스마트기기에서 활용 가능한 흉부압박 깊이 피드백 알고리즘 개발 및 검증 Development and validation of real-time chest compression depth feedback algorithm for smartphone and smartwatch원문보기
심정지환자의 발생이 주로 가정에서 일어나고, 골든타임이 4분인 점을 고려하면, 가족 중의 한 명은 심폐소생술을 시행하여야 환자의 소생을 기대할 수 있다. 하지만 대부분의 일반인은 심폐소생술의 교육을 받았다 하더라도 올바른 흉부압박 깊이(5~6cm)와 주기(100~120회/분)를 포함하는 고품질의 흉부압박을 수행하기 어렵다. 고품질의 흉부압박을 제공하기 위해서 흉부압박 피드백장비가 개발되어 사용되고 있지만, 현재 나와 있는 흉부압박 피드백 장비는 고가의 장비로 가정에 있을 확률은 극히 낮다. 따라서 이를 해결하기 위해 최근 스마트폰을 이용하여 피드백을 제공하는 앱들이 개발 되어있지만, 정확도에 대한 검증이 이루어 지지 않아, 훈련용으로 쓰이는데 그치고 있다. 또한, 스마트폰을 흉부압박 피드백 장비로써 사용함에 있어 발생하는 불편함을 고려하여 ...
심정지환자의 발생이 주로 가정에서 일어나고, 골든타임이 4분인 점을 고려하면, 가족 중의 한 명은 심폐소생술을 시행하여야 환자의 소생을 기대할 수 있다. 하지만 대부분의 일반인은 심폐소생술의 교육을 받았다 하더라도 올바른 흉부압박 깊이(5~6cm)와 주기(100~120회/분)를 포함하는 고품질의 흉부압박을 수행하기 어렵다. 고품질의 흉부압박을 제공하기 위해서 흉부압박 피드백장비가 개발되어 사용되고 있지만, 현재 나와 있는 흉부압박 피드백 장비는 고가의 장비로 가정에 있을 확률은 극히 낮다. 따라서 이를 해결하기 위해 최근 스마트폰을 이용하여 피드백을 제공하는 앱들이 개발 되어있지만, 정확도에 대한 검증이 이루어 지지 않아, 훈련용으로 쓰이는데 그치고 있다. 또한, 스마트폰을 흉부압박 피드백 장비로써 사용함에 있어 발생하는 불편함을 고려하여 스마트워치에 적용한 사례가 보고되고 있으나, 정확한 방법 및 정확도 검증에 대한 내용을 다루고 있지 않다. 본 연구에서는 스마트폰과 스마트워치에 내장된 3축 가속도센서를 이용하여 3축의 가속도 값을 얻고, 이를 통해 흉부압박 깊이 및 주기를 추정할 수 있는 최적화된 알고리즘을 개발하였다. 또한 개발된 알고리즘을 스마트폰과 스마트워치에 구현하고 거리센서를 기반으로 하는 검증시스템을 구축하여 여러 가지 흉부압박 각도와 깊이에 대해 정확도를 검증하였다. 정확도의 지표로 오차를 구했으며, 오차는 거리센서를 통해 측정된 기준 값과 스마트폰이나 스마트워치에서 추정한 깊이 값의 차이를 절대 값으로 표현한 수치이다. 또한 다수 실험자들이 참여한 마네킹 실험을 통해 집단간의 통계적 차이를 분석하여 유용성을 검증하였다. 나아가 심폐소생술 교육 기능, 자동제세동기 위치 제공 기능, 흉부압박 깊이 및 주기 피드백 기능 등이 포함된 완성된 스마트폰용 앱을 개발하고 일반인과 전문가를 모집하여 심폐소생술 관련 타 앱과 비교 설문 조사를 진행하였다. 거리센서를 이용하여 다양한 환경에 대해 정확도를 검증해 본 결과, 오차의 평균 (표준편차)는 스마트폰의 경우 2.0(1.3) mm이었으며, 스마트워치의 경우, 3.2(2.2) mm이었다. 적정흉부압박 깊이가 50 mm 이상인 것을 고려할 때, 오차는 10% 이내로 적절한 정확도를 보인다. 또한 다수의 실험 참여자를 모집하여 피드백을 받는 그룹과 받지 않는 그룹으로 나누어 다양한 환경에서 유용성에 대한 검증 실험을 진행한 결과, 스마트폰 또는 스마트워치 기반의 흉부압박 피드백을 받을 경우 피드백을 받지 않는 그룹에 비해 통계적으로 유의하게 정확한 흉부압박의 비율이 높은 것으로 나타났다. 따라서, 흉부압박 시 스마트폰 또는 스마트워치 기반의 흉부압박 피드백 앱을 활용하면 고품질 흉부압박을 하는데 도움이 될 것으로 보인다. 또한, 전문가와 일반인이 참여한 심폐소생술 관련 앱 비교 설문 조사에서 개발된 앱은 심폐소생술 가이드라인을 잘 반영하고 있으며, 사용자가 쓰기에 편리한 것으로 나타났다. 개발된 스마트폰과 스마트워치 기반의 흉부압박 피드백 앱은 적절한 수준의 정확도를 보이며, 흉부압박을 하는데 도움을 주는 것으로 나타났다. 임상에 적용하기 위해서는 다양한 실험을 진행할 필요가 있으며, 향후 임상실험을 진행하여 실제 피드백 장비로써 유용성을 입증 할 계획이다.
