WO2020145455A1 - 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템 및 그 방법 - Google Patents

증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템 및 그 방법 Download PDF

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training
augmented reality
physical model
virtual
module
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PCT/KR2019/004820
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차경래
이주학
승성민
김대관
정세미
김상호
박충환
최종균
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재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단
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    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services

Definitions

  • the present invention relates to a virtual training simulator for cardiovascular surgery, and in particular, to a virtual training simulator system and method for augmented reality based cardiovascular surgery that can improve the skills of a specialist by training and practicing surgical techniques related to cardiovascular disease. will be.
  • cardiovascular disease is the second leading cause of death in Korea, and the frequency of procedures is increasing. To this end, new medical equipment required for the procedure is emerging to secure the stability of the procedure.
  • an embodiment of the present invention is an augmented reality based cardiovascular system virtual training that can provide a virtual medical training environment by linking a physical model similar to the human body with a cardiovascular disease physical model and augmented reality. It is intended to provide a simulator system and method.
  • a physical model in which the human cardiovascular system is shaped A training environment setting unit for setting information of a training target and a desired training scenario; An augmented reality control unit for generating a training program according to the setting of the training environment setting unit and controlling to display a patient state, a training state, and a training method guide in a training process according to the training program; And a physical model control unit controlling the physical model such that the physical model implements blood flow pulsations similar to the human body according to the training program.
  • An augmented reality based cardiovascular surgery virtual training simulator system is provided.
  • the training environment setting unit may output and store training results.
  • the augmented reality control unit may control to display a medical image, a surgical tool and 3D modeling information of the physical model as an augmented reality image.
  • the augmented reality control unit may be controlled to recognize the position of the surgical tool and the finger of the training subject to be reflected in the augmented reality image.
  • the physical model controller may detect patient vital information from the physical model according to a training situation and control the blood flow pulsation accordingly.
  • the physical model includes a heart module, an artery module, a vein module, and a pulsation pump, and blood flow pulsations may be implemented by a blood-mimicking material.
  • the module may be exchanged according to the type of disease in the physical model.
  • the physical model control unit may control the pulsation pump to implement the blood flow pulsation.
  • the augmented reality control unit may adjust the training program according to an unexpected situation and progress that may occur during training.
  • a virtual training simulation method based on augmented reality based cardiovascular surgery is provided, which includes outputting and storing a training result.
  • the first driving step and the second driving step may display medical images, surgical tools, and 3D modeling information of the physical model as an augmented reality image.
  • the first driving step and the second driving step may be controlled to recognize the finger positions of the surgical tool and the training subject and reflect them on the augmented reality image.
  • the second driving step may detect the patient vital information from the physical model according to a training situation and control blood flow pulsation of the physical model accordingly.
  • the physical model includes a heart module, an artery module, a vein module, and a pulsation pump, and blood flow pulsations may be implemented by a blood-mimicking material.
  • the first driving step and the second driving step may control the pulsation pump of the physical model to implement the blood flow pulsation.
  • the second driving step may adjust the training program according to an unexpected situation and progress that may occur during training.
  • the augmented reality-based cardiovascular system virtual training simulator system and method according to an embodiment of the present invention can improve medical skills of specialists by integrating the procedure information into augmented reality similar to the human body, thereby preventing medical accidents and medical treatment You can improve the quality.
  • the augmented reality based cardiovascular system virtual training simulator system and method provide information such as patient status and procedure during the procedure, and evaluates and presents training items, so that specialists systematically train At the same time, it is possible to practice enough techniques while being able to receive them, thereby improving the ability of medical staff through a systematic cardiovascular training program.
  • FIG. 1 is a block diagram of an augmented reality based cardiovascular system virtual training simulator system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing setting information of a training environment setting unit of FIG. 1;
  • Figure 3 is a block diagram of the augmented reality control unit of Figure 1,
  • FIG. 4 is a block diagram of the physical model control unit and the physical model of FIG. 1, and
  • FIG. 5 is a flowchart of a virtual training simulation method for augmented reality based cardiovascular system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of an augmented reality based cardiovascular system virtual training simulator system according to an embodiment of the present invention.
  • augmented reality based cardiovascular system virtual training simulator system 100 training environment setting unit 110, augmented reality control unit 120, physical model control unit 130 and It includes a physical model 140.
  • the augmented reality based cardiovascular system virtual training simulator system 100 is a simulator system for virtual training of cardiovascular procedures by interlocking physical models of cardiovascular and cardiovascular diseases and augmented reality (AR) technology, and related to cardiovascular disease to a trainee.
  • Surgical techniques can be trained and practiced to scientifically, efficiently, and reasonably cultivate and improve the skills of specialists.
  • the augmented reality-based cardiovascular system virtual training simulator system 100 produces a physical model 140 for a human cardiovascular disease very similar to the human body through 3D modeling and shaping, and is similar to the environment and human body as in the field. It is a system that combines augmented reality, including educational contents that can provide skill practice and educate skill in a responsive situation.
  • the augmented reality based cardiovascular system virtual training simulator system 100 prepares augmented reality by generating a training program in the augmented reality control unit 120 with information input by the training environment setting unit 110 when training starts. By passing the training program information to the physical model control unit 130, a physical model 140 similar to a real patient is set to provide a training simulator operation.
  • the augmented reality based cardiovascular system virtual training simulator system 100 may visually display a system to be built using a model and a diagram, and help general understanding of the system.
  • the training environment setting unit 110 may set information of a training target and a desired training scenario before starting training.
  • the training environment setting unit 110 may output and store the training results. Thereby, the training process can be monitored in real time. Therefore, the training environment setting unit 110 may provide training contents by constructing a training evaluation program and a procedure DB.
