KR20130016708A

KR20130016708A - 통증 모니터링 장치

Info

Publication number: KR20130016708A
Application number: KR1020110078806A
Authority: KR
Inventors: 김성우; 김기련
Original assignee: 김성우; (주)피지오랩
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2013-02-18
Anticipated expiration: 2031-08-08
Also published as: KR101276363B1

Abstract

본 발명은 통증 모니터링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피부에 접촉하여 피부전도도를 측정하는 감지부와, 상기 감지부에서 측정된 피부전도도를 변환부가 인식가능하도록 증폭시키는 증폭부와, 상기 증폭부에서 증폭된 피부전도도를 디지털신호로 변환하는 변환부와, 상기 변환부에서 변환된 피부전도도를 기초로 통증지수를 산출하는 처리부와, 상기 변환부에서 변환된 피부전도도 또는 상기 처리부에서 산출된 통증지수를 저장하는 저장부와, 상기 처리부에서 산출된 통증지수를 표시하는 표시부를 포함하고, 신체에 착용이 가능하도록 고정착용부와, 통증지수를 스마트폰 등으로 전송할 수 있는 통신부를 더 포함하고, 상기 감지부는 피부에 접촉하여 전류를 감지회로에 전달하는 피부전극을 포함하고, 상기 처리부는 초기값설정모듈과, 통증지수산출모듈을 포함하며, 상기 초기값설정모듈은 초기값 설정 신호가 있는 시점부터 일정 기간 동안 변화하는 피부전도도의 절대값이 일정 범위 내에 존재하는 경우 당해 기간 동안의 피부전도도의 절대값의 평균을 기준으로 통증지수의 초기값을 설정하고, 상기 통증지수산출모듈은 일정 시간 동안 측정되는 피부전도도의 절대값을 합하여 측정횟수로 나누어 통증지수를 산출하여, 피부전도도를 통해 통증정도를 파악하고 이를 지수화하여 환자의 상태를 파악하고, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 통증 모니터링 장치에 관한 것이다.

Description

통증 모니터링 장치{A Pain Monitoring Device}

인체는 미세한 전류가 흐를 수 있는 전기전도성을 띠는데, 피부를 통해 나타나는 전기전도도를 피부전도도(Skin Coduction response)라고 한다. 피부전도도는 교감신경이 활성화되는 경우 더욱 상승하는데, 피부 한선에서 분비된 땀이 피부저항을 순간적으로 떨어뜨리기 때문이다. 이러한 현상을 피부전기반응(Electrodermal Response)이라고 한다.

피부전도도는 다양한 학문 분야에서 활용되어 왔다. 특히 심리학에서의 활용이 두드러진데, 대표적인 예가 바로 거짓말 탐지기이다. 거짓말 탐지기는 거짓말을 하는 경우 손가락이나 발바닥 부분에서 미세한 전류의 변화가 감지되는 피부전기반응의 원리를 이용한 것이다.

