KR20240054595A - 심폐소생술 보조기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 환자의 가슴 위에 거치하여 심폐소생술을 보조하는 기구로서, 유연성 재질로 이루어는 중심부재(10); 상기 중심부재의 양측에 구비되는 플라스틱소재의 제1부재(20) 및 제2부재(30); 및 상기 제1부재 또는 제2부재에 구비되는 디스플레이부(35)를 포함하고, 상기 중심부재를 압박하여 심폐소생술을 시행하도록 보조하는 심폐소생술 보조기구를 제공한다. 심폐소생술 시행자의 압박의 정도를 감지하는 압력센서;를 더 포함하여, 심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백하거나, 상기 디스플레이부에서는, 상기 압력센서가 감지한 압력으로 전압값을 구한 후 전압에 해당하는 출력으로 LED 불빛을 출력하되, 전압의 크기에 따라 서로 다른 색의 불빛을 출력함으로써, 심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백한다.

Description

심폐소생술 보조기구{CPR ASSISTIVE DEVICE}

본 발명은 심폐소생술 보조기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 심폐소생술 수행 상황에 대한 즉각적인 피드백을 사용자에게 제공하여 심폐소생술에서 적절한 압박 깊이와 적절한 횟수로 시행할 수 있도록 하여 긴박한 현장에서도 효과적으로 응급처치를 수행할 수 있는 보조기구를 제공하는 것이다.

심폐소생술(cardio-pulmonary resuscitation, CPR)은 심장의 기능이 정지하거나 호흡이 멈추었을 때 사용하는 응급처치이다. 심장마비의 경우 신속히 조치하지 않을시 사망하거나 심각한 뇌손상을 입을 수 있으므로, 환자를 발견한 목격자가 신속히 심폐소생술을 실시하는 것이 필요하다.

심폐소생술 시행 시 시행하지 않았을 때와 비교하여 2배의 생존율을 보인다. 급성심장정지는 2006년부터 2018년까지 매년 약 30,000건이 발생하고 있다. 일반인의 심폐소생술 시행률이 2008년부터 2018년까지 1.9%에서 23.5%로 증가할 동안 급성심장정지 환자의 생존율은 인구 10만 명당 2.5명에서 8.6명으로 증가했다. 급성심정지 환자가 꾸준히 발생하고 있는 상황에서 생존율을 높이기 위해서 최초 목격자가 될 확률이 높은 대다수 일반인의 심폐소생술 시행률을 높여야 한다.

이에 따라 각국에서는 일반인들을 대상으로 심폐소생술을 교육하고 있으며, 필요한 행동수칙들을 정리하여 배포하고 있다. 그럼에도, 대부분 사람들은 CPR에 교육이 미비한 탓에 살아날 수 있는 심정지 환자가 목숨을 잃고 있다. 따라서 교육기관 입장에서는 교육생의 숙련도를 확인할 필요가 있으며, 교육생 입장에서는 자신이 기준에 맞게 CPR을 수행하는지 즉각적인 피드백을 주어 시행 효과를 높일 수 있는 장치가 필요하다. 또한, 실제 응급상황에서는 CPR교육을 받지 못한 자라도 적극적으로 CPR을 수행할 수 있도록 보조해주는 장치가 필요한 상황이다.

등록번호 10-1675974 : 위생적인 CPR 마네킹

본 발명은 심폐소생술 수행 상황에 대한 즉각적인 피드백을 제공하여 CPR에 대하여 충분한 교육을 받지 못한 자도 쉽게 현장에서 필요한 응급처치를 수행할 수 있는 보조장치를 제공하는 것이며, 구체적으로는 심폐소생술에서 필요한 적절한 압박 깊이와 적절한 횟수로 시행할 수 있도록 하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 환자의 가슴 위에 거치하여 심폐소생술을 보조하는 기구로서, 유연성 재질로 이루어는 중심부재(10); 상기 중심부재의 양측에 구비되는 플라스틱소재의 제1부재(20) 및 제2부재(30); 및 상기 제1부재 또는 제2부재에 구비되는 디스플레이부(35)를 포함하고, 상기 중심부재를 압박하여 심폐소생술을 시행하도록 보조하는 심폐소생술 보조기구를 제공한다.

