WO2011078472A1 - 휴대형 폐활량계 - Google Patents

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WO2011078472A1
WO2011078472A1 PCT/KR2010/007144 KR2010007144W WO2011078472A1 WO 2011078472 A1 WO2011078472 A1 WO 2011078472A1 KR 2010007144 W KR2010007144 W KR 2010007144W WO 2011078472 A1 WO2011078472 A1 WO 2011078472A1
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WO
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signal
communication unit
respiratory
unit
breathing
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PCT/KR2010/007144
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English (en)
French (fr)
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차은종
김경아
이인광
김성식
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주식회사 코스모바이오메디케어
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Publication date
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/087—Measuring breath flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/091—Measuring volume of inspired or expired gases, e.g. to determine lung capacity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7405—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using sound

Definitions

  • Portable spirometry is a respiratory flow measurement device that has a structure that is easy to carry and can measure and analyze the spirometry.
  • Spirometry and cardiac heart rate in respiratory tests provide useful information for examining patients for ventilation disorders and for heart disease (myocardial infarction, atrial fibrillation, etc.).
  • the spirometry can be classified into two types, one of which directly measures changes in lung volume during the breathing of the subject, and the other is the flow rate into and out of the lungs during the breathing of the subject. Respiratory air flow measurement method to detect and measure the air flow of air.
  • the former method of directly measuring the ability to change the lung volume was mainly used to measure the lung capacity, but recently, the method of measuring the respiratory airflow is mainly used.
  • Respiratory air flow measurement devices such as the conventional clinical spirometer, because they are manufactured for clinical use is expensive and large in size, it is virtually impossible to carry out a simple respiratory air flow while carrying a chronic respiratory disease.
  • the biggest difficulty in making the electronic spirometer small and portable is the miniaturization of the sensor element for respiratory airflow measurement that converts biometric variables that cannot be directly measured into measurable physical variables.
  • a fluid resistance In the case of conventional pneumotachography, a fluid resistance must be inserted in the respiratory path (breathing tube), and the structural miniaturization of the fluid resistance composed of a mesh screen, a capillary tube, etc.
  • the turbine-type instrumentation (tubinometry) is also difficult to miniaturize because it must be equipped with a rotating turbine on the breathing path (breathing tube).
  • Embodiments of the present invention provide a portable spirometer that is easy to carry and can easily measure the respiratory airflow.
  • embodiments of the present invention provides a portable spirometer that can be utilized in hospital care and telemedicine.
  • embodiments of the present invention provides a portable spirometry capable of low power consumption and efficient wired and wireless communication.
  • the portable spirometer a small unidirectional air flow measurement respiratory tube to which the subject's respiratory air flow is input, generates a respiratory signal from the respiratory air, and removes noise and amplifies signal levels contained in the respiratory signal.
  • the respiratory signal processing unit for generating a signal to be analyzed
  • a respiratory signal analysis unit for analyzing the analysis signal to calculate a diagnostic parameter
  • a display unit for displaying the respiratory signal analysis results.
  • the small unidirectional air flow measurement breathing tube may include a cylindrical tube made of one-time paper or plastic material and including an inlet contacting the mouth of a subject and an outlet opposite the inlet; And a sensing rod formed in an open tubular shape, the upper part of which is closed and the lower part of which extends outwardly through the cylindrical tube from an upper portion of the cylindrical tube and closes to an outlet of the cylindrical tube.
  • the sensing rod may be formed in the longitudinal direction by spaced apart at a predetermined interval a plurality of sampling holes for measuring the air flow on the inlet side of the cylindrical tube on the breathing path of the cylindrical tube.
  • the portable spirometer may further include a power control unit to block power supply to the breathing signal processing unit and the breathing signal analyzing unit when the small unidirectional air flow measurement breathing tube is detached.
  • the portable spirometer may further include a communication mode selection unit for deactivating any one of the wireless communication unit and the wired communication unit when the same device is connected to the wireless communication unit and the wired communication unit.
  • the portable spirometer when the external device is connected through the wireless communication unit or the wired communication unit, deactivates the breathing signal analysis unit, the analysis target signal through the wireless communication unit or the wired communication unit without passing through the breathing signal analysis unit
  • the apparatus may further include a connection controller for controlling the transmission to the external device.
