KR20230008406A - Hand gesture recognition-based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training system - Google Patents

Hand gesture recognition-based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training system Download PDF

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KR20230008406A
KR20230008406A KR1020210089012A KR20210089012A KR20230008406A KR 20230008406 A KR20230008406 A KR 20230008406A KR 1020210089012 A KR1020210089012 A KR 1020210089012A KR 20210089012 A KR20210089012 A KR 20210089012A KR 20230008406 A KR20230008406 A KR 20230008406A
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Abstract

The present invention relates to a hand gesture and motion recognition-based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training system. The cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training system, according to the present invention, comprises: smart glasses; a module; a storage device (DB); and a control unit. According to the present invention, the overall AED usage rate can be increased.

Description

손모양,동작 인식 기반 심폐소생술(CPR) 및 자동제세동기(AED) AR 교육 시스템{Hand gesture recognition-based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training system}Hand gesture recognition-based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training system}

본발명은 손모양,동작 인식 기반 심폐소생술(CPR) 및 자동제세동기(AED) AR 교육 시스템 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트글래스를 활용한 혼합현실 환경에서 사용자는 자신의 시야내에서 환자와 AED 사용안내 자료를 동시에 확인하는 것으로 안내를 받음과 동시에 타임랙 없이 환자에게 응급조치를 시행할 수 있으므로, 최초목격자를 포함한 목격자들이 AED를 사용하는 것을 꺼리게 만드는 저해요인을 영상분석을 이용한 시스템으로 해결하여 전체적인 AED 사용률의 증가시켜 환자의 생존율이 상승되며, 또한, 스마트 글래스에서 사용자의 손모양을 인식하여 수행결과를 정확하고 간편하게 평가하게 되는 손모양,동작 인식 기반 심폐소생술(CPR) 및 자동제세동기(AED) AR 교육 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to hand shape and motion recognition-based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training systems. A system using image analysis solves the obstacles that make witnesses, including first-time witnesses, reluctant to use AEDs by simultaneously checking the AED usage guide data, so that first aid can be administered to the patient without time lag while receiving guidance. This increases the overall AED usage rate, thereby increasing the patient's survival rate, and also recognizes the user's hand shape on the smart glasses to accurately and conveniently evaluate the performance result. Hand shape and motion recognition-based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) is about an AR education system.

현재 다중이용시설로 분류된 장소(불특정 다수가 이용하는 대규모건물)에서 심장 정지 환자가 발생하면 시설내부에서 쉽게 찾을 수 있도록 설치 되어있는 AED를 사용하여 응급구조를 실시하는 것이 가능하다. 하지만 심정지 환자가 발생하면 최초목격자는 AED를 사용하지 않는다. 대신에 목격자는 시설의 훈련받은 직원에게 상황을 알리고 해당 직원이 응급구조를 진행한다. 최초목격자가 최단시간 내에 환자에게 사용되어야하는 AED가 몇몇 요인들로 인하여 사용이 저해되고 있음이 확인된다.If a cardiac arrest patient occurs in a place currently classified as a multi-use facility (a large-scale building used by an unspecified number of people), it is possible to conduct emergency rescue using an AED installed so that it can be easily found inside the facility. However, when a cardiac arrest patient occurs, the first witness does not use an AED. Instead, the witness informs the facility's trained staff of the situation, who then proceed with the first aid. It is confirmed that the use of the AED, which must be used on the patient in the shortest time by the first witness, is hindered by several factors.

현재 우리사회에서는 초등학생부터 성인에 이르기까지 CPR(심폐소생술)을 포함한 안전교육을 실시하여 응급구조 방법을 교육하고 있다. 심정지 환자의 경우에는 증상발생 직후로부터의 5분내외의 짧은 시간동안 응급조치의 유무로 생존율이 큰 폭으로 바뀌기 때문에 응급조치의 중요성이 매우 높은 것이 이유이다. 그렇기에 불특정 다수가 이용하는 다중이용시설의 경우에는 심정지 환자가 발생했을 때를 대비한 AED가 설치되어있으며 이는 법적으로 강제되어 있기 때문에 미설치된 건물은 매우 적다. 그렇지만 문제는 AED의 설치율이 아닌 사용률에 있다.Currently, in our society, safety education including CPR (cardiopulmonary resuscitation) is conducted to teach emergency rescue methods from elementary school students to adults. In the case of patients with cardiac arrest, the importance of emergency measures is very high because the survival rate changes greatly with or without emergency measures for a short time of about 5 minutes from the onset of symptoms. Therefore, in the case of multi-use facilities used by an unspecified number of people, AEDs are installed in case of cardiac arrest patients, and since this is legally mandated, there are very few buildings without them. However, the problem lies in the usage rate, not the installation rate of AEDs.