본 발명의 목적은 피부에 접촉하여 피부전도도를 측정하는 감지부와, 상기 감지부에서 측정된 피부전도도를 변환부가 인식가능하도록 증폭시키는 증폭부와, 상기 증폭부에서 증폭된 피부전도도를 디지털신호로 변환하는 변환부와, 상기 변환부에서 변환된 피부전도도를 기초로 통증지수를 산출하는 처리부와, 상기 변환부에서 변환된 피부전도도 또는 상기 처리부에서 산출된 통증지수를 저장하는 저장부와, 상기 처리부에서 산출된 통증지수를 표시하는 표시부를 포함하여, 피부전도도를 측정하여 통증지수를 산출하고, 산출된 통증지수로 환자의 상태를 파악하고, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 통증 모니터링 장치에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 감지부는 피부에 접촉하여 전류를 감지회로에 전달하는 피부전극을 포함하여, 피부전도도를 측정하여 통증지수를 산출하고, 산출된 통증지수로 환자의 상태를 파악하고, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 통증 모니터링 장치에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 처리부는 통증지수의 초기값을 설정하는 초기값설정모듈과, 초기값이 설정된 후 통증지수를 산출하는 통증지수산출모듈을 포함하여, 환자마다 통증지수의 초기값을 달리함으로써 상대적인 통증지수를 산출함으로써 환자의 상태를 보다 정밀하게 파악하여, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 통증 모니터링 장치에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 초기값설정모듈은 초기값 설정 신호가 있는 시점부터 일정 기간 동안 변화하는 피부전도도의 절대값이 일정 범위 내에 존재하는 경우 당해 기간 동안의 피부전도도의 절대값의 평균을 기준으로 통증지수의 초기값을 설정하여, 환자마다 통증지수의 초기값을 달리함으로써 상대적인 통증지수를 산출함으로써 환자의 상태를 보다 정밀하게 파악하여, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 통증 모니터링 장치에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 통증지수산출모듈은 일정 시간 동안 측정되는 피부전도도의 절대값을 합하여 측정횟수(즉, 피부전도도의 샘플링수)로 나누어 통증지수를 산출하여, 환자의 상태를 보다 정밀하게 파악하여, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 통증 모니터링 장치에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 통증 모니터링 장치는 신체에 착용이 가능하도록 고정착용부를 더 포함하여, 피부전극이 피부표면에 안정적으로 접촉하지 않아 접촉면적이 변화함으로 인해 피부전도도의 측정이 부정확해질 수 있는 문제가 발생되지 않는 통증 모니터링 장치에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 통증 모니터링장치는 저장부에 저장된 통증지수를 PC나 스마트폰으로 전송할 수 있는 통신부를 더 포함하여, 병원에서 다양한 차원으로 통증지수를 활용할 수 있는 통증 모니터링 장치에 관한 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 통증 모니터링 장치는 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 통증 모니터링 장치는 피부에 접촉하여 피부전도도를 측정하는 감지부와, 상기 감지부에서 감지된 피부전도도를 기초로 통증지수를 산출하는 처리부와, 상기 처리부에서 산출된 통증지수를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 감지부는 피부에 접촉하여 전류를 감지회로에 전달하는 피부전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 처리부는 통증지수의 초기값을 설정하는 초기값설정모듈과, 초기값이 설정된 후 통증지수를 산출하는 통증지수산출모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 초기값설정모듈은 초기값 설정 신호가 있는 시점부터 일정 기간 동안 변화하는 피부전도도의 절대값이 일정 범위 내에 존재하는 경우 당해 기간 동안의 피부전도도의 절대값의 평균을 기준으로 통증지수의 초기값을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 통증지수산출모듈은 일정 시간 동안 측정되는 피부전도도의 절대값을 합하여 측정횟수(즉, 피부전도도의 샘플링수)로 나누어 통증지수를 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 감지부에서 측정된 피부전도도를 변환부가 인식가능하도록 증폭시키는 증폭부와, 상기 증폭부에서 증폭된 피부전도도를 디지털신호로 변환하는 변환부와, 상기 변환부에서 변환된 피부전도도 또는 상기 처리부에서 산출된 통증지수를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 통증 모니터링장치는 신체에 착용이 가능하도록 고정착용부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 통증 모니터링장치는 저장부에 저장된 통증지수를 PC나 스마트폰으로 전송할 수 있는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 피부에 접촉하여 피부전도도를 측정하는 감지부와, 상기 감지부에서 측정된 피부전도도를 변환부가 인식가능하도록 증폭시키는 증폭부와, 상기 증폭부에서 증폭된 피부전도도를 디지털신호로 변환하는 변환부와, 상기 변환부에서 변환된 피부전도도를 기초로 통증지수를 산출하는 처리부와, 상기 변환부에서 변환된 피부전도도 또는 상기 처리부에서 산출된 통증지수를 저장하는 저장부와, 상기 처리부에서 산출된 통증지수를 표시하는 표시부를 포함하여, 피부전도도를 측정하여 통증지수를 산출하고, 산출된 통증지수로 환자의 상태를 파악하고, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 감지부는 피부에 접촉하여 전류를 감지회로에 전달하는 피부전극을 포함하여, 피부전도도를 측정하여 통증지수를 산출하고, 산출된 통증지수로 환자의 상태를 파악하고, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 처리부는 통증지수의 초기값을 설정하는 초기값설정모듈과, 초기값이 설정된 후 통증지수를 산출하는 통증지수산출모듈을 포함하여, 환자마다 통증지수의 초기값을 달리함으로써 상대적인 통증지수를 산출함으로써 환자의 상태를 보다 정밀하게 파악하여, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 초기값설정모듈은 초기값 설정 신호가 있는 시점부터 일정 기간 동안 변화하는 피부전도도의 절대값이 일정 범위 내에 존재하는 경우 당해 기간 동안의 피부전도도의 절대값의 평균을 기준으로 통증지수의 초기값을 설정하여, 환자마다 통증지수의 초기값을 달리함으로써 상대적인 통증지수를 산출함으로써 환자의 상태를 보다 정밀하게 파악하여, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 통증지수산출모듈은 일정 시간 동안 측정되는 피부전도도의 절대값을 합하여 측정횟수(즉, 피부전도도의 샘플링수)로 나누어 통증지수를 산출하여, 환자의 상태를 보다 정밀하게 파악하여, 진통제의 투여 및 용량을 결정하거나, 치료 방향을 결정하는데 도움을 주는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 통증 모니터링 장치는 신체에 착용이 가능하도록 고정착용부를 더 포함하여, 피부전극이 피부표면에 안정적으로 접촉하지 않아 접촉면적이 변화함으로 인해 피부전도도의 측정이 부정확해질 수 있는 문제가 발생되지 않는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 통증 모니터링장치는 저장부에 저장된 통증지수를 PC나 스마트폰으로 전송할 수 있는 통신부를 더 포함하여, 병원에서 다양한 차원으로 통증지수를 활용할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통증 모니터링 장치의 개념도.
도 1의 (a)는 상기 통증 모니터링 장치의 표시부를 나타낸 개념도.
도 1의 (b)는 상기 통증 모니터링 장치의 고정착용부 및 피부전극의 부착상태를 나타낸 개념도.
도 2는 도 1의 블록 다이어그램.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안정상태에서 자극과 휴식을 1분 간격으로 반복하여 제공하였을 때의 피부전도도 그래프.
도 4는 도 3의 필터링결과를 나타낸 그래프.
도 5는 도 3의 통증지수 그래프.

