KR20170062408A - 휴대용 심폐소생술 훈련 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

심폐소생술 훈련을 위한 교육 정보 및 실습 프로그램을 제공하는 심폐소생술 훈련 장치가 제공된다. 상기 장치는: 심폐소생술 훈련에 연관되는 압박동작을 감지하여 전기적 신호로 측정하고, 측정 결과에 대응하는 피드백 정보를 실시간으로 제공하는 큐브 형상의 훈련기기와, 일측이 개방된 육면체 형상을 갖는 덮개부, 및 펼쳐지는 경우에 판형 형상을 갖고, 미리 지정된 가이드 접힘선에 따라 일측이 개방된 육면체 형태로 접혀서 상기 훈련기기를 둘러싸고, 상기 훈련기기를 둘러싼 상태에서 상기 덮개부에 의해 덮임으로써 상기 훈련기기를 수용하는 포장을 이루는 바디부를 포함할 수 있다.

Description

휴대용 심폐소생술 훈련 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CARDIOPULMONARY RESUSCITATION TRAINING}

휴대용 심폐소생술(cardiopulmonary resuscitation: CPR) 훈련 장치 및 방법에 연관되며, 보다 상세하게는 사용자의 압박동작을 감지하고 이에 대한 피드백 정보를 시각/청각/촉각 채널을 이용하여 제공하는 훈련 장치 및 그 동작 방법에 연관된다.

북미, 유럽뿐 아니라 우리나라를 비롯한 많은 국가에서 심폐소생술과 관련한 교육의 필요성에 대한 인식이 높아지고 있다. 심폐소생술은 인공호흡과 심장 압박을 포함하는 응급 처치법을 의미하는데, 심폐소생술 단계에서 압박과 호흡의 시행은 매우 중요한 과정이다. 심정지 환자가 발생하는 실제 상황에서 심폐소생술은 응급 상황 발생 후 빠른 시간 이내에 수행되는 것도 중요하지만, 압박의 위치와 세기/깊이 및 속도, 그리고 인공호흡의 호흡량과 속도가 적절한 수준에 있는 것도 환자의 생존률을 높이는 데 중요하다.

그러나 압박이나 호흡을 센싱하는 기능이 구비되어 있으면서 인체 고유의 피드백을 제공하는 더미(dummy) 또는 마네킨의 경우 가격대가 높아, 교육용으로 널리 보급되는 데에 한계를 가진다. 종전에 피훈련자인 사람의 손에 센서를 부착하거나, 인체모형인 마네킨 외부에 센서를 부착하는 방식은 가격은 상대적으로 높으며, 인체모형 고유의 피드백을 저해하여 교육 효과를 감소시킨다는 지적이 있다.

1. 미국 공개특허 US 2014/0072940호 (공개일 2014년03월13일) 2. 미국 공개특허 US 2013/0066242호 (공개일 2013년03월14일) 3. 미국 공개특허 US 2012/0100516호 (공개일 2012년04월26일)

일측에 따르면, 심폐소생술 훈련을 위한 교육 정보 및 실습 프로그램을 제공하는 심폐소생술 훈련 장치가 제공된다. 상기 장치는, 심폐소생술 훈련에 연관되는 압박동작을 감지하여 전기적 신호로 측정하고, 측정 결과에 대응하는 피드백 정보를 실시간으로 제공하는 큐브 형상의 훈련기기와, 일측이 개방된 육면체 형상을 갖는 덮개부, 및 펼쳐지는 경우에 판형 형상을 갖고, 미리 지정된 가이드 접힘선에 따라 일측이 개방된 육면체 형태로 접혀서 상기 훈련기기를 둘러싸고, 상기 훈련기기를 둘러싼 상태에서 상기 덮개부에 의해 덮임으로써 상기 훈련기기를 수용하는 포장을 이루는 바디부를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 바디부는 펼쳐지는 경우에 상기 판형 형상에서 상기 훈련기기가 놓이는 방향에 사람의 몸 형상의 그림이 인쇄될 수 있다. 이 경우, 상기 바디부는 상기 사람의 몸 형상의 그림에서 목 부분에 얼굴 모양의 별도 인쇄물을 끼울 수 있는 홈 및 전자 디스플레이 기기를 놓을 수 있는 가이드 라인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 훈련기기는, 수직방향으로 작용되는 압박을 전달 받아 변형하는 압박부와, 상기 변형 정도를 측정하여 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 압박정보를 계산하는 프로세서, 및 상기 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력하는 피드백부를 포함할 수 있다.

다른 일측에 따르면, 심폐소생술 훈련 기기를 수용하는 포장상자가 제공된다. 상기 포장상자는, 일측이 개방된 육면체 형상을 갖는 덮개부, 및 펼쳐지는 경우에 판형 형상을 갖고, 미리 지정된 가이드 접힘선에 따라 일측이 개방된 육면체 형태로 접혀서 상기 훈련 기기를 둘러싸고, 상기 훈련기기를 둘러싼 상태에서 상기 덮개부에 의해 덮임으로써 상기 훈련기기를 수용하게 되는 바디부를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 바디부는 펼쳐지는 경우에 상기 판형 형상에서 상기 훈련기기가 놓이는 방향에 사람의 몸 형상의 그림이 인쇄될 수 있다. 이 경우, 상기 바디부는 상기 사람의 몸 형상의 그림에서 목 부분에 얼굴 모양의 별도 인쇄물을 끼울 수 있는 홈 및 전자 디스플레이 기기를 놓을 수 있는 가이드 라인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 바디부는 상기 사람의 몸 형상의 그림에서 심장 부분에 상기 훈련기기를 고정시키도록 돌출 형성된 가이드부를 포함할 수도 있다.

또 다른 일측에 따르면, 사용자의 압박동작을 감지하고 이에 대한 피드백 정보를 적어도 하나의 출력 채널을 이용하여 제공하는 심폐소생술 훈련 장치가 제공된다. 상기 장치는, 수직방향으로 작용되는 압박을 전달 받아 변형하는 압박부와, 상기 변형 정도를 TOF (time of flight) 방식, 광량 측정 방식, 자력 측정 방식 및 하중 측정 방식 중 적어도 하나의 방식으로 측정하여, 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 압박정보를 계산하는 프로세서, 및 상기 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력하는 피드백부를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 프로세서는 상기 압박부 내에 구비되는 공극부를 통해 입사되는 입사광의 정보와 상기 입사광이 반사되어 돌아오는 반사광의 정보를 비교하여 상기 압박정보를 계산할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 압박부는 압박에 대항하는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성 중합체 재질을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 다른 실시예에서는 상기 압박부가 상기 방향으로 탄성력을 제공하는 다른 재질로 만들어질 수도 있다.

일실시예에 따르면, 상기 심폐소생술 훈련 장치는 큐브 형상이고, 상기 압박부는 상기 큐브 형상의 상부를 구성할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 압박부는, 상기 압박부의 상단 내부에 수용되어 상기 압박정보가 균일하게 전달되도록 하는 누름판, 및 상기 압박부의 내부에서 상기 누름판, 및 상기 피드백부의 사이를 결속하며 중앙 영역의 홀을 통해 상기 누름판으로부터 전달되는 상기 압박정보가 상기 피드백부로 전달되도록 지지하는 받침판을 포함할 수 있다.

또한, 상기 피드백부는, 상기 압박에 의한 상기 압박부의 변형 정도를 전기적으로 측정하는 센싱부, 및 상기 변형 정보에 기초하여 계산된 상기 압박정보에 대해 깊이, 세기, 속도, 이완 중 적어도 하나의 기준에 따라 판단된 피드백 정보를 출력하는 출력부를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 센싱부는, 상기 변형 정도를 측정하기 위한 적외선 센서, 초음파 센서, 자력 센서 및 하중 측정 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 피드백부는 상기 압박에 대응하는 깊이 값이 미리 지정된 압박 깊이 기준인 제1 측정값 이상이면 정상압박으로 판단하고, 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 출력한다. 이 때, 상기 피드백부는 상기 정상압박 이후 측정된 깊이 값이 0을 기준으로 소정 범위 이내에 복귀하면 이완 상태로 판단하여 정상 압박 횟수를 카운트 하고, 상기 정상 압박 횟수를 카운트 할 때마다 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 출력할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 출력부가 LED인 경우, 복수 개의 LED가 상기 피드백부에 배열되며, 상기 압박정보에 대응하여 상기 복수 개의 LED가 미리 지정된 방향에 따라 순차적으로 점등 또는 점멸하거나 조도가 변할 수 있다.

또한, 상기 출력부가 진동 모터인 경우, 상기 압박정보에 대응하여 심장박동을 표현하도록 미리 설정된 진동 패턴을 발생시킬 수 있다.

그리고, 상기 출력부가 스피커 또는 부저인 경우, 상기 압박정보의 적정 여부 나타내는 사운드를 출력할 수 있다.

또한, 상기 장치는, 와이파이, 블루투스 및 NFC (Near Field Communication) 중 적어도 하나의 무선 통신 기능을 이용하여 상기 피드백 정보를 사용자 단말로 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

또다른 일측에 따르면, 수직방향으로 작용되는 압박을 전달 받아 변형하는 단계와, TOF (time of flight) 방식, 광량 측정 방식, 자력 측정 방식 및 하중 측정 방식 중 적어도 하나의 방식으로 상기 변형 정도를 측정하여, 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 압박정보를 계산하는 단계, 및 상기 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 압박정보를 계산하는 단계는 압박부 내에 구비되는 공극부를 통해 입사되는 입사광의 정보와 상기 입사광이 반사되어 돌아오는 반사광의 정보를 비교하여 상기 압박정보를 계산한다.

일실시예에 따르면, 상기 피드백 정보를 출력하는 단계는 상기 압박에 대응하는 깊이 값이 미리 지정된 압박 깊이 기준인 제1 측정값 이상이면 정상압박으로 판단하고, 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 출력한다.

또한, 상기 피드백 정보를 출력하는 단계는 상기 정상압박 이후 측정된 깊이 값이 0을 기준으로 소정 범위 이내에 복귀하면 이완 상태로 판단하여 정상 압박 횟수를 카운트 하고, 상기 정상 압박 횟수를 카운트 할 때마다 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 출력한다.

