(400)를 더 포함할 수 있다. 앞서 본 도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 단말기(400)를 더 포함할 경우, 서버(300)를 통하여 환자 케어 침대 장치(200)가 자동으로 변형되는 것 이외에도, 직접적인 조작을 통하여 환자 케어 침대 장치(200)를 조절 할 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)의 이용방법은, 침대에 누운 환자의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 장치(100); 상기 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호를 통해 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 분석하는 서버(300); 및 상기 서버(300)에서 분석된 생체 편의지수에 따라, 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대를 변형시키는 환자 케어 침대 장치(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)의 이용방법으로서, (1) 생체신호 감지 장치(100)가 침대에 누운 환자로부터 생체신호를 감지하는 단계; (2) 상기 단계 (1)에서 감지된 생체신호로부터, 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 서버(300)에서 분석하는 단계; 및 (3) 상기 단계 (2)에서 분석된 내용에 따라 환자 케어 침대 장치(200)가 환자의 상기 생체 편의지수가 일정하게 유지되도록 자동으로 제어되는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

각각의 단계들과 관련된 상세한 내용들은, 앞서 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)과 관련하여 충분히 설명되었으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)의 활용을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 생체 신호 감지 장치(100)를 통해 환자의 전체적인 상태를 감지하며, 감지된 상태를 기반으로, 환자 케어 침대 장치(200) 서버(300)를 통해 인공지능으로 제어하거나 모바일 단말기(400)를 통해 직접적으로 제어가 가능하다. 나아가 생체 신호 감지 장치(100)를 통하여 환자 케어 침대 장치(200)의 변형에 따른 생체 편의지수(CI)의 변화를 감지하여 기록하고, 이를 데이터 수집 서버를 통하여 수집하면, 연속적인 빅데이터의 생성이 가능할 것이며, 교육적인 데이터로 활용이 가능할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템 및 그 이용방법에 따르면, 비접촉식 생체신호 감지 또는 접촉식 생체신호 감지를 할 수 있도록 구성함으로써, 거동이 불편한 환자에 있어서도 그 표정이나 생체신호를 기반으로 분석된 생체 편의지수를 통하여, 침대가 환자가 편안한 형태 및 상태로 변형되도록 한다. 또한, 본 발명에 따르면, 인공지능을 기반으로 생체신호를 분석하고 분석된 생체 편의지수에 따라 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대가 변형되도록 구성함으로써, 사용자가 직접 침대를 조절하지 않아도 자동으로 침대의 형태 또는 상태가 변형되도록 하여, 사용자의 편의 증대 및 의료서비스의 고급화가 가능하도록 한다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따르면, 장기 요양환자들에 있어서 욕창을 방지할 수 있으며, 간호사가 수시로 환자의 생체 편의지수를 체크하거나, 직접 환자의 자세를 주기적으로 변화시켜줄 필요가 없어, 요양간호 인력의 보다 효율적인 관리가 가능하도록 한다.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 본 발명의 일실시예에 따른 인공지능 환자 케어 침대 시스템
100: 생체신호 감지 장치
110: 비접촉식 생체신호 감지부
111: 카메라
112: 소리 감지 센서
120: 접촉식 생체신호 감지부
121: 온도 감지 센서
122: 근전도 감지 센서
123: 압력 감지 센서
130: 로봇 암
140: 디스플레이부
200: 환자 케어 침대 장치
210: 액추에이터
211: 온도 조절 모듈
220: 침대 각도 조절부
300: 서버
400: 모바일 단말기

