KR102486045B1 - Digital healthcare platform system for providing safety management and emergency medical service for radiation workers - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사선 작업종사자의 안전관리 및 응급의료 서비스를 제공하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템으로서, 작업종사자의 생체신호 및 피폭방사선량을 측정하여 디지털 정보로 변환하고 이를 무선통신을 통해 전송하는 웨어러블 기기부, 상기 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 근거로 작업종사자의 건강상태 정보를 생성하고 또한 응급의료 상태를 판정하여 작업종사자에게 통지하는 작업종사자 단말부, 및 상기 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보 및 데이터베이스를 근거로 작업종사자의 건강상태를 관리하고 응급의료 서비스를 제공하는 의료관리 서버부를 포함하여 이루어지며, 피폭 정보와 생체 신호를 이용하여 작업종사자의 건강상태를 이중으로 감시하고 실시간으로 보호함으로써, 작업종사자에게 더욱 안전하고 확실한 응급의료 지원을 제공할 수 있다.The present invention is a digital healthcare platform system that provides safety management and emergency medical services for radiation workers, a wearable device unit that measures biosignals and radiation exposure doses of workers, converts them into digital information, and transmits it through wireless communication , a worker terminal unit that generates information on the worker's health condition based on the digital information on the biosignal and radiation exposure dose, determines an emergency medical condition, and notifies the worker, and the biosignal and radiation exposure dose It includes a medical management server unit that manages the health status of workers and provides emergency medical services based on digital information and database of By protecting workers, it is possible to provide safer and more reliable emergency medical support to workers.
Description
본 발명은 원자력발전소와 같은 방사선 환경에서 일하는 방사선 작업종사자의 피폭방사선량(인체가 피폭받는 방사선량)과 생체신호를 모니터링하고 이를 근거로 작업종사자의 안전관리 및 응급의료 서비스를 제공하는 디지털 헬스케어 플랫폼에 관한 것으로서, 특히 다양한 형태의 웨어러블(wearable) 기기를 사용하여 피폭방사선량과 생체신호를 수집하고, 이를 무선통신을 통해 방사선 작업종사자의 휴대 단말기 및 관리 서버에 실시간으로 동시에 전송함으로써, 작업종사자의 안전을 강화할 수 있고, 신속한 응급의료 서비스를 제공할 수 있는 맞춤형 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템에 관한 것이다.The present invention monitors the radiation dose (radiation dose to which the human body is exposed) and vital signs of radiation workers working in a radiation environment such as a nuclear power plant, and based on this, digital healthcare that provides safety management and emergency medical services for workers. As it relates to a platform, in particular, by using various types of wearable devices to collect radiation exposure and biosignals, and simultaneously transmitting them to portable terminals and management servers of radiation workers in real time through wireless communication, workers It is about a customized digital healthcare platform system that can enhance the safety of people and provide prompt emergency medical services.
원자력발전소에서 근무하는 방사선 작업종사자들과 같이 방사선과 관련된 업무를 수행하는 작업종사자들은, 방사선 피폭을 최소화하기 위한 여러 가지 안전관리 및 건강관리를 지원받고 있다.Workers who perform work related to radiation, such as radiation workers working in nuclear power plants, are supported with various safety management and health management to minimize radiation exposure.
방사선 피폭과 관련하여 작업종사자들을 보호 및 관리하기 위한 시스템이 개발되어 왔으며, 최근에는 사물 인터넷(IoT)이나 웨어러블 기기를 적용한 시스템도 제안되고 있다.A system for protecting and managing workers in relation to radiation exposure has been developed, and recently, a system applying the Internet of Things (IoT) or a wearable device has been proposed.
일례로서, 한국공개특허 제10-2016-0015930호에 의하면, 방사선 작업종사자의 아이디, 패스워드 및 피폭방사선량 정보를 누적 저장하기 위한 데이터베이스를 구비하고, 휴대용 전자선량계로부터 피폭방사선량 정보를 수신하는 방사선 종사자 관리 시스템을 제안하고 있다. As an example, according to Korean Patent Publication No. 10-2016-0015930, a database for accumulating and storing radiation worker ID, password, and radiation exposure information is provided, and radiation exposure information is received from a portable electronic dosimeter. A worker management system is proposed.
또 다른 일례로서, 한국등록특허 제10-1574076호에 의하면, 방사선물질 업무를 수행하는 작업종사자가 방사선 안전장비를 규정대로 작업복 및 손목에 착용했는지를 비교 판단하고 작업 개시 또는 중지할 수 있도록 모니터링하면서 안전상태에서만 작업을 개시할 수 있도록 승인하여 작업종사자에게 각종 신호를 전달하고 관리할 수 있는 방사선 작업종사자의 안전 및 피폭 관리 시스템을 제안하고 있다.As another example, according to Korean Patent Registration No. 10-1574076, workers performing radiation work compare and determine whether radiation safety equipment is worn on work clothes and wrists as prescribed, and monitor so that work can be started or stopped. It proposes a safety and exposure management system for radiation workers that can deliver and manage various signals to workers by approving the start of work only in safe conditions.