심폐소생술 시행자의 압박의 정도를 감지하는 압력센서;를 더 포함하여, 심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백하도록 할 수 있다.

상기 디스플레이부에서는, 상기 압력센서가 감지한 압력으로 전압값을 구한 후 전압에 해당하는 출력으로 LED 불빛을 출력하되, 전압의 크기에 따라 서로 다른 색의 불빛을 출력함으로써, 심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백한다.

상기 LED 불빛은, 심폐소생술 시행 압력이 적절하지 못한 경우 노란색을 출력하고, 압력이 적절한 경우 초록색을 출력하고, 압력이 과한 경우 빨간색을 출력함으로써, 심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백하도록 할 수 있다.

상기 디스플레이부에서는, 상기 압력센서가 감지한 압력으로 전압값을 구한 후 전압에 해당하는 출력으로서 표시막대로 표시함으로써 심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백하도록 할 수 있다.

상기 디스플레이부에서는, 환자가 성인 남성, 성인 여성, 노인인지를 선택할 수 있는 선택버튼이 구비되고, 그에 따른 심폐소생술에서의 압박의 적절성을 피드백하도록 할 수 있다.

상기 제1부재 또는 제2부재에 구비되는 스피커를 더 포함하고, 상기 스피커에서는 분당 100회에 해당하는 부저음을 출력함으로써, 심폐소생술 시행자의 시행횟수를 가이드할 수 있다.

본 발명은, 심폐소생술 시행자에게 적절한 압박 깊이와 압박 속도를 알려주도 함으로써, 심폐소생술 시행시 필요한 압박 깊이와 압박 속도의 90~100%에 육박하는 진행률을 보여주는 것을 확인하였으며, 이를 통해 심폐소생술을 적절한 압박 깊이와 적절한 횟수로 시행할 수 있게 되는 유리한 효과가 발휘된다.

또한, 본 발명은 어디서나 사용 가능하고 어디에나 보관 가능하도록 외관 형상을 작고 단순화하였고 고장의 위험이 적어도록 설계하였다. 따라서 본 발명의 보조기구는 기존의 AED와 같이 보관하여 CPR을 보조할 수 있고 각 가정에서도 소지할 수 있어 위급 상황 시 사용할 수 있는 유리한 효과가 있다.

도 1은 연령별 연도별 급성 심장정치 환자의 생존율을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 심폐소생술 보조기구의 모습이며,
도 3은 심폐소생술 과정에서 남성과 여성의 압박 깊이를 보여주는 그래프이다.
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 심폐소생술 보조기구를 가슴 위에 두고 심폐소생술을 시행하는 예시적인 모습이다.

도 1에 도시된 급성심장정지 환자 생존건수(통계청 자료)를 보면, 환자의 생존 건수는 발생 건수에 비해 지극히 낮은데, 그 이유는 번째, 심폐소생술 시행 여부가 적다. 우리나라 심정지환자의 생존율은 불과 3~4%로 보고되고 있는데 선진국보다 1/5배로 현격히 낮은 수준이다. 아래의 표는 목격자의 의한 심폐소생술의 시행 여부에 따른 생존 여부의 표이다.

두 번째, 적절한 심폐소생술이 이루어지지 않는다. 목격자의 빠른 대처도 중요하지만 적절한 심폐소생술을 시행하지 않을 시 생존율이 지극히 낮아진다. 예를 들어 성인의 경우 심정지 환자에 대한 심폐소생술에서 흉부 압박을 할 때, 분당 100회에서 압박 시 5cm가 압박되어야 한다. 하지만 일반적으로 일반인 또는 의료인이 시행한 흉부 압박의 40% 정도는 압박되는 깊이가 불충분하다고 한다. 또한 흉부 압박의 속도는 분당 100회이지만 평균적으로 64회에 그친다고 한다.

우리나라의 심정지 환자 목격률은 3~9.6%에 머물고 있다. 목격률도 저조하지만 목격 후 시행률도 적다. 하지만 중요한건 적은 목격건수에도 적절한 심폐소생 및 흉부 압박이 이루어져야 한다는 것이다. 심폐소생술 가이드라인의 보급이 중요시되고 있고 해마다 개정이 되는 것은 흉부 압박이 얼마나 중요한지 보여주는 지표라 할 수 있다.

