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KR20060033958A - 패치형 무선 태아 감시장치 - Google Patents

패치형 무선 태아 감시장치 Download PDF

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KR20060033958A
KR20060033958A KR1020040083056A KR20040083056A KR20060033958A KR 20060033958 A KR20060033958 A KR 20060033958A KR 1020040083056 A KR1020040083056 A KR 1020040083056A KR 20040083056 A KR20040083056 A KR 20040083056A KR 20060033958 A KR20060033958 A KR 20060033958A
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fetus
mother
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박광리
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학교법인연세대학교
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Abstract

본 발명은 패치형 무선 태아 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 산모가 일상생활에 불편함이 없이 태아를 지속적으로 감시할 수 있는 패치형 무선 태아 감시장치에 관한 것이다.
본 발명의 패치형 무선 태아 감시장치는, 산모의 복부에 장착되어 산모의 생체신호를 검출하여 전기신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 패치형 복부심전도 검출모듈과, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈으로부터 수신된 상기 산모 생체전기신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 휴대용 단말기로 이루어진다.
상기 패치형 복부심전도 검출모듈은, 두개의 전극 에레이로 이루어지며, 산모의 복부로 부터 생체신호를 검출하는 전극부; 상기 전극부로 부터 검출된 생체신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호검출부; 상기 신호검출부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기; 상기 A/D 변환기의 출력신호를 블루투스 송신 할 수 있게 통신규약을 만족하는 신호범위로 변환하는 마이크로콘트롤러 유니트(MCU); 상기 마이크로콘트롤러 유니트의 출력신호를 무선으로 송신하는 블루투스 송신부; 소형 배터리를 구비하는 배터리부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 휴대용 단말기는, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈의 출력신호를 무선으로 수신하는 블루투스 수신부; 상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 신 호 전처리부; 상기 신호 전처리부에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하며, 상기 신호 전처리부에서 출력된 산모의 심전도 신호 및 태아의 심전도 신호를 압축하는 중앙처리부; 상기 중앙처리부로 부터 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호를 수신하여 저장하는 메모리부; 중앙처리부로 부터 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 수신하여 디스플레이하는 표시부; 상기 중앙처리부로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 경보를 울리는 알람; 태아 심박수, 산모심전도 신호, 태아심전도 신호의 시스템 파라미터를 설정하는 설정부; 소형 배터리를 구비하는 배터리부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
태아, 심전도, 감시장치, 패치, 복부, 휴대용 단말기

Description

패치형 무선 태아 감시장치{Patch type wireless fetal monitoring system}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 패치형 무선 태아 감시장치의 구성을 설명하기위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 신호 전처리부를 설명하기위한 개략적인 블럭도이다.
도 3은 도 1의 패치형 복부심전도 검출모듈의 배치도의 일예이다.
도 4는 도 1의 표시부의 일예이다.
본 발명은 패치형 무선 태아 감시장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 산모가 일상생활에 불편함이 없이 태아를 지속적으로 감시할 수 있는 패치형 무선 태아 감시장치에 관한 것이다.
태아 감시장치란 심박 또는 심음을 측정하여 태아의 상태를 진단하는 장치이다.
태아 감시는 일반적으로 임신성 고혈압, 임신성 당뇨병, 저체중아와 관련되는 산모에게는 필수적이며, 정상 산모도 산전 및 진통에 이르기까지 지속적으로 태아의 상태를 검사하는 것이 필요하다.
태아감시 장치는 개인용 태아감시장치와 중앙집중식 태아감시장치로 구분할 수 있다. 개인용 태아감시장치는 태아심박감지수단 등을 이용하여 산모에게서 태아의 심박수, 태아의 움직임 등을 감지하여 이를 디지탈 값과 그래프로 표시하고 이를 사용자가 복합적으로 비교 검토하여 태아의 건강상태를 판정한다. 개인용 태아감시장치의 경우 일반적인 산모는 의학적 지식이 부족하기 때문에 이를 사용하기 불편하다. 중앙집중식 태아감시장치는 여러대의 개인용 태아감시장치를 중앙에서 감시 및 통제하는 것으로, 각각의 개잉용 태아감시장치로부터 전송받은 태아의 심박수 등의 데이타를 동시에 표시함으로 적은 인력으로 다수의 산모를 관리할 수 있다.
