KR101799428B1

KR101799428B1 - 의료용 실습 장치, 치아 모형 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101799428B1
Application number: KR1020150151994A
Authority: KR
Inventors: 이정화
Original assignee: 동의대학교 산학협력단
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-11-20
Also published as: KR20170050454A

Abstract

의료용 실습 장치가 개시된다. 의료용 실습 장치는 오브젝트에 대한 접촉 각 및 압력을 검출하는 센서부, 오브젝트에 대한 접촉 영역을 촬영하는 촬상부, 외부 장치와 통신을 수행하는 통신부, 음향 신호를 출력하는 스피커부 및 검출된 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하고, 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 음향 신호를 출력하도록 스피커부를 제어하고 촬영된 접촉 영역을 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 통신부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 의료용 실습 장치, 치아 모형 및 그 제어 방법은 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하고 이를 실습자에게 알려주어 실습 능력을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

의료용 실습 장치, 치아 모형 및 그 제어 방법{MEDICAL PRACTICE APPARATUS, TEETH MODEL AND THE CONTOROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 의료용 실습 장치, 치아 모형 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센서가 장착된 의료용 실습 장치, 치아 모형 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 전자 제품들이 개발 및 보급되고 있다. 이러한 다양한 전자 제품들의 기능이 접목된 의료용 장치의 개발 및 보급 또한 늘어나고 있는 실정이다.

특히, 의료업계 종사자들이 실습하는데 있어서 다양한 형태의 의료용 실습 장치가 사용되는데, 의료업계 종사자들이 의료용 실습 장치를 사용하는데 있어서 환자의 통증 발생 및 통증의 강도를 충분히 인식하고 통증에 따라 의료용 실습 장치를 사용하는 방법을 변경해야할 필요가 발생하게 된다.

예를 들어, 치과업계 종사자들은 기존에는 마네킹에 장착되어 있는 치아모형을 통해 치주치료의 첫단계인 스켈링을 실습하게 되는데, 이때 마네킹에 장착되어 있는 치아모형은 통증을 나타내는 표시 장치가 없으므로, 치과업게 종사자들은 실습하는데 있어서 통증의 발생 여부와 통증의 강도를 인식하지 못하는 문제가 있다.

이에 따라, 치과업계 종사자들의 실습 능력 향상을 위하여 통증 부위의 발생 여부 및 통증의 강도를 표시해주는 다양한 의료용 실습 장치에 대한 요구가 증대되었다.

KR

10-2005-0021430

A

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하여 표시하는 의료용 실습 장치, 치아 모형 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료용 실습 장치는 오브젝트에 대한 접촉 각 및 압력을 검출하는 센서부, 상기 오브젝트에 대한 접촉 영역을 촬영하는 촬상부, 외부 장치와 통신을 수행하는 통신부, 음향 신호를 출력하는 스피커부 및 상기 검출된 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하고, 상기 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 상기 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커부를 제어하고 상기 촬영된 접촉 영역을 상기 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함한다.

여기서, 상기 통증 발생 여부를 판단하기 위한 상기 접촉 각 및 압력은 상기 오브젝트의 접촉 영역에 따라 변경될 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 통증의 크기가 상기 기 설정된 임계치를 초과하면, 상기 통증의 크기에 대응하여 상기 음향 신호를 변경하여 출력하고, 상기 촬영된 접촉 영역의 확대 영상을 상기 외부 장치로 전송할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 상기 접촉 각 및 압력에 대한 가이드 정보를 생성하고, 상기 생성된 가이드 정보를 상기 외부 장치로 전송할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 모형은 의료용 실습 장치의 접촉 및 압력을 검출하는 센싱부, 음향 신호를 출력하는 스피커부, 외부 장치와 통신을 수행하는 통신부 및 상기 의료용 실습 장치의 접촉이 감지되면 상기 접촉이 이루어진 영역에 대한 상기 압력의 세기를 판단하고, 상기 판단된 압력의 세기가 기 설정된 임계치를 초과하면 상기 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커부를 제어하고 상기 접촉이 이루어진 영역에 대한 이미지를 상기 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료용 실습 장치의 제어 방법은 오브젝트에 대한 접촉 각 및 압력을 검출하는 단계, 상기 검출된 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하는 단계, 상기 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 음향 신호를 출력하고 상기 오브젝트에 대한 접촉 영역을 촬영하여 외부 장치로 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 전송하는 단계는, 상기 통증의 크기가 상기 기 설정된 임계치를 초과하면, 상기 통증의 크기에 대응하여 상기 음향 신호를 변경하여 출력하고, 상기 촬영된 접촉 영역의 확대 영상을 상기 외부 장치로 전송할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료용 실습 장치의 제어 방법은 상기 통증의 크기가 상기 기 설정된 임계치를 초과하면, 상기 접촉 각 및 압력에 대한 가이드 정보를 생성하고, 상기 생성된 가이드 정보를 상기 외부 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 모형의 제어 방법은 의료용 실습 장치의 접촉 및 압력을 검출하는 단계, 상기 의료용 실습 장치의 접촉이 감지되면 상기 접촉이 이루어진 영역에 대한 상기 압력의 세기를 판단하는 단계 및 상기 판단된 압력의 세기가 기 설정된 임계치를 초과하면 음향 신호를 출력하고 상기 접촉이 이루어진 영역에 대한 이미지를 외부 장치로 전송하는 단계를 포함한다.