  • the training environment setting unit 110 may provide training and evaluation data to the augmented reality control unit 120.
  • the augmented reality control unit 120 is intended to create the same environment as the actual operation site, and may implement augmented reality for skill training. At this time, the augmented reality control unit 120 may control the virtual cardiovascular procedure training through the augmented reality training program based on the information set by the training environment setting unit 110.
  • the augmented reality control unit 120 may exchange system data with the physical model control unit 130. At this time, the augmented reality control unit 120 may create a realistic training environment by 3D modeling the cardiovascular portion in real time.
  • the augmented reality control unit 120 may perform a function informing the patient state and the training state in the training process. At this time, the augmented reality control unit 120 may control to display an augmented reality image for cardiovascular disease procedure training.
  • the augmented reality control unit 120 may provide medical image augmented reality, surgical tool augmented reality and cardiovascular 3D modeling information.
  • the augmented reality control unit 120 may be controlled to recognize the position of the surgical tool used in the procedure to be reflected in the augmented reality image.
  • the surgical tool may include a catheter, a stent, and a guide wire.
  • the augmented reality control unit 120 may be controlled to recognize the position of the trainer's finger to reflect in the augmented reality image.
  • the physical model controller 130 may configure the physical model 140 based on the information set by the training environment setting unit 110. That is, the pulsation pump and the blood flow system can be controlled so that the physical model 140 can implement a pulsation similar to a real human body. At this time, the physical model control unit 130 may detect the change according to the training situation and control the pulsation pump and the blood flow system.
  • the physical model 140 is a shape of a human cardiovascular system, and may implement a pulsation similar to a real human body, and may include blood-mimicking materials.
  • the physical model 140 may be configured in a module form to be exchangeable according to the type of disease.
  • the physical model 140 may be made of a silicone material having an external shape and an internal shape of a real blood vessel and a heart model.
  • the physical model 140 may be made of a silicone mold by 3D modeling. For example, it can be produced by fabricating a silicone mold according to the shape of the human body and molding it by molding it with a silicone material.
  • FIG. 2 is a diagram showing setting information of a training environment setting unit of FIG. 1.
  • the training environment setting unit 110 may set trainer information, training courses, patient information, training programs, and evaluation items. At this time, the training environment setting unit 110 may be configured as an integrated directory, such as trainer information, training courses, patient information, training programs and evaluation items.
  • the trainee information object may include a trainee's ID and name, experience, interest, training period, and training course.
  • the training course object may include virtual patient information for training, training programs, disease types, and other matters.
  • the patient information object is virtual patient information, and may include the patient's age, gender, condition, precautions, and other matters.
  • the patient information object may set the same environment as the actual procedure by inputting virtual procedure information.
  • Training program objects may include training time, training scenarios, patient notes, and disease types.
  • the evaluation item object may set an environment that supports continuous training evaluation and customized evaluation by inputting training information of a trainer by ID or the like.
  • the evaluation item object may include a trainer's knowledge, skill, attitudes, process (training progress), results (training performance), and other matters.
  • the training environment setting unit 110 may perform a function of storing a training model and a scenario and calling a corresponding program according to a user's request.
  • the training environment setting unit 110 may transmit training data and evaluation data to the augmented reality control unit 120.
  • FIG. 3 is a block diagram of the augmented reality control unit of FIG. 1.
  • the augmented reality control unit 120 may set a training program according to the selected training model and scenario, and display a training model monitoring screen and a navigation that guides the training methods to the user as an augmented reality image on the trainer and the screen. Thereby, the performance of the training can be increased to be similar to the procedure for the actual human body.
  • the augmented reality control unit 120 may simultaneously control the augmented reality portion and the physical model 140 portion according to a training scenario while exchanging system data in real time with the physical model control portion 130.
  • the augmented reality control unit 120 may control the physical model 140 and the augmented reality portion according to the training data received from the training environment setting unit 110.
  • the augmented reality control unit 120 may generate a training program based on the input data.
  • the augmented reality control unit 120 may set the physical model 140 and augmented reality according to the generated training program according to the training scenario.
  • the augmented reality control unit 120 may perform a function of adjusting a training program according to an unexpected situation and progress that may occur during training.
  • the augmented reality control unit 120 may include a data control unit 122, a training program module 124, and a display unit 126.
  • the data control unit 122 may redefine training data, evaluation data, and system data received from the training environment setting unit 110 by dividing them into data and addresses.
  • the system data means data used for control in the virtual training simulator system 100 based on augmented reality based cardiovascular surgery.
  • the training program module 124 may generate a training program based on training data received from the training environment setting unit 110, particularly patient data.
  • the display unit 126 may perform the function of the augmented reality portion of the augmented reality based cardiovascular system virtual training simulator system 100.
  • the display unit 126 may display the augmented reality image according to the data of the training program module 124 and the data control unit 122.
  • the display unit 126 may include a first AR content module 1261 and a second AR content module 1262.
  • the first AR content module 1261 may process augmented reality for a patient condition.
  • the first AR content module 1261 may display a patient state on a trainee and a screen.
  • the second AR content module 1262 may process augmented reality for the training guide.
  • the second AR content module 1262 may display a training guide, that is, navigation, on a trainee and a screen.
  • the display unit 126 may display the evaluation result according to the selection of the trainee.
  • FIG. 4 is a block diagram of the physical model control unit and the physical model of FIG. 1.
  • the physical model control unit 130 may control the pulsation pump and the blood flow system according to the system data received from the augmented reality control unit 120. At this time, the physical model control unit 130 may control the pulsation pump and the blood flow system in real time according to the training program.