한편, 상기한 방사선 작업종사자들은, 방사선 피폭 이외에도 낙상, 추락, 폭발, 질식, 가스중독, 심혈관질환, 저혈당증 등과 같은 일반 응급의료 상황에도 노출될 수 있다.On the other hand, the above-mentioned radiation workers may be exposed to general emergency medical situations such as falls, falls, explosions, suffocation, gas poisoning, cardiovascular disease, and hypoglycemia in addition to radiation exposure.
그러나, 방사선 피폭 사고에 더하여, 비방사선 일반 응급의료 상황에 동시에 대응할 수 있는 관리 시스템은 아직 미흡하여, 방사선 환경 하의 작업종사자들의 건강 및 안전을 종합적으로 관리하기가 어려우며, 신속한 초동 의료대응 조치를 제공하는 데에도 한계가 있다.However, in addition to radiation exposure accidents, the management system that can simultaneously respond to non-radiation general emergency medical situations is still insufficient, making it difficult to comprehensively manage the health and safety of workers under radiation environments, and providing prompt first-time medical response measures. There are also limits to what you can do.
따라서, 사물인터넷 기반의 웨어러블 기기와 무선통신 기술 등을 활용하여, 방사선 작업종사자의 방사선 피폭 정보뿐만 아니라, 맥박, 산소포화도, 심전도, 체온, 혈당 등과 같은 생체신호도 동시에 측정, 수집, 분석하고, 이를 근거로 방사선 작업종사자들의 안전과 응급의료에 대한 지원을 더 강화할 수 있는 새로운 헬스케어 플랫폼 시스템을 개발할 필요가 있다.Therefore, by utilizing IoT-based wearable devices and wireless communication technology, not only radiation exposure information of radiation workers, but also biosignals such as pulse, oxygen saturation, electrocardiogram, body temperature, and blood sugar are simultaneously measured, collected, and analyzed, Based on this, it is necessary to develop a new healthcare platform system that can further strengthen support for radiation workers' safety and emergency medical care.
본 발명은 방사선 환경에서 일하는 방사선 작업종사자의 안전 및 건강관리의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 무선 웨어러블 기기를 기반으로 작업종사자의 방사선 피폭 정보와 생체신호를 동시에 이용하여, 작업종사자의 안전과 응급의료에 대한 지원을 더 강화할 수 있는 새로운 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템을 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to solve the problem of safety and health management of radiation workers working in a radiation environment, and based on a wireless wearable device, simultaneously using radiation exposure information and bio signals of workers, safety and emergency medical care of workers It is intended to provide a new digital healthcare platform system that can further strengthen support for
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 방사선 환경에서 일하는 방사선 작업종사자의 안전관리 및 응급의료 서비스를 제공하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템으로서, 방사선 작업종사자의 신체에 장착 또는 부착되어, 작업종사자의 생체신호 및 피폭방사선량을 측정하여 디지털 정보로 변환하고, 이를 무선통신을 통해 전송하는, 적어도 하나의 웨어러블 기기를 포함하는 웨어러블 기기부; 상기 웨어러블 기기부로부터 상기 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 수신하고, 이를 근거로 작업종사자의 건강상태 정보를 생성하고 또한 응급의료 상태를 판정하여, 작업종사자에게 통지하는 작업종사자 단말부; 및 상기 웨어러블 기기부로부터 상기 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 수신하고, 이를 근거로 작업종사자의 건강상태를 관리하고 응급의료 서비스를 제공하는 의료관리 서버부;를 포함하여 이루어질 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention is a digital healthcare platform system that provides safety management and emergency medical services for radiation workers working in a radiation environment, and is mounted or attached to the body of radiation workers, a wearable device unit including at least one wearable device that measures biosignals and radiation exposure, converts them into digital information, and transmits the digital information through wireless communication; a worker terminal unit that receives the digital information on the biosignal and radiation exposure from the wearable device unit, generates health status information of the worker based on the digital information, determines an emergency medical condition, and notifies the worker; and a medical management server unit that receives digital information about the biosignal and radiation exposure from the wearable device unit, manages the health status of workers based on the digital information, and provides emergency medical services.
상기 의료관리 서버부는, 상기 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 작업종사자 개인별로 수집 및 분석하여 데이터베이스에 저장하고; 상기 수집 및 분석된 결과에 따라 작업종사자의 건강상태 정보를 생성하고 또한 작업종사자의 응급의료 상태를 판정하고; 상기 건강상태 정보 및 응급의료 상태를, 상기 작업종사자 단말부, 상기 웨어러블 기기부, 의료종사자의 휴대 단말기, 상기 의료관리 서버부에 연결된 외부 의료시스템 중 적어도 하나에 통지할 수 있다.The medical management server unit collects and analyzes the digital information on the bio-signals and radiation exposure for each worker and stores them in a database; generating worker's health status information according to the collected and analyzed results and determining the worker's emergency medical condition; The health state information and the emergency medical condition may be notified to at least one of the worker terminal unit, the wearable device unit, a portable terminal of a medical worker, and an external medical system connected to the medical management server unit.