이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 의료용 실습 장치, 치아 모형 및 그 제어 방법은 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하고 이를 실습자에게 알려주어 실습 능력을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료용 실습 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스케일러의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접촉 각 및 압력을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 모형의 각 영역에 대한 접촉 각 및 압력을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 신호를 출력하고 접촉 영역의 확대 영상을 전송하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가이드 정보를 디스플레이하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 치아 모형의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 모형에 관한 실시 예를 구현한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료용 실습 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 모형의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관계 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료용 실습 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 의료용 실습 장치(100)는 센서부(110), 촬상부(120), 제어부(130), 통신부(140) 및 스피커부(150)를 포함한다.

여기서, 의료용 실습 장치(100)는 인체를 검사하거나 치료하는 의료 과정을 실습하는데 필요한 장치뿐만 아니라, 인체를 검사하거나 치료하는 의료용 장치 장치도 포함할 수 있음은 당연하다.

특히, 본 명세서의 의료용 실습 장치(100)와 관련하여 치주 치료에서 사용되는 스케일러를 대표적인 예로 들어 설명하기로 한다.

구체적으로, 센서부(110)는 의료용 실습 장치(100)가 접촉하게 되는 오브젝트에 대한 접촉 각 및 압력을 검출할 수 있다. 예를 들어, 스케일러가 치아 모형에 접촉하게 되면 스케일렁에 구비된 센서부(110)는 치아 모형에 대해 스케일러가 접촉되는 접촉 각 및 압력을 검출할 수 있다.

또한, 촬상부(120)는 오브젝트에 대한 접촉 영역을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 스케일러가 치아 모형에 접촉하게 되면 스케일러에 구비된 촬상부(120)는 치아 모형 중 스케일러가 접촉한 영역을 포커싱하여 촬영할 수 있다.

또한, 통신부(140)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 외부 기기는 서버, 사용자 단말 장치, 노트북, 데스크탑 컴퓨터, PDA, 스마트 폰 등으로 구현될 수 있으며, 통신부(140)는 무선 통신 방식 및 유선 통신 방식 중 적어도 하나를 통해 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다.

특히, 통신부(140)는 유/무선 LAN(Local Area Network), WAN, 이더넷, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), USB(Universal Serial Bus), IEEE 1394, 와이파이(Wifi) 등 다양한 통신 방식을 이용하여 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부(140)는 각 통신 방식에 대응되는 칩 또는 입력 포트 등을 구비할 수 있다. 예를 들어, 유선 LAN 방식으로 통신을 수행하는 경우, 통신부(150)는 유선 LAN 카드(미도시) 및 입력 포트(미도시)를 구비할 수 있다.

스피커부(150)는 음향 신호를 출력할 수 있다. 즉, 스피커부(150)는 후술할 제어부(130)의 동작에 기초하여 기 설정된 조건을 만족하는 경우 설정된 음향 신호를 출력할 수 있다.

이러한 스피커부(150)는 의료용 실습 장치(100) 내부에 구비될 수도 있고, 외부에 네트워크 스피커 형태로 존재할 수도 있으며, 외부에 네트워크 스피커 형태로 존재하는 경우, 제어부(130)는 통신부(140)를 통해 네트워크 스피커로 제어 신호를 전송하여 음향 신호를 출력하도록 제어할 수도 있다.