이하에서는 본 발명에 따른 통증 모니터링 장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통증 모니터링 장치의 개념도이고 특히, 도 1의 (a)는 상기 통증 모니터링 장치의 표시부를 나타낸 개념도이고, 도 1의 (b)는 상기 통증 모니터링 장치의 고정착용부 및 피부전극의 부착상태를 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1의 블록 다이어그램이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안정상태에서 자극과 휴식을 1분 간격으로 반복하여 제공하였을 때의 피부전도도 그래프이고, 도 4는 도 3의 필터링결과를 나타낸 그래프이고, 도 5는 도 3의 통증지수 그래프이다.

도 1 내지 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통증 모니터링 장치(1)는 피부에 접촉하여 피부전도도를 측정하는 감지부(10)와, 상기 감지부(10)에서 측정된 피부전도도를 변환부가 인식가능하도록 증폭시키는 증폭부(11)와, 상기 증폭부(11)에서 증폭된 피부전도도를 디지털신호로 변환하는 변환부(12)와, 상기 변환부(12)에서 변환된 피부전도도를 기초로 통증지수를 산출하는 처리부(13)와, 상기 변환부(12)에서 변환된 피부전도도 또는 상기 처리부(13)에서 산출된 통증지수를 저장하는 저장부(14)와, 상기 처리부(13)에서 산출된 통증지수를 표시하는 표시부(15)를 포함할 수 있다. 또한, 신체에 착용이 가능하도록 고정착용부(16)를 더 포함하거나, 저장부(14)에 저장된 통증지수를 pc(2)나 스마트폰(2)으로 전송할 수 있는 통신부(17)를 더 포함할 수 있다.

상기 감지부(10)는 피부에 접촉하여 피부전도도를 측정하는 구성으로, 바람직하게는 피부에 전압을 인가하고 피부의 저항을 측정해 피부의 전기전도도를 측정하는 저항회로이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감지부(10)는 교류전압을 인가하는 교류전압발생부(101)와, 피부에 전류를 흐르게 하기 위한 피부전극(102)과, 전류를 증폭하기 위한 전류전압변환부(103)와, 교류를 직류로 변환하기 위한 교류직류변환부(104)와, 불필요한 신호를 제거하기 위한 필터부(105) 중 어느 하나 이상의 구성을 포함할 수 있다.

