KR101504633B1 - Ａｒ 기반 양방향 ｃｐｒ 시뮬레이터 장치 및 시스템 - Google Patents

Ａｒ 기반 양방향 ｃｐｒ 시뮬레이터 장치 및 시스템 Download PDF

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Abstract

AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치가 제공되며, 적어도 하나의 공급자 단말로부터 공급 컨텐츠에 대한 공급 데이터를 수신하는 단계, 공급 데이터에 포함된 메타 데이터를 이용하여 공급 컨텐츠를 등록 및 분류하는 단계, 사용자 단말로부터 공급 데이터에 대한 검색 이벤트를 수신하는 단계, 검색 이벤트에 대응되도록 공급 데이터를 매칭 알고리즘에 기초하여 검색 및 정렬하고, 사용자 단말로 전송하는 단계 및 사용자 단말로부터 공급 데이터를 선택하는 선택 이벤트가 발생하면, 사용자 단말과 선택된 공급자 단말을 실시간으로 연결하는 단계를 포함한다.

Description

ＡＲ 기반 양방향 ＣＰＲ 시뮬레이터 장치 및 시스템{APPARTUS AND SYSTEM FOR INTERACTIVE CPR SIMULATOR BASED ON AUGMENTED REALITY}
본 발명은 AR 기반 양방향 CPR(Cardiopulmonary resuscitation, 심폐소생술)시뮬레이터 장치 및 시스템에 관한 것이다.
최근, 심정지 환자는 연간 만 명을 넘어서고 있으며, 목격자에 의한 심폐 소생술을 시행한 경우, 심정지 환자의 생존율은 1% 정도로 외국과 비교할 때 극히 낮은 수준이다. 즉, 국내의 경우 목격자 중 약 1% 만이 심폐 소생술이 가능하다는 의미가 될 수 있다.
CPR(Cardiopulmonary resuscitation, 심폐소생술) 교육 방식은 이론 위주의 교육으로 인하여 환자의 반응이나 시술의 정확도를 판단하기가 어려우며, 교육자의 1:1 피드백이 어려운 상황이다. 이때, CPR을 정확하게 할 수 있는 방법은 흉부 압박 지점을 정확하게 알려주는 방법으로 이루어지고 있다. 이와 관련하여 선행기술인 한국공개특허 제2012-0053728호(2012.05.29 공개)에는 흉부 압박을 실시할 때, 훈련자가 흉부의 어느 부위를 어느 방향으로 압박하는지를 검출하여 표시하는 방법을 개시한다.
다만, 심폐 소생술은 정확한 압박 지점, 세기 및 주기가 요구되는데, 일반적인 더미(Dummy)를 이용하여 심폐 소생술을 실습하는 경우, 이를 습득하는 것은 용이하지 않다. 그리고, 실제 응급 상황이 발생한 경우 사용자는 당황하여 제대로 심폐 소생술을 습득했다고 하더라도 이를 정확히 실시하지 못하는 경우가 대부분이다.
본 발명의 일 실시예는, 정확한 압박 지점, 세기 및 주기를 실시간으로 증강 현실을 통하여 사용자에게 피드백하고, 사용자의 자세를 깊이 영상으로 촬영함으로써 정확한 자세를 직관적으로 표시할 수 있고, 실제 응급 상황이 발생한 것과 같은 증강 현실을 제공함으로써 사용자가 실제 응급 상황에서도 당황하지 않고 심폐 소생술을 실시할 수 있는 AR 기반 양방향 CPR(Cardiopulmonary resuscitation, 심폐소생술) 시뮬레이터 장치 및 시스템을 제공할 수 있다. 다만, 본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 적어도 하나의 압력 센서로부터 적어도 하나의 압력 센서로 입력되는 압박 세기 및 압박 주기를 수신하는 압박 정보 수신부, 온/오프(On/Off) 스위치 회로로부터 더미(Dummy)의 기도가 확장되었는지의 여부를 수신하는 기도 정보 수신부, 굽힘 센서로부터 수신된 굽힘 정도 데이터를 수신하고, 기도로 유입된 유량 데이터를 산출하는 유량 정보 산출부 및 제 1 프로젝터를 통하여 수신된 적어도 하나의 정보를 적어도 하나의 기준 정보와 비교하여 출력하는 AR 출력부를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 정확한 압박 지점, 세기 및 주기를 실시간으로 증강 현실을 통하여 사용자에게 피드백하고, 사용자의 자세를 깊이 영상으로 촬영함으로써 정확한 자세를 직관적으로 표시할 수 있고, 실제 응급 상황이 발생한 것과 같은 증강 현실을 제공함으로써 사용자가 실제 응급 상황에서도 당황하지 않고 심폐 소생술을 실시할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이션 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 압력 센서, 온/오프 스위치 회로, 굽힘 센서가 더미에 장착된 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 적어도 하나의 깊이 RGB 센서가 사용자에게 장착된 일 실시예와 이를 촬영한 깊이 RGB 영상을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 제 1 프로젝트로 투사된 증강 현실 가시화 결과의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 더미에 사용자가 인공 호흡을 실시하는 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 더미에 사용자가 심폐 소생술을 실시하는 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 압력 센서, 온/오프 스위치 회로, 굽힘 센서가 더미에 장착된 구현예를 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AR 기반 양방향 CPR(Cardiopulmonary resuscitation, 심폐소생술)시뮬레이션 시스템을 설명하기 위한 구성도이다. 