도 1은 일실시예에 따른 심폐소생술(cardiopulmonary resuscitation: CPR) 훈련 과정을 설명하는 개념도이다.
도 2A 및 도 2B는 일실시예에 따라 심폐소생술 훈련기기와 함께 제공되는 포장 상자의 세부 구성을 설명하는 도면이다.
도 3A 및 도3B는 일실시예에 따라 심폐소생술 훈련 과정을 제공하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 4A 및 도 4B는 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 장치를 도시하는 블록도이다.
도 5A 내지 도 5E는 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 장치의 세부구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 장치의 피드백부에 대한 세부 구성을 설명하는 도면이다.
도 7A 및 도 7B는 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 장치의 압박정보 측정 방식을 설명하는 도면이다.
도 8A 내지 도 8E는 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 장치의 피드백 정보 출력 방식을 설명하는 도면이다.
도 9는 일실시예에 따라 제공되는 심폐소생술 훈련을 위한 어플리케이션 프로그램 및 보조 교구를 설명하는 도면이다.
도 10A 및 도 10B는 일실시예에 따라 심폐소생술 훈련 장치와 연동하여 사용자 단말에 제공되는 어플리케이션 프로그램을 설명하는 도면이다.
도 11은 일실시예에 따라 제공되는 보조 교구의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 13은 일실시예에 따라 심폐소생술 훈련 장치 및 교육 컨텐츠의 연동 프로세스를 설명하는 도면이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 일실시예에 따른 심폐소생술(cardiopulmonary resuscitation: CPR) 훈련 과정을 설명하는 개념도이다. 최근, 전세계적으로 심폐소생술과 관련한 교육의 필요성에 대한 인식이 높아지면서 일반인들을 대상으로 하는 심폐소생술 훈련도 의무화되고 있는 추세에 있다. 그러나, 기존의 심폐소생술 교육은 무반응형 마네킹을 이용한 실습에 그치고 있어 교육 효과가 미미하고, 사용자의 압박동작에 따른 피드백 기능을 구비하는 일부 모델의 경우 가격대가 높고 보관이 어려워 일반 가정이나 학교에 교육용으로 널리 보급되는 데 한계가 있다. 이러한 점을 고려하여, 심폐소생술에서 최우선시 되는 압박동작 행위를 감지하는 휴대용 디바이스 형태의 심폐소생술 훈련 기기(110)가 제공된다. 일실시예에 따르면 상기 심폐소생술 훈련 기기(110)는 단독으로 사용될 수도 있으나, 다른 실시예들에서는 기기(110)가 훈련 가이드(100) 및 사용자의 휴대단말(120) 중 적어도 하나와 연동하여 심폐소생술에 관한 훈련 프로그램을 제공할 수 있다.

훈련 가이드(100)는 심폐소생술 훈련 과정에서 습득되어야 하는 교육정보, 보다 실감나는 훈련을 유도하기 위한 사람의 몸 형상 그림, 훈련 기기(110)의 사용설명 등이 인쇄된 접이식 구조의 보드이다. 도 2a를 참조하여 후술하겠지만, 상기 훈련 가이드(100)는 미리 지정된 접힘선을 따라 접힌 경우에는 훈련 기기(110)의 크기에 맞춰 상기 훈련 기기(110)를 둘러싸는 포장 상자의 일부 - 예시적으로 포장 상자의 아랫판 - 이지만, 펼쳐진 경우에는 심폐소생술 훈련 과정의 학습 교재로서 활용 가능하다.

한편 심폐소생술 훈련 기기(110)가 제공하는 트레이닝 기능은 사용자의 압박동작 행위를 감지하여 이에 대한 실시간 시각/청각/촉각 피드백을 제공하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 상기 심폐소생술 훈련 기기(100)의 무선통신 기능을 이용한 사용자 휴대단말(120)과의 연동을 통해, 심폐소생술 전반의 내용 학습 및 시나리오 기반 실습 프로그램을 제공할 수도 있다.

도 1과 같이, 사용자가 심폐소생술 훈련 기기(110)에 압박동작 행위를 가하면, 상기 심폐소생술 훈련 기기(110)는 상기 압박동작에 대한 깊이, 위치, 세기, 속도 등을 측정하고, 상기 측정 결과를 시각/청각/촉각 등의 다양한 채널을 통해 피드백 정보로 제공할 수 있다. 또한, 상기 측정 결과에 따른 압박동작 시뮬레이션 프로그램이나 교육 컨텐츠는, 상기 심폐소생술 훈련 기기(110)와 무선 네트워크를 통해 연동되는 사용자 휴대단말(120)을 통해 제공될 수 있다. 여기서 휴대 단말은 태블릿 PC나 스마트폰, 랩탑컴퓨터 등 임의의 전자단말기 또는 디스플레이장치일 수 있다.

도 2a 및 2b는 일실시예에 따라 심폐소생술 훈련기기를 포장 상자와 함께 제공하는 심폐소생술 훈련장치 세트 전체 구성들을 설명하는 도면이다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게, 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 장치는 기존의 심폐소생술 교육에 활용되던 마네킹에 비해 가격대는 낮추고 보관은 용이하도록 제작하여 보급률을 높이면서 심폐소생술 전반의 내용 학습과 실습 프로그램을 제공하는 장치로서, 심폐소생술 훈련기기(204)와 이의 포장상자(201 및 202)로 구성된다. 훈련 기기(204)는 사용자의 압박 동작에 따른 압박 깊이, 위치, 세기, 속도 등을 측정하고 그 피드백 정보를 제공하는 큐브 형상의 기기로서, 포장상자의 내부공간에 수용될 수 있다. 훈련 기기의 형상은 특정한 예시적 형태에 한정되지 않는다. 상기 포장상자는 일면이 개방된 육면체 형상의 상단 덮개부(201)와 하단 바디부(202)로 구성되는데, 덮개부(201) 및 바디부(202)가 결합하였을 때 그 내부공간을 통해 상기 훈련기기(204)를 수용하고, 분리 시에는 훈련기기(204)를 이용한 심폐소생술 훈련의 보조 학습 교구로 이용된다. 바디부(202)가 보조 학습 교구로 활용되는 예는 도 1에서도 예시적으로 도시되었다.

도 2a를 참조하면, 포장상자의 덮개부(201)에는 심폐소생술 훈련 교육 과정에 연관되는 학습정보가 인쇄될 수 있다. 이를 테면, 상기 덮개부(201)의 옆면마다 심폐소생술 수행 과정에서의 단계별 학습 내용이나 주의사항들이 인쇄되어, 심폐소생술 훈련 교육 시 사용자는 상기 덮개부(201)의 각 면을 돌려가며 학습정보를 습득할 수 있다. 포장상자의 바디부(202)는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 접이식 구조의 보드로서 미리 지정된 접힘선을 따라 접이된 경우에는 훈련기기(204)를 둘러싸는 포장 상자의 일부가 되고 덮개부(201)와 결합하게 된다. 상술한 바와 같이 펼쳐진 상태의 바디부 일면(203)에는 사람의 몸 형상의 그림이 인쇄되어, 훈련기기(204)를 통한 심폐소생술 훈련의 보조 교구로 활용될 수 있다.

또한, 상기 미리 지정된 위치에는 훈련 시 상기 훈련기기(204)의 위치를 고정시키기 위한 가이드가 돌출 형성될 수도 있다. 상기 돌출 형성된 가이드는 상기 훈련기기(204)의 받침면 돌출부와 결속되도록 구성되는데, 상기 결속 방식은 도 2b와 같이 도시될 수 있다. 도 2b에서, 펼쳐진 바디부(203)에 노출된 몸 형상 그림의 미리 지정된 위치에 복수 개의 가이드(203-1, 203-2)가 돌출 형성되고, 상기 복수 개의 가이드(203-1, 203-2)가 훈련기기204)의 받침면 돌출부와 서로 결속되면서 상기 훈련기기(204)의 위치가 고정될 수 있다. 이를 위해, 상기 복수 개의 가이드(203-1, 203-2)의 옆면은 음각 고정부로, 상기 훈련기기(204) 받침면 돌출부의 옆면은 양각 고정부로 각각 형성되며, 상기 훈련기기(204)가 좌우방향뿐만 아니라 상하방향으로도 고정된다. 이러한 결속 구조에 의해, 기기(204)가 바디부의 윗면(203)의 사람 신체 모양의 그림에 적절한 위치에서 움직이지 않고 고정된다.

포장상자는 일반 상자보다 높은 내구성을 가지면서 여러 번 사용하더라도 쉽게 망가지지 않고 접이가 가능한 재질인 것이 바람직하므로, 예시적으로 그러나 한정되지 않게, 포장상자는 천연펄프 소재의 무광코팅 로얄아이보리지 등을 활용하여 제작될 수 있다.

도 3a 및 3b는 일실시예에 따라 심폐소생술 훈련 과정을 제공하는 방식을 설명하는 도면이다. 심폐소생술 훈련 과정은, 도 3a과 같이 접이식 구조의 포장상자 일부인 바디부(300)가 펼쳐진 상태에서 노출되는 몸 형상 그림의 특정 위치에 훈련기기(310)를 올려두고 수행될 수 있다. 상기 펼쳐진 바디부(300) 상의 몸 형상 그림에서 목 부분에는 얼굴 실루엣이 그려진 별도 인쇄물(미도시)을 끼울 수 있는 체결 홈이나 사람의 얼굴 이미지가 디스플레이된 전자기기(320)를 놓을 수 있는 가이드 라인이 추가적으로 구비된다. 얼굴 실루엣이 그려진 별도 인쇄물을 이용하는 경우, 상기 얼굴 실루엣의 입 부분에 구멍이 뚫리고, 상기 구멍의 뒷면으로 공기백이 연결되어 인공호흡 훈련 교재로 활용 가능하다.