  • the portable lung capacity meter further includes a storage unit for storing the respiratory signal analysis result, and when the power is turned on, the display unit may display data corresponding to the highest lung capacity measurement value among the data stored in the storage unit.
  • the diagnostic parameters which are necessary for diagnosis, include peak expiratory flow rate (PEF), forced expiratory volume in 1 second, forced vital capacity (FVC) and forced EV capacity (FEV 1.0 /). It may include at least one of the FVC.
  • PEF peak expiratory flow rate
  • FVC forced vital capacity
  • FEV 1.0 / forced EV capacity
  • a portable spirometer that can be utilized for hospital care and telemedicine.
  • a portable spirometry capable of low power consumption and efficient wired and wireless communication.
  • Figure 1 shows the configuration of a portable spirometer according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows a portable spirometer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows the configuration of the small unidirectional air flow measurement respirator of FIG. 1 or FIG. 2.
  • Figure 1 shows the configuration of a portable spirometer according to an embodiment of the present invention.
  • the portable spirometer 100 includes a small unidirectional air flow measurement tube 110, a respiration signal processor 120, a respiration signal analyzer 130, and a display 140.
  • the portable spirometry 100 may further comprise a storage unit 150.
  • the small unidirectional air flow measurement breathing tube 110 receives the breathing air flow of the subject.
  • the small unidirectional air flow measurement breathing tube 110 is detachable and may be made of a one-time paper or plastic material.
  • the small unidirectional air flow measurement tube 110 may be configured to further include a breathing sensor (not shown). At this time, the breathing sensor may detect the temperature or pressure of the respiratory airflow, and may generate a respiratory airflow signal.
  • the respiratory signal processing unit 120 generates a respiratory signal from the respiratory airflow or the respiratory airflow signal, and generates an analysis target signal by performing noise reduction and signal level amplification included in the respiratory signal.
  • the breathing signal processor 120 may include a filter 121 and a signal level amplifier 123.
  • the filter unit 121 removes the noise included in the respiratory signal, and the signal level amplifier 123 amplifies the signal level of the respiratory signal from which the noise is removed.
  • the respiratory signal whose noise is removed and the signal level is amplified corresponds to the signal to be analyzed.
  • the respiratory signal processing unit 120 may further include a differential pressure sensor (not shown) for sensing the dynamic pressure to generate an electrical signal.
  • the respiratory signal analysis unit 130 calculates a diagnostic parameter by analyzing the signal to be analyzed.
  • the respiratory signal analyzer 130 may include an analysis target signal receiver 131 and a calculator 133.
  • the analysis target signal receiver 131 receives the analysis target signal.
  • the calculation unit 133 calculates the respiratory flow rate, respiratory flow rate, and the like.
  • the diagnostic parameters include at least one of peak expiratory flow rate (PEF), forced expiratory volume in 1 second (FEV 1.0), forced vital capacity (FVC), and FEV 1.0 / FVC. can do.
  • PEF peak expiratory flow rate
  • FEV 1.0 forced expiratory volume in 1 second
  • FVC forced vital capacity
  • FEV 1.0 / FVC forced vital capacity
  • the display unit 140 displays a respiratory signal analysis result.
  • the display unit 140 may display a respiratory signal analysis result or may display upper / middle / lower of the respiratory flow rate.
  • the storage unit 150 stores the respiration signal analysis result.
  • the storage unit 150 may be configured to include a removable storage medium.
  • the portable spirometry 100 may display data corresponding to the highest spirometry measured value among the data stored in the storage 140 on the display 140.
  • the portable spirometry 100 displays the largest value and may operate in a standby state after a predetermined time.
  • the portable spirometer 100 may include a processor for controlling various operations of the portable spirometer 100.
  • Figure 2 shows a portable spirometer according to another embodiment of the present invention.
  • the portable spirometer 200 shown in FIG. 2 is suitable for being portable and includes components for implementing telemedicine and low power.
  • the same reference numerals as those of FIG. 1 among the reference numerals shown in FIG. 2 denote components that perform the same functions and operations. Therefore, detailed description of the components having the same reference numerals as in FIG. 1 will be omitted.
  • the portable spirometer 200 includes all of the configurations of the portable spirometer 100 and includes a small unidirectional air flow measurement tube 110, a body 201, a user interface 203, a display 140, and audio.
  • An output unit 205 is included.
