KR102378632B1 - 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치 - Google Patents

흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치는, 응급환자의 신체에 대한 적어도 하나 이상의 이미지를 획득하는 이미지 획득부, 상기 적어도 하나 이상의 이미지에 기반하여, 상기 응급환자에 대한 심폐소생술에 이용되는 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출하는 검출부, 및 검출된 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 상기 심폐소생술을 수행하는 사람에게 제공하는 출력부를 포함할 수 있다.

Description

흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치{APPARATUS FOR DETECTING CHEST COMPRESSION POSITION AND ELECTRODE PAD ATTACHMENT LOCATION}
본 발명은 심폐소생술(cardiopulmonary resuscitation, CPR) 진행시 필요한 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출하는 장치에 관한 것이다.
심장마비는 암 등 기타 질병과 달리 산소 부족으로 뇌손상이 발생하는 5분 이내에 기초적인 심폐소생술과 전기쇼크치료를 받으면 대부분 회복될 수 있다. 그러나 현재 우리나라에서는 목격자, 구급요원 등의 교육 및 인식 부족으로 현장에서 심폐소생술이 제대로 이뤄지는 경우가 미미하며 이와 같은 이유로 심근경색 환자의 50% 이상이 응급실에 도착하기 전에 사망한다.
또한, 심장질환 사고의 대부분이 환자 및 주변 사람이 인지하지 못하는 상황과 장소에서 발생하며, 갑작스런 심장질환이 발생할 경우 환자 본인이 직접 119 등에 구조 요청하기가 매우 어려운 일이다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 최근에는 심장마비가 발생한 환자에게 외부적으로 전기 충격을 가하여 심장박동을 정상적으로 돌아오게 하는 자동제세동기(Automated External Defibrillator, AED)를 공공장소에 설치하여 응급 상황 발생 시 주변인이 손쉽게 구조할 수 있는 환경을 제공하고 있다.
하지만, 공공장소에 AED가 설치되어 있더라도 구조자가 AED 사용법을 제대로 인지하고 있지 못한 상태에서는 응급상황 발생 시 미숙한 응급처치로 인해 2차 사고가 발생할 우려가 있으며, 해당 AED 는 상시 사용되는 장치가 아니기 때문에 그 관리가 부실하여 배터리 방전, 오작동 또는 미작동 등으로 인해 살릴 수 있는 심장마비 환자를 살리지 못하는 상황이 발생할 우려도 있다.
이를 해결하기 위해, AED 사용시 기 저장된 AED 사용 절차에 대한 음성 매뉴얼 안내가 실시될 수 있으나, 이러한 음성 안내만으로 AED 에 대한 인식이 부족한 일반인이 단시간에 생사가 갈리는 응급상황 속에서 당황하지 않고 정확하게 응급처치를 시도하기에는 역부족한 상황이다.
구체적으로, CPR이 진행되는 경우, 위급한 상황에서 응급처치자가 직접 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 확인하여 CPR을 진행하기 때문에 정확한 위치에 흉부 압박이 진행되지 않을 수 있으며, CPR을 모르는 일반인은 AED의 음성 안내에 의존해야 하므로 올바른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 정확하게 알지 못하여 환자의 생명에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 실제 환자의 신체에 기반하여, 실시간으로 정확한 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출하는 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치는, 응급환자의 신체에 대한 적어도 하나 이상의 이미지를 획득하는 이미지 획득부, 상기 적어도 하나 이상의 이미지에 기반하여, 상기 응급환자에 대한 심폐소생술에 이용되는 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출하는 검출부, 및 검출된 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 상기 심폐소생술을 수행하는 사람에게 제공하는 출력부를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 이미지 획득부는, 상기 응급환자의 신체에 대하여, 상기 적어도 하나 이상의 이미지를 동시에 획득하는 스테레오 카메라(stereoscopic camera)를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 검출부는, 상기 응급환자의 신체조건, 주변 환경의 밝기 및 상기 응급환자가 위치한 바닥의 색으로 인한 영향을 제거하는 검출 소프트웨어(SW) 또는 알고리즘을 이용하여, 상기 응급환자의 신체 중 목과 어깨를 기준으로, 상기 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 출력부는, 상기 검출된 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 상기 응급환자의 신체에 겹쳐서 함께 표시하는 증강현실(augumented reality, AR) 안경(AR Glasses)을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 출력부는, 상기 검출된 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 상기 심폐소생술에 이용되는 자동제세동기(automated external defibrillato, AED)에 제공할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 출력부는, 상기 심폐소생술의 진행에 관한 설명을 음성으로 제공하는 스피커, 및 상기 심폐소생술의 진행에 관한 설명을 영상으로 제공하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 실제 환자의 신체에 기반하여, 실시간으로 정확한 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치에서 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출하기 위한 영상처리 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치는 이미지 획득부(110), 검출부(130) 및 출력부(150)를 포함할 수 있다.
