KR102361161B1 - Emg 센서를 활용한 괄약근 자동 조절장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절장치 및 방법은 EMG 센서를 이용해 괄약근 데이터 측정 후, 이를 분석하여 배변활동 예정여부를 파악하고, 배변활동이 예정된 경우, 예정시간을 산출하고, 환자의 괄약근을 자동 조정하면서 배변활동 예정을 간병인과 보호자에게 알리도록 한다.

Description

EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR AUTOMATIC CONTROLLING SPHINCTER USING EMG SENSOR}

괄약근 자동 조절장치 및 방법에 있어서, 구체적으로 EMG(Electromyography) 센서를 활용하여 환자의 괄약근을 조정하고 환자의 배변활동 예정정보를 간병인과 보호자에게 알리도록 하는 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절장치 및 방법에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

고령화 사회는 총인구 중에 65세 이상의 인구가 총인구를 차지하는 비율이 7% 이상인 사회이다. 65세 이상 인구가 총인구를 차지하는 비율이 7% 이상을 고령화 사회(Aging Society), 65세 이상 인구가 총인구를 차지하는 비율이 14% 이상을 고령사회(Aged Society)라고 하고, 65세 이상 인구가 총인구를 차지하는 비율이 20% 이상을 후기고령사회(post-aged society) 혹은 초고령 사회라고 한다.

2015년 기준 한국의 65세 이상 노인인구는 662만 4천 명으로 전체 인구의 13.1%에 이르며, 2025년에는 전체인구의 20%에 이르는 초고령화 사회로 돌입할 것으로 추정된다. 이에 따라 늘어난 고령인구의 건강을 관리하고 노인들의 질병을 케어 할 의료시설과 많은 의료장치들의 필요성이 더욱 늘어나고 있다. 특히, 치매 노인 등 대소변활동에 도움이 필요한 노인들의 간병을 위해 환자들의 배변활동을 미리 알리고 이를 제어할 수 있도록 하는 의료장치의 필요가 절실하다.

1. 한국 공개 특허공보 제10-2014-0109104 호(2014.09.15) 2. 한국 등록 특허공보 제10-2056203호 (2019.12.10)

실시예에 따른 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절장치 및 방법은 EMG 센서를 이용해 괄약근 데이터 측정 후, 이를 분석하여 배변활동 예정여부를 파악하고, 배변활동이 예정된 경우, 예정시간을 산출하고, 환자의 괄약근을 자동 조정하면서 배변활동 예정을 간병인과 보호자에게 알리도록 한다. 또한, 실시예에 따른 괄약근 자동 조절장치는 EMG 센서에서 수집된 괄약근 및 괄약근 주변 근육의 근전도를 포함하는 괄약근 감지정보 중 하나가 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우, 스마트 단말로 임계치 초과 정보를 전송한다.

실시예에 따른 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절시스템은 EMG 센서의 괄약근 감지정보와, 괄약근 감지정보에 따른 배변활동 예정시간을 데이터베이스화 하여 저장한 EMG 센서데이터 서버; 환자의 속옷에 부착되어 근전도를 측정하고, 측정결과에 따른 배변활동 예정시간을 간병인의 스마트 단말로 전송하는 괄약근 자동조절장치; 및 괄약근 자동조절장치로부터 전송된 배변활동 예정시간을 출력하고, 괄약근 자동조절장치를 제어하는 스마트 단말; 을 포함한다.

다른 실시예에 따른 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절시스템의 괄약근 자동 조절 방법은 (A) EMG 센서데이터 서버에서 EMG 센서의 괄약근 감지정보와, 괄약근 감지정보에 따른 배변활동 예정시간을 데이터베이스화 하여 저장하는 단계; (B) 괄약근 자동조절장치에서 환자의 속옷에 부착되어 근전도를 측정하고, 측정결과에 따른 배변활동 예정시간을 간병인의 스마트 단말로 전송하는 단계; 및 (C) 스마트 단말에서 괄약근 자동조절장치로부터 전송된 배변활동 예정시간을 출력하고, 괄약근 자동조절장치를 제어하는 단계; 를 포함한다.

이상에서와 같은 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절장치 및 방법은 근전도 신호를 통해 배변활동 예정 여부를 파악할 수 있도록 하고, 배변활동이 예정된 것으로 나타나는 경우, 괄약근을 강제로 조절하거나 배변활동 예정여부를 미리 보호자나 간병인에게 알려 배변활동 전에 환자 케어를 할 수 있게 함으로써, 치매노인 등 고령자를 간병하는 의료 인력의 간호 편의성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 실시예에 따른 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절시스템을 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 괄약근 자동조절장치의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절시스템의 신호 흐름도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 실시예에 따른 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절시스템은 EMG 센서데이터 서버(200), 괄약근 자동조절장치(100) 및 스마트 단말(300)을 포함하여 구성될 수 있다.