도 1을 참조하면, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이션 시스템(1)은 적어도 하나의 압력 센서(100), 온/오프 스위치(200), 굽힘 센서(300), 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400), 깊이 RGB 카메라(RGB-Depth Camera, 500), 제 1 프로젝터(600), 제 2 프로젝터(700), AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이션 시스템(1)은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 1을 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니다.
이때, 도 1의 각 구성요소들은 일반적으로 네트워크(network, 900)를 통해 연결된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 네트워크(900)를 통하여 적어도 하나의 압력 센서(100), 온/오프 스위치(200), 굽힘 센서(300)와 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)가 연결될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400) 및 깊이 RGB 카메라(500)는 네트워크(900)를 통하여 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)가 연결될 수 있다. 그리고, 제 1 프로젝터(600) 및 제 2 프로젝터(700)는 네트워크(900)를 통하여 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)와 연결될 수 있다.
여기서, 네트워크(900)는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크(900)의 일 예는, 블루투스(Bluetooth), 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 3G, 4G, LTE, Wi-Fi 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다. 도 1에 도시된 적어도 하나의 압력 센서(100), 온/오프 스위치(200), 굽힘 센서(300), 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400), 깊이 RGB 카메라(RGB-Depth Camera, 500), 제 1 프로젝터(600), 제 2 프로젝터(700), AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)는 도 1에 도시된 것들로 한정 해석되는 것은 아니다.
적어도 하나의 압력 센서(100)는 더미(Dummy)의 가슴 부분에 위치할 수 있다. 적어도 하나의 압력 센서(100)는 적어도 하나의 압력 센서(100)로 입력되는 압박 세기, 압박 주기를 감지할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 압력 센서(100)는 예를 들어, X 좌표를 따라 적어도 2 개, Y 좌표를 따라 적어도 2 개 위치할 수 있다. 또한, 더미의 가슴 후면에 적어도 하나의 압력 센서(100)가 위치하고, 적어도 하나의 압력 센서(100)와 더미의 가슴 전면 사이에는 적어도 하나의 스프링이 위치할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 더미를 이용하여 심폐 소생술을 실시할 때 스프링이 상하로 움직이며 탄성력을 제공하므로 사람과 같은 느낌을 가질 수 있다. 또한, 스프링의 위치에 대응되도록 적어도 하나의 압력 센서(100)가 위치함으로써 스프링을 통하여 가해지는 압력을 적어도 하나의 압력 센서(100)가 받을 수 있다.
온/오프 스위치 회로(200)는 더미의 기도가 열렸는지 또는 닫혔는지의 여부를 확인할 수 있다. 즉, 더미의 목젖 부분에 온/오프 스위치 회로(200)가 위치하고, 더미의 목이 뒤로 젖혀지면 기도가 열리게 되므로 온/오프 스위치 회로(200)는 오프되고, 더미의 목이 앞으로 젖혀져서 기도가 닫히게 되면 온/오프 스위치 회로(200)는 온될 수 있다. 이에 따라, 온/오프 스위치 회로(200)는 더미의 기도가 닫히거나 열리는 것을 알 수 감지할 수 있게 된다.