심정지환자의 발생이 주로 가정에서 일어나고, 골든타임이 4분인 점을 고려하면, 가족 중의 한 명은 심폐소생술을 시행하여야 환자의 소생을 기대할 수 있다. 하지만 대부분의 일반인은 심폐소생술의 교육을 받았다 하더라도 올바른 흉부압박 깊이(5~6cm)와 주기(100~120회/분)를 포함하는 고품질의 흉부압박을 수행하기 어렵다. 고품질의 흉부압박을 제공하기 위해서 흉부압박 피드백장비가 개발되어 사용되고 있지만, 현재 나와 있는 흉부압박 피드백 장비는 고가의 장비로 가정에 있을 확률은 극히 낮다. 따라서 이를 해결하기 위해 최근 스마트폰을 이용하여 피드백을 제공하는 앱들이 개발 되어있지만, 정확도에 대한 검증이 이루어 지지 않아, 훈련용으로 쓰이는데 그치고 있다. 또한, 스마트폰을 흉부압박 피드백 장비로써 사용함에 있어 발생하는 불편함을 고려하여 스마트워치에 적용한 사례가 보고되고 있으나, 정확한 방법 및 정확도 검증에 대한 내용을 다루고 있지 않다. 본 연구에서는 스마트폰과 스마트워치에 내장된 3축 가속도센서를 이용하여 3축의 가속도 값을 얻고, 이를 통해 흉부압박 깊이 및 주기를 추정할 수 있는 최적화된 알고리즘을 개발하였다. 또한 개발된 알고리즘을 스마트폰과 스마트워치에 구현하고 거리센서를 기반으로 하는 검증시스템을 구축하여 여러 가지 흉부압박 각도와 깊이에 대해 정확도를 검증하였다. 정확도의 지표로 오차를 구했으며, 오차는 거리센서를 통해 측정된 기준 값과 스마트폰이나 스마트워치에서 추정한 깊이 값의 차이를 절대 값으로 표현한 수치이다. 또한 다수 실험자들이 참여한 마네킹 실험을 통해 집단간의 통계적 차이를 분석하여 유용성을 검증하였다. 나아가 심폐소생술 교육 기능, 자동제세동기 위치 제공 기능, 흉부압박 깊이 및 주기 피드백 기능 등이 포함된 완성된 스마트폰용 앱을 개발하고 일반인과 전문가를 모집하여 심폐소생술 관련 타 앱과 비교 설문 조사를 진행하였다. 거리센서를 이용하여 다양한 환경에 대해 정확도를 검증해 본 결과, 오차의 평균 (표준편차)는 스마트폰의 경우 2.0(1.3) mm이었으며, 스마트워치의 경우, 3.2(2.2) mm이었다. 적정흉부압박 깊이가 50 mm 이상인 것을 고려할 때, 오차는 10% 이내로 적절한 정확도를 보인다. 또한 다수의 실험 참여자를 모집하여 피드백을 받는 그룹과 받지 않는 그룹으로 나누어 다양한 환경에서 유용성에 대한 검증 실험을 진행한 결과, 스마트폰 또는 스마트워치 기반의 흉부압박 피드백을 받을 경우 피드백을 받지 않는 그룹에 비해 통계적으로 유의하게 정확한 흉부압박의 비율이 높은 것으로 나타났다. 따라서, 흉부압박 시 스마트폰 또는 스마트워치 기반의 흉부압박 피드백 앱을 활용하면 고품질 흉부압박을 하는데 도움이 될 것으로 보인다. 또한, 전문가와 일반인이 참여한 심폐소생술 관련 앱 비교 설문 조사에서 개발된 앱은 심폐소생술 가이드라인을 잘 반영하고 있으며, 사용자가 쓰기에 편리한 것으로 나타났다. 개발된 스마트폰과 스마트워치 기반의 흉부압박 피드백 앱은 적절한 수준의 정확도를 보이며, 흉부압박을 하는데 도움을 주는 것으로 나타났다. 임상에 적용하기 위해서는 다양한 실험을 진행할 필요가 있으며, 향후 임상실험을 진행하여 실제 피드백 장비로써 유용성을 입증 할 계획이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.