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병상환자의 움직임 감지 시스템 구현
Implementation of Movement Detection System for Patient on Bed 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.19 no.5 = no.74, 2015년, pp.458 - 463  

백성호 (창원대학교 전자공학과) ,  전민식 (창원대학교 전자공학과) ,  고봉진 (창원대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 IEEE 802.15.4 기반 무선 센서 네트워크와 압력패드와 가드센서를 이용하여 병실 내 환자의 동작을 감지하는 시스템을 개발 하였다. 이 시스템은 주간에 환자의 일상적인 활동 뿐 만 아니라 특히 야간 취침 시에 발생하는 낙상 사고 감지를 위해 설계 되었다. 환자의 침대에 설치된 노드는 압력 패드 및 가드 센서에서 환자의 활동 및 낙상을 감지하여 게더로 송신하고 게더에 수신된 데이터는 TCP/IP 통신으로 업무 지원 센터의 모니터로 보내도록 하였다. 이때 압력 패드 및 가드 센서가 on, off 동작 시에 발생하는 스위치 채터링 현상을 방지하기 위해 타이머를 사용 하였다. 그리고 통신 모듈의 송신 파워를 조절하여 병실의 다양한 환경에서 적용이 가능 하도록 구성 하였으며 수집된 데이터를 바탕으로 간호사가 실시간으로 병상의 환자 상태를 확인하고 관리 할 수 있게 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper suggests detection system for the movement of patient on bed based on IEEE802.15.4 by using pressure pad and guard sensor. The system is designed to detect ordinary activities of patients on bed as well as patients' falling from the bed while sleeping at night. The node that is installed ...

주제어

#Pressure pad   #Guard sensor   #Monitoring system   #Falling   #TCP/IP  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 병실에서 발생 할 수 있는 침대에서의 낙상 사고를 감지하여 실시간으로 간호사가 환자를 관리 할 수 있는 모니터링 시스템을 구현 하였다. 압력 패드, 가드 센서, wiz107sr, IEEE 802.
  • 본 논문에서는 실제적으로 병실 내부 적용이 가능하며 위와 같은 불편함을 야기 하지 않도록 야간에 병실의 환자 낙상으로 인한 사고 방지에 대한 모니터링 시스템을 개발 하였다. 제안한 시스템은 각각의 노드를 개별 침대에 설치하고 게더를 병실 벽 상단에 설치하여 침대 양옆의 가드가 내려가거나 압력패드가 떨어질 경우 이를 낙상으로 감지하여 노드에서 게더로 데이터를 송신하고 게더는 TCP/IP를 통해 서버 및 업무 지원 센터에 있는 모니터로 전송하고 간호사는 모니터 상의 정보를 이용하여 환자의 현재 상태를 실시간으로 관리 할 수 있도록 구현 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
의료기관에서 낙상의 특징은 무엇인가? 낙상은 의료기관에서 가장 일반적으로 발생하는 사고의 하나이며 의료기관은 어느 곳이나 낙상이 빈번하게 일어날 수 있는 위험한 장소이다. 외국의 경우 의료기관의 낙상 발생률은 3.
현재 연구되는 낙상 방지 시스템의 문제점은? 이미 낙상 사고 감지 시스템으로 ACSS (accelerometer smart sensor)를 이용하여 3축에 대한 설정 값 이상 또는 이하가 되면 낙상으로 판단하여 데이터를 휴대폰으로 전송하여 관리자가 확인 할 수 있도록 시스템에 대한 연구가 진행 중이며 [3],[4], 이외에도 촬영한 영상을 이용한 비디오카메라, 인간과 물체의 온도 차이를 이용하여 인간을 추적하고 낙상을 감지하는 적외선 센서, 스마트폰의 가속도 및 기울기 센서를 이용하여 낙상 시 현재 위치를 빠르게 제공하는 등의 낙상방지 시스템이 연구되고 있으며,간호 협회 및 다른 기관에서 낙상 사고 방지를 위한 시스템 구축이 끊임없이 연구되고 있다. 하지만 이러한 낙상 방지 시스템의 경우, 환자의 신체 일부에 부착 하여 일상생활 및 취침 시에 불편함이 발생하고 특히 취침 시에 환자의 뒤척임으로 인해 센서 모듈 이탈로 인한 센서 오동작으로 2차 사고의 위험이 있을 뿐만 아니라 환자의 생활이 직접적으로 노출되기 때문에 사생활 보호가 힘들다 [5].
본 고에서 제안한 시스템의 낙상 감지에 대한 구체적인 알고리즘은? 낙상 감지에 대한 구체적인 알고리즘은 그림 2와 같다. 압력 패드의 특성상 on/off 반복으로 인한 채터링 현상 때문에 뒤척임 및 인위적인 침대 이탈시 불필요한 데이터가 많이 발생 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 설정된 시간 이외에는 데이터 전송이 없도록 알고리즘을 구성 하였다. 일상생활이 가능한 환자가 의자에 앉아 있는 상태에서 완전히 이탈 되는 경우 평균 시간이 약 2 sec±0.11 sec이다 [6]. 이 시간을 참고하여 침상의 환자에 어깨와 골반에 아래에 각각 압력 패드를 설치하여, 이 패드 둘 중 하나라도 off시 타이머가 동작하여 일정시간 이내에 또 다른 패드가 off가 되면 낙상으로 판단하여 낙상 데이터를 전송 한다. 일정시간 이후의 시간에 대해서는 인위적인 이탈로 감지하여 낙상데이터를 전송하지 않고 타이머가 초기화 된다.
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참고문헌 (8)

  1. J. G. Shin, Prevalence and management of falls among elderly in a hospital, M.S. dissertation, Hanyang University, Feb. 2011. 

  2. J. I. Shin and H. J. Kim, "A study on care helper insight and fall-related knowledge through fall prevention education," Society of Occupational Therapy for the Aged and Dementia, Vol. 6, No. 1, June 2012. 

  3. M. Estudillo-Valderrama, L. M. Roa, J. Reina-Tosina, and D. Naranjo-Hernandez, "Design and implementation of a distributed fall detection system personal server," IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, Vol. 13, No. 6, Nov. 2009. 

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  4. L. Tong, Q. Song, Y. J. Ge, and M. Liu, "HMM-based human fall detection and prediction method using tri-axial accelerometer," IEEE Sensors Journal, Vol. 13, No. 5, May 2013. 

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  5. W. S. Baec, Fall detection system design on wireless body area network environment, M.S. dissertation, Josun University, Feb. 2013. 

  6. A. Arcelus, I. Veledar, R. Goubran, F. Knoefel, H. Sveistrup, and M.Bilodeau, "Measurements of sit-to-stand timing and symmetry from bed pressure sensors," IEEE Transactions on Instru -mentation and Measurement, Vol. 60, No. 5, May 2011. 

    상세보기

  7. H. B. Kim, "The security requirement and zigbee technology in ubiquitous environment," Korea Institute of Information Security & Cryptology, Vol. 17, No. 1, pp. 79-88, 2007. 

  8. Digi International Inc. XBee/XBee-PRO DigiMesh 2.4 RF Modules Datasheet [Internet]. Available : http://www.digi.com/support/productdetail?pid3524&typedocumentation. 

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