KR20120114893A - 침상 낙상 감지용 알람 패드, 제어장치 및 이를 이용한 침상 낙상 판단 방법 - Google Patents

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Abstract

침상 낙상 감지용 알람 패드가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 침상 낙상 감지용 알람 패드는, 패드부재; 하중에 의해 유연하게 굴곡되는 소재로 구성되어 패드부재상에 설치되며, 신체의 상하 길이방향으로의 연장길이를 가지고, 신체의 좌우방향으로 일정한 간격을 두고 배치되며, 일단부가 고정 설치되는 다수의 와이어; 와이어의 타단부가 연결되며, 와이어의 타단부의 위치 변화에 따른 신호를 발생시키는 감지센서; 및 감지센서의 신호를 입력받아 사용자의 위치나 이동속도를 연산하고, 낙상 위험 상태를 판단하는 제어장치;를 포함한다.

Description

침상 낙상 감지용 알람 패드, 제어장치 및 이를 이용한 침상 낙상 판단 방법{alarm pad and controlling apparatus for detecting falldown, falldown checking method using these}
본 발명은 침상 낙상 감지용 알람 패드와 이에 이용되는 제어장치 및 이를 이용한 침상 낙상 판단 방법에 관한 것이다.
의료 기술의 발달과 함께, 노인 분들이나 거동이 불편한 보행자 등을 대상으로 안심하고 일상생활을 영위할 수 있도록 도와주는 건강관리(healthcare) 서비스들이 등장하고 있으나, 고령화 사회가 진행됨에 따라 나이가 많아 거동이 불편한 병노약자들의 비중이 증가하고 있어, 이들을 돌보고 관리할 수 있는 인력이나 시스템의 보완이 요구되고 있다.
부족한 인력으로, 점점 불어나는 병노약자들을 24시간 내내 지켜보며 보살피는 것은 사실상 불가능하여, 지능형 케어 시스템의 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히, 독거 노인들이나 혼자 생활하는 시간이 많은 노인들 등을 대상으로 하여, 낙상으로 인해 발생하는 불미스러운 사고를 대비하기 위한 낙상 구조 서비스가 각광을 받고 있다.
침상 낙상은 간병인이 없을 때 일어날 수 있는 가장 심각한 사고 중 하나로, 연약한 병노약자들은 낙상만으로도 심한 부상을 입을 수 있으므로 이에 대한 방지 혹은 사후 빠른 조치는 필수적이다.
일반적으로 침상 측면에 낙상 사고 방지 위한 안전바를 설치하고 있으나, 이러한 안전바는 침상에 누워있는 병노약자들에게 답답함과 구속감 등으로 심리적으로 불편함을 끼칠 수 있으며, 환자가 본인의 의지로 안전바를 내리고 침상에서 나가려다 낙상사고가 발생할 수 있다는 위험이 있다.
이러한 기존의 낙상 감지 방법에 대한 취약점을 보완하고 보다 능동적인 낙상 방지를 구현하기 위한 낙상 감지 방지안을 살펴보면, 크게 영상 기반의 낙상 감지 방법, 센서가 장착된 특수 의복을 이용한 낙상 감지 방법, 환자의 낙상이 발생하는 지점에 설치된 센서의 조합으로 낙상을 감지하는 방법에 해당되는 세 가지로 분류할 수 있다.
영상 기반의 낙상 감지 방법은, 영상 장치를 통한 이미지 데이터를 얻고 이를 신호 처리 기법으로 처리하여 환자의 낙상 여부를 알아내는 방법이나, 환자를 구속하는 장치가 없는 반면에 환자의 의복 색깔, 무늬 및 주변 조명에 민감하며, 이불 등의 외부 물질로 환자가 가려져 있을 때에는 환자의 정확한 위치를 파악하기 어려우며, 신호 처리를 통해 간접적인 방법으로 낙상 감지를 하기 때문에 정밀한 감지가 어렵다는 단점이 있다.
또한, 센서가 장착된 특수 의복을 이용한 낙상 감지의 경우, 가속도계 등이 환자에게 상시 부착되어 있어야 하므로, 센서가 장착된 특수 의복을 환자가 항상 착용하거나 환자의 특정 부위에 부착하여야 하므로, 이로 인해 이물감이나 불편함을 느낄 수 있다는 단점이 있다.
환자의 낙상이 발생하는 지점에 설치된 센서의 조합으로 환자의 낙상 여부를 감지하는 방법은, 침상 주변의 외부 물질로 인해 외란 요소에 취약하여 낙상 감지 여부의 정밀성을 구현하기 어렵다는 단점이 있다.
