KR102377952B1 - 하지 운동 능력 평가 방법 및 시스템 - Google Patents
하지 운동 능력 평가 방법 및 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102377952B1 KR102377952B1 KR1020200095415A KR20200095415A KR102377952B1 KR 102377952 B1 KR102377952 B1 KR 102377952B1 KR 1020200095415 A KR1020200095415 A KR 1020200095415A KR 20200095415 A KR20200095415 A KR 20200095415A KR 102377952 B1 KR102377952 B1 KR 102377952B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- data
- subject
- unit
- force
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1124—Determining motor skills
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
- A61B5/224—Measuring muscular strength
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2505/00—Evaluating, monitoring or diagnosing in the context of a particular type of medical care
- A61B2505/09—Rehabilitation or training
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Physiology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시시예에 따른 하지 운동 능력 평가 시스템은, 피검사자에게 하지의 운동 방향을 지시하는 지시 유닛; 상기 피검사자의 하지에서 발휘되는 힘을 측정하는 측정 유닛; 및 측정된 상기 힘에 기초하여 상기 피검사자의 하지 운동 능력을 평가하는 평가 유닛;를 포함하고, 상기 측정 유닛은, 상기 피검사자의 왼쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제1 데이터를 출력하는 제1 센서부; 상기 피검사자의 오른쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제2 데이터를 출력하는 제2 센서부; 상기 피검사자의 왼쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 제3 데이터를 출력하는 제3 센서부; 및 상기 피검사자의 오른쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 제4 데이터를 출력하는 제4 센서부를 포함하고, 상기 평가 유닛은 지시된 상기 운동 방향, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터에 기초하여 상기 피검사자의 하지 운동 능력을 평가한다.
Description
본 발명은 하지 운동 능력 평가 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 뇌졸중 환자 등의 하지 운동 능력 평가 시스템 및 방법에 관한 것이다.
[국가지원 연구개발에 대한 설명]
본 연구는 한국과학기술연구원의 주관 하에 국가과학기술연구회 창의형 융합연구사업 (No. CAP-18-01-KIST)의 지원에 의하여 이루어진 것이다.
무릎 또는 발목 등의 수술을 시행한 환자, 뇌졸중 환자 등은 재활을 위해 지속적으로 하지 운동 능력 검사를 받고, 검사 결과에 따라 재활 치료나 운동 치료 등을 처방받아야 한다.
종래에는, 의료진이 환자의 운동 모습을 육안 관찰하여 환자의 무릎 상태를 평가하여 왔다. 그러나, 의료진의 평가는 객관적인 정보를 제공하기 어려웠다.
이에, 하지 운동과 관련된 객관적인 데이터를 추출하여 의료진의 진단 편의성을 향상시킬 수 있고, 운동 수행 과정에서 의료진의 개입을 최소화하는 하지 운동 능력 평가 방법이 개발되고 있다.
삭제
종래의 하지 운동 능력 평가 방법은 근전도, IMU 를 통해 추정한 관절 각도 등을 통해 하지 운동 능력을 평가하여 왔다. 그러나, 근전도, 관절 각도만으로는 어떠한 방향으로 지면에 힘을 발휘하는지 평가하기가 곤란하다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 양쪽 다리 발과 무릎에서 힘 제어 능력을 동시에 평가하여 보다 정확한 하지 운동 능력 평가 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시시예에 따른 하지 운동 능력 평가 시스템은, 피검사자에게 하지의 운동 방향을 지시하는 지시 유닛; 상기 피검사자의 하지에서 발휘되는 힘을 측정하는 측정 유닛; 및 측정된 상기 힘에 기초하여 상기 피검사자의 하지 운동 능력을 평가하는 평가 유닛;를 포함하고, 상기 측정 유닛은, 상기 피검사자의 왼쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제1 데이터를 출력하는 제1 센서부; 상기 피검사자의 오른쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제2 데이터를 출력하는 제2 센서부; 상기 피검사자의 왼쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 제3 데이터를 출력하는 제3 센서부; 및 상기 피검사자의 오른쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 제4 데이터를 출력하는 제4 센서부를 포함하고, 상기 평가 유닛은 지시된 상기 운동 방향, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터에 기초하여 상기 피검사자의 하지 운동 능력을 평가한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 측정 유닛은 상기 피검사자가 착석할 수 있는 좌석부를 포함한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 측정 유닛은 플레이트를 포함하고, 상기 제1 센서부는, 상기 플레이트 상에 고정된 제1 지지부; 상기 지지부에 연결된 제1 힘센서; 및 상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 왼쪽 정강이가 결속되는 제1 결속부를 포함하고, 상기 상기 제2 센서부는, 상기 플레이트 상에 고정된 제2 지지부; 상기 지지부에 연결된 제2 힘센서; 및 상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 오른쪽 정강이가 결속되는 제2 결속부을 포함한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 측정 유닛은 플레이트를 포함하고, 상기 제3 센서부는, 상기 플레이트 상에 고정된 제3 지지부; 상기 지지부에 연결된 제3 힘센서; 및 상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 왼쪽 발목이 결속되는 제3 결속부를 포함하고, 상기 상기 제4 센서부는, 상기 플레이트 상에 고정된 제4 지지부; 상기 지지부에 연결된 제4 힘센서; 및 상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 오른쪽 발목이 결속되는 제4 결속부를 포함한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 센서부는 각각 서로 수직하는 3 방향 중 적어도 2 이상의 방향의 힘을 측정하는 힘센서를 포함한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 센서부는 각각 상기 서로 수직하는 3 방향 중 적어도 1 이상의 방향을 중심으로 하는 토크를 측정하는 힘센서를 포함한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 평가 유닛은 상기 제1 데이터와 상기 제3 데이터를 비교하여 제1 연관성을 결정하고, 상기 제2 데이터와 상기 제4 데이터를 비교하여 제2 연관성을 결정한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 평가 유닛은 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 중 적어도 하나와 상기 제2 데이터와 상기 제4 데이터 중 적어도 하나를 비교하여 제3 연관성을 결정한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 평가 유닛은 상기 제1 데이터 및 상기 제3 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 왼쪽 무릎 및 상기 왼쪽 발목 중 적어도 하나에서 발휘되는 힘의 방향을 결정하고, 결정된 상기 힘의 방향과 상기 지시부가 지시한 상기 운동 방향을 비교하여 제4 연관성을 결정하고, 상기 평가 유닛은 상기 제2 데이터 및 상기 제4 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 오른쪽 무릎 및 상기 오른쪽 발목 중 적어도 하나에서 발휘되는 힘의 방향을 결정하고, 결정된 상기 힘의 방향과 상기 지시부가 지시한 상기 운동 방향을 비교하여 제5 연관성을 결정한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 평가 유닛은 제1 피검사자로부터 측정된 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 제2 피검사자로부터 측정된 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 비교하여 상기 제1 피검사자의 하지 운동 능력을 평가한다.