또한, 상기 의료관리 서버부는, 작업종사자의 응급의료 상태를 판정할 경우에, 작업종사자 개인별 건강상태 또는 병력 데이터베이스에 근거하여 작업종사자의 생체신호별로 가중치를 부여해서, 응급의료 상태 여부를 판정할 수 있다.In addition, when the medical management server unit determines the worker's emergency medical condition, based on the worker's individual health condition or medical history database, the medical management server unit can determine whether or not the emergency medical condition is present by assigning a weight to each worker's bio-signal. there is.
또한, 상기 의료관리 서버부는, 상기 측정된 피폭방사선량을 수집하여 웨어러블 기기 각각의 누적 피폭방사선량을 계산하고, 상기 웨어러블 기기 각각의 고장발생 주기를 수집하여 웨어러블 기기의 고장률을 계산하고; 상기 계산된 누적 피폭방사선량과 고장률을 근거로 웨어러블 기기 각각의 수명을 예측하고; 상기 예측결과를 상기 작업종사자 단말부로 전송하여, 작업종사자가 웨어러블 기기를 교체시기를 결정하도록 할 수 있다.In addition, the medical management server unit collects the measured radiation exposure dose to calculate the accumulated radiation exposure dose of each wearable device, and collects a failure occurrence cycle of each wearable device to calculate a failure rate of the wearable device; predicting the lifespan of each wearable device based on the calculated cumulative radiation dose and failure rate; The prediction result may be transmitted to the worker's terminal unit so that the worker can decide when to replace the wearable device.
상기 생체신호는 맥박, 산소포화도, 심전도, 체온, 혈당 중 적어도 하나를 포함하는 것을 바람직하다.Preferably, the biosignal includes at least one of pulse rate, oxygen saturation level, electrocardiogram, body temperature, and blood sugar.
상기 웨어러블 기기부의 적어도 하나의 웨어러블 기기는, 작업종사자의 생체신호를 측정하는 생체신호 측정 모듈; 피폭방사선량을 측정하는 피폭방사선량 측정 모듈; 상기 측정된 생체신호와 피폭방사선량을 증폭하고 디지털 정보로 변환하는 신호처리 모듈; 및 상기 생체신호와 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 상기 작업종사자 단말부 및 상기 의료관리 서버부에 무선으로 전송하는 무선통신 모듈;을 포함하여 이루어질 수 있다.At least one wearable device of the wearable device unit may include a bio-signal measurement module for measuring a bio-signal of a worker; an exposure radiation dose measurement module for measuring an exposure radiation dose; a signal processing module that amplifies and converts the measured bio-signal and radiation exposure into digital information; and a wireless communication module for wirelessly transmitting the biosignal and digital information on the radiation exposure to the worker terminal unit and the medical management server unit.
상기 생체신호 측정 모듈은, 작업종사자의 맥박 및 산소포화도를 측정하는 광용적맥파(PPG) 센서; 작업종사자의 심장박동 상태, 체온, 혈당 변화를 측정하는 박막센서; 작업종사자의 웨어러블 기기 착용 여부를 확인하는 적외선 근접 센서; 및 작업종사자의 동작 감지를 위한 동작감시 센서; 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.The bio-signal measurement module may include a photoplethysmogram (PPG) sensor for measuring pulse and oxygen saturation of workers; A thin film sensor that measures changes in a worker's heartbeat, body temperature, and blood sugar; An infrared proximity sensor that checks whether a worker is wearing a wearable device; and a motion monitoring sensor for detecting the motion of a worker; It may include at least one of
상기 피폭방사선량 측정 모듈은, 가이거뮬러 튜브(GM-tube), PIN 포토다이오드(Photodiode), 실리콘 광증배소자(Silicon Photomultiplier) 중 하나일 수 있다.The radiation exposure measurement module may be one of a Geiger Muller tube (GM-tube), a PIN photodiode, and a silicon photomultiplier.
상기 무선통신 모듈은, 상기 웨어러블 기기부와 상기 작업종사자 단말부 간의 무선통신은 블루투스 통신을 사용하고, 상기 작업종사자 단말부와 상기 의료관리 서버부 간의 무선통신은 와이파이(Wi-Fi) 통신을 사용하는 것이 바람직하다.In the wireless communication module, wireless communication between the wearable device unit and the worker terminal unit uses Bluetooth communication, and wireless communication between the worker terminal unit and the medical management server unit uses Wi-Fi communication. It is desirable to do
상기 웨어러블 기기부는, 작업종사자의 손목에 착용하는 손목밴드형 웨어러블 기기; 작업종사자의 머리에 착용하는 안전헬멧형 웨어러블 기기; 작업종사자의 피부에 부착하는 피부부착형 웨어러블 기기; 및 작업종사자의 상체에 착용하는 조끼형 웨어러블 기기 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.The wearable device unit may include a wristband-type wearable device worn on a wrist of a worker; A safety helmet-type wearable device worn on the head of a worker; A skin-attachable wearable device attached to the skin of a worker; and a vest-type wearable device worn on the upper body of a worker.
본 발명의 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템에 의하면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the digital healthcare platform system of the present invention, the following effects can be expected.
