표제지
제출문
연구개발과제 요약서
요약문
SUMMARY
목차
제1장 서론 20
1.1. 연구개발의 필요성 20
1.1.1. 연구개발의 중요성 20
1.1.2. 특수재난 구급장비 패키지 기술개발의 세계적 수준 44
1.1.3. 기능성 구급침상 개발 및 구급대 적용과 관련한 연구개발 실적 44
1.1.4. 현 기술상태의 취약성 53
1.1.5. 앞으로의 전망 58
1.1.6. 기술도입의 가능성 59
제2장 연구개발 목표 및 연구 수행방법 60
2.1. 국내외 관련분야의 환경변화 60
2.2. 연구개발 목표 및 내용 60
2.2.1. 연구 개발 목표 60
2.2.2. 연구 수행 범위 조정 및 연구 내용 변경 사항 61
2.2.3. 해당년도 목표 및 내용 62
2.3. 연구평가 시 착안점 및 척도 63
2.4. 과제별 세부목표 64
2.4.1. 특수재난용 AV 통신 기능 최적화 개인보호장비 64
2.4.2. 특수재난용 휴대형 위해인자탐지 분석기록장비 67
2.4.3. 특수재난용 격리 환자 응급 처치 시스템 73
2.4.4. 특수재난용 이송 침상 기술 79
2.4.5. 특수재난용 환자 격리 및 공기정화장비 86
2.5. 연구추진내용 89
제3장 연구수행 내용 및 결과 92
3.1. 과제별 수행내용 92
3.1.1. 특수재난용 AV 통신 기능 최적화 개인보호장비 92
3.1.2. 특수재난용 휴대형 위해인자탐지 분석기록장비 112
3.1.3. 특수재난용 격리 환자 응급 처치 시스템 122
3.1.4. 특수재난용 이송 침상 기술 130
3.1.5. 특수재난용 환자 격리 및 공기정화장비 147
3.2. 특수재난훈련을 통한 구급장비 통합패키지 효용성 평가 155
3.2.1. 특수재난 훈련 155
3.2.2. 특수재난 훈련을 통한 구급장비 통합패키지 평가 176
3.3. 연구개발 목표의 달성도 및 자체평가 237
3.3.1. 연구개발목표의 달성도 237
3.3.2. 평가의 착안점에 따른 목표달성도에 대한 자체평가 238
3.3.3. 최종성과물 성능기준 240
3.4. 연구개발성과 251
3.4.1. 논문게재 현황 251
3.4.2. 특허 출원·등록현황 252
3.4.3. 기술료 징수 현황 253
3.4.4. 사업화 현황 253
3.4.5. 인력활용/양성 성과 253
3.4.6. 국제화/협력 성과 253
3.4.7. 경제사회 파급효과 253
3.5. 구매금액이 3천만원 이상인 기자재 구매현황 253
3.6. 연구개발비 집행실적 254
3.7. 연구수행에 따른 문제점 및 개선방향 255
3.8. 중요 연구변경 사항 256
3.9. 기타 건의사항 256
제4장 기대효과 및 활용방안 257
4.1. 기대효과 257
4.1.1. 기술적 측면 257
4.1.2. 경제·산업적 측면 258
4.2. 활용방안 259
4.3. 경제성 평가 260
제5장 후속과제 제언 264
5.1. 인공지능 기반 재난현장 의식측정기 개발 264
5.2. 인공지능 기반 재난현장 중증도 분류 로봇 개발 265
5.3. 드론기술 기반 재난현장 무인구급침상 개발 265
[부록] 특수재난 긴급 대응 구급장비 통합패키지 시뮬레이션 보고서 - 특수재난훈련을 통한 구급장비 통합패키지 평가 - 271
표 1. CBRN 특수재난 관련 용어 21
표 2. 가능한 CBRN 특수재난 유발 요인 22
표 3. 이상적인 재난대응체계 및 CBRN 특수재난에서 고려하여야 할 사항 23
표 4. 미국 국토안보부 분류 CBRN 특수재난 대응 장비 목록 25
표 5. CBRN 특수재난 구역별 대응반의 구성과 역할, 소요장비 지침(오염지역) 26