본 발명의 일 실시시예에 따른 하지 운동 능력 평가 방법, 지시 유닛이 피검사자에게 하지의 운동 방향을 지시하는 지시 단계; 측정 유닛이 상기 피검사자의 하지에서 발휘되는 힘을 측정하는 측정 단계; 및 평가 유닛이 측정된 상기 힘에 기초하여 상기 피검사자의 하지 운동 능력을 평가하는 평가 단계;를 포함하고, 상기 측정 단계는, 제1 센서부가 상기 피검사자의 왼쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제1 데이터를 출력하는 제1 센싱 단계; 제2 센서부가 상기 피검사자의 오른쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제2 데이터를 출력하는 제2 센싱 단계; 제3 센서부가 상기 피검사자의 왼쪽 발에서 발휘되는 힘을 측정하여 제3 데이터를 출력하는 제3 센싱 단계; 및 제4 센서부가 상기 피검사자의 오른쪽 발에서 발휘되는 힘을 측정하여 제4 데이터를 출력하는 제4 센싱 단계를 포함하고, 상기 평가 단계는 지시된 상기 운동 방향, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터에 기초하여 상기 피검사자의 하지 운동 능력을 평가한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 측정 유닛은 상기 피검사자가 착석할 수 있는 좌석부를 포함한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 측정 유닛은 플레이트를 포함하고, 상기 제1 센서부는, 상기 플레이트 상에 고정된 제1 지지부; 상기 지지부에 연결된 제1 힘센서; 및 상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 왼쪽 정강이가 결속되는 제1 결속부를 포함하고, 상기 상기 제2 센서부는, 상기 플레이트 상에 고정된 제2 지지부; 상기 지지부에 연결된 제2 힘센서; 및 상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 오른쪽 정강이가 결속되는 제2 결속부을 포함한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 측정 유닛은 플레이트를 포함하고, 상기 제3 센서부는, 상기 플레이트 상에 고정된 제3 지지부; 상기 지지부에 연결된 제3 힘센서; 및 상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 왼쪽 발이 결속되는 제3 결속부를 포함하고, 상기 상기 제4 센서부는, 상기 플레이트 상에 고정된 제4 지지부; 상기 지지부에 연결된 제4 힘센서; 및 상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 오른쪽 발이 결속되는 제4 결속부를 포함한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 센서부는 각각 서로 수직하는 3 방향 중 적어도 2 이상의 방향의 힘을 측정하는 힘센서를 포함한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 센서부는 각각 상기 서로 수직하는 3 방향 중 적어도 1 이상의 방향을 중심으로 하는 토크를 측정하는 힘센서를 포함한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 평가 단계는 상기 제1 데이터와 상기 제3 데이터를 비교하여 제1 연관성을 결정하고, 상기 제2 데이터와 상기 제4 데이터를 비교하여 제2 연관성을 결정한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 평가 단계는 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 중 적어도 하나와 상기 제2 데이터와 상기 제4 데이터 중 적어도 하나를 비교하여 제3 연관성을 결정한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 평가 단계는 상기 제1 데이터 및 상기 제3 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 왼쪽 무릎 및 상기 왼쪽 발 중 적어도 하나에서 발휘되는 힘의 방향을 결정하고, 결정된 상기 힘의 방향과 상기 지시부가 지시한 상기 운동 방향을 비교하여 제4 연관성을 결정하고, 상기 평가 단계는 상기 제2 데이터 및 상기 제4 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 오른쪽 무릎 및 상기 오른쪽 발 중 적어도 하나에서 발휘되는 힘의 방향을 결정하고, 결정된 상기 힘의 방향과 상기 지시부가 지시한 상기 운동 방향을 비교하여 제5 연관성을 결정 한다.
본 발명의 일 실시시예에 따르면, 상기 평가 단계는 제1 피검사자로부터 측정된 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 제2 피검사자로부터 측정된 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 비교하여 상기 제1 피검사자의 하지 운동 능력을 평가한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발목과 무릎에서 발휘된 힘을 통해 무릎과 발의 힘을 독립적으로 제어할 수 있는 능력을 평가할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 오론쪽 하지와 왼쪽 하지를 독립적으로 제어할 수 있는 능력을 평가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 임상에서 자세 제어 능력이 떨어지는 환자들의 경우 앉은 자세에서 안정적으로 힘 제어를 평가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 시각 피드백을 통해 앉은 자세에서 특정 방향으로 발과 무릎에서 힘 발휘를 유도하여 정상인과 환자의 힘 제어 능력을 정량적으로 평가하고 비교할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하지 운동 능력 평가 시스템의 블럭도이다.
도 2는 하지 운동 능력 평가 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 유닛의 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하지 운동 능력 평가 방법의 흐름도이다.
도 2는 하지 운동 능력 평가 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 유닛의 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하지 운동 능력 평가 방법의 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하지 운동 능력 평가 시스템의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 하지 운동 능력 평가 시스템은, 지시 유닛(100), 측정 유닛(200) 및 평가 유닛(300)을 포함한다.