또한, 이러한 기존의 낙상 감지 시스템은, 일부 병원에서 병노약자가 침대에서 낙상한 경우, 간호사에게 문자 메시지 등으로 알려주는 시스템으로 이용되고 있으나, 카메라 및 그 부속 제어장치, 또는 다수의 센서 및 그 부속 제어장치 등을 포함한 특수 장치의 설치 및 전문적인 관리가 요구되므로, 일반 가정에서는 이를 이용하기 어렵다는 한계가 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 센서의 설치, 소지 등으로 인한 불편함이나 이물감없이 정밀하게 낙상 감지 여부를 판단할 수 있으면서도, 고가의 특수시설 외에 일반 가정을 포함한 어디서든 부담없이 사용, 관리할 수 있는 간단한 구조를 가지는 침상 낙상 감지용 알람 패드, 제어장치 및 이를 이용한 침상 낙상 판단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 패드부재(110); 하중에 의해 유연하게 굴곡되는 소재로 구성되어 상기 패드부재(110)상에 설치되며, 신체의 상하 길이방향으로의 연장길이를 가지고, 신체의 좌우방향으로 일정한 간격을 두고 배치되며, 일단부가 고정 설치되는 다수의 와이어(120); 상기 와이어(120)의 타단부가 연결되며, 상기 와이어(120)의 타단부의 위치 변화에 따른 신호를 발생시키는 감지센서(130); 및 상기 감지센서(130)의 신호를 입력받아 사용자의 위치나 이동속도를 연산하고, 사용자가 가장자리에 위치하는 경우 낙상 위험 상태를 판단하는 제어장치(140);를 포함하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100)를 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 감지센서(130)는, 상기 와이어(120) 타단부의 위치 변화에 따라 연속적으로 전기저항값을 변화시키는 포텐셔미터(130a)일 수 있다.
또한, 상기 포텐셔미터(130a)는, 직선형 또는 원형 레일(131); 일측부가 상기 레일(131) 내측에 설치된 저항체에 이동가능하게 연결되고, 타측부가 상기 와이어(120)와 결합되며, 상기 와이어(120)의 변형에 의해 상기 레일(131)을 따라 이동되는 이동단자(132); 및 상기 와이어(120)의 타단부를 초기위치로 복귀시키는 탄성가압력을 상기 이동단자(132)에 상시 부여하는 탄성부재(133);를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탄성부재(133)는, 상기 이동단자(132)를 기준으로 상기 와이어(120)와 반대측에 설치되며, 일단부가 상기 이동단자(132)에 결합되고, 타단부가 상기 레일(131) 외부에 고정되는 압축스프링일 수 있다.
또한, 상기 감지센서(130)는, 상기 와이어(120) 타단부의 위치 변화가 기준치 이상이면 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 온오프 스위치일 수 있다.
또한, 상기 제어장치(140)는, 상기 다수의 와이어(120) 중, 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 기준치 이상의 변형, 굴곡이 발생하면 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어장치(140)는, 상기 다수의 와이어(120) 각각에 걸리는 하중의 가감을 상대적으로 비교하여 사용자의 이동속도를 도출하며, 도출된 이동속도가 기준치 이상이거나, 도출된 이동속도에 의하면 기준시간 이후 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)상에 사용자가 위치한다고 연산되면 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어장치(140)는, 상기 다수의 와이어(120) 중, 상기 와이어(120) 각각에 걸리는 하중에 따라, 사용자의 팔, 다리, 또는 몸체를 구분하여 인식할 수 있다.