한편, 제어부(130)는 검출된 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하고, 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면 음향 신호를 출력하도록 스피커부(150)를 제어하고 촬영된 접촉 영역을 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 통신부(140)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 센서부(110)는 가속도 센서 및 터치 센서를 포함할 수 있으며, 제어부(130)는 터치 센서 값을 통해 의료용 실습 장치(100)가 오브젝트에 접촉하였는지 여부를 판단할 수 있고, 가속도 센서 값을 통해 의료용 실습 장치(100)와 오브젝트가 이루는 접촉 각 및 오브젝트에 대해 가해지는 압력을 판단할 수 있다. 여기서, 가속도 센서의 x, y, z 축 데이터 값을 통해 접촉 각 및 압력을 판단하는 기술은 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 센서부(110)는 가속도 센서 이외에 압력 센서, 피에조 센서 등을 포함할 수도 있으며, 압력 센서, 피에조 센서 등에 기초하여 압력을 판단할 수 있다.

또한, 제어부(140)는 판단된 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(140)는 판단된 접촉 각과 압력에 기초하여 오브젝트의 접촉 영역에 대해 직접적으로 가해지는 힘을 산출할 수 있고, 산출된 힘에 기초하여 통증의 발생 여부 및 통증의 크기를 판단할 수 있다. 이러한 통증의 발생 여부 및 통증의 크기는 힘의 세기에 따라 룩업 테이블 형식으로 구분되어 데이터 베이스화 되어 있을 수 있다.

그리고, 제어부(140)는 판단된 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 현재 통증의 크기가 설정된 임계치를 넘어섰음을 사용자에게 알리기 위해 음향 신호를 출력하도록 스피커부(150)를 제어하고 촬영된 접촉 영역을 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 통신부(140)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 기 설정된 임계치가 50으로 설정된 경우 판단된 통증의 크기가 30 또는 40인 경우 제어부(140)는 통증의 크기가 설정된 임계치를 넘지 않았으므로 음향 신호를 출력하지 않고 촬영된 접촉 영역을 외부 장치로 전송하지 않을 수 있다. 다만, 판단된 통증의 크기가 60인 경우 제어부(140)는 통증의 크기가 설정된 임계치를 넘으므로 음향 신호를 출력하고 촬영된 접촉 여역을 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 함으로써 사용자로 하여금 통증이 발생하였음을 알리고 통증이 발생된 영역이 어디인지를 시청할 수 있도록 할 수 있다.

의료용 실습 장치(100)가 스케일러로 구현된 경우를 예로 들어 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스케일러의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 오브젝트 즉, 치아 모형에 직접적으로 닿는 스케일러의 뾰족한 부분에는 센서부(110)가 구비되어 있고, 뾰족한 부분과 손잡이를 연결하는 부분에는 치아 모형에 대한 접촉 영역을 촬영할 수 있는 촬상부(120)가 구비되어 있을 수 있다.

또한, 스케일러의 손잡이 부분에는 제어부(130) 및 통신부(140)가 구비되어 있을 수 있으며, 손잡이 부분의 끝자락에는 스피커부(150)가 배치될 수 있다.

도 2는 의료용 실습 장치(100)의 일 예로 스케일러를 도시한 것이며, 이러한 스케일러에 구비된 센서부(110), 촬상부(120), 제어부(130), 통신부(140) 및 스피커부(150)의 위치는 변경될 수 있음은 당연하다.

한편, 스케일러의 제어부(130) 역시 상술한 동작과 동일하게 동작할 수 있다. 구체적으로, 스케일러의 뾰족한 부분에 구비된 센서부(110)가 오브젝트에 대한 접촉 각 및 압력을 검출하면, 스케일러의 제어부(130)는 검출된 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하고, 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면 음향 신호를 출력하도록 스케일러의 손잡이 끝자락에 구비된 스피커부(150)를 제어하고 촬영된 접촉 영역을 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 통신부(140)를 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접촉 각 및 압력을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 한편, 설명의 편의를 위해 스케일러를 의료용 실습 장치(100)의 일 예로 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 스케일러(100)가 오브젝트 즉, 치아 모형(300)에 접촉하게 되면 스케일러(100)와 치아 모형(300)이 접촉하는 영역에 대한 가상의 접선(310)이 생성될 수 있고, 이러한 접선(310)에 수직인 선(320)을 고려해볼 수 있다.