굽힘 센서(300)는 더미의 폐 또는 배 부분에 위치할 수 있다. 굽힘 센서(300)는 굽혀진 정도를 데이터로 출력할 수 있다. 이때, 사용자가 더미의 입을 통하여 인공 호흡을 실시하는 경우, 굽힘 센서(300)의 하부에 위치한 공기 주머니가 부풀게 된다. 이에 따라, 공기 주머니에 공기가 유입될수록 공기 주머니가 부풀게 되므로 굽힘 센서(300)는 점점 일정 경사를 가질 수 있게 된다. 따라서, 굽힘 센서(300)를 통하여 사용자가 충분한 숨을 불어넣었는지의 여부를 측정할 수 있다.
적어도 하나의 깊이 RGB 센서(RGB-Depth Sensor, 400)는 사용자의 손목, 팔꿈치, 어깨, 허리 등에 부착될 수 있고, 깊이 RGB 카메라(500)에 의해 촬영될 수 있다. 이때, 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400)는 깊이 RGB 카메라(500)에 의해 촬영되는 경우, 3D 이미지가 생성될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400)를 촬영하는 경우, 팔목, 팔꿈치, 어깨, 허리 등의 각도를 알 수 있기 때문에, 잘못된 자세를 취하고 있거나 하는 경우 이를 실시간으로 사용자에게 알려줄 수 있는 입력값을 제공할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400)는 색상을 다르게 가질 수도 있다.
제 1 프로젝터(600)는 적어도 하나의 압력 센서(100), 온/오프 스위치 회로(200), 굽힘 센서(300), 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400)로부터 수신된 적어도 하나의 정보 데이터에 기초하여 사용자에게 실시간으로 피드백을 주도록 증강 현실 화면을 출력할 수 있다. 이때, 제 1 프로젝터(600)는 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)로부터 출력된 증강 현실 화면을 투사(Projecting)할 수 있고, 해당 화면은 더미가 위치한 영역일 수 있다.
제 2 프로젝터(700)는 응급 상황을 증강 현실로 재현하기 위하여, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)로부터 출력된 증강 현실 화면을 투사할 수 있고, 해당 화면은 더미가 위치한 영역과 직각을 이루는 영역일 수 있다. 이때, 증강 현실 화면은 응급 상황을 재현한 적어도 하나의 영상일 수 있고, 이를 통해 사용자가 실제 상황에서도 심폐 소생술과 인공 호흡을 침착하게 실시할 수 있도록 한다.
AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)는 적어도 하나의 압력 센서(100), 온/오프 스위치 회로(200), 굽힘 센서(300), 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400), 깊이 RGB 카메라(500)로부터 수신된 데이터와 영상을 수집하고 해석하여 사용자에게 실시간으로 인공 호흡과 심폐 소생술에 대한 피드백을 주는 장치일 수 있다. 여기서, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)는 제 1 프로젝터(600)를 통하여 사용자에게 피드백을 주도록 데이터를 출력하고, 제 2 프로젝터(700)를 통하여 사용자에게 증강 현실 영상을 제공하기 위하여 데이터를 출력한다.
이때, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)는 네트워크(900)를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다. 또한, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)는 네트워크(900)를 통해 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 단말로 구현될 수 있다. 사용자 단말(100)은 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 AR 기반 양방향 시뮬레이션 시스템을 예로 들어 설명하면 아래와 같다.
최근, 심정지 환자는 연간 만 명을 넘어서고 있으며, 목격자에 의한 심폐 소생술을 시행한 경우, 심정지 환자의 생존율은 1% 정도로 외국과 비교할 때 극히 낮은 수준이다. 즉, 국내의 경우 목격자 중 약 1% 만이 심폐 소생술이 가능하다는 의미가 된다.