사람들이 AED를 사용하여 적극적으로 응급처치를 하지 못하고 주저하게 만드는 저해요인으로 '사용법 모름' 요인이 전체 중 65%로 가장 높게 나왔다. AED를 사용하고 싶어도 방법을 정확하게 모르니 이후 발생할 법적책임소재와 잘못된 사용방법으로 환자에게 악영향을 끼치는 것을 두려워하는 심리가 주된 원인으로 작용한 것이다.As a factor that makes people hesitant to actively use AEDs for first aid, 'don't know how to use' was the highest at 65% of the total. Even if they want to use the AED, they do not know exactly how to do it, so the main reason is the fear of legal responsibility that will arise later and adversely affecting the patient due to the wrong method of use.

심정지 발생 환자는 발견자들의 초동대응이 얼마나 빠르고 정확하게 제공되었는가 아닌가에 따라서 이송 이후의 생존율과 그 후유증의 정도가 큰 폭으로 차이를 보이며 결정된다. 따라서 심정지 환자는 최초목격자에 의해서 최단시간으로 올바른 AED 사용조치가 실행되는 것이 생존율이 가장 높으며 가장 바람직한 시나리오이다. 하지만 실제상황에서 AED가 활용되는 사례들을 분석해보면 초기 발견자들은 환자의 구명활동에는 적극적으로 임하였으나 막상 가장 중요한 AED를 사용하는 것에는 다소 주저하는 경향이 보였으며 사용훈련을 받은 시설 직원을 기다린 것으로 본인이 주도적으로 응급조치를 하는 것은 아니었다.For patients with cardiac arrest, the survival rate after transfer and the severity of the aftereffects are determined to a large extent depending on how quickly and accurately the initial response was provided by the discoverers. Therefore, for cardiac arrest patients, it is the most desirable scenario with the highest survival rate if the correct AED use measures are executed in the shortest time by the first witness. However, when analyzing the cases in which AEDs are used in real situations, the early discoverers were actively involved in patient lifesaving activities, but showed a tendency to be somewhat hesitant to use the most important AEDs, and waited for facility staff who had received training to use them. It was not that he took the initiative to take emergency measures.

발견자들이 쉽게 AED를 사용하지 못하는 것에는 크게 두 가지 요소가 존재하였기 때문이다. 해당 요소들은 AED 사용저해 요인으로서 인식하여 해결하여야 하는 문제로 각각 '사용방법 모름', '오용으로 인한 책임부담'을 문제로 심지어 사용훈련을 받은 인원들도 내용은 기억하나 사용할 엄두가 나지 않았다고 답했으며 이는 결국 사용 의향은 있으나 실제로 사용은 하지 못하는 주된 이유이다.There were two major factors that prevented discoverers from using AEDs easily. These factors are problems that need to be recognized and resolved as factors hindering the use of AED, with 'not knowing how to use' and 'burden of responsibility due to misuse', respectively, and even trained personnel remember the contents but did not dare to use them. This is the main reason why there is an intention to use it, but not actually using it.

그리고 종래특허기술로서 등록특허공보 등록번호 10-1255088호에는 자동제세동기 보관함에 설치되어 전체적인 제어기능을 수행하는 중앙처리장치(10)와, 사용자의 지문정보를 중앙처리장치(10)에 보내어 지문을 인식 및 저장할 수 있도록 하는 지문인식장치(20)와, 사용자의 안면정보를 중앙처리장치(10)로 보내어 안면을 인식 및 저장할 수 있도록 하는 안면인식장치(30)와, 상기 안면인식장치(30)의 안면정보 인식 및 자동제세동기 보관함의 위치를 안내하는 조명을 제공하는 조명장치(40)와, 상기 사용자의 지문 및 안면정보가 중앙처리장치(10)를 통해 저장되면 자동제세동기 보관함의 도어 잠금이 해제되도록 하는 잠금장치(50)와, 상기 자동제세동기 보관함이 개방되면 이를 관리자 및 구급담당자에게 이를 알려주는 통신장치(70)로 이루어진 것을 특징으로 하는 사용자 인식을 이용한 자동제세동기 보관함 사용시스템이 공개되어 있다.And, as a conventional patented technology, Registered Patent Publication Registration No. 10-1255088 includes a central processing unit 10 installed in an AED storage box and performing overall control functions, and a user's fingerprint information sent to the central processing unit 10 to provide a fingerprint A fingerprint recognition device 20 for recognizing and storing a face, a face recognition device 30 for sending facial information of a user to the central processing unit 10 to recognize and store a face, and the face recognition device 30 ) facial information recognition and illumination device 40 for providing lighting to guide the location of the AED storage box, and when the user's fingerprint and facial information are stored through the central processing unit 10, the door of the AED storage box A system for using an automated external defibrillator storage box using user recognition, characterized in that it consists of a locking device (50) for releasing the lock and a communication device (70) for notifying a manager and emergency personnel when the automated external defibrillator storage box is opened. this is disclosed.