  • the body portion 201 includes a breathing signal processor 120, a breathing signal analyzer 130, a power control unit 260, a communication unit 270 and a connection control unit 280.
  • the power control unit 260 blocks the supply of power to the respiratory signal processing unit 120 and the respiratory signal analysis unit 130 when the small unidirectional air flow measurement breathing tube 110 is detached.
  • the power control unit 260 cuts off power supply to the breathing signal processor 120 and the breathing signal analyzer 130 when the small unidirectional air flow measurement breathing tube 110 is detached in order to reduce unnecessary power consumption.
  • the power control unit 260 may be configured as a mechanical switch or a transistor or a soft switch.
  • the communication unit 270 transmits and receives data with an external device. That is, the communication unit 270 transmits data stored in the storage unit 140 to a PC or burns an analysis target signal to an external device.
  • the communication unit 270 may include a wireless communication unit 271, a wired communication unit 273, and a communication mode selection unit 275.
  • the wireless communication unit 271 transmits and receives data wirelessly with an external device.
  • the wireless communication unit 271 may perform wireless communication with a mobile phone, a notebook computer, a PC, and the like by using a wireless interface such as short-range communication such as Bluetooth communication, infrared communication, or wireless LAN.
  • the wired communication unit 273 transmits and receives data to and from the external device by wire.
  • the wired communication unit 273 may be configured to include a connector, a cable connection terminal, a USB connection terminal.
  • the communication mode selecting unit 275 deactivates either the wireless communication unit 271 or the wired communication unit 273.
  • the communication mode selection unit 275 is a means for detecting whether the same external device is connected to the wireless communication unit 271 and the wired communication unit 273 and the same external device as the wireless communication unit 271 and the wired communication unit 273. If it is detected that the connection is established, it may be configured to include a means for connecting the portable spirometer 200 and the external device through either the wireless communication unit 271 or the wired communication unit 273 in accordance with a predetermined manner. In this case, the preset method may be determined according to a user's selection or communication state.
  • the communication mode selector 275 may determine whether the same external device is connected to the wireless communication unit 271 and the wired communication unit 273 using the identification information received from the external device. In addition, when it is determined that the remaining amount of battery (not shown) included in the portable spirometer 200 remains low, the communication mode selector 275 controls the communication unit 270 to perform wired communication with less power consumption than wireless communication. can do.
  • connection control unit 280 deactivates the respiration signal analyzer, and the analysis target signal does not go through the respiratory signal analyzer. Control to be transmitted to the external device through the wired communication unit. That is, the connection control unit 280, when the communication state is set between the portable spirometer 200 and the PC, by analyzing the respiration signal through the software installed on the PC, the function to reduce the power consumption and to perform a more accurate test Do this.
  • the user interface unit 203 may be configured as a button or a keypad for operating by a user.
  • the audio output unit 205 may output a mechanical sound when the respiratory air is input in a predetermined amount or more, thereby informing the examinee that the measurement is completed.
  • FIG. 3 shows the configuration of the small unidirectional air flow measurement respirator of FIG. 1 or FIG. 2.
  • the breathing tube 110 is made of a disposable paper or plastic material, and has a cylindrical tube 310 having an inlet 312 in contact with the subject's mouth and an outlet 313 opposite thereto. It includes a sensing rod 330 formed near the outlet side of the tube 310 and composed of a thin rod-shaped tube having an inner diameter of 1mm.
  • the sensing rod 330 is formed within 5 mm from the exit side of the cylindrical tube 310 and penetrates through the cylindrical tube 310 from the top of the cylindrical tube 310 and has an inner diameter of 1 mm extending outward to the bottom. It may consist of a circular tube. The top of the sensing rod 330 is closed and the bottom is open. On one side of the sensing rod 330 formed inside the cylindrical tube 310, that is, the inlet side of the cylindrical tube 310, a plurality of sampling holes 331 for measuring the flow velocity may be formed at regular intervals in the longitudinal direction. Can be.
  • the cylindrical tube 310 has a length of 35mm, has a diameter of 15mm
  • the sensing rod 330 is a thin rod-shaped circular tube having an inner diameter of 1mm inside the cylindrical tube 310 which is a respiratory path of the breathing tube 110. Only water is present and there is almost no fluid resistance.
  • the three sampling holes 331 formed on one side (inlet side of the cylindrical tube) of the sensing rod 330 may be formed in a total of three, respectively formed on the central axis, the central axis ⁇ 2.5mm point through which air flow flows.