  • the physical model controller 130 may control the physical model 140 to make the physical model 140 to be used in training into a patient state similar to an actual patient according to a training program set in the augmented reality controller 120.
  • the physical model control unit 130 may control the patient's state (heart rate and blood flow state) to be changed according to the situation similar to the actual surgical environment.
  • the physical model controller 130 may receive the patient vital signal from the physical model 140 and control the physical model 140 to change the patient state accordingly. Thereby, the effect of training can be improved.
  • the physical model control unit 130 may search for a training scenario or describe a sample configuration of the object. In addition, the physical model control unit 130 may test the augmented reality-based cardiovascular system virtual training simulator system 100 to check rules and definitions.
  • the physical model controller 130 may include a simulator controller 132, a blood flow controller 134, and a pulsating pump controller 136.
  • the simulator control unit 132 may redefine the system data received from the augmented reality control unit 120 by dividing it into data and addresses.
  • the blood flow controller 134 and the pulsation pump controller 136 may be operated according to a command trigger or an event trigger from the simulator control unit 132. At this time, the physical model 140 and its pulsating pump may be controlled according to the interlocking of the blood flow controller 134 and the pulsating pump controller 136.
  • the blood flow controller 134 may correspond to the blood flow system described above.
  • the physical model 140 may include a heart module 142, an artery module 144, and a vein module 146.
  • the physical model 140 may include a pulsation pump for realizing blood flow by a blood-mimicking substance in conjunction with the heart module 142, the artery module 144, and the vein module 146.
  • the physical model 140 may be a vital state of the patient, and may transmit the states of the heart module 142, the artery module 144, and the vein module 146 to the physical model controller 130.
  • the present invention can improve the technical skills of a specialist, thereby preventing medical accidents and improving the quality of medical care.
  • the present invention can improve the ability of medical staff through a systematic cardiovascular procedure training program because practitioners can systematically be trained and practice enough techniques.
  • FIG. 5 is a flowchart of a virtual training simulation method for augmented reality based cardiovascular system according to an embodiment of the present invention.
  • the virtual training simulation method based on augmented reality cardiovascular surgery is based on a training scenario and a trainee information input step (S210), a training program setting step (S220), and augmented reality module and physical model driving step (S230) according to the patient vital state. It includes the step of driving the augmented reality module and the physical model (S240), and outputting and storing the training result (S250).
  • the training scenario and trainer information are input by the trainee in the augmented reality-based cardiovascular system virtual training simulator system 100 (step S210).
  • trainee information training courses, patient information, training programs, and evaluation items may be set.
  • the trainee information, the training course, the patient information, the training program, and evaluation items may be configured as an integrated directory.
  • the trainee information object may include a trainee's ID and name, experience, interest, training duration, and training course.
  • the training course object may include virtual patient information for training, training programs, disease types, and other matters.
  • the patient information object is virtual patient information, and may include the patient's age, gender, condition, precautions, and other matters.
  • the patient information object may set the same environment as the actual procedure by inputting virtual procedure information.
  • Training program objects may include training time, training scenarios, patient notes, and disease types.
  • the evaluation item object may set an environment that supports continuous training evaluation and customized evaluation by inputting training information of a trainer by ID or the like.
  • the evaluation item object may include a trainer's knowledge, skill, attitudes, process (training progress), results (training performance), and other matters.
  • the augmented reality-based cardiovascular system virtual training simulator system 100 sets a training program based on the input (step S220).
  • the training program is to set the physical model and augmented reality according to the training scenario.
  • the augmented reality-based cardiovascular system virtual training simulator system 100 drives the augmented reality module and the physical model 140 according to the set training program (step S230).
  • the monitoring screen of the training model and the navigation that guides the training methods to the user may be displayed on the trainer and the screen as an augmented reality image.
  • 3D modeling information of a medical image, a surgical tool, and a physical model may be displayed as an augmented reality image.
  • the position of the finger of the surgical tool and the trainer can be recognized and reflected in the augmented reality image.
  • the physical model can be controlled to make the physical model into a patient state similar to a real patient.
  • the physical model may include a heart module, an artery module, a vein module, and a pulsation pump.
  • the pulsation pump may be implemented by blood flow pulsation by a blood simulating material in conjunction with a heart module, an artery module, and a vein module. At this time, blood flow pulsation may be realized by controlling the pulsation pump of the physical model.
  • the augmented reality based cardiovascular system virtual training simulator system 100 drives the augmented reality module and the physical model 140 according to the patient's vital state during training (step S240). At this time, it can be controlled so that the patient's state (heart rate and blood flow state) is changed according to the situation similar to the actual surgical environment.
  • the patient vital information may be detected from the physical model according to the training situation, and the blood flow pulsation of the physical model may be controlled accordingly.
  • the training program can be adjusted according to the unexpected situation and progress that may occur during training.
  • the augmented reality-based cardiovascular system virtual training simulator system 100 outputs the training result when the training is finished and stores it in a database (step S250). Thereafter, the corresponding program can be loaded according to a user's request. Thereby, the training process can be monitored in real time.
  • a training evaluation program and procedure DB can be built to provide educational contents.
  • the present invention can improve the technical skills of a specialist, thereby preventing medical accidents and improving the quality of medical care.
  • the present invention can improve the ability of medical personnel through a systematic cardiovascular procedure training program because the specialists can systematically be trained and practice enough techniques.
  • the above methods may be implemented by the augmented reality based cardiovascular system virtual training simulator system 100 as shown in FIG. 1, and in particular, may be implemented as a software program that performs these steps, in this case, These programs may be stored on a computer-readable recording medium or transmitted by a computer data signal combined with a carrier wave in a transmission medium or a communication network.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data readable by a computer system is stored.

