WO2018062722A1 - 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

침술 훈련용 시뮬레이션 시스템 Download PDF

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WO2018062722A1
WO2018062722A1 PCT/KR2017/009998 KR2017009998W WO2018062722A1 WO 2018062722 A1 WO2018062722 A1 WO 2018062722A1 KR 2017009998 W KR2017009998 W KR 2017009998W WO 2018062722 A1 WO2018062722 A1 WO 2018062722A1
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acupuncture
training
data
sensor
acupuncture training
Prior art date
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PCT/KR2017/009998
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민병국
하태진
박정민
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주식회사 비온시이노베이터
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Publication date
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    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/10—Modelling
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • 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
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    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes

Definitions

  • the present invention relates to a simulation system for acupuncture training. More specifically, it relates to a 3D-based acupuncture training simulation system.
  • the reason for medical accidents caused by acupuncture should be different depending on the situation such as the patient's obesity / muscle thickness and internal organ location, appropriate thickness of the needle, and accurate needle acupuncture.
  • the procedure is different according to the know-how and medical and related technologies are aimed at the human body. Accordingly, the method of learning and the number of times can not be limited, so even if the training is performed through appropriate methods, the skill level of the procedure is low, so a system for continuous and systematic clinical training is required.
  • An object of the present invention is to provide acupuncture training simulation system to cultivate acupuncture treatment ability through repetitive training and objective evaluation of the training contents through a 3D-based human model and acupuncture training tool. .
  • the object a human body model; An acupuncture training tool comprising a displacement sensing sensor; And 3D human body modeling information corresponding to the human body model, and when acupuncture training is performed on the human body by the acupuncture training tool, receives the detection value of the displacement sensor and stores and manages information on the acupuncture training and acupuncture training.
  • the displacement sensor is composed of an acceleration sensor for detecting the movement of the acupuncture training tool, an angular velocity sensor for detecting the magnetic needle angle of the acupuncture training tool and a pressure sensor for detecting the magnetic needle depth of the acupuncture training tool.
  • the simulator server a sensor input management module for receiving a detection value transmitted from the acceleration sensor, the angular velocity sensor and the pressure sensor;
  • a model management module that stores 3D acupuncture points data about human acupoints in advance and generates and manages 3D human modeling information so that the 3D acupuncture points data correspond to the human model;
  • a position and depth management module for separately storing and managing data on the position, magnetic angle, and magnetic depth of the acupuncture training tool through information input from the sensor input management module and the model management module;
  • a data processing module for processing data input from the position and depth management module to generate data for acupuncture training;
  • a feedback providing module configured to output data input from the data processing module to a display. It includes.
  • the simulator server may further include a training management module that manages the details of the acupuncture training for each trainer in association with the data processing module.
  • the simulator server may further include a True-False management module that is linked with the feedback providing module to determine and manage whether the acupuncture training results good or bad.
  • the 3D acupoint data may be provided as data added with medical information for each acupuncture point after 3D modeling of human acupuncture point information extracted from a 2D-based standard acupuncture database.
  • the data processing module may further include: a start packet checking unit for checking a start packet of a sensor data frame inputted from the position and depth management module; A checksum confirming portion confirming a checksum of the sensor data frame; And an end packet confirming part for confirming an end packet of the sensor data frame. It includes.
  • the data processing module is provided to apply the average filter algorithm to the sensor data frame in which the end packet is confirmed to purify and extract data.
  • the educator to cultivate the ability to treat bedding through repetitive training and to perform an objective evaluation of the training contents.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the acupuncture training simulation system according to the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of purifying and extracting data by applying an average filter algorithm in an acupuncture training simulation system according to the present invention.
  • one component when one component is referred to as “connected” or “connected” with another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the acupuncture training simulation system according to the present invention
  • Figure 2 is a flow chart showing a process of purifying and extracting data by applying the average filter algorithm in the acupuncture training simulation system according to the present invention. .