  • the length of the cylindrical tube 310 constituting the breathing tube 110 is easy for the subject to hold the cylindrical tube 310 in the mouth and breathe, the sensing rod for measuring the flow rate inside the cylindrical tube 310 ( 330 may be set to 35 mm, the minimum length for insertion.
  • the diameter of the cylindrical tube 310 and the formation position of the sensing rod 330 should be determined according to the set length.
  • the diameter of the respiratory tract 110 may be manufactured to meet the standards of the American Thoracic Society (ATS).
  • ATS American Thoracic Society
  • the American Thoracic Society recommends that the maximum fluid resistance of clinical spirometers be 1.5 cmH2O / l / sec, and that the maximum fluid resistance of self-diagnosed spirometers is 2.5 cmH2O / l / sec. ) Is recommended to be 14 L / sec.

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Abstract

휴대형 폐활량계를 개시한다. 휴대형 폐활량계는, 피검자의 호흡기류가 입력되는 소형 단방향 기류 계측용 호흡관과, 상기 호흡기류로부터 호흡신호를 발생시키고, 상기 호흡신호에 포함된 잡음 제거 및 신호레벨 증폭을 수행함으로써, 분석대상 신호를 생성하는 호흡신호 처리부와, 분석대상 신호를 분석하여 진단 매개 변수를 산출하는 호흡신호 분석부 및 호흡신호 분석 결과를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

휴대형 폐활량계
기술분야는 휴대형 폐활량계에 관한 것이다. 휴대형 폐활량계는 휴대가 용이한 구조를 가지며, 폐활량 측정 및 분석이 가능한 호흡기류 계측 장치이다.
호흡 검사시 폐활량 측정과 심장의 심장 박동수의 측정은 환자의 환기능(ventilation) 장애 여부와 심장 질환(심근경색, 심방세동 등)을 검사하는데 유용한 정보를 제공한다.
폐활량 측정 방법은 크게 두 가지 타입으로 분류할 수 있는데, 그 중 하나는 피검사자가 호흡하는 동안에 폐용적(lungvolume)의 변화를 직접 측정하는 방법이고, 다른 하나는 피검사자가 호흡하는 동안에 폐 내외로 유동하는 공기의 기류를 감지 및 측정하는 호흡기류 측정 방법이다.
과거에는 폐활량을 측정하는데 있어서 폐용적의 변화능력을 직접 측정하는 전자의 방식이 주로 이용되었으나, 최근에는 대부분 호흡기류를 측정하는 방식이 주로 이용된다.
종래의 임상 폐활량계와 같은 호흡기류 계측장치는 임상용으로 제작된 것이므로 고가이며 크기가 커서 만성호흡기 질환자가 휴대하면서 간편하게 호흡기류를 측정하기가 사실상 불가능하다. 전자식 폐활량계를 휴대 가능한 소형으로 제작하는 경우에 가장 큰 어려움은 직접 계측할 수 없는 생체변수를 계측 가능한 물리 변수로 변환하는 호흡기류 계측을 위한 센서소자의 소형화이다.
종래의 뉴모탁 방식의 계측기(pneumotachography) 의 경우에는 호흡경로(호흡관) 상에 유체 저항을 삽입시켜야 하는 데, 그물망(mesh)스크린, 캐필러(capillary)튜브등으로 구성되는 유체 저항의 구조상 소형화가 불가능하며, 터빈 방식의 계측기(tubinometry) 역시 호흡경로(호흡관)상에 회전하는 터빈을 장착하여야 하므로 소형화가 어렵다.
본 발명의 실시 예들은, 휴대가 용이하며 간편하게 호흡기류를 측정할 수 있는 휴대형 폐활량계를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은, 병원진료 및 원격진료에 활용 가능한 휴대형 폐활량계를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은, 전력 소모가 낮고 효율적인 유무선 통신이 가능한 휴대형 폐활량계를 제공한다.
본 발명의 일측에 따른, 휴대형 폐활량계는, 피검자의 호흡기류가 입력되는 소형 단방향 기류 계측용 호흡관과, 상기 호흡기류로부터 호흡신호를 발생시키고, 상기 호흡신호에 포함된 잡음 제거 및 신호레벨 증폭을 수행함으로써, 분석대상 신호를 생성하는 호흡신호 처리부와, 상기 분석대상 신호를 분석하여 진단 매개 변수를 산출하는 호흡신호 분석부 및 호흡신호 분석 결과를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.
