KR101302595B1 - 수술 진행 단계를 추정하는 시스템 및 방법 - Google Patents

수술 진행 단계를 추정하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

수술 동작을 감지하는 수술 동작 패턴 감지하고, 수술 종류에 따른 수술 단계 정보 및 상기 각 수술 단계의 주요 수술 동작의 패턴 정보를 저장하고, 상기 데이터 저장부에 저장된 수술 동작 패턴 정보 중에서, 감지된 수술 동작 패턴에 대응하는 현재 수술 동작 패턴을 판단하는 수술 동작 패턴을 판단하며, 상기 데이터 저장부에 저장된 상기 수술 단계 정보를 기초로, 상기 판단된 현재 수술 동작 패턴이 해당되는 수술 단계를 추정하는 수술 진행 단계 추정 시스템 및 방법.

Description

수술 진행 단계를 추정하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PREDICT TO SURGERY PROGRESS STEP}
본 발명은 상황 인지에 관련된 것으로, 구체적으로는, 지식 모델과 다양한 객체 인식 기술을 기반으로 하는 수술 단계별 상황 및 추세를 추정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
다양한 수술참여자와 장비가 존재하는 복잡한 수술실 환경에서 수술 진행 과정을 정확하게 파악하기는 쉽지 않다. 집도의는 일반적으로 수술에 대한 전반적인 현재 상황을 파악하고 있으나, 수술에 집중하고 있는 도중에 진행상황을 주기적으로 다른 수술 참여자와 현재 진행 상황을 공유하는 것은 어렵고 불편하기 때문에, 효율적인 수술 진행이 어려운 문제점이 있다. 이에 따라 수술 참여자가 현재 수술 진행 상황을 인지할 수 있는 시스템 및 방법이 필요하게 된다.
수술 진행 상황을 인지하기 위해서는 전체적인 수술의 진행 과정을 이해하고, 현재 상황을 파악해야 하므로, 수술 종류별 일반적인 진행 단계를 인식 및 각 단계에서 발생할 수 있는 다양한 불규칙 이벤트에 대한 정의가 선행되어야 급박한 수술 환경에서 현재 상황을 인지할 수 있을 것이다. 일반적으로 지식 모델링 방법은 객체와의 관계를 정의하고, 해당 관계를 추론하여 시스템이 지식을 해석할 수 있는 온톨로지를 구축하는 방법이 사용된다.
전술한 문제점을 해결하기 위해서, 수술 종류에 따라 진행될 수 있는 수술 단계 및 수술 도중 발생 가능한 다양한 수술 상황에 대한 정의 및 각 단계를 기계 장치가 인식할 수 있게 하기 위한 방법이 필요하다.
수술 동작 패턴을 감지하는 수술 동작 감지부, 수술 종류에 따른 수술 단계 정보 및 각 수술 단계의 주요 수술 동작에 관한 동작 패턴 정보를 저장하는 데이터 저장부, 상기 데이터 저장부에 저장된 동작 패턴 정보 중에서, 감지된 수술 동작 패턴에 대응하는 현재 수술 동작 패턴을 판단하는 수술 동작 패턴 판단부 및 상기 데이터 저장부에 저장된 상기 수술 단계 정보를 기초로, 상기 판단된 현재 수술 동작 패턴이 해당되는 수술 단계를 추정하는 수술 단계 추정부를 포함하는 수술 진행 단계 추정 시스템이 개시된다. 상기 수술 동작 패턴은, 손동작 및/또는 수술도구의 동작인 일 수 있고, 상기 수술 동작 감지부는, 수술 동작 영상을 감지하는 센서; 및 상기 감지된 수술 동작 영상을 패턴화하여, 미리 정의된 데이터 형태로 변환하는 데이터 변환부를 포함할 수 있다. 상기 수술 동작 패턴 판단부는, 이전 단계의 수술 동작 패턴을 상기 데이터 저장부에 저장하고, 상기 저장된 이전 단계의 수술 동작 패턴을 기초로, 상기 현재 수술 동작 패턴을 판단하는 서브 패턴 판단부를 포함할 수 있다. 그리고 사용자에게 제공하기 위해, 상기 추정된 수술 단계를 표시하는 수술 단계 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 진행 단계 추정 시스템이 개시될 수 있다..