지시 유닛(100)은 피검사자에게 하지의 운동 방향을 영상 또는 소리로 지시한다. 보다 구체적으로, 지시 유닛(100)은 특정 부위 및 특정 동작을 선택하여 피검사자에게 지시한다. 예를 들어, 지시 유닛(100)은 왼쪽 무릎, 오른쪽 무릎, 왼쪽 발목, 오른쪽 발목 중 적어도 하나의 부위를 선택하여 피검사자에게 알려준다. 또한, 지시 유닛(100)은 선택된 부위에 대해 수행해야 할 동작 및 그 방향을 선택하여 알려준다. 예를 들어, 무릎 구부리기/펴기, 무릎 들기/내리기, 무릎 벌리기/오므리기, 발목 회전하기, 발목 비틀기, 발목 펴기/접기 등의 동작과 그 방향이 표시될 수 있다. 방향은 화살표 등으로 시각적으로 표시될 수 있고, 화살표 등은 움직여야 하는 방향에 대응하는 각도로 회전되어 표시될 수 있다.
센서 유닛(200)은 피검사자의 왼쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제1 데이터를 출력하는 제1 센서부(왼쪽 무릎 센서부, 210), 피검사자의 오른쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제2 데이터를 출력하는 제2 센서부(오른쪽 무릎 센서부, 220), 피검사자의 왼쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 제3 데이터를 출력하는 제3 센서부(왼쪽 발목 센서부, 230), 피검사자의 오른쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 제4 데이터를 출력하는 제4 센서부(오른쪽 발목 센서부, 240)를 포함한다.
각 센서부(210, 220, 230, 240)는 대응하는 부위에서 X축, Y축 및 Z축 방향으로 발휘되는 힘의 크기를 각각 측정할 수 있다. 또한, 각 센서부(210, 220, 230, 240)은 대응하는 부위에서 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 발휘되는 토크의 크기를 각각 측정할 수 있다.
평가 유닛(300)은 각 센서부(210, 220, 230, 240)에서 출력된 제1, 제2, 제3 및 제4 데이터를 수신하고, 지시 유닛(100)이 지시한 동작과 출력된 제1, 제2, 제3 및 제4 데이터에 기초하여 피검사자의 하지 운동 능력을 평가한다. 평가 유닛(300)의 자세한 동작은 후술한다.
도 2는 하지 운동 능력 평가 시스템의 일 실시예를 도시한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 유닛의 사시도이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 하지 운동 능력 평가 시스템은 전술한 바와 같이, 지시 유닛(100) 및 측정 유닛(200)을 포함한다. 도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 측정 유닛(200)에 피검사자의 발 및 정강이를 결속한 상태로, 발목 및 무릎에서 발휘되는 힘이 측정될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 측정 유닛(200)은 피검사자가 착석할 수 있는 좌석부(250)를 포함할 수 있다. 좌석부(250)는 피검사자의 상체를 고정하는 벨트 등을 포함할 수 있다. 좌석부(250)는 바닥 또는 센서부(210, 220, 230, 240)가 고정된 플레이트(260)에 고정될 수 있다. 또는, 좌석부(250)는 이동 가능하도록 하는 바퀴를 포함할 수 있다. 좌석부(250)의 높이는 피검사자자의 신체 조건 또는 제공하고자 하는 상황에 따라 변경될 수 있다. 좌석부(250)는 좌우 방향으로 회전할 수 있다. 또는 좌석부(250)는 회전하지 않도록 고정될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지시 유닛(100)은 피검사자의 전방에 위치한 이미지 출력 장치(110)와 연동할 수 있다. 예를 들어, 전방의 이미지 출력 장치(110)에서 출력되는 동작 부위, 동작 종류 및 동작 방향 방향에 따라 피검사자가 동작하고, 측정 유닛(200)은 이에 따라 각 부위에서 발행한 힘을 측정하여 평가 유닛(300)에 전달될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 측정 유닛(200)은 왼쪽 무릎 센서부(제1 센서부, 210), 오른쪽 무릎 센서부(제2 센서부, 220), 왼쪽 발목 센서부(제3 센서부, 230), 오른쪽 발목 센서부(제4 센서부, 240) 및 플레이트(260)를 포함한다. 왼쪽 무릎 센서부(제1 센서부, 210), 오른쪽 무릎 센서부(제2 센서부, 220), 왼쪽 발목 센서부(제3 센서부, 230) 및 오른쪽 발목 센서부(제4 센서부, 240)는 피검사자의 대응하는 부위에서 발휘되는 힘을 동시에 측정한다.
왼쪽 무릎 센서부(210)는 피검사자의 왼쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정한다.
왼쪽 무릎 센서부(210)는 플레이트(260) 상에 고정된 제1 지지부(211), 제1 지지부(211)에 연결된 제1 힘센서(212) 및 제1 힘센서(212)에 연결되고 피검사자의 왼쪽 정강이가 결속되는 제1 결속부(213)를 포함한다. 제1 지지부(211)의 하단은 플레이트(260)에 고정되고, 상단은 제1 힘센서(212)에 연결된다. 제1 힘센서(212)는 피검사자의 무릎 높이에 위치한다. 제1 결속부(213)의 상단은 제1 힘센서(212)에 연결되고 하단은 고정되지 않는다. 제1 결속부(213)에 피검사자의 왼쪽 정강이가 결속된다.
따라서, 왼쪽 무릎에서 발휘된 힘이 제1 결속부(213)를 통해 제1 힘센서(212)로 전달될 수 있다. 제1 결속부(213)는 피검사자의 정강이 두께 및 길이에 따라 확실하게 결속할 수 있는 보고 결속부를 더 포함할 수 있다.
제1 힘센서(212)는 왼쪽 무릎에서 X축, Y축 및 Z축 중 하나, 둘 또는 세 방향으로 발휘되는 힘의 크기를 각각 측정할 수 있다. 또한, 제1 힘센서(212)는 왼쪽 무릎에서 X축, Y축 및 Z축 중 하나, 둘 또는 세 방향을 중심으로 발휘되는 토크의 크기를 각각 측정할 수 있다. 제1 힘센서(212)는 6축 힘/토크 센서를 포함할 수 있다. X축은 플레이트(260)에 평행하고 피검사자의 정면을 향하는 방향, Y축은 플레이트(260)에 평행하고 X축에 수직한 방향, Z축은 플레이트(260)에 수직한 방향을 의미할 수 있다.