이때, CPR 교육 방식은 이론 위주의 교육으로 인하여 환자의 반응이나 시술의 정확도를 판단하기가 어려우며, 교육자의 1:1 피드백이 어려운 상황이다. 또한, 심폐 소생술은 정확한 압박 지점, 세기 및 주기가 요구되는데, 일반적인 더미(Dummy)를 이용하여 심폐 소생술을 실습하는 경우, 이를 습득하는 것은 용이하지 않다. 그리고, 실제 응급 상황이 발생한 경우 사용자는 당황하여 제대로 심폐 소생술을 습득했다고 하더라도 이를 정확히 실시하지 못하는 경우가 대부분이다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이션 시스템은, 정확한 압박 지점, 세기 및 주기를 실시간으로 증강 현실을 통하여 사용자에게 피드백하고, 사용자의 자세를 깊이 영상으로 촬영함으로써 정확한 자세를 직관적으로 표시할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이션 시스템은, 실제 응급 상황이 발생한 것과 같은 증강 현실을 제공함으로써 사용자가 실제 응급 상황에서도 당황하지 않고 심폐 소생술을 실시할 수 있도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)는 압박 정보 수신부(810), 기도 정보 수신부(820), 유량 정보 산출부(830), AR 출력부(840) 및 자세 정보 수신부(850)를 포함할 수 있다.
이때, 네트워크(900) 연결은 적어도 하나의 압력 센서(100), 온/오프 스위치(200), 굽힘 센서(300), 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400), 깊이 RGB 카메라(RGB-Depth Camera, 500), 제 1 프로젝터(600), 제 2 프로젝터(700), AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)가 네트워크(900)로 연결되어 있는 단말과 통신을 위해 통신 접점에 통신 객체를 생성하는 것을 의미한다. AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치(800)는 통신 객체를 통해 서로 데이터를 교환할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치를 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 압박 정보 수신부(810)는 적어도 하나의 압력 센서(100)로부터 적어도 하나의 압력 센서(100)로 입력되는 압박 세기 및 압박 주기를 수신한다. 이때, 압박 세기는 사용자가 적어도 하나의 압력 센서(100)를 스프링을 통하여 압박한 강도일 수 있고, 압박 주기는 사용자가 적어도 하나의 압력 센서(100)를 스프링을 통하여 압박한 속도에 기초할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 압력 센서(100)는 더미의 흉부의 적어도 하나의 위치에 장착될 수 있고, 적어도 하나의 위치에 장착된 적어도 하나의 압력 센서(100)는 적어도 하나의 위치를 식별하도록 위치 데이터를 가질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 압력 센서(100)는 상하좌우 순으로 1, 2, 3, 4와 같은 식별자를 가질 수 있다. 또한, 적어도 하나의 압력 센서(100)는 더미의 흉부의 적어도 하나의 위치에 장착될 수 있고, 적어도 하나의 압력 센서(100)의 상부면에 적어도 하나의 스프링(미도시)이 장착될 수 있다.
또한, AR 출력부(840)는 적어도 하나의 압력 센서(100)로 압박 세기와 기준 압박 세기 정보를 비교하여 출력하고, 적어도 하나의 압력 센서(100)로 입력되는 압박 주기로부터 압박 속도(Pressure Rate)를 산출하고, 압박 속도를 기준 압박 속도 정보를 비교하여 출력하고, 적어도 하나의 압력 센서(100)로 입력되는 압박 세기에 기초하여 기준 압박 위치를 출력할 수 있다. 이때, 압박 정보 수신부(810) 또는 AR 출력부(840)는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함할 수 있다.
기도 정보 수신부(820)는 온/오프(On/Off) 스위치 회로(200)로부터 더미(Dummy)의 기도가 확장되었는지의 여부를 수신한다. 이때, 온/오프 스위치 회로(200)는 더미의 기도가 확장된 경우, 즉 기도에 홀이 발생한 경우 오프되고, 기도에 홀이 폐쇄된 경우 온이 되는 회로일 수 있다. 따라서, AR 출력부(840)는 더미의 기도가 확장되어 온/오프 스위치 회로(200)가 오프 상태를 출력하는 경우 기도가 확장되었다는 데이터를 출력하고, 더미의 기도가 폐쇄되어 온/오프 스위치 회로(200)가 온 상태를 출력하는 경우 기도가 폐쇄되었다는 데이터를 출력할 수 있다.
유량 정보 산출부(830)는 굽힘 센서(300)로부터 수신된 굽힘 정도 데이터를 수신하고, 더미의 기도로 유입된 유량 데이터를 산출한다. 즉, 산출된 유량 데이터는, 굽힘 센서(300)의 굽힘 정도 데이터인 굽힘 센서(300)의 기울기(Tilt)에 기초할 수 있고, AR 출력부(840)는, 산출된 유량 데이터와 인공 호흡시 필요한 기준 유량 데이터를 비교하여 출력할 수 있다.