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Abstract

증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템은 인체 심혈관계가 형상화된 물리모델, 훈련 대상자의 정보 및 원하는 훈련 시나리오를 설정하는 훈련 환경 설정부, 훈련 환경 설정부의 설정에 따라 훈련 프로그램을 생성하고, 훈련 프로그램에 따라 훈련과정에서 환자 상태, 훈련 상태 및 훈련 방법 안내를 디스플레이하도록 제어하는 증강현실 제어부, 및 훈련 프로그램에 따라 물리모델이 인체와 유사한 혈류 맥동을 구현하도록 물리모델을 제어하는 물리모델 제어부를 포함한다.

Description

증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템 및 그 방법
본 발명은 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터에 관한 것으로, 특히, 심혈관계 질환 관련 외과 술기를 교육 및 실습하여 전문의의 술기 역량을 향상시킬 수 있는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 심혈관계 질병은 국내 사망원인 2순위로서 시술의 빈도가 증가하고 있다. 이를 위해 시술의 안정성을 확보하기 위해 시술에 필요한 새로운 의료장비가 등장하고 있다,
그러나 의료장비가 발전하더라도 이를 이용하는 의료진은 높은 시술 숙련도가 요구되고 있다. 이러한 숙련은 5-10년이 소요되는데, 이는 심혈관계 표준 훈련 과정의 부재와 술기 실습의 부족 때문이다. 특히, 숙련도가 미흡한 의료진에 의한 시술은 의료사고의 위험성이 매우 높기 때문에 시술 훈련용 시뮬레이터 시스템이 요구되고 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 인체와 유사한 심혈관계 질환 물리 모델과 증강현실을 연동하여 가상 의료훈련 환경을 제공할 수 있는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 인체 심혈관계가 형상화된 물리모델; 훈련 대상자의 정보 및 원하는 훈련 시나리오를 설정하는 훈련 환경 설정부; 상기 훈련 환경 설정부의 설정에 따라 훈련 프로그램을 생성하고, 상기 훈련 프로그램에 따라 훈련과정에서 환자 상태, 훈련 상태 및 훈련 방법 안내를 디스플레이하도록 제어하는 증강현실 제어부; 및 상기 훈련 프로그램에 따라 상기 물리모델이 인체와 유사한 혈류 맥동을 구현하도록 상기 물리모델을 제어하는 물리모델 제어부;를 포함하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 훈련 환경 설정부는 훈련 결과를 출력 및 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 증강현실 제어부는 의료영상, 시술도구 및 상기 물리모델의 3D 모델링 정보를 증강현실 이미지로 디스플레이하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 증강현실 제어부는 상기 시술도구 및 상기 훈련 대상자의 손가락 위치를 인식하여 상기 증강현실 이미지에 반영하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 물리모델 제어부는 훈련 상황에 따라 상기 물리모델로부터 환자 바이탈 정보를 감지하여 그에 따라 상기 혈류 맥동을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 물리모델은 심장 모듈, 동맥 모듈, 정맥 모듈 및 맥동 펌프를 포함하고, 혈액 모사 물질에 의해 혈류 맥동이 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 물리모델은 질환의 형태에 따라 상기 모듈이 교환 가능할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 물리모델 제어부는 상기 혈류 맥동을 구현하도록 상기 맥동 펌프를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 증강현실 제어부는 훈련 도중 발생가능한 돌발 상황 및 진행 내용에 따라 상기 훈련 프로그램을 조정할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 훈련 대상자의 정보 및 훈련 시나리오를 입력하는 단계; 상기 훈련 시나리오에 따라 훈련 프로그램을 설정하는 단계; 상기 설정된 훈련 프로그램에 따라 증강현실 모듈 및 물리모델을 구동하는 제1구동 단계; 훈련중 환자 바이탈 상태에 따라 상기 증강현실 모듈 및 상기 물리모델을 구동하는 제2구동 단계; 및 훈련이 종료되면, 훈련 결과를 출력 및 저장하는 단계를 포함하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 제1구동 단계 및 상기 제2구동 단계는 의료영상, 시술도구 및 상기 물리모델의 3D 모델링 정보를 증강현실 이미지로 디스플레이할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1구동 단계 및 상기 제2구동 단계는 상기 시술도구 및 상기 훈련 대상자의 손가락 위치를 인식하여 상기 증강현실 이미지에 반영하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2구동 단계는 훈련 상황에 따라 상기 물리모델로부터 상기 환자 바이탈 정보를 감지하여 그에 따라 상기 물리모델의 혈류 맥동을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 물리모델은 심장 모듈, 동맥 모듈, 정맥 모듈 및 맥동 펌프를 포함하고, 혈액 모사 물질에 의해 혈류 맥동이 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1구동 단계 및 상기 제2구동 단계는 상기 혈류 맥동을 구현하도록 상기 물리모델의 맥동 펌프를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2구동 단계는 훈련 도중 발생가능한 돌발 상황 및 진행 내용에 따라 상기 훈련 프로그램을 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템 및 그 방법은 인체와 유사한 물리모델에 시술정보를 증강현실로 통합함으로써 전문의의 술기 역량을 향상시킬 수 있으므로 의료사고 방지 및 의료의 질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템 및 그 방법은 시술중에 환자 상태, 시술절차 등의 정보를 제공하고 훈련 사항을 평가하여 제시함으로써, 전문의들이 체계적으로 교육받을 수 있는 동시에 충분히 술기를 실습할 수 있으므로 체계적인 심혈관계 시술 훈련 프로그램을 통한 의료진의 실력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템의 블록도,
도 2는 도 1의 훈련 환경 설정부의 설정 정보를 도시한 도면,
도 3은 도 1의 증강현실 제어부의 블록도,
도 4는 도 1의 물리모델 제어부 및 물리모델의 블록도, 그리고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템을 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)은 훈련 환경 설정부(110), 증강현실 제어부(120), 물리모델 제어부(130) 및 물리모델(140)을 포함한다.