이미지 획득부(110)는 갑작스런 심장질환 등으로 응급상황에 놓은 응급환자의 신체에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 이미지 획득부(110)는 응급화자의 신체에 대하여 적어도 하나 이상의 이미지를 획득할 수 있으며, 획득된 적어도 하나의 이미지는 검출부(130)에 전달될 수 있다.
그리고, 이미지 획득부(110)는 스테레오 카메라(stereoscopic camera, 111)를 포함할 수 있다. 이미지 획득부(110)에 포함되는 스테레오 카메라(111)는 응급환자의 신체에 대하여 적어도 하나 이상의 이미지를 획득하되, 응급환자의 신체에 대한 적어도 하나 이상의 이미지를 동시에 획득할 수 있다. 그로 인해서, 본 발명에 따른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치는 스테레오 카메라(111)를 통해서 획득된 적어도 하나 이상의 이미지들을 통하여 응급환자의 신체를 입체적으로 표시할 수 있다.
검출부(130)는 이미지 획득부(110)로부터 획득된 응급환자의 신체에 대한 적어도 하나 이상의 이미지를 통하여, 심폐소생술에 이용되는 흉부압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출할 수 있다. 여기서, 검출부(130)는 이미지 획득부(110)에서 획득된 적어도 하나 이상의 이미지에 대하여 영상처리를 수행하여 심폐소생술에 이용되는 흉부압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출할 수 있다. 구체적으로, 검출부(130)는 영상처리를 위한 소프트웨어(SW) 또는 알고리즘을 미리 저장할 수 있고, 저장된 소프트웨어(SW) 또는 알고리즘을 통하여, 응급환자의 신체조건, 주변 환경의 밝기 및 응급환자가 위치한 바닥의 색으로 인한 영향을 제거할 수 있다. 이러한 외적인 요소의 제거를 통하여 검출부(130)는 응급환자의 신체 중 목과 어깨를 기준으로 하여, 심폐소생술에 이용되는 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출할 수 있다. 검출부(130)가 이미지 획득부(110)에서 획득된 적어도 하나 이상의 이미지에 대하여 수행하는 영상처리는 도 2를 통해서 구체적으로 설명한다.
출력부(150)는 검출부(130)에서 검출된 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 응급환자에 대하여 심폐소생술을 수행하는 사람에게 제공할 수 있다. 여기서 출력부(150)는 심폐소생술의 진행에 관한 설명을 음성으로 제공하는 스피커 및 해당 설명을 영상으로 제공하는 디스플레이부를 포함할 수 있으며, 특히 본 발명에 따른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치는 증강현실(augumented reality, AR) 안경(AR Glasses, 151)을 더 포함할 수 있다.
출력부(150)에 포함되는 증강현실 안경(151)은 이미지 획득부(110)에서 획득된 응급환자의 신체 이미지를 출력하되, 검출부(130)에서 검출된 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 응급환자의 신체에 겹쳐서 함께 표시하는 증강현실을 구현하여 심폐소생술을 수행하는 사람에게 제공할 수 있다. 이를 통하여, 본 발명에 따른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치는 심폐소생술을 수행하는 사람이 심폐소생술에 필요한 흉부 압박위치에 정확하게 압박을 가할 수 있게 하고, 전극패드가 부착될 정확한 위치를 응급환자의 신체구조 또는 주변환경에 영향을 받지 않고 심폐소생술을 수행하는 사람에게 제공할 수 있다.
이와 더불어, 출력부(150)는 검출된 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 심폐소생술에 이용되는 자동제세동기(automated external defibrillato, AED)에 제공할 수 있으며, 이는 유선 또는 무선 통신을 통하여 전달될 수 있다. 그로 인해서, 자동제세동기는 응급환자에게 적절한 심폐소생술이 진행되고 있는지 여부를 확인할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치에서 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출하기 위한 영상처리 과정을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 검출부(130)에서 수행되는 영상처리 과정은 S210 단계 내지 S260 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 검출부(130)는 스테레오 카메라(111)를 통하여 획득된 적어도 하나 이상의 이미지를 획득한다(S210). 여기서, 획득되는 적어도 하나 이상의 이미지는 응급환자의 신체를 기준으로 좌측 이미지 및 우측 이미지를 포함할 수 있다.