자세 정보 수신부(850)는 깊이 RGB(RGB-Depth) 카메라(500)로부터 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(RGB-Depth Sensor, 400)를 촬영한 영상을 수신할 수 있다. 이때, AR 출력부(840)는 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400)의 위치 및 각도와 기준 위치 및 기준 각도를 비교하여 출력할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400)는, 사용자의 적어도 하나의 위치에 부착될 수 있고, 적어도 하나의 위치는, 사용자의 허리, 어깨, 팔꿈치, 손목일 수 있다.
AR 출력부(840)는 제 1 프로젝터(600)를 통하여 수신된 적어도 하나의 정보를 적어도 하나의 기준 정보와 비교하여 출력한다. 여기서, AR 출력부(840)는 응급 상황을 재현하기 위한 증강 현실 기반 응급 상황 영상을 제 2 프로젝터(700)를 통하여 투사하도록 할 수 있다. 이때, 제 2 프로젝터(700)가 투사하는 영역과 제 1 프로젝터(600)가 투사하는 영역은 직각을 이룰 수 있다.
이와 같은 도 2의 AR 기반 양방향 시뮬레이션 장치에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1을 통해 AR 기반 양방향 시뮬레이션 시스템에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.
도 3은 도 1에 도시된 압력 센서, 온/오프 스위치 회로, 굽힘 센서가 더미에 장착된 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 적어도 하나의 깊이 RGB 센서가 사용자에게 장착된 일 실시예와 이를 촬영한 깊이 RGB 영상을 도시한 도면이고, 도 5는 도 1에 도시된 제 1 프로젝트로 투사된 증강 현실 가시화 결과의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3의 좌측을 참조하면, 적어도 하나의 압력 센서(100)가 더미에 장착된 위치를 도시한다. 이때, 사용자가 더미의 가슴 부분을 압박하는 경우, 스프링을 통하여 압박 세기 및 압박 주기가 전달되고, 압력 센서(100)는 이를 감지할 수 있다.
도 3의 중간을 참조하면, 온/오프 스위치 회로(200)가 더미에 장착된 위치를 도시한다. 이때, 사용자가 더미의 목을 뒤로 젖히거나 앞으로 숙이는 경우 기도는 개방되거나 폐쇄된다. 이에 따라, 온/오프 스위치 회로(200)의 기도가 개방되는 경우 오프 신호를 출력할 수 있고, 기도가 폐쇄되는 경우 온 신호를 출력할 수 있다.
도 3의 우측을 참조하면, 굽힘 센서(300)가 더미에 장착된 위치를 도시한다. 이때, 사용자가 입을 통하여 호흡을 불어넣게 되면, 굽힘 센서(300)가 장착된 밑 부분의 공기 주머니가 부풀게 된다. 이에 따라, 굽힘 센서(300)는 굽혀지게 되고(Bending), 굽혀진 정도를 출력할 수 있으므로, 어느 정도의 유량이 유입되었는지의 여부를 판단할 수 있는 입력값이 될 수 있다.
도 4의 (a)를 참조하면, 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400)가 사용자에게 부착된 실시예를 도시하고, (b)를 참조하면, 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400)가 깊이 RGB 카메라(500)에 의해 촬영된 RGB 깊이 영상을 도시한다. RGB 깊이 영상은 깊이를 표현할 수 있기 때문에, 3D와 같은 효과를 낼 수 있고, 이에 따라 사용자가 정확한 자세를 취했는지의 여부를 2D에서 뿐만 아니라, 3D적으로도 확인할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(400) 간의 각도를 측정함으로써 사용자가 정확한 자세를 취하고 있는지의 여부를 확인할 수 있는 입력값으로 작용할 수 있다.
도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 더미가 실제 길거리에 누워있는 것과 같은 상황을 증강 현실로 디스플레이한다. 이때, 제 1 프로젝터(600)는 심폐 소생술의 압박 세기가 기준 압박 세기와 비교하여 어느 정도인지, 압박 속도가 기준 압박 속도와 비교하여 어느 정도인지의 여부를 실시간으로 출력하여 사용자가 실시간으로 심폐 소생술의 자세를 고칠 수 있도록 피드백할 수 있다. 또한, 제 1 프로젝터(600)는 압박 위치가 정확한지, 어느 방향으로 압박을 해야 하는지, 압박 자세는 바른지의 여부도 함께 표시할 수 있고, 압박 시작 시간으로부터 어느 정도의 시간이 경과했는지의 여부도 표시할 수 있다.