증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)은 심장 및 심혈관계 질환의 물리적 모델과 증강현실(AR) 기술을 연동하여 심혈관계 시술 가상훈련을 위한 시뮬레이터 시스템으로서, 훈련의에게 심혈관계 질환 관련 외과 술기를 교육하고, 실습하여 전문의의 술기 역량을 과학적, 효율적, 합리적으로 배양 및 향상시킬 수 있다.
또한, 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)은 인체 심혈관계 질환에 대한 물리모델(140)을 3D 모델링 및 형상화를 통하여 인체와 매우 유사하게 제작하고, 현장과 동일한 환경, 인체와 유사하게 반응하는 상황에서 술기 실습을 제공할 수 있고, 술기를 교육할 수 있는 교육 콘텐츠 등을 포함하는 증강현실을 결합한 시스템이다.
이와 같은 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)은 훈련 시작시 훈련 환경 설정부(110)에 의해 입력된 정보로 증강현실 제어부(120)에서 훈련 프로그램을 생성하여 증강현실을 준비하며 동시에 훈련 프로그램 정보를 물리모델 제어부(130)에 전달하여 실제 환자와 유사한 물리모델(140)을 설정하여 훈련 시뮬레이터 동작을 제공한다.
이때, 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)은 모델 및 다이어그램을 사용하여 빌드할 시스템을 시각적으로 표시하고, 시스템에 대해 일반적인 이해를 도울 수 있다.
훈련 환경 설정부(110)는 훈련 시작 전에 훈련 대상자의 정보와 원하는 훈련 시나리오를 설정할 수 있다.
또한, 훈련 환경 설정부(110)는 훈련 결과를 출력 및 저장할 수 있다. 이에 의해 훈련 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 따라서 훈련 환경 설정부(110)는 훈련 평가 프로그램 및 시술 DB를 구축하여 교육 콘텐츠를 제공할 수 있다.
여기서, 훈련 환경 설정부(110)는 훈련 및 평가 데이터를 증강현실 제어부(120)로 제공할 수 있다.
증강현실 제어부(120)는 실제 시술 현장과 동일한 환경을 조성하기 위한 것으로, 술기 훈련용 증강현실을 구현할 수 있다. 이때, 증강현실 제어부(120)는 훈련 환경 설정부(110)에서 설정된 정보를 바탕으로 한 증강현실 훈련 프로그램을 통하여 가상 심혈관계 시술 훈련을 제어할 수 있다.
여기서, 증강현실 제어부(120)는 물리모델 제어부(130)와 연동하여 시스템 데이터를 주고받을 수 있다. 이때, 증강현실 제어부(120)는 실시간으로 심혈관 부분을 3D 모델링하여 실감있는 훈련 환경을 조성할 수 있다.
또한, 증강현실 제어부(120)는 훈련 과정에서 환자 상태 및 훈련 상태를 알려주는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 증강현실 제어부(120)는 심혈관계 질환 시술 훈련을 위한 증강현실 이미지를 디스플레이하도록 제어할 수 있다.
또한, 증강현실 제어부(120)는 의료 영상 증강현실, 시술도구 증강현실 및 심혈관계 3D 모델링 정보를 제공할 수 있다.
이때, 증강현실 제어부(120)는 시술에 사용되는 시술도구의 위치를 인식하여 증강현실 이미지에 반영하도록 제어할 수 있다. 여기서, 시술도구는 카테터, 스텐트, 및 가이드와이어 등을 포함할 수 있다.
또한, 증강현실 제어부(120)는 훈련자의 손가락 위치를 인식하여 증강현실 이미지에 반영하도록 제어할 수 있다.
물리모델 제어부(130)는 훈련 환경 설정부(110)에서 설정된 정보를 바탕으로 물리모델(140)을 구성할 수 있다. 즉, 물리모델(140)이 실제 인체와 유사한 맥동을 구현할 수 있도록 맥동 펌프와 혈류 시스템을 제어할 수 있다. 이때, 물리모델 제어부(130)는 훈련 상황에 따라 변화를 감지하여 맥동 펌프와 혈류 시스템을 제어할 수 있다.
물리모델(140)은 인체 심혈관계가 형상화된 것으로서, 실제 인체와 유사한 맥동을 구현할 수 있고 혈액 모사 물질을 포함할 수 있다.
또한, 물리모델(140)은 질환의 형태에 따라 교환 가능하도록 모듈형태로 구성될 수 있다.
여기서, 물리모델(140)은 실제 혈관 및 심장 모델의 외형 및 내형이 실리콘 재질로 제작될 수 있다. 이때, 물리모델(140)은 3D 모델링에 의한 실리콘 몰드로 제작될 수 있다. 일례로, 인체 형태에 따른 실리콘 몰드를 제작하고 실리콘 재료로 주형하여 탈형함으로써 제작될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)을 더 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 훈련 환경 설정부의 설정 정보를 도시한 도면이다.
훈련 환경 설정부(110)는 훈련자 정보, 훈련 코스, 환자 정보, 훈련 프로그램 및 평가 항목을 설정할 수 있다. 이때, 훈련 환경 설정부(110)는 훈련자 정보, 훈련 코스, 환자 정보, 훈련 프로그램 및 평가 항목 등과 같은 통합 디렉터리로 구성될 수 있다.