첫째, 방사선 작업종사자의 건강상태를 휴대 단말기와 의료관리 서버를 통해 이중으로 감시하고 실시간으로 보호함으로써, 작업종사자에게 더욱 안전하고 확실한 의료 지원을 제공할 수 있다.First, by double monitoring and protecting the health status of radiation workers through a mobile terminal and a medical management server in real time, safer and more reliable medical support can be provided to workers.
둘째, 방사선 작업종사자의 건강상태를 감시하는 웨어러블 기기의 수명을 예측하고 교체시기를 결정할 수 있으므로, 방사선 환경 하의 웨어러블 기기 및 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다.Second, since the lifespan of the wearable device monitoring the health status of radiation workers can be predicted and the replacement time can be determined, the reliability of the wearable device and system under the radiation environment can be improved.
셋째, 근거리 무선통신을 사용하여 작업종사자의 생체신호와 피폭방사선량을 실시간으로 수집하여 즉각적인 의료 대응을 할 수 있으므로, 신속하고 효과적으로 작업종사자의 안전 및 의료 지원이 가능하다.Third, it is possible to quickly and effectively provide safety and medical support to workers because immediate medical response can be made by collecting biological signals and radiation exposure doses of workers in real time using short-range wireless communication.
넷째, 작업종사자의 응급의료 상태에 대해 신속하게 판정할 수 있고, 이러한 판정 결과를 작업종사자의 단말기와 웨어러블 기기뿐만 아니라, 현장 의료종사자의 단말기나 외부 의료시스템에도 실시간으로 통지 가능하므로, 다양한 환경에서 방사선 작업종사자에 대한 종합적인 의료지원이 신속하게 실행될 수 있다.Fourth, it is possible to quickly determine the worker's emergency medical condition, and the result of this determination can be notified in real time not only to the worker's terminal and wearable device, but also to the field medical worker's terminal or external medical system. Comprehensive medical support for radiation workers can be quickly implemented.
다섯째, 작업종사자의 생체신호와 피폭방사선량 정보를 축적한 빅데이터를 활용하여, 인공지능 알고리즘을 통해 작업 중 발생할 수 있는 응급의료 상황을 예측할 수 있으므로, 안전사고를 방지하거나 사고의 규모를 줄일 수 있다.Fifth, it is possible to prevent safety accidents or reduce the scale of accidents by predicting emergency medical situations that may occur during work through artificial intelligence algorithms by using big data that accumulates workers' vital signs and radiation exposure information. there is.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템에 적용된 웨어러블 기기의 세부 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템에 적용된 다양한 형태의 웨어러블 기기를 예시적으로 나타낸다.1 schematically shows the configuration of a digital healthcare platform system according to an embodiment of the present invention.
2 schematically shows a detailed configuration of a wearable device applied to a digital healthcare platform system according to an embodiment of the present invention.
3 illustratively shows various types of wearable devices applied to the digital healthcare platform system according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 또한, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein, and may be implemented in various other forms. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
도 1에 본 발명의 실시예에 따른 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템의 구성을 개략적으로 나타내었다.1 schematically shows the configuration of a digital healthcare platform system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템은 적어도 하나의 웨어러블 기기를 포함하는 웨어러블 기기부(100), 방사선 작업종사자가 휴대하는 작업종사자 단말부(200) 및 작업종사자의 건강 상태를 관리하고 응급의료 서비스를 제공하는 의료관리 서버부(300)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the digital healthcare platform system of the present invention includes a