상기 교류전압발생부(101)는 전압을 발생시켜 피부전극에 인가하기 위한 구성으로 바람직한 실시예로는 ±0.5V 구형파를 15Hz의 진동수로 발진하여 피부전극에 인가한다.

상기 피부전극(102)은 상기 교류전압발생부(101)에 의해 전압이 인가되는 경우 피부에 전류를 흐르게 하는 구성이다. 바람직하게는 원형판의 형상을 하고, 원활한 통전을 위해 피부와의 접촉면에 전도성 젤과 접착제가 도포되어 있으며, 피부와의 접촉면과 반대면 사이 공간에는 은/염화은(AgCl)으로 이루어진 금속판을 수용한다. 상기 피부전극(102)의 일단은 리드선(102a)이 연결되는데, 상기 리드선(102a)은 통증 모니터링 장치(1)에 탈착이 가능하므로, 사용한 피부전극(102)을 용이하게 교체할 수 있다. 다만, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고, 흡입전극이나 Floating 전극, Flexible 전극 등을 포함한 다양한 형태의 피부전극으로 실시될 수 있다.

상기 전류전압변환부(103)는 전류를 전압으로 증폭시켜 출력하는 구성으로, 바람직하게는 상기 교류전압발생부(101)에 의해 발생되어 피부전극(102)에 인가된 교류전압에 의한 전류를 다시 20k배율로 증폭시켜 전압의 형태로 출력할 수 있다. 다만, 필요에 따라 상기 증폭배율은 증감이 가능하며, 전류전압변환회로의 구체적인 구성은 본 발명에 대한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 설계가 가능한 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 필터부(105)는 불필요한 신호를 제거하기 위한 구성으로, 보다 상세하게는 피부전도도의 임상적 판단에 필요한 데이터만을 추출하기 위해 잡음을 제거하는 역할을 수행한다. 상기 필터부(105)는 고주파수 영역을 차단하기 위한 저역통과필터(LPF)와 저주파수 영역을 차단하기 위한 고역통과필터(HPF)를 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 고역통과필터는 0.05Hz의 차단주파수를 갖으며, 교류형태의 결과값을 갖게 되고, 상기 저역통과필터는 1Hz의 차단주파수를 갖을 수 있다.

상기 증폭부(11)는 상기 감지부(10)에서 측정된 피부전도도를 변환부(12)가 인식가능하도록 증폭시키는 구성이다. 인체에서 측정되는 전류는 매우 미세하므로 의미있는 측정값을 얻기 위해서는 신호의 증폭이 필요하므로 연산증폭기를 사용하여 피부전도도를 증폭시킬 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예로 측정된 피부전도도를 25배로 증폭시켜 후술할 변환부(12)로 전달한다.