또한, 도 3a에서 도시된 예와 같이, 얼굴 이미지가 디스플레이된 전자기기(320)를 이용하는 경우에는, 상기 전자기기에 구비된 마이크나 센서를 통해 인공호흡 측정 및 감지등 다른 훈련 프로그램이 수행될 수 있다. 또한 훈련 프로그램 정보 및/또는 사용자의 훈련에 대한 피드백 정보가 상기 전자기기에 디스플레이될 수도 있다.

한편, 일실시예에서는 훈련의 몰입감과 교육 효과를 높일 수 있도록 상기 전자기기(320)에 디스플레이되는 얼굴 이미지는 사용자의 가족 사진이 디스플레이될 수도 있다. 물론 가족 사진은 예시적인 것으로, 가족 사진 이외에도 연예인 사진이나 인터넷 이미지 데이터베이스로부터 다운로드되는 사진이 활용될 수도 있고, 디지털 드로잉 툴을 이용하여 직접 그려진 그림이 활용될 수도 있다.

일실시예에 따르면 상기 전자기기는 교육 앱 콘텐츠 프로세스와 연동되어 활용될 수도 있다. 이를 테면, 심폐소생술 훈련 과정의 압박 단계에서 상기 전자기기의 화면에 디지털 얼굴 이미지가 로딩되어 디스플레이 되고, 사용자의 압박 수행 능력에 따라 추가적인 시각 피드백이 제공될 수도 있다. 상기 시각 피드백은 단순히 텍스트를 이용한 피드백뿐만 아니라 혈색이나 혈류 등에 연관되는 효과를 제공할 수 있으며, 상기 전자기기를 이용한 인공호흡 훈련을 수행하는 경우에는 내장 마이크나 센서를 통해 측정된 인공호흡 훈련 결과에 대한 피드백 정보를 함께 디스플레이 할 수 있다.

도 3b는 심폐소생술 훈련 과정에서 훈련기기(310)가 연동 어플리케이션과 함께 활용되는 방식을 설명한다. 심폐소생술 훈련 기기(310)는 사용자로부터 입력되는 압박동작 행위를 감지하여 전기적 신호로 측정하고, 그 측정 결과에 대한 피드백 정보를 실시간으로 제공하는 디바이스 이다. 이를 테면, 사용자가 심폐소생술 훈련 기기(310)에 압박동작을 가하면, 심폐소생술 훈련 기기(310)에 구비된 센서 및 프로세서를 이용하여 상기 압박동작에 대한 깊이, 위치, 세기, 속도, 횟수 등이 측정된다. 상기 심폐소생술 훈련 기기(310)는 상기 측정 결과를 각 항목별 미리 지정된 기준과 비교하여 상기 압박동작이 정상압박 범위에 속하는지의 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 LED, 스피커, 부저, 진동모터 등의 출력 수단을 통해 피드백 한다.

상기 심폐소생술 훈련 기기(310)는 상기 피드백을 자체적으로 제공할 뿐 아니라, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication) 등과 같은 무선통신 네트워크를 통해 연동되는 사용자의 모바일 장치(330)를 통해 제공할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 모바일 장치(330)는 상기 압박동작의 측정 결과를 그래픽 변환하여 실시간 시뮬레이션 방식의 프로그램(320)으로 제공할 수 있다. 나아가, 상기 모바일 장치(330)는 상기 압박동작의 측정 결과에 기초하여 상기 사용자의 압박동작에서 잘못된 부분을 판단하고, 그 판단 결과에 따른 보완 교육 프로그램을 제공할 수도 있다.

도 4a 및 4b는 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 장치에 관한 개념적 블록도로, 도 4a는 심폐소생술 훈련 장치(400)를, 도 4b는 심폐소생술 훈련 장치 중 훈련기기(410)의 세부구성을 각각 도시한다.

먼저, 도 4a의 심폐소생술 훈련 장치(400)는 외형이 큐브 형상의 휴대 가능한 정도의 크기를 가질 수 있다. 그리고 훈련 장치(400)는 심폐소생술 훈련을 위한 교육 정보 및 실습 프로그램을 제공하며, 구성에는 전자 장비인 훈련기기(410)와, 이를 수용하는 포장 및/또는 보조 교구로 활용되는 포장 상자를 포함한다. 포장 상자는 덮개부(420) 및 바디부(430)를 포함할 수 있다.

훈련기기(410)는 심폐소생술 훈련에 연관되는 압박동작을 감지하여 전기적 신호로 측정하고, 측정 결과에 대응하는 피드백 정보를 실시간으로 제공하는 기기로서, 큐브 형상으로 제작될 수 있다. 상기 훈련기기(410)는 사용자가 수직방향으로 가하는 압박 동작에 의해 기기 상단의 압박부가 변형되는 정도를 측정하고, 상기 측정 결과에 기초하여 압박 깊이, 위치, 세기, 속도 등을 계산하여 상기 압박 동작에 대한 적정 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과는 상기 압박 동작에 대한 피드백 정보로서 시각, 청각 및 촉각 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 사용자에게 제공된다. 상기 훈련기기(410)의 세부구성은 아래 도4b에서 상세히 설명하기로 한다.

덮개부(420)는 상기 훈련기기(410)를 수용하는 포장상자의 상단 덮개로서 이해될 수 있으며, 일측이 개방된 육면체 형상을 가진다. 상기 덮개부(420)의 적어도 하나의 외부 측면에는 심폐소생술 교육 정보가 인쇄될 수 있다.

바디부(430)는 상기 덮개부(420)에 의해 덮여서 상기 훈련기기(410)를 감싸는 하단 받침으로, 접이식 구조로 제작된다. 상기 바디부(430)가 펼쳐지는 경우에 2차원 평면의 판형 형상을 가지며, 미리 지정된 가이드 접힘선에 따라 일측이 개방된 육면체 형태로 접혀서 상기 훈련기기(410)를 둘러싸면 큐브 형상이 되고, 상기 덮개부(420)에 의해 덮임으로써 상기 훈련기기(410)를 수용하는 포장을 이루게 된다. 상기 바디부(430)는 펼쳐지는 경우에 상기 판형 형상에서 상기 훈련기기(410)가 놓이는 방향에 사람의 몸 형상의 그림이 인쇄될 수 있으며, 상기 몸 형상의 그림은 심폐소생술 훈련에 활용된다. 바디부(430)의 구성과 활용에 대해서는 도 1, 도 2a, 도 2b 및 도 3a를 참고하여 상술한 바와 같다.

한편, 도 4b를 참조하면, 상기 심폐소생술 훈련 장치(400)의 훈련기기(410)는 사용자의 압박동작을 감지하고 이에 대한 피드백 정보를 적어도 하나의 출력 채널을 이용하여 제공하는 수단으로, 압박부(411), 프로세서(412) 및 피드백부(413)를 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면 압박부(411)는 수직방향으로 작용되는 압박을 전달 받아 변형할 수 있다. 압박부(411)는 사용자가 수직방향에서 가하는 압박동작을 입력받는 모듈로서, 사용자의 심폐소생술 훈련에 따른 압박 동작 및 이완 동작이 구분되어야 한다. 이를 위해, 상기 압박부(411)는 사용자가 부드럽게 심폐소생술 훈련을 진행하면서도 상기 압박에 대항하는 방향으로 탄성력을 제공할 수 있는 탄성중합체 재질(이를 테면, 우레탄이라 스펀지 재질, 스프링 재질 등)을 포함하며, 실제 사람의 흉부 강도와 유사하게 가슴 압박 시 요구되는 탄성력(예시적으로, 그러나 한정적이지 않게, 5㎝ 압박 시 25㎏f~30㎏f의 탄성력)을 가지면서, 가슴 압박 후 힘을 거두면 바로 이완되는 특성을 위해 분당 100회 정도의 압박 속도에서도 복원 속도가 충분히 유지되도록 할 수 있다. 상기 압박부(411)는 물리적으로 사람을 압박하는 것과 유사한 효과를 주도록 압박 시 압박 부 전체 높이의 2/3 정도의 깊이로 들어가도록 구성된다. 이를 테면, 상기 압박부(411)의 높이가 9㎝인 경우, 사용자의 압박 동작에 의해 실제 들어가는 깊이는 5~6㎝가 되도록 구현된다. 물론 교육의 목적이나 교육 대상자의 연령, 성별 등 다양한 요인을 고려하여 이 깊이는 다르게 설정될 수도 있다. 따라서 압박 깊이나 탄성도/복원력의 물리적 수치의 예시들이 본 발명의 범위를 그러한 예시들에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다.

한편, 상기 압박부(411)는 사용자의 압박동작을 인지할 수 있도록 내부 또는 외부 상단에 누름판 및 받침판을 수용할 수 있다. 상기 누름판은 상기 압박부(411)의 상단 내부에 수용되는 평평한 판 구조물로서, 압박을 가하는 사용자의 손에 실제 흉부와 유사한 견고한 느낌을 전달하는 동시에 압박정보가 균일하게 전달되도록 유도한다. 상기 받침판은 상기 압박부(411)의 내부에서 상기 누름판 및 피드백부(413)의 사이를 결속하는 구조물로서, 상기 누름판으로부터 전달되는 상기 압박정보가 상기 피드백부(413)로 전달되도록 지지한다. 이 때, 상기 받침판은 중앙 영역에 홀을 포함할 수 있는데, 상기 홀을 통해 상기 압박정보가 상기 피드백부(330)로 전달되어 상기 사용자의 압박에 의해 변형되는 깊이, 위치, 세기, 속도 등이 측정될 수 있다.

일실시예에 따르면 상기 누름판 및 상기 받침판 사이에 형성되는 홀은 아랫부분(받침판 방향)으로 갈수록 넓어지는 원통형으로 형성되어, 압박이 가해졌을 때 상기 훈련기기(410)의 구조물이 옆으로 틀어지 않고 수직 방향으로 수축되는 것을 도울 수 있다. 따라서 이러한 구조에 의해 사용자로 하여금 정확한 압박 방향을 유도하고 안정적인 압박 훈련이 가능해진다. 또한, 아래로 갈수록 넓어지는 구조로 인해, 아래쪽의 피드백부(413)에서 발생하는 시각적 피드백을 위쪽 방향에서도 용이하게 확인 가능하다.