먼저, 웨어러블 기기부(100)는 방사선 환경 하에서 작업하는 작업종사자의 신체에 장착 혹은 부착되어 작업종사자의 생체신호 및 피폭방사선량을 측정하여 디지털 정보로 변환하는 웨어러블 기기들(100-1, 100-2, 100-3)로 구성된다. 도 1에서 웨어러블 기기부(100)는 2개만 도시하고 웨어러블 기기들(100-1, 100-2, 100-3)은 3개로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 웨어러블 기기부(100)는 작업종사자에 수에 대응해서 구비되는 것이 바람직하고, 웨어러블 기기(100-1, 100-2, 100-3)는 최소한 하나 이상이면 된다. First, the
웨어러블 기기부(100)의 각각의 웨어러블 기기들(100-1, 100-2, 100-3)은, 작업종사자의 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 무선통신을 통해 작업종사자 단말부(200) 및 의료관리 서버부(300)로 전송한다. Each of the wearable devices 100-1, 100-2, and 100-3 of the
도 2에 나타낸 바와 같이, 웨어러블 기기들(100-1, 100-2, 100-3) 각각은 생체신호 측정 모듈(110), 피폭방사선량 측정 모듈(120), 신호처리 모듈(130) 및 무선통신 모듈(140)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 모든 웨어러블 기기들(100-1, 100-2, 100-3)이 피폭방사선량을 측정할 필요는 없으므로, 피폭방사선량 측정 모듈(120)은 최소한 하나의 웨어러블 기기에만 구비하고, 나머지 웨어러블 기기에서는 생략할 수도 있다.As shown in FIG. 2, each of the wearable devices 100-1, 100-2, and 100-3 includes a biological
생체신호 측정 모듈(110)은 작업종사자의 생체신호를 측정하는 것으로서, 생체신호는 맥박, 산소포화도, 심전도, 체온, 혈당 등을 포함할 수 있다. 구체적으로, 생체신호 측정 모듈(110) 작업종사자의 맥박 및 산소포화도를 측정하는 광용적맥파(PPG: Photoplethysmograph) 센서, 작업종사자의 심장박동 상태, 체온, 혈당 변화를 측정하는 박막센서, 작업종사자의 웨어러블 기기 착용 여부를 확인하는 적외선 근접 센서, 작업종사자의 움직임(각성/실신, 낙상, 추락 판정용)을 감지하기 위한 동작감지 센서 등을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 박막 센서는 멤스(MEMS) 기반 패치형 박막 센서를 사용하는 것이 바람직하고, 동작감지 센서는 관성센서(IMU: Inertial Measurement Unit) 기반의 센서를 사용하는 것이 바람직하다.The
피폭방사선량 측정 모듈(120)은 작업종사자가 받는 방사선량을 측정하는 것으로서, 가이거뮬러 튜브(GM-tube), PIN 포토다이오드(Photodiode), 실리콘 광증배소자(Silicon Photomultiplier) 등을 사용하여 구현할 수 있다.The exposure radiation
신호처리 모듈(130)은 측정된 생체신호와 피폭방사선량을 증폭한 후, 디지털 신호로 변환하여 수치화하는 것으로서, 이러한 신호처리에 의해 생체신호와 피폭방사선량에 대한 디지털 정보가 생성된다.The
무선통신 모듈(140)은 생체신호와 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 작업종사자 단말부(200) 및 상기 의료관리 서버부(300)에 무선으로 송신하는 것으로서, 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi), 지그비(ZigBee)와 같은 근거리 무선통신을 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 원자력 발전소와 같은 고위험 시설의 경우, 고출력 무선전파로 인한 시설 내 전자 장비들의 오동작을 방지할 필요가 있으므로, 근거리 무선통신과 같은 저출력의 무선통신 방식을 사용하는 것이 바람직하며, 원전의 전자파 적합성 (EMC, Electromagnetic Compatibility) 시험을 통과한 원전 맞춤형 설계가 고려되어야 한다.The
본 실시예에서는, 무선통신이 가능한 범위를 고려하여, 웨어러블 기기부(100)와 작업종사자 단말부(200) 간의 무선통신은 블루투스 통신을 사용하고, 작업종사자 단말부(200)와 의료관리 서버부(300) 간의 무선통신은 와이파이 통신을 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 웨어러블 기기부(100), 작업종사자 단말부(200), 의료관리 서버부(300) 모두를 와이파이 통신 네트워크로 연결하여 사용하거나, 다른 종류의 무선통신 방식을 사용할 수도 있다. In this embodiment, considering the range in which wireless communication is possible, wireless communication between the
상기한 웨어러블 기기부(100)는 여러 가지 형태의 웨어러블 기기를 포함할 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 작업종사자의 손목에 착용하는 손목밴드형 웨어러블 기기(100-1), 작업종사자의 머리에 착용하는 안전헬멧형 웨어러블 기기(100-2), 작업종사자의 피부에 부착하는 피부부착형 웨어러블 기기 및 작업종사자의 상체에 착용하는 조끼형 웨어러블 기기(100-3) 등을 포함하여 구성될 수 있다. The
다음으로, 작업종사자 단말부(200)는 웨어러블 기기부(100)로부터 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 수신하고, 이를 가공하여 작업종사자에게 통지하고 저장한다. 작업종사자 단말부(200)는 작업종사자가 소지할 수 있는 휴대 단말기(예를 들어, 스마트폰 또는 태블릿)를 사용할 수 있으며, 디지털 정보의 수신 및 가공을 위한 소프트웨어 애플리케이션을 포함할 수 있다.Next, the
작업종사자 단말부(200)는 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 근거로, 작업종사자의 건강상태 정보를 생성하고 작업종사자의 신체가 응급의료 상태인지를 판정하여 그 결과를 실시간으로 작업종사자에게 통지한다. 이러한 통지는 휴대 단말기의 스크린을 이용한 화면 표시나, 휴대 단말기의 램프나 진동 기능을 이용한 알람을 사용하여 통지할 수 있다. The