또한 태아감시 장치는 태아의 심박 또는 심음을 측정하는 방법에 따라 나누어질 수 있는데, 이는 크게 초음파 도플러를 이용한 태아감시 장치와 심전도를 이용한 태아감시 장치로 대별할 수 있다. 초음파 도플러를 이용한 태아감시 장치는 초음파의 도플러 효과를 이용하여 태아의 심음, 심박 등을 검사하는 방법이다. 심전도를 이용한 태아감시 장치는 태아의 심전도를 측정하여 태아의 심박, 심전도를 검사하는 방법이다. 일반적으로 초음파 도플러를 이용한 태아감시 장치는 심전도를 이용한 태아감시장치 보다는 정밀한 검사가 어려우며, 이를 통해서는 태아가 기형은 아닌지 정도의 검사를 행한다. 심전도를 이용한 태아감시장치는 태아의 심박 뿐만 아니라 심전도를 검사하기때문에 태아의 상태를 보다 정밀하게 검사 할 수 있다는 이점은 있으나, 태아의 심전도는 산모의 복부에 전극을 붙여 측정하여야 하며, 측정위치에 따라 태아의 심전도가 조금씩 달라 질 수가 있는 단점이 있다.
또한, 종래의 태아감시장치는 산모가 무거운 몸을 이끌고 병원에 직접 가야 하는 불편함과, 물론 검사시간이 짧지만은 않아 그동안 산모는 자유로이 움직일 수 없는 불편함도 있다. 이에 일상생활 중에 지속적으로 태아의 건강상태를 확인하기란 힘든 일이다.
따라서 본 발명은 상기 종래의 문제점들을 해소하기위하여, 심전도를 이용한 태아감시장치로 태아를 지속적으로 관찰하며, 게다가 산모가 일상생활에 불편함이 없도록 하며 태아를 감시할 수 있는 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 산모가 개인용 휴대용 단말기로 어디서나 언제든지 태아의 상태를 확인할 수 있으며, 위급상황시에는 경보를 울려 위급상황임을 알리는 태아감시장치를 제공한다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 산모가 일상생활에 불편함이 없이 태아를 지속적으로 관찰할 수 있는 심전도를 이용한 태아감시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 산모가 장소와 시간의 제약없이 태아의 상태를 확인할 수 있는 태아감시장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 태아가 위급상황일 경우에 위급상황임을 알리는 수단을 구비한 태아감시장치를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 특징을 나열하면 다음과 같다.
본 발명의 패치형 무선 태아 감시장치는, 산모의 복부에 장착되어 산모의 생체신호를 검출하여 전기신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 패치형 복부심전도 검출모듈과, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈으로부터 수신된 상기 산모 생체전기신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 휴대용 단말기로 이루어진 패치형 무선 태아 감시장치에 있어서, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈은, 두개의 전극 에레이로 이루어지며, 산모의 복부로 부터 생체신호를 검출하는 전극부; 상기 전극부로 부터 검출된 생체신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호검출부; 상기 신호검출부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기; 상기 A/D 변환기의 출력신호를 블루투스 송신 할 수 있게 통신규약을 만족하는 신호범위로 변환하는 마이크로콘트롤러 유니트(MCU); 상기 마이크로콘트롤러 유니트의 출력신호를 무선으로 송신하는 블루투스 송신부; 소형 배터리를 구비하는 배터리부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 전극부의 두개의 전극 에레이는 각각 전극 검출단자를 구비하며, 상기 전극 어레이의 검출단자는 복부신호 검출모듈의 뒷면에서 노출되며, 상기 전극 어레이의 검출단자는 원형패치의 심전도 전극의 출력단자와 연결되어 산모 복부의 생체신호를 검출한다.
