요약
본 발명은 비침습적 방법으로 환자의 움직임과 자세를 실시간으로 감지하고 분석하여, 의료진이 원격으로 환자의 상태를 모니터링할 수 있게 합니다. 딥러닝과 알파포즈 기술을 활용해 환자의 키포인트를 추적하며, 불편함과 긴급 상황을 조기에 감지합니다. 실험 결과, 시스템은 대부분의 움직임과 자세를 정확하게 감지하며, 필요한 경우 알고리즘 조정을 통해 정확도를 높일 수 있음을 확인하였습니다. 이 시스템은 병원 및 요양 시설에서의 환자 관리 효율성을 증대시키고, 응급 상황에 신속하게 대응함으로써 의료 서비스의 질을 향상시키는 동시에 의료 환경의 장기적 변화에 기여할 것으로 기대됩니다.
기본 정보
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특허명: 인공지능 기반의 환자 모니터링 서비스 시스템 및 방법
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대표 발명자: 전광길 교수
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출원번호: 10-2022-0187879
발명의 배경 및 필요성
발명의 배경
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사물인터넷(IoT) 기술은 의료 분야를 포함한 다양한 영역에서 혁신을 주도하고 있으며, 물리적 장치를 인터넷에 연결해 데이터 송수신을 가능하게 함
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무선 통신, 센서 기술, 데이터 분석의 발전과 클라우드 컴퓨팅의 성장으로 실시간 건강 모니터링 시스템이 발전함
발명의 필요성
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전 세계 인구의 고령화에 따른 의료 시스템의 부담이 증가하고 있음
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고령화 인구가 증가하면서 암이나 심혈관질환을 포함한 각종 만성질환을 앓고 있는 노인의 비율이 증가하고 있음
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노인들의 건강관리 부담을 줄이고 노후 삶의 질 개선을 위한 기술 개발이 필요한 실정임
구현방법
기술의 원리 및 구현
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인공지능(AI)을 활용해 침대에 누워있는 환자의 움직임과 자세를 지속적으로 관찰하고, 불편함과 편안함을 비침습적으로 감지함
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딥러닝 기술로 환자의 신체 부위를 감지하고, 키포인트를 찾아 인체의 골격 구조를 형성함
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카메라를 사용해 환자의 상단 시야 이미지를 생성하고, 객체 감지 단계를 통해 신체 부위를 식별함
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알파포즈(Alphapose) 기술로 키포인트를 감지하고 연결하여 신체의 골격 모델을 생성함
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키포인트 간 거리 변화를 측정하고 시간에 따른 변경 사항을 분석해 환자의 불편함을 탐지함
기술의 장점
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비침습적 방법으로 환자의 불편함을 감지할 수 있음
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인공지능을 통한 움직임과 자세 분석으로 의료진이 환자 상태를 원격으로 모니터링할 수 있음
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의사소통이 어려운 중환자실 환자나 특정 장애가 있는 환자 관리에 유용함
실험 및 결과
실험 목적 및 방법
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환자 모니터링 시스템이 환자의 움직임과 자세를 정확하게 감지하고 불편함을 식별할 수 있는지 확인함
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실제 환자 또는 환자 모형을 사용해 카메라로 상단 시야 이미지를 캡처하고, 객체 감지 및 키포인트 감지 알고리즘을 적용함
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기존의 불편함을 나타내는 움직임 패턴을 기반으로 시스템의 감지 및 분석 능력을 평가함
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다양한 환자 자세와 움직임을 포함한 다양한 시나리오에서 실험을 수행함
실험 결과
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시스템은 대부분의 경우 환자의 움직임과 자세를 정확하게 감지하고 키포인트를 추적함
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불편함을 나타내는 움직임 패턴을 성공적으로 감지하고 분석하여 의료진에게 중요한 정보를 제공함
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환자의 자세 변화나 환경적 요인으로 인한 감지 정확도 차이가 있었으나, 알고리즘 조정을 통해 정확도를 높일 수 있음을 확인함
발명의 활용 방안
의료 환경에서의 효율적인 환자 관리
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본 발명은 병원과 요양 시설에서 환자의 불편함을 실시간으로 모니터링하며, 통증이나 심장 박동 이상 등을 감지해 의료진에게 즉각 알림을 보내는 시스템임
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다수의 환자를 동시에 관찰하며 의료 환경에서의 감시 효율성을 증대시킴
응급 상황의 조기 대응 지원
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24시간 건강 모니터링을 통해 응급 상황 발생 시 즉시 경보를 보내어 신속한 대응을 가능하게 하며, 호흡곤란 등 긴급한 상황을 조기에 감지하여 적절한 의료 조치를 지원함
기대효과
의료 서비스의 질적 향상
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지속적인 건강 감시를 통해 의료 서비스의 품질을 향상시키고, 응급 상황에서 신속한 대응으로 환자의 안전을 보호함
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다양한 의료 환경에 적용되어 환자 관리의 효율성과 안전성을 높임
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의료 서비스의 질 개선과 의료 자원의 효율적 사용을 촉진할 것으로 기대됨
시장 동향
원격 환자 모니터링 시스템 시장 동향
노인 돌봄 서비스 시장 동향
기술 SWOT 분석
Strengths
혁신적인 환자 모니터링
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비침습적 방법으로 환자의 움직임과 자세를 실시간으로 감지하여 의료진의 원격 모니터링을 가능하게 합니다.
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인공지능(AI)과 딥러닝 기술을 활용하여 고도화된 환자 관리를 제공합니다.
의료 서비스 질 향상
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지속적인 건강 모니터링을 통해 의료 서비스의 질을 향상시키고, 응급 상황에 신속하게 대응할 수 있습니다.
Weaknesses
데이터 보안과 프라이버시 문제
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데이터 프라이버시와 보안 확보가 IoT 기술 적용 시 중요한 도전 과제입니다.
장치의 신뢰성과 정확성
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환자의 자세 변화나 환경적 요인에 따른 감지 정확도의 차이가 존재하며, 이를 해결하기 위한 알고리즘 조정이 필요합니다.
Opportunities
고령화 사회의 의료 부담 완화
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전 세계 인구의 고령화에 따른 의료 시스템의 부담을 IoT 기술을 통한 환자 원격 모니터링으로 완화할 수 있는 기회가 있습니다.
의료 시스템과의 통합
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기술 발전에 따라 IoT 기반 모니터링 시스템이 의료 시스템과 점점 더 통합되어 고령 인구의 삶의 질 유지와 건강 보장에 기여할 수 있습니다.
Threats
상호운용성 문제
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다양한 장치와 시스템 간의 상호운용성 확보가 IoT 기술의 확산에 장애가 될 수 있습니다.
기술 발전에 따른 경쟁 심화
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지속적인 기술 혁신으로 인해 새로운 경쟁 기술이 등장할 수 있으며, 이는 기존 IoT 기술에 대한 위협이 될 수 있습니다.
Summary
종합 평가
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본 기술은 의료 분야에서 비침습적이고 지속적인 환자 모니터링을 가능하게 하여 의료 서비스의 질을 향상시키는 강점이 있습니다.
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데이터 보안과 장치의 정확성 확보는 기술 적용 시 주요한 약점으로 다뤄져야 합니다.
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고령화 사회의 의료 부담 완화와 의료 시스템과의 통합은 이 기술이 시장에서 활용될 수 있는 주요한 기회입니다.
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상호운용성 문제와 기술 발전에 따른 경쟁 심화는 이 기술이 직면할 수 있는 위협입니다.
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