또한, 상기 제어장치(140)에서 낙상 위험 상태로 판단되면, 상기 제어장치(140)의 신호를 입력받아 알람 소리를 발생시키거나 외부인에게 무선 또는 유선으로 신호를 전송하는 알람장치(150);를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어장치(140)에서 낙상 위험 상태로 판단되면, 상기 제어장치(140)의 신호를 입력받아, 침상(10) 측면에 설치된 안전바(11)와 같은 안전장치를 구동시키는 구동장치(12);를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은, 신체의 상하 길이방향으로의 연장길이를 가지고, 신체의 좌우방향으로 일정한 간격을 두고 패드부재(110)상에 배치된 다수의 와이어(120) 각각의 변형량에 관한 정보를 감지센서(130)로부터 입력받는 입력부(141); 상기 입력부(141)에서 입력받은 신호에 따라, 상기 다수의 와이어(120) 중, 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 기준치 이상의 변형이 발생하거나, 상기 다수의 와이어(120) 각각에 걸리는 하중의 가감을 상대적으로 비교하여 도출한 이동속도가 기준치 이상이거나, 도출된 이동속도에 의하면 기준시간 이후 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)상에 사용자가 위치한다고 연산되면 낙상 위험 상태로 판단하는 제어부(143); 및 상기 제어부(143)에서 낙상 위험 상태로 판단되면, 알람 소리를 발생시키거나 외부인에게 무선 또는 유선으로 신호를 전송하는 알람장치(150)로 제어신호를 출력하는 경보부(144);를 포함하는 침상 낙상 감지용 제어장치(140)를 다른 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 입력부(141)에서 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하는 컨버터부(142);를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은, 신체의 좌우방향으로 일정한 간격을 두고 배치되고 하중에 의해 유연하게 굴곡되는 다수의 와이어(120) 각각의 변형량을 감지센서(130)로 감지하는 하중감지단계(S1); 상기 하중감지단계(S1)에서 감지된 아날로그 신호를 디지털값으로 전환하는 데이터전환단계(S2); 상기 데이터전환단계(S2)를 거쳐 디지털화된 데이터를 입력받아 사용자의 위치나 이동속도를 연산하되, 상기 다수의 와이어(120) 중, 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 기준치 이상의 변형이 발생하는지를 확인하는 위치확인단계(S3); 상기 위치확인단계(S3)에서 사용자의 현재 위치가 최외측에 설치된 상기 와이어(120)가 아니라고 확인되면, 상기 다수의 와이어(120) 각각에 걸리는 하중의 가감을 상대적으로 비교하여 사용자의 이동속도를 연산하는 속도연산단계(S4-1); 상기 속도연산단계(S4-1)에서 연산된 이동속도가 기준치 이상이면, 현재 이동속도를 유지하면 기준시간 이후 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 사용자가 위치하는지를 예측하는 위치예측단계(S4-2); 및 상기 위치확인단계(S3)에서 사용자의 현재 위치가 최외측에 설치된 상기 와이어(120)라고 확인되거나, 상기 위치예측단계(S4-2)에서 기준시간 이후 사용자의 위치가 최외측에 설치된 상기 와이어(120)라고 예측되면, 낙상 위험 상태로 판단하는 낙상판단단계(S5);를 포함하는 침상 낙상 판단 방법을 또 다른 기술적 요지로 한다.
상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은, 패드부재상에 세로방향으로의 연장길이를 가지는 와이어를 가로방향으로 이격되게 배치하고, 와이어의 자유단부에 감지센서를 결합시킨 간단한 구성에 의해, 환자의 위치, 이동, 낙상 상태를 신속하게 판별하여, 주변에 알릴 수 있다는 효과가 있다.
또한, 패드 형태를 구현함에 따라, 안전바, 착용 센서와 같이 환자를 심리적, 신체적으로 구속하지 않아 편안하고 안전하게 사용할 수 있으며, 침상뿐만 아니라 일반 가정의 온돌바닥, 기존 패드의 상면 등, 패드를 펼쳐놓을 수 있는 장소라면 어디에나 간단하게 설치할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 패드 형태로 구현함에 있어서는, 하중에 의해 유연하게 굴곡되는 와이어 부재를 이용함으로써, 다수의 센서를 패드부재 전반에 걸쳐 복잡하게 구성하지 않고도, 간단한 구조와 저렴한 단가로, 알람 패드에 누운 환자의 위치와 움직임에 관한 데이터를 용이하고 정밀하게 획득할 수 있다는 효과가 있다.
도 1 - 본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 감지용 알람 패드를 도시한 유부투시개략도
도 2 - 감지센서로 포텐셔미터를 적용한 다양한 실시예를 도시한 사시도
도 3 - 안전바 구동장치를 가지는 침상에 설치한 일례를 도시한 사시도
도 4 - 본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 감지용 제어장치의 구성을 도시한 개념도
도 5 - 본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 판단 방법을 도시한 흐름도
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 감지용 알람 패드를 도시한 유부투시개략도이고, 도 2의 (a), (b)는 감지센서로 포텐셔미터를 적용한 다양한 실시예를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 감지용 알람 패드는, 크게 패드부재(110), 다수의 와이어(120), 감지센서(130), 제어장치(140)로 이루어진다.
상기 패드부재(110)는, 공지의 패드를 구성하는 소재와 마찬가지로, 섬유재, 얇은 합성수지재 등과 같이 하중에 의해 유연하게 굴곡변형되는 소재로 구성되고, 침상이나 바닥 등에 깔아 펼 수 있는 면상의 구조를 가지며, 이와 같이 깔개로서의 기능을 구현가능하다면 특정한 구성과 형태로 한정되지 않는다.