이와 같은 도 3 내지 도 5의 AR 기반 양방향 시뮬레이션 장치에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1 및 도 2를 통해 AR 기반 양방향 시뮬레이션 시스템에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.
도 6은 도 1에 도시된 더미에 사용자가 인공 호흡을 실시하는 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 7은 도 1에 도시된 더미에 사용자가 심폐 소생술을 실시하는 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 8은 도 1에 도시된 압력 센서, 온/오프 스위치 회로, 굽힘 센서가 더미에 장착된 구현예를 도시한 도면이다.
도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 제 2 프로젝터(700)를 통하여 실제 사고가 난 것과 같은 상황을 투사할 수 있다. 이때, 제 2 프로젝터(700)는 영상 뿐만 아니라 소음과 같은 사운드도 함께 출력할 수 있다. 그리고, 제 1 프로젝터(600)는 사용자가 정확한 시점에 숨을 불어넣고 있는지, 불어넣은 공기의 양은 기준 양과 비교하여 충분한지의 여부도 출력할 수 있다.
도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, 사용자가 심폐 소생술을 실시할 때, 즉 가슴 압박을 실시할 때, 제 1 프로젝터(600)는 각종 기준 정보와 비교한 피드백을 사용자에게 출력할 수 있다.
도 8의 (a)를 참조하면, 적어도 하나의 압력 센서(100)가 장착된 위치와, 그 상부에 스프링이 부착된 실시예와, 더미가 조립되는 과정을 도시한다. 이때, 적어도 하나의 압력 센서(100)는 상하좌우 직각을 이루면서 크로스로 배치될 수 있다. (b)를 참조하면, 온/오프 스위치 회로(200)가 장착되는 위치를 도시한다. (c)를 참조하면, 굽힘 센서(300)가 장착되는 위치를 도시한다. 이때, 적어도 하나의 압력 센서(100), 온/오프 스위치 회로(200) 및 굽힘 센서(300)는 더미에 임베디드 하드웨어(Embedded Hardware)로 장착될 수 있다.
이와 같은 도 6 내지 도 8의 AR 기반 양방향 시뮬레이션 장치에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1 내지 도 5를 통해 AR 기반 양방향 시뮬레이션 시스템에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.
도 1 및 도 2를 통해 설명된 일 실시예에 따른 AR 기반 양방향 시뮬레이션 시스템 및 장치는, 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. AR(Augmented Reality) 기반 양방향 CPR(Cardiopulmonary resuscitation, 심폐소생술) 시뮬레이터 장치에 있어서,
    적어도 하나의 압력 센서로부터 상기 적어도 하나의 압력 센서로 입력되는 압박 세기 및 압박 주기를 수신하는 압박 정보 수신부;
    온/오프(On/Off) 스위치 회로로부터 더미(Dummy)의 기도가 확장되었는지의 여부를 수신하는 기도 정보 수신부;
    상기 더미의 폐 혹은 배 부분에 위치하여, 하부에 위치한 공기 주머니의 부품 정도에 따라 기울기(tilt)가 굽혀져 사용자가 상기 더미의 입을 통하여 실시하는 인공호흡의 상태 정도를 측정할 수 있는 굽힘 센서로부터 수신된 상기 공기 주머니의 굽힘 정도 데이터를 수신하고, 상기 굽힘 센서의 굽힘 정도 데이터인 굽힘 센서의 기울기에 기초하여 상기 기도로 유입된 유량 데이터를 산출하는 유량 정보 산출부; 및
    제 1 프로젝터를 통하여 상기 수신된 적어도 하나의 정보를 적어도 하나의 기준 정보와 비교하여 출력하는 AR 출력부
    를 포함하는, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 신체 소정 부위에 부착되어 상기 사용자가 더미를 이용하여 CPR 실시 시 각 신체 부위별 각도를 센싱하는 적어도 하나의 깊이 RGB 센서(RGB-Depth Sensor)를 촬영한 영상을 깊이 RGB(RGB-Depth) 카메라로부터 수신하는 자세 정보 수신부;
    를 더 포함하고,
    상기 AR 출력부는 상기 적어도 하나의 깊이 RGB 센서의 위치 및 각도와 기준 위치 및 기준 각도를 비교하여 출력하는 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 신체 소정 부위는, 상기 사용자의 허리, 어깨, 팔꿈치, 손목인 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 압력 센서는 상기 더미의 흉부의 적어도 하나의 위치에 장착되고,