상기 변환부(12)는 상기 증폭부(11)에서 증폭된 피부전도도를 디지털신호로 변환하는 구성으로, 상기 변환부(12)를 통해 아날로그신호로 된 피부전도도는 디지털신호로 변환된다. 상기 변환부(12)는 통상적으로 12bit이상의 분해능을 갖는 A/D Converter가 사용될 수 있다. 바람직하게 상기 변환과정은 시간 축 방향의 디지털화 작업인 표본화(Sampling)과정과, 신호의 크기에 대한 디지털화작업인 양자화(Quantizing)과정과, 표본화와 양자화를 거친 디지털 정보를 표현하는 부호화(Coding)과정을 포함할 수 있다. 각 과정은 본 발명의 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 구현이 가능한 바 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 처리부(13)는 상기 변환부(12)에서 변환된 피부전도도를 기초로 통증지수를 산출하는 구성으로, 통증지수의 초기값을 설정하는 초기값설정모듈(130)과, 초기값이 설정된 후 통증지수를 산출하는 통증지수산출모듈(131)을 포함할 수 있다. 인체에 가해지는 자극에 의한 통증은 자율신경계의 교감신경을 활성화시키는데, 전술한 바와 같이 교감신경이 활성화되는 경우 피부전도도가 상승하므로, 결과적으로 자극에 의한 통증은 피부전도도를 상승시킨다. 통증지수는 상기 원리를 이용하여 환자로부터 측정된 피부전도도를 기초로 환자가 느끼는 통증의 정도를 수치화하여 표현한 것이다. 따라서, 의사는 상기 통증지수를 참조하여 질병의 진행정도나 환자상태를 파악할 수 있고 진통제 투여량 결정과 같은 치료행위에 활용할 수 있게 된다. 통증지수의 구체적인 산출방법에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 초기값설정모듈(130)은 상기 통증지수의 초기값을 산출하는 구성으로, 보다 상세하게는 초기값 설정 신호가 있는 시점부터 일정 시간 동안 변화하는 피부전도도의 절대값(이하 '변동절대값'이라 한다.)이 일정 범위 내에 존재하는 경우 당해 기간 동안의 피부전도도의 변동절대값의 평균을 기준으로 통증지수의 초기값을 설정하는 구성이다. 통증이란 환자가 느끼게 되는 고통의 증상을 말하는 것으로, 사람마다 느끼는 정도가 달라 절대적으로 정량화하여 표현하는 것이 불가능하므로, 상대적인 변화를 표현하는 방법을 강구할 필요가 있다. 따라서, 개별 환자에게 통증이 없는 상태가 지속되는 경우 나타나는 일정한 피부전도도를 기준으로 통증지수의 초기값을 설정하고 이후 통증이 발생하는 경우 피부전도도의 상대적인 변화값에 따라 통증지수를 산출할 수 있다. 본 발명의 일 실시예로 환자는 마취가 없고 통증을 느끼지 않는 상태에서 본 발명에 따른 통증 모니터링 장치(1)를 착용하고 통증지수의 초기값을 산출하기 위한 통증지수 측정 시작버튼(150)을 누를 수 있다. 그러면, 상기 감지부(10)는 피부전도도를 측정하고 증폭부(11), 변환부(12)를 통해 개량화된 피부전도도의 절대값(즉, 변동절대값)을 후술할 저장부(14)로 저장하게 된다. 상기 과정은 분당 수회 단위로 이루어지면서 일정 시간(이를테면, 수시간) 동안 반복적으로 실시되고, 최초 측정된 피부전도도의 변동절대값을 기준으로 이후의 측정값의 변동절대값의 변화폭을 추적한다. 본 발명자의 실험결과에 따르면, 환자가 통증을 거의 느끼지 않는 상태(이하에서 안정상태라고 정의한다.)에서 피부전도도의 변화는 일정한 범위를 벗어나지 않는 상태를 나타낸다. 안정상태의 피부전도도의 변동절대값의 변화폭을 임계폭이라고 정의하면, 안정상태에서 피부전도도는 임계폭을 벗어나지 않으면서 미세한 증감을 반복한다. 이러한 임계폭 내의 변화가 일정 시간 계속되는 경우, 상기 저장부(14)에 저장된 피부전도도 변동절대값의 평균을 계산하고, 상기 평균값을 보정하여 통증지수의 초기값 k를 산출한다(수학식 1).

(n:측정횟수(시간)

a, b: 보정값

SCR: 피부전도도

k: 통증지수의 초기값)

