정맥 주사는 병원에 입원한 80%의 환자들에게 수혈, 수분, 영양공급, 약물 투여 등을 위해 사용하는 침습적 의료행위이다. 간호사들이 흔히 수행하는 업무이며 환자 안전과 관련하여 그 중요성은 매우 크다. 환자 측면에서 통증을 초래하고, 간호사의 숙련도에 따라 여러 번의 시도가 이루어지는 등 불편감과 불안감을 준다. 하지만 인력은 충분하지 않고 이직률은 높아 정맥 주사 시술 숙련도 측면에서 현실적인 어려움이 있다. 잘못 삽입할 경우 혈관 손상으로 인한 혈종(혈관 외 누출), 약물의 혈관 외 누출, 혈액이나 공기에 의한 색전증, 주사 부위의 국소 감염 및 정맥 혈관염, 발적, 통증, 정맥염, 부종, 막힘, 침윤과 같은 부작용과 합병증이 발생할 위험이 있다.
현재 정맥 주사 시술을 돕는 기술로는 컬러비전, 압력 센서, LED, 적외선, 초음파, 초분광 카메라(multi-spectral camera)를 활용하는 방법이 있다(Cantor-Leled et al., 2016). 적외선과 초음파를 이용한 기기가 여러 측면에서 정확성이 높지만, 비용 측면에서는 간호 실무에 적용하기 쉽지 않다. 그에 비해 근적외선(Near Infrared) 기술은 93%의 정확도를 보이면서 적외선이나 초음파보다 비용 측면에서 효율적이고 시각적인 안내가 가능하여 기기 사용자의 편의성을 높여줄 수 있다.
이에 본 연구에서는 간호사들이 정맥 주사 삽입에 대한 업무 환경 개선 및 정확한 주입을 위해서 정맥 프로젝터의 시스템을 설계 및 제작하고, 얼마나 정확하게 혈관이 검출되는지에 대한 정확도를 확인하기 위해 유효성 검증 실험을 진행하였다. 또한, 정맥 프로젝터의 필요성과 정확성을 알아보기 위해 간호학과 학생들을 대상으로 설문조사를 실시하였다.
피부 피하층 6nm까지 침투가 가능한 근적외선을 이용한 PCB와 정맥 검출을 위한 카메라, 영상처리를 위한 FPGA칩, 이를 작동시키기 위한 전자소자들로 제작한 PCB에 연결, 이외에 Display 모듈, Battery 모듈을 Main PCB Port에 연결하여 시스템을 구축하였다.
평상시 육안으로 식별한 이미지와 제작된 정맥 프로젝터로 식별한 이미지를 비교하였고, 부위별 5번씩 혈관 검출을 진행한 결과, 손등, 손목, 팔오금은 정확도 100%, 종아리 옆면은 정확도 55%, 오금은 정확도 89%를 보였다. 종아리 옆면과 오금은 검출되지 않는 미세한 혈관, 인식되는 털이 오류의 원인이라고 판단되었다.
강원도 소재 C대학 간호학과 학생들을 대상으로 설문조사한 결과, 먼저 학생들은 정맥 주사 실습이 대부분 매우 부족하다고 느끼고 있으며, 이로 인해 두려움을 느끼는 학생들이 많았다. 실습이 많이 없어 정맥 주사에 대한 경험이 없고, 미숙한 학생이나 간호사에게 정맥 프로젝터는 도움이 될 것 같다는 의견이 많다는 걸 알 수 있었다. 또한, 혈관 탐지가 수월했다는 의견도 많았다.
정맥 주사 삽입이 서툰 간호사와 비교적 정맥을 찾기 힘든 신생아, 소아, 노인, 비만, 피부가 어두운 사람 등의 혈관을 찾는데 도움이 될 것으로 생각한다.
한편 고정 거치대가 필요할 것 같다, 깊이감도 알 수 있었으면 좋겠다라는 간호학과 학생들의 의견과 실험 결과를 바탕으로 혈관 검출능력 시스템 향상에 대한 연구과 외형에 대한 개발이 필요할 것으로 보인다.