또한 공개특허공보 10-2019-0011480호에는 심전도 측정 유닛과, 제세동 전기 충격유닛과, 밧데리와, 제어유닛과, 무선 통신유닛과, 제세동 전극을 포함하는 제세동기 본체와, 상기 제세동기 본체와 무선연결을 위한 무선통신부와, 디스플레이와, 상기 제세동기 본체로 부터 전송된 심장파형을 분석하여 제세동기의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 스마트 기기를 포함하고,In addition, Patent Publication No. 10-2019-0011480 discloses an electrocardiogram measuring unit, a defibrillation electric shock unit, a battery, a control unit, a wireless communication unit, a defibrillator body including a defibrillation electrode, and a defibrillator body and wireless A smart device including a wireless communication unit for connection, a display, and a control unit for controlling operation of the defibrillator by analyzing the heart waveform transmitted from the defibrillator main body;

상기 제세동기 본체는 스마트 기기와 무선 통신이 연결된 경우, 스마트 기기의 제어 명령에 따라서 제세동 기능을 수행하도록 구성되어 있고, 상기 스마트 기기는 시뮬레이션 명령과 제세동 실행 명령을 선택적으로 제세동기 본체에 전송하도록 구성되어 있고, 상기 제세동기 본체는 시뮬레이션 명령을 전송받는 경우, 심전도 측정 신호를 스마트 기기로 전송하고, 스마트기기는 전송받은 측정신호를 분석하여 제세동 전극의 부착 상태에 대한 양부를 판단하는 메시지를 디스플레이에 표시하도록 구성되어 있고, 상기 제세동기 본체는 제세동 실행명령을 전송받은 경우, 심전도 측정 신호를 스마트 기기로 전송하고, 스마트기기는 전송받은 측정신호를 분석하여 제세동 전극의 부착 상태에 대한 양부를 판단하는 메시지를 디스플레이에 표시하고, 측정신호를 분석하여 제세동 전극에 전기 충격을 인가하도록 하는 명령을 제세동기 본체로 전송하고, 제세동기 본체는 제세동 전극에 전기충격 인가 명령을 전달받아 전기충격을 인가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 이용한 제세동기 제어 장치가 공개되어 있다.The defibrillator body is configured to perform a defibrillation function according to a control command of the smart device when wireless communication is connected with the smart device, and the smart device is configured to selectively transmit a simulation command and a defibrillation execution command to the defibrillator body. When a simulation command is received, the defibrillator body transmits an electrocardiogram measurement signal to the smart device, and the smart device analyzes the received measurement signal to display a message for determining whether or not the attachment state of the defibrillation electrodes is good or bad. configured to display, and when the defibrillation execution command is received, the defibrillator body transmits an electrocardiogram measurement signal to a smart device, and the smart device analyzes the received measurement signal to determine whether or not the attachment state of the defibrillation electrodes is good or bad A message is displayed on the display, the measured signal is analyzed, and a command to apply an electric shock to the defibrillation electrode is transmitted to the defibrillator main body, and the defibrillator main body is configured to receive the electric shock application command to the defibrillation electrode and apply the electric shock. A defibrillator control device using a smart device is disclosed.

또한 등록특허공보 등록번호 10-1780214호에는 자동제세동기를 이용한 응급 구조시스템이 공개되어 있다. 그러나 상기 종래기술들은 제세동기를 사용하는 상태에서 환자의 상태를 실시간으로 측정하고 이에 따른 적절한 조치를 피드백해주는 구성들이 나타나 있지 않으므로 사용자가 잘못사용하는 위험을 초래할 수 있다.In addition, Registered Patent Publication No. 10-1780214 discloses an emergency rescue system using an automated external defibrillator. However, since the above conventional technologies do not show configurations for measuring a patient's condition in real time while the defibrillator is in use and feeding back appropriate measures accordingly, the risk of misuse by the user may arise.