본 발명의 패치형 무선 태아 감시장치는, 산모의 복부에 장착되어 산모의 생체신호를 검출하여 전기신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 패치형 복부심전도 검출모듈과, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈으로부터 무선 수신된 상기 산모 생체전기신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 휴대용 단말기로 이 루어진 패치형 무선 태아 감시장치에 있어서, 상기 휴대용 단말기는, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈의 출력신호를 무선으로 수신하는 블루투스 수신부; 상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 신호 전처리부; 상기 신호 전처리부에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하며, 상기 신호 전처리부에서 출력된 산모의 심전도 신호 및 태아의 심전도 신호를 압축하는 중앙처리부; 상기 중앙처리부로 부터 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호를 수신하여 저장하는 메모리부; 중앙처리부로 부터 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 수신하여 디스플레이하는 표시부; 상기 중앙처리부로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 경보를 울리는 알람; 태아 심박수, 산모심전도 신호, 태아심전도 신호의 시스템 파라미터를 설정하는 설정부; 소형 배터리를 구비하는 배터리부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 패치형 무선 태아 감시장치는, 두개의 전극 에레이로 이루어지며, 산모의 복부로 부터 생체신호를 검출하는 전극부; 상기 전극부로 부터 검출된 생체신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호검출부; 상기 신호검출부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기; 상기 A/D 변환기의 출력신호를 블루투스 송신하는 블루투스 송신부; 상기 블루투스 송신부의 출력신호를 블루투스 수신하는 블루투스 수신부; 상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 신호 전처리부; 상기 신호 전처리부에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하며, 상기 신호 전처리부에서 출력된 산모의 심전도 신호 및 태아의 심전도 신호를 압축하는 중앙처리부; 상기 중앙처리부로 부터 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호를 수신하여 저장하는 메모리부; 중앙처리부로 부터 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 수신하여 디스플레이하는 표시부; 상기 중앙처리부로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 경보를 울리는 알람;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 전처리부는, 상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하는 디지탈 필터부; 상기 디지탈 필터부의 출력신호로 부터 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 태아심전도 검출부;를 구비한다.
상기 디지탈 필터부는, 상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 기저선의 변동을 제거하는 기저선 변동제거부; 상기 기저선 변동 제거부의 출력신호로부터 전력선 잡음을 제거하는 전력선 잡음제거부;를 구비한다.
상기 중앙처리부는 ARM CPU core를 구비한다.
상기 메모리부는 스마트 메디어 카드(SMART Media Card)으로 이루어졌다.
상기 배터리는 충전 가능한 소형 배터리로 이루어진다.
본 발명은, 산모의 복부에서 산모의 생체신호를 검출하여 전기적 신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 산모 생체신호 검출단계와, 상기 복부심전도 검출단계에서 출력된 상기 산모 생체전기신호를 입력하여 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 태아 심전도 분석단계로 이루어지는 패치형 무선 태아 감시방법에 있 어서, 산모 생체신호 검출단계에 있어서, 산모의 복부에 직접접촉된 두개의 전극 에레이로부터 생체신호를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 생체전기신호 검출단계; 상기 생체전기신호 검출단계의 출력신호인 생체전기신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호검출단계; 상기 신호검출단계의 출력신호를 A/D변환기에서 디지탈신호로 변환하는 A/D변환단계; 상기 A/D 변환단계의 출력신호를 마이크로콘트롤러 유니트에서 블루투스 송신 할 수 있게 통신규약을 만족하는 신호범위로 변환하는 신호조절단계; 상기 신호조절단계의 출력신호를 블루투스 송신부에서 무선으로 송신하는 블루투스 송신단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 산모의 복부에서 산모의 생체신호를 검출하여 전기적 신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 산모 생체신호 검출단계와, 상기 복부심전도 검출단계에서 출력된 상기 산모 생체전기신호를 입력하여 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 태아 심전도 분석단계로 이루어지는 패치형 무선 태아 감시방법에 있어서, 상기태아 심전도 분석단계는, 상기 산모 생체신호 검출단계의 출력신호를 블루투스 수신부에서 무선으로 수신하는 블루투스 수신단계; 상기 블루투스 수신단계의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 