  • the acupuncture training simulation system according to the present invention, a human body model 100; Acupuncture training tool 200 comprising a displacement sensor; And a simulator server 300.
  • the human body model 100 is a 3D modeled by the simulator server 300 in a configuration that provides a portion for performing acupuncture through the acupuncture training tool 200 as a model manufactured in the same or similar to the human body for acupuncture training.
  • the acupuncture training tool 200 includes a displacement sensor as a configuration for performing self-acupuncture on the human body 100, and is manufactured in a form similar to a real needle to improve the user's skill.
  • the displacement sensor is an acceleration sensor for detecting the movement of the acupuncture training tool 200 and an angular velocity sensor for detecting the magnetic needle angle of the acupuncture training tool 200 and a pressure sensor for detecting the magnetic needle depth of the acupuncture training tool 200. Is done.
  • the displacement sensor detects the displacement value of the acupuncture training tool 200 to be described later.
  • Acupuncture training simulation can be performed by transmitting to the simulator server 300, receiving the data from the simulator server 300, processing and processing data, and outputting the training process, training status, and training results in real time through a display. will be.
  • the simulator server 300 stores 3D human body modeling information corresponding to the human body model 100, and detects the detected value of the displacement sensor during acupuncture training to the human body model 100 by the acupuncture training tool 200. It receives the input and stores and manages the information on the acupuncture training and outputs the acupuncture training results on the display.
  • the simulator server 300 is a sensor input management module 310, model management module 320, location and depth management module 330, data processing module 340, training management module 350, feedback processing module 360 and True-False management module 370.
  • the sensor input management module 310 receives a sensed value transmitted from the acceleration sensor, the angular velocity sensor, and the pressure sensor.
  • the model management module 320 previously stores 3D acupuncture points data on the human acupoints, and generates and manages 3D human modeling information so that the 3D acupuncture points data corresponds to the human model.
  • the 3D menstrual blood data is a three-dimensional data that can be used for multi-purpose information contained in the object called acupuncture points for multi-purpose, the database where the 3D menstrual blood data is stored is searched or acupuncture the most accurate information for the request of the information user
  • the content is structured to work, the acupoint data elements are determined, and the 3D modeled data is stored in a relational database.
  • the 3D acupoint database can be constructed using a standard acupuncture DB (2D model, acupuncture points, WHO standard position, blood collection method, self-depth, precautions, etc.) of the Oriental Medicine Convergence Research Information Center.
  • a standard acupuncture DB (2D model, acupuncture points, WHO standard position, blood collection method, self-depth, precautions, etc.) of the Oriental Medicine Convergence Research Information Center.
  • the 3D acupoint data may be generated by implementing human 3D modeling and adding acupuncture point information thereto.
  • human body 3D modeling uses 3D modeling tools to express the object for each part of the human body (hands, feet, chest, head, etc.) and 3D modeling to allow free rotation in six directions based on the XYZ 3-axis in space. Is implemented.
  • Acupuncture points acupuncture points and medical information about each acupuncture points
  • Acupuncture points are added to the human body 3D modeling data. This may be implemented by adding a user interface to mount the Korean medicine information on the human body 3D modeling information and adding necessary learning contents (blood collection method, primary efficacy of each acupuncture point, etc.) according to the meridian acupuncture points.
  • the 3D acupoint data is a 3D modeling process of human acupuncture point information extracted from a 2D-based standard acupuncture database, and then used as simulation data by adding medical information (blood collection method, primary efficacy, etc.) for each acupuncture point. It can be.
  • the position and depth management module 330 separates data on the position, magnetic angle, and magnetic depth of the acupuncture training tool 200 through information input from the sensor input management module 310 and the model management module 320.
  • the data processing module 340 serves to generate data for acupuncture training by processing data input from the location and depth management module 330.