그리고 종래기술들은 스마트글라스를 착용하고 '이미지트랙킹(Image Tracking)'기술 혹은 '오브젝트트래킹(object Tracking)'을 이용하여 더미, AED 등의 위치를 인식하고 스마트 글라스를 통해 보이는 교육과 관련된 3D 오브젝트의 학습 안내 애니메이션이 실제 더미와 AED위의 정확한 위치에 겹쳐져서 보이게 되며, 학습자가 이 입체안내와 음성 안내를 따라 학습을 진행하게 되나 실습이 정확하게 구현되지 않을 경우 더미와 AED에 장착되어 있는 센서가 작동을 하지 않게 되고 제대로 실습을 진행할 때 까지 반복학습을 하게 되는 단점이 있었다.In addition, conventional technologies wear smart glasses and use 'Image Tracking' technology or 'object tracking' to recognize the location of a dummy, AED, etc., and to detect 3D objects related to education seen through smart glasses The learning guide animation is superimposed on the actual dummy and the AED in the correct position, and the learner proceeds with learning by following this three-dimensional guide and voice guide, but if the practice is not accurately implemented, the sensor mounted on the dummy and AED operates. There was a disadvantage of not doing it and repeating learning until it was properly practiced.

따라서 본발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본발명은 스마트글래스를 활용한 혼합현실 환경에서 사용자는 자신의 시야내에서 환자와 AED 사용안내 자료를 동시에 확인하는 것으로 안내를 받음과 동시에 타임랙 없이 환자에게 응급조치를 시행할 수 있으므로, 최초목격자를 포함한 목격자들이 AED를 사용하는 것을 꺼리게 만드는 저해요인을 영상분석을 이용한 시스템으로 해결하여 전체적인 AED 사용률의 증가시켜 환자의 생존율이 상승되는 현저한 효과가 있다. 또한, 스마트 글래스에서 사용자의 손모양을 인식하여 수행결과를 정확하고 간편하게 평가하게 되는 손모양,동작 인식 기반 심폐소생술(CPR) 및 자동제세동기(AED) AR 교육 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and in the mixed reality environment using smart glasses, the user is guided by simultaneously checking the patient and the AED usage guide data within his field of view, and at the same time Since first aid can be performed on the patient without time lag, the system using image analysis solves the obstacle that makes witnesses, including first witnesses, reluctant to use AEDs. It works. In addition, it is intended to provide an AR training system for CPR and AED based on hand shape and motion recognition that recognizes the user's hand shape through smart glasses and evaluates the result accurately and conveniently.

본발명은 손모양,동작 인식 기반 심폐소생술(CPR) 및 자동제세동기(AED) AR 교육 시스템에 관한 것으로, 카메라 모듈을 통해서 사용자의 시선을 따라 현장의 영상제원을 수집할 수 있는 스마트글래스;The present invention relates to hand shape and motion recognition-based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training systems, smart glasses that can collect on-site image data by following the user's gaze through a camera module;

스마트글래스의 카메라 모듈을 통해 수집된 영상제원을 이미지 프로세싱 모듈을 사용하여 시스템이 필요로 하는 정보를 생성해내는 모듈;A module for generating information required by the system using the image data collected through the camera module of the smart glasses through the image processing module;

사전에 입력된 환자의 바이오 정보와 신상, 병력정보를 보관하는 스토리지 장치(DB);a storage device (DB) for preserving the patient's bio information, personal information, and medical history information entered in advance;

및 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.And a control unit; characterized in that it consists of.

또한, 상기 제어부는 스마트 글래스에서 사용자의 손모양을 인식하여 수행결과를 평가하게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit may recognize a user's hand shape through the smart glasses and evaluate a performance result.

따라서 본발명은 영상분석기법을 활용하여 현장을 인식하고 사용자에게 시청각적 UI를 통해 절차적으로 AED를 사용하는 과정을 알려주고 지시하여 사용자가 AED에 대한 지식이 전무 하여도 올바른 AED 사용을 유도하고 지시어조의 활용과 시스템의 신뢰성을 이용해 사용자가 느끼는 책임소재와 잘못된 조치에 대한 압박감을 경감시키게 되어,Therefore, the present invention utilizes an image analysis technique to recognize the site, informs and instructs the user on the process of using the AED procedurally through an audio-visual UI, induces the user to use the AED correctly even if he or she has no knowledge of the AED, and provides instructions By using the use of Joe and the reliability of the system, it reduces the pressure on users to take responsibility and wrong actions.