제1 힘센서(212)는 피검사자의 왼쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 이에 대한 제1 데이터를 평가 유닛(300)로 전달한다. 제1 데이터는 전술한 각 축 방향의 힘/토크의 크기를 포함할 수 있다.
오른쪽 무릎 센서부(220)는 피검사자의 오른쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정한다. 오른쪽 무릎 센서부(210)는 플레이트(260) 상에 고정된 제2 지지부(221), 제2 지지부(221)에 연결된 제2 힘센서(222) 및 제2 힘센서(222)에 연결되고 피검사자의 오른쪽 정강이가 결속되는 제2 결속부(223)를 포함한다. 오른쪽 무릎 센서부(220)는 왼쪽 무릎 센서부(210)와 대칭 구조를 가지므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
왼쪽 발목 센서부(230)는 피검사자의 왼쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정한다.
왼쪽 발목 센서부(230)는 플레이트(260) 상에 고정된 제3 지지부(231), 제3 지지부(231)에 연결된 제3 힘센서(232) 및 제3 힘센서(232)에 연결되고 피검사자의 왼쪽 발이 결속되는 제3 결속부(233)를 포함한다. 제3 지지부(231)의 하단은 플레이트(260)에 고정되고, 상단은 제3 힘센서(232)에 연결된다. 제3 힘센서(232)는 제3 결속부(233) 아래에 위치한다. 따라서, 왼쪽 발목에서 발휘된 힘이 제3 결속부(233)를 통해 제3 힘센서(232)로 전달될 수 있다. 제3 결속부(233)는 피검사자의 발의 두께 및 길이에 따라 확실하게 결속할 수 있는 보고 결속부를 더 포함할 수 있다.
제3 힘센서(232)는 왼쪽 발목에서 X축, Y축 및 Z축 중 하나, 둘 또는 세 방향으로 발휘되는 힘의 크기를 각각 측정할 수 있다. 또한, 제3 힘센서(232)는 왼쪽 발목에서 X축, Y축 및 Z축 중 하나, 둘 또는 세 방향을 중심으로 발휘되는 토크의 크기를 각각 측정할 수 있다. 제3 힘센서(232)는 6축 힘/토크 센서를 포함할 수 있다.
제3 힘센서(232)는 피검사자의 왼쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 이에 대한 제3 데이터를 평가 유닛(300)로 전달한다. 제3 데이터는 전술한 각 축 방향의 힘/토크의 크기를 포함할 수 있다.
오른쪽 발목 센서부(240)는 피검사자의 오른쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정한다. 오른쪽 발목 센서부(210)는 플레이트(260) 상에 고정된 제4 지지부(241), 제4 지지부(241)에 연결된 제4 힘센서(242) 및 제4 힘센서(242)에 연결되고 피검사자의 오른쪽 발이 결속되는 제4 결속부(243)를 포함한다. 오른쪽 발목 센서부(240)는 왼쪽 발목 센서부(230)와 대칭 구조를 가지므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하지 운동 능력 평가 방법의 흐름도이다.
먼저, 지시 유닛(100)이 피검사자에게 하지의 운동 방향을 영상 또는 소리로 지시한다(S100). 보다 구체적으로, 지시 유닛(100)은 왼쪽 무릎, 오른쪽 무릎, 왼쪽 발목, 오른쪽 발목 중 적어도 하나의 부위를 선택하고, 선택된 부위에 대해 수행해야 할 동작 및 그 방향을 선택하여 이미지 출력 장치(110)에 표시되도록 한다. 운동 방향은 화살표 등으로 시각적으로 표시될 수 있고, 화살표 등은 움직여야 하는 방향에 대응하는 각도로 회전되어 표시될 수 있다.
다음으로, 센서 유닛(200)이 피검사자의 왼쪽 무릎, 오른쪽 무릎, 왼쪽 발목 및 오른쪽 발목에서 발휘되는 각각의 힘을 측정하여 제1 내지 제4 데이터를 출력한다(S200).
도 5를 참조하면, 힘 측정 단계(S200)은 왼쪽 무릎 센서부(210)가 피검사자의 왼쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제1 데이터를 출력하는 단계(S210), 오른쪽 무릎 센서부(220)가 피검사자의 오른쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제2 데이터를 출력하는 단계(S220), 왼쪽 발목 센서부(230)가 피검사자의 왼쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 제3 데이터를 출력하는 단계(S230) 및 오른쪽 발목 센서부(240)가 피검사자의 오른쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 제4 데이터를 출력하는 단계(S240)를 포함한다. 각 단계(S210, S220, S230, S240)는 서로 독립된 센서부(210, 220, 230, 240)에 의해 동시에 진행된다. 따라서, 피검사자가 하나의 동작을 수행하는 동안 왼쪽 무릎, 오른쪽 무릎, 왼쪽 발목 및 오른쪽 발목에서 발휘되는 각각의 힘이 독립적으로 동시에 측정될 수 있다.
다음으로, 평가 유닛(300)이 각 센서부(210, 220, 230, 240)에서 출력된 제1, 제2, 제3 및 제4 데이터를 수신하고, 지시 유닛(100)이 지시한 동작과 출력된 제1, 제2, 제3 및 제4 데이터에 기초하여 피검사자의 하지 운동 능력을 평가한다(S300).
도 6을 참조하면, 평가 단계(S300)는, 무릎/발목 간 독립적 제어 능력 평가 단계(S310), 왼쪽/오른쪽 하지 간 독립적 제어 능력 평가 단계(S320), 힘 방향 정확도 평가 단계(S330) 및 복수 피검사자의 데이터 비교 단계(S340) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
무릎/발목 간 독립적 제어 능력 평가 단계(S310)는, 평가 유닛(300)이 왼쪽 무릎에서 발휘된 힘에 관한 제1 데이터와 왼쪽 발목에서 발휘된 힘에 관한 제3 데이터에 기초하여 피검사자가 왼쪽 무릎과 왼쪽 발목을 얼마나 독립적으로 제어할 수 있는지를 평가한다. 평가 유닛(300)은 왼쪽 무릎에서 발휘된 힘에 관한 제1 데이터와 왼쪽 발목에서 발휘된 힘에 관한 제3 데이터를 비교하여 제1 연관성을 결정하고, 결정된 제1 연관성에 기초하여 피검사자가 왼쪽 무릎과 왼쪽 발목을 얼마나 독립적으로 제어할 수 있는지를 평가한다.