여기서, 접촉 각은 수직인 선(320)과 스케일러가 이루는 각으로 정의할 수 있으며, 이러한 접촉 각이 도 3에 도시된 바와 같이 기 설정된 각(340)(수직인 선(320)과 임의의 선(330)이 이루는 각)의 범위 내에 속하게 될 경우, 제어부(130)는 접촉 각과 압력에 기초하여 통증의 발생 여부 및 통증의 크기를 판단할 수 있게 된다.

즉, 제어부(130)는 접촉 각이 기 설정된 각(340)의 범위를 벗어날 경우에는 스케일러(100)가 치아 모형(300)에 접촉되었다고 하더라도 통증이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이는 스케일러(100)가 치아 모형(300)에 기 설정된 각(340) 범위 내의 각으로 접촉되지 않는다면 스케일러(100)를 통한 압력의 전달이 이루어지지 않고 압력이 분산되어 버리므로 이러한 경우를 제외하고 정확히 통증의 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하기 위함이다.

한편, 통증 발생 여부를 판단하기 위한 접촉 각 및 압력은 오브젝트의 접촉 영역에 따라 변경될 수 있다. 이는 오브젝트 즉, 치아 모형(300)의 생김새가 평면이 아닌 곡면으로 이루어진 구간을 포함하고 있기 때문이며, 실제 치아에 있어서 각 영역에 따라 통증의 발생 여부 및 통증의 크기가 다르기 때문이다. 도 4를 예로 들어 좀더 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 모형의 각 영역에 대한 접촉 각 및 압력을 설명하기 위한 도면이다.

예를 들어, 도 4를 참조하면, 치아 모형(400)의 제1 영역(410)은 치아 모형(400)의 윗부분 중 중간 영역으로서 스케일러(100)의 접촉 각이 20도를 이루는 경우 통증의 발생 여부가 가장 빈번하고 발생하는 통증의 크기가 가장 강할 수 있다. 또한, 제1 영역(410)에 대해서는 스케일러(100)를 통해 가해지는 압력이 10 정도만 되어도 통증이 발생할 수 있다. 이러한 경우 제1 영역(410)에 대한 통증의 발생 여부를 판단하기 위한 접촉 각은 15도에서 25도 사이이고 압력은 10으로 설정될 수 있다.

또한, 치아 모형(400)의 제2 영역(420)은 치아 모형(400)의 옆면으로서 스케일러(100)의 접촉 각이 0도를 이루는 경우 통증의 발생 여부가 가장 빈번하고 발생하는 통증의 크기가 가장 강할 수 있으며, 제2 영역(420)에 대해서는 스케일러(100)를 통해 가해지는 압력이 30정도 되는 경우 통증이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 제2 영역(420)에 대한 통증의 발생 여부를 판단하기 위한 접촉 각은 0도에서 10도 사이이고 압력은 30으로 설정될 수 있다.

한편, 치아 모형(400)의 제3 영역(430)은 잇몸 부분으로서 치아에 비해 통증의 발생이 더 쉽게 일어날 수 있는 점을 감안하여 스케일러(100)의 접촉 각이 제1 영역(410) 및 제2 영역(420)에 비해 상대적으로 넓은 0도에서 70도 사이이고 압력은 10으로 설정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 치아 모형(400)의 각 영역에 따라 통증 발생 여부를 판단하기 위한 접촉 각 및 압력은 변경될 수 있으며, 각 영역에 대응되는 통증 발생 여부 판단의 기준이 되는 접촉 각 및 압력은 룩업 테이블 형식으로 저장될 수 있다.

그리고, 촬상부(120)는 치아 모형(400)에 대한 접촉 영역을 촬영하고, 제어부(130)는 접촉 영역에 대해 촬영된 이미지와 저장된 이미지를 비교하여 촬영된 이미지에 대한 통증 발생 여부를 판단하기 위한 접촉 각 및 압력을 판단할 수 있고, 이에 따라 센서부(110)를 통해 검출된 접촉 각 및 압력과 통증 발생 여부를 판단하기 위한 접촉 각 및 압력을 비교함으로써 통증의 발생 여부 및 통증의 크기를 판단할 수 있다.

한편, 제어부(130)는 도 4와 같이 치아 모형(400)의 각 영역에 따라 검출된 접촉 각 및 압력에 대해 가중치를 상이하게 부여하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단할 수도 있다.