스마트글래스를 활용한 혼합현실 환경에서 사용자는 자신의 시야내에서 환자와 AED 사용안내 자료를 동시에 확인하는 것으로 안내를 받음과 동시에 타임랙 없이 환자에게 응급조치를 시행할 수 있으므로, 최초목격자를 포함한 목격자들이 AED를 사용하는 것을 꺼리게 만드는 저해요인을 영상분석을 이용한 시스템으로 해결하여 전체적인 AED 사용률의 증가시켜 환자의 생존율이 상승되는 현저한 효과가 있다. 또한, 스마트 글래스에서 사용자의 손모양을 인식하여 수행결과를 정확하고 간편하게 평가하게 되는 현저한 효과가 있다.In a mixed reality environment using smart glasses, the user is guided by checking the patient and AED usage guide materials at the same time within his or her field of view, and at the same time, it is possible to administer first aid to the patient without time lag, so witnesses including the first witness There is a remarkable effect of increasing the survival rate of patients by increasing the overall AED use rate by solving the obstacles that make people reluctant to use AEDs with a system using image analysis. In addition, there is a remarkable effect of accurately and conveniently evaluating the performance result by recognizing the user's hand shape in the smart glasses.

도 1은 손모양, 동작 인식 기반 심폐소생술(CPR) 및 자동제세동기(AED) AR 교육 시스템 동작사진
도 2는 본발명의 환자의 반응을 확인하는 사진
도 3은 본발명의 사용상세사진
1 is a motion picture of hand shape and motion recognition-based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training systems
Figure 2 is a photograph confirming the response of the patient of the present invention
3 is a detailed photograph of the use of the present invention

본발명은 손모양,동작 인식 기반 심폐소생술(CPR) 및 자동제세동기(AED) AR 교육 시스템에 관한 것으로, 카메라 모듈을 통해서 사용자의 시선을 따라 현장의 영상제원을 수집할 수 있는 스마트글래스;The present invention relates to hand shape and motion recognition-based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training systems, smart glasses that can collect on-site image data by following the user's gaze through a camera module;

스마트글래스의 카메라 모듈을 통해 수집된 영상제원을 이미지 프로세싱 모듈을 사용하여 시스템이 필요로 하는 정보를 생성해내는 OpenCV 모듈;An OpenCV module that generates information required by the system by using the image processing module from the image data collected through the camera module of the smart glasses;

사전에 입력된 환자의 바이오 정보와 신상, 병력정보를 보관하는 스토리지 장치(DB);a storage device (DB) for preserving the patient's bio information, personal information, and medical history information entered in advance;

및 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.And a control unit; characterized in that it consists of.

또한, 상기 제어부는 사용자가 착용한 스마트글래스의 카메라 모듈을 사용하여 현장의 영상제원을 획득하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is characterized in that by using the camera module of the smart glasses worn by the user to obtain the image data of the site.

또한, 상기 제어부는 스마트 글래스에서 사용자의 손모양을 인식하여 수행결과를 평가하게 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit may recognize a user's hand shape through the smart glasses and evaluate a performance result.

또한 상기 사용법 안내는 3D(AR,MR)영상과 영상사진 등의 시각자료와 음성안내를 포함한 청각자료를 혼합한 시청각자료로 구성된 디지털 자료들을 사용하며, 제어부는 사용자가 안내자료를 빠르게 인지하도록 디지털 자료들은 사용자가 행동 해야할 모션을 가상의 손 그래픽을 출력수단에 출력해 따라할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the usage guide uses digital data composed of audio-visual data that mixes visual data such as 3D (AR, MR) images and video images with audio data including voice guidance, and the control unit uses digital data so that users can quickly recognize the guidance data. The materials are characterized in that the user can imitate the motion to be acted upon by outputting virtual hand graphics to the output means.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.도 1은 본발명의The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

시스템 제어부가 사용자에게 AED 사용방법을 실시간으로 제공 및 유도하여 사용법을 모르는 AED 사용훈련 미경험자도 AED를 올바르게 사용할 수 있도록 해주며 훈련 경험자의 경우 훈련을 받았지만, 실제 사용에 있어서 발생하는 부담감과 긴장감에 의해 AED 사용을 주저하는 현상은 시스템의 유도를 따르기만 하는 것으로 된다는 것을 안내하여 부담감과 긴장감을 감소시켜 AED 사용을 촉진한다.The system control unit provides and guides the user on how to use the AED in real time so that even inexperienced users who do not know how to use the AED can use the AED correctly. It promotes the use of AED by reducing the burden and tension by guiding that hesitating to use the AED will only follow the guidance of the system.