표 6. CBRN 특수재난 구역별 대응반의 구성과 역할, 소요장비 지침(준오염지역) 27
표 7. CBRN 특수재난 구역별 대응반의 구성과 역할, 소요장비 지침(안전지역) 28
표 8. 우선 개발하여야 할 CBRN 특수재난 대응 구급대원용 핵심 장비 개요 29
표 9. 중앙·지역사고대책 본부 운영 재난사건 중 CBRN 특수재난(1995-2012년) 30
표 10. 최근 3년간 인적재난 발생 현황(2010-2012) 32
표 11. 우리나라 대표적 CBRN 특수재난 사건에 의한 인명 및 경제적 피해 34
표 12. 국외 대표적 CBRN 특수재난 사건에 의한 인명 및 경제적 피해 35
표 13. CBRN 특수재난에 의해 야기되는 경제 산업적 비용 산출시 고려사항 37
표 14. CBRN 특수재난을 대응하기 위한 대책에 소요되는 경제 산업적 비용 산출시 고려사항 37
표 15. 기존 CBRN 특수재난 사례를 통해 산출된 경제 산업적 비용 38
표 16. 기존 CBRN 특수재난 사례를 통해 산출된 대응과 관련된 경제 산업적 비용 38
표 17. 소방방재청 중앙119구조단 보유 화생방 장비 중 CBRN 대응장비 현황 40
표 18. 특수재난 유형별 일반적 특성 및 유해물질 노출 환자의 격리이송 필요성 49
표 19. 6차년도 과제별 연구개발 목표 62
표 20. 휴대용 위해인자탐지장비 시뮬레이션 평가 항목 70
표 21. 휴대용 위해인자탐지장비 상세 성능 71
표 22. 시제품 효용성 및 사용성 평가를 위한 평가내용 및 평가표 가안 76
표 23. 고려할 수 있는 특수재난 핵심 모듈 이송 침상 고도화 기술 사항(예) 80
표 24. 효용성 비교를 위한 수행 과정 83
표 25. 현장 적용 시뮬레이션 설계 단계 별 주요 고려 사항 83
표 26. 현장 적용 시뮬레이션 설계(안) 84
표 27. 산업안전보건인증원 안전인증 92
표 28. 개발보호복 화학적 성능평가 결과 94
표 29. 보호복 화학적 성능평가에 사용된 화학물질 94
표 30. 심실링 테이프 별 적정 접합온도와 속도 값 96
표 31. 솔기부위 화학물질 투과저항 결과 97
표 32. 개발보호복 최종 성능평가 결과 98
표 33. 써멀마네킨을 사용한 기능성 의류 시험 관련 표준 99
표 34. 써멀마네킨을 사용한 증발저항 측정 시험 조건 102
표 35. 써멀마네킨을 사용한 증발저항 시험 결과 102
표 36. 화학인자 유량채널 개발 비교 112
표 37. 생물학 물질 탐지 장비 개발 비교 114
표 38. User interface 개선 개발 비교 119
표 39. 재난 유형 구급패키지 구성품 목록 123
표 40. 구급패키지 유닛별 탑재 내용 125
표 41. 통합플랫폼 이송침상 최종 시제품 주요 보완 및 변경사항 130
표 42. 특수재난 현장 구급대원 세부 구급활동 프로토콜 161
표 43. 특수재난훈련 구급대원 역할 배정 162
표 44. 구급대원 역할 응급구조사 대상 재난대응 구급장비 사용훈련 교육 163
표 45. 핵심시점 항목 및 측정 방법 예시 164
표 46. 구급대원역할 대상 특수재난 구급장비 관련 통합 설문지 항목 165
표 47. 소방 구급대원용 특수재난 구급장비 목록 166
표 48. 특수재난 구급장비 대조군 167
표 49. 재난훈련 구급대원 현장활동 소요시간 측정 항목 및 기준 172
표 50. 재난훈련 구급대원 현장활동 신속성 비교 결과 173
표 51. 특수재난훈련 중요 시각 변수 175