EMG 센서데이터 서버(200)는 EMG 센서의 괄약근 감지정보와, 괄약근 감지정보에 따른 배변활동 예정시간을 데이터베이스화 하여 저장한다. 실시예에서는 EMG 센서 데이터 서버(200)에 괄약근 근전도 및 근전도 변화량에 따른 배변예정시간에 대한 실험 데이터를 저장하고, 괄약근 감지정보에 대한 배변 예정시간을 단계별로 구분하여 저장한다.

괄약근 자동조절장치(100)는 환자의 속옷에 부착되어 괄약근 및 괄약근 주변 근육의 근전도를 측정하고, 측정결과에 따른 배변활동 예정시간을 산출하여 간병인의 스마트 단말로 전송한다. 또한, 실시예에 따른 괄약근 자동 조절장치(100)은 EMG 센서에서 수집된 괄약근 및 괄약근 주변 근육의 근전도를 포함하는 괄약근 감지정보 중 하나가 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우, 스마트 단말(300)로 임계치 초과 정보를 전송한다.

스마트 단말(300)은 괄약근 자동조절장치(100)로부터 전송된 배변활동 예정시간을 출력하고, 괄약근 자동조절장치를 제어하여 환자의 괄약근이 수축될 수 있도록 한다. 또한 스마트 단말(300)은 괄약근 자동조절장치로부터 수신한 배변활동 예정시간이 임계값 이내인 경우, 스마트 단말의 최대 출력으로 배변활동 예정시간을 알리고, 스마트 단말의 위치정보에 따라 괄약근 자동조절장치를 자동 제어한다. 예컨대, 환자의 위치와 스마트 단말의 위치를 파악하여, 간병인이 환자에게 도달하는 시간이 배변 예정시간(예컨대, 5분후)를 초과하는 경우 괄약근 자동조절장치(100)의 저주파 신호를 자동으로 생성하도록 하여 환자의 괄약근을 조정하여 배변 예정시간을 늘릴 수 있도록 한다.

도 2는 실시예에 따른 괄약근 자동조절장치의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 실시예에 따른 괄약근 자동조절장치는 EMG 센서(110), 산출모듈(130), 통신모듈(150) 및 제어모듈(170)을 포함하여 구성될 수 있다. EMG 센서(110)는 환자 괄약근의 근전도, 근전도 변화량을 포함하는 괄약근 감지정보를 센싱한다. 산출모듈(130)은 센싱된 괄약근 감지정보에 따라 환자의 배변 예정시간을 산출한다. 또한, 산출모듈(130)은 괄약근의 근전도 세기, 괄약근 근전도의 변화량에 따라 실험적으로 산출된 배변활동 예정시간 데이터를 기반으로, EMG 센서에서 측정된 괄약근 감지정보에 따라 배변 예정시간을 추출한다. 통신모듈(150)은 산출된 배변 예정시간을 스마트 단말로 전송하고, 스마트 단말로부터 괄약근 자동 조절장치의 제어신호를 수신한다.

또한 실시예에서 산출모듈(130)은 EMG 센서에서 수집된 괄약근 및 괄약근 주변 근육의 근전도를 포함하는 괄약근 감지정보 중 하나가 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우, 스마트 단말(300)로 임계치 초과 정보를 전송한다.

제어모듈(170)은 스마트 단말로부터 수신한 제어신호에 따라 저주파 신호를 발생시켜 괄약근을 수축시킨다.

이하에서는 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절 방법에 대해서 차례로 설명한다. 실시예에 따른 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절 방법의 작용(기능)은 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절시스템상의 기능과 본질적으로 같은 것이므로 도 1 및 도 2와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도 3은 실시예에 따른 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절시스템의 신호 흐름도 이다.

S100 단계에서는 EMG 센서 데이터 서버(200)에서 괄약근 감지 정보에 따른 배변활동 예정시간 산출 실험 데이터를 저장하고, S150 단계에서는 배변활동 예정시간 산출 실험 데이터를 괄약근 자동 조절장치(100)로 전송한다.

S200 단계에서는 괄약근 자동 조절장치(100)에서 괄약근의 근전도, 근전도 변화량 등 괄약근 감지정보를 센싱한다.

S300 단계에서는 괄약근 자동 조절장치에서 배변활동 예정시간을 산출하고 산출된 배변활동 예정시간을 S400 단계에서 스마트 단말(300)으로 전송한다. 또한 S300 단계에서는 따른 괄약근 자동 조절장치(100)에서 EMG 센서에서 수집된 괄약근 및 괄약근 주변 근육의 근전도를 포함하는 괄약근 감지정보 중 하나가 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우, 스마트 단말(300)로 임계치 초과 정보를 전송할 수 있다.

S500 단계에서는 스마트 단말(300)에서 수신한 배변 예정시간을 알리고, S600 단계에서 배변 예정시간에 따른 괄약근 제어 신호를 생성한다. S700 단계에서는 스마트 단말(300)에서 제어신호를 괄약근 자동 조절장치(100)으로 전송한다. S800 단계에서는 괄약근 자동조절장치(100)에서 괄약근을 수축제어 한다.