수술 동작 패턴을 감지하는 단계, 미리 저장된 주요 수술 동작 패턴 정보 중에서, 감지된 수술 동작 패턴에 대응하는 현재 수술 동작 패턴을 판단하는 단계 및 미리 저장된 수술 종류에 따른 수술 단계 정보를 기초로, 상기 판단된 현재 수술 동작 패턴이 해당되는 수술 단계를 추정하는 단계를 포함하는 수술 진행 단계 추정 방법이 개시될 수 있다. 상기 수술 동작 패턴은, 손동작 및/또는 수술도구의 동작 패턴일 수 있고, 상기 수술 동작의 패턴을 감지하는 단계는, 수술 동작을 감지하는 단계 및 상기 감지된 수술 동작을 패턴화하여, 미리 정의된 데이터 형태로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 이전 및 현재 수술 동작 패턴을 데이터 베이스에 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 현재 수술 동작 패턴을 판단하는 단계는 상기 저장된 이전 단계의 수술 동작 패턴 및 상기 미리 저장된 수술 종류에 따른 수술 단계 정보를 기초로, 상기 주요 수술 동작 패턴 정보 중에서 상기 현재 수술 동작 패턴을 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고 사용자에게 제공하기 위해, 상기 추정된 수술 단계를 표시장치 또는 소리장치를 이용하여 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 현재의 수술 과정을 디스플레이에 표현함으로써 수술의를 비롯한 모든 수술 참여자가 현재의 수술진행 과정을 인지할 수 있다. 이를 통해, 각 수술 참여자가 현재 어떠한 업무를 해야 하는지, 앞으로 어떠한 업무를 해야 하는지를 미리 준비할 수 있다. 또한 수술 종료 예상 시간을 판단할 수 있으며 수술 일정 관리 등에 활용되어 수술실의 공실률을 낮출 수 있다. 수술관계자 뿐만 아니라 환자의 보호자의 경우 수술 진행과정과 수술 종료 예정시간을 알 수 있기에 수술을 진행함에 효율적으로 임할 수 있으며 초조함이 줄어들 수 있다.
또한, 수술 과정을 모니터링하고 설정된 수술진행 과정과 다른 업무를 수행하는 경우 이를 알림으로써 수술 집도의의 실수를 방지할 수 있다. 예를 들어, 수술도구를 제거하지 않고 봉합하는 의료 사고를 방지할 수 있다. 그리고 수술 진행 가이드라인을 제공하여 수술의가 이를 참고하여 실수 없이 수술을 진행할 수 있으며, 현 시점에서의 주의사항 정보를 시스템이 능동적으로 제공할 수 있다. 그리고, 수술 진행 과정에 대한 정규화 과정을 통해 수술 과정을 체계적인 형태로 표현이 가능하다. 이러한 정보는 수술 이후에 수술 과정을 검토 및 평가할 수 있으며, 수술 교육의 기본자료로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 단계 추정 시스템(100)의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 동작 감지부(110)의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장부(120)의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 단계 추정 방법의 순서도이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 단계 추정 시스템(100)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 단계 추정 시스템(100)은, 집도의의 수술 동작(예를 들어, 손동작 및/또는 수술도구의 움직임)을 감지하는 수술 동작 감지부(110), 수술 단계를 추정하기 위해 필요한 데이터를 미리 저장해 놓을 수 있고, 일시적인 데이터를 저장할 수도 있는 데이터 저장부(DB,120), 집도의의 수술 동작 패턴을 판단하는 수술 동작 패턴 판단부(130), 현재 수술 단계를 추정할 수 있는 수술 단계 추정부(140) 및 사용자에게 현재 수술 단계 및 현재 수술 동작을 표시할 수 있는 수술 단계 표시부(150)가 나타난다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 동작 감지부(110)는, 센서(111), 및 감지부에서 획득한 정보를 패턴화하여 해당 정보를 수술 동작 패턴 판단부(130)에 전달하는 데이터 변환부(112)를 포함할 수 있다. 상기 수술 동작 감지부(110)는 센서를 이용하여 집도의의 수술 동작에 관한 3차원 모션 데이터를 수집할 수 있고, 데이터 변환부(112)는 감지된 수술 동작을 패턴화하여(즉, 수술 동작에서 특정 움직임을 움직임 단위로 구분), 저장된 수술 동작 패턴과 비교 가능하도록, 기존에 정의한 정보 형태로 데이터를 판단부(130)에 제공할 수 있다.