또한, 응급의료 상태에 대한 통지는, 상기한 웨어러블 기기부(100)에 별도의 알람 모듈(도시하지 않음)을 추가로 설치하고, 작업종사자 단말부(200)가 웨어러블 기기부(100)를 통해 알람 모듈을 동작시킴으로써 통지할 수도 있다.In addition, notification of an emergency medical condition is performed by additionally installing a separate alarm module (not shown) in the
다음으로, 의료관리 서버부(300)는 웨어러블 기기부(100)로부터 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 수신하고, 이러한 정보를 근거로 작업종사자의 건강상태를 관리하고 응급의료 서비스를 제공한다. 의료관리 서버부(300)는, 예를 들어 각 원자력 발전소 본부 또는 통합관리조직에 설치할 수 있다. Next, the medical
의료관리 서버부(300)는 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 작업종사자 개인별로 수집 및 분석하여 데이터베이스에 저장하고, 수집 및 분석된 결과에 따라 작업종사자의 건강상태 정보를 생성하고 또한 작업종사자의 응급의료 상태를 판정한다.The medical
의료관리 서버부(300)에서 작업종사자의 응급의료 상태를 판정할 경우에는, 작업종사자 개인별 건강상태 또는 병력 데이터베이스에 근거하여 작업종사자의 생체신호별로 가중치를 부여해서, 응급의료 상태 여부를 판정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 작업종사가 혈당과 관련한 병력이 있는 경우, 생체신호 중 혈당의 측정치에는 다른 생체신호보다 높은 가중치를 부여해서, 혈당의 변화에 더욱 민감하게 대응하도록 할 수 있다. When the medical
상기와 같이 획득된 건강상태 정보 및 응급의료 상태는 무선 통신을 통해 작업종사자 단말부(200)에 제공되어 작업종사자가 이를 확인할 수 있게 된다.The obtained health status information and emergency medical condition are provided to the
이때, 작업종사자 단말부(200)의 소프트웨어 애플리케이션에서는 실시간으로 수신되는 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 근거로 작업종사자의 건강상태 정보 생성 및 응급의료 상태 판정을 실행하는 반면, 의료관리 서버부(300)에서는 작업종사자 개인별로 누적하여 수집, 분석, 저장된 빅데이터를 근거로 실행된다. 즉, 의료관리 서버부(300)에서는 더 종합적이고 정확한 건강상태 정보의 생성 및 응급의료 상태의 판정을 실행할 수 있다.At this time, the software application of the
상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템에서는, 작업종사자 단말부(200)와 의료관리 서버부(300)에서 이중으로 작업종사자의 건강상태 정보를 생성하고 응급의료 상태를 판정한다. 이와 같이 작업종사자를 이중으로 감시 및 보호하는 이유는, 원자력 발전소와 같이 고도로 위험하고 복잡한 환경에서 장비의 오작동과 같은 상황이 발생할 경우 치명적인 피해를 줄 수 있으므로 상호보완적인 이중 안전관리 시스템 구축이 필요하기 때문이다.As described above, in the digital healthcare platform system according to an embodiment of the present invention, the
한편, 상기한 방사선 작업종사자의 건강상태 정보 생성 및 응급의료 상태 판정에 대한 통지는 작업종사자 단말부(200)에만 통지하지 않고, 웨어러블 기기부(100)에도 알람 등을 이용하여 통지하도록 할 수 있다. 또한, 작업 현장에 상주하는 의료종사자의 휴대 단말기(400)나 의료관리 서버부(300)에 연결된 외부 의료시스템(500)(예를 들어, 협약 병원의 관리 시스템)에도 통지하여, 종합적인 의료지원이 매우 신속하게 실행되도록 할 수 있다.On the other hand, the notification of the generation of health status information and the determination of the emergency medical condition of the radiation worker may be notified not only to the
또한, 의료관리 서버부(300)는 웨어러블 기기부(100)에서 측정된 피폭방사선량을 이용하여 웨어러블 기기 각각의 수명을 예측할 수 있다. 방사선 환경에서는 전자소자의 열화 가능성이 통상의 경우보다 매우 높고, 전자소자의 피폭으로 인한 웨어러블 기기부(100)의 오작동은 작업종사자에게 치명적인 피해를 주기 때문에, 웨어러블 기기의 수명을 예측하여 적시에 교체할 수 있도록 하는 것은 매우 중요하다. In addition, the medical
본 발명의 의료관리 서버부(300)에서는 앞서 측정된 피폭방사선량을 수집하여 웨어러블 기기 각각의 누적 피폭방사선량을 계산하고, 웨어러블 기기 각각의 고장발생 주기를 수집하여 웨어러블 기기의 고장률을 계산한다. 또한, 누적 피폭방사선량과 고장률로부터, 웨어러블 기기 각각의 수명을 예측한다.The medical
상기한 웨어러블 기기의 고장률과 예측수명에 대한 신뢰성을 높이기 위해서는, 일정기간 이상 동안 피폭방사선량 및 고장발생 주기를 수집할 필요가 있으며, 지속적인 수집을 통해 기기의 예측수명은 계속해서 갱신될 수 있다. 많은 수의 웨어러블 기기가 상당한 기간 동안 현장에서 사용될 경우, 이러한 웨어러블 기기로부터 수집한 데이터를 근거로 한 수명예측은 상당한 정확도 및 신뢰도를 보장할 수 있을 것이다.In order to increase the reliability of the failure rate and predicted lifespan of the wearable device, it is necessary to collect the radiation exposure and the failure occurrence cycle over a certain period of time, and the predicted lifespan of the device can be continuously updated through continuous collection. When a large number of wearable devices are used in the field for a considerable period of time, life prediction based on data collected from these wearable devices can guarantee considerable accuracy and reliability.