신호 전처리단계; 중앙처리부에서, 상기 신호 전처리단계에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하며, 상기 신호 전처리부에서 출력된 산모의 심전도 신호 및 태아의 심전도 신호를 압축하는 중앙처리단계; 상기 중앙처리단계로 부터 얻어진 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호를 메모리부에 저장하는 단계; 중앙처리단 계로 부터 얻어진 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 표시부에 디스플레이하는 표시단계; 상기 중앙처리단계로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 경보를 울리는 경보단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 산모의 복부에 직접접촉된 두개의 전극 에레이로부터 생체신호를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 생체전기신호 검출단계; 상기 생체전기신호 검출단계의 출력신호인 생체전기신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호검출단계; 상기 신호검출단계의 출력신호를 A/D변환기에서 디지탈신호로 변환하는 A/D변환단계; 상기 A/D 변환단계의 출력신호를 블루투스 송신부에서 무선으로 송신하는 블루투스 송신단계; 블루투스 송신단계에서 전송된 신호를 블루투스 수신부에서 무선 수신하는 블루투스 수신단계; 상기 블루투스 수신단계의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 신호 전처리단계; 중앙처리부에서 상기 신호 전처리단계에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하는 중앙처리단계; 중앙처리단계로 부터 얻어진 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 표시부에 디스플레이하는 표시단계; 상기 중앙처리단계로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 경보를 울리는 경보단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 전처리단계는, 상기 블루투스 수신단계의 출력신호로 부터 잡음을 제거하는 디지탈 필터링 단계; 상기 디지탈 필터부의 출력신호로 부터 태아의 심전 도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 태아심전도 검출단계;를 구비한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 의한 패치형 무선 태아 감시장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 패치형 무선 태아 감시장치의 구성을 설명하기위한 블록도로서, 패치형 복부심전도 검출모듈(10)과 휴대용 단말기(1000)로 이루어진다. 패치형 복부심전도 검출모듈(10)은 산모의 복부에 장착되어 산모의 심전도 신호를 검출한다. 휴대용 단말기(1000)는 패치형 복부심전도 검출모듈(10)에서 무선으로 송신된 산모의 심전도 신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석한다.
패치형 복부심전도 검출모듈(10)는 전극부(100), 신호검출부(200), A/D변환기(300), 마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400), 블루투스 송신부(500), 배터리부(600)로 이루어진다.
전극부(100)는 두개의 전극 에레이(electrode array)로 이루어지며, 산모의 복부로 부터 생체신호를 검출한다. 전극부(100)의 두개의 전극 에레이는 각각 전극 검출단자를 구비하는데, 전극 어레이(110, 120)의 검출단자는 패치형 복부심전도 검출모듈(10)의 뒷면에서 노출되어진다. 2개의 어레이 전극의 검출단자와 접지단자가 복부신호 검출모듈(10)의 후면에 노출되며, 이는 심전도 전극을 3개 부착하고 있는 원형패치와 연결된다. 따라서 산모의 복부에 복부신호 검출모듈을 장착할때, 상기 전극 어레이의 검출단자가 원형패치의 심전도 전극과 연결되어 산모의 복부 생체신호가 검출된다.
신호검출부(200)는 증폭부와 필터부를 구비하며, 전극부(100)로 부터 검출된 생체신호를 증폭하고, 잡음을 제거한다.
A/D변환기(300)는 신호검출부(200)의 출력신호를 디지탈신호로 변환한다. A/D변환기(300)는 샘플링 레이트가 500Hz이며 분해능이 12비트인 A/D변환기를 사용할 수 있다.
마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400)는 A/D 변환기의 출력신호를 블루투스 송신 할 수 있게 신호를 조절한다. 즉, A/D변환기(300)의 출력신호를 통신규약을 만족하는 신호범위로 변환한다.
블루투스 송신부(500)는 마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400)의 출력신호를 무선으로 송신한다. 블루투스란 다채널 근거리 무선통신의 수단으로 전세계적으로 무면허 ISM(Industrial, Science, and Medical) 대역인 2.4GHz에서 운용된다. 블루투스의 운용대역은 1MHz 간격으로 채널이 나뉘고 최대 이용채널 대역폭을 얻기 위해서 1초당 1Mega symbol의 속도로 신호 데이터를 보낸다. A/D변환기(300), 마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400), 블루투스 송신부(500)는 하나의 마이크로콘트롤러로 이루어질 수있으며, 예로 마이크로칩(Microchips)사의 PIC16C74B 등이 있다.
배터리부(600)는 배터리와 전원제어회로를 구비한다. 전원제어 회로는 배터리(600)의 전압으로부터 신호검출부(200), A/D변환기(300), 마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400), 블루투스 송신부(500)에서 사용하는 전압으로 변환한다. 배터리는 충전 가능한 소형 배터리로 이루어진다. 본 발명에서는 24시간 사용이 가능하도록 저전력 설계를 하였다.