프로세서(412)는 상기 압박에 의해 압박부(411)가 변형되는 정도를 TOF 방식, 광량 측정 방식, 자력 측정 방식 및 하중 측정 방식 중 적어도 하나의 방식으로 측정하고, 이에 기초하여 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기 및 속도 중 적어도 하나의 압박정보를 계산할 수 있다.

다만, 프로세서(412)가 상기 압박부(411)의 변형 정도를 측정하는 방식은 상기 TOF 방식이나 광량 측정 방식과 함께, 또는 이를 대신하여, 반사각을 이용한 삼각측량 방식, 자력 센서를 이용한 자력 측정 방식 및 하중 측정 센서를 이용한 하중 측정 방식과 같이 다양한 실시예에 따라 구현될 수도 있다. 반사각을 이용한 삼각측량 방식을 이용하는 경우에는, IR 발광부에서 방출된 빛이 상기 누름판에 반사되어 IR 수광부로 되돌아오는 빛의 각도를 전압으로 출력하여 상기 압박정보를 계산할 수 있다. 일실시예로, 프로세서(412)는 압박부(411) 내에 구비되는 공극부를 통해 입사되는 입사광의 정보와 상기 입사광이 반사되어 돌아오는 반사광의 정보를 비교하여 상기 압박정보를 계산한다. TOF 방식을 통해 상기 변형 정도를 측정하는 경우, 상기 프로세서(412)는 상기 공극부를 통해 입사되는 입력파와 상기 입력파가 상기 누름판에 의해 반사되어 돌아오는 반사파를 비교하여 상기 압박정보를 계산할 수 있다. 여기서의 입사파 및 반사파는 적외선, 초음파, 레이저 등일 수 있다. 또한, 광량 측정 방식을 통해 상기 변형 정보를 측정하는 경우에는, 상기 프로세서(412)가 상기 공극부를 통해 입사되는 입사광의 세기와 상기 입사광이 반사되어 돌아오는 반사광의 세기를 비교하여 상기 압박정보를 계산할 수 있다. 입력 방식의 경우 압박부로부터 눌리는 힘을 누름판에 의해 전달 받아 압력 정보를 계산할 수 있다.

피드백부(413)는 프로세서(412)를 통해 계산된 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력할 수 있다. 이를 위해, 상기 피드백부(413)는 상기 압박부(411)의 변형 정도를 전기적으로 측정하기 위한 센싱부와, 상기 측정 결과에 대한 피드백 정보를 출력하기 위한 출력부를 더 포함할 수 있다. 상기 센싱부는 상기 압박부(411)의 변형 정도를 직간접적으로 측정하기 위한 적외선 센서, 초음파 센서, 자력 센서 및 하중 측정 센서 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 상기 출력부는 상기 변형 정도에 기초하여 계산된 압박정보에 대해 깊이, 위치, 세기, 속도 중 적어도 하나의 기준에 따라 판단된 피드백 정보를 시각/청각/촉각 등으로 출력할 수 있도록, LED, 스피커, 부저, 진동 모터 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 출력부가 LED이면, 복수 개의 LED가 상기 피드백부(413)에 배열되며, 상기 압박정보에 대응하여 상기 복수 개의 LED가 미리 지정된 방향에 따라 순차적으로 점등, 점멸 및 조도 변경 중 적어도 하나의 피드백을 하는 방식으로 시각 피드백을 구현할 수 있다. 이 경우, 사용자의 압박동작에 의한 혈액 순환 정도를 시각적으로 보여주는 효과를 연출할 수 있다. 이외에도, 압박 깊이에 따라 LED의 조도가 점점 증가하며 점등하는 방식으로도 시각 피드백 구현이 가능하다.

상기 출력부가 진동 모터이면, 상기 압박정보에 대응하여 미리 설정된 진동 패턴을 발생시키는 방식으로 촉각 피드백을 구현할 수 있으며, 이는 사용자의 압박동작에 의한 심장박동 상태를 촉각적으로 연출하는 효과가 있다.

상기 출력부가 스피커 및 부저 중 적어도 하나이면, 상기 압박정보의 적정 여부를 비프음이나 클릭음과 같은 사운드로 출력하는 청각 피드백을 구현할 수도 있다. 일부 실시예에 따라, 훈련 과정에서 적정 압박 속도를 유도하는 가이드 사운드를 출력하는 방식으로 청각 피드백을 구현할 수도 있다.

상기 피드백부(413)가 상기 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력하는 과정은 다양한 실시예에 따라 구현될 수 있다. 이를 테면, 상기 피드백부(413)는 상기 센싱부를 통해 측정된 상기 압박에 대응하는 깊이 값이 미리 지정된 압박 깊이 기준인 제1 측정값 이상이면 정상압박으로 판단하고, 스피커를 통해 정상압박에 따른 청각 피드백을 출력할 수 있다. 또한, 상기 정상 압박 이후 측정된 깊이 값이 0을 기준으로 소정범위 이내에 복귀하는 경우, 상기 피드백부(413)는 이완 상태로 판단하여 정상 압박 횟수를 카운트 하고, 상기 정상 압박 횟수를 카운트할 때마다 LED를 통해 시각 피드백을 출력할 수 있다. 만일, 상기 피드백부(413)에 구비된 LED의 수가 20개라면, 상기 정상 압박 횟수의 누적 카운트 개수가 20회 이하일 때에는 LED 라이트를 하나씩 점등하고, 상기 정상 압박 횟수의 누적 카운트 개수가 20회를 초과하면 시간차 점등을 제공하는 방식으로 시각 피드백 할 수 있다. 또한, 상기 정상 압박 횟수의 누적 카운트 개수가 미리 지정된 횟수를 초과하는 경우, 상기 피드백부(413)는 진동 모터를 이용한 촉각 피드백을 추가적으로 출력할 수도 있다. 상기 피드백 정보의 출력 방식은 어느 하나의 실시예에 의해 제한되지 않으며, 사용자의 압박에 대응하여 측정된 압박정보에 대한 깊이, 위치, 세기, 속도, 횟수 등의 각 항목별 피드백 정보를 LED, 스피커, 진동 모터와 같은 각 출력수단과 조합하여 다양한 방식으로 제공할 수 있다.

상기 훈련기기(410)는 휴대에 용이하도록 10x10x10의 입방체 안에 들어갈 수 있는 크기의 큐브형상으로 제작될 수 있으나, 사용자별 손의 크기가 상이한 점을 고려할 때 다양한 크기로 변형 가능하다. 상기 심폐소생술 훈련기기(410) 내부의 세부 구성에 대해서는 아래 도 5a 내지 5e를 참조하여 상세히 설명한다.

한편, 심폐소생술 훈련장치(400)는 사용자의 모바일 장치나 PC, 사용자 위치에서 이용가능한 디스플레이 장치와 같은 사용자 단말과 연동할 수 있도록, 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 통신부는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication) 중 적어도 하나의 무선통신 기능을 통해 상기 사용자 단말과 연동하여, 상기 피드백 정보에 연관되는 실시간 시뮬레이션 프로그램이나 교육 프로그램을 제공할 수 있다.

도 5a 내지 5e는 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 장치의 세부구성을 설명하는 도면이다. 도 5a는 심폐소생술 훈련 장치(500)의 정면도이고, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 심폐소생술 훈련 장치(500)의 측면 외부 및 내부를 각각 도시하고 있다. 또한, 도 5e는 심폐소생술 훈련 장치(500)에서 압박 동작이 직접 적용되는 압박부의 내부 구성을 도시한다.

심폐소생술 훈련 장치(500)는 크게 압박부(510) 및 피드백부(520)로 구분되는데, 압박부(510)는 사용자의 압박에 따라 변형하는 부분이고, 피드백부(520)는 상기 압박에 의한 외력을 지탱하면서도 상기 압박부(510)의 변형 정도를 측정하여 피드백 하는 부분으로 이해될 수 있다. 압박부(510) 및 피드백부(520)는 접착물질(또는 볼트와 같은 부자재)에 의해 결합이 용이한 구조로, 압박이 가해지지 않은 상태에서는 3차원의 원통형이나 큐브형과 같은 형태를 유지한다.

먼저, 압박부(510)는 사용자가 수직방향에서 가하는 압박을 전달 받아 변형하는 부분으로, 사용자가 실제 심폐소생술 과정에서 흉부 압박을 수행할 때 적정 깊이(이를 테면, 50mm 이상)의 압박-이완 상태를 반복적으로 경험할 수 있도록 구성된다. 압박부(510)는 사용자의 압박이 직접 가해지는 압박부 하우징(511)과, 상기 압박에 대응하는 압박정보를 피드백부(520)로 전달하기 위해 상기 압박부 하우징(511) 내부에 수용되는 누름판 (512) 및 받침판(513)을 포함할 수 있다. 상기 압박부 하우징(511)은 사용자가 수행하는 압박 동작과 이완 동작이 명확하게 구분될 수 있도록 탄성력을 가지는 재질로 구성될 수 있다. 이를 테면, 사용자가 부드럽게 압박 동작을 수행하면서도 상기 압박 동작 후 이완 시에는 원래의 형상으로 복귀할 수 있도록, 탄성중합체 재질(이를 테면, 우레탄이라 스펀지 재질, 스프링 재질 등)을 이용하여 상기 압박부 하우징(511)이 제작될 수 있다.

상기 누름판(512)은 압박을 가하는 사용자의 손에 실제 흉부와 유사한 견고한 느낌을 전달하는 동시에 압박정보가 수직 방향으로 균일하게 전달되도록 유도하는 평평한 판 구조물로서, 상기 압박부 하우징(511)의 상단 내부에 수용된다. 상기 받침판(513)은 상기 압박부 하우징(511)의 내부에서 누름판(512)과 피드백부(520)의 사이를 결속하는 구조물로서, 상기 누름판(512)으로부터 전달되는 상기 압박정보가 상기 피드백부(520)로 전달되도록 지지한다. 이 때, 상기 받침판(513)의 중앙 영역은 원 모양의 홀을 포함하는데, 상기 홀을 통해 상기 압박정보가 피드백부(520)로 전달되어 상기 사용자의 압박에 의해 변형되는 깊이, 위치, 세기, 속도, 횟수 등이 측정된다. 상기 누름판(512) 및 받침판(513)은 상기 압박부 하우징(511)으로부터 입력되는 사용자의 압박 동작을 버티는 동시에 하단의 피드백부(520)로 전달할 수 있는 정도의 두께를 가져야 한다.