상기 다수의 와이어(120)는, 섬유재, 금속재 등 하중에 의해 유연하게 굴곡되는 소재로 구성되어 상기 패드부재(110)상에 설치되며, 신체의 상하 길이방향으로의 연장길이를 가지고, 신체의 좌우방향으로 일정한 간격을 두고 배치된다.
환자가 상기 패드부재(110)를 상측에서 깔고 누우면, 상기 다수의 와이어(120) 각각은 상기 와이어(120) 각각에 걸리는 하중(환자의 신체 일부 무게, 체중)에 비례하여, 하측으로 굴곡되는 변형량이 많아지게 된다.
상기 패드부재(110)를 깔고 누운 환자의 체중이 아닌 임의의 가압력에 의해 상기 와이어(120)가 측방향 등으로 굴곡되는 것을 안정적으로 방지하기 위해서는, 상기 패드부재(110)의 일부가 임의로 접혀지거나 쳐지지 않고 그 형태를 일정하게 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 감지용 알람 패드를 설치함에 있어서, 상기 패드부재(110)가 사각형의 면상인 경우, 네 모서리를 그 설치가 이루어지는 지정위치에 고정시키는 것과 같이, 상기 패드부재(110)의 가장자리 둘레 중 일부를 지정위치에 고정시킴으로써 상기 패드부재(110)의 형태를 일정하게 유지할 수 있다.
다른 실시예로는, 상기 와이어(120)의 연장방향과 평행한 방향(신체의 상하 길이방향)과, 상기 다수의 와이어(120)의 양단부를 연속하여 가로지르는 방향(신체의 좌우방향)으로의 연장길이를 가지는 다수의 프레임(미도시)을, 상기 패드부재(110) 둘레에 연속하여 연결설치하면, 상기 패드부재(110)의 형태를 일정하게 유지하기 위한 별도의 고정작업 없이도, 상기 패드부재(110)의 형태를 일정하게 유지할 수 있다.
또 다른 실시예로는, 상기 패드부재(110)상에서, 상기 다수의 와이어(120) 각각을 신체의 상하 길이방향으로 가이드하는 가이드부재(미도시)를 상기 와이어(120) 각각의 좌우측, 또는 둘레에 설치함으로써, 상기 다수의 와이어(120)가 임의의 가압력에 의해 굴곡되는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.
상기 와이어(120)는 상기 패드부재(110)상에 그 일단부가 고정설치되어, 상기 와이어(120) 각각이 하중에 비례하여 굴곡되면, 그 변형량(굴곡정도)에 비례하여 상기 와이어(120) 각각의 타단부 위치가 이동하게 된다.
상기 감지센서(130)는, 상기 와이어(120)의 타단부에 연결되어, 상기 와이어(120)의 타단부의 위치 변화에 따른 신호를 발생시키며, 상기 와이어(120) 타단부의 위치, 상기 와이어(120)의 변형량 감지 기능 등을 구현가능하다면 특정한 구성과 형태, 사양으로 한정되지 않는다.
상기 감지센서(130)로는, 상기 와이어(120) 타단부의 위치 변화에 따라 연속적으로 전기저항값을 변화시키는 포텐셔미터(potentiometer)(130a) 또는, 상기 와이어(120) 타단부의 위치 변화가 기준치 이상이면 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 온오프 스위치(미도시) 등을 포함한 다양한 실시예가 적용될 수 있다.
상기 포텐셔미터(130a)는, 전기저항값을 연속적 또는 단계적으로 바꿀 수 있는 가변저항기(可變抵抗器 variable resistor)로, 저항체에 대하여 이동할 수 있는 결점을 한쪽의 단자로 하고, 저항체의 끝에 있는 다른 쪽 단자와의 사이에 들어가는 범위를 변화시켜서 저항값을 바꾸는 작동원리를 구현한다.
도 2의 (a), (b)를 참조하면, 상기 포텐셔미터(130a)는, 레일(131)과, 이동단자(132), 탄성부재(133)로 이루어지며, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 저항체 위를 접촉하면서 직선으로 이동하는 것과, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 회전하면서 이동하는 회전식 등으로 구현될 수 있다.
상기 레일(131)은, 상기 와이어(120) 타단부의 위치이동을 특정한 경로로 가이드하는 구성요소로, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 직선형 개방슬릿(도면부호 미표기), 또는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같은 원형의 개방슬릿(도면부호 미표기)을 구비하는 실시예, 관체(미도시)로 형성된 실시예 등을 포함하여 다양한 실시예로 구현가능하다.