이상에서와 같은 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절장치 및 방법은 근전도 신호를 통해 배변활동 예정 여부를 파악할 수 있도록 하고, 배변활동이 예정된 것으로 나타나는 경우, 괄약근을 강제로 조절하거나 배변활동 예정여부를 미리 보호자나 간병인에게 알려 배변활동 전에 환자 케어를 할 수 있게 함으로써, 치매노인 등 고령자를 간병하는 의료 인력의 간호 편의성을 향상시킬 수 있다.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (8)

1. EMG(Electromyography, 근전도 검사) 센서를 활용한 괄약근 자동 조절시스템에 있어서,
   EMG 센서의 괄약근 감지정보와, 괄약근 감지정보에 따른 배변활동 예정시간을 데이터베이스화 하여 저장한 EMG 센서데이터 서버;
   환자의 속옷에 부착되어 근전도를 측정하고, 측정결과에 따른 배변활동 예정시간을 간병인의 스마트 단말로 전송하는 괄약근 자동조절장치; 및
   상기 괄약근 자동조절장치로부터 전송된 배변활동 예정시간을 출력하고, 괄약근 자동조절장치를 제어하는 스마트 단말; 을 포함하고,
   상기 괄약근 자동조절장치; 는
   환자 괄약근의 근전도, 근전도 변화량을 포함하는 괄약근 감지정보를 센싱하는 EMG 센서;
   상기 센싱된 괄약근 감지정보에 따라 환자의 배변 예정시간을 산출하는 산출모듈;
   상기 산출된 배변 예정시간을 스마트 단말로 전송하고, 스마트 단말로부터 괄약근 자동 조절장치의 제어신호를 수신하는 통신모듈;
   상기 스마트 단말로부터 수신한 제어신호에 따라 저주파 신호를 발생시켜 괄약근을 수축시키는 제어모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 스마트 단말; 은
   괄약근 자동조절장치로부터 수신한 배변활동 예정시간이 임계값 이내인 경우, 스마트 단말의 최대 출력으로 배변활동 예정시간을 알리고,
   스마트 단말의 위치정보에 따라 괄약근 자동조절장치를 자동 제어하는 것을 특징으로 하는 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절 시스템.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 산출모듈; 은
   괄약근의 근전도 세기, 괄약근 근전도의 변화량에 따라 실험적으로 산출된 배변활동 예정시간 데이터를 기반으로, EMG 센서에서 측정된 괄약근 감지정보에 따라 배변 예정시간을 추출하는 것을 특징으로 하는 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절 시스템.
   
4. 삭제
5. EMG(Electromyography, 근전도 검사) 센서를 활용한 괄약근 자동 조절시스템의 괄약근 자동 조절 방법에 있어서,
   (A) EMG 센서데이터 서버에서 EMG 센서의 괄약근 감지정보와, 괄약근 감지정보에 따른 배변활동 예정시간을 데이터베이스화 하여 저장하는 단계;
   (B) 괄약근 자동조절장치에서 환자의 속옷에 부착되어 근전도를 측정하고, 측정결과에 따른 배변활동 예정시간을 간병인의 스마트 단말로 전송하는 단계; 및
   (C) 스마트 단말에서 상기 괄약근 자동조절장치로부터 전송된 배변활동 예정시간을 출력하고, 괄약근 자동조절장치를 제어하는 단계; 를 포함하고,
   상기 (B)의 단계; 는
   EMG 센서에서 환자 괄약근의 근전도, 근전도 변화량을 포함하는 괄약근 감지정보를 센싱하는 단계;
   산출모듈에서 상기 센싱된 괄약근 감지정보에 따라 환자의 배변 예정시간을 산출하는 단계;
   통신모듈에서 상기 산출된 배변 예정시간을 스마트 단말로 전송하고, 스마트 단말로부터 괄약근 자동 조절장치의 제어신호를 수신하는 단계; 및
   제어모듈에서 상기 스마트 단말로부터 수신한 제어신호에 따라 저주파 신호를 발생시켜 괄약근을 수축시키는 단계; 를 포함하고,
   상기 (C)의 단계; 는
   괄약근 자동조절장치로부터 수신한 배변활동 예정시간이 임계값 이내인 경우, 스마트 단말의 최대 출력으로 배변활동 예정시간을 알리고,
   스마트 단말의 위치정보에 따라 괄약근 자동조절장치를 자동 제어하는 것을 특징으로 하는 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절 방법.
   
6. 삭제
7. 제5항에 있어서, 상기 산출모듈에서 상기 센싱된 괄약근 감지정보에 따라 환자의 배변 예정시간을 산출하는 단계; 는
   괄약근의 근전도 세기, 괄약근 근전도의 변화량에 따라 실험적으로 산출된 배변활동 예정시간 데이터를 기반으로, EMG 센서에서 측정된 괄약근 감지정보에 따라 배변 예정시간을 추출하는 것을 특징으로 하는 EMG 센서를 활용한 괄약근 자동 조절 방법.
   
   
8. 삭제

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