한편, 압박부 하우징(511) 내부에서 소정 크기를 가지는 홀 형태의 공극부(516)가 구비된다. 상기 공극부는 하단에서 상단으로 갈수록 점점 좁아지는 형태(상단부 단면이 사다리꼴 모양을 나타냄)로서, 뼈대없는 탄성중합체로 구성되는 상기 압박부 하우징(511)이 사용자의 압박에 의해 최대한 수직 방향으로 압축되어 직진성을 띄며 하강하도록 한다(540). 또한, 상기 공극부(516)는 상기 압박에 의해 압박부(510)의 변형 정도와 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 압박정보를 측정하는 데 이용되기도 한다.

피드백부(520)는 압박부(510)가 사용자의 압박에 의해 변형하는 정도를 TOF 방식, 광량 측정 방식, 자력 측정 방식 및 하중 측정 방식 중 적어도 하나의 방식으로 측정하고, 이에 기초하여 계산된 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력하는 부분이다. 상기 피드백부(520)는 상기 압박부(510)와 결속되는 연결부(521)와 몸체부(522)로 구성되는데, 상기 연결부(521) 및 상기 몸체부(522) 내부에는 센싱부와, 프로세서, 및 출력부가 구비될 수 있다. 상기 센싱부는 적외선 센서, 초음파 센서, 자력 센서 및 하중 측정 센서 중 적어도 하나를 이용하여 상기 압박부(510)의 변형 정도를 측정한다. 피드백부(520)에서 상기 압박부(510)의 변형 정도를 측정하는 방식은 심폐소생술 훈련 장치(500)에 구비되는 센서의 종류에 따라 다양한 실시예로 구현될 수 있다.

상기 프로세서는 센싱부의 측정 결과에 기초하여 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기, 속도, 횟수 등의 압박정보를 계산하고, 상기 계산된 압박정보에 기초하여 정상압박 여부를 판단한다. 상기 출력부는 몸체부(522)의 측면 외부에 구비된 LED(531), 스피커(533), 진동 모터(534) 등의 출력수단을 이용하여, 상기 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력한다. 또한, 상기 몸체부(522)는 심폐소생술 훈련 장치(500)의 전원이나 배터리 상태정보를 출력하는 수단(532)과, 사용자 단말과의 연동을 지원하는 무선통신 기능을 더 구비할 수도 있다.

상기 압박부(510)는 도 5b 및 도 5c와 같이 누름판(512)이 삽입되는 구조의 인서트 타입을 대체하여, 도 5d와 같이 덮개(515)가 추가된 캡 타입으로 구현될 수 있다. 상기 캡 타입은 외부에서 볼 때 덮개(515), 압박부(510) 및 피드백부(520)의 3단 구조로 구성된다. 상기 덮개(515)는 상기 인서트 타입에서 압박부(510) 내부에 삽입되는 누름판(512)에 비해, 압박 시 사용자의 손이 닿는 부분이 단단하기 때문에 흉부와의 낮은 체감 경도를 제공하지만, 사용자가 보다 명확하게 수직방향을 누를 수 있도록 보조하며, 분리 및 조립에 따른 제작이 용이하다.

한편, 상기 압박부(510)는 사람의 흉부를 압박하는 것과 유사한 물리적 효과를 주도록 다양한 방식으로 제작될 수 있다. 심폐소생술 훈련 과정에서, 사용자의 압박 동작에 대항하는 방향으로 실제 사람의 흉부 강도와 유사한 탄성력을 제공하기 위해, 상기 압박부(510)의 상단에 탄성중합체 재질의 압박패드(540)가 추가될 수 있다. 또한, 사용자로 하여금 압박 시 사람 흉부의 경도와 유사한 느낌을 제공하기 위해, 상기 압박패드의 내부나 윗부분에 플레이트(541)을 추가 삽입 또는 부착할 수 있으며, 이 경우 상기 플레이트(541)는 사람의 가슴뼈를 압박하는 것과 유사한 느낌을 줄 수 있다.

상기 피드백부(520)를 통해 상기 피드백 정보가 제공되는 방식은 다양한 실시예에 의해 구현 가능하다. 이를 테면, 상기 압박동작 신호에 대한 상기 센싱부의 측정 결과 정상압박 동작으로 판단되면 흰색 LED를 점등하거나, 압박 깊이나 세기, 횟수 등에 따라 LED 밝기를 차등적으로 조정할 수 있다. 상기 압박동작 후 이완 동작이 정상적으로 이루어지지 않는 경우에는, 붉은색 LED를 점등하거나 스피커 또는 진동 모터를 통해 피드백을 제공할 수도 있다. 또한, 상기 압박동작 신호에 대한 핸즈오프(hands-off) 시간을 설정해두고, 설정된 시간 동안 정상압박 동작이 입력되지 않으면 점등된 LED를 모두 턴-오프(turn-off) 할 수 있다.

도 6은 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 장치의 피드백부에 대한 세부 구성을 설명하는 도면이다. 심폐소생술 훈련 장치의 피드백부는 사용자가 장치에 가하는 압박에 대한 피드백 정보를 출력하기 위해, 도 6과 같이 프로세서(610), 센서(620) 및 피드백 출력수단(630, 640, 650) 등이 실장된 PCB 보드를 포함한다.

도 6에서, 깊이 측정 센서(620)는 사용자의 압박에 따라 변형되는 압박부의 높이를 측정하는 모듈로서, 상기 압박부 내부에 구비되는 공극부의 중심부분에서 수직으로 내려오는 위치에 배치된다. 상기 깊이 측정 센서(620)는 적외선 센서, 초음파 센서, 자력 센서 및 하중 측정 센서 중 적어도 하나이며, 구비되는 센서의 종류에 따라 광량 측정 방식, TOF 방식, 자력 측정 방식, 및 하중 측정 방식 중 적어도 하나의 방식으로 상기 압박부의 높이 변화가 측정된다. 프로세서(610)는 깊이 측정 센서(620)를 통해 측정된 상기 압박부의 높이 변화에 기초하여 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 압박정보를 계산하고, 상기 압박정보에 대응하는 피드백을 출력하기 위해 피드백 출력수단들(630, 640, 650)을 제어한다.

심폐소생술 훈련 장치는 청각, 시각 및 촉각 등의 다양한 피드백을 제공하기 위해, 청각 피드백 출력수단(630), 시각 피드백 출력수단(640) 및 촉각 피드백 출력수단(650)을 포함할 수 있다. 이 때, 시각 피드백 출력수단(640)은 하나 이상의 LED, 레이저 등이 PCB 보드의 가장자리 부근에 배치되는 방식으로, 순차적 점등/점멸 또는 애니메이션 효과 등을 제공하기 위해 큐브 각 면을 따라 복수 개가 연속적으로 배치될 수도 있다. 또한, 청각 피드백 출력수단(630) 및 촉각 피드백 출력수단(650)은 피드백 출력이 특정 위치로 편중되어 제공되지 않도록 중앙 근처에 배치될 수 있다. 이외에도, 심폐소생술 훈련 장치에 전원을 공급하는 전원부(660)와, 심폐소생술 훈련 장치와 사용자 단말의 연동을 지원하는 무선 통신 모듈(670)이 상기 PCB 보드에 추가 배치될 수 있다.

도 7a 및 7b는 일실시예에 따라 심폐소생술 훈련 장치가 압박정보를 측정하는 방식을 설명하는 도면으로, 도 7a는 광량 측정 방식을 이용한 압박정보 측정 과정을, 도 7b는 하중 측정 방식을 이용한 압박정보 측정 과정을 각각 나타낸다. 도 7a에서, 심폐소생술 훈련 장치는 사용자가 장치에 가하는 압박에 의해 압박부가 변형하는 정도를 측정하기 위해, 깊이 측정 센서를 이용하여 상기 압박부의 높이 변화를 측정할 수 있다. 깊이 측정 센서(710)는 상기 공극부를 통해 상기 압박부의 높이 변화를 측정하기 위해 수광부 및 발광부의 세트로 구성될 수 있다.

상기 공극부(720)는 압박부의 내부에서 압박부 내부의 공극부 상단면과 받침판 사이에 구비되는 공간으로, 하단에서 상단으로 갈수록 점점 좁아지는 형태(상단부 단면이 사다리꼴 모양을 나타냄)이다. 깊이 측정 센서(710)의 발광부에서 방출된 빛이 상기 압박부 상단 내부의 누름판에 반사되어 수광부까지 도달할 수 있도록, 상기 깊이 측정 센서(710)의 끝부분만 노출되도록 설계될 수 있다. 이 때, 내부 반사로 인한 측정 오류 발생을 방지하는 취지에서, 상기 누름판의 하단 표면과 상기 받침판의 상단 표면을 반사되지 않는 물질로 처리(이를 테면, 검은색 무광의 표면 재질을 이용하거나 페인팅)할 수도 있다. 또한, 위에서도 설명 했듯이 상기 공극부(720)는 받침판 방향의 하단이 누름판 방향의 상단에 비해 넓은 원통형으로 형성되기 때문에, 압박 시 장치의 구조물이 옆으로 틀어지는 것을 방지하여 사용자로 하여금 정확한 압박 동작 방향을 유도할 수 있다.

도 7a에서, 광량 측정 외에 반사 시간 측정을 통해서도 상기 압박부의 높이 변화가 측정될 수 있다. 이 경우, 상기 깊이 측정 센서는 적외선 센서 또는 초음파 센서가 이용될 수 있는데, 적외선 센서로부터 위쪽 방향으로 방출된 적외선이 누름판에 의해 반사되어 돌아오는 시간 또는 초음파 센서로부터 위쪽 방향으로 발산된 초음파가 상기 누름판에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정함으로써, 상기 누름판의 위치를 계산하게 된다.