상기 이동단자(132)는, 일측부가 상기 레일(131) 내측에 설치된 저항체(미도시)에 이동가능하게 연결되고, 타측부가 상기 와이어(120)와 결합되며, 상기 와이어(120)의 장력에 의해, 상기 와이어(120)의 변형량(상기 와이어(120) 타단부의 변위)에 해당되는 만큼 상기 레일(131)을 따라 이동하게 된다.
도 2의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 상기 레일(131)이 개방슬릿을 구비한 경우, 상기 이동단자(132)는 타측부가 상기 레일(131)의 개방슬릿 외부로 돌출되게 설치되며, 상기 와이어(120)의 타단부는 상기 이동단자(132)의 돌출된 타측부상에 결속, 고정된다.
상기 탄성부재(133)는, 상기 와이어(120)의 타단부를 초기위치(가압력을 받아 이동되기 이전의 위치)로 복귀시키는 탄성가압력을 상기 이동단자(132)에 상시 부여하는 구성요소로, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 압축스프링, 또는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같은 스파이럴 스프링 등으로 구성될 수 있다.
도 2의 (a)를 참조하면, 상기 압축스프링(상기 탄성부재(133))은, 상기 이동단자(132)를 기준으로 상기 와이어(120)와 반대측에 설치되며, 일단부가 상기 이동단자(132)에 결합되고, 타단부가 상기 레일(131) 외부에 고정되어, 상기 와이어(120)의 타단부를 초기위치로 복귀시키는 탄성가압력을 상기 이동단자(132)에 상시 부여하게 된다.
도 2의 (b)를 참조하면, 상기 스파이럴 스프링(상기 탄성부재(133))은 탄성이 강한 금속을 말아놓은 형태를 가지고, 상기 압축스프링의 경우와 마찬가지로, 상기 이동단자(132)를 기준으로 상기 와이어(120)와 반대측에 설치되고, 일단부가 상기 이동단자(132)에 결합되며, 타단부가 상기 레일(131) 외부 또는 내부에 고정된다.
상기 알람 패드(100)가 깔린 침상에 사용자가 눕게 되면, 사용자의 무게에 의해 상기 와이어(120)는 장력을 받아 굴곡, 변형되고, 상기 와이어(120)가 연결된 포텐셔미터(130a)의 저항이 변하거나, 온오프 스위치가 작동하여 사용자의 위치, 움직임을 검출할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 감지용 알람 패드는, 얇은 면상의 패드 형태를 가짐에 따라, 상기 감지센서(130)등의 구조나 사이즈는 되도록 간단하고 소형인 것이 바람직하다.
상기 제어장치(140)는, 상기 감지센서(130)의 신호를 입력받아 사용자(환자)의 위치나 이동속도를 연산하여 낙상 위험 상태를 판단하는 구성요소로, 간단하게는 사용자가 가장자리에 위치하는 경우, 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다.
사용자의 위치로 낙상 위험 상태를 판단함에 있어서는, 상기 다수의 와이어(120) 중, 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 기준치 이상의 변형이 발생하면, 사용자가 상기 패드부재(110)의 가장자리에 위치하게 되므로, 낙상 위험 상태에 있다고 판단할 수 있다.
사용자의 이동속도로 낙상 위험 상태를 판단함에 있어서는, 상기 다수의 와이어(120) 각각에 걸리는 하중의 가감을 상대적으로 비교하여 사용자의 이동속도를 도출할 수 있으며, 도출된 이동속도가 기준치 이상이거나, 도출된 이동속도에 의하면 기준시간 이후 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)상에 사용자가 위치한다고 연산되면 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다.
상기 다수의 와이어(120) 중, 상기 와이어(120) 하나에 걸리는 하중이 상한 기준치(예를 들어, 50kg)이상이다가, 하한 기준치(예를 들어, 20kg)이하로 급감하고, 임의의 시간(예를 들어, 0.5초) 후, 인접한 다른 상기 와이어(120)에 걸리는 하중이 상한 기준치 이상이 되면, 상기 와이어(120)간의 배치간격을 하중 이동에 소요된 시간으로 나눈 만큼을 사용자의 이동속도로 도출할 수 있다.