예를 들면, 집도의가 메스를 들고 복부를 절개하는 손동작이 하나의 패턴으로 저장되며 절개하는데 인식되는 비전정보와 센서정보가 포함될 수 있다. 또는, 집도의가 환자의 복부를 절개하는 경우, 집도의의 손동작은 일정한 높이, 속도, 방향의 패턴으로 표현될 수 있다. 이때, 센서(예를 들면, 카메라)를 통해 집도의의 손동작에 해당하는 손의 움직이는 속도, 방향, 위치, 손가락의 움직임 등에 대한 항목별 데이터를 수집할 수 있다. 그리고 수집한 데이터를 기초로 패턴 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 위에서 설명된 집도의의 손동작은 예시적인 것이며, 센싱되는 대상은 집도의 손동작 이외에 수술 참여자의 동작 및 수술도구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지혈겸자(지혈하는데 필요한 수술도구)에 부착된 가속도 센서와 지자기 센서, 압력 센서에서 보내오는 신호가 감지되고, 해당 신호가 일정 위치에서 고정된 상황이라면 지혈에 활용되고 있다는 상황을 인식할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 집도의의 손동작 및 수술도구를 모두 감지하여 수술 동작에 대한 인식률을 높일 수 있다. 또한, 수술 동작에 이용되는 수술도구의 종류 및 수술 과정에서 준비되는 수술도구의 위치, 이용 여부 등을 기초로 현재 수술 동작에 대한 인식률을 높일 수 있다. 예를 들어, 집도의가 Mosquito를 손에쥐고 동작을 하는 경우, 혈관을 지혈하는 것과 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있는 다른 동작 패턴을 예정하여 인식률을 높일 수 있고, 이와 유사하게, Mayo Scussors를 이용하고 있는 경우 굵은 조직을 절단하고 있다고 인식할 수 있게 되어, 움직임 자체에 수술도구를 추가하여 인식률이 올라갈 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감지부로, 집도의의 수술 동작을 감지(sensing)하기 위해 다양한 센서가 이용될 수 있다. 센서는 접촉식 또는 비접촉식 모두 이용될 수 있다. 구체적으로 접촉식 방법은 신체에 센서가 부착 또는 접촉된 상태에서 접촉된 센서의 위치 또는 회전, 이동 정보를 입력받아 동작을 추적하는 방법이다. 대표적으로는 광학 동작 추적기(Optical Motion Tracker, 추적하고자 하는 신체에 마커를 부착하고 신체 동작에 따른 3차원 공간상에서 마커의 움직임을 추적), 가속도 센서(신체에 부착되어 동작에 따른 부착 부위의 가속도 값을 출력하여 움직임 추정), 압력 센서, IMU 센서(부착된 신체 부위의 회전 정도를 출력) 등이 이용될 수 있다. 비접촉식 방법은 신체에 센서 또는 이외의 어떠한 물질을 붙이거나 접촉하지 않은 상태에서 카메라(비전 센서, CCD)를 통해 신체 모션을 추적하는 방법으로, 다양한 각도로 설치된 복수개의 카메라를 사용하여 수술 동작을 다각도로 촬영하고 인식할수 있으며, 사용자 입장에서는 이질감을 느끼지 않아 평소와 같은 자유로운 동작이 가능하다.