예를 들어, 통증의 발생이 상대적으로 용이한 제3 영역(430)에 대해서는 검출된 접촉 각 및 압력에 대해 가중치를 좀더 높게 부여하여 통증의 발생 여부 및 통증의 크기를 판단할 수 있다. 그리고, 통증의 발생이 상대적으로 낮은 제2 영역(420)에 대해서는 검출된 접촉 각 및 압력에 대해 가중치를 상대적으로 낮게 부여하여 통증의 발생 여부 및 통증의 크기를 판단할 수 있다.

구체적으로, 제어부(130)는 촬상부(120)를 통해 촬영된 이미지를 통해 스케일러(100)가 접촉된 치아 모형(400)의 영역이 어디인지를 판단하고 이에 따라 검출된 접촉 각 및 압력에 대해 부여할 가중치를 결정할 수 있다.

한편, 제어부(130)는 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면 통증의 크기에 대응하여 음향 신호를 변경하여 출력하고 촬영된 접촉 영역의 확대 영상을 외부 장치로 전송할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 신호를 출력하고 접촉 영역의 확대 영상을 전송하는 과정을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 치아 모형(400)에 대해 스케일러(100)가 접촉하게 되고 제어부(130)가 접촉된 치아 모형(400)에 대한 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하며, 판단된 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 스피커부(150)를 통해 음향 신호를 출력할 수 있는데, 이때, 제어부(130)는 통증의 크기에 대응하여 음향 신호를 상이하게 출력할 수 있다.

예를 들어, 기 설정된 임계치가 50이라고 설정되었다고 상정하면, 판단된 통증의 크기가 60인 경우 제어부(130)는 음향 신호의 볼륨을 약하게 설정하고 음향 신호의 발생 주기를 3초로 설정할 수 있다.

이에 비해, 판단된 통증의 크기가 80인 경우 제어부(130)는 음향 신호의 볼륨을 강하게 설정하고 음향 신호의 발생 주기를 1초로 설정할 수 있다.

즉, 판단된 통증의 크기가 증가할수록 제어부(130)는 음향 신호의 볼륨의 세기를 증가시키고 음향 신호의 발생 주기를 짧게 설정할 수 있다.

또한, 제어부(130)는 통증의 크기에 따라 서로 다른 종류의 음향 신호를 출력하도록 스피커부(150)를 제어할 수도 있다.

예를 들어, 기 설정된 임계치가 50이라고 설정되었다고 상정하면, 판단된 통증의 크기가 60인 경우 제어부(130)는 "삐"하는 하나의 음으로 이루어진 음향 신호를 출력할 수 있는 반면에, 판단된 통증의 크기가 80인 경우 제어부(130)는 "삐비"하는 두 개의 음으로 이루어진 음향 신호를 출력할 수 있다.

이와 같이, 제어부(130)는 통증의 크기에 따라 상이하게 음향 신호를 변경하여 출력하도록 스피커부(150)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(130)는 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면 촬영된 접촉 영역을 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 제어할 수 있다. 도 5를 참조하면, 제어부(130)는 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과할 경우 촬상부(120)를 통해 촬영된 치아 모형(400)의 접촉 영역의 확대 이미지를 를 외부 장치(500)로 전송함으로써, 외부 장치(500)에서 접촉 영역의 확대 이미지가 디스플레이되도록 할 수 있다.

이에 따라, 스케일러(100)의 사용자는 통증이 발생한 치아 모형(400)의 접촉 영역을 외부 장치(500)에서 디스플레이되는 확대 이미지를 통해 확인할 수 있다.

한편, 제어부(130)는 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 접촉 각 및 압력에 대한 가이드 정보를 생성하고 생성된 가이드 정보를 외부 장치로 전송할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가이드 정보를 디스플레이하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 스케일러(100)가 치아 모형(400)에 접촉되고 제어부(130)가 접촉된 치아 모형(400)에 대한 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하며, 판단된 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우 제어부(130)는 통증이 발생하지 않도록 하는 가이드 정보를 외부 장치(500)로 전송하여 디스플레이하도록 제어할 수 있다.

도 6에서는 외부 장치(500)가 "해당 부위는 접촉 각을 25도 이하로 낮추고 현재 압력보다 더 낮은 압력으로 치료해야 통증이 발생하지 않음"이라고 디스플레이하고 있으며, 이에 따라 사용자는 현재 스케일러(100)가 접촉된 치아 모형(400)의 영역에 대해 접촉 각을 25도 이하로 낮추고 현재 압력보다 좀더 낮춰서 힘을 주도록 피드백을 받을 수 있다.