상기 소형 단방향 기류 계측용 호흡관은, 일회성의 종이 또는 플라스틱 재질로 구성되며 피검자의 입과 접촉되는 입구와 상기 입구에 대향된 출구를 포함하는 원통형 관; 및 상기 원통형 관의 출구에 근접하여 상부로부터 상기 원통형 관을 관통하여 하부 외측으로 연장되도록 형성되며, 상부는 폐쇄되고 하부는 개방된 관형으로 형성된 감지로드를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 감지로드는, 상기 원통형 관의 호흡경로상에서 상기 원통형 관의 입구측으로 기류를 계측하기 위한 다수의 샘플링 구멍이 일정간격으로 이격하여 길이방향으로 형성될 수 있다.
상기 휴대형 폐활량계는, 상기 소형 단방향 기류 계측용 호흡관이 탈착되면, 상기 호흡신호 처리부 및 상기 호흡신호 분석부로의 전원 공급을 차단하는 전원 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 휴대형 폐활량계는, 무선통신부 및 유선 통신부로 동일한 기기가 접속되면, 상기 무선 통신부 또는 상기 유선 통신부 중 어느 하나를 비활성화 시키는 통신 모드 선택부를 더 포함할 수 있다.
상기 휴대형 폐활량계는, 상기 무선 통신부 또는 상기 유선 통신부를 통해 상기 외부 장치가 접속되면, 상기 호흡신호 분석부를 비활성화 시키고, 상기 분석 대상 신호가 상기 호흡신호 분석부를 거치지 않고 상기 무선 통신부 또는 상기 유선 통신부를 통해 상기 외부 장치로 전송되도록 제어하는 연결 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 휴대형 폐활량계는, 상기 호흡신호 분석 결과를 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 디스플레이부는, 전원이 턴온되면, 상기 저장부에 저장된 데이터 중 가장 높은 폐활량 측정값에 대응하는 데이터를 디스플레이 할 수 있다.
상기 진단 매개 변수는, 진단을 위해 필요한 것으로서, 최대호식기류(PEF; peak expiratory flow rate), 일초량(FEV 1.0; forced expiratory volume in 1 second), 강제폐활량(FVC ; forced vital capacity) 및 FEV 1.0/FVC 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 휴대가 용이하며 간편하게 호흡기류를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 병원진료 및 원격진료에 활용 가능한 휴대형 폐활량계가 제공된다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 전력 소모가 낮고 효율적인 유무선 통신이 가능한 휴대형 폐활량계가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대형 폐활량계의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대형 폐활량계를 나타낸다.
도 3은 도 1 또는 도 2의 소형 단방향 기류 계측용 호흡관의 구성을 나타낸다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대형 폐활량계의 구성을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 휴대형 폐활량계(100)는 소형 단방향 기류 계측용 호흡관(110), 호흡신호 처리부(120), 호흡신호 분석부(130) 및 디스플레이부(140)를 포함한다. 또한, 휴대형 폐활량계(100)는 저장부(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
소형 단방향 기류 계측용 호흡관(110)은, 피검자의 호흡기류가 입력 받는다. 소형 단방향 기류 계측용 호흡관(110)은 탈부착 가능하며, 일회성의 종이 또는 프라스틱 재질로 구성될 수 있다. 소형 단방향 기류 계측용 호흡관(110)은 호흡감지 센서(미도시 함)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 호흡감지 센서는 호흡기류의 온도나 압력을 감지하고, 호흡기류 신호를 생성할 수 있다.
호흡신호 처리부(120)는 호흡기류 또는 호흡기류 신호로부터 호흡신호를 발생시키고, 상기 호흡신호에 포함된 잡음 제거 및 신호레벨 증폭을 수행함으로써, 분석대상 신호를 생성한다. 호흡신호 처리부(120)는 필터부(121) 및 신호레벨 증폭부(123)를 포함하여 구성될 수 있다. 필터부(121)는 호흡신호에 포함된 잡음을 제거하고, 신호레벨 증폭부(123)는 잡음이 제거된 호흡신호의 신호 레벨을 증폭한다. 잡음이 제거되고, 신호 레벨이 증폭된 호흡신호는 분석대상 신호에 해당한다.