또한, 이동속도에 관한 기준치를 설정함에 있어서는, 침상에서 자연스러운 이동에 의해 발생되기 어려운 속도라고 판단되거나, 사용자가 급정지하더라도 제동거리가 상기 패드부재(110) 외부까지 연장되는 경우, 해당 이동속도를 기준치(예를 들어, 5m/s)로 설정하면, 도출된 이동속도가 기준치 이상인 경우 낙상 위험 상태로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어장치(140)는, 상기 다수의 와이어(120) 중, 상기 와이어(120) 각각에 걸리는 하중에 따라, 사용자의 팔, 다리, 또는 몸체를 구분하여 인식(예를 들어, 사용자 체중 70kg 시, 몸체 40kg, 팔 5kg, 다리 10kg를 기준치로 설정하여, 상기 와이어(120)에 걸리는 하중이 5kg인 경우, 팔 전체 또는 다리 일부로 판단)할 수 있다.
도 3의 (a), (b)는 안전바 구동장치를 가지는 침상에 설치한 일례를 도시한 사시도이다.
도 3의 (a), (b)을 참조하면, 침상(10)의 측면에 안전바(11)와 같이 사용자의 낙상을 방지시킬 수 있는 안전장치를 설치함에 있어서, 상기 안전바(11)를 자동으로 승강이동시킬 수 있는 구동장치(12)를 구비하되, 상기 제어장치(140)의 신호를 입력받아 구동하도록 구성할 수 있다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 평소에는 상기 안전바(11)를 침상(10) 하측으로 내린 상태를 유지하다가도, 상기 제어장치(140)에서 낙상 위험 상태로 판단되면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 구동장치(12)로 상기 안전바(11)를 상향구동시키는 제어신호를 송신함으로써, 상기 안전바(11)를 상향이동시켜, 낙상 위험이 있는 사용자의 침상(10) 외측으로의 이탈을 안전하게 방지할 수 있다.
또한, 상기 제어장치(140)에서 낙상 위험 상태로 판단되면, 상기 제어장치(140)의 신호를 입력받아 알람 소리를 발생시키거나 외부인에게 무선 또는 유선으로 신호를 전송하는 알람장치(150)를 구비하면, 간병인 등이 신속히 사용자의 위험 상태를 감지하여 대처하도록 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해, 사용자의 이동속도의 범위에 따라 구분하여 상기 제어장치(140)에서 제어신호를 출력할 수 있으며, 상기 와이어(120) 각각에서 출력되는 신호를 분석함으로써, 낙상 위험 상태를 판단하는 이외에, 사용자의 수면패턴, 이동패턴, 행동패턴 등을 파악할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 감지용 제어장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 감지용 제어장치는, 상기 다수의 와이어(120) 각각의 변형량에 관한 정보를 상기 감지센서(130)로부터 입력받는 입력부(141)와, 상기 입력부(141)에서 입력받은 신호에 따라 낙상 위험 상태를 판단하는 제어부(143)와, 상기 제어부(143)에서 낙상 위험 상태로 판단되면 상기 알람장치(150)로 제어신호를 출력하는 경보부(144)로 이루어진다.
상기 제어부(143)는, 상기 다수의 와이어(120) 중, 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 기준치 이상의 변형이 발생하거나, 사용자의 이동속도가 기준치 이상이거나, 기준시간 이후 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)상에 사용자가 위치한다고 연산되면 낙상 위험 상태로 판단한다.
상기 감지센서(130)로 상기 포텐셔미터를 사용하는 경우에는, 하중변화에 따른 저항 변화를 아날로그 신호로 검출하게 되는데, 상기 입력부(141)에 입력된 아날로그 신호를 증폭기로 증폭시킨 후, 아날로그신호를 디지털신호로 전환하는 컨버터부(142)를 이용하여 디지털 신호로 변환하면, 노이즈 필터링을 거쳐 상기 제어부(143)에 전달함으로써, 상기 제어부(143)에서 낙상의 가능성과 위험 정도를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
상기 온오프 스위치를 사용하는 경우에는, 단순히 최외측 또는 최외측에 인접한 상기 와이어(120)에 지정치 이상의 하중이 걸리는지 여부로, 낙상의 위험을 감지하고 알람을 울리는 기능을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 판단 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 침상 낙상 판단 방법은, 하중감지단계(S1), 데이터전환단계(S2), 위치확인단계(S3), 속도연산단계(S4-1), 위치예측단계(S4-2), 낙상판단단계(S5)로 이루어진다.
상기 하중감지단계(S1)에서는 상기 다수의 와이어(120) 각각의 변형량을 상기 감지센서(130)로 감지하고, 상기 데이터전환단계(S2)에서는 상기 하중감지단계(S1)에서 감지된 아날로그 신호를 디지털값으로 전환(상기 감지센서(130)가 온오프 스위치인 경우에는 생략가능하다)한다.
상기 위치확인단계(S3)에서는, 상기 데이터전환단계(S2)를 거쳐 디지털화된 데이터를 입력받아 사용자의 위치나 이동속도를 연산하되, 상기 다수의 와이어(120) 중, 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 기준치 이상의 변형이 발생하는지를 확인한다.