휴대용 단말기(1000)는 블루투스 수신부(1100), 신호 전처리부(1200), 중앙처리부(CPU)(1300), 메모리부(1400), 표시부(1500), 알람(1600), 설정부(1700), 배터리부(1800)로 이루어진다.
블루투스 수신부(1100)는 블루투스 송신부(500)의 출력신호를 무선으로 수신한다.
신호 전처리부(1200)는 블루투스 수신부(1100)의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출한다. 신호 전처리부(1200)는 디지탈 필터부 및 태아심전도 검출부로 이루어진다. 블루투스 수신부(1100)로 부터 신호 전처리부(1200)로의 데이터 전송은 115200bps를 갖는 RS232C를 이용한 시리얼 통신으로 이루어진다. 신호 전처리부(1200)는 마이크로프로세서로 이루어 질 수 있다.
중앙처리부(CPU)(1300)는 신호 전처리부(1200)의 출력신호인 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하며, 태아의 건강상태정보를 얻으며, 태아의 상태 진단결과 태아가 위급한 상태일 때는 알람으로 신호를 보내어 알람을 울려 위급한 상태임을 알린다. 중앙처리부(1300)는 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호 및 태아의 건강상태정보를 표시부로(1500) 송신하며, 또한 중앙처리부(CPU)(1300)는 산모 및 태아의 심전도신호를 압축하여 메모리부(1500)로 송신하며 태아의 건강상태정보도 메모리부(1500)로 송신한다. 중앙처리부(1300)는 ARM CPU core를 사용할 수 있다.
메모리부(1400)는 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호 및 태아의 건강상태정보를 중앙처리부(CPU)(1300)로 부터 수신하여 저장한다. 메모리부(1400)는 스마트 메디어 카드(SMART Media Card)를 사용할 수 있다,
표시부(1500)는 중앙처리부(CPU)(1300)로 부터 수신된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 디스플레이한다. 표시부(1500)는 320x240 픽셀 TFT LCD를 사용할 수 있다.
알람(1600)은 중앙처리부(CPU)(1300)로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 알람을 울린다.
설정부(1700)는 태아 심박수, 산모심전도 신호, 태아심전도 신호 등의 시스템 파라미터를 설정한다.
배터리부(1800)는 충전 가능한 소형 배터리로, 저전력 소비를 한다.
도 2는 도 1의 신호 전처리부를 설명하기위한 개략적인 블럭도이다.
디지탈 필터부(2000)는 기저선 변동(baseline drift) 및 전력선 잡음을 제거한다. 디지탈 필터부(2000)는 기저선 변동제거부, 전력선 잡음제거부를 구비한다.
기저선 변동제거부(2100)는 심전도 보다 낮은 주파수의 고역필터를 사용할 수 있다. 예로, 0.1Hz의 고역 필터를 사용할 수 있다.
전력선 잡음제거부(2200)은 전원제어 회로에서 발생하는 잡음을 제거하기위한 것이다. 전원제어 회로로 스위칭 DC-DC 컨버터를 사용할 수 있으며, 이러한 스위칭 DC-DC 컨버터로 부터 들어오는 잡음을 제거 하기위해, 스위칭 DC-DC 컨버터의 스위칭 주파수에 해당하는 주파수의 대역저지필터를 사용할 수 있다.
태아 심전도 검출부(2300)는 독립성분 분석(independent component analysis; ICA) 방법을 이용하여 태아 심전도와 산모 심전도를 분리한다. 신호 전처리부(1200)로 입력된 산모 심전도신호는 원래(original) 산모 심전도 신호와 태아 심전도 신호가 섞여 있다. 따라서, 이는 원래(original)의 산모 심전도 신호와 태아 심전도 신호는 의존성이 없는 2개의 독립성분(independent component)으로 모델링이 가능하다. 그러므로 독립성분 분석(ICA)을 이용하여 원래(original)의 원래(original) 산모 심전도 신호와 태아 심전도 신호로 분리한다.
도 3은 도 1의 패치형 복부심전도 검출모듈의 배치도의 일예이다. 도 3은 패치형 복부심전도 검출모듈을 위에서 본 배치도의 일예로서, 도 3은 패치형 복부심전도 검출모듈의 앞면이라고 할 수 있다.