이후, 검출부(130)는 획득된 이미지에 대하여 히스토그램 균등화(histogram equalization)를 수행하고(S220), 히스토그램 균등화가 수행된 이미지를 미리 설정된 문턱값(threshold)에 기반하여 바이너리(binary) 이미지로 변환할 수 있다(S230).
그리고, 변환된 이미지에 대하여 이로드(erode) 또는 다이레이트(dilate)를 수행한다(S240). 이 단계에서 수행되는 이로드(erode) 또는 다이레이트(dilate)는 검출부(130)에 구현된 필터를 통하여 수행될 수 있다.
이후, 검출부(130)는 S240 단계까지 수행된 이미지에 대하여 라벨링(labeling) 및 메저링(measuring)을 수행할 수 있고, 검출부(130)는 라벨링(labeling) 및 메저링(measuring)이 수행된 이미지에서 응급환자의 얼굴과 몸을 검출할 수 있다. 즉, 검출된 얼굴 및 몸 중 응급환자의 목과 어깨를 기준으로, 해당 응급환자의 신체에 기반한 정확한 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 검출할 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치는 스테레오 카메라로 CPR을 진행하고자 하는 응급환자의 신체의 목과 어깨를 기준으로, 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 정확하게 검출할 수 있고, 검출된 정확한 흉부 압박위치 및 전극패드 부착위치를 증강현실 안경을 통하여 응급처치자에게 실시간으로 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압박위치 및 전극패드 부착위치 검출 장치는 심정지 환자의 초기 응급처치를 위한 CPR 교육 또는 실제 응급상황에서 사용 가능한 Smart AED 등 관련기기와 연동하여 활용이 가능하다.
따라서, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (6)

  1. 응급환자의 신체에 대한 적어도 하나 이상의 이미지를 획득하는 이미지 획득부;
    상기 적어도 하나 이상의 이미지에 기반하여, 상기 응급환자에 대한 심폐소생술에 이용되는 전극패드 부착위치를 검출하는 검출부; 및
    검출된 전극패드 부착위치를 상기 심폐소생술을 수행하는 사람에게 제공하는 출력부를 포함하고,
    상기 검출부는,
    상기 적어도 하나 이상의 이미지를 히스토그램 균등화하고,
    상기 히스토그램 균등화가 수행된 이미지를 미리 설정된 문턱값에 기반하여 바이너리(binary) 이미지로 변환하고,
    상기 바이너리 이미지를 이로드(erode) 또는 다이레이트(dilate)를 수행하고,
    상기 이로드 또는 다이레이트가 수행된 이미지를 라벨링(labeling) 및 메저링(measuring)을 수행하여 응급환자의 얼굴과 몸을 검출하고,
    상기 응급환자의 신체조건, 주변 환경의 밝기 및 상기 응급환자가 위치한 바닥의 색으로 인한 영향을 제거하는 검출 소프트웨어(SW) 또는 알고리즘을 이용하고,
    상기 검출된 응급환자의 얼굴과 몸 중 상기 응급환자의 목과 어깨를 기준으로 상기 응급환자의 신체에 기반하여 전극패드 부착위치를 검출하는 전극패드 부착위치 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 획득부는,
    상기 응급환자의 신체에 대하여, 상기 적어도 하나 이상의 이미지를 동시에 획득하는 스테레오 카메라(stereoscopic camera)를 포함하는 전극패드 부착위치 검출 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 검출된 전극패드 부착위치를 상기 응급환자의 신체에 겹쳐서 함께 표시하는 증강현실(augumented reality, AR) 안경(AR Glasses)을 포함하는 전극패드 부착위치 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 검출된 전극패드 부착위치를 상기 심폐소생술에 이용되는 자동제세동기(automated external defibrillato, AED)에 제공하는 전극패드 부착위치 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는,
    상기 심폐소생술의 진행에 관한 설명을 음성으로 제공하는 스피커; 및
    상기 심폐소생술의 진행에 관한 설명을 영상으로 제공하는 디스플레이부를 포함하는 전극패드 부착위치 검출 장치.
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