상기 위치확인단계(S3)에서 사용자의 현재 위치가 최외측에 설치된 상기 와이어(120)가 아니라고 확인되면, 상기 속도연산단계(S4-1)로 진입하여, 상기 다수의 와이어(120) 각각에 걸리는 하중의 가감을 상대적으로 비교하여 사용자의 이동속도를 연산한다.
상기 위치예측단계(S4-2)에서는, 상기 속도연산단계(S4-1)에서 연산된 이동속도가 기준치 이상이면, 현재 이동속도를 유지하면 기준시간 이후 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 사용자가 위치하는지를 예측한다.
상기 낙상판단단계(S5)에서는, 낙상 위험 상태인지 여부를 판단하되, 상기 위치확인단계(S3)에서 사용자의 현재 위치가 최외측에 설치된 상기 와이어(120)라고 확인되거나, 상기 위치예측단계(S4-2)에서 기준시간 이후 사용자의 위치가 최외측에 설치된 상기 와이어(120)라고 예측되면, 낙상 위험 상태로 판단한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 침상 낙상 감지용 알람 패드, 제어장치 및 이를 이용한 침상 낙상 판단 방법에 의하면, 상기 패드부재(110)상에 세로방향으로의 연장길이를 가지는 상기 와이어(120)를 가로방향으로 이격되게 배치하고, 상기 와이어(120)의 자유단부에 상기 감지센서(130)를 결합시킨 간단한 구성에 의해, 환자의 위치, 이동, 낙상 상태를 신속하게 판별하여, 주변에 알릴 수 있다.
또한, 패드 형태로 구현가능함에 따라, 안전바(11)와 같이 환자를 심리적, 신체적으로 구속하지 않아 편안하고 안전하게 사용할 수 있으며, 침상(10)뿐만 아니라 일반 가정의 온돌바닥, 기존 패드의 상면 등, 패드를 펼쳐놓을 수 있는 장소라면 어디에나 간단하게 설치할 수 있다.
또한, 패드 형태로 구현함에 있어서는, 하중에 의해 유연하게 굴곡되는 와이어 부재를 이용함으로써, 다수의 센서를 패드부재 전반에 걸쳐 복잡하게 구성하지 않고도, 간단한 구조와 저렴한 단가로, 알람 패드에 누운 환자의 위치와 움직임에 관한 데이터를 용이하고 정밀하게 획득할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께, 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.
10 : 침상 11 : 안전바
12 : 구동장치 100 : 알람 패드
110 : 패드부재 120 : 와이어
130 : 감지센서 130a : 포텐셔미터
131 : 레일 132 : 이동단자
133 : 탄성부재 140 : 제어장치
141 : 입력부 142 : 컨버터부
143 : 제어부 144 : 경보부
150 : 알람장치 S1 : 하중감지단계
S2 : 데이터전환단계 S3 : 위치확인단계
S4-1 : 속도연산단계 S4-2 : 위치예측단계
S5 : 낙상판단단계

Claims (13)

  1. 패드부재(110);
    하중에 의해 유연하게 굴곡되는 소재로 구성되어 상기 패드부재(110)상에 설치되며, 신체의 상하 길이방향으로의 연장길이를 가지고, 신체의 좌우방향으로 일정한 간격을 두고 배치되며, 일단부가 고정 설치되는 다수의 와이어(120);
    상기 와이어(120)의 타단부가 연결되며, 상기 와이어(120)의 타단부의 위치 변화에 따른 신호를 발생시키는 감지센서(130); 및
    상기 감지센서(130)의 신호를 입력받아 사용자의 위치나 이동속도를 연산하고, 낙상 위험 상태를 판단하는 제어장치(140);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 감지센서(130)는,
    상기 와이어(120) 타단부의 위치 변화에 따라 연속적으로 전기저항값을 변화시키는 포텐셔미터(130a)인 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100).
  3. 제2항에 있어서, 상기 포텐셔미터(130a)는,
    직선형 또는 원형 레일(131);
    일측부가 상기 레일(131) 내측에 설치된 저항체에 이동가능하게 연결되고, 타측부가 상기 와이어(120)와 결합되며, 상기 와이어(120)의 변형에 의해 상기 레일(131)을 따라 이동되는 이동단자(132); 및
    상기 와이어(120)의 타단부를 초기위치로 복귀시키는 탄성가압력을 상기 이동단자(132)에 상시 부여하는 탄성부재(133);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100).
