"○ 1차 연도
- 주관연구기관(서울대학교병원)
(1) 원격제어 자동흉부압박 장치의 안전성 및 유효성 검증을 위해 마네킨과 대동물을 이용한 비임상 실험 계획
(2) 비임상 동물 실험 진행을 위한 계획서의 기관 승인 (IACUC)
(3) 원격제어 자동흉부압박 장치의 의료기기 인허가를 위한 요건 분석
- 참여기관 1(서울대학교)
(1) 자동흉부압박 장치 요구사항 분석서 작성
(2 자동흉부압박 장치 설계
• 환자에 따라 개별화된 흉부압박 위치, 속도 및 깊이를 제공하는 맞춤형 자동흉부압박 장치의 소형화 시스템 개발
• 신속한 적용이 가능한 구조 설계
• Series Elastic Actuator(SEA) 및 힘 센서를 이용하여 최적의 흉부압박 힘 제어
(3) 원격제어 인터페이스 개발
• 기 개발 원격제어 인터페이스를 바탕으로 시뮬레이션 상의 자동흉부압박 장치 원격 제어 인터페이스 구현
• 직관적인 자동흉부압박 장치 조작 인터페이스 구현 및 효율적인 정보전달을 위한 햅틱(진동) 피드백 개발
- 참여기관 2(NT로봇)
(1) 원격제어 자동흉부압박 장치의 상세 설계 및 부분 시작품 제작
• 구동부, 센서부, 제어부의 HW 주요 부분을 시제작하여 기능 검증
• 통신, 임베디드 시스템의 SW 주요 부분을 시제작하여 기능 검증
○ 2차 연도
- 주관연구기관(서울대학교병원)
(1) 원격제어 자동흉부압박 장치의 안전성 ․ 유효성 평가
• 개발된 장비를 심폐소생술 simulation 용 마네킨과 대동물에 적용하여 안전성과 유효성 평가.
대동물 실험시 기존의 자동흉부압박 장치인 LUCAS2와 비교함.
• 안전성 평가 항목: 장비 적용의 신속성, 조작에 대한 반응의 즉각성, 장비의 신뢰성, 최대 작동 시간, 장기 손상 여부
• 유효성 평가 항목: 마네킨 센서의 적절한 압박 위치, 깊이, 속도, 혈역학적 지표의 개선, 호기말이산화탄소분압의 증가, 자발순환회복률 및 단기 신경학적
예후 지표.
- 참여기관 1(서울대학교)
(1) 원격제어 자동 흉부압박 장치 제어기 개발 및 테스트
• 생체신호 정보를 통한 자동흉부압박 장치 힘 및 깊이 제어가 가능한 제어 알고리즘 개발
(2) 원격제어 자동흉부압박 장치의 HW와 SW 시스템 통합 및 안정성 테스트
- 참여기관 2(NT로봇):
(1) 원격제어 자동흉부압박 장치의 전체 시작품 제작 및 성능 검증
• 원격제어 자동흉부압박 장치의 HW와 SW를 포함한 시스템 전체를 시제작
• 사용자 편의성을 위한 스마트폰용 원격제어 애플리케이션 개발
• 시작품의 기능과 성능 검증 및 공인시험 준비
○ 3차 연도
- 주관연구기관(서울대학교병원)
(1) 원격제어 자동흉부압박 장치의 최종 시제품의 원격 작동시 안전성 평가• 대동물을 이용하여 심정지 상황을 시뮬레이션하고, 원격제어 자동흉부압박 장치를 적용한 후 원격제어를 통한 심폐소생술 실험 시행.
(2) 원격제어 자동흉부압박 장치의 의료기기 품목허가를 위한 기술문서 작성
(3) 원격제어 자동흉부압박 장치의 의료기기 품목허가를 위한 시험성적서 획득
- 참여기관 1(서울대학교)
(1) 원격제어 자동흉부압박 장치의 시스템 최적화 및 제어기 개선
(2) 원격제어 자동흉부압박 장치의 원격제어 인터페이스 개선 및 검증
- 참여기관 2(NT로봇)
(1) 원격제어 자동 흉부압박 장치의 2차년도의 시스템 개선을 반영한 시제품 제작 및 성능 검증
(2) 원격제어 자동 흉부압박 장치의 공인시험 및 기술문서 지원"
연구목표
"1. 최종목표
신·변종 감염병 대비 흉부압박 위치 이동이 가능한 원격제어 자동흉부압박 장치의 기술 개발.