실시 예에 따라서, 호흡신호 처리부(120)는 동압력을 감지하여 전기신호를 발생시키기 위한 차압센서(미 도시 함)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
호흡신호 분석부(130)는 분석대상 신호를 분석하여 진단 매개 변수를 산출한다. 호흡신호 분석부(130)는 분석대상 신호 수신부(131) 및 계산부(133)를 포함하여 구성될 수 있다. 분석대상 신호 수신부(131)는 분석대상신호를 수신한다. 계산부(133)는 호흡유량, 호흡유속 등을 계산한다. 이때, 진단 매개 변수는 최대호식기류(PEF; peak expiratory flow rate), 일초량(FEV 1.0; forced expiratory volume in 1 second), 강제폐활량(FVC ; forced vital capacity) 및 FEV 1.0/FVC 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 호흡유량 또는 호흡유속의 계산 방법 등은 널리 알려진 범용적인 계산 방식이 사용될 수 있다.
디스플레이부(140)는 호흡신호 분석 결과를 디스플레이 한다. 디스플레이부(140)는 호흡신호 분석결과를 디스플레이하거나, 호흡유량의 상/중/하를 표시할 수 있다.
저장부(150)는 호흡신호 분석결과를 저장한다. 실시 예에 따라서, 저장부(150)는 이동식 저장 매체를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 휴대형 폐활량계(100)는 전원이 턴온 되면, 디스플레이부(140)에 저장부(140)에 저장된 데이터 중 가장 높은 폐활량 측정값에 대응하는 데이터를 디스플레이할 수 있다. 또한, 전원이 턴 온 된 이후, 폐활량 측정이 여러 번 수행된 경우에, 휴대형 폐활량계(100)는 가장 큰 값을 디스플레이하고, 일정 시간이 지나면 대기상태로 동작할 수 있다. 실시 예에 따라서, 휴대형 폐활량계(100)는 휴대형 폐활량계(100)의 여러가지 동작을 제어하기 위한 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대형 폐활량계를 나타낸다.
도 2에 도시된 휴대형 폐활량계(200)는, 휴대형에 적합하고, 원격진료 및 저전력을 구현하기 위한 구성요소를 포함한다. 도 2에 표기된 참조 번호 중 도 1과 동일한 참조 번호는 동일한 기능 및 동작을 수행하는 구성요소를 나타낸다. 따라서, 도 1과 동일한 참조 번호를 갖는 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.
휴대형 폐활량계(200)는, 휴대형 폐활량계(100)의 구성을 모두 포함하며, 소형 단방향 기류 계측용 호흡관(110), 몸체부(201), 사용자 인터페이스부(203), 디스플레이부(140) 및 오디오 출력부(205)를 포함한다.
몸체부(201)는 호흡신호 처리부(120), 호흡신호 분석부(130), 전원 제어부(260), 통신부(270) 및 연결제어부(280)를 포함한다.
전원 제어부(260)는 소형 단방향 기류 계측용 호흡관(110)이 탈착되면, 호흡신호 처리부(120) 및 호흡신호 분석부(130)로의 전원 공급을 차단한다. 소형 단방향 기류 계측용 호흡관(110)이 탈착되면, 휴대형 폐활량계(200)는 폐활량 검사 이외의 동작만을 수행한다. 따라서, 전원 제어부(260)는 불필요한 전력 소모를 줄이기 위해, 소형 단방향 기류 계측용 호흡관(110)이 탈착되면, 호흡신호 처리부(120) 및 호흡신호 분석부(130)로의 전원 공급을 차단한다. 전원 제어부(260) 기계식 스위치 또는 트랜지스터 또는 소프트 스위치 등으로 구성될 수 있다.
통신부(270)는 외부 장치와 데이터를 송수신 한다. 즉, 통신부(270)는 저장부(140)에 저장된 데이터를 PC 등으로 전송하거나, 분석 대상 신호를 외부 장치로 전소하는 기능을 수행한다. 통신부(270)는 무선 통신부(271), 유선 통신부(273) 및 통신 모드 선택부(275)를 포함하여 구성될 수 있다.
무선 통신부(271)는 외부 장치와 무선으로 데이터를 송수신 한다. 무선 통신부(271)는 불루투스 통신, 적외선 통신, 무선 랜 등 근거리 통신 등의 무선 인터페이스를 이용하여 휴대폰, 노트북, PC 등과 무선 통신을 수행할 수 있다.