Claims

환자 케어 침대 시스템(10)으로서,
침대에 누운 환자의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 장치(100);
상기 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호를 통해 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 분석하는 서버(300); 및
상기 서버(300)에서 분석된 생체 편의지수에 따라, 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대를 변형시키는 환자 케어 침대 장치(200)를 포함하되,
상기 생체신호 감지 장치(100)는,
상기 생체신호를 비접촉식으로 감지하는 부분인 비접촉식 생체신호 감지부(110)와, 상기 생체신호를 환자의 신체에 직접 접촉하는 방식으로 감지하는 접촉식 생체신호 감지부(120)를 포함하여 구성하고,
상기 비접촉식 생체신호 감지부(110)는,
시각적 신호를 감지하는 카메라(111); 환자가 발생시키는 소리를 감지하는 소리 감지 센서(112); 및 환자의 체온을 측정하는 적외선 온도 감지 센서 중 적어도 하나로 구성하며,
상기 접촉식 생체신호 감지부(120)는,
환자의 체온을 측정하는 온도 감지 센서(121); 환자의 신체부위의 근전도를 감지하는 근전도 감지 센서(122); 환자의 신체부위에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지 센서(123); 환자의 맥박을 측정하는 맥박 감지 센서; 및 환자의 혈압을 측정하는 혈압 감지 센서 중 적어도 하나로 구성하고,
상기 생체신호 감지 장치(100)는,
상기 비접촉식 생체신호 감지부(110)가 직접 결합되는 로봇 암(130)을 더 포함하며,
상기 서버(300)는,
인공지능으로 침대에 누워있는 환자의 질병정보, 신체정보를 모두 학습하고, 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호에 기초하여 환자가 얼마나 편안함을 느끼는지에 따른 생체 편의지수를 분석하고, 기학습된 정보에 기초하여 생체 편의지수를 일정하게 유지시킬 수 있도록 침대의 형태 또는 상태를 변형시킬 수 있도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템.
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제1항에 있어서, 상기 생체신호 감지 장치(100)는,
상기 비접촉식 생체신호 감지부(110) 또는 접촉식 생체신호 감지부(120)에서 감지된 생체신호를 시각적으로 디스플레이하는 디스플레이부(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템.
제1항에 있어서, 상기 환자 케어 침대 장치(200)는,
상기 침대의 형태 및 상태를 변형시키는 액추에이터(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템.
제7항에 있어서, 상기 액추에이터(210)는,
상기 침대의 부분별 온도를 조절하는 온도 조절 모듈(211)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템.
제7항에 있어서, 상기 환자 케어 침대 장치(200)는,
상기 침대에서 환자의 상체가 위치하는 부분을 세우거나, 환자의 다리가 위치하는 부분의 각도를 조절하는 침대 각도 조절부(220)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템.
제1항에 있어서, 상기 환자 케어 침대 시스템(10)은,
상기 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호를 전송받고, 무선 통신을 통해 상기 환자 케어 침대 장치(200)의 제어를 할 수 있는 모바일 단말기(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템.
침대에 누운 환자의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지 장치(100); 상기 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호를 통해 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 분석하는 서버(300); 및 상기 서버(300)에서 분석된 생체 편의지수에 따라, 미리 지정된 형태 또는 상태로 침대를 변형시키는 환자 케어 침대 장치(200)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템(10)의 이용방법으로서,
(1) 생체신호 감지 장치(100)가 침대에 누운 환자로부터 생체신호를 감지하는 단계;
(2) 상기 단계 (1)에서 감지된 생체신호로부터, 생체 편의지수를 인공지능을 기반으로 서버(300)에서 분석하는 단계; 및
(3) 상기 단계 (2)에서 분석된 내용에 따라 환자 케어 침대 장치(200)가 환자의 상기 생체 편의지수가 일정하게 유지되도록 자동으로 제어되는 단계를 포함하되,
상기 생체신호 감지 장치(100)는,
상기 생체신호를 비접촉식으로 감지하는 부분인 비접촉식 생체신호 감지부(110)와, 상기 생체신호를 환자의 신체에 직접 접촉하는 방식으로 감지하는 접촉식 생체신호 감지부(120)를 포함하여 구성하고,
상기 비접촉식 생체신호 감지부(110)는,
시각적 신호를 감지하는 카메라(111); 환자가 발생시키는 소리를 감지하는 소리 감지 센서(112); 및 환자의 체온을 측정하는 적외선 온도 감지 센서 중 적어도 하나로 구성하며,
상기 접촉식 생체신호 감지부(120)는,
환자의 체온을 측정하는 온도 감지 센서(121); 환자의 신체부위의 근전도를 감지하는 근전도 감지 센서(122); 환자의 신체부위에 가해지는 압력을 감지하는 압력 감지 센서(123); 환자의 맥박을 측정하는 맥박 감지 센서; 및 환자의 혈압을 측정하는 혈압 감지 센서 중 적어도 하나로 구성하고,
상기 생체신호 감지 장치(100)는,
상기 비접촉식 생체신호 감지부(110)가 직접 결합되는 로봇 암(130)을 더 포함하며,
상기 서버(300)는,
인공지능으로 침대에 누워있는 환자의 질병정보, 신체정보를 모두 학습하고, 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호에 기초하여 환자가 얼마나 편안함을 느끼는지에 따른 생체 편의지수를 분석하고, 기학습된 정보에 기초하여 생체 편의지수를 일정하게 유지시킬 수 있도록 침대의 형태 또는 상태를 변형시킬 수 있도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 이용방법.
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제11항에 있어서, 상기 생체신호 감지 장치(100)는,
상기 비접촉식 생체신호 감지부(110) 또는 접촉식 생체신호 감지부(120)에서 감지된 생체신호를 시각적으로 디스플레이하는 디스플레이부(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 이용방법.
제11항에 있어서, 상기 환자 케어 침대 장치(200)는,
상기 침대의 형태 및 상태를 변형시키는 액추에이터(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 이용방법.
제17항에 있어서, 상기 액추에이터(210)는,
상기 침대의 부분별 온도를 조절하는 온도 조절 모듈(211)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 이용방법.
제17항에 있어서, 상기 환자 케어 침대 장치(200)는,
상기 침대에서 환자의 상체가 위치하는 부분을 세우거나, 환자의 다리가 위치하는 부분의 각도를 조절하는 침대 각도 조절부(220)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 이용방법.
제11항에 있어서, 상기 환자 케어 침대 시스템(10)은,
상기 생체신호 감지 장치(100)에서 감지된 생체신호를 전송받고, 무선 통신을 통해 상기 환자 케어 침대 장치(200)의 제어를 할 수 있는 모바일 단말기(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인공지능 환자 케어 침대 시스템의 이용방법.