표 52. 특수재난 상황 개인 보호장비 관련 시간측정 지침 177
표 53. 개인보호장비 착용 소요시간 측정 결과 177
표 54. 개인보호장시 착용 소요시간 비교분석결과 177
표 55. 지휘효과 평가 항목 181
표 56. 각 군에 따른 전달사항 통신 성공 여부 182
표 57. 음성 및 영상 전송 항목 실험 결과 요약 192
표 58. 개인보호장비 편리성 및 쾌적성 평가 설문 항목 194
표 59. 개인보호장비 편리성 및 쾌적성 비교분석결과 195
표 60. 위해인자 탐지장비 사용성 평가 항목 197
표 61. 휴대용 화학 위해인자 탐지장비 비교 198
표 62. 위해인자 탐지 소요 시간 199
표 63. 위해인자탐지장비 사용자 만족도(설문지) 평가 결과 201
표 64. 특수재난 임상술기 및 구급활동 시간측정 지침 204
표 65. 특수재난 임상술기 및 구급활동 소요시간 비교분석결과 205
표 66. 의료용 포트 안전성 평가 방법 206
표 67. 특수재난 환자감시 및 응급처치 시스템 중요시각 측정 결과 207
표 68. 특수재난 환자감시 장비 중요시각 측정 결과 207
표 69. 통합플랫폼 이송침상 시제품 평가 항목 209
표 70. 통합플랫폼 이송침상 시제품 평가 주요 작업 항목 209
표 71. 통합플랫폼 이송침상 시제품 안전성 평가 지표 210
표 72. 인체공학적 유용성 평가 작업목록 및 지표 211
표 73. 현장적용 가능성: 주요작업 수행 성공률 평가 결과 214
표 74. 현장적용 안전성: 주요작업 중 안전사고 평가 결과 215
표 75. 현장적용 접근성: 주요작업 수행 완료 소요시간 216
표 76. 인체공학적 자세 평가(OWAS): 구급차 하차 작업 218
표 77. 인체공학적 자세 평가(OWAS): Cold → Hot zone 이동 219
표 78. 인체공학적 자세 평가(OWAS): 환자 격리이송유닛 탑재 220
표 79. 인체공학적 자세 평가(OWAS): 구급차 탑재 작업 221
표 80. 인체공학적 자세 평가(OWAS): 전체 작업 224
표 81. 격리이송장치 시간측정 및 압력변화 225
표 82. 사용자 설문평가 항목 226
표 83. 설문평가 결과 226
표 84. 양음압기 유량측정 228
표 85. 의료지도전문가 A에 의한 현장평가 231
표 86. 의료지도전문가 B에 의한 현장평가 232
표 87. 재난의학전문가 A에 의한 사후평가 234
표 88. 재난의학전문가 B에 의한 사후평가 235
표 89. 재난의학전문가 C에 의한 사후평가 235
표 90. 소방 보유 장비 현황 260
표 91. 구조 장비 현황 260
표 92. 구급 장비 현황 261
표 93. CBRN 특수재난 대응 구급장비 통합패키지 시작품 제작비용 및 대량생산시... 261
그림 1. CBRN 특수재난의 순환주기 22
그림 2. CBRN 특수재난 구역별 대응 모식도 26
그림 3. 전 세계 CBRN 특수재난 방호 시장 규모 및 우리나라 지출 규모 39
그림 4. 국내 119 구급대 음성화상정보 통신 장비 46
그림 5. 국내 119 구급대 음성화상정보 통신 장비 착용 모습 46
그림 6. 소방방재청 재난현장 무선영상전송시스템 48
그림 7. 격리이송장비 구성요소 50
그림 8. 체위변경가능 침상구조 및 통합형 소프트형 격리 구조 50
그림 9. 기존격리이송장비 현장 사용성 테스트 51
그림 10. 체위변화에 따른 혈압, 뇌관류혈압, 뇌내압력 변화 51
그림 11. 기능성 격리이송장비 디자인: 3D 모델링 52