일 실시예에 따른 동작 감지부의 감지 방식에 있어서, 3차원 카메라를 이용한 거리 정보를 통해 집도의의 손동작을 인식할 수도 있다. 즉, 3차원 거리 정보를 이용하여 손 영역을 검출한다. 3차원 카메라 입력 영상을 이진 영상으로 만든 후, 조명에 의한 잡음 처리로 대략적인 손 영역을 찾아낸다. 또한, 거리별 마스크를 이용한 필터링으로 정확한 손 영역을 찾아낸다. 그리고 식별된 손 영역의 윤곽선의 벡터들의 외적을 구하여 외적 벡터의 방향과 각도를 통해 손가락 끝 점을 검출한다. 이와 같은 방식으로 손동작 및 손가락의 동작에 대한 3차원 데이터 정보를 수집할 수 있게된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감지부는, 수술 동작을 일정한 패턴으로 구분하여, 저장된 데이터와 비교하게 되므로, 수술 동작을 패턴으로 구분하는 처리 작업이 필요할 수 있다. 구체적으로, 일정한 시간 간격 또는 집도의가 사용하는 도구를 기초로, 동작 패턴을 구분할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장부(120)의 블록도가 나타난다. 데이터 저장부는 수술 동작 패턴 저장부(121) 및 수술 과정 지식 모델(122)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 수술 동작 패턴 저장부(121)는 수술의 종류에 따른 각 수술 단계에서의 집도의의 수술 동작 패턴에 관한 정보를 저장할 수 있다. 수술 동작 패턴 저장부에 저장된 정보는, 감지부에서 수집되어 수술 동작 패턴 판단부로 보내지는 데이터 정보와 비교 가능한 데이터 형태를 가질 수 있다. 추가적으로, 현재 수술 단계를 추정하기 위한 기초 자료로 이용하기 위해 이전의 수술 동작 패턴을 일시적으로 또는 영구적으로 저장할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 수술 과정 지식 모델(122)은 다양한 종류의 수술에 대한 각각의 수술 과정을 정의하고 저장할 수 있다. 그리고 수술에 필요한 단계와 각 단계에서 필요한 하위 수술 업무 및 그 업무를 달성하기 위해 필요한 수술 동작들을 객체로 정의할 수 있다(예를 들어, 패턴화된 객체로 정의할 수도 있다). 추가적으로, 정의된 객체 간의 관계가 표현되어 객체간의 순서 및 선행/후행 조건을 유추할 수 있게 할 수 있고, 각 수술 단계 및 업무의 시작과 종료지점을 정의하여 집도의의 수술 동작에 따라 현재 어느 단계에 있는지를 쉽게 유추할 수 있는 모든 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 있어서 지식 모델은, 수술실 도메인에 대한 지식을 표현함으로써 해당 수술에 필요한 수술 과정과 참여자, 장비, 자료 등을 정리하고, 이에 따라 수술이 어느 단계에 존재하는지 판단하는 기초자료로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수술 동작 패턴 판단부는 데이터 저장부에 저장된 수술 동작 패턴 정보 중에서, 감지된 수술 동작 패턴에 대응하는 현재 수술 동작 패턴을 판단할 수 있다. 구체적으로, 감지부에서 획득한 손동작 패턴 정보와 데이터 저장부에 미리 저장된 개별 수술 동작 패턴을 비교하여 가장 유사한 수술 동작 패턴을 결정한다. 예를 들면, 집도의가 환자의 복부를 절개할 때, 손동작은 일정한 높이, 속도, 방향을 유지하여 움직이게 되며, 이에 따라 감지부에서 동작 패턴 정보가 생성될 것이고, 상기 생성된 동작 패턴 정보와 가장 유사한 데이터를 가지는, 미리 저장된 동작 패턴 정보로서 현재 동작 패턴을 결정할 수 있다. 따라서 판단부(130)는 현재 집도의가 "복부 절개" 행위를 하고 있다고 판단할 수 있다.