도 6에서는 텍스트 형식으로 가이드 정보를 디스플레이하는 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 제어부(130)는 촬상부(120)를 통해 촬영된 접촉 영역에 대한 확대 이미지를 함께 전송함으로써 확대 이미지상에서 권장되는 접촉 각 및 압력을 표시할 수도 있다.

마찬가지로, 이러한 가이드 정보는 스케일러(100)가 접촉하는 치아 모형(400)의 접촉 영역에 따라 다르게 생성될 수 있으며, 이러한 가이드 정보는 치아 모형(400)의 접촉 영역에 따라 통증 발생 여부를 판단하기 위한 접촉 각 및 압력에 기초하여 생성될 수 있다.

한편, 스케일러(100)와 같이 직접 손에 쥐고 사용하는 의료용 실습 장치를 통해 치아 모형에 대한 통증의 발생 여부 및 통증의 크기를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 치아 모형 자체에서 통증의 발생 여부 및 통증의 크기를 판단할 수도 있다. 도 7을 통해 상세히 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 치아 모형의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 7을 참조하면, 치아 모형(700)은 센싱부(710), 제어부(720), 스피커부(730) 및 통신부(740)를 포함한다.

센싱부(710)는 의료용 실습 장치의 접촉 및 압력을 검출할 수 있다. 구체적으로, 센싱부(710)는 터치 센서, 가속도 센서, 압력 센서 및 피에조 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 다양한 센서 값에 기초하여 의료용 실습 장치의 접촉 및 압력을 검출할 수 있다.

예를 들어, 터치 센서를 통해 의료용 실습 장치가 치아 모형(700)에 접촉되었는지 여부를 검출하고, 가속도 센서 또는 압력 센서를 통해 의료용 실습 장치의 압력을 검출할 수 있다.

스피커부(730)는 음향 신호를 출력할 수 있다.

그리고, 통신부(740)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 외부 기기는 서버, 사용자 단말 장치, 노트북, 데스크탑 컴퓨터, PDA, 스마트 폰 등으로 구현될 수 있으며, 통신부(140)는 무선 통신 방식 및 유선 통신 방식 중 적어도 하나를 통해 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다.

제어부(720)는 의료용 실습 장치의 접촉이 감지되면 접촉이 이루어진 영역에 대한 압력의 세기를 판단하고, 판단된 압력의 세기가 기 설정된 임게치를 초과하면 음향 신호를 출력하도록 스피커부(730)를 제어하고, 접촉이 이루어진 영역에 대한 이미지를 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 통신부(740)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 치아 모형(700)은 의료용 실습 장치의 접촉 및 압력을 센싱하는 센싱부(710)로 둘러싸여 있으며, 제어부(720)는 센싱부(710)를 통해 의료용 실습 장치의 접촉을 감지할 수 있고, 접촉이 이루어진 영역에 대한 압력의 세기를 판단할 수 있다.

이후, 제어부(720)는 판단된 압력의 세기가 기 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 경우 이를 사용자에게 알리기 위한 음향 신호를 출력하거나 접촉이 이루어진 영역에 대한 이미지를 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 할 수 있다. 예를 들어, 판단된 압력의 세기가 60이고 기 설정된 임계치가 50인 경우 음향 신호를 출력하도록 스피커부(730)를 제어하고, 접촉이 이루어진 영역에 대한 이미지를 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 통신부(740)를 제어할 수 있다.

한편, 제어부(720)는 치아 모형(700)의 각 영역에 따라 가중치를 상이하게 부여하여 접촉이 이루어진 영역에 대한 압력의 세기를 산출할 수 있다.

예를 들어, 제어부(720)는 치아 모형(700)의 영역들 중 상대적으로 압력을 민감하게 느끼는 영역에 대해서는 높은 가중치를 부여하여 접촉이 이루어진 영역에 대한 압력의 세기를 산출할 수 있고, 치아 모형(700)의 영역들 중 상대적으로 압력을 둔감하게 느끼는 영역에 대해서는 낮은 가중치를 부여하여 접촉이 이루어진 영역에 대한 압력의 세기를 산출할 수 있다.

또한, 제어부(720)는 산출된 압력의 세기가 기 설정된 임계치를 초과하면 압력의 세기에 대응하여 음향 신호를 변경하여 출력하고, 접촉이 이루어진 영역에 대한 확대 이미지를 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 할 수 있다.