도 7b에서는 상기 적외선 및 초음파를 이용한 측정 방식 외에 활용가능한 하중 감지 방식을 설명한다. 도 7b를 참조하면, 심폐소생술 훈련 장치는 사용자가 장치에 가하는 압박에 의해 압박부가 변형하는 정도를 측정하기 위해, 하중 감지 센서(이를 테면, 압력센서, 로드셀, 스트레인 게이지 등)를 이용하여 상기 압박부의 높이 변화를 측정할 수 있다. 하중 감지 센서(740)는 압박부 내부에 구비되는 공극부의 중심부분에서 수직으로 내려오는 위치에 배치되며, 압박 동작에 의한 하중 힘을 측정한 후 이를 압박 깊이로 환산하여 깊이를 산출한다. 하중 감지 방식에서는, 상기 하중 감지 센서(740)가 상기 누름판을 통해 전달되는 상기 하중 힘을 정확하게 측정할 수 있도록, 상기 받침판(731) 및 상기 하중 감지 센서(740)의 상단에 미드캡(mid-cap, 732)이 추가 구비된다. 상기 미드캡(732)은 상기 누름판 및 받침판 사이의 위치에서 볼트나 피스를 이용하여 결합 또는 접착되어, 심폐소생술 훈련 장치의 압박부와 피드백부를 연결하는 동시에, 압박 시 가해지는 하중 힘이 상기 하중 감지 센서(740)에 집중적으로 전달되도록 하는 역할을 한다.

이외에도, 상기 누름판에 자력을 가진 물질을 구비해두고 상기 받침판 부근에 설치된 자력 감지 센서를 이용하여 자력의 세기를 측정함으로써 압박 깊이를 산출하는 자력 감지 방식이 상기 압박정보의 측정 과정에 활용될 수도 있다.

도 8a 내지 8e는 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 장치의 피드백 정보 출력 방식을 설명하는 도면이다. 도 8a과 같이, 사용자가 심폐소생술 훈련 장치의 압박부(810)에 수직방향의 압박을 가하면, 압박부(810)의 모양이 변형된다. 상기 압박에 의한 압박 상태와 압박 이후 이완 상태에 따른 모양이 명확하게 구분될 수 있도록, 상기 압박부(810)는 상기 압박에 대항하는 방향으로 탄성력을 제공할 수 있는 탄성중합체 재질로 구성될 수 있다.

상기 압박에 의해 압박부(810)가 변형되면, 심폐소생술 훈련 장치의 피드백부(820)가 상기 압박에 대응하는 압박정보를 측정하여 피드백 정보를 출력한다. 이 때, 상기 피드백 정보는 도 8a과 같이 큐브의 하단 표면에 구비된 LED가 발광하는 시각 피드백을 비롯하여, 스피커를 이용한 청각 피드백, 진동 모터를 이용한 촉각 피드백 등 다양한 실시예에 의해 구현 가능하다.

LED를 이용한 시각 피드백을 구현하는 경우, 도 8b 및 도 8c와 같이 복수 개의 LED가 피드백부(820)에 배열된다. 상기 LED(831, 832, 833)는 도 8b와 같이 상기 피드백부(820)의 윗 판(821)에서 아랫면을 향하여 안쪽 둘레 부분에 배열되거나, 또는 도 8c와 같이 쪽보드를 이용하여 PCB 바깥 옆면을 세워 상기 피드백부(820)의 옆면(822)에 배열될 수 있다. 또한, LED 빛의 확산성을 증대시키기 위해 도 8d와 같이, 상기 피드백부(820)의 옆면 위쪽이나 윗 부분에 높은 반사율을 가지는 소재(840, 이를 테면 필름형 거울, 확산 아크릴 등)가 추가 배치될 수도 있다.

상기 피드백부(820)에 배열된 복수 개의 LED는 상기 압박정보에 대응하여 상기 복수 개의 LED가 미리 지정된 방향에 따라 순차적으로 점등 또는 점멸하는 방식으로 시각 피드백을 구현한다. 이 경우, 사용자의 압박동작에 의한 혈액 순환 정도를 시각적으로 보여주는 효과를 연출할 수 있다. 일부 실시예에서는, 사용자가 한 회차의 압박을 바르게 수행할 때마다(깊이 적정 및 이완 완료의 조건이 모두 충족되는 것을 의미) 하나의 LED가 추가적으로 점등되고, 이러한 방식으로 복수 개의 LED가 모두 점등된 후에는 압박 시마다 상기 복수 개의 LED가 한바퀴 돌면서 순차적으로 점등 및 점멸되면서 혈액이 순환되는 것을 사용자가 직관적으로 떠올릴 수 있도록 LED 점등을 제어할 수 있다.

다른 일실시예에 따르면, 압박 깊이에 따라 상기 LED의 빛의 조도가 달라지도록(이를 테면, 압박되지 않은 상태에서는 빛이 점등되지 않고, 압박이 적정 깊이에 가까워질수록 빛의 조도가 상승함) 하거나, 다양한 색상 표시가 가능한 LED 소자를 활용하여 압박 깊이의 적정여부에 따라 색상을 달리 표시(이를 테면, 압박 깊이가 0일 때에는 점등되지 않고, 깊이가 적정 깊이에 다가갈수록 흰 색 빛의 조도가 높아지며, 적정 깊이에 도달하면 녹색 빛을, 적정 깊이에 도달하지 못하거나 초과된 깊이로 압박하는 경우에는 적색 빛을 표시함)하는 방식으로 시각 피드백이 제공될 수도 있다.

진동모터를 이용한 촉각 피드백을 구현하는 경우, 도 8e와 같이 진동모터(850)가 상기 피드백부(820)의 내부공간에 장착되는데, 상기 피드백부(820)의 내부 바닥면에 돌출된 복수 개의 홈(823)에 의해 고정된다. 상기 진동모터(850)는 상기 압박정보에 대응하여 미리 설정된 진동 패턴을 발생시키는 방식으로 촉각 피드백을 구현할 수 있으며, 이는 사용자의 압박동작에 의한 심장박동 상태를 촉각적으로 연출하는 효과가 있다. 상기 진동모터(850)는 상기 압박동작에 의한 압박 깊이가 적정 깊이를 초과할 때마다 진동을 발생시키는 단순한 방식으로 촉각 피드백을 제공하거나, 심폐소생술 가이드라인에 따라 연속적인 압박동작이 유효하게 이행되면 심장박동의 진동 패턴을 발생시켜 보상 피드백을 제공하는 방식으로도 촉각 피드백을 구현 가능하다.

이를 테면, 사용자에 의해 30회 연속 적정 압박 싸이클(적정 압박-이완)이 수행된 것으로 판단되면, 상기 피드백부(820)는 적어도 1회 이상의 과장된 심장 박동의 진동 패턴(도 8e에서, 가운데 변곡점을 기준으로 기울기가 급격한 좌측 경사와 완만한 우측 경사를 포함하는 짧은 주기의 파도 형상 2회를 하나의 박동으로 간주함)을 반복적으로 발생시킬 수 있다. 다만, 보상 피드백이 제공되는 기준은 한정되지 않으며, 심장 박동의 진동 패턴 형상과 주기는 교육 시나리오와 사용자의 기호에 따라 변형 적용이 가능하다.

스피커를 이용한 청각 피드백을 구현하는 경우에는, 상기 압박정보의 적정 여부를 피드백 사운드로 출력하거나 적정 압박을 유도하는 가이드 사운드를 출력하는 방식으로 직관적인 피드백이 제공된다. 청각 피드백은 사전 설정에 따라 가이드 사운드 또는 피드백 사운드로 구분되어 제공되는데, 이는 상기 피드백부(820)의 외부 하단에 구비된 추가 버튼이나 스위치 조작을 통해 설정 및 변경하거나 또는 훈련 장치와 연동하여 사용되는 어플리케이션을 통해 설정 가능하다. 상기 가이드 사운드는 분당 100회 내지 120회의 반복적인 비프음이나 메트로늄을 출력하는 방식으로 제공되고, 상기 피드백 사운드는 사용자의 압박 동작에 대응하는 비프음이나 클릭음을 출력하는 방식으로 제공된다.

한편, 상기 청각 피드백 또한 다양한 방식으로 구현 가능하다. 이를 테면, 사용자의 압박동작에 의한 압박 깊이가 적정 깊이(5-6㎝)로 판단되면 압박 순간에 긍정신호로서 고음의 단음 소리를 출력하고, 적정 깊이에 도달하지 못하거나 적정 깊이를 초과한 것으로 판단되면 부정 신호로서 저음의 단음 소리를 출력할 수 있다. 일부 실시예에서는 적정 깊이 압박 시에는 상승하는 음의 배열로 긍정 신호를 출력하고, 비적정 깊이 압박 시(적정 깊이에 도달하지 못하거나 적정 깊이를 초과한 경우를 의미)에는 하강하는 음의 배열로 부정 신호를 출력할 수도 있다. 또한, 적정 깊이 압박 시마다 고음의 단음 소리를 출력한 후, 연속적인 압박동작이 유효하게 한 세트 이상 이행되면 상승하는 음의 배열로 사운드를 출력하여 보상 피드백을 제공하는 방식으로 청각 피드백을 구현할 수도 있다.

나아가 심폐소생술 훈련 장치는 사용자의 교육 프로세스에 따라 단계별 피드백을 제공할 수도 있다. 정상압박 깊이 습득을 위한 '저단계(low-level) 피드백'에서는 사용자의 압박에 의한 측정 깊이가 정상 깊이 문턱을 초과할 때마다, 스피커를 이용하여 비프음이나 클릭음과 같은 음성 신호를 출력하는 청각 피드백을 제공한다. 상기 정상압박 깊이 습득 이후 이완동작 연습을 위한 '중간단계(mid-level) 피드백'에서는 정상 깊이 압박 후 이완이 하나의 압박 주기로서 온전히 수행될 때마다 사용자에게 적절한 보상을 제공하는 피드백 규칙을 더 포함하여 제공할 수 있다. 이를 테면, 압박 주기가 카운트 될 때마다 LED와 같은 시각피드백 출력수단을 이용하여 불빛 신호를 출력함으로써, 사용자로 하여금 압박상태 및 이완 상태의 명시적인 구분이 가능하도록 제공한다. 그리고, 유효한 압박 시행의 반복 연습을 위한 '고단계(high-level) 피드백'에서는 적정 연속 압박에 대한 중요성을 이해시키고 한 세트를 온전히 완수함에 대한 보상으로 진동 패턴을 이용한 촉각 피드백을 추가적으로 제공할 수 있다. 상기 피드백 제공 방식은 어느 하나의 실시예에 의해 제한되지 않으며, 사용자의 설정에 의해 다양한 방식으로 구현 가능하다.