유선 통신부(273) 외부 장치와 유선으로 데이터를 송수신 한다. 이를 위해, 유선 통신부(273)는 커넥터, 케이블 접속단자, USB 접속 단자 등을 포함하여 구성될 수 있다.
통신 모드 선택부(275)는 무선 통신부(271) 및 유선 통신부(273)로 동일한 외부 장치가 접속되는 경우에, 무선 통신부(271) 또는 유선 통신부(273) 중 어느 하나를 비활성화 시키는 동작을 수행한다. 이를 위해, 통신 모드 선택부(275)는 무선 통신부(271) 및 유선 통신부(273)로 동일한 외부 장치가 접속되는지를 검출하는 수단 및 무선 통신부(271) 및 유선 통신부(273)로 동일한 외부 장치가 접속된 것으로 검출되면, 기 설정된 방식에 따라 무선 통신부(271) 또는 유선 통신부(273) 중 어느 하나를 통해 휴대형 폐활량계(200)와 외부 장치가 연결되도록 하는 수단을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 기 설정된 방식은 사용자의 선택 또는 통신 상태에 따라 결정될 수 있다. 통신 모드 선택부(275)는 외부 장치로부터 수신되는 식별정보를 이용하여, 무선 통신부(271) 및 유선 통신부(273)로 동일한 외부 장치가 접속 되었는지를 판단할 수 있다. 또한, 통신 모드 선택부(275)는 휴대형 폐활량계(200)에 구비된 배터리(미 도시 함) 잔량이 얼마 남지 않았다고 판단되면, 전력 소모가 무선 통신 보다 적은 유선 통신이 수행되도록 통신부(270)을 제어할 수 있다.
연결 제어부(280)는 무선 통신부(271) 또는 유선 통신부(273)를 통해 상기 외부 장치가 접속되면, 상기 호흡신호 분석부를 비활성화 시키고, 상기 분석 대상 신호가 상기 호흡신호 분석부를 거치지 않고 상기 무선 통신부 또는 상기 유선 통신부를 통해 상기 외부 장치로 전송되도록 제어한다. 즉, 연결 제어부(280)는, 휴대형 폐활량계(200)와 PC간에 통신 상태가 설정되면, PC에 설치된 소프트웨어를 통해 호흡신호가 분석되도록 함으로써, 전력 소모를 줄이고 보다 정확한 검사가 수행될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.
사용자 인터페이스부(203)는, 사용자가 조작하기 위한 버튼 또는 키패드로 구성될 수 있다.
오디오 출력부(205)는, 호흡기류가 일정 량 이상 입력되면 기계음을 출력함으로써, 측정이 완료 되었음을 피검자에게 알려 줄 수 있다.
도 3은 도 1 또는 도 2의 소형 단방향 기류 계측용 호흡관의 구성을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 호흡관(110)은 일회성의 종이 또는 플라스틱 재질로 구성되며, 피검자의 입과 접촉되는 입구(312)와 이에 대향된 출구(313)를 갖는 원통형 관(310)과 이 원통형 관(310)의 출구측에 근접하여 형성되며 내경 1mm를 갖는 가는 막대형 관으로 구성된 감지로드(330)를 포함한다.
감지로드(330)는 원통형 관(310)의 출구측으로부터 5mm 이내로 근접하게 형성되며 원통형 관(310)의 상부로부터 원통형 관(310)을 관통하여 하부 외측으로 연장된 내경 1mm를 갖는 가는 막대형의 원형 관으로 구성될 수 있다. 감지로드(330)의 상부는 폐쇄되고 하부는 개방된다. 원통형 관(310)의 내부에 형성되는 감지로드(330)의 일측 즉, 원통형 관(310)의 입구측에는 유속을 측정하기 위한 다수의 샘플링 구멍(331)이 길이방향으로 일정간격으로 이격하여 형성될 수 있다.
여기서, 원통형 관(310)은 길이가 35mm이고, 직경이 15mm를 가지며, 호흡관(110)의 호흡경로인 원통형 관(310)의 내부에는 내경 1mm의 가는 막대형의 원형 관인 감지로드(330)만이 위치하여 유체저항이 거의 존재하지 않는다. 또한, 감지로드(330)의 일측(원통형 관의 입구측)에 형성된 3개의 샘플링 구멍(331)은 기류가 흐르는 중심축, 중심축 ±2.5mm 지점에 각각 형성되어 총 3개로 구성될 수 있다.