본 발명은 이를 고려하여 적절한 흉부압박을 위한 CPR보조기기를 도출한 것이다. 실제로 우리나라 사람들에게, 물론 심폐소생술 교육을 받은 사람들 역시 포함하여 심폐소생술 중 흉부 압박을 잘 할 수 있냐는 질문에 가능하다고 대답하는 사람은 적다. 물론 당연하다고 생각한다. 실제 흉부 압박 시행 시 압박을 5cm, 분당 100회를 정확히 할 수 있는 사람은 아주 적을 것이다. 하지만 실제상황에 이를 도와줄 수 있는 방법이 있다면 자신있게 시행할 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 CPR 보조기구는 이런 이유에서 시행률을 높여줄 수 있을 것이며 적절한 흉부 압박으로 생존율도 비약적으로 증가시킬 것이다.

본 발명에 따른 CPR 보조기구는 시행자에게 압박 깊이와 압박 속도를 알려주도록 하였다. 일반적으로 압박 깊이와 압박 속도를 통틀어 시행 시 50~60% 밖에 진행되지 않는데 이 보조기기를 사용하면 90~100%에 육박하는 진행률을 보여줄 수 있다는 것을 확인하였다.

이를 위한 방법으로 본 발명에서는 압력센서를 이용한다. 본 발명의 보조기구에 압력센서를 구비하고, 심폐소생술을 시행하는 사람이 가하는 압력에 따른 저항값으로 압박 깊이에 따른 전압값을 구한다. 그리고, 0~5cm의 깊이에 해당하는 전압의 출력으로 기기에서는 LED 불빛을 보여줌으로써, 시행 중인 심폐소생술이 적절한 압력(적절한 깊이)으로 시행되고 있는지를 알려준다.

즉, 바람직하게는 분당 100회에서 압박 시 5cm 깊이로 압박이 되어야 하는데, 본 발명의 보조기구에서는 분당 100회에 해당하는 부저음이 나오도록 하였다. 사용자는 부저의 소리에 맞춰 압박을 하면 적절한 흉부 압박을 하게 된다.

본 발명은, 도 2에서 보는 것처럼, 환자의 가슴 위에 거치하여 심폐소생술을 보조하는 기구로서, 유연성 재질로 이루어는 중심부재(10)와, 상기 중심부재의 양측에 구비되는 플라스틱소재의 제1부재(20) 및 제2부재(30)로 이루어지고, 상기 제1부재 내지 제2부재에 구비되는 디스플레이부(35)를 구비한다.

본 발명의 보조기구를 환자의 가슴에 거치시킨 상태에서 상기 유연성재질의 중심부재를 압박하여 심폐소생술을 시행하는 것이다. 중심부재는 재질이 유연하므로 심폐소생술 시행자의 압박이 환자의 가슴으로 전달되는데 문제는 없게 된다.

그리고, 심폐소생술 시행자의 압박의 정도를 감지하는 압력센서 등을 구비하여 심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백하도록 하는데, 상기 디스플레이부에서는, 상기 압력센서가 감지한 압력으로 전압값을 구한 후 전압에 해당하는 출력으로 LED 불빛을 조사함으로써, 피드백하도록 한다.

LCD에서 성인 남성, 성인 여성, 노인을 선택할 수 있고 적절한 튜닝값으로 흉부 압박을 하게 된다. 그리고, 본 발명의 CPR 보조기구는 전면 상부에서 LCD 디스플레이부(35)를 가지고 있는데 여기서 표시막대(Progress Bar)를 통해 시행되고 있는 압박이 어느 정도의 깊이인지 확인할 수 있도록 하였다.

본 발명의 보조기구는 압력센서를 사용하여 적절한 CPR이 수행되고 있는지를 확인하도록 하였으며, 개발과정에서는 초음파센서와 레이저센서와 엔코더센서를 사용하여 실험을 해 보았으나, 압력센서의 기능이 가장 좋다는 것을 확인하였다.