여기서, 훈련자 정보 오브젝트는 훈련자의 ID와 이름, 경험(experience), 관심 사항(interest), 훈련 기간 및 훈련 코스를 포함할 수 있다.
훈련 코스 오브젝트는 훈련용 가상의 환자 정보, 훈련 프로그램, 질병 종류 및 기타사항을 포함할 수 있다.
환자 정보 오브젝트는 가상의 환자 정보로서, 환자의 나이, 성별, 상태, 주의사항 및 기타사항을 포함할 수 있다. 여기서, 환자 정보 오브젝트는 가상의 시술 정보를 입력하여 실제 시술과 동일한 환경을 설정할 수 있다.
훈련 프로그램 오브젝트는 훈련 시간, 훈련 시나리오, 환자 주의사항 및 질병 종류를 포함할 수 있다.
평가 항목 오브젝트는 ID 등에 의해 훈련자의 훈련 정보를 입력하여 연속적인 훈련 평가 및 맞춤형 평가를 지원하는 환경을 설정할 수 있다. 여기서, 평가 항목 오브젝트는 훈련자의 지식(knowledge), 기량(skill), 태도(attitudes), 프로세스(훈련 진행사항), 결과(훈련 성과) 및 기타사항을 포함할 수 있다.
또한, 훈련 환경 설정부(110)는 훈련 모델과 시나리오를 저장하여 사용자의 요구에 따라 해당 프로그램을 불러올 수 있는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 훈련 환경 설정부(110)는 훈련 데이터 및 평가 데이터를 증강현실 제어부(120)로 전달할 수 있다.
도 3은 도 1의 증강현실 제어부의 블록도이다.
증강현실 제어부(120)는 선택된 훈련 모델과 시나리오에 따라 훈련 프로그램을 설정하여 훈련 모델의 모니터링 화면과 사용자에게 훈련 방법들을 안내하는 내비게이션을 증강현실 이미지로 훈련자 및 화면에 디스플레이할 수 있다. 이에 의해, 실제 인체에 대한 시술과 유사하도록 훈련의 성과를 높일 수 있다.
또한, 증강현실 제어부(120)는 물리모델 제어부(130)와 실시간으로 시스템 데이터를 주고받으면서 훈련 시나리오에 따라 증강현실 부분과 물리모델(140) 부분을 동시에 제어할 수 있다.
또한, 증강현실 제어부(120)는 훈련 환경 설정부(110)에서 전달받은 훈련 데이터에 따라 물리모델(140)과 증강현실 부분을 제어할 수 있다. 여기서, 증강현실 제어부(120)는 입력된 데이터를 기반으로 훈련 프로그램을 생성할 수 있다. 또한, 증강현실 제어부(120)는 생성된 훈련 프로그램에 따라 물리모델(140) 및 증강현실을 훈련 시나리오에 맞추어 설정할 수 있다.
또한, 증강현실 제어부(120)는 훈련 도중에 발생할 수 있는 돌발 상황 및 진행 내용에 따라 훈련 프로그램을 조절하는 기능을 수행할 수 있다.
이와 같은 증강현실 제어부(120)는 데이터 제어부(122), 훈련 프로그램 모듈(124), 및 디스플레이부(126)를 포함할 수 있다.
데이터 제어부(122)는 훈련 환경 설정부(110)로부터 전달받은 훈련 데이터, 평가 데이터 및 시스템 데이터를 데이터와 어드레스로 구분하여 재정의할 수 있다. 여기서, 시스템 데이터는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100) 내에서 제어를 위해 사용되는 데이터를 의미한다.
훈련 프로그램 모듈(124)은 훈련 환경 설정부(110)로부터 전달 받은 훈련 데이터, 특히, 환자 데이터를 기초로 훈련 프로그램을 생성할 수 있다.
디스플레이부(126)는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)의 증강현실 부분의 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 디스플레이부(126)는 훈련 프로그램 모듈(124) 및 데이터 제어부(122)의 데이터에 따라 증강현실 이미지를 디스플레이할 수 있다.
디스플레이부(126)는 제1AR 콘텐츠 모듈(1261) 및 제2AR 콘텐츠 모듈(1262)을 포함할 수 있다.
제1AR 콘텐츠 모듈(1261)은 환자 상태에 대한 증강현실을 처리할 수 있다. 여기서, 제1AR 콘텐츠 모듈(1261)은 환자 상태를 훈련자 및 화면에 디스플레이할 수 있다.
제2AR 콘텐츠 모듈(1262)은 훈련 가이드에 대한 증강현실을 처리할 수 있다. 여기서, 제2AR 콘텐츠 모듈(1262)은 훈련 가이드, 즉 내비게이션을 훈련자 및 화면에 디스플레이할 수 있다.
또한, 디스플레이부(126)는 훈련자의 선택에 따라 평가 결과를 디스플레이할 수도 있다.
도 4는 도 1의 물리모델 제어부 및 물리모델의 블록도이다.
물리모델 제어부(130)는 증강현실 제어부(120)로부터 전달받은 시스템 데이터에 따라 맥동 펌프와 혈류 시스템을 제어할 수 있다. 이때, 물리모델 제어부(130)는 훈련 프로그램에 따라 맥동 펌프와 혈류 시스템을 실시간으로 제어할 수 있다.
또한, 물리모델 제어부(130)는 증강현실 제어부(120)에서 설정된 훈련 프로그램에 따라 훈련에서 사용할 물리모델(140)을 실제 환자와 유사한 환자 상태로 만들도록 물리모델(140)을 제어할 수 있다.