도 5는 본 발명의 일 실시 예로 안정상태에서 1분 간격으로 자극과 휴식을 반복하여 제공했을 때의 피부전도도 변화에 따라(도 3 및 4 참조) 통증지수의 초기값 k를 0으로 한 경우 통증지수의 변화를 나타낸 그래프이다. 예를 들면, 수학식 1에서 보정값 a를 곱하여 연산값을 1로 만들고 b는 -1로 설정하면, 통증지수의 초기값을 0으로 설정하는 것이 가능하다. 본 실시예에서 상기 통증지수는 안정상태인 0에서부터 시작하여 환자가 느끼는 통증의 정도에 따라 10단계로 구별하고 있다. 각 단계의 체감적 구별은 통증을 느끼지 못하는 0~2단계, 경미한 통증을 느끼는 2~5단계, 심한 통증을 느끼는 5~8단계, 극심한 통증을 느끼는 8~9단계로 구별될 수 있다. 각 환자로부터 환자 자신의 체감 통증과 그 정도(단계)를 설문하고(예를 들면, 경미한 통증을 느끼는 3단계), 피부전도도를 샘플링한다. 다수의 환자를 상대로 실시된 임상시험결과를 토대로 각 단계별 피부전도도의 평균값을 구하고, 상기 통증지수(0~9의 정수)로 정규화하기 위한 각 단계별 가중치(c, d)를 산출한다. 다만, 각 단계의 가중치(c, d)를 결정함에 있어, 질병의 종류, 진행 정도, 연령, 수술치료의 유무, 통증지수의 초기값 등의 인자 중 어느 하나 이상의 인자를 고려해야 한다. 특히 통증지수의 초기값이 유사한 집단끼리 비교하여 가중치(c, d)를 결정해야 하는데, 전술한 바와 같이 환자 개인마다 안정상태가 다를 수 있기 때문이다. 샘플링된 피부전도도는 정규분포로 변환하여 평균값을 산출하는데, 오차 보정을 위한 오차 보정과정을 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 인자 들로 구별되는 집단 별로 피부전도도의 초기값과 피부전도도 가중치 및 피부전도도 범위에 차이가 존재할 수 있다. 한편, 의사는 환자의 치료 상황에 따라 임상적 판단에 의해 메뉴선택버튼(151)을 통해 통증지수의 초기값을 설정할 수도 있는데, 통증지수의 초기값이 환자에 따라 달라질 수 있고, 중증환자나 만성통증환자의 상태를 파악함에 있어 편의를 도모할 수 있기 때문이다.

상기 통증지수산출모듈(131)은 초기값이 설정된 후 통증지수(AUCM: Area Under Curve Mean)를 산출하는 구성으로, 일정 시간 동안 측정되는 피부전도도의 절대값(즉, 변동절대값)을 합하여 측정횟수(즉, 피부전도도의 샘플링수)로 나누어 통증지수를 산출한다. 통증지수의 산출과정은 통증지수의 초기값과 유사하게 상기 감지부(10)가 피부전도도를 측정하고 증폭부(11), 변환부(12)를 통해 가공된 피부전도도가 절대값의 형태(즉, 변동절대값)로 저장부(14)에 저장된다. 본 발명의 일 실시예로 피부전도도는 분당 수 회 측정이 이루어지고 일정 시간에 걸쳐 계산이 이루어 질 수 있는데, 상기 측정 빈도 및 시간은 미리 설정이 가능하다. 즉, 초당 측정 횟수를 SPS(Sample Per Second)로 정의하면, 일정 시간 TI(Time Interval. 단위: 분)동안의 총 샘플링수는 TI*60*SPS으로 계산된다. 따라서 일정 시간 TI 동안의 피부전도도 변동절대값의 평균을 구할 수 있고, 구해진 평균값에 가중치(c, d)를 곱하거나 더하여 통증지수를 산출한다. 이 경우 상기 통증지수산출모듈(131)은 가중치(c, d)를 결정하기 위한 가중치결정모듈(131a)을 더 포함할 수 있다.

(AUCM: Area Under Curve Mean 통증지수

SPS: 초당 측정 횟수

TI: 측정 시간(단위: 분)

SCR: 피부전도도

c, d: 가중치)

상기 가중치결정모듈(131a)은 전술한 가중치(c, d)를 결정하기 위한 구성으로, 사용자는 통증지수의 초기값이 설정되고 초기설정화면이 표시부(15)에 표시되는 경우, 메뉴선택버튼(151)을 통해 통증지수 산출시 고려되어야할 인자를 선택할 수 있고, 상기 가중치결정모듈(131a)은 입력신호에 따라 가중치(c, d)를 결정한다. 가중치에 대해서는 이미 설명하였으므로, 중복기재를 피하기 위해 생략한다.

전술한 바와 같이 상기 통증지수는 안정상태인 0에서부터 시작하여 환자가 느끼는 통증의 정도에 따라 10단계로 구별하고 있다. 예를 들면, 특정 집단의 환자에 대하여 상기에서 구해진 평균값이 1.2를 나타내었다고 하면, 통계를 통해 얻어진 해당 단계의 가중치가 c=2.1이고, d=0.4이라면 통증지수 3이 산출된다. 따라서, 의사는 통증지수 산출값을 근거로 당해 환자에 대한 진통제 투여여부나 질병의 진행여부를 판단할 수 있게 된다. 한편, 상기 통증지수는 복수 회 산출될 수 있는데, 하루에 걸쳐 지속적으로 산출되는 경우 하루동안의 통증지수 변화를 추적할 수 있어, 만성통증 정도를 판단하는 자료로 활용할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예로 안정상태에서 1분 간격으로 자극과 휴식을 반복하여 제공했을 때 피부전도도 변화에 따라(도 3 및 4 참조) 통증지수가 변화하는 것을 보여주고 있다.