2. 세부목표
1년차: 원격제어 자동흉부압박 장치의 설계 및 시작품 제작
2년차: 원격제어 자동흉부압박 장치의 성능 개선, 안전성 및 유효성 검증
3년차: 원격제어 자동흉부압박 장치의 시스템 최적화 및 시제품 제작 및 의료기기 공인시험성적서 획득
3. 성과활용 목표
흉부압박 위치 이동이 가능한 원격제어 자동흉부압박 장치의 기술 개발을 통해 품목 허가용 시제품을 개발하고 안전성 및 유효성 검증을 통해 임상 적용을 위한 근거를 마련함."
기대효과
"1. 활용 계획
○ 본 연구를 통해 개발된 흉부압박 위치 이동이 가능한 원격 제어 자동흉부압박 장치의 임상 적용을 위하여 임상시험 인허가와 임상 시험을 거쳐 양산 후 임상 현장에 사용하고자 함. 코로나가 만연한 현재 상황이 아니더라도 심정지 환자 중 일부는 활동성 결핵이나 다제내성균과 같은 감염성 질환에 이환되었을 가능성이 있음. 원격 제어가 가능한 자동흉부압박 장치는 심폐소생술이 필요한 병원 응급실이나 119구급대의 현장 출동시 의료진 및 구급대를 대신하여 안전하고 효과적으로 흉부압박을 제공할 수 있음.
○ 이러한 자동흉부압박 장치의 사용은 일차적으로 더 나은 심폐소생술을 제공할 수 있고, 더 나아가 직접적으로 흉부압박에 필요한 의료인력을 대체하고, 잠재적인 감염병의 전파를 예방하여 부족한 의료 인력의 소모를 방지할 수 있음.
○ 마지막으로 해당 장비는 화학, 방사선 등의 위험한 재난 상황에서도 의료진을 대신하여 원격 제어를 통해 흉부압박을 제공할 수 있다는 점에서 그 활용 방안이 다양함.
2. 기대 효과
○ 기술적 측면
- 필수적인 의료흉부 압박 장비 제작과 개선에 대한 국내 기술의 축적으로 향후 생체 신호 감응형 자동화 심폐소생 장비와 같은 고도화, 전문화된 통합 심폐소생술 장비 제작의 제반 기술 구축.
- 상대적으로 저렴하고 신뢰성 있는 흉부압박 장비 공급을 통해 심정지 및 심폐소생술과 연관된 연구 수요 창출이 가능함.
○ 경제적ㆍ산업적 측면
- 국내 기술로 생산된 흉부압박 장치의 상용화로 수입 대체 효과 및 국내 의료기기 산업의 발전에 이바지함.
- 기존의 기계적 흉부압박 장치에 비해 사용이 용이하고 감염 예방이 우월하여 이를 바탕으로 해외 시장 개척 가능함.
○ 사회적 측면
- 자동흉부압박 장치의 적용으로 심폐 소생술의 질이 향상되어 심정지 환자의 예후가 개선될 수 있음. 이는 심정지 후 사회 복귀를 증가시켜 생산성 향상 및 인적 자원 유지에 도움이 됨.
- 심정지 시 의료진이 흉부압박을 위해 불필요하게 환자에게 노출되는 시간을 줄여 감염병 상황에서 부족한 의료진이 불필요하게 격리되거나 감염되어 소중한 의료 인력이 소모되지 않도록 함."
연구개발성과
"1. 논문게재
국외 SCI(E) 학술지 : 2차년도에 1편, 3차년도에 2편으로 최종 연구종료시 까지 3편을 게재할 예정이며, 연구종료 후 3년내에 추가로 1편을 더 게재 예정.
2. 특허출원 및 등록
2차년도에 1건의 국내등록을 할 예정이며, 3차년도에 1건의 국제출원 및 종료 후 3년내 국제등록 예정
3. 시제품 및 상품화
3차년도에 시제품을 제작하여 공인시험성적서를 획득하고, 연구종료 후 3년내 임상시험을 마치고 상품화함.
4. 인력지원
석사 : 2차년도에 1명, 3차년도에 3명 배출
박사 : 3차년도 2명, 연구 종료 후 3년내 1명 배출"