그림 12. 환자격리이송장비(Patient Isolation Unit)의 역할: 격리와 이송기능까지 고려하여야 함 58
그림 13. 모든 정보들이 텍스트 파일로 저장된 모습 69
그림 14. 기술고도화: 능동형 수직면 수평 유지 기술안 81
그림 15. 기술고도화: 고급조향기능을 탑재한 조향바퀴 모터 및 매카넘 휠 기술 81
그림 16. 현장적용 시뮬레이션을 위한 단계적 전략 84
그림 17. 솔기부위 화학물질투과저항 시험 시료 형태 및 치수 95
그림 18. 솔기부위 화학물질투과저항 시험에 사용된 시료 3종 96
그림 19. 시험에 사용된 써멀마네킨과 34-zone의 구분 100
그림 20. 써멀마네킨을 사용한 의복 평가 분석 절차 101
그림 21. 써멀마네킨을 사용한 의복의 증발저항 시험 103
그림 22. 5차년도 헤어밴드 부착형 카메라 3D프린팅 설계도 106
그림 23. 카메라 지지대 설계도 107
그림 24. 6차년도 헤어밴드 부착 형 카메라 실제 부착 모습 107
그림 25. 블루투스 스피커 시스템 108
그림 26. 영상 장치(좌) 제품 사양(우) 109
그림 27. 장비 착용 과정 모식도 110
그림 28. Inventor 프로그램을 이용한 화학인자 유량채널 3D 모델 112
그림 29. FDM 3D printer를 이용한 시제품 모형 113
그림 30. 생물학 탐지장비 3D 모델 114
그림 31. 6차년도 생물학 탐지장비 자동 인식 시스템 구조물 115
그림 32. 6차년도 생물학 탐지장비 자동 인식 시스템을 이용하여 획득한 이미지 115
그림 33. 6차년도 생물학 탐지장비 자동인식 시스템 영상 분석 코딩 116
그림 34. USB 파일제어 모듈(CH376S) 117
그림 35. 환자 정보 입력 화면 117
그림 36. SD 카드 확장 쉴드 모듈(ICF-0735) 118
그림 37. 5차년도 UI 변경 전 120
그림 38. 6차년도 UI 변경 후 120
그림 39. CBRN BAG 규격 디자인 124
그림 40. 특수재난 구급패키지 초기 디자인 125
그림 41. 구급패키지 디자인 및 힌지 조인트 결정 125
그림 42. 구급패키지 각 유닛 개방 형태 126
그림 43. 구급패키지 이송형태 및 사용자 접촉부위 126
그림 44. 구급패키지 디자인 최종 시안 127
그림 45. 최종 구급패키지와 내용물을 담은 사진 128
그림 46. 메인프레임 소재 및 구조 변경 131
그림 47. 방수기능을 고려한 통합플랫폼 이송침상 외부 커버 구조 132
그림 48. 방수기능이 적용된 주요 부품과 배선처리 132
그림 49. 전자회로 및 배터리 부분 방수처리 133
그림 50. 현행 사용중인 구급차 호환을 위한 레일 구조 변경 134
그림 51. 현행 사용중인 구급차 내부 레일 구조와 호환성 검토 134
그림 52. 노면 충격을 고려한 세스펜션 시스템 135
그림 53. 자동 각도조절 전륜모듈 135
그림 54. 6차년도 통합플랫폼 이송침상 최종 시제품 구조설계 136
그림 55. 컨셉디자인 시안 137
그림 56. 최종 시제품 디자인 렌더링 138
그림 57. 최종시제품 렌더링 및 부위별 명칭 139
그림 58. 현행 구급차 호환을 위한 하부 디자인 140
그림 59. 방수 실리콘 커버 스위치 140
그림 60. 6차년도 시제품 제작 전략 141
그림 61. 최종 시제품 설계 적용 주요 사항 142
그림 62. 최종 시제품 설계도: 평면도안 142
그림 63. 최종 시제품 설계도: 입체도안 143