상기 저장부(14)는 상기 변환부(12)에서 변환된 피부전도도 또는 상기 처리부(13)에서 산출된 통증지수를 저장하는 구성으로, 상술한 바와 같이 통증지수의 초기값 산출을 위해 초기값 설정 신호가 있는 시점부터 일정 시간 동안 피부전도도의 변동절대값을 저장하거나, 초기값이 설정된 후 통증지수 산출을 위해 일정 시간 동안 감지되는 피부전도도의 변동절대값 또는 구해진 통증지수를 저장하는 구성이다. 전술한 바와 같이 인자 들로 환자의 집단을 구별하는 경우 특정 집단에 속한 환자별 상기 정보를 구분하여 저장할 수 있다. 상기 저장부(14)는 내외장 메모리, 서버저장장치 등 저장수단의 종류는 불문한다.

상기 표시부(15)는 상기 처리부(13)에서 산출된 통증지수를 표시하는 구성으로, 바람직하게는 일정 형상을 지니면서 통증 모니터링 장치의 표면에 배치되는 LCD디스플레이 장치가 될 수 있으며, 그래프나 수치 등 다양한 형태로 통증지수를 표시하여 환자의 치료에 활용할 수 있게 된다. 도 1 (a)에 도시된 바와 같이 통증지수 그래프 형태를 도시하거나, 순간 통증지수(Ins), 시간 통증지수(Hour), 일간 통증지수(Day) 중 어느 하나 이상의 정보를 표시할 수 있다. 또한, 통증지수 측정 시작버튼(Start)이나 메뉴선택버튼(151)을 포함할 수 있다. 상기 메뉴선택버튼(151)을 조작하여 가중치(c, d)를 결정하는 인자를 입력할 수 있도록 초기설정화면을 제공할 수 있다.

상기 고정착용부(16)는 상기 통증 모니터링 장치를 신체의 일부에 착용하여 고정할 수 있는 구성으로, 통증지수는 비교적 장시간에 걸쳐 측정 및 산출이 필요할 뿐 아니라 피부전극(102)이 피부표면에 안정적으로 접촉하지 않아 접촉면적이 변화하는 경우 정확한 피부전도도의 측정이 불가능하게 되므로, 바람직하게는 도1 (b)에 도시된 바와 같이 환자의 손목에 시계형태로 안정적으로 착용할 수 있도록 상기 통증 모니터링 장치(1)의 양단에서 형성되어 착용시 손목을 둘러싸는 밴드(160)와, 상기 밴드(160)가 손목을 둘러싸는 끝단에서 서로 만나 고정될 수 있도록 상기 밴드(160) 끝단이 겹치는 위치에 벨크로(미도시)를 포함할 수 있다. 다만, 밴드의 고정수단은 상기 벨크로에 한정하지 않고 다양한 고정수단이 사용될 수 있음은 자명하다.

상기 통신부(17)는 통증 모니터링 장치 상에서 통증지수의 전송신호가 있는 경우 저장부(14)에 저장된 통증지수를 pc(2)나 스마트폰(2)으로 전송할 수 있는 구성으로, 상기 통증 모니터링 장치(1)를 병원 진료 시스템에 활용하는 경우 의사의 환자 치료용 단말기에 통증지수를 전송하여 치료를 위한 정보로 활용할 수 있게 된다. 본 발명은 구체적인 통신의 방식에 한정되지 않고, 상기 전송받는 단말기도 pc(2)나 스마트폰(2) 뿐 아니라, 저장된 디지털 정보를 표시할 수 있는 모든 종류의 디스플레이 장치를 포함한다.