예를 들어, 지시 유닛(100)이 왼쪽 하지에 특정 동작을 지시하고, 왼쪽 무릎과 왼쪽 발목에서 발휘된 힘을 측정한다. 다양한 동작에 대해 각각 수회 반복하여 발휘된 힘이 측정될 수 있다. 지시한 동작, 제1 데이터 및 제3 데이터에 기초하여 무릎 및 발이 얼마나 독립적으로 제어되는지를 나타내는 제1 연관성이 결정될 수 있다. 연관성이 높을수록 독립적 제어 능력이 낮다고 평가될 수 있다.
마찬가지로, 평가 유닛(300)은 오른쪽 무릎에서 발휘된 힘에 관한 제2 데이터와 오른쪽 발목에서 발휘된 힘에 관한 제4 데이터에 기초하여 피검사자가 오른쪽 무릎과 오른쪽 발목을 얼마나 독립적으로 제어할 수 있는지를 평가한다. 평가 유닛(300)은 오른쪽 무릎에서 발휘된 힘에 관한 제2 데이터와 오른쪽 발목에서 발휘된 힘에 관한 제4 데이터를 비교하여 제2 연관성을 결정하고, 결정된 제2 연관성에 기초하여 피검사자가 왼쪽 무릎과 왼쪽 발목을 얼마나 독립적으로 제어할 수 있는지를 평가한다.
평가 유닛(300)은 제1 연관성과 제2 연관성을 비교하여 하지 운동 능력을 평가할 수 있다. 예를 들어, 제1 연관성과 제2 연관성이 차이가 상대적으로 크면, 편마비 등으로 적어도 어느 한쪽의 하지의 운동 능력이 저하되어 있다고 판단할 수 있다.
평가 유닛(300)은 제1 피검사자의 제1 연관성 및 제2 연관성을 제2 피검사자의 제1 연관성 및 제2 연관성과 비교하여 하지 운동 능력을 평가할 수 있다. 예를 들어, 제2 피검사자는 뇌졸중을 앓지 않는 정상인일 수 있다.
평가 유닛(300)은 다수의 뇌졸중 환자 및 정산인에 의해 측정된 제1 내지 제4 데이터에 의해 기계-학습된 모델을 포함할 수 있다. 평가 유닛은 기계-학습된 모델을 이용하여, 각 하지의 무릎/발목 간 독립적 제어 능력을 평가할 수 있다.
왼쪽/오른쪽 하지 간 독립적 제어 능력 평가 단계(S320)는, 평가 유닛(300)이 왼쪽 무릎 및 발목에서 발휘된 힘에 관한 제1 및 제3 데이터를 오른쪽 무릎 및 발목에서 발휘된 힘에 관한 제2 및 제4 데이터와 비교하여 피검사자가 왼쪽 하지와 오른쪽 하지를 얼마나 독립적으로 제어할 수 있는지를 평가한다. 평가 유닛(300)은 왼쪽 하지에서 발휘된 힘에 관한 제1 및 제3 데이터와 오른쪽 하지에서 발휘된 힘에 관한 제2 및 제4 데이터를 비교하여 제3 연관성을 결정하고, 결정된 제1 연관성에 기초하여 피검사자가 왼쪽 하지와 오른쪽 하지를 얼마나 독립적으로 제어할 수 있는지를 평가한다.
다양한 동작에 대해 각각 수회 반복하여 발휘된 힘이 측정될 수 있다. 지시한 동작, 제1 내지 제4 데이터에 기초하여 왼쪽 하지와 오른쪽 하지가 얼마나 독립적으로 제어되는지를 나타내는 제3 연관성이 결정될 수 있다. 연관성이 높을수록 독립적 제어 능력이 낮다고 평가될 수 있다.
예를 들어, 지시 유닛(100)이 왼쪽 하지에 특정 동작을 지시하고, 왼쪽 하지와 오른쪽 하지에서 발휘된 힘을 측정하여 제3 연관성을 결정한다. 또한, 지시 유닛(100)이 오른쪽 하지에 특정 동작을 지시하고, 왼쪽 하지와 오른쪽 하지에서 발휘된 힘을 측정하여 제3 연관성을 결정한다. 두 경우에 결정된 제3 연관성의 차이가 상대적으로 크면, 편마비 등으로 적어도 어느 한쪽의 하지의 운동 능력이 저하되어 있다고 판단할 수 있다.
평가 유닛(300)은 제1 피검사자의 제3 연관성을 제2 피검사자의 제3 연관성과 비교하여 하지 운동 능력을 평가할 수 있다. 예를 들어, 제2 피검사자는 뇌졸중을 앓지 않는 정상인일 수 있다.
평가 유닛(300)은 다수의 뇌졸중 환자 및 정산인에 의해 측정된 제1 내지 제4 데이터에 의해 기계-학습된 모델을 포함할 수 있다. 평가 유닛은 기계-학습된 모델을 이용하여, 왼쪽 하지 및 오른쪽 하지 간의 독립적 제어 능력을 평가할 수 있다.
힘 방향 정확도 평가 단계(S330)는, 평가 유닛(300)이 왼쪽 무릎에서 발휘된 힘에 관한 제1 데이터와 왼쪽 발목에서 발휘된 힘에 관한 제3 데이터에 기초하여 피검사자가 왼쪽 하지를 얼마나 정확한 방향으로 제어할 수 있는지를 평가한다. 평가 유닛(300)은 왼쪽 무릎에서 발휘된 힘에 관한 제1 데이터와 왼쪽 발목에서 발휘된 힘에 관한 제3 데이터를 지시 유닛(100)이 지시한 동작의 방향과 비교하여 제4 연관성을 결정하고, 결정된 제1 연관성에 기초하여 피검사자가 왼쪽 하지를 얼마나 정확한 방향으로 제어할 수 있는지를 평가한다.