시스템이 사용자에게 AED 사용법을 실시간으로 알려주어야 하므로 사용자가 보고 있는 환경을 똑같이 인식할 필요가 있다. 따라서 혼합현실(MR)환경을 이용해 환자가 있는 현실세계와 AED 안내를 위한 디지털 시각자료를 한데 묶어 사용자에게 직관적이고 효과적으로 AED 사용을 안내하는 것으로 해결한다. 이때 사용자는 스마트글래스(MR디바이스)를 착용하게 되며 해당 장치의 카메라 모듈을 사용하여 현장의 영상제원을 시스템이 획득하게끔 한다. 시스템은 환자의 얼굴을 인식하여 DB에 등록된 환자의 병력과 신원을 파악하고 동시에 OpenCV 영상분석 프로세스를 통해 주변 사물(AED등 응급조치에 사용되는 물품)을 인식한다.Since the system needs to inform the user of how to use the AED in real time, it needs to be equally aware of the environment the user is viewing. Therefore, it is solved by integrating the real world where patients are located and digital visual data for AED guidance using a mixed reality (MR) environment to guide users on the use of AED intuitively and effectively. At this time, the user wears the smart glasses (MR device) and uses the camera module of the device to allow the system to acquire the image data of the site. The system recognizes the patient's face, identifies the patient's medical history and identity registered in the DB, and at the same time recognizes surrounding objects (items used for emergency measures such as AEDs) through the OpenCV image analysis process.

시스템이 현장을 인식한 이후에는 사용자에게 AED 사용법을 안내하게 된다. 사용법 안내는 영상과 사진등의 시각자료와 음성안내를 포함한 청각자료를 혼합한 시청각자료로 구성된 디지털 자료들을 사용한다. 응급조치의 특성상 신속함과 정확성이 요구되므로 사용자가 안내자료를 빠르게 인지하도록 디지털 자료들은 사용자가 행동 해야할 모션을 가상의 손과 같은 그래픽을 출력해 따라할 수 있도록 한다. 환자의 얼굴을 분석하여 DB에 등록된 신상과 병력을 확인 가능하니 이송후 환자파악에 소모되는 시간도 절약된다.After the system recognizes the scene, it guides the user on how to use the AED. Instructions for use use digital materials composed of audio-visual materials that combine visual materials such as videos and photos with audio materials including audio instructions. Due to the nature of first aid, speed and accuracy are required, so digital data outputs graphics such as virtual hands so that users can quickly recognize the guidance materials so that users can follow them. By analyzing the patient's face, it is possible to check the personal information and medical history registered in the DB, saving time spent on identifying the patient after transfer.

스마트글래스를 활용한 혼합현실 환경에서 사용자는 자신의 시야내에서 환자와 AED 사용안내 자료를 동시에 확인하는 것으로 안내를 받음과 동시에 타임랙 없이 환자에게 응급조치를 시행할 수 있다.In a mixed reality environment using smart glasses, the user can receive guidance by simultaneously checking the patient and AED usage guide materials within his field of view, and at the same time, he can perform first aid to the patient without time lag.

본발명의 주요구성들에 대해 설명하면,스마트글래스(MR디바이스)는 스마트글래스의 카메라 모듈을 통해서 사용자의 시선을 따라 현장의 영상제원을 수집할 수 있다. 환자를 인식하여 DB와 대조해 그의 신원과 병력정보를 찾아내고, 그와 동시에 혼합현실 디스플레이를 통해서 사용자에게 디지털 자료를 이용해 AED의 사용을 절차에 따라 지시한다.Referring to the main components of the present invention, the smart glasses (MR devices) can collect field image data along the user's gaze through the camera module of the smart glasses. It recognizes the patient and compares it with the DB to find out his identity and medical history information. At the same time, through the mixed reality display, the user is instructed to use the AED according to the procedure using digital data.

OpenCV 모듈은 스마트글래스의 카메라 모듈을 통해 수집된 영상제원을 C# 코드로 작성된 이미지 프로세싱 모듈을 사용하여 시스템이 필요로 하는 정보를 생성해낸다. 해당 이미지 프로세싱을 통해서 얻어지는 결과물은 환자의 얼굴 좌표, 환자의 흉강압박부위(CPR 적용부위), AED 전기자극 패드 부착위치 2곳(우측 빗장뼈 아래, 좌측 6번 갈비뼈 옆구리)을 특정해낸 이후 스마트글래스에게 AED 사용안내를 위한 디지털 자료를 제공한다.The OpenCV module uses the image data collected through the camera module of the smart glasses and the image processing module written in C# code to create the information required by the system. The result obtained through the image processing is to specify the coordinates of the patient's face, the patient's thoracic pressure area (CPR application area), and two AED electrical stimulation pad attachment locations (under the right collarbone, left side of the 6th rib). Provides digital materials for guidance on the use of AEDs.

스토리지 장치(DB)는 사전에 입력된 환자의 바이오 정보와 신상, 병력정보를 보관하고 있으며 스마트글래스가 현장의 환자 얼굴 인식정보를 이곳 스토리지에 저장된 정보와 대조하여 현장의 환자의 신원을 파악할 수 있도록 하는 저장하고 있다.The storage device (DB) stores the patient's bio information, personal information, and medical history information entered in advance, and allows the smart glasses to identify the patient's identity by comparing the face recognition information of the patient in the field with the information stored in the storage. which is stored.