패치형 복부심전도 검출모듈(10)은 전극부(100), 신호검출부(200), A/D변환기(300), 마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400), 블루투스 송신부(500), 배터리부(600)로 이루어지는데, 도 3의 패치형 복부심전도 검출모듈(10)의 양단에 전극부(100)의 두개의 전극 에레이(110, 120)가 장착된다. 이 전극 어레이(110, 120)의 전극 검출단자는 패치형 복부심전도 검출모듈(10)의 뒷면에서 노출되어지며, 이렇게 함에 의해 산모의 복부로부터 산모 심전도 신호를 도출할 수 있다. 2개의 전극 어레이의 검출단자와 접지단자가 복부신호 검출모듈(10)의 후면에 노출되며, 이는 심전도 전극을 3개 부착하고 있는 원형패치와 연결된다. 따라서 산모의 복부에 복부신호 검출모듈을 장착할때, 상기 전극 어레이의 검출단자가 원형패치의 심전도 전극과 연결되어 산모의 복부 생체신호가 검출된다.
배터리부(600)는 배터리(610)과 전원제어 회로(650)를 구비한다. 전원제어 회로(650)는 배터리(600)의 전압으로부터 신호검출부(200), A/D변환기(300), 마이크로콘트롤러 유니트(MCU)(400), 블루투스 송신부(500)에서 사용하는 전압으로 변환한다.
본 발명의 패치형 복부심전도 검출모듈(10)은 소형이며 산모의 배에 장착하므로 산모가 일상생활에 불편없이 산모 및 태아의 상태를 지속적으로 관찰할 수 있다. 그리고 본 발명의 패치형 복부심전도 검출모듈(10) 및 휴대용 단말기(1000)을 이용해 산모가 시간과 공간의 제약없이 언제나 어디서나 태아의 상태를 관찰할 수 있다.
또한 본 발명은 산모가 여러 전극이나 장치를 장착할 필요 없이, 하나의 패치형 복부심전도 검출모듈(10)를 산모의 복부에 장착함으로서 휴대용 단말기(1000)를 통해 태아 심전도를 계측할 수 있다.
도 4는 도 1의 표시부(1500)의 일예이다. 표시부(1500)는 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 디스플레이한다. 도 4에서 태아 심박상태 표시부는 태아의 심장 박동 즉 심박에 따라 깜박인다.
본 발명은 이상에서 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것이 아니며, 당업자라면 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 심전도를 이용한 태아감시장치는 산 모가 일상생활에 불편함이 없이 태아를 지속적으로 관찰할 수 있으며, 또한, 산모가 장소와 시간의 제약없이 태아의 상태를 확인할 수 있다. 본 발명의 심전도를 이용한 태아감시장치는 태아가 위급상황일 경우에 위급상황임을 알려, 태아의 위급상태에 대한 빠른 대처를 할 수 있다.
본 발명의 패치형 복부심전도 검출모듈(10)은 소형이며 산모의 배에 장착하므로 산모가 일상생활에 불편없이 산모 및 태아의 상태를 지속적으로 관찰할 수 있다. 그리고 본 발명의 패치형 복부심전도 검출모듈(10) 및 휴대용 단말기(1000)를 이용해 산모가 시간과 공간의 제약없이 언제나 어디서나 태아의 상태를 관찰할 수 있다.
본 발명은 산모가 여러 전극이나 장치를 장착할 필요 없이, 하나의 패치형 복부심전도 검출모듈(10)를 산모의 복부에 장착함으로서 태아 심전도가 계측할 수 있다. 패치형 복부심전도 검출모듈(10), 휴대용 단말기(1000)는 무선통신을 하므로 전극선이 필요 없어 활동이 자유롭다.
본 발명의 휴대용 단말기는 태아의 심전도를 추출하며 태아의 건강상태를 시각적으로 알려 주고, 데이터를 저장한다.
본 발명의 심전도를 이용한 태아감시장치은 산모가 일상생활 중에 수시로 태아의 건강상태를 확할 수 있으므, 태아 건강에 대한 산모의 불안감을 해소해 주며, 태아의 건강 이상을 조기 발견할 수 있다. 또한 메모리부(1400)에 저장된 태아의 건강상태 자료는 정기 검진 시, 전문의의 진단에 참고자료로 활용될 수 있다.