상기한 웨어러블 기기의 수명예측 결과는 작업종사자 단말부(200)로 전송되어, 작업종사자가 웨어러블 기기를 교체시기를 결정하는 데에 사용될 수 있다.The life prediction result of the wearable device is transmitted to the worker's
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템은, 방사선 환경에서 근무하는 방사선 작업종사자의 안전관리와 응급의료를 확실하고 효과적으로 지원할 수 있다. 이러한 본 발명의 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템은, 원자력 발전소와 같은 방사선 환경 분야에 최적으로 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 의료, 생산공장, 건축, 건설, 토목 등의 다른 분야에서도 작업종사자의 안전관리와 응급의료를 위해 적절히 응용될 수 있을 것이다. As described above, the digital healthcare platform system according to an embodiment of the present invention can reliably and effectively support safety management and emergency medical treatment of radiation workers working in a radiation environment. The digital healthcare platform system of the present invention can be optimally applied to radiation environment fields such as nuclear power plants, but is not limited thereto, and is not limited thereto. It can be appropriately applied for management and emergency medical care.
본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.Although the present invention has been described with reference to the above preferred embodiments and accompanying drawings, different embodiments may be constructed within the spirit and scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is defined by the appended claims, and should be construed as not being limited by the specific examples described herein.
100 웨어러블 기기부
100-1, 100-2, 100-3 웨어러블 기기
110 생체신호 측정모듈
120 피폭방사선량 측정모듈
130 신호처리 모듈
140 무선통신 모듈
200 작업종사자 단말부
300 의료관리 서버부
400 의료종사자 단말기
500 외부 의료시스템
[연구개발과제]
과제번호 : 제2018-기술-03호
발주처 : 한국수력원자력 주식회사
연구사업명 : K-CLOUD 사외공모과제
연구과제명 : 원전종사자 안전과 최적의 현장응급의료를 위한 IoT 기반 헬스케어 플랫폼 개발
기여율 : 1/1
주관기관 : 동남권원자력의학원
연구기간 : 2019. 06. 01 ~ 2021. 05. 31100 wearable devices
100-1, 100-2, 100-3 wearable devices
110 Bio-signal measurement module
120 Exposure radiation dose measurement module
130 signal processing module
140 wireless communication module
200 workers terminal
300 Medical Management Server Department
400 Medical worker terminal
500 external medical system
[R&D task]
Assignment number: No. 2018-Technology-03
Client : Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd.
Research Project Name: K-CLOUD External Competition Project
Research project title: IoT-based healthcare platform development for safety of nuclear power plant workers and optimal on-site emergency medical care
Contribution rate: 1/1
Organized by: Dongnam Kwon Institute of Nuclear Medicine
Research period: 2019. 06. 01 ~ 2021. 05. 31
Claims (10)
방사선 작업종사자의 신체에 장착 또는 부착되어, 작업종사자의 생체신호 및 피폭방사선량을 측정하여 디지털 정보로 변환하고, 이를 무선통신을 통해 전송하는, 적어도 하나의 웨어러블 기기를 포함하는 웨어러블 기기부;
상기 웨어러블 기기부로부터 상기 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 수신하고, 이를 근거로 작업종사자의 건강상태 정보를 생성하고 또한 응급의료 상태를 판정하여, 작업종사자에게 통지하는 작업종사자 단말부; 및
상기 웨어러블 기기부로부터 상기 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 수신하고, 이를 근거로 작업종사자의 건강상태를 관리하고 응급의료 서비스를 제공하는 의료관리 서버부;를 포함하여 이루어지고,
상기 의료관리 서버부는,
상기 측정된 피폭방사선량을 수집하여 웨어러블 기기 각각의 누적 피폭방사선량을 계산하고, 상기 웨어러블 기기 각각의 고장발생 주기를 수집하여 웨어러블 기기의 고장률을 계산하고,
상기 계산된 누적 피폭방사선량과 고장률을 근거로 웨어러블 기기 각각의 수명을 예측하고,
상기 예측결과를 상기 작업종사자 단말부로 전송하여, 작업종사자가 웨어러블 기기를 교체시기를 결정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템.As a digital healthcare platform system that provides safety management and emergency medical services for radiation workers working in a radiation environment,
A wearable device unit including at least one wearable device mounted on or attached to the body of a radiation worker to measure the worker's biological signals and radiation exposure, convert them into digital information, and transmit the digital information through wireless communication;
a worker terminal unit that receives the digital information on the biosignal and radiation exposure from the wearable device unit, generates health status information of the worker based on the digital information, determines an emergency medical condition, and notifies the worker; and
A medical management server unit that receives digital information about the bio-signal and radiation exposure from the wearable device unit, manages the health status of workers based on this, and provides emergency medical services,
The medical management server unit,
The measured radiation exposure dose is collected to calculate the accumulated radiation exposure dose of each wearable device, and the failure rate of the wearable device is calculated by collecting the failure occurrence cycle of each wearable device,
Predicting the lifespan of each wearable device based on the calculated cumulative radiation dose and failure rate,
The digital healthcare platform system, characterized in that for transmitting the prediction result to the worker terminal unit, so that the worker can determine when to replace the wearable device.