다른 실시례로서, 스마트글래스의 카메라 모듈을 통해 상황을 인지하는 시스템의 제어부는 사용자가 잘못사용할 경우 경보수단을 작동하여 경보음을 알려준다. 또는 잘못된 행위에 대한 교정을 스피커를 통해 음성으로 알려주며, 제세동기를 사용하는 상황에서 환자에 연결된 심박수 등은 자동제세동기(AED) 시스템의 입력수단인 심박수감지센서,카메라 모듈 등에 의해 시스템에 입력되며 입력값이 시스템의 정해진 값과 차이가 많이 나면 제어부는 경고를 하거나 올바른 답을 음성으로 제시하여 사용자가 즉시 교정하게 한다. 이때 환자의 실시간 상태분석 및 음성지시는 사람이 아닌 AI를 활용한다.As another embodiment, the control unit of the system that recognizes the situation through the camera module of the smart glasses activates an alarm unit to inform the user of an alarm sound when the user misuses it. Or correction of wrong actions is announced through a speaker, and in the case of using a defibrillator, the heart rate connected to the patient is input to the system by the heart rate sensor, camera module, etc., which are the input means of the AED system, and input If the value differs greatly from the set value of the system, the control unit issues a warning or presents the correct answer by voice so that the user can correct it immediately. At this time, the patient's real-time condition analysis and voice instructions use AI, not humans.

본발명은 스마트글라스를 착용하고 '이미지트랙킹(Image Tracking)'기술 혹은 '오브젝트트래킹(object Tracking)'을 이용하여 더미, AED 등의 위치를 인식하는 구성으로서, 학습자가 학습과 트레이닝(실습)을 정확히 수행하고 있는지를 판단하는 방법으로서, 스마트 글라스가 사용자의 손모양 등을 인식하여 수행결과를 평가하는 방식을 적용할 수 있다.종래에는 스마트글라스로 '매직리프원'을 사용하였고, 센서로는 아두이노를 사용할 수도 있다. 한편 본발명은 예비구성으로서, 아두이노센서 장치들을 더미에 접합 시키고, 학습자가 더미를 만지고 조작할 때 발생하는 센서의 작동 값이 블루투스(아두이노 모듈 중 하나) 모듈을 통해 '매직리프원'으로 전달된다. 학습자는 이를 통해 자신이 제대로 학습하고 있는지 알 수 있으며, 적절히 실습을 했을 경우 다음으로 넘어가고, 실습이 제대로 이루어지지 않았으면 될 때 까지 계속 반복하게 할 수 있다.The present invention is a configuration for recognizing the location of a dummy, AED, etc. by wearing smart glasses and using 'Image Tracking' technology or 'Object Tracking', so that learners can learn and train (practice). As a method of determining whether the performance is performed correctly, a method in which the smart glasses recognize the user's hand shape and evaluate the performance result can be applied. In the past, 'Magic Leap One' was used as a smart glass, and as a sensor You can also use Arduino. On the other hand, as a preliminary configuration, the present invention connects Arduino sensor devices to a dummy, and the operating value of the sensor generated when the learner touches and manipulates the dummy is transferred to 'Magic Leap One' through the Bluetooth (one of the Arduino modules) module. It is passed on. Through this, learners can know if they are learning properly, and if they have practiced appropriately, they can move on to the next one, and they can keep repeating it until the practice is not done properly.

본발명의 스마트 글라스가 사용자의 손모양 등을 인식하여 수행결과를 평가하는 방식은 하기 순서와 같다.The method of evaluating the performance result by recognizing the hand shape of the user by the smart glasses of the present invention is as follows.

1단계는Step 1 is

환자 상태 확인 후 After checking the patient's condition

환자 발생 인지 화면이다.This is a patient awareness screen.

양어께를 두르리면서 '여보세요, 여보세요. ?I찮으세요? 제말들리세요?'하고 의식이 있는지 물어본다.'Hello, hello. Are you okay? Can you hear me?” and asks if he is conscious.

'여보세요, 여보세요. ?I찮으세요? 제말들리세요?'라는 대사가 나올 때 3D손이 더미의 어깨를 두드리는 애니메이션이 동시에 보여진다.'Hello Hello. Are you okay? Can you hear me?', an animation of a 3D hand tapping on the dummy's shoulder is shown at the same time.

홀로렌즈 오브젝트 인식 기술에 의해 더미를 인식 하여 3D손의 위치 매칭3D hand position matching by recognizing dummy by HoloLens object recognition technology

학습자의 손을 인식하여 학습이 제대로 진행?榮쩝? 확인케 한다.Learning proceeds properly by recognizing the learner's hand? make sure

2단계는Step 2 is

환자의 가슴을 노출해 주세요.Expose the patient's chest.