예를 들어, 기 설정된 임계치가 50이라고 설정되었다고 상정하면, 판단된 압력의 세기가 60인 경우 제어부(720)는 음향 신호의 볼륨을 약하게 설정하고 음향 신호의 발생 주기를 3초로 설정할 수 있다.

이에 비해, 판단된 통증의 크기가 80인 경우 제어부(720)는 음향 신호의 볼륨을 강하게 설정하고 음향 신호의 발생 주기를 1초로 설정할 수 있다.

즉, 판단된 압력의 세기가 증가할수록 제어부(720)는 음향 신호의 볼륨의 세기를 증가시키고 음향 신호의 발생 주기를 짧게 설정할 수 있다.

또한, 제어부(720)는 압력의 세기에 따라 서로 다른 종류의 음향 신호를 출력하도록 스피커부(730)를 제어할 수도 있다.

예를 들어, 기 설정된 임계치가 50이라고 설정되었다고 상정하면, 판단된 통증의 크기가 60인 경우 제어부(720)는 "삐"하는 하나의 음으로 이루어진 음향 신호를 출력할 수 있는 반면에, 판단된 통증의 크기가 80인 경우 제어부(720)는 "삐비"하는 두 개의 음으로 이루어진 음향 신호를 출력할 수 있다.

이와 같이, 제어부(720)는 압력의 세기에 따라 상이하게 음향 신호를 변경하여 출력하도록 스피커부(730)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(720)는 압력의 세기가 기 설정된 임계치를 초과하면 접촉이 이루어진 영역에 대한 확대 이미지를 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 제어할 수 있다.

이에 따라, 의료용 실습 장치(100)의 사용자는 통증이 발생한 치아 모형(70의 접촉이 이루어진 영역에 대한 확대 이미지를 외부 장치를 통해 확인할 수 있다.

한편, 제어부(720)는 압력의 세기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 압력에 대한 가이드 정보를 생성하고 생성된 가이드 정보를 외부 장치로 전송할 수 있다.

구체적으로, 압력에 대한 가이드 정보는 압력의 세기를 어느 정도로 해야 기 설정된 임계치를 초과하지 않는지에 대한 정보를 포함하며, 외부 장치는 이러한 압력에 가이드 정보를 디스플레이함으로써 사용자는 실시간으로 치아 모형(700)에 대해 가해지는 압력을 조절할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 모형에 관한 실시 예를 구현한 도면이다.

도 8을 참조하면, 치아 모형(800)은 치아 부분(820) 주변을 둘러싸는 의료용 실습 장치의 접촉 및 압력을 검출하기 위한 센서가 포함된 층(810)과 잇몸 내부에 구비된 제어부(840) 및 통신부(850)를 포함하는 회로 또는 칩(860)과 스피커부(830)로 구성될 수 있다.

이에 따라, 치아 부분(820) 주변을 둘러싸는, 센서가 포함된 층(810)을 통해 의료용 실습 장치(870)의 접촉 및 압력이 검출되면, 제어부(840)는 접촉이 이루어진 영역에 대한 압력의 세기를 판단하고, 판단된 압력의 세기가 기 설정된 임계치를 초과하면 음향 신호를 출력하도록 스피커부(830)를 제어하고, 접촉이 이루어진 영역에 대한 이미지를 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 통신부(850)를 제어할 수 있다.

한편, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료용 실습 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 9에 도시된 방법을 참조하면, 오브젝트에 대한 접촉 각 및 압력을 검출한다(S910).

그리고, 검출된 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단한다(S920).

여기서, 통증 발생 여부를 판단하기 위한 접촉 각 및 압력은 오브젝트의 접촉 영역에 따라 변경될 수 있다.

이후, 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 음향 신호를 출력하고 오브젝트에 대한 접촉 영역을 촬영하여 외부 장치로 전송한다(S930).

여기서, 전송하는 단계는, 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 통증의 크기에 대응하여 음향 신호를 변경하여 출력하고, 촬영된 접촉 영역의 확대 영상을 외부 장치로 전송할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료용 실습 장치의 제어 방법은 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 접촉 각 및 압력에 대한 가이드 정보를 생성하고, 생성된 가이드 정보를 외부 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 모형의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 10에 도시된 방법을 참조하면, 의료용 실습 장치의 접촉 및 압력을 검출한다(S1010).

그리고, 의료용 실습 장치의 접촉이 감지되면 접촉이 이루어진 영역에 대한 압력의 세기를 판단한다(S1020).