상기 의료관리 서버부는,
상기 생체신호 및 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 작업종사자 개인별로 수집 및 분석하여 데이터베이스에 저장하고,
상기 수집 및 분석된 결과에 따라 작업종사자의 건강상태 정보를 생성하고 또한 작업종사자의 응급의료 상태를 판정하고,
상기 건강상태 정보 및 응급의료 상태를, 상기 작업종사자 단말부, 상기 웨어러블 기기부, 의료종사자의 휴대 단말기, 상기 의료관리 서버부에 연결된 외부 의료시스템 중 적어도 하나에 통지하는 것을 특징으로 하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템.According to claim 1,
The medical management server unit,
Collecting and analyzing the digital information on the bio-signals and radiation exposure for each worker and storing them in a database;
According to the collected and analyzed results, health status information of the worker is generated and the emergency medical condition of the worker is determined,
Digital healthcare, characterized in that for notifying at least one of the worker terminal unit, the wearable device unit, a portable terminal of a medical worker, and an external medical system connected to the medical management server unit of the health status information and emergency medical condition platform system.
상기 의료관리 서버부는,
작업종사자의 응급의료 상태를 판정할 경우에, 작업종사자 개인별 건강상태 또는 병력 데이터베이스에 근거하여 작업종사자의 생체신호별로 가중치를 부여해서, 응급의료 상태 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템.According to claim 1,
The medical management server unit,
In case of determining the worker's emergency medical condition, a digital healthcare platform system characterized in that the emergency medical condition is determined by assigning weights to each worker's biosignal based on the worker's individual health condition or medical history database .
상기 생체신호는,
맥박, 산소포화도, 심전도, 체온, 혈당 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템.According to claim 1,
The biosignal is
A digital healthcare platform system comprising at least one of pulse, oxygen saturation, electrocardiogram, body temperature, and blood sugar.
상기 웨어러블 기기부의 적어도 하나의 웨어러블 기기는,
작업종사자의 생체신호를 측정하는 생체신호 측정 모듈;
피폭방사선량을 측정하는 피폭방사선량 측정 모듈;
상기 측정된 생체신호와 피폭방사선량을 증폭하고 디지털 정보로 변환하는 신호처리 모듈; 및
상기 생체신호와 피폭방사선량에 대한 디지털 정보를 상기 작업종사자 단말부 및 상기 의료관리 서버부에 무선으로 전송하는 무선통신 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템.According to claim 1,
At least one wearable device of the wearable device unit,
A bio-signal measuring module for measuring a worker's bio-signal;
an exposure radiation dose measurement module for measuring an exposure radiation dose;
a signal processing module that amplifies and converts the measured bio-signal and radiation exposure into digital information; and
A digital healthcare platform system comprising: a wireless communication module for wirelessly transmitting the biosignal and digital information on the radiation exposure dose to the worker terminal unit and the medical management server unit.
상기 생체신호 측정 모듈은,
작업종사자의 맥박 및 산소포화도를 측정하는 광용적맥파(PPG) 센서;
작업종사자의 심장박동 상태, 체온, 혈당 변화를 측정하는 박막센서;
작업종사자의 웨어러블 기기 착용 여부를 확인하는 적외선 근접 센서; 및
작업종사자의 동작 감지를 위한 동작감시 센서; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템.According to claim 6,
The bio-signal measurement module,
a photoplethysmogram (PPG) sensor that measures the pulse and oxygen saturation of workers;
A thin film sensor that measures changes in a worker's heartbeat, body temperature, and blood sugar;
An infrared proximity sensor that checks whether a worker is wearing a wearable device; and
A motion monitoring sensor for detecting a worker's motion; Digital healthcare platform system comprising at least one of.
상기 피폭방사선량 측정 모듈은,
가이거뮬러 튜브(GM-tube), PIN 포토다이오드(Photodiode), 실리콘 광증배소자(Silicon Photomultiplier) 중 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템.According to claim 6,
The exposure radiation dose measurement module,
A digital healthcare platform system, characterized in that it is one of a Geiger Muller tube (GM-tube), a PIN photodiode, and a silicon photomultiplier.
상기 무선통신 모듈은,
상기 웨어러블 기기부와 상기 작업종사자 단말부 간의 무선통신은 블루투스 통신을 사용하고,
상기 작업종사자 단말부와 상기 의료관리 서버부 간의 무선통신은 와이파이(Wi-Fi) 통신을 사용하는 것을 특징으로 하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템.According to claim 6,
The wireless communication module,
Wireless communication between the wearable device unit and the worker terminal unit uses Bluetooth communication,
Wireless communication between the worker terminal unit and the medical management server unit uses Wi-Fi communication, characterized in that the digital healthcare platform system.
상기 웨어러블 기기부는,
작업종사자의 손목에 착용하는 손목밴드형 웨어러블 기기;
작업종사자의 머리에 착용하는 안전헬멧형 웨어러블 기기;
작업종사자의 피부에 부착하는 피부부착형 웨어러블 기기; 및
작업종사자의 상체에 착용하는 조끼형 웨어러블 기기; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 헬스케어 플랫폼 시스템. According to claim 1,
The wearable device unit,
A wristband-type wearable device worn on a worker's wrist;
A safety helmet-type wearable device worn on the head of a worker;
A skin-attachable wearable device attached to the skin of a worker; and
A vest-type wearable device worn on the upper body of a worker; Digital healthcare platform system comprising at least one of.
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