여기서, 호흡관(110)을 구성하는 원통형 관(310)의 길이는 피검자가 원통형관(310)을 입에 물고 호흡하기 용이하고, 원통형 관(310)의 내부에 유속을 측정하기 위한 감지로드(330)가 삽입되기 위한 최소 길이인 35mm로 설정될 수 있다. 원통형 관(310)의 길이가 설정되면 설정된 길이에 따라 원통형 관(310)의 직경 및 감지로드(330)의 형성위치가 결정되어야 한다. 이때, 호흡관(110)의 직경은 미국 흉부학회(ATS, American Thoracic Society)의 표준을 만족시키도록 제작될 수 있다.
미국 흉부학회에서는 임상용 폐활량계의 유체저항 최대치가 1.5 cmH2O/ℓ/sec가 되도록 권고하고, 자가 진단용 폐활량계의 유체저항 최대치가 2.5 cmH2O/ℓ/sec가 되도록 권고하며, 측정하여야 하는 최대 호흡 기류값(F)이 14 ℓ/sec가 되도록 권고하고 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 피검자의 호흡기류가 입력되는 소형 단방향 기류 계측용 호흡관;
    상기 호흡기류로부터 호흡신호를 발생시키고, 상기 호흡신호에 포함된 잡음 제거 및 신호레벨 증폭을 수행함으로써, 분석대상 신호를 생성하는 호흡신호 처리부;
    상기 분석대상 신호를 분석하여 진단 매개 변수를 산출하는 호흡신호 분석부; 및
    호흡신호 분석 결과를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는, 휴대형 폐활량계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소형 단방향 기류 계측용 호흡관은,
    일회성의 종이 또는 플라스틱 재질로 구성되며 피검자의 입과 접촉되는 입구와 상기 입구에 대향된 출구를 포함하는 원통형 관; 및
    상기 원통형 관의 출구에 근접하여 상부로부터 상기 원통형 관을 관통하여 하부 외측으로 연장되도록 형성되며, 상부는 폐쇄되고 하부는 개방된 관형으로 형성된 감지로드를 포함하는, 휴대형 폐활량계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지로드는,
    상기 원통형 관의 호흡경로상에서 상기 원통형 관의 입구측으로 기류를 계측하기 위한 다수의 샘플링 구멍이 일정간격으로 이격하여 길이방향으로 형성되어 있는, 휴대형 폐활량계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소형 단방향 기류 계측용 호흡관이 탈착되면, 상기 호흡신호 처리부 및상기 호흡신호 분석부로의 전원 공급을 차단하는 전원 제어부를 더 포함하는, 휴대형 폐활량계.
  5. 제1항에 있어서,
    외부 장치와 무선으로 데이터를 송수신하기 위한 무선 통신부;
    상기 외부 장치와 유선으로 데이터를 송수신하기 위한 유선 통신부; 및
    상기 무선통신부 및 상기 유선 통신부로 동일한 기기가 접속되면, 상기 무선 통신부 또는 상기 유선 통신부 중 어느 하나를 비활성화 시키는 통신 모드 선택부를 더 포함하는, 휴대형 폐활량계.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무선 통신부 또는 상기 유선 통신부를 통해 상기 외부 장치가 접속되면, 상기 호흡신호 분석부를 비활성화 시키고, 상기 분석 대상 신호가 상기 호흡신호 분석부를 거치지 않고 상기 무선 통신부 또는 상기 유선 통신부를 통해 상기 외부 장치로 전송되도록 제어하는 연결 제어부를 더 포함하는, 휴대형 폐활량계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 호흡신호 분석 결과를 저장하는 저장부를 더 포함하고,
    상기 디스플레이부는, 전원이 턴온되면, 상기 저장부에 저장된 데이터 중 가장 높은 폐활량 측정값에 대응하는 데이터를 디스플레이하는, 휴대형 폐활량계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 진단 매개 변수는,
    최대호식기류(PEF; peak expiratory flow rate), 일초량(FEV 1.0; forced expiratory volume in 1 second), 강제폐활량(FVC ; forced vital capacity) 및 FEV 1.0/FVC 중 적어도 하나를 포함하는, 휴대형 폐활량계.
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