그림 64. 최종 시제품 제작 과정 143
그림 65. 체위조절 기능 테스트 144
그림 66. 하드소재 격리모듈 1차 시작품(3차년도) 147
그림 67. 개념모형 제작 후 개선사항 반영 설계도 148
그림 68. 에어매트 6차년도 최초 제작 사진 149
그림 69. 개발된지지 구조물 149
그림 70. 격리이송장치 체위변경 사진 150
그림 71. 6차년도 격리이송장치 시제품 사진 150
그림 72. 격리이송장치 설계도 151
그림 73. 격리이송장치 유틸리티 케이블 컨넥터 및 양음압기 컨넥터 151
그림 74. 양음압기 기동장치 152
그림 75. 공기정화장치 및 컨트롤판넬 세트 152
그림 76. 공기정화장치 컨트롤판넬 설계도 153
그림 77. 공기정화장치 양음암기 기동부 설계도 153
그림 78. 현장응급의료소 구급장비 하차 157
그림 79. 현장응급의료소 내 출동준비 157
그림 80. WARM ZONE 도착 후 HOT ZONE 이동 158
그림 81. HOT ZONE 환자 탑재 및 위해인자 탐지 159
그림 82. WARM ZONE에서의 환자 탑재 및 응급조치 159
그림 83. 이송 중 산소포화도 저하 및 심정지 상황 대처 160
그림 84. 특수재난 구급대원 역할요원 워크샵 162
그림 85. 화학인자 탐지장비와 음압격리유닛 대조군 장비 167
그림 86. 특수구조대 자문회의 168
그림 87. 전체 특수재난 훈련 타임 테이블 169
그림 88. 훈련 진행 모식도 170
그림 89. 재난훈련 녹화 장면 및 시간측정, 세부장비 평가 장면 170
그림 90. STANDARD TEAM과 CBRN TEAM 대상 구급활동 시간 측정 171
그림 91. 음성화상통신장비를 활용한 의료지도 화면 1 179
그림 92. 음성화상통신장비를 활용한 의료지도 화면 2 180
그림 93. 음성화상통신장비를 활용한 의료지도 화면 3 180
그림 94. 영상 음성 전송 평가 기준 183
그림 95. 음성 전송 Data Rate 측정 그래프 184
그림 96. 음성 전송 Delay 측정 그래프 184
그림 97. 음성 전송 시 전달 Packet 185
그림 98. 음성 전송 시 Packet Loss 185
그림 99. 영상 전송 Data Rate 측정 그래프 186
그림 100. 영상 전송 Delay 그래프 186
그림 101. 영상 전송 시 전달 Packet 187
그림 102. 영상 전송 시 Packet Loss 187
그림 103. 영상 전송 Jitter 그래프 187
그림 104. 영상 전송 Frame Rate 그래프 188
그림 105. 1차시 수집 통신지표 189
그림 106. 2차시 수집 통신지표 189
그림 107. 3차시 수집 통신지표 190
그림 108. 4차시 수집 통신지표 190
그림 109. 5차시 수집 통신지표 191
그림 110. 6차시 수집 통신지표 191
그림 111. 전송에 이용한 EGG의 속도측정 193
그림 112. 휴대용 방사선 계측기 대조군 FH40G 198
그림 113. 격리유닛 내포 의료용 포트 배치 및 형태 203
그림 114. 인체공학적 평가를 위한 Work sampling 방법 212
그림 115. Work sampling 예시: CBRN 침상 환자격리이송장비 탑재작업 212
그림 116. OWAS 작업자세 평가 도구 213
그림 117. 현장적용 접근성: 각 단계별 소요시간 중간값 비교 217
그림 118. 양음압기 유량 측정 227
그림 119. 양음암시 내부/외부 공기 밀폐시험 228