환자의 상의를 벗기는 모습을 영상으로 보여준다.The video shows the patient taking off the top.

학습자의 손을 인식하여 학습이 제대로 진행?榮쩝? 확인케한다.Learning proceeds properly by recognizing the learner's hand? make sure

3단계는 Step 3 is

한쪽 손바닥의 손꿈치를 환자 가슴뼈 아래 1/2 지점에 놓으세요.Place the heel of one palm halfway below the patient's breastbone.

그 손등위에 다른 손바닥을 포개세요.Place your other palm on the back of that hand.

손가락은 깍지를 껴서 환자의 가슴에는 손꿈치만 닿게 합니다. Interlock the fingers so that only the elbow touches the patient's chest.

자막과 음성 안내에 따라 손모양이 3D로 순차적으로 구현됨According to subtitles and voice guidance, the hand shape is sequentially implemented in 3D.

학습자의 손을 인식하여 학습이 제대로 진행됐는지 확인케 한다.By recognizing the learner's hand, it is possible to confirm that the learning has proceeded properly.

따라서 본발명은 영상분석기법을 활용하여 현장을 인식하고 사용자에게 시청각적 UI를 통해 절차적으로 AED를 사용하는 과정을 알려주고 지시하여 사용자가 AED에 대한 지식이 전무 하여도 올바른 AED 사용을 유도하고 지시어조의 활용과 시스템의 신뢰성을 이용해 사용자가 느끼는 책임소재와 잘못된 조치에 대한 압박감을 경감시키게 되어, 스마트글래스를 활용한 혼합현실 환경에서 사용자는 자신의 시야내에서 환자와 AED 사용안내 자료를 동시에 확인하는 것으로 안내를 받음과 동시에 타임랙 없이 환자에게 응급조치를 시행할 수 있으므로, 최초목격자를 포함한 목격자들이 AED를 사용하는 것을 꺼리게 만드는 저해요인을 영상분석을 이용한 시스템으로 해결하여 전체적인 AED 사용률의 증가시켜 환자의 생존율이 상승되는 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention utilizes an image analysis technique to recognize the site, informs and instructs the user on the process of using the AED procedurally through an audio-visual UI, induces the user to use the AED correctly even if he or she has no knowledge of the AED, and provides instructions Using Joe and the reliability of the system, the pressure on responsibility and wrong actions felt by the user is alleviated. Since first aid can be administered to the patient without time lag, the system using image analysis can solve the obstacles that make witnesses, including the first witness, reluctant to use AEDs, with a system using image analysis, thereby increasing the overall AED use rate. There is a significant effect of increasing the survival rate of

Claims (3)

카메라 모듈을 통해서 사용자의 시선을 따라 현장의 영상제원을 수집할 수 있는 스마트글래스;
스마트글래스의 카메라 모듈을 통해 수집된 영상제원을 이미지 프로세싱 모듈을 사용하여 시스템이 필요로 하는 정보를 생성해내는 모듈;
사전에 입력된 환자의 바이오 정보와 신상, 병력정보를 보관하는 스토리지 장치(DB);
및 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 손모양,동작 인식 기반 심폐소생술(CPR) 및 자동제세동기(AED) AR 교육 시스템
Smart glasses that can collect on-site image data along the user's line of sight through the camera module;
A module for generating information required by the system using the image data collected through the camera module of the smart glasses through the image processing module;
a storage device (DB) for preserving the patient's bio information, personal information, and medical history information entered in advance;
And a controller; hand shape, motion recognition based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR training system characterized by consisting of
제1항에 있어서, 상기 제어부는 사용자가 착용한 스마트글래스의 카메라 모듈을 사용하여 현장의 영상제원을 획득하는 것을 특징으로 하는 손모양,동작 인식 기반 심폐소생술(CPR) 및 자동제세동기(AED) AR 교육 시스템The method of claim 1, wherein the control unit obtains on-site image data using a camera module of smart glasses worn by the user. AR training system 제1항에 있어서, 상기 제어부는 스마트 글래스에서 사용자의 손모양을 인식하여 수행결과를 평가하게 하는 것을 특징으로 하는 손모양,동작 인식 기반 심폐소생술(CPR) 및 자동제세동기(AED) AR 교육 시스템The hand shape and motion recognition based cardiopulmonary resuscitation (CPR) and automated external defibrillator (AED) AR education system according to claim 1, wherein the control unit recognizes the user's hand shape through the smart glasses and evaluates the performance result.
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