도 9는 일실시예에 따라 제공되는 심폐소생술 훈련을 위한 어플리케이션 프로그램(910) 및 보조 교구(920)를 설명하는 도면이다. 심폐소생술 훈련 장치는 사용자의 심폐소생술 훈련에 따른 압박동작을 측정하여 자체적으로 피드백 하는 외에, 추가적으로 제공되는 어플리케이션 프로그램(910) 및 보조 교구(920)를 통해 훈련 컨텐츠를 제공할 수 있다. 어플리케이션 프로그램(910)은 상기 심폐소생술 훈련 장치와 연동되는 사용자 단말을 이용하여 제공되는 프로그램으로, 사용자가 상기 심폐소생술 훈련 장치에 가하는 압박동작의 측정 결과를 그래픽 변환하여 제공하는 실시간 시뮬레이션 방식의 프로그램이나 상기 압박동작의 측정 결과에 기초하여 판단된 보완 교육 프로그램 형태일 수 있다. 상기 어플리케이션 프로그램(910)에 대해서는 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.

도 10a 내지 10c는 일실시예에 따라 심폐소생술 훈련 장치와 연동하여 사용자 단말에 제공되는 어플리케이션 프로그램을 설명하는 도면이다. 도 10a는 사용자 단말의 양방향 인터페이스를 활용한 심폐소생술 교육 프로그램의 제공 과정을, 도 10b는 상기 심폐소생술 훈련 장치를 통해 측정된 사용자의 압박동작에 대한 시뮬레이션 프로그램 제공 과정을, 도 10c는 심폐소생술 교육에 대한 동기부여를 위한 컨텐츠 제공 과정을 각각 나타낸다.

도 10a에서, 사용자 단말에 저장된 어플리케이션 프로그램은 심폐소생술에 관한 전반적인 이론 교육 프로그램을 제공할 수 있다. 이를 테면, 상기 어플리케이션 프로그램은 심폐소생술 원리(1011), 심정지 상황에 관한 설명(1012) 및 심폐소생술 방법(1013, 1014)에 관한 내용을 포함하는 교육 컨텐츠를 제공하며, 이 과정에서 상기 사용자 단말에 구비된 터치 스크린, 스피커 등의 UI를 이용하여 학습 효과를 높일 수 있다.

도 10b에서, 상기 어플리케이션 프로그램은 심폐소생술 훈련 장치와 연동하여 사용자의 압박동작에 대한 실시간 시뮬레이션 프로그램을 제공할 수 있다. 상기 어플리케이션 프로그램은 상기 심폐소생술 훈련 장치로부터 압박동작 신호를 수신하여, 상기 압박동작 신호의 깊이, 위치, 세기, 속도 중 적어도 하나의 데이터를 그래픽 데이터로 가공한 후 실시간 시뮬레이션 프로그램으로 제공한다. 이를 테면, 상기 심폐소생술 훈련 장치로부터 전달받은 압박동작 측정 결과를 그래픽 변환하여 가슴압박 연습 프로그램(1021)으로 실시간 제공하거나, 또는 시나리오 기반 실습 프로그램(1022)을 제공할 수도 있다. 상기 시뮬레이션 프로그램 제공 시, 상기 어플리케이션 프로그램은 심폐소생술 훈련 가이드라인 정보를 함께 제공할 수 있으며, 사용자 단말의 디스플레이를 통해 사용자의 실습 결과에 대한 실시간 피드백 또한 가능하다.

이외에도, 상기 어플리케이션 프로그램은 도 10c와 같이, 동기부여를 위한 컨텐츠 제공할 수도 있다. 이를 테면, 도 10a의 이론 교육 프로그램이나 도 10b의 실시간 시뮬레이션 프로그램 수행에 따른 교육 진행 현황(1031, 1032)이나 성취도 평가(1033, 1034)에 관한 컨텐츠가 사용자 단말의 어플리케이션 프로그램을 통해 제공되기도 한다.

다시 도 9를 참조하면, 심폐소생술 훈련 장치의 보조 교구(920)가 추가적으로 제공된다. 상기 보조 교구(920)는 상기 심폐소생술 훈련 장치의 훈련 프로그램을 보조하기 위한 컨텐츠로서, 도 11과 같이 제공될 수 있다.

도 11을 참조하면, 상기 보조 교구(920)는 상기 심폐소생술 훈련 장치의 포장 상자로 제공되는데, 조립된 상태에서는 도 11a의 상단 덮개부와 도 11b의 하단 바디부가 결합되어 훈련 기기(110)를 수용하는 포장 상자로서 활용되지만, 분해된 경우에는 심폐소생술 훈련 과정의 학습 교재로서 활용 가능하다.

도 9의 보조 교구(920)는 도 11a의 상단 덮개부와, 도 11b와 같은 하단 접이식 구조의 바디부를 포함한다. 도 11a의 상단 덮개부의 각 옆면에는 사용자의 눈높이에 맞추어 심폐소생술의 각 단계별 설명이 기재되어, 상기 심폐소생술 훈련 장치를 이용한 생명사슬 단계 교육 시 각 면을 돌려가며 사용자가 정보를 습득하는 데 이용된다. 도 11b의 하단 바디부는 접이식 구조로서, 분해하여 펼치면 CPR 위치가 표시된 사람 몸 형상의 실루엣 표시와 심폐소생술 훈련 과정의 각 단계별 핵심 동작, 주의사항 등이 기재된 면이 노출되며, 훈련 장치를 꽂을 수 있도록 되어있다.

도 12는 일실시예에 따른 심폐소생술 훈련 방법을 도시하는 흐름도이다. 심폐소생술 훈련 장치는 사용자의 압박동작을 감지하고, 이에 대한 피드백 정보를 적어도 하나의 출력 채널을 이용하여 출력하는 방법을 제공한다.

단계 1210에서는, 상기 심폐소생술 훈련 장치의 압박부가 수직방향으로 작용되는 압박을 전달 받아 변형할 수 있다. 단계 1210에서, 상기 압박부는 사용자의 심폐소생술 훈련에 따라 가해지는 압박동작을 인지할 수 있도록 내부에 누름판 및 받침판을 수용한다. 여기서, 상기 누름판은 상기 압박부의 상단 내부에 수용되는 평평한 판 구조물로서, 압박을 가하는 사용자의 손에 실제 흉부와 유사한 견고한 느낌을 전달하는 동시에 압박정보가 균일하게 전달되도록 유도한다. 또한, 상기 받침판은 상기 압박부의 내부에서 상기 누름판 및 피드백부의 사이를 결속하는 구조물로서, 상기 누름판으로부터 전달되는 상기 압박정보가 상기 피드백부로 전달되도록 지지한다. 이 때, 상기 받침판은 중앙 영역에 홀을 포함하는데, 상기 홀을 통해 상기 압박정보가 상기 피드백부로 전달되어 상기 사용자의 압박에 의해 변형되는 깊이, 위치, 세기, 속도 등이 측정될 수 있다.

상기 압박부는 사용자의 심폐소생술 훈련에 따른 압박 동작 및 이완 동작을 명확하게 구분할 수 있도록, 상기 압박에 대항하는 방향으로 탄성력을 제공할 수 있는 탄성중합체 재질(이를 테면, 우레탄이라 스펀지 재질, 스프링 재질 등)을 포함할 수 있다.

단계 1220에서는, 상기 심폐소생술 훈련 장치의 프로세서가 단계 1210에서 상기 압박부가 변형되는 정도를 구비되는 센서의 종류에 따라 TOF 방식, 광량 측정 방식, 자력 측정 방식 및 하중 측정 방식 중 적어도 하나의 방식으로 측정하고, 이에 기초하여 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기 및 속도 중 적어도 하나의 압박정보를 계산할 수 있다. 단계 1220에서, 상기 프로세서는 상기 압박부 내에 구비되는 공극부를 통해 입사되는 입력파와 상기 입력파가 반사되어 돌아오는 반사파를 비교하여 상기 압박정보를 계산한다. 이 때, 상기 입력파 및 상기 반사파는 적외선, 초음파 및 레이저 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서가 압박정보를 계산하는 과정에서, 상기 압박부의 내부에 수용되는 누름판은 빛이나 초음파 센서를 이용하여 반사 광량 측정 방식으로 상기 압박정보를 산출하는 데 반사판으로 이용될 수 있다.

단계 1230에서는, 상기 심폐소생술 훈련 장치의 피드백부가 단계 1120에서 계산된 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력할 수 있다. 상기 피드백부는 상기 압박부의 변형 정도를 전기적으로 측정하기 위한 센싱부와, 상기 측정 결과에 대한 피드백 정보를 출력하기 위한 출력부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 센싱부는 상기 압박부의 변형 정도를 측정하기 위해 적외선 센서, 초음파 센서, 자력 센서 및 하중 측정 센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 출력부는 상기 피드백 정보를 시각/청각/촉각 등으로 제공할 수 있는 LED, 스피커, 부저, 진동 모터 중 적어도 하나를 포함한다.