이때, 물리모델 제어부(130)는 실제 시술환경과 유사하게 상황에 따라 환자의 상태(심박 및 혈류 상태)가 변화되도록 제어할 수 있다. 여기서, 물리모델 제어부(130)는 물리모델(140)로부터 환자 바이탈 신호를 수신하여 그에 따라 환자 상태가 변화되도록 물리모델(140)을 제어할 수 있다. 이에 의해, 훈련의 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 물리모델 제어부(130)는 훈련 시나리오를 탐색하거나, 오브젝트의 샘플 구성에 대해 설명할 수 있다. 또한, 물리모델 제어부(130)는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)을 테스트해서 규칙과 정의를 확인할 수 있다.
이와 같은 물리모델 제어부(130)는 시뮬레이터 제어부(132), 혈류 흐름 제어기(134) 및 맥동 펌프 제어기(136)를 포함할 수 있다.
시뮬레이터 제어부(132)는 증강현실 제어부(120)로부터 전달받은 시스템 데이터를 데이터와 어드레스로 구분하여 재정의할 수 있다.
혈류 흐름 제어기(134) 및 맥동 펌프 제어기(136)는 시뮬레이터 제어부(132)로부터의 명령 트리거 또는 이벤트 트리거에 따라 동작이 수행될 수 있다. 이때, 혈류 흐름 제어기(134) 및 맥동 펌프 제어기(136)의 연동에 따라 물리모델(140) 및 그의 맥동 펌프를 제어할 수 있다. 여기서, 혈류 흐름 제어기(134)는 상술한 혈류 시스템에 대응할 수 있다.
물리모델(140)은 심장 모듈(142), 동맥 모듈(144) 및 정맥 모듈(146)을 포함할 수 있다. 여기서, 도시되지 않았으나, 물리모델(140)은 심장 모듈(142), 동맥 모듈(144) 및 정맥 모듈(146)과 연동하여 혈액 모사 물질에 의해 혈류를 구현하기 위한 맥동 펌프를 포함할 수 있다.
이때, 물리모델(140)은 환자의 바이탈 상태로서, 심장 모듈(142), 동맥 모듈(144) 및 정맥 모듈(146)의 상태를 물리모델 제어부(130)로 전달할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명은 전문의의 술기 역량을 향상시킬 수 있으므로 의료사고 방지 및 의료의 질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 전문의들이 체계적으로 교육받을 수 있는 동시에 충분히 술기를 실습할 수 있으므로 체계적인 심혈관계 시술 훈련 프로그램을 통한 의료진의 실력을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법의 순서도이다.
증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법은 훈련 시나리오 및 훈련자 정보 입력 단계(S210), 훈련 프로그램 설정 단계(S220), 설정에 따라 증강현실 모듈 및 물리모델 구동 단계(S230), 환자 바이탈 상태에 따라 증강현실 모듈 및 물리모델을 구동하는 단계(S240), 및 훈련 결과를 출력 및 저장하는 단계(S250)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)은 훈련자에 의해 훈련 시나리오 및 훈련자 정보가 입력된다(단계 S210).
이때, 훈련자 정보, 훈련 코스, 환자 정보, 훈련 프로그램 및 평가 항목을 설정할 수 있다. 여기서, 훈련자 정보, 훈련 코스, 환자 정보, 훈련 프로그램 및 평가 항목은 통합 디렉토리로 구성될 수 있다.
훈련자 정보 오브젝트는 훈련자의 ID와 이름, 경험(experience), 관심 사항(interest), 훈련 기간 및 훈련 코스를 포함할 수 있다.
훈련 코스 오브젝트는 훈련용 가상의 환자 정보, 훈련 프로그램, 질병 종류 및 기타사항을 포함할 수 있다.
환자 정보 오브젝트는 가상의 환자 정보로서, 환자의 나이, 성별, 상태, 주의사항 및 기타사항을 포함할 수 있다. 여기서, 환자 정보 오브젝트는 가상의 시술 정보를 입력하여 실제 시술과 동일한 환경을 설정할 수 있다.
훈련 프로그램 오브젝트는 훈련 시간, 훈련 시나리오, 환자 주의사항 및 질병 종류를 포함할 수 있다.
평가 항목 오브젝트는 ID 등에 의해 훈련자의 훈련 정보를 입력하여 연속적인 훈련 평가 및 맞춤형 평가를 지원하는 환경을 설정할 수 있다. 여기서, 평가 항목 오브젝트는 훈련자의 지식(knowledge), 기량(skill), 태도(attitudes), 프로세스(훈련 진행사항), 결과(훈련 성과) 및 기타사항을 포함할 수 있다.
다음으로, 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)은 입력된 내용을 바탕으로 훈련 프로그램을 설정한다(단계 S220). 여기서, 훈련 프로그램은 물리모델 및 증강현실을 훈련 시나리오에 맞추어 설정하기 위한 것이다.
다음으로, 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)은 설정된 훈련 프로그램에 따라 증강현실 모듈 및 물리모델(140)을 구동한다(단계 S230). 이때, 훈련 모델의 모니터링 화면과 사용자에게 훈련 방법들을 안내하는 내비게이션을 증강현실 이미지로 훈련자 및 화면에 디스플레이할 수 있다.
여기서, 의료영상, 시술도구 및 물리모델의 3D 모델링 정보를 증강현실 이미지로 디스플레이할 수 있다. 아울러, 시술도구 및 훈련자의 손가락 위치를 인식하여 증강현실 이미지에 반영할 수 있다.