추가적으로, 일 실시예에 있어서, 현재 수술 동작 패턴을 판단할 때, 이전 수술 동작 패턴을 이용할 수 있다. 구체적으로, 전체 수술 과정을 정의하고 있는 지식 모델을 기반으로 하여, 전체 수술 과정에서 하나 또는 그 이상의 이전 수술 동작을 저장하여, 현재 수술 동작을 판단함에 있어서, 인식률을 높일수도 있다. 예를 들어, 각 수술 단계A1-B1-C1-D1으로 진행되는 수술 과정에 있어서, 현재 수술이 진행 중 이고, A1-B1이 이미 진행된 상황이면, 현재 C1, C2, C3의 수술 동작 패턴이 동일한 확률로 현재 동작 패턴으로 결정되었다 하여도, 판단부(130)는 C1을 현재 수술 동작 패턴으로 판단할 수 있게 된다. 상기 추가적인 정보를 바탕으로 하여 수술 동작 패턴을 판단하는 과정은 별도의 또는 판단부에 포함되는 서브 판단부를 두어 실행될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수술 단계 추정부는, 데이터 저장부에 저장된 수술 단계 정보를 기초로, 판단부에서 판단된 현재 수술 동작 패턴이 해당되는 수술 단계를 추정할 수 있다. 구체적으로, 지식 모델(122)에 정의된, 각 수술 종류마다 다른 수술 진행 단계 및 수술실에서 발생할 수 있는 빈도 높은 임의의 사건에 대한 정보를 기초로 하여, 전체적인 수술 과정에 있어서 현재 수술 단계가 어디에 존재하는지 추정할 수 있다. 일반적으로, 전체 수술 과정은 절개, 개복, 적출, 봉합등과 같은 상위 단계와, 절개에 필요한 소독 등의 하위 단계로 이루어지고, 각 하위 단계는 다시 수십 가지 손동작으로 이루어진다. 수술 단계 추정부(140)는 현재 수술 상황(수술 상위 단계 및 하위 단계) 정보를 인식하여 기존의 수술 단계가 종료되고 새로운 수술 단계가 시작되었는지 판단하며, 새로 획득한 수술 동작 정보를 추가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 과정으로 추정된 수술 과정에 대하여 사용자가 인지할 수 있도록, 디스플레이 장치 또는 소리 장치를 이용하여 추정된 현재 수술 단계를 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 지식 모델을 기반으로 하여, 이전 및 현재 수술 단계를 기초로 이후에 준비해야할 사항에 대하여, 집도의 외의 다른 수술참여자에게 정보를 제공할 수도 있다. 예를 들어, DBS(Deep Brain Stimulation) 수술에 있어서, "뇌세포 자극하기(Stimulate the brain cells)"가 종료됨으로, 수술 참여자 1 은 "봉합(Closure)"을 준비해야 할 것이라고 알려줄 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술 진행 단계 추정 방법에 관한 순서도가 나타난다.
사용자에 의해서 또는 초기 한 개 이상의 동작 패턴을 기초로, 예상되는 수술의 종류가 결정될 수 있다. 그리고 센서 등을 이용하여, 집도의의 수술 동작을 감지하여(S401) 수술 동작 데이터를 패턴화하여 수집한다(S402). 감지된 수술 동작에 대한 데이터를 미리 저장된 수술 동작 패턴들과 비교하여 현재 수술 동작의 패턴을 결정한다(S403). 이때, 수술 과정 지식 모델을 기반으로 하여, 이전 수술 단계에서 수행된 동작 패턴을 기초로 현재 수술 동작 패턴을 결정할 수 도 있다. 그리고, 전체 수술 과정에 있어서, 상기 결정된 동작 패턴이 해당되는 시점을 추정할 수 있다(S404). 이 경우, 지식 모델을 기반으로 하여, 해당 수술 종류에서 가장 확률이 높은 수술 단계(즉, 수술 동작 패턴)를 우선하여 추정함으로써 오차를 줄일 수 있다. 이에 따라, 전체 수술 과정에서 추정한 현재 수술 단계를 디스플레이 장치 또는 소리 장치를 이용하여, 사용자에게 시각적 또는 청각적으로 제공할 수 있다(S405).