초음파센서는 5cm 깊이, 즉 거리를 측정하기에 초음파 센서가 적절하지만, 초음파 센서를 이용 시 기기의 수직 크기가 거지고 부피가 가속도나 자이로 센서보다 커지고, 유격이 생겨 압박시 불편함이 생길 수 있고, 초음파 센서가 기기 내부로 들어가게 하기 위한 기기 외부 설계에 한계가 있는 문제점이 있었다.

그리고, 레이저 센서로 5cm 측정을 실험한 결과 CPR 특성상 움직임이 많고 흔들림이 많아 레이저센서가 측정을 정확하게 못하여 오차가 굉장히 커지고, 또한 레이저 센서를 이용 시 기기의 수직 크기가 거지고 부피가 가속도나 자이로 센서보다 커지는 등의 문제가 있었고 레이저 센서가 기기 내부로 들어가게 하기 위한 기기 외부 설계가 매우 어려워지는 문제가 있었다.

그리고, 엔코더 센서는 압박 깊이 1~5cm를 측정하는데 오차가 적어 센서 자체의 사용은 좋았지만 기기의 외골격을 설계했을 때 소형화와 단순화라는 원래 취지에 맞지 않게 부피가 커지며 설계도 복잡해지는 문제가 있었다.

이러한 결과를 바탕으로 본 발명에서는 소형화와 단순화에 적합한 압력센서를 채택하게 된 것이다.

또한, 본 발명에서는 AED의 고전압 작용 시 Surge absorber를 이용한 회로보호하도록 하였다. AED를 이용하여 제세동을 할 경우 순간적으로 2000V에 달하는 고전압이 흐른다. 이를 보호하기 위하여 Surge Absorber를 이용한다. Surge Absorber란 정상동작시 높은 저항값을 유지하고 고전압이 인가되면 저항값이 낮아져 작동부에 영향을 안주고 ‘-’ 전극으로 폐루프를 형성하게 된다. 이를 이용하여 제세동 시의 고전압으로부터 회로를 보호 할 수 있다.

또한, 본 발명은 LED와 Display를 이용하여 사용자의 인식을 용이하게 하였다. 기존에는 사용자가 정확한 깊이로 흉부 압박을 진행하는지 인식하는 것에 어려움이 있다. 본 발명의 CPR 보조기기의 가장 주된 목적은 적절한 깊이와 횟수로 흉부 압박이 필요하기 때문에 이를 사용자에게 알려주는 것이 중요하다.

본 발명은 이를 위해 2가지의 방법을 사용했다. 우선 LED를 이용하여 사용자에게 직관적인 인식이 될 수 있도록 했다. 노란색상의 LED의 경우 충분한 깊이(0~50mm)에 도달하지 못했을 경우를 알려는 것이다. 초록색의 경우 적정한 흉부 압박의 깊이(50~60mm)를 알려주며 빨간색상의 LED의 경우 60mm이상의 압박을 나타내며 흉부 압박의 세기를 조금 약하게 해야 되는 것을 나타낸다.

또한 LCD Display에 압박에 따른 깊이가 나오게 된다. 표시막대(Progress Bar)에 나오는 결과값이 사용자로 하여금 직관적으로 압박이 진행 되는 것을 알 수 있도록 도와 준다. 그리고, CPR의 중요한 한가지가 분당 100회라는 시행 횟수인데 이는 부저가 일정 주기로 알려주며 사용자는 부저 소리에 맞춰 압박하면 된다.

압력센서를 튜닝하는 것은 몇가지 문제점이 있다. 압력을 기준으로 측정하는데 모든 환자(사용대상자)가 같은 압력에서 시행되는 것이 아니다. 성인, 노인, 소아마다 골밀도가 다르고 환자마다 근육량과 지방량의 차이, 심장의 상태가 모두 다르기 때문에 이 모든 값을 계산하여 압력값을 튜닝해야 한다. 단순히 5cm 압박해야 하는 것도 성인, 소아, 노인마다 다르기 때문에 값의 튜닝은 애매하다.

본 발명에서 센서 코딩 값에서는 남성의 경우 830~945인 경우 적절한 압력으로 하였고, 여성의 경우 800~930인 경우, 그리고 노인인 경우 790~910인 경우를 적절한 압력으로 하였다.