  • the data processing module 340 may include: a start packet confirming part for confirming a start packet of a sensor data frame input by the position and depth management module 200; A checksum confirming portion confirming a checksum of the sensor data frame; And an end packet confirming part for confirming an end packet of the sensor data frame. It includes, and is provided to purify and extract data by applying an average filter algorithm to the sensor data frame, the end packet is identified, this process will be described in detail below with reference to FIG.
  • the sensed values transmitted from the acupuncture training tool 200 are received and arranged and stored through the sensor input management module 310 and the position and depth management module 330.
  • the verification process checks the start packet of the sensor data frame (checks the start packet of the data frame transmitted in a cycle of 100 ms to check whether the received data is received in a predetermined order and the undefined data frame.
  • the undefined data frame is generated in the subsequent order. Checks and removes additional errors), checksum check (checks whether the checksum is received according to the defined packet order, compares the sum of the received data with the actual output value, and checks whether an error occurred, the frame in which the error occurs) Does not receive and uses only frames that do not generate a checksum error), and checks the end packet (determines whether the predefined end packet has been transmitted to determine the final valid frame).
  • the current data and the previous data are compared according to the average change amount of the array data measured in step S20.
  • the comparison value determines whether or not the data wave (abnormality) and the data wave occurs (S32). If the data is not removed (S34), and if there is no data wave, the data is smoothed to the average data measurement value (S36).
  • a display screen sync adjustment step may be added by reducing data for display output.
  • the data processing module 340 is provided to apply and refine the data by applying the above-described average filter algorithm to the sensor data frame in which the end packet is confirmed, thereby ensuring reliable data.
  • Training management module 350 is linked to the data processing module 340 serves to manage the details of the acupuncture training for each trainee, the feedback providing module 360 receives the data input from the data processing module 340 It serves to output to the display. In addition, the feedback providing module 360 is interlocked with the True-False management module 370 to determine and manage whether the acupuncture training result is good or bad, and to output a situation of a training course on a display.
  • the simulator server 300 as described above may be connected to an external server such as an external database server or a cloud server by wired or wireless, and connected to the acupuncture training tool 200 through a Bluetooth module or an RS-232 communication module. In this way, acupuncture training simulation can be implemented.
  • the acupuncture training simulation system can cultivate an acupuncture treatment ability through repetitive training to an educator and perform an objective evaluation of the training contents.

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Abstract

본 발명은 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서, 인체 모형; 변위 감지 센서를 포함하는 침술 훈련 도구; 및 상기 인체 모형에 대응되는 3D 인체 모델링 정보가 저장되며, 상기 침술 훈련 도구에 의한 인체 모형으로의 침술 훈련 시 상기 변위 감지 센서의 감지값을 입력받아 침술 훈련에 대한 정보를 저장 및 관리하며 침술 훈련 결과를 디스플레이를 통해 출력시키는 시뮬레이터 서버; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 교육자에게 반복적 훈련을 통한 침구 치료 능력을 배양하고 훈련 내용에 대한 객관적 평가를 수행할 수 있다.

Description

침술 훈련용 시뮬레이션 시스템
본 발명은 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 3D를 기반으로 한 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.
최근 의학 교육의 경향은 교육자들에게 단순히 ‘의사가 알아야 할 지식’을 전달하는 방식에서 벗어나 ‘의사가 하는 일’을 교육하는데 초점을 맞추고 있으며, 이러한 경향은 전통적인 강의 일변도의 교육에서 탈피하여 구체적인 임상 기술을 전달할 수 있는 교육이 병행되어야 함을 역설하고 있다.
하지만, 체계적인 임상훈련 체계가 없어 미숙한 의료기술로 의료사고의 위험이 높으므로 이로 인한 사회적 비용의 증가를 극복하기 위해서 인공적인 신체모델을 만들거나 햅틱장비 등을 이용한 다양한 의료 시뮬레이터 교육을 실시하고 있다.