예를 들어, DBS 수술을 예로 들어 본 발명의 일 실시예를 살펴본다. DBS 수술은 크게 전극을 뇌에 이식하는 단계와 전극에 자극을 주는 디바이스를 가슴 부위에 이식하는 단계로 나누어진다. 첫 번째 수술 단계에서는 ① 머리 고정장치(stereotactic frame) 부착하기, ② MRI 또는 CT 스캔, ③ 피부 및 두개골 절개, ④ 뇌에 전극 삽입, ⑤ 뇌세포 자극 하기, ⑥ 봉합으로 구성되며, 두 번째 수술 단계에서는 ⑦ 자극 장치 이식, ⑧ 자극 장치 프로그래밍하기로 구성되어 수술이 진행된다. 단계 ① 및 ②는 수술 전 준비 단계이고, 단계 ③부터 수술대 위에서 진행된다.
우선 머리카락을 제거한다. 이 때 커트기를 사용하면서 커트기 사용에 따른 특정 손동작 행위를 취하게 되며, 감지부는 머리카락을 제거하는 손동작을 감지하며(이때, 커트기를 추가로 센싱하여 정보를 수집할 수도 있다), 판단부는 머리카락 제거 동작 패턴을 판단할 수 있다. 커트기로 머리카락을 제거한 부분에 펜을 사용해서 절개할 부위에 표시하는데, 이 경우, 펜으로 두개골 표피에 선을 긋는 특정 손동작 패턴을 보이게 된다. 그리고 펜으로 표시한 선을 따라 메스로 절개를 하게 되고, 그 이후 드릴을 가지고 두개골을 뚫게 된다.
이러한 손동작 행위는 각각의 행위의 특성에 따라 특정 패턴을 보이게 되는데 이를 동작 패턴 저장부에 각각의 패턴을 정의해 놓으면, 수술 손동작 인식 인터페이스를 통해 인식한 현재 손동작 행위 데이터를 데이터 변환부가 정해진 변환 방식으로 정보의 형태로 받아 들이게 된다. 이로써, 손동작 정보 획득부에서 받아 들인 손동작 행위 정보와 동작 패턴 저장부에 정의되어 있는 패턴을 동작 추정부에서 비교, 판단하여 특정 손동작 패턴으로 인식하게 된다.
여기까지가 한 시점에 해당하는 손동작 행위를 인식하는 방법에 해당한다. 그리고, 수술 단계 추정부에서는 각 시점에서 행해진 손동작 패턴 정보를 실시간으로 받아들이면서 수술 전체의 진행 과정을 판단하게 된다. 사용자의 입력 또는 초기의 수술 동작 패턴을 기초로하여, 개략적인 수술 진행 단계에 대한 예상 경로를 탐색할 수 있다.
상기 예에서는, 우선, 앞에서 언급한 머리카락 제거, 절개 부위 표시, 메스로 절개, 두개골 뚫기와 같은 각각의 행위에 대한 정보를 순차적으로 받아들인다. 그리고 지식모델에는 모든 수술에 대한 개별 전체 수술절차(여기에서는 DBS 수술)가 발생할 수 있는 수술 진행상황의 모든 경우를 고려하여 각 단계별로 유연하게 정의되어 있다. 수술 단계 추정부에서는 손동작 행위 정보와 수술 과정 지식모델에 정의되어 있는 지식을 바탕으로 수술 과정의 진행사항을 추론하게 된다. 예를 들어, 현재 절개 부위를 표시하고 있는 상황을 인식하게 되면, 현재 단계가 수술 과정에서 몇 번째 단계이며 전체 수술시간이 얼마나 남았는지를 알 수 있으며, 또한 다음에 일어날 손동작 행위가 메스로 절개하는 상황임을 추론할 수 있어 손동작 패턴 인식률을 증대시킬 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예는 전적으로 하드웨어이거나, 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어이거나, 또는 전적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 본 명세서에서 "부(unit)", "모듈(module)", "장치" 또는 "시스템" 등은 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 소프트웨어 등 컴퓨터 관련 엔티티(entity)를 지칭한다. 예를 들어, 본 명세서에서 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등은 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체(object), 실행 파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program), 및/또는 컴퓨터(computer)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행중인 애플리케이션(application) 및 컴퓨터의 양쪽이 모두 본 명세서의 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등에 해당할 수 있다.