본 발명의 CPR 보조기구는 어디서나 사용 가능하고 어디에나 보관 가능해야 한다. 외관은 작아야 하고 단순해야 하며 고장의 위험이 적어야 한다. 외관은 내부 회로와 부품들을 모두 감싸면서 작게 하면서 사람의 가슴을 압박해야 하다 보니 크기는 작고 단순하다. 기존의 AED와 같이 보관하여 CPR을 보조할 수 있고 각 가정에서도 소지할 수 있어 위급 상황 시 사용할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 CPR보조기구를 사용하는 법을 간략히 살펴보면, 본 발명에 따른 CPR보조기구를 도 4와 같이 스티커에 사람의 가슴위에 위치시킨다. 그리고, CPR 보조기구의 작동스위치를 눌러 기기를 작동시킨다. 보조기구 전면 LCD 디스플레이에 표시된 성인 남성, 여성, 노인 중 대상자에 해당하는 버튼을 누른다. 이후, 부저소리에 맞춰 CPR을 시행하고 기기의 LED에서 초록불이 나오도록 CPR을 시행 적절한 압력으로 시행한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

1. 환자의 가슴 위에 거치하여 심폐소생술을 보조하는 기구로서,
   유연성 재질로 이루어는 중심부재(10);
   상기 중심부재의 양측에 구비되는 플라스틱소재의 제1부재(20) 및 제2부재(30); 및
   상기 제1부재 또는 제2부재에 구비되는 디스플레이부(35)를 포함하고,
   상기 중심부재를 압박하여 심폐소생술을 시행하도록 보조하는 심폐소생술 보조기구.
2. 제1항에 있어서,
   심폐소생술 시행자의 압박의 정도를 감지하는 압력센서;를 더 포함하여,
   심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백하도록 하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 보조기구.
3. 제2항에 있어서,
   상기 디스플레이부에서는, 상기 압력센서가 감지한 압력으로 전압값을 구한 후 전압에 해당하는 출력으로 LED 불빛을 출력하되, 전압의 크기에 따라 서로 다른 색의 불빛을 출력함으로써,
   심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백하도록 하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 보조기구.
4. 제3항에 있어서,
   상기 LED 불빛은, 심폐소생술 시행 압력이 적절하지 못한 경우 노란색을 출력하고, 압력이 적절한 경우 초록색을 출력하고, 압력이 과한 경우 빨간색을 출력함으로써,
   심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백하도록 하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 보조기구.
5. 제2항에 있어서,
   상기 디스플레이부에서는, 상기 압력센서가 감지한 압력으로 전압값을 구한 후 전압에 해당하는 출력으로서 표시막대로 표시함으로써
   심폐소생술이 시행되는 압박의 적절성을 피드백하도록 하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 보조기구.
6. 제2항에 있어서,
   상기 디스플레이부에서는, 환자가 성인 남성, 성인 여성, 노인인지를 선택할 수 있는 선택버튼이 구비되고, 그에 따른 심폐소생술에서의 압박의 적절성을 피드백하도록 하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 보조기구.
7. 제3항에 있어서,
   상기 제1부재 또는 제2부재에 구비되는 스피커를 더 포함하고,
   상기 스피커에서는 분당 100회에 해당하는 부저음을 출력함으로써, 심폐소생술 시행자의 시행횟수를 가이드하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 보조기구.
8. 유연성 재질로 이루어지고 환자의 가슴 위에 거치되어 심폐소생술을 보조하는 기구로서,
   심폐소생술 시행 중에 분당 100회에 해당하는 부저음을 출력함으로써, 심폐소생술 시행횟수를 가이드하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 보조기구.
9. 제8항에 있어서,
   심폐소생술이 시행되는 압력을 감지하여 그 압력의 크기에 따라 서로 다른 LED 불빛을 출력하여, 심폐소생술 시행압력을 가이드하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 보조기구.
10. 제8항에 있어서,
    심폐소생술이 시행되는 압력을 감지하여 그 압력의 크기에 따른 표시막대를 출력하여, 심폐소생술 시행압력을 가이드하는 것을 특징으로 하는 심폐소생술 보조기구.