이후, 판단된 압력의 세기가 기 설정된 임계치를 초과하면 음향 신호를 출력하고 접촉이 이루어진 영역에 대한 이미지를 외부 장치로 전송한다(S1030).

한편, 본 발명에 따른 제어 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.

일 예로, 오브젝트에 대한 접촉 각 및 압력을 검출하는 단계, 검출된 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하는 단계 및 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 음향 신호를 출력하고 오브젝트에 대한 접촉 영역을 촬영하여 외부 장치로 전송하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.

또한, 일 예로, 의료용 실습 장치의 접촉 및 압력을 검출하는 단계, 의료용 실습 장치의 접촉이 감지되면 접촉이 이루어진 영역에 대한 압력의 세기를 판단하는 단계 및 판단된 압력의 세기가 기 설정된 임계치를 초과하면 음향 신호를 출력하고 접촉이 이루어진 영역에 대한 이미지를 외부 장치로 전송하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

또한, 의료용 실습 장치 및 치아 모형에 대해 도시한 상술한 블록도에서는 버스(bus)를 미도시하였으나, 의료용 실습 장치 및 치아 모형에서 각 구성요소 간의 통신은 버스를 통해 이루어질 수도 있다. 또한, 각 디바이스에는 상술한 다양한 단계를 수행하는 CPU, 마이크로 프로세서 등과 같은 프로세서가 더 포함될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100: 의료용 실습 장치 110: 센서부
120: 촬상부 130: 제어부
140: 통신부 150: 스피커부
700: 치아 모형 710: 센싱부
720: 제어부 730: 스피커부
740: 통신부

Claims

오브젝트에 대한 접촉 각 및 압력을 검출하는 센서부;
상기 오브젝트에 대한 접촉 영역을 촬영하는 촬상부;
외부 장치와 통신을 수행하는 통신부;
음향 신호를 출력하는 스피커부; 및
상기 검출된 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하고, 상기 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 상기 음향 신호를 출력하도록 상기 스피커부를 제어하고 상기 촬영된 접촉 영역을 상기 외부 장치로 전송하여 디스플레이하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 통증 발생 여부를 판단하기 위한 상기 접촉 각 및 압력은 상기 오브젝트의 접촉 영역에 따라 변경되며,
상기 제어부는,
상기 오브젝트의 서로 다른 접촉 영역에 따라서 상기 접촉 각과 상기 압력에 대해 가중치를 상이하게 부여하여 상기 통증의 크기를 산출하고,
상기 산출된 통증의 크기가 상기 기 설정된 임계치를 초과하면, 상기 통증의 크기에 대응하여 상기 음향 신호를 변경하여 출력하고, 상기 촬영된 접촉 영역의 확대 영상을 상기 외부 장치로 전송하도록 제어하는
의료용 실습 장치.
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제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 상기 접촉 각 및 압력에 대한 가이드 정보를 생성하고, 상기 생성된 가이드 정보를 상기 외부 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 의료용 실습 장치.
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오브젝트에 대한 접촉 각 및 압력을 검출하는 단계;
상기 오브젝트에 대한 접촉 영역을 촬영하는 단계;
상기 검출된 접촉 각 및 압력에 기초하여 통증 발생 여부 및 통증의 크기를 판단하는 단계; 및
상기 통증의 크기가 기 설정된 임계치를 초과하면, 음향 신호를 출력하고 상기 오브젝트에 대한 접촉 영역을 촬영하여 외부 장치로 전송하는 단계;를 포함하고,
상기 통증의 크기를 판단하는 단계는,
상기 오브젝트의 서로 다른 접촉 영역에 따라서 상기 접촉 각과 상기 압력에 대해 가중치를 상이하게 부여하여 상기 통증의 크기를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 외부 장치로 전송하는 단계는,
상기 산출된 통증의 크기가 상기 기 설정된 임계치를 초과하면, 상기 통증의 크기에 대응하여 상기 음향 신호를 변경하여 출력하고, 상기 촬영된 접촉 영역의 확대 영상을 상기 외부 장치로 전송하는 단계를 포함하는
의료용 실습 장치의 제어 방법.
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제6항에 있어서,
상기 통증의 크기가 상기 기 설정된 임계치를 초과하면, 상기 접촉 각 및 압력에 대한 가이드 정보를 생성하고, 상기 생성된 가이드 정보를 상기 외부 장치로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 실습 장치의 제어 방법.
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