로봇 진료를 위한 의사의 진료적 GUI 접근 방법과 개발 연구 -이비인후과 내시경 진료를 위한 로봇 인터렉션을 중심으로-

Abstract

지속적인 COVID-19 감염환경에서 반복적으로 감염위험에 노출이 심각한 병원에서 환자-의료진 간 접촉을최소화하여 의료진의 감염 보호를 위한 비대면 로봇 진료에 대한 필요성이 높아지고 있다. 본 연구에서는 국내외 로봇 진료 사례와 선행연구를 바탕으로 다학제적 과제로 진행 중인 이비인후과 비대면 로봇 진료의 시나리오 중에서 진료로봇-의료진 인터페이스를 범위로 로봇진료를 더욱 효과적이고 안정적으로 제어하기 위한 인터페이스를 개발하고 제안하는 것을 목적으로 한다. 연구진행은 첫째, 선행연구와 문헌을 통해 진료 로봇과 로봇제어를 위한 인터페이스를 이해한다. 둘째, 국내외 로봇진료 사례를 비교하여 인터페이스 특징을 분석한다. 셋째, 한양대학교 에리카 공학대학, 디자인대학, 한양대학교 구리병원의 다학제적 연구 기반을 두고 각 대학 연구원 및 교수 등의 전문가 FGI를 실시하여 진료적 로봇 제어를 위한 GUI 구성을 설계하고 넷째, 진료 로봇 제어를위한 GUI 디자인을 제안하였다. 연구 결과로 조작의 편의성보다는 조작의 학습성이 높은 GUI를 우선으로 개발하고 진료 로봇의 미세한 제어와 조작의 편의성을 보완하기 위하여 PUI로 외부 콘솔에 조이스틱을 추가 사용하기로 하였다. GUI 화면 구성은 하나의 화면에서 진료 준비를 위한 선택과 진료 화면, 촬영된 화면 관리를 한 화면에서 한 번에 확인할 수 있게 디자인되었다. 이는 하위구조로 화면이 전환 되었을 때 진료의 몰입도를 떨어트릴 수 있어서 한 화면에서 모든 조작과 확인이 가능하게하였다. 진료 조작의 순서에 따라 화면의 왼쪽에서 선택, 중앙에서 진료 확인, 오른쪽 화면에서 진료 된 자료 화면을 확인할 수 있는 구조로 설계되었다. 화면의 밝기는 어두운 테마로 디자인되어 의료진의 눈 피로도를 줄이고진료에 더욱 몰입할 수 있게 하였다. 그리고 직관적인 디자인을 위해 불필요한 디자인 요소를 덜어내고 꼭 필요한 정보만을 보여주는 간결한 버튼 형식으로 개발되었다. 추가로 외부 콘솔의 조이스틱 사용을 고려하여 화면에서 조작된 방향을 확인할 수 있는 방향키를 GUI에 함께 구성하였다.

이러한 연구는 비대면 진료에서 의료진을 대신하여진료하게 될 진료 로봇을 더 효과적이고 효율적으로조작하기 위해 비대면 진료 과정을 구조화하고 UX적인 접근으로 다양한 이해관계자의 의견을 수렴하며진료 로봇 제어를 위한 사용자 인터페이스를 제안한것으로 연구의 가치가 있다. 이러한 연구가 향후 다양한 진료 과목에서 개발될 비대면 진료 로봇 제어기술에 도움이 되기를 기대한다.;The need for non-face-to-face robot treatment to protect medical staff from infection by minimizing contact between patients and medical staff is increasing in hospitals that are repeatedly exposed to the risk of infection in a continuous COVID-19 infection environment.

In this study, based on domestic and foreign robot treatment cases and preceding studies, among the scenarios of non-face-to-face robot treatment in the otolaryngology department, which is in progress as a multidisciplinary task, an interface for more effective and stable control of robot treatment within the scope of the medical robot-medical staff interface was developed and aims to propose. As for the progress of the research, first, through previous studies and literature, understand the interface for the control of the medical robot. Second, interface characteristics are analyzed by comparing domestic and foreign robot medical treatment cases. Third, based on the multidisciplinary research foundation of Hanyang University Erica College of Engineering, Design College, and Hanyang University Guri Hospital, FGI of experts such as researchers and professors from each university was conducted to design GUI configuration for control of clinical robots. Fourth, medical robot GUI design for control was proposed. As a result of the study, it was decided to develop GUI with high learnability of operation rather than convenience of operation, and to additionally use a joystick as PUI to the external console to supplement the fine control and convenience of operation of the medical robot. The composition of the GUI screen is designed so that selection for treatment preparation, treatment screen, and management of the captured screens can be checked on one screen at once. This can reduce the level of immersion in treatment when the screen is switched to a sub-structure, enabling all manipulations and confirmations on one screen. It is designed in a structure that allows selection on the left side of the screen, confirmation of treatment on the center and confirmation of the data screen on the right screen according to the order of treatment operation. The brightness of the screen is designed in a dark theme to reduce eye fatigue and allow medical staff to be more immersed in treatment. And for intuitive design, unnecessary design elements were removed and it was developed in a concise button format that only shows essential information. In addition, considering the use of a joystick on an external console the GUI was configured with direction keys that could check the direction manipulated on the screen.

These studies structure the non-face-to-face treatment process in order to more effectively and efficiently operate the treatment robot that will be treated on behalf of the medical staff in nonface- to-face treatment collect opinions from various stakeholders with a UX approach and provide users for controlling the treatment robot. It is worthy of research as it proposed an interface. It is expected that this study will be helpful for non-face-to-face medical robot control technology to be developed in various medical subjects in the future.