최근 유럽과 북미 국가들에서는 진료 실습 전 단계부터 표준화된 교육과정을 통해 학생들로 하여금 지속적이고 체계적인 임상 기술을 충분히 익히도록 하는 추세이며, 세계의 전통의학 가운데 이용 인구가 가장 많은 한의학의 교육 현장에서도 임상 기술 모의 훈련용 기기를 개발, 운용하는 등 임상기술 교육을 강화하고 있다.
의학 시뮬레이터를 이용한 임상 교육의 장점은 교육자 입장에서 보면 표준화한 시뮬레이터를 도입함으로써 교육에 대한 평가의 공정성과 객관성을 확보할 수 있고 피교육자 입장에서 보면, 환자에게 발생할 수 있는 위험 부담을 줄일 수 있다는 것이다.
즉, 위험 부담이 있는 인체에 비해 반복 시술이 가능하여 안전하게 다양한 기술을 습득할 수 있으므로, 교육자들에게 임상에 대한 충분한 연습 기회를 제공하기 위한 의료 훈련용 시뮬레이터의 개발은 반드시 필요하다.
하지만, 국내 한의학 교육계에서는 침술을 훈련하고 평가하기 위한 모형 및 시뮬레이터가 개발된 바가 없어 학우간의 상호 신체를 대상으로 실습과 평가가 이루어지는 등 침습적이며 객관적이지 못한 수준에서 침술 교육이 진행되고 있는 실정이다.
침술로 인한 의료사고가 발생하는 이유는 환자의 비만/근육의 두께 및 내부 장기 위치 등의 고려, 침의 적절한 굵기, 목표부위의 정확한 자침 등의 상황에 따라 시술 방식이 다르게 해야 하나 교육자마다 경험 및 노하우에 따라 시술 방식이 다르며 의료와 관련 기술은 인체를 대상으로 하기 때문이다. 이에 따라 학습방법 및 횟수 등이 제한될 수밖에 없으므로 적절한 방법을 통해 훈련이 이루어진다고 하더라도 시술의 숙련 정도가 낮으므로 지속적이며 체계적인 임상 훈련을 할 수 있는 시스템이 필요하다.
관련 종래기술로는 "침술장치(대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1559212호)" 및 "맥진 진단에 따른 자동 시술 기능을 갖는 장갑형 다기능 전자침(대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1280449호)" 등이 있었으나, 상기 종래기술들은 자동형 침술 장치에 국한되어 있었으며, 3D를 기반으로 하는 침술 훈련 시뮬레이션 시스템에 관련된 기술은 전무한 상태이다.
본 발명의 목적은, 3D를 기반으로 한 인체 모형 및 침술 훈련 도구를 통해 교육자에게 반복적 훈련을 통한 침구 치료 능력을 배양하고 훈련 내용에 대한 객관적 평가를 수행하는 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 인체 모형; 변위 감지 센서를 포함하는 침술 훈련 도구; 및 상기 인체 모형에 대응되는 3D 인체 모델링 정보가 저장되며, 상기 침술 훈련 도구에 의한 인체 모형으로의 침술 훈련 시 상기 변위 감지 센서의 감지값을 입력받아 침술 훈련에 대한 정보를 저장 및 관리하며 침술 훈련 결과를 디스플레이를 통해 출력시키는 시뮬레이터 서버; 를 포함하는 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 변위 감 센서는 침술 훈련 도구의 움직임을 감지하는 가속도센서와 침술 훈련 도구의 자침각을 감지하는 각속도센서와 침술 훈련 도구의 자침 깊이를 감지하는 압력센서로 이루어진다.
또한, 상기 시뮬레이터 서버는, 상기 가속도센서와 각속도센서 및 압력센서로부터 전달된 감지값을 수신하는 센서 입력 관리 모듈; 인체 경혈에 대한 3D 경혈 데이터가 미리 저장되며, 상기 3D 경혈 데이터가 상기 인체 모형에 대응되도록 3D 인체 모델링 정보를 생성 및 관리하는 모델 관리 모듈; 상기 센서 입력 관리 모듈과 모델 관리 모듈로부터 입력된 정보를 통해 상기 침술 훈련 도구의 위치, 자침각, 자침깊이에 대한 데이터를 분리 저장 및 관리하는 위치 및 깊이 관리 모듈; 상기 위치 및 깊이 관리 모듈로부터 입력된 데이터를 처리하여 침술 훈련에 대한 데이터를 생성하는 데이터 처리 모듈; 및 상기 데이터 처리 모듈로부터 입력된 데이터를 디스플레이로 출력시키는 피드백 제공 모듈; 을 포함한다.
여기서, 상기 시뮬레이터 서버는 상기 데이터 처리 모듈과 연동되어 훈련자 별 침술 훈련에 대한 내역을 관리하는 훈련 관리 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 시뮬레이터 서버는 상기 피드백 제공 모듈과 연동되어 침술 훈련 결과에 대한 양호 또는 불량 여부를 판정하고 관리하는 True-False 관리 모듈을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 3D 경혈 데이터는 2D 기반의 표준 경혈 데이터베이스에서 추출된 인체 경혈 위치 정보를 3D 모델링 처리한 후, 각 경혈별 의료정보를 부가한 데이터로 마련될 수 있다.
또한, 상기 데이터 처리 모듈은, 상기 위치 및 깊이 관리 모듈에서 입력된 센서 데이터 프레임의 시작 패킷을 확인하는 시작 패킷 확인부분; 상기 센서 데이터 프레임의 체크섬(checksum)을 확인하는 검사합 확인부분; 및 상기 센서 데이터 프레임의 종료 패킷을 확인하는 종료 패킷 확인부분; 을 포함한다.
여기서, 상기 데이터 처리 모듈은 상기 종료 패킷이 확인된 센서 데이터 프레임에 평균 필터 알고리즘을 적용하여 데이터를 정제 및 추출하도록 마련된다.
본 발명에 의해, 교육자에게 반복적 훈련을 통한 침구 치료 능력을 배양하고 훈련 내용에 대한 객관적 평가를 수행할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템에서 평균 필터 알고리즘을 적용하여 데이터를 정제 및 추출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
즉, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템에서 평균 필터 알고리즘을 적용하여 데이터를 정제 및 추출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 1 내지 도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템은, 인체 모형(100); 변위 감지 센서를 포함하는 침술 훈련 도구(200); 및 시뮬레이터 서버(300)를 포함한다.
인체 모형(100)은 침술 훈련을 위하여 인체와 동일 또는 유사하게 제작된 모형으로 침술 훈련 도구(200)를 통한 자침을 수행하는 부분을 제공하는 구성으로 시뮬레이터 서버(300)에 의해 3D 모델링된다.
침술 훈련 도구(200)는 상기 인체 모형(100)에 자침을 수행하는 구성으로 변위 감지 센서를 포함하며, 사용자의 숙련도 향상을 위하여 실제침과 유사한 형태로 제작된다. 여기서, 변위 감지 센서는 침술 훈련 도구(200)의 움직임을 감지하는 가속도센서와 침술 훈련 도구(200)의 자침각을 감지하는 각속도센서와 침술 훈련 도구(200)의 자침 깊이를 감지하는 압력센서로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템은, 침술 훈련 도구(200)를 통해 인체 모형(100)에 자침을 수행하면, 변위 감지 센서가 침술 훈련 도구(200)의 변위값을 감지하여 후술할 시뮬레이터 서버(300)로 전송하고, 시뮬레이터 서버(300)에서 이를 전달받아 데이터의 가공 및 처리를 수행하여 훈련 과정, 훈련 상태, 훈련 결과에 대하여 디스플레이를 통해 실시간으로 출력함으로써 침술 훈련 시뮬레이션이 이루어질 수 있는 것이다.
시뮬레이터 서버(300)는 상기 인체 모형(100)에 대응되는 3D 인체 모델링 정보가 저장되며, 상기 침술 훈련 도구(200)에 의한 인체 모형(100)으로의 침술 훈련 시 상기 변위 감지 센서의 감지값을 입력받아 침술 훈련에 대한 정보를 저장 및 관리하며 침술 훈련 결과를 디스플레이를 통해 출력시키는 역할을 수행하는 구성이다.
여기서, 상기 시뮬레이터 서버(300)는 센서 입력 관리 모듈(310), 모델 관리 모듈(320), 위치 및 깊이 관리 모듈(330), 데이터 처리 모듈(340), 훈련 관리 모듈(350), 피드백 처리 모듈(360) 및 True-False 관리 모듈(370)을 포함한다.
센서 입력 관리 모듈(310)은 상기 가속도센서와 각속도센서 및 압력센서로부터 전달된 감지값을 수신하는 역할을 수행한다.
모델 관리 모듈(320)은 인체 경혈에 대한 3D 경혈 데이터가 미리 저장되며, 상기 3D 경혈 데이터가 상기 인체 모형에 대응되도록 3D 인체 모델링 정보를 생성 및 관리하는 역할을 수행한다.
여기서, 상기 3D 경혈 데이터는 경혈이라는 객체가 포함하고 있는 여러 갈래의 정보를 다목적으로 이용할 수 있도록 입체화시킨 데이터로써, 3D 경혈 데이터가 저장되는 데이터베이스는 정보 사용자가 원하는 요구에 가장 정확한 정보를 검색이나 침술 작업을 할 수 있도록 내용을 구조화하며, 경혈 데이터 요소를 확정하고, 이를 관계형 데이터베이스에 맞추어 3D 모델링한 데이터를 저장한다.
여기서, 3D 경혈 데이터베이스는 한의약융합연구정보센터의 표준경혈 DB(2D 모델, 경혈마다 소속 경맥, WHO표준위치, 취혈법, 자침깊이, 주의사항 등을 동영상으로 제공)를 활용하여 구축될 수 있다.
또한, 상기 3D 경혈 데이터는 인체 3D 모델링을 구현하고 여기에 경혈정보가 추가되어 생성될 수 있다. 먼저, 인체 3D 모델링은 3D 모델링 툴을 이용하여 인체의 각 부위(손, 발, 가슴, 머리 등)별로 대상을 표현하고 공간상 XYZ 3축을 기준으로 6개 방향으로 자유로운 회전이 가능하게 3D 모델링함으로써 구현된다. 다음 인체 3D 모델링 데이터에 경혈정보(경혈 위치 및 각 경혈에 대한 의료정보)가 부가된다. 이는, 인체 3D 모델링 정보에 한의학 정보를 탑재하기 위해 사용자 인터페이스를 추가하여 경락경혈의 위치정보에 따른 필요한 학습 내용(취혈법, 각 경혈의 주치 효능 등)을 추가함으로써 구현될 수 있다.
즉, 상기 3D 경혈 데이터는 2D 기반의 표준 경혈 데이터베이스에서 추출된 인체 경혈 위치 정보를 3D 모델링 처리한 후, 각 경혈별 의료정보(취혈법, 주치 효능 등)를 부가한 데이터로 마련되어 시뮬레이션 교육에 이용될 수 있는 것이다.
위치 및 깊이 관리 모듈(330)은 상기 센서 입력 관리 모듈(310)과 모델 관리 모듈(320)로부터 입력된 정보를 통해 상기 침술 훈련 도구(200)의 위치, 자침각, 자침깊이에 대한 데이터를 분리 저장 및 관리하는 역할을 수행하며, 데이터 처리 모듈(340)은 상기 위치 및 깊이 관리 모듈(330)로부터 입력된 데이터를 처리하여 침술 훈련에 대한 데이터를 생성하는 역할을 수행한다.
여기서, 상기 데이터 처리 모듈(340)은, 상기 위치 및 깊이 관리 모듈(200)에서 입력된 센서 데이터 프레임의 시작 패킷을 확인하는 시작 패킷 확인부분; 상기 센서 데이터 프레임의 체크섬(checksum)을 확인하는 검사합 확인부분; 및 상기 센서 데이터 프레임의 종료 패킷을 확인하는 종료 패킷 확인부분; 을 포함하며, 상기 종료 패킷이 확인된 센서 데이터 프레임에 평균 필터 알고리즘을 적용하여 데이터를 정제 및 추출하도록 마련되며, 이 과정을 도 2 를 참조하여 아래에서 구체적으로 설명한다.
먼저, 침술 훈련 도구(200)로부터 전송된 감지값이 센서 입력 관리 모듈(310) 및 위치 및 깊이 관리 모듈(330)을 통해 수신 및 배열 저장된다.(S10)
다음, 위치 및 깊이 관리 모듈(330)로부터 배열 저장된 데이터를 데이터 처리 모듈(340)에서 비교하여 평균 변화량을 측정(S20)하는데, 그 이전에 배열 데이터의 검증 과정이 수행된다.
검증 과정은 센서 데이터 프레임의 시작 패킷 확인(100ms의 주기로 전송되는 데이터 프레임의 시작 패킷을 확인하여 정해진 순서에 의한 수신여부와 정의되지 않은 데이터 프레임 확인함, 정의되지 않은 데이터 프레임은 이후 순서에 따라 발생되는 추가 오류를 검사하여 제거함), 검사합 확인(체크섬이 정의된 패킷 순서에 맞게 수신되었는지 확인하고 수신된 데이터의 합과 실제 출력된 값을 비교하여 오류가 발생하였는지 점검함, 오류가 발생되는 프레임은 수신하지 않으며 체크섬 오류가 발생되지 않는 프레임만을 사용함), 종료 패킷 확인(미리 정의된 종료 패킷이 전송 되었는지 확인하여 최종적인 유효 프레임을 판단함) 순으로 이루어진다.
다음, 상기 S20 단계에서 측정된 배열 데이터의 평균 변화량에 따라 현재 데이터와 이전 데이터를 비교한다.(S30) 여기서, 비교값을 통해 데이터 파동 유무(이상 유무)를 판단(S32)하고 데이터 파동이 발생될 경우 해당 데이터를 제거(S34)하며, 데이터 파동이 없을 경우 해당 데이터를 평균 데이터 측정값으로 스무딩한다.(S36)
다음, 최종 데이터를 추출함으로써 데이터의 정제를 완료한다.(S40)
여기서, 상기 S40단계 전에 디스플레이 출력을 위한 데이터 축소를 통한 디스플레이 화면 싱크 조절 단계가 부가될 수도 있다.
즉, 상기 데이터 처리 모듈(340)은 상기 종료 패킷이 확인된 센서 데이터 프레임에 전술한 바와 같은 평균 필터 알고리즘을 적용하여 데이터를 정제 및 추출하도록 마련되어 신뢰성이 높은 데이터를 확보할 수 있는 것이다.
훈련 관리 모듈(350)은 상기 데이터 처리 모듈(340)과 연동되어 훈련자 별 침술 훈련에 대한 내역을 관리하는 역할을 수행하며, 피드백 제공 모듈(360)은 데이터 처리 모듈(340)로부터 입력된 데이터를 디스플레이로 출력시키는 역할을 수행한다. 또한, 상기 피드백 제공 모듈(360)은 True-False 관리 모듈(370)과 연동되어 침술 훈련 결과에 대한 양호 또는 불량 여부를 판정하고 관리하여 교육 과정에 대한 상황을 디스플레이에 출력시키도록 마련된다.
이상과 같은 시뮬레이터 서버(300)는 외부 데이터 베이스 서버 또는 클라우드 서버 등과 같은 외부 서버(S)와 유무선으로 접속될 수 있으며, 침술훈련도구(200)와는 블루투스 모듈 또는 RS-232 통신 모듈 등을 통하여 접속됨으로써 침술 훈련 시뮬레이션이 구현될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 침술 훈련용 시뮬레이션 시스템은, 교육자에게 반복적 훈련을 통한 침구 치료 능력을 배양하고 훈련 내용에 대한 객관적 평가를 수행할 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (8)

  1. 인체 모형;
    변위 감지 센서를 포함하는 침술 훈련 도구; 및
    상기 인체 모형에 대응되는 3D 인체 모델링 정보가 저장되며, 상기 침술 훈련 도구에 의한 인체 모형으로의 침술 훈련 시 상기 변위 감지 센서의 감지값을 입력받아 침술 훈련에 대한 정보를 저장 및 관리하며 침술 훈련 결과를 디스플레이를 통해 출력시키는 시뮬레이터 서버; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
    침술 훈련용 시뮬레이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변위 감지 센서는 침술 훈련 도구의 움직임을 감지하는 가속도센서와 침술 훈련 도구의 자침각을 감지하는 각속도센서와 침술 훈련 도구의 자침 깊이를 감지하는 압력센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    침술 훈련용 시뮬레이션 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 서버는,
    상기 가속도센서와 각속도센서 및 압력센서로부터 전달된 감지값을 수신하는 센서 입력 관리 모듈;
    인체 경혈에 대한 3D 경혈 데이터가 미리 저장되며, 상기 3D 경혈 데이터가 상기 인체 모형에 대응되도록 3D 인체 모델링 정보를 생성 및 관리하는 모델 관리 모듈;
    상기 센서 입력 관리 모듈과 모델 관리 모듈로부터 입력된 정보를 통해 상기 침술 훈련 도구의 위치, 자침각, 자침깊이에 대한 데이터를 분리 저장 및 관리하는 위치 및 깊이 관리 모듈;
    상기 위치 및 깊이 관리 모듈로부터 입력된 데이터를 처리하여 침술 훈련에 대한 데이터를 생성하는 데이터 처리 모듈; 및
    상기 데이터 처리 모듈로부터 입력된 데이터를 디스플레이로 출력시키는 피드백 제공 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는
    침술 훈련용 시뮬레이션 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 서버는 상기 데이터 처리 모듈과 연동되어 훈련자 별 침술 훈련에 대한 내역을 관리하는 훈련 관리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    침술 훈련용 시뮬레이션 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 시뮬레이터 서버는 상기 피드백 제공 모듈과 연동되어 침술 훈련 결과에 대한 양호 또는 불량 여부를 판정하고 관리하는 True-False 관리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    침술 훈련용 시뮬레이션 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 3D 경혈 데이터는 2D 기반의 표준 경혈 데이터베이스에서 추출된 인체 경혈 위치 정보를 3D 모델링 처리한 후, 각 경혈별 의료정보를 부가한 데이터인 것을 특징으로 하는
    침술 훈련용 시뮬레이션 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 처리 모듈은,
    상기 위치 및 깊이 관리 모듈에서 입력된 센서 데이터 프레임의 시작 패킷을 확인하는 시작 패킷 확인부분;
    상기 센서 데이터 프레임의 체크섬(checksum)을 확인하는 검사합 확인부분; 및
    상기 센서 데이터 프레임의 종료 패킷을 확인하는 종료 패킷 확인부분; 을 포함하는 것을 특징으로 하는
    침술 훈련용 시뮬레이션 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 데이터 처리 모듈은 상기 종료 패킷이 확인된 센서 데이터 프레임에 평균 필터 알고리즘을 적용하여 데이터를 정제 및 추출하는 것을 특징으로 하는
    침술 훈련용 시뮬레이션 시스템.
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