또한, 물리모델을 실제 환자와 유사한 환자 상태로 만들도록 물리모델을 제어할 수 있다.
여기서, 물리모델은 심장 모듈, 동맥 모듈, 정맥 모듈 및 맥동 펌프를 포함할 수 있다. 또한, 맥동 펌프는 심장 모듈, 동맥 모듈, 및 정맥 모듈과 연동하여 혈액 모사 물질에 의해 혈류 맥동이 구현될 수 있다. 이때, 물리모델의 맥동 펌프를 제어함으로써 혈류 맥동을 구현할 수 있다.
다음으로, 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)은 훈련 중 환자의 바이탈 상태에 따라 증강현실 모듈 및 물리모델(140)을 구동한다(단계 S240). 이때, 실제 시술환경과 유사하게 상황에 따라 환자의 상태(심박 및 혈류 상태)가 변화되도록 제어할 수 있다.
일례로, 훈련 상황에 따라 물리모델로부터 환자 바이탈 정보를 감지하여 그에 따라 물리모델의 혈류 맥동을 제어할 수 있다. 아울러, 훈련 도중 발생가능한 돌발 상황 및 진행 내용에 따라 훈련 프로그램을 조정할 수 있다.
다음으로, 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)은 훈련이 종료되면, 훈련 결과를 출력하고 데이터베이스에 저장한다(단계 S250). 이후, 사용자의 요구에 따라 해당 프로그램을 불러올 수 있다. 이에 의해 훈련 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
아울러, 이와 같은 훈련 결과를 기반으로 훈련 평가 프로그램 및 시술 DB를 구축하여 교육 콘텐츠를 제공할 수 있다.
이와 같은 방법에 의해, 본 발명은 전문의의 술기 역량을 향상시킬 수 있으므로 의료사고 방지 및 의료의 질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 전문의들이 체계적으로 교육받을 수 있는 동시에 충분히 술기를 실습할 수 있으므로 체계적인 심혈관계 시술 훈련 프로그램을 통한 의료진의 실력을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 1에 도시된 바와 같은 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템(100)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.
이때, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (16)

  1. 인체 심혈관계가 형상화된 물리모델;
    훈련 대상자의 정보 및 원하는 훈련 시나리오를 설정하는 훈련 환경 설정부;
    상기 훈련 환경 설정부의 설정에 따라 훈련 프로그램을 생성하고, 상기 훈련 프로그램에 따라 훈련과정에서 환자 상태, 훈련 상태 및 훈련 방법 안내를 디스플레이하도록 제어하는 증강현실 제어부; 및
    상기 훈련 프로그램에 따라 상기 물리모델이 인체와 유사한 혈류 맥동을 구현하도록 상기 물리모델을 제어하는 물리모델 제어부;를 포함하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 훈련 환경 설정부는 훈련 결과를 출력 및 저장하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 증강현실 제어부는 의료영상, 시술도구 및 상기 물리모델의 3D 모델링 정보를 증강현실 이미지로 디스플레이하도록 제어하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 증강현실 제어부는 상기 시술도구 및 상기 훈련 대상자의 손가락 위치를 인식하여 상기 증강현실 이미지에 반영하도록 제어하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 물리모델 제어부는 훈련 상황에 따라 상기 물리모델로부터 환자 바이탈 정보를 감지하여 그에 따라 상기 혈류 맥동을 제어하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 물리모델은 심장 모듈, 동맥 모듈, 정맥 모듈 및 맥동 펌프를 포함하고, 혈액 모사 물질에 의해 혈류 맥동이 구현되는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 물리모델은 질환의 형태에 따라 상기 모듈이 교환 가능한 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 물리모델 제어부는 상기 혈류 맥동을 구현하도록 상기 맥동 펌프를 제어하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 증강현실 제어부는 훈련 도중 발생가능한 돌발 상황 및 진행 내용에 따라 상기 훈련 프로그램을 조정하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이터 시스템.
  10. 훈련 대상자의 정보 및 훈련 시나리오를 입력하는 단계;
    상기 훈련 시나리오에 따라 훈련 프로그램을 설정하는 단계;
    상기 설정된 훈련 프로그램에 따라 증강현실 모듈 및 물리모델을 구동하는 제1구동 단계;
    훈련중 환자 바이탈 상태에 따라 상기 증강현실 모듈 및 상기 물리모델을 구동하는 제2구동 단계; 및
    훈련이 종료되면, 훈련 결과를 출력 및 저장하는 단계를 포함하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1구동 단계 및 상기 제2구동 단계는 의료영상, 시술도구 및 상기 물리모델의 3D 모델링 정보를 증강현실 이미지로 디스플레이하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1구동 단계 및 상기 제2구동 단계는 상기 시술도구 및 상기 훈련 대상자의 손가락 위치를 인식하여 상기 증강현실 이미지에 반영하도록 제어하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2구동 단계는 훈련 상황에 따라 상기 물리모델로부터 상기 환자 바이탈 정보를 감지하여 그에 따라 상기 물리모델의 혈류 맥동을 제어하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 물리모델은 심장 모듈, 동맥 모듈, 정맥 모듈 및 맥동 펌프를 포함하고, 혈액 모사 물질에 의해 혈류 맥동이 구현되는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1구동 단계 및 상기 제2구동 단계는 상기 혈류 맥동을 구현하도록 상기 물리모델의 맥동 펌프를 제어하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제2구동 단계는 훈련 도중 발생가능한 돌발 상황 및 진행 내용에 따라 상기 훈련 프로그램을 조정하는 증강현실 기반 심혈관계 시술 가상훈련 시뮬레이션 방법.
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