    상기 적어도 하나의 압력 센서의 상부면에 적어도 하나의 스프링이 장착되는 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 압력 센서는 상기 더미의 흉부의 적어도 하나의 위치에 장착되고,
    상기 적어도 하나의 위치에 장착된 적어도 하나의 압력 센서는 각각 상기 적어도 하나의 위치를 식별하도록 위치 데이터를 가지는 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 AR 출력부는,
    상기 적어도 하나의 압력 센서로 입력되는 압박 세기와 기준 압박 세기 정보를 비교하여 출력하고,
    상기 적어도 하나의 압력 센서로 입력되는 압박 주기로부터 압박 속도(Pressure Rate)를 산출하고, 상기 압박 속도를 기준 압박 속도 정보를 비교하여 출력하고,
    상기 적어도 하나의 압력 센서로 입력되는 압박 세기에 기초하여 기준 압박 위치를 출력하는 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출된 유량 데이터는, 상기 굽힘 센서의 굽힘 정도 데이터인 상기 굽힘 센서의 기울기에 기초하고,
    상기 AR 출력부는,
    상기 산출된 유량 데이터와 인공 호흡시 필요한 기준 유량 데이터를 비교하여 출력하는 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 AR 출력부는,
    상기 더미의 기도가 확장되어 상기 온/오프 스위치 회로가 오프 상태를 출력하는 경우 기도가 확장되었다는 데이터를 출력하고,
    상기 더미의 기도가 폐쇄되어 상기 온/오프 스위치 회로가 온 상태를 출력하는 경우 기도가 폐쇄되었다는 데이터를 출력하는 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 AR 출력부는,
    응급 상황을 재현하기 위한 증강 현실 기반 응급 상황 영상을 제 2 프로젝터를 통하여 투사하도록 하는 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 프로젝터가 투사하는 영역과 상기 제 1 프로젝터가 투사하는 영역은 직각을 이루는 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치.
  11. AR 기반 양방향 CPR(Cardiopulmonary resuscitation, 심폐소생술)시뮬레이션 시스템에 있어서,
    더미에 설치되어 입력되는 압박 세기 및 압박 주기를 감지하는 적어도 하나의 압력 센서;
    상기 더미의 기도가 확장되었는지의 여부를 측정하는 온/오프(On/Off) 스위치 회로;
    상기 더미의 폐 혹은 배 부분에 위치하여, 사용자가 상기 더미의 입을 통하여 실시하는 인공호흡의 상태 정도 측정을 위해 하부에 위치한 공기 주머니의 부품 정도에 따라 기울기(tilt)가 굽혀져 상기 공기 주머니의 굽힘 정도 데이터를 유량 정보 산출부로 출력하여 상기 유량 정보 산출부에서 상기 굽힘 센서의 굽힘 정도 데이터인 굽힘 센서의 기울기에 기초하여 상기 더미의 기도로 유입된 유량 데이터를 측정하도록 굽힘 정도 데이터를 출력하는 굽힘 센서;
    상기 압력 센서, 온/오프 스위치 회로 및 굽힘 센서로부터 수신된 적어도 하나의 정보를 기준 정보와 비교하여 출력하는 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치; 및
    상기 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치로부터 수신된 비교 데이터를 출력하는 제 1 프로젝터
    를 포함하는, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이션 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    사용자의 신체 소정 부위에 부착되어 상기 사용자가 더미를 이용하여 CPR 실시 시 각 신체 부위별 각도를 센싱하는 적어도 하나의 깊이 RGB 센서;
    상기 적어도 하나의 깊이 RGB 센서를 촬영하여 깊이 영상을 출력하는 깊이 RGB 카메라;
    를 더 포함하고,
    상기 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치는 상기 적어도 하나의 깊이 RGB 센서의 위치 및 각도와 기준 위치 및 기준 각도를 비교하여 출력하는 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이션 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이터 장치로부터 수신된 증강 현실 영상을 출력하는 제 2 프로젝터;
    를 더 포함하고,
    상기 증강 현실 영상은 응급 상황을 포함한 영상인 것인, AR 기반 양방향 CPR 시뮬레이션 시스템.
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