실시예들에 따른 수술 단계 추정 방법은 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다. 나아가, 수술 단계 추정 방법은 일련의 과정들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수도 있으며, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수도 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 집도의의 손동작 및 수술 도구를 촬영하여 수술 동작 패턴을 감지하는 수술 동작 감지부;
    수술 종류에 따른 수술 단계 정보 및 각 수술 단계에 해당되는 수술 동작 패턴 정보를 저장하는 데이터 저장부;
    상기 데이터 저장부에 저장된 수술 동작 패턴 정보 중에서, 상기 감지된 수술 동작 패턴과 대응하는 수술 동작 패턴을, 현재 수행되는 수술 종류에 포함되는 현재 수술 동작 패턴으로서 판단하는 수술 동작 패턴 판단부; 및
    상기 데이터 저장부에 저장된 상기 수술 단계 정보를 기초로, 상기 판단된 현재 수술 동작 패턴이 해당되는 현재 수술 단계를 추정하는 수술 단계 추정부를 포함하되,
    상기 수술 동작 패턴 판단부는,
    이전 수술 단계의 수술 동작 패턴을 상기 데이터 저장부에 저장하고, 상기 저장된 이전 수술 단계의 수술 동작 패턴을 기초로, 상기 현재 수술 동작 패턴을 판단하고,
    상기 현재 수행되는 수술 종류는 수술 시작 전에 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 수술 진행 단계 추정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수술 동작 감지부는,
    상기 집도의의 손동작 및 수술 도구에 부착된 센서로부터의 신호를 더 이용하여 상기 수술 동작 패턴을 감지하되,
    상기 센서는 가속도 센서, 회전 센서 및 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 진행 단계 추정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수술 단계 추정부는,
    상기 현재 수행되는 수술 종류, 상기 이전 수술 단계의 수술 동작 패턴 및 상기 추정된 현재 수술 단계를 기초로 다음 수술 단계를 추정하는 것을 특징으로 하는 수술 진행 단계 추정 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 추정된 현재 수술 단계 및 다음 수술 단계를 문자 및 이미지로 표시하는 수술 단계 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 진행 단계 추정 시스템.
  5. 집도의의 손동작 및 수술 도구를 촬영하여 수술 동작 패턴을 감지하는 단계;
    수술 종류에 따른 수술 단계 정보 및 각 수술 단계에 해당되는 수술 동작 패턴 정보를 저장하는 데이터 저장부에 저장된 수술 동작 패턴 정보 중에서, 상기 감지된 수술 동작 패턴과 대응하는 수술 동작 패턴을, 현재 수행되는 수술 종류에 포함되는 현재 수술 동작 패턴으로서 판단하는 단계; 및
    상기 데이터 저장부에 저장된 상기 수술 단계 정보를 기초로, 상기 판단된 현재 수술 동작 패턴이 해당되는 현재 수술 단계를 추정하는 단계를 포함하되,
    상기 현재 수술 동작 패턴을 판단하는 단계는,
    이전 수술 단계의 수술 동작 패턴을 상기 데이터 저장부에 저장하고, 상기 저장된 이전 수술 단계의 수술 동작 패턴을 기초로, 상기 현재 수술 동작 패턴을 판단하되,
    상기 현재 수행되는 수술 종류는 수술 시작 전에 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 수술 진행 단계 추정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수술 동작 패턴을 감지하는 단계는,
    상기 집도의의 손동작 및 수술 도구에 부착된 센서로부터의 신호를 더 이용하여 상기 수술 동작 패턴을 감지하되,
    상기 센서는 가속도 센서, 회전 센서 및 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 진행 단계 추정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 현재 수행되는 수술 종류, 상기 이전 수술 단계의 수술 동작 패턴 및 상기 추정된 현재 수술 단계를 기초로 다음 수술 단계를 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 진행 단계 추정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 추정된 현재 수술 단계 및 다음 수술 단계를 문자 및 이미지로 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수술 진행 단계 추정 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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