단계 1230에서, 상기 피드백부는 상기 압박에 대응하여 측정된 깊이 값이 미리 지정된 압박 깊이 기준인 제1 측정값 이상이면 정상압박으로 판단하고, 정상압박에 따른 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. 또한, 상기 피드백부는 상기 정상 압박 이후 깊이 측정값이 0을 기준으로 소정범위 이내에 복귀하는 경우 이완 상태로 판단하여 정상 압박 횟수를 카운트 하고, 상기 정상 압박 횟수를 카운트할 때마다 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 제공할 수 있다. 상기 정상 압박 횟수의 누적 카운트 개수가 미리 지정된 횟수를 초과하는 경우, 상기 피드백부는 진동 모터를 이용한 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 추가적으로 제공할 수도 있다. 상기 피드백 정보의 제공 방식은 어느 하나의 실시예에 의해 제한되지 않으며, 사용자의 압박에 대응하여 측정된 압박정보에 대한 깊이, 위치, 세기, 속도, 횟수 등의 각 항목별 피드백 정보가 LED, 스피커, 진동 모터와 같은 각 출력수단과 조합하여 다양한 방식으로 제공될 수 있다.

도 13은 일실시예에 따라 심폐소생술 훈련 장치 및 교육 컨텐츠의 연동 프로세스를 설명하는 도면이다. 심폐소생술 훈련 장치는 이론(1310), 실습(1320), 평가(1330) 및 보상(1340)의 단계를 포함하는 교육 시나리오에 따라, 사용자의 모바일 장치를 통해 제공되는 교육 컨텐츠와 연동하여 교육 프로그램을 제공할 수 있다.

이론 단계(1310)에서는, 심정지에 대한 이해와 CPR의 중요성 등을 포함한 배경 설명을 기본으로 하는 이론 교육을 제공한다. 실습 단계(1320)는 CPR의 주요 요소인 압박을 상기 훈련 장치와 연동하여 체험해보는 단계로서, 사용자가 상기 훈련 장치에 가하는 압박에 의한 깊이 측정 정보(압박 깊이, 압박 횟수, 이완, 압박 싸이클 성공 여부, 연속 성공 횟수 등)를 실시간 조합하여 사용자의 모바일 장치를 통해 제공할 수 있다. 평가 단계(1330)는 사용자의 훈련 성취도를 알아보기 위해 이론 교육에서의 주요 항목에 대한 퀴즈와 압박 실습에 대한 테스트를 수행하는 단계이다. 그리고 보상 단계(1340)는 게임요소를 가미하여, 사용자의 성취도에 따른 결과와 함께 배지나 아이템 형태의 대가를 지불하는 단계이다. 이러한 교육 시나리오를 통해, 심폐소생술 훈련에 대한 이론 및 실습 교육을 반복 진행하도록 유도하며, 상기 교육 시나리오는 축소 또는 확대 가능하다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (22)

1. 심폐소생술 훈련에 연관되는 압박동작을 감지하여 전기적 신호로 측정하고, 측정 결과에 대응하는 피드백 정보를 실시간으로 제공하는 큐브 형상의 훈련기기;
   일측이 개방된 육면체 형상을 갖는 덮개부; 및
   펼쳐지는 경우에 판형 형상을 갖고, 미리 지정된 가이드 접힘선에 따라 일측이 개방된 육면체 형태로 접혀서 상기 훈련기기를 둘러싸고, 상기 훈련기기를 둘러싼 상태에서 상기 덮개부에 의해 덮임으로써 상기 훈련기기를 수용하는 포장을 이루는 바디부
   를 포함하는 심폐소생술 훈련 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 바디부는, 상기 펼쳐지는 경우에 상기 판형 형상에서 상기 훈련기기가 놓이는 방향에 사람의 몸 형상의 그림이 인쇄되어 있는 심폐소생술 훈련 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 바디부는, 상기 사람의 몸 형상의 그림에서 목 부분에 얼굴 모양의 별도 인쇄물을 끼울 수 있는 홈 및 전자 디스플레이 기기를 놓을 수 있는 가이드 라인 중 적어도 하나를 포함하는 심폐소생술 훈련 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 훈련기기는,
   수직방향으로 작용되는 압박을 전달 받아 변형하는 압박부;
   상기 변형 정도를 측정하여, 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 압박정보를 계산하는 프로세서; 및
   상기 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력하는 피드백부
   를 포함하는 심폐소생술 훈련 장치.
5. 큐브 형상을 갖는 심폐소생술 훈련기기의 포장 상자에 있어서, 상기 상자는:
   덮개부; 및
   상기 덮개부에 의해 덮여서 상기 훈련기기를 감싸는 바디부
   를 포함하고,
   상기 덮개부는 일측이 개방된 육면체 형상으로, 상기 육면체 형상의 적어도 하나의 외부 측면에 심폐소생술 교육 정보가 인쇄되고,
   상기 바디부는 펼쳐지는 경우에 판형 형상을 갖고, 상기 훈련기기를 둘러싸는 큐브 형상이 되도록 미리 지정된 가이드 접힘선에 따라 일측이 개방된 육면체 형태로 접히는 심폐소생술 훈련기기의 포장 상자.
6. 수직방향으로 작용되는 압박을 전달 받아 변형하는 압박부;
   상기 변형 정도를 TOF (time of flight) 방식, 광량 측정 방식, 자력 측정 방식 및 하중 측정 방식 중 적어도 하나의 방식으로 측정하여, 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 압박정보를 계산하는 프로세서; 및
   상기 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력하는 피드백부
   를 포함하는 심폐소생술 훈련 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 프로세서는, 상기 압박부 내에 구비되는 공극부를 통해 입사되는 입사광의 정보와 상기 입사광이 반사되어 돌아오는 반사광의 정보를 비교하여 상기 압박정보를 계산하는 심폐소생술 훈련 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 압박부는, 압박에 대항하는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성중합체 재질을 포함하는 심폐소생술 훈련 장치.
9. 제6항에 있어서,
   상기 심폐소생술 훈련 장치는 큐브 형상이고, 상기 압박부는 상기 큐브 형상의 상부를 구성하는 심폐소생술 훈련 장치.
10. 제6항에 있어서,
    상기 압박부는,
    상기 압박부의 상단 내부에 수용되어, 상기 압박정보가 균일하게 전달되도록 하는 누름판; 및
    상기 압박부의 내부에서 상기 누름판 및 상기 피드백부의 사이를 결속하며, 중앙 영역의 홀을 통해 상기 누름판으로부터 전달되는 상기 압박정보가 상기 피드백부로 전달되도록 지지하는 받침판
    을 포함하는 심폐소생술 훈련 장치.
11. 제6항에 있어서,
    상기 피드백부는,
    상기 압박에 의한 상기 압박부의 변형 정도를 전기적으로 측정하는 센싱부; 및
    상기 변형 정도에 기초하여 계산된 상기 압박정보에 대해 깊이, 세기, 속도, 이완 중 적어도 하나의 기준에 따라 판단된 피드백 정보를 출력하는 출력부
    를 포함하는 심폐소생술 훈련 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 변형 정도를 측정하는 적외선 센서, 초음파 센서, 자력 센서 및 하중 측정 센서 중 적어도 하나를 포함하는 심폐소생술 훈련 장치.
13. 제11항에 있어서,
    상기 피드백부는,
    상기 압박에 대응하는 깊이 값이 미리 지정된 압박 깊이 기준인 제1 측정값 이상이면 정상압박으로 판단하고, 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 출력하는 심폐소생술 훈련 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 피드백부는,
    상기 정상압박 이후 측정된 깊이 값이 0을 기준으로 소정 범위 이내에 복귀하면 이완 상태로 판단하여 정상 압박 횟수를 카운트 하고,
    상기 정상 압박 횟수를 카운트 할 때마다 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 출력하는 심폐소생술 훈련 장치.
15. 제11항에 있어서,
    상기 출력부가 LED이고, 복수 개의 LED가 상기 피드백부에 배열되며, 상기 압박정보에 대응하여 상기 복수 개의 LED가 미리 지정된 방향에 따라 순차적으로 점등, 점멸 및 조도 변경 중 적어도 하나의 피드백을 하는 심폐소생술 훈련 장치.
16. 제11항에 있어서,
    상기 출력부가 진동 모터이고, 상기 압박정보에 대응하여 심장박동을 표현하도록 미리 설정된 진동 패턴을 발생시키는 심폐소생술 훈련 장치.
17. 제11항에 있어서,
    상기 출력부가 스피커 및 부저 중 적어도 하나이고, 상기 압박정보의 적정 여부 나타내는 사운드를 출력하는 심폐소생술 훈련 장치.
18. 제6항에 있어서,
    와이파이, 블루투스 및 NFC (Near Field Communication) 중 적어도 하나의 무선 통신 기능을 이용하여 상기 피드백 정보를 사용자 단말로 전송하는 통신부
    를 더 포함하는 심폐소생술 훈련 장치.
19. 수직방향으로 작용되는 압박을 전달 받아 변형하는 단계;
    TOF (time of flight) 방식, 광량 측정 방식, 자력 측정 방식 및 하중 측정 방식 중 적어도 하나의 방식으로 상기 변형 정도를 측정하여, 상기 압박에 대응하는 깊이, 위치, 세기 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 압박정보를 계산하는 단계; 및
    상기 압박정보에 대한 피드백 정보를 출력하는 단계
    를 포함하는 심폐소생술 훈련 방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 압박정보를 계산하는 단계는, 압박부 내에 구비되는 공극부를 통해 입사되는 입사광의 정보와 상기 입사광이 반사되어 돌아오는 반사광의 정보를 비교하여 상기 압박정보를 계산하는 심폐소생술 훈련 방법.
21. 제19항에 있어서,
    상기 피드백 정보를 출력하는 단계는,
    상기 압박에 대응하는 깊이 값이 미리 지정된 압박 깊이 기준인 제1 측정값 이상이면 정상압박으로 판단하고, 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 출력하는 심폐소생술 훈련 방법.
22. 제21항에 있어서,
    상기 피드백 정보를 출력하는 단계는,
    상기 정상압박 이후 측정된 깊이 값이 0을 기준으로 소정 범위 이내에 복귀하면 이완 상태로 판단하여 정상 압박 횟수를 카운트 하고, 상기 정상 압박 횟수를 카운트 할 때마다 시각, 청각 및 촉각 피드백 중 적어도 하나를 출력하는 심폐소생술 훈련 방법.

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