상술한 구성을 포함하여 본 발명의 전체적인 실시과정을 설명하면, 사용자는 상기 통증 모니터링 장치(1)의 밴드(160)를 손목에 밀착하여 둘러싸고 벨크로(161)를 통해 밴드(160)의 양단을 고정하고, 2개의 피부전극(102)을 손바닥 등 부착면적이 넓은 피부에 부착한다. 통증지수 측정 시작버튼(150)을 누르면 초기값설정모듈(130)이 통증지수의 초기값을 산출하게 되는데 전술한 바와 같이 일정 시간 동안 감지부(10)가 피부전극(102)을 통해 피부전도도를 측정하고, 증폭부(11)가 이를 증폭시키며, 변환부(12)가 디지털신호화한 피부전도도의 변동절대값을 저장부(14)가 저장한다. 초기값설정모듈(130)은 일정 시간 동안 피부전도도의 변동절대값의 변화가 일정 범위 내에서 이루어지는 경우 당해 기간 동안의 피부전도도의 변동절대값의 평균을 기준으로 통증지수의 초기값을 설정한다. 통증지수의 초기값이 설정되어 가중치(c, d)를 결정하기 위한 인자를 입력하는 초기설정화면(미도시)이 보여지고 환자가 해당되는 항목을 체크하면 가중치결정모듈(131a)는 상기 통증지수의 초기값을 포함하는 입력 인자를 고려하여 가중치를 결정한다. 그러면, 통증지수의 초기값 설정과 동일하게 일정 시간 동안 피부전도도를 측정하여 가공하고, 통증지수산출모듈(131)이 일정 시간 동안 측정되어 저장부(14)에 저장된 피부전도도의 변동절대값을 합하여 측정 횟수로 나누고 가중치(c, d)를 곱하거나 더해 통증지수를 산출한다. 상기 표시부(15)는 산출된 통증지수를 그래프로 표시하거나 수치로 표시하여 사용자에게 알려주고, 전송입력이 있는 경우 통신부(17)는 상기 통증지수를 pc(2)나 스마트폰(2)으로 전송하게 되어, 의사의 임상적 판단에 도움을 준다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 통증 모니터링 장치
2: PC, 스마트폰
10: 감지부 11: 증폭부 12: 변환부
13: 처리부 14: 저장부 15: 표시부
16: 고정착용부 17: 통신부 18: 전원부
101: 교류전압발생부 102: 피부전극 103: 전류전압변환부
104: 교류직류변환부 105: 필터부
130: 초기값설정모듈 131: 통증지수산출모듈
150: 통증지수 측정 시작버튼 151: 메뉴선택버튼
160: 밴드 161: 벨크로
102a: 리드선
131a: 가중치결정모듈

Claims

피부에 접촉하여 피부전도도를 측정하는 감지부와,
상기 감지부에서 감지된 피부전도도를 기초로 통증지수를 산출하는 처리부와,
상기 처리부에서 산출된 통증지수를 표시하는 표시부를 포함하여,
피부전도도를 측정해 환자의 통증 정도를 파악하여 치료정보로 활용할 수 있는 것을 특징으로 하는 통증 모니터링 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 감지부는 피부에 접촉하여 전류를 감지회로에 전달하는 피부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 통증 모니터링 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 처리부는 통증지수의 초기값을 설정하는 초기값설정모듈과,
초기값이 설정된 후 통증지수를 산출하는 통증지수산출모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 통증 모니터링 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 초기값설정모듈은 초기값 설정 신호가 있는 시점부터 일정 기간 동안 변화하는 피부전도도의 절대값이 일정 범위 내에 존재하는 경우 당해 기간 동안의 피부전도도의 절대값의 평균을 기준으로 통증지수의 초기값을 설정하는 것을 특징으로 하는 통증 모니터링 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 통증지수산출모듈은 일정 시간 동안 측정되는 피부전도도의 절대값을 합하여 측정횟수로 나누어 통증지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 통증 모니터링 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통증 모니터링 장치는 상기 감지부에서 측정된 피부전도도를 변환부가 인식가능하도록 증폭시키는 증폭부와, 상기 증폭부에서 증폭된 피부전도도를 디지털신호로 변환하는 변환부와, 상기 변환부에서 변환된 피부전도도 또는 상기 처리부에서 산출된 통증지수를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통증 모니터링 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 통증 모니터링장치는 신체에 착용이 가능하도록 고정착용부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통증 모니터링 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 통증 모니터링장치는 저장부에 저장된 통증지수를 PC나 스마트폰으로 전송할 수 있는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통증 모니터링 장치.