  4. 제3항에 있어서, 상기 탄성부재(133)는,
    상기 이동단자(132)를 기준으로 상기 와이어(120)와 반대측에 설치되며, 일단부가 상기 이동단자(132)에 결합되고, 타단부가 상기 레일(131) 외부에 고정되는 압축스프링인 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100).
  5. 제1항에 있어서, 상기 감지센서(130)는,
    상기 와이어(120) 타단부의 위치 변화가 기준치 이상이면 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 온오프 스위치인 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100).
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어장치(140)는,
    상기 다수의 와이어(120) 중, 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 기준치 이상의 변형이 발생하면 낙상 위험 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100).
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어장치(140)는,
    상기 다수의 와이어(120) 각각에 걸리는 하중의 가감을 상대적으로 비교하여 사용자의 이동속도를 도출하며, 도출된 이동속도가 기준치 이상이거나, 도출된 이동속도에 의하면 기준시간 이후 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)상에 사용자가 위치한다고 연산되면 낙상 위험 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100).
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어장치(140)는,
    상기 다수의 와이어(120) 중, 상기 와이어(120) 각각에 걸리는 하중에 따라, 사용자의 팔, 다리, 또는 몸체를 구분하여 인식하는 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치(140)에서 낙상 위험 상태로 판단되면, 상기 제어장치(140)의 신호를 입력받아 알람 소리를 발생시키거나 외부인에게 무선 또는 유선으로 신호를 전송하는 알람장치(150);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100).
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치(140)에서 낙상 위험 상태로 판단되면, 상기 제어장치(140)의 신호를 입력받아, 침상(10) 측면에 설치된 안전바(11)와 같은 안전장치를 구동시키는 구동장치(12);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 알람 패드(100).
  11. 신체의 상하 길이방향으로의 연장길이를 가지고, 신체의 좌우방향으로 일정한 간격을 두고 패드부재(110)상에 배치된 다수의 와이어(120) 각각의 변형량에 관한 정보를 감지센서(130)로부터 입력받는 입력부(141);
    상기 입력부(141)에서 입력받은 신호에 따라, 상기 다수의 와이어(120) 중, 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 기준치 이상의 변형이 발생하거나, 상기 다수의 와이어(120) 각각에 걸리는 하중의 가감을 상대적으로 비교하여 도출한 이동속도가 기준치 이상이거나, 도출된 이동속도에 의하면 기준시간 이후 상기 패드부재(110)의 최외측에 설치된 상기 와이어(120)상에 사용자가 위치한다고 연산되면 낙상 위험 상태로 판단하는 제어부(143); 및
    상기 제어부(143)에서 낙상 위험 상태로 판단되면, 알람 소리를 발생시키거나 외부인에게 무선 또는 유선으로 신호를 전송하는 알람장치(150)로 제어신호를 출력하는 경보부(144);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 제어장치(140).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 입력부(141)에서 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하는 컨버터부(142);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 침상 낙상 감지용 제어장치(140).
  13. 신체의 좌우방향으로 일정한 간격을 두고 배치되고 하중에 의해 유연하게 굴곡되는 다수의 와이어(120) 각각의 변형량을 감지센서(130)로 감지하는 하중감지단계(S1);
    상기 하중감지단계(S1)에서 감지된 아날로그 신호를 디지털값으로 전환하는 데이터전환단계(S2);
    상기 데이터전환단계(S2)를 거쳐 디지털화된 데이터를 입력받아 사용자의 위치나 이동속도를 연산하되, 상기 다수의 와이어(120) 중, 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 기준치 이상의 변형이 발생하는지를 확인하는 위치확인단계(S3);
    상기 위치확인단계(S3)에서 사용자의 현재 위치가 최외측에 설치된 상기 와이어(120)가 아니라고 확인되면, 상기 다수의 와이어(120) 각각에 걸리는 하중의 가감을 상대적으로 비교하여 사용자의 이동속도를 연산하는 속도연산단계(S4-1);
    상기 속도연산단계(S4-1)에서 연산된 이동속도가 기준치 이상이면, 현재 이동속도를 유지하면 기준시간 이후 최외측에 설치된 상기 와이어(120)에 사용자가 위치하는지를 예측하는 위치예측단계(S4-2); 및
    상기 위치확인단계(S3)에서 사용자의 현재 위치가 최외측에 설치된 상기 와이어(120)라고 확인되거나, 상기 위치예측단계(S4-2)에서 기준시간 이후 사용자의 위치가 최외측에 설치된 상기 와이어(120)라고 예측되면, 낙상 위험 상태로 판단하는 낙상판단단계(S5);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 침상 낙상 판단 방법.
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