예를 들어, 지시 유닛(100)이 왼쪽 발을 X 축 방향에서 왼쪽으로 45도 각도로 내미는 동작을 지시하고, 왼쪽 무릎과 왼쪽 발목에서 발휘된 힘을 측정한다. 제1 데이터 및 제3 데이터에 기초하여 실제로 발목 및 무릎에서 발휘된 힘의 방향과 지시된 방향을 비교한다. 두 방향이 일치할수록 제4 연관성이 높은 것으로 결정될 수 있다. 다양한 동작에 대해 각각 수회 반복하여 발휘된 힘이 측정될 수 있다. 제4 연관성이 높을수록 왼쪽 하지 운동 능력이 높다고 평가될 수 있다.
마찬가지로, 평가 유닛(300)은 오른쪽 무릎에서 발휘된 힘에 관한 제2 데이터와 오른쪽 발목에서 발휘된 힘에 관한 제4 데이터에 기초하여 피검사자가 오른쪽 하지를 얼마나 정확한 방향으로 제어할 수 있는지를 평가한다. 평가 유닛(300)은 오른쪽 무릎에서 발휘된 힘에 관한 제2 데이터와 오른쪽 발목에서 발휘된 힘에 관한 제4 데이터를 지시 유닛(100)이 지시한 동작의 방향과 비교하여 제5 연관성을 결정하고, 결정된 제5 연관성에 기초하여 피검사자가 왼쪽 하지를 얼마나 정확한 방향으로 제어할 수 있는지를 평가한다.
평가 유닛(300)은 제4 연관성과 제5 연관성을 비교하여 하지 운동 능력을 평가할 수 있다. 예를 들어, 제4 연관성과 제5 연관성이 차이가 상대적으로 크면, 편마비 등으로 적어도 어느 한쪽의 하지의 운동 능력이 저하되어 있다고 판단할 수 있다.
평가 유닛(300)은 제1 피검사자의 제4 연관성 및 제5 연관성을 제2 피검사자의 제4 연관성 및 제5 연관성과 비교하여 하지 운동 능력을 평가할 수 있다. 예를 들어, 제1 피검사자는 뇌졸중 환자이고, 제2 피검사자는 정상인일 수 있다.
평가 유닛(300)은 다수의 뇌졸중 환자 및 정산인에 의해 측정된 제1 내지 제4 데이터에 의해 기계-학습된 모델을 포함할 수 있다. 평가 유닛은 기계-학습된 모델을 이용하여, 각 하지의 힘 방향 정확도 제어 능력을 평가할 수 있다.
복수 피검사자의 데이터 비교 단계(S340)는, 평가 유닛(300)이 제1 피검사자로부터 측정된 제1 데이터, 제2 데이터, 제3 데이터 및 제4 데이터를 제2 피검사자로부터 측정된 제1 데이터, 제2 데이터, 제3 데이터 및 제4 데이터를 비교하여 제1 피검사자의 하지 운동 능력을 평가할 수 있다.
복수 피검사자의 데이터 비교 단계(S340)는 전술한 무릎/발목 간 독립적 제어 능력 평가 단계(S310), 왼쪽/오른쪽 하지 간 독립적 제어 능력 평가 단계(S320), 힘 방향 정확도 평가 단계(S330) 및 복수 피검사자의 데이터 비교 단계(S340)에 포함될 수 있다.
평가 유닛(300)은 다수의 피검사자에 대한 측정 데이터에 의해 기계-학습된 모델을 포함할 수 있다. 다수의 피검사자들은 뇌졸중 환자 및 정산인을 포함할 수 있다. 각 측정 데이터는 지시 유닛(300)에 의해 지시된 동작에 관한 데이터 및 제1 내지 제4 데이터를 포함할 수 있다. 기계-학습된 모델은 다수의 피검사자에 대한 측정 데이터로 학습하여 하지 운동 능력과 연관된 특징들을 결정할 수 있다.
평가 유닛(300)은 제1 피검사자에 대한 측정 데이터를 뇌졸중 환자에 대한 측정 데이터와 비교하여 유사 정도를 평가할 수 있다. 또는 평가 유닛(300)은 제1 피검사자에 대한 측정 데이터를 정상 환자에 대한 측정 데이터와 비교하여 유사 정도를 평가할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예들은, 특히 평가 유닛(300)은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
지시 유닛(100)
측정 유닛(200)
왼쪽 무릎 센서부(210)
오른쪽 무릎 센서부(220)
왼쪽 발목 센서부(230)
오른쪽 발목 센서부(240)
평가 유닛(300)
무릎/발목 간 독립적 제어 능력 평가 유닛(310)
왼쪽/오른쪽 하지 간 독립적 제어 능력 평가 유닛(320)
힘 방향 정확도 평가 유닛(330)
복수 피검사자의 데이터 비교부(340)
측정 유닛(200)
왼쪽 무릎 센서부(210)
오른쪽 무릎 센서부(220)
왼쪽 발목 센서부(230)
오른쪽 발목 센서부(240)
평가 유닛(300)
무릎/발목 간 독립적 제어 능력 평가 유닛(310)
왼쪽/오른쪽 하지 간 독립적 제어 능력 평가 유닛(320)
힘 방향 정확도 평가 유닛(330)
복수 피검사자의 데이터 비교부(340)
Claims (20)
- 피검사자에게 하지의 운동 방향을 지시하는 지시 유닛;
상기 피검사자의 하지에서 발휘되는 힘을 측정하는 측정 유닛; 및
측정된 상기 힘에 기초하여 상기 피검사자의 하지 운동 능력을 평가하는 평가 유닛;를 포함하고,
상기 측정 유닛은,
상기 피검사자의 왼쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제1 데이터를 출력하는 제1 센서부;
상기 피검사자의 오른쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제2 데이터를 출력하는 제2 센서부;
상기 피검사자의 왼쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 제3 데이터를 출력하는 제3 센서부; 및
상기 피검사자의 오른쪽 발목에서 발휘되는 힘을 측정하여 제4 데이터를 출력하는 제4 센서부를 포함하고,
상기 평가 유닛은 지시된 상기 운동 방향, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터에 기초하여 상기 피검사자의 하지 운동 능력을 평가하고,
상기 평가 유닛은 다수의 피검사자에 대한 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 데이터에 의해 기계-학습된 모델을 포함하는, 하지 운동 능력 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정 유닛은 상기 피검사자가 착석할 수 있는 좌석부를 포함하는, 하지 운동 능력 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정 유닛은 플레이트를 포함하고,
상기 제1 센서부는,
상기 플레이트 상에 고정된 제1 지지부;
상기 지지부에 연결된 제1 힘센서; 및
상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 왼쪽 정강이가 결속되는 제1 결속부를 포함하고,
상기 상기 제2 센서부는,
상기 플레이트 상에 고정된 제2 지지부;
상기 지지부에 연결된 제2 힘센서; 및
상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 오른쪽 정강이가 결속되는 제2 결속부을 포함하는, 하지 운동 능력 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정 유닛은 플레이트를 포함하고,
상기 제3 센서부는,
상기 플레이트 상에 고정된 제3 지지부;
상기 지지부에 연결된 제3 힘센서; 및
상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 왼쪽 발목이 결속되는 제3 결속부를 포함하고,
상기 상기 제4 센서부는,
상기 플레이트 상에 고정된 제4 지지부;
상기 지지부에 연결된 제4 힘센서; 및