본 발명은 24시간 심전도 모니터링이 필요한 사람에게도 적용 가능하며, 휴 대용 단말기를 통해 산모나 환자에 대한 유용한 정보를 얻을 수 있다. 또한 휴대용 단말기에 통신기능이나, GPS 모듈을 장착하면, 응급상황 및 위치를 의료기관에 알릴 수 있다.

Claims (13)

  1. 산모의 복부에 장착되어 산모의 생체신호를 검출하여 전기신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 패치형 복부심전도 검출모듈과, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈으로부터 수신된 상기 산모 생체전기신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 휴대용 단말기로 이루어진 패치형 무선 태아 감시장치에 있어서,
    상기 패치형 복부심전도 검출모듈은,
    두개의 전극 에레이로 이루어지며, 산모의 복부로 부터 생체신호를 검출하는 전극부;
    상기 전극부로 부터 검출된 생체신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호검출부;
    상기 신호검출부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기;
    상기 A/D 변환기의 출력신호를 블루투스 송신 할 수 있게 통신규약을 만족하는 신호범위로 변환하는 마이크로콘트롤러 유니트(MCU);
    상기 마이크로콘트롤러 유니트의 출력신호를 무선으로 송신하는 블루투스 송신부;
    소형 배터리를 구비하는 배터리부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극부의 두개의 전극 에레이는 각각 전극 검출단자를 구비하며,
    상기 전극 어레이의 검출단자는 복부신호 검출모듈의 뒷면에서 노출되며,
    상기 전극 어레이의 검출단자는 원형패치의 심전도 전극의 출력단자와 연결되어 산모 복부의 생체신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시장치.
  3. 산모의 복부에 장착되어 산모의 생체신호를 검출하여 전기신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 패치형 복부심전도 검출모듈과, 상기 패치형 복부심전도 검출모듈으로부터 무선 수신된 상기 산모 생체전기신호로부터 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 휴대용 단말기로 이루어진 패치형 무선 태아 감시장치에 있어서,
    상기 휴대용 단말기는,
    상기 패치형 복부심전도 검출모듈의 출력신호를 무선으로 수신하는 블루투스 수신부;
    상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 신호 전처리부;
    상기 신호 전처리부에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하며, 상기 신호 전처리부에서 출력된 산모의 심전도 신호 및 태아의 심전도 신호를 압축하는 중앙처리부;
    상기 중앙처리부로 부터 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호를 수신하여 저장하는 메모리부;
    중앙처리부로 부터 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 수신하여 디스플레이하는 표시부;
    상기 중앙처리부로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 경보를 울리는 알람;
    태아 심박수, 산모심전도 신호, 태아심전도 신호의 시스템 파라미터를 설정하는 설정부;
    소형 배터리를 구비하는 배터리부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시장치.
  4. 두개의 전극 에레이로 이루어지며, 산모의 복부로 부터 생체신호를 검출하는 전극부;
    상기 전극부로 부터 검출된 생체신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호검출부;
    상기 신호검출부의 출력신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기;
    상기 A/D 변환기의 출력신호를 블루투스 송신하는 블루투스 송신부;
    상기 블루투스 송신부의 출력신호를 블루투스 수신하는 블루투스 수신부;
    상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 신호 전처리부;
    상기 신호 전처리부에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진 단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하며, 상기 신호 전처리부에서 출력된 산모의 심전도 신호 및 태아의 심전도 신호를 압축하는 중앙처리부;
    상기 중앙처리부로 부터 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호를 수신하여 저장하는 메모리부;
    중앙처리부로 부터 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 수신하여 디스플레이하는 표시부;
    상기 중앙처리부로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 경보를 울리는 알람;을 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 신호 전처리부는,
    상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 잡음을 제거하는 디지탈 필터부;
    상기 디지탈 필터부의 출력신호로 부터 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 태아심전도 검출부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 디지탈 필터부는
    상기 블루투스 수신부의 출력신호로 부터 기저선의 변동을 제거하는 기저선 변동제거부;
    상기 기저선 변동 제거부의 출력신호로부터 전력선 잡음을 제거하는 전력선 잡음제거부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시장치.
  7. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 중앙처리부는 ARM CPU core를 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시장치.
  8. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 메모리부는 스마트 메디어 카드(SMART Media Card)인 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시장치.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 배터리는 충전 가능한 소형 배터리로 이루어진 것을 특징으로하는 패치형 무선 태아 감시장치.
  10. 산모의 복부에서 산모의 생체신호를 검출하여 전기적 신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 산모 생체신호 검출단계와, 상기 복부심전도 검출단계에서 출력된 상기 산모 생체전기신호를 입력하여 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 태아 심전도 분석단계로 이루어지는 패치형 무선 태아 감시방법에 있어서,
    산모 생체신호 검출단계에 있어서,
    산모의 복부에 직접접촉된 두개의 전극 에레이로부터 생체신호를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 생체전기신호 검출단계;
    상기 생체전기신호 검출단계의 출력신호인 생체전기신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호검출단계;
    상기 신호검출단계의 출력신호를 A/D변환기에서 디지탈신호로 변환하는 A/D변환단계;
    상기 A/D 변환단계의 출력신호를 마이크로콘트롤러 유니트에서 블루투스 송신 할 수 있게 통신규약을 만족하는 신호범위로 변환하는 신호조절단계;
    상기 신호조절단계의 출력신호를 블루투스 송신부에서 무선으로 송신하는 블루투스 송신단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시방법.
  11. 산모의 복부에서 산모의 생체신호를 검출하여 전기적 신호로 변환한 산모 생체전기신호를 검출하는 산모 생체신호 검출단계와, 상기 복부심전도 검출단계에서 출력된 상기 산모 생체전기신호를 입력하여 태아의 심전도 신호를 검출 분석하는 태아 심전도 분석단계로 이루어지는 패치형 무선 태아 감시방법에 있어서,
    상기태아 심전도 분석단계는,
    상기 산모 생체신호 검출단계의 출력신호를 블루투스 수신부에서 무선으로 수신하는 블루투스 수신단계;
    상기 블루투스 수신단계의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 신호 전처리단계;
    중앙처리부에서, 상기 신호 전처리단계에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하며, 상기 신호 전처리부에서 출력된 산모의 심전도 신호 및 태아의 심전도 신호를 압축하는 중앙처리단계;
    상기 중앙처리단계로 부터 얻어진 압축된 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호를 메모리부에 저장하는 단계;
    중앙처리단계로 부터 얻어진 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 표시부에 디스플레이하는 표시단계;
    상기 중앙처리단계로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 경보를 울리는 경보단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시방법.
  12. 산모의 복부에 직접접촉된 두개의 전극 에레이로부터 생체신호를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 생체전기신호 검출단계;
    상기 생체전기신호 검출단계의 출력신호인 생체전기신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호검출단계;
    상기 신호검출단계의 출력신호를 A/D변환기에서 디지탈신호로 변환하는 A/D변환단계;
    상기 A/D 변환단계의 출력신호를 블루투스 송신부에서 무선으로 송신하는 블 루투스 송신단계;
    블루투스 송신단계에서 전송된 신호를 블루투스 수신부에서 무선 수신하는 블루투스 수신단계;
    상기 블루투스 수신단계의 출력신호로 부터 잡음을 제거하고 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 신호 전처리단계;
    중앙처리부에서 상기 신호 전처리단계에서 출력된 태아의 심전도 신호로부터 태아의 상태를 진단하여 태아가 위급한 상태인지를 판단하는 중앙처리단계;
    중앙처리단계로 부터 얻어진 산모의 심전도 신호, 태아의 심전도 신호, 태아의 건강상태정보를 표시부에 디스플레이하는 표시단계;
    상기 중앙처리단계로부터 발생된 태아가 위급한 상태임을 알리는 제어신호에 따라 경보를 울리는 경보단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 신호 전처리단계는,
    상기 블루투스 수신단계의 출력신호로 부터 잡음을 제거하는 디지탈 필터링 단계;
    상기 디지탈 필터부의 출력신호로 부터 태아의 심전도 신호와 산모의 심전도 신호를 각각 분리하여 추출하는 태아심전도 검출단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 패치형 무선 태아 감시방법.
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