상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 오른쪽 발목이 결속되는 제4 결속부를 포함하는, 하지 운동 능력 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 센서부는 각각 서로 수직하는 3 방향 중 적어도 2 이상의 방향의 힘을 측정하는 힘센서를 포함하는, 하지 운동 능력 평가 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 센서부는 각각 상기 서로 수직하는 3 방향 중 적어도 1 이상의 방향을 중심으로 하는 토크를 측정하는 힘센서를 포함하는, 하지 운동 능력 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 평가 유닛은 상기 제1 데이터와 상기 제3 데이터를 비교하여 제1 연관성을 결정하고, 상기 제2 데이터와 상기 제4 데이터를 비교하여 제2 연관성을 결정하는, 하지 운동 능력 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 평가 유닛은 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 중 적어도 하나와 상기 제2 데이터와 상기 제4 데이터 중 적어도 하나를 비교하여 제3 연관성을 결정하는, 하지 운동 능력 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 평가 유닛은 상기 제1 데이터 및 상기 제3 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 왼쪽 무릎 및 상기 왼쪽 발목 중 적어도 하나에서 발휘되는 힘의 방향을 결정하고, 결정된 상기 힘의 방향과 상기 지시 유닛이 지시한 상기 운동 방향을 비교하여 제4 연관성을 결정하고,
상기 평가 유닛은 상기 제2 데이터 및 상기 제4 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 오른쪽 무릎 및 상기 오른쪽 발목 중 적어도 하나에서 발휘되는 힘의 방향을 결정하고, 결정된 상기 힘의 방향과 상기 지시 유닛이 지시한 상기 운동 방향을 비교하여 제5 연관성을 결정하는, 하지 운동 능력 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 평가 유닛은 제1 피검사자로부터 측정된 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 제2 피검사자로부터 측정된 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 비교하여 상기 제1 피검사자의 하지 운동 능력을 평가하는, 하지 운동 능력 평가 시스템. - 지시 유닛이 피검사자에게 하지의 운동 방향을 지시하는 지시 단계;
측정 유닛이 상기 피검사자의 하지에서 발휘되는 힘을 측정하는 측정 단계; 및
평가 유닛이 측정된 상기 힘에 기초하여 상기 피검사자의 하지 운동 능력을 평가하는 평가 단계;를 포함하고,
상기 측정 단계는,
제1 센서부가 상기 피검사자의 왼쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제1 데이터를 출력하는 제1 센싱 단계;
제2 센서부가 상기 피검사자의 오른쪽 무릎에서 발휘되는 힘을 측정하여 제2 데이터를 출력하는 제2 센싱 단계;
제3 센서부가 상기 피검사자의 왼쪽 발에서 발휘되는 힘을 측정하여 제3 데이터를 출력하는 제3 센싱 단계; 및
제4 센서부가 상기 피검사자의 오른쪽 발에서 발휘되는 힘을 측정하여 제4 데이터를 출력하는 제4 센싱 단계를 포함하고,
상기 평가 단계는 지시된 상기 운동 방향, 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터에 기초하여 상기 피검사자의 하지 운동 능력을 평가하고,
상기 평가 유닛은 다수의 피검사자에 대한 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 데이터에 의해 기계-학습된 모델을 포함하는, 하지 운동 능력 평가 방법. - 제11항에 있어서,
상기 측정 유닛은 상기 피검사자가 착석할 수 있는 좌석부를 포함하는, 하지 운동 능력 평가 방법. - 제11항에 있어서,
상기 측정 유닛은 플레이트를 포함하고,
상기 제1 센서부는,
상기 플레이트 상에 고정된 제1 지지부;
상기 지지부에 연결된 제1 힘센서; 및
상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 왼쪽 정강이가 결속되는 제1 결속부를 포함하고,
상기 상기 제2 센서부는,
상기 플레이트 상에 고정된 제2 지지부;
상기 지지부에 연결된 제2 힘센서; 및
상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 오른쪽 정강이가 결속되는 제2 결속부을 포함하는, 하지 운동 능력 평가 방법. - 제11항에 있어서,
상기 측정 유닛은 플레이트를 포함하고,
상기 제3 센서부는,
상기 플레이트 상에 고정된 제3 지지부;
상기 지지부에 연결된 제3 힘센서; 및
상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 왼쪽 발이 결속되는 제3 결속부를 포함하고,
상기 상기 제4 센서부는,
상기 플레이트 상에 고정된 제4 지지부;
상기 지지부에 연결된 제4 힘센서; 및
상기 힘센서에 연결되고 상기 피검사자의 오른쪽 발이 결속되는 제4 결속부를 포함하는, 하지 운동 능력 평가 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 센서부는 각각 서로 수직하는 3 방향 중 적어도 2 이상의 방향의 힘을 측정하는 힘센서를 포함하는, 하지 운동 능력 평가 방법. - 제15항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 센서부는 각각 상기 서로 수직하는 3 방향 중 적어도 1 이상의 방향을 중심으로 하는 토크를 측정하는 힘센서를 포함하는, 하지 운동 능력 평가 방법. - 제11항에 있어서,
상기 평가 단계는 상기 제1 데이터와 상기 제3 데이터를 비교하여 제1 연관성을 결정하고, 상기 제2 데이터와 상기 제4 데이터를 비교하여 제2 연관성을 결정하는, 하지 운동 능력 평가 방법. - 제11항에 있어서,
상기 평가 단계는 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터 중 적어도 하나와 상기 제2 데이터와 상기 제4 데이터 중 적어도 하나를 비교하여 제3 연관성을 결정하는, 하지 운동 능력 평가 방법. - 제11항에 있어서,
상기 평가 단계는 상기 제1 데이터 및 상기 제3 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 왼쪽 무릎 및 상기 왼쪽 발 중 적어도 하나에서 발휘되는 힘의 방향을 결정하고, 결정된 상기 힘의 방향과 상기 지시 유닛이 지시한 상기 운동 방향을 비교하여 제4 연관성을 결정하고,
상기 평가 단계는 상기 제2 데이터 및 상기 제4 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 오른쪽 무릎 및 상기 오른쪽 발 중 적어도 하나에서 발휘되는 힘의 방향을 결정하고, 결정된 상기 힘의 방향과 상기 지시 유닛이 지시한 상기 운동 방향을 비교하여 제5 연관성을 결정하는, 하지 운동 능력 평가 방법. - 제11항에 있어서,
상기 평가 단계는 제1 피검사자로부터 측정된 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 제2 피검사자로부터 측정된 상기 제1 데이터, 상기 제2 데이터, 상기 제3 데이터 및 상기 제4 데이터를 비교하여 상기 제1 피검사자의 하지 운동 능력을 평가하는, 하지 운동 능력 평가 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200095415A KR102377952B1 (ko) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 하지 운동 능력 평가 방법 및 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200095415A KR102377952B1 (ko) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 하지 운동 능력 평가 방법 및 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220015192A KR20220015192A (ko) | 2022-02-08 |
| KR102377952B1 true KR102377952B1 (ko) | 2022-03-24 |
Family
ID=80251697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200095415A KR102377952B1 (ko) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 하지 운동 능력 평가 방법 및 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102377952B1 (ko) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101555999B1 (ko) | 2014-01-28 | 2015-10-01 | 한국로봇융합연구원 | 하지 재활 운동 로봇의 제어 방법 |
| KR101921914B1 (ko) * | 2017-05-02 | 2018-11-26 | 동아대학교 산학협력단 | 하지 재활로봇의 제어장치 및 제어방법 |
| KR20180130834A (ko) | 2017-05-30 | 2018-12-10 | (주)유인케어 | 운동 치료를 위한 동작 가이드 제공 방법 및 장치 |
| KR102012348B1 (ko) | 2017-12-05 | 2019-08-27 | 대한민국 | 병렬 로봇을 이용한 체간 재활 장치 |
-
2020
- 2020-07-30 KR KR1020200095415A patent/KR102377952B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220015192A (ko) | 2022-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101072104B1 (ko) | 재활지원장치 | |
| US8277396B2 (en) | Method and apparatus for assessing proprioceptive function | |
| US6413190B1 (en) | Rehabilitation apparatus and method | |
| US20040127337A1 (en) | Reducing errors in screening-test administration | |
| US10631751B2 (en) | Motion analysis apparatus, method for analyzing motion, and motion analysis program | |
| Lambercy et al. | Robots for measurement/clinical assessment | |
| Bevilacqua et al. | Automatic classification of knee rehabilitation exercises using a single inertial sensor: A case study | |
| Zhang et al. | Reviewing effectiveness of ankle assessment techniques for use in robot-assisted therapy. | |
| Baptista et al. | Flexible feedback system for posture monitoring and correction | |
| JP6593751B2 (ja) | 下肢筋力測定システム | |
| Daponte et al. | Electronic measurements in rehabilitation | |
| KR102377952B1 (ko) | 하지 운동 능력 평가 방법 및 시스템 | |
| Hidayat et al. | Mobile application with simple moving average filtering for monitoring finger muscles therapy of post-stroke people | |
| KR102437667B1 (ko) | 실시간 피드백 하지 재활 시스템 및 방법 | |
| Raison | On the quantification of joint and muscle efforts in the human body during motion | |
| KR102362464B1 (ko) | 상지 및 의수의 힘제어능력을 평가하기 위한 장치 및 방법 | |
| Filius et al. | Comparison of Lower Arm Weight and Passive Elbow Joint Impedance Compensation Strategies in Non-Disabled Participants | |
| US20210282688A1 (en) | Muscular strength characteristic evaluation method and muscular strength characteristic evaluation device | |
| Campa et al. | Mechatronic design of a 3 degrees of freedom parallel kinematics manipulator with integrated force plate for human balance evaluation and rehabilitation✰ | |
| Bouilland et al. | Biomechanical comparison of isokinetic lifting and free lifting when applied to chronic low back pain rehabilitation | |
| CN215272761U (zh) | 一种人体平衡检测装置 | |
| Aguiar | Development of a prototype of a biomechanical device for assessment of the “Sit-to-Stand” movement | |
| Daunoraviciene et al. | Biomechanical markers of impaired motor coordination | |
| KR102444127B1 (ko) | 자기 공명 영상 장치용 하지 운동 보조 장치 및 이를 포함하는 자기 공명 영상 시스템 | |
| George et al. | No Space? No Problem. Accessible Balance Control Using VR Player Movement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |