KR20140115120A - 환자의 재택 재활을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

환자의 재택 재활을 위한 장치 및 방법이 제공된다. 장치의 깊이 영상 획득부는 재활치료를 위해 운동중인 환자의 깊이 영상들을 실시간으로 획득하고, 움직임 분석부는 획득된 깊이 영상들을 분석하여 환자의 움직임을 분석하고, 재활 평가부는 분석된 결과로부터 환자의 재활정도 및 운동상태를 평가한다.

Description

환자의 재택 재활을 위한 장치 및 방법{Home-based Rehabilitation Apparatus and Method for Patients}

본 발명은 환자의 재택 재활을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3차원 깊이 인식카메라를 이용하여 뇌졸중과 같이 재활을 필요로 하는 환자의 재택 재활치료가 가능하도록 하는 환자의 재택 재활을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

뇌졸중 환자와 같이 재활을 필요로 하는 환자의 수는 인구의 노령화와 성인병 유병률의 증가와 함께 급속하게 증가하고 있다. 특히, 많은 장애를 남기는 뇌졸중의 특성은 경제적, 사회적 부담 또한 증가시키고 있다. 예를 들어, 뇌졸중의 장애 중 하나인 상지장애는 뇌졸중 환자의 60% 이상에서 동반되며 이에 대한 기존의 재활치료가 진행되고 있지만, 재활치료에 수반되는 비용의 증가로 인해 환자들에게 충분한 치료의 기회가 제공되지 못하고 있다.

이에, 재활치료의 비용 및 효과를 개선시키기 위한 다양한 방법이 시도되고 있었으나, 재활치료를 위해서는 치료사의 직접적인 개입이 빈번하게 이루어져야 하며 이는 치료 비용을 증가시키는 주요인 중 하나로 지적되고 있다. 특히, 기존의 재활 평가 및 치료 기술은 치료사가 환자의 댁내로 직접 방문하거나 화상 통화를 이용해 지속적으로 환자 상태를 모니터링하는 것을 기본으로 하고 있으며, 이는 치료 비용을 증가시키는 요인 중 하나이다. 따라서, 환자의 재활치료를 보다 저렴하면서 체계적으로 관리 및 진행할 수 있는 대체 기술이 필요한 실정이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 저렴한 비용으로 체계적으로 댁내에서도 재활치료를 하면서 관리를 받을 수 있는 환자의 재택 재활을 위한 장치 및 방법을 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 재활치료를 위해 운동중인 환자의 깊이 영상들을 실시간으로 획득하는 깊이 영상 획득부; 상기 획득된 깊이 영상들을 분석하여 상기 환자의 움직임을 분석하는 움직임 분석부; 및 상기 분석된 결과로부터 상기 환자의 재활정도 및 운동상태를 평가하는 재활 평가부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 장치가 제공된다.

상기 환자로부터 상기 환자가 수행할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도 중 적어도 하나의 명령을 입력받는 사용자 입력부; 상기 사용자 입력부를 통해 입력받은 적어도 하나의 명령에 해당하는 운동화면을 표시하는 표시부; 및 상기 사용자 입력부를 통해 입력받은 적어도 하나의 명령에 해당하는 운동화면을 상기 표시부에 표시하고, 상기 표시부에 표시 중인 운동화면을 따라 움직이는 환자로부터 깊이 영상을 획득하도록 상기 깊이 영상 획득부를 제어하는 중앙 처리부;를 더 포함한다.

상기 중앙 처리부는 상기 재활 평가부의 평가 결과로부터 상기 환자가 다음에 수행해야 할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도를 결정하고, 상기 결정된 결과를 상기 표시부에 표시한다.

상기 재활 평가부에서 평가된 상기 환자의 재활정도 및 운동상태를 상기 환자의 식별정보에 매핑하여 저장하는 저장부;를 더 포함한다.

상기 재활 평가부에서 평가된 상기 환자의 재활정도 및 운동상태를 상기 환자를 관리하는 관리자에게 알리기 위한 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 상기 생성된 메시지를 상기 관리자에게 전달하고, 상기 관리자로부터 상기 환자가 다음에 수행해야 할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도를 지시받는 통신부; 및 상기 관리자로부터 지시받은 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도에 해당하는 운동화면을 표시하는 표시부;를 더 포함하며, 상기 환자는 상기 표시부에 표시된 운동화면을 따라 움직인다.

상기 깊이 영상 획득부는, 상기 움직이고 있는 환자에게 사전에 정해진 패턴의 광을 투사하는 광투사부; 및 상기 패턴 형태로 광이 투사된 환자를 촬영하는 촬영부; 상기 촬영부에서 촬영된 영상과 상기 패턴을 비교분석하여 상기 환자에 해당하는 3차원 정보를 획득하고, 상기 3차원 정보로부터 깊이 영상을 생성하는 깊이 영상 생성부;를 포함한다.

상기 움직임 분석부는, 상기 환자의 움직임 중 상기 환자가 재활하고자 하는 부위에 해당하는 움직임을 집중 분석한다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 환자의 재택 재활을 위한 장치의 재택 재활 방법은, 재활치료를 위해 운동중인 환자의 깊이 영상들을 실시간으로 획득하는 단계; 상기 획득된 깊이 영상들로부터 상기 환자의 움직임을 분석하는 단계; 및 상기 분석된 결과로부터 상기 환자의 재활정도 및 운동상태를 평가하는 단계;를 포함한다.

상기 깊이 영상들을 획득하는 단계 이전에, 상기 환자로부터 상기 환자가 수행할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도 중 적어도 하나의 명령을 입력받는 단계; 상기 입력받은 적어도 하나의 명령에 해당하는 운동화면을 표시하는 단계; 및 상기 입력받은 적어도 하나의 명령에 해당하는 운동화면을 표시하는 단계;를 더 포함하며, 상기 깊이 영상들을 획득하는 단계는, 상기 표시 중인 운동화면을 따라 움직이는 환자로부터 깊이 영상을 획득한다.

상기 환자의 재활정도 및 운동상태를 평가한 결과로부터 상기 환자가 다음에 수행해야 할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 결과를 상기 표시하는 단계;를 더 포함한다.

상기 평가된 환자의 재활정도 및 운동상태를 상기 환자의 식별정보에 매핑하여 저장하는 단계;를 더 포함한다.

상기 평가된 환자의 재활정도 및 운동상태를 상기 환자를 관리하는 관리자에게 알리기 위한 메시지를 생성하는 단계; 상기 생성된 메시지를 상기 관리자에게 전달하는 단계; 및 상기 관리자로부터 상기 환자가 다음에 수행해야 할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도를 지시받는 단계; 및 상기 관리자로부터 지시받은 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도에 해당하는 운동화면을 표시하는 단계;를 더 포함하며, 상기 환자는 상기 표시부에 표시된 운동화면을 따라 움직인다.

상기 깊이 영상을 획득하는 단계는, 상기 움직이고 있는 환자에게 사전에 정해진 패턴의 광을 투사하는 단계; 및 상기 패턴 형태로 광이 투사된 환자를 깊이 카메라를 이용하여 촬영하는 단계; 상기 촬영된 영상과 상기 패턴을 비교분석하여 상기 환자에 해당하는 3차원 정보를 획득하고, 상기 3차원 정보로부터 깊이 영상을 생성하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 3차원 깊이 인식카메라와 상지재활 프로그램을 이용하여 자동으로 환자의 기능을 평가하고, 1cm 미만의 움직임도 감지 및 분석하여 이에 적합한 환자 맞춤 치료과정을 제공할 수 있으며, 이로써 환자는 병원의 한정된 공간이 아닌 댁내에서 보다 저렴한 비용으로 편하게 재활치료를 진행할 수 있다.

또한, 기존에는 병원이라는 한정된 공간에서 재활치료를 함으로써 환자는 재활치료를 위해 병원에 입원 또는 방문하여야 하는 불편함을 수반하였으나, 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면 환자는 병원을 방문하지 않고도 충분히 그리고 적합한 재활치료를 진행할 수 있다.

또한, 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면 차원 깊이 인식카메라와 컴퓨터를 활용한 재활치료 프로그램을 제공함으로써 환자는 장소와 시간에 구애받지 않으면서 치료사의 개입없이 재활치료를 할 수 있으며, 이로써 재활치료의 편의성이 향상되고 기존에 비해 더 큰 치료효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환자의 재택 재활을 위한 장치를 포함하는 시스템을 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환자의 재택 재활을 위한 장치의 재택 재활을 위한 방법을 간략히 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 환자의 재택 재활을 위한 장치의 재택 재활을 위한 방법을 간략히 설명하기 위한 흐름도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

또한, 제1 엘리먼트 (또는 구성요소)가 제2 엘리먼트(또는 구성요소) 상(ON)에서 동작 또는 실행된다고 언급될 때, 제1 엘리먼트(또는 구성요소)는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)가 동작 또는 실행되는 환경에서 동작 또는 실행되거나 또는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)와 직접 또는 간접적으로 상호 작용을 통해서 동작 또는 실행되는 것으로 이해되어야 할 것이다.

어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 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 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환자의 재택 재활을 위한 장치(100)를 포함하는 시스템의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 환자의 재택 재활을 위한 장치(100)는 재활치료를 위해 운동 중인 환자(10)를 촬영하여 깊이 영상을 획득하고, 환자(10)의 운동상태, 재활정도 등을 평가할 수 있다.

또한, 장치(100)는 평가된 운동상태, 재활정도 등을 분석하여 환자(10)가 앞으로 수행해야 할 운동, 재활 커리큘럼 등을 작성하여 환자(10)에게 제공하여 줄 수도 있다.

또한, 장치(100)는 환자(10)의 재활을 담당하고 있는 관리자에게 환자(10)의 운동상태, 재활정도 등을 알려주고, 관리자로부터 환자(10)가 앞으로 수행해야 할 운동, 재활치료 방식 등을 제공받으며, 관리자로부터 제공받은 앞으로 수행해야 할 운동 및 재활치료 방식을 이용하여 재활 커리큘림을 작성할 수 있다. 관리자는 관리자 단말기(20)를 이용하여 장치(100)와 통신하며, 장치(100)에게 환자(10)가 앞으로 수행해야 할 운동, 재활치료 방식 등을 제공할 수 있다. 이를 위해, 장치(100)와 관리자 단말기(20)에는 환자(10)의 재활치료와 관련된 상호 통신이 가능한 어플리케이션이 설치되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 환자의 재택 재활을 위한 장치(100)는 사용자 입력부(110), 표시부(120), 깊이 영상 획득부(130), 컬러 영상 획득부(140), 메모리(150), 저장부(160), 통신부(170) 및 중앙 처리부(180)를 포함한다.

사용자 입력부(110)는 장치(100)와 사용자(이하, ‘환자(10)’라 한다) 간의 인터페이싱을 위한 장치로서, 장치(100) 내에 빌트인(built-in) 형태로 구비되거나, 통신부(170)와 무선 통신이 가능한 형태(예를 들면, 리모트 컨트롤러)로 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 사용자 입력부(110)는 환자(10)로부터 환자(10)가 수행할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도 중 적어도 하나의 명령을 입력받을 수 있다. 예를 들어, 환자(10)가 뇌졸중 환자이고, 상지 중 오른손의 재활을 목적으로 하는 경우, 사용자는 사용자 입력부(110)를 조작하여 재활치료의 종류로서 오른손 운동을 선택하고, 난이도로서 환자(10)의 상태에 적합한 난이도를 선택할 수 있다. 사용자 입력부(110)는 환자(10)의 명령에 따른 재활치료의 종류와 난이도를 중앙 처리부(180)에게 전달한다.

표시부(120)는 환자(10)가 사용자 입력부(110)를 통해 선택한 재활치료의 종류 및 난이도에 해당하는 운동화면을 표시하거나, 후술할 관리자의 지시에 해당하는 운동화면을 표시한다. 또한, 환자(10)가 표시부(120)에 표시된 운동화면에 맞춰 동작하면, 표시부(120)는 환자(10)의 움직임 즉, 환자(10)의 운동상태를 보여주는 화면을 3차원 영상으로 표시할 수도 있다.

깊이 영상 획득부(130)는 재활치료를 위해 운동중인 환자(10)의 깊이 영상들을 실시간으로 획득할 수 있다. 깊이 영상 획득부(130)는 주지된 다양한 기술 또는 앞으로 공지된 다양한 기술을 이용하여 환자(10)의 깊이 영상을 획득할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 깊이 영상 획득부(130)는 패턴광과 깊이 카메라를 이용해 깊이 영상을 획득하며, 이를 위해, 깊이 영상 획득부(130)는 광투사부(131), 촬영부(133) 및 깊이 영상 생성부(135)를 포함할 수 있다.

광투사부(131)는 재활치료를 위해 움직이고 있는 환자(10)에게 사전에 정해진 패턴의 광을 투사한다. 광투사부(131)는 도트들이 일정한 배열로 또는 랜덤하게 배열된 도트 패턴, 또는 격자 형태의 그리드 패턴 등 다양한 형태의 패턴들 중 하나의 패턴을 가지는 광을 투사할 수 있다.

촬영부(133)는 패턴 형태의 광이 환자(10)를 향해 투사되면, 광이 투사된 환자(10)를 실시간으로 또는 정해진 시간 간격마다 촬영한다. 촬영부(133)는 예를 들면 환자(10)의 깊이값을 측정하기 위한 깊이 카메라일 수 있다.

깊이 영상 생성부(135)는 촬영부(133)에서 촬영된 영상과 패턴을 비교분석하여 환자(10)에 해당하는 3차원 정보를 획득하고, 3차원 정보로부터 깊이 영상을 생성할 수 있다. 3차원 정보는 (x, y, z) 좌표계의 정보로서, 각 도트에 해당하는 정보이다. 깊이 영상 생성부(135)는 각 도트에 해당하는 3차원 정보를 취합하여 환자(10)에 해당하는 깊이 영상을 생성한다.

컬러 영상 획득부(140)는 환자(10)와 환자(10)를 포함하는 배경을 촬영하여 컬러 영상을 캡쳐한다. 컬러 영상 획득부(140)는 RGB 카메라일 수 있다. 컬러 영상 획득부(140)와 촬영부(133)는 깊이 영상과 컬러 영상을 합성할 경우 영상의 왜곡이 발생하지 않도록 설치될 수 있다.

메모리(150)는 휘발성 메모리로서, 환자(10)의 깊이 영상을 분석하여 환자(10)의 재활정도와 운동상태를 분석할 수 있는 어플리케이션이 저장부(160)로부터 메모리(150)로 로딩되어 실행될 수 있다. 메모리(150)에 로딩되는 어플리케이션은 움직임 분석부(151), 재활 평가부(153) 및 메시지 생성부(155)를 포함할 수 있다.

움직임 분석부(151)는 깊이 영상 획득부(130)에서 획득된 깊이 영상들을 분석하여 환자(10)의 움직임을 분석할 수 있다. 자세히 설명하면, 움직임 분석부(151)는 순차적으로 촬영되어 입력되는 깊이 영상들의 3차원 정보를 분석하여 환자(10)의 움직임이 발생한 모든 부위에 대해 움직임(예를 들어, 각 관절이 움직인 방향, 움직인 각도, 움직인 거리, 이동 속도 등)을 분석한다. 예를 들어, 환자(10)가 오른손가락들의 재활에 집중하고 있는 경우, 움직임 분석부(151)는 환자(10)의 오른팔 어깨, 팔꿈치, 오른손목뿐만 아니라 오른손가락들 각각의 움직임을 분석할 수 있다. 본 실시예에서, 움직임 분석부(151)의 분석 결과는 움직임 정보로서 저장부(160)에 저장될 수 있다.

또한, 움직임 분석부(151)는 환자의 요청에 의해 환자가 재활하고자 하는 부위에 해당하는 움직임을 집중 분석할 수도 있다.

재활 평가부(153)는 움직임 분석부(151)에서 분석된 결과로부터 환자(10)의 재활정도 및 운동상태를 평가할 수 있다. 재활정도는 환자(10)의 초기 상태 또는 이전 상태에 대비하여 재활이 어느 정도 되었는지를 의미하고, 운동상태는 움직임 분석부(151)에서 분석된 움직임 정보로서, 환자(10)의 움직임이 어느 정도 이루어지는지를 의미한다. 운동상태는 환자(10)가 자신의 현재 상태를 쉽게 이해하도록 영상으로 보여주는데 사용된다. 예를 들어, 중앙 처리부(180)는 재활 평가부(153)에서 평가된 운동상태를 환자(10)에게 제공하기 위하여, 환자(10)의 움직임을 촬영한 영상 중 재활하고자 하는 부위만을 확대하여 3차원 영상으로 표시부(120)에 표시할 수도 있다. 이로써, 환자(10)는 자신의 운동상태 또는 재활하고자 하는 부위의 운동 기능을 보다 직접적으로 확인 및 관찰할 수 있다.

자세히 설명하면, 저장부(160)에는 환자(10)가 집에서 상주하면서 수행할 재활 커리큘럼과, 이전에 환자(10)가 재활치료를 진행하면서 분석된 움직임 정보, 그 동안 진행한 재활운동, 재활정도 및 환자(10)의 운동상태에 대한 기록이 환자(10)의 식별정보에 매핑저장되어 있다. 재활 평가부(153)는 저장부(160)에 저장된 환자(10)의 최근 움직임 정보와 현재 분석된 움직임을 비교분석하여 환자(10)의 재활정도 및 운동상태를 새로 평가한다.

메시지 생성부(155)는 재활 평가부(153)에서 평가된 환자(10)의 재활정도 및 운동상태를 환자(10)를 관리하는 관리자에게 알리기 위한 메시지를 생성할 수 있다. 메시지 생성부(155)는 SMS(Short Message Service), MMS(Multimedia Message Service), 이메일 등 관리자에게 통지할 수 있는 모든 형태의 메시지 중 적어도 하나를 생성할 수 있다. 메시지 생성부(155)가 SMS 또는 MMS 형태의 메시지를 생성하는 경우, 생성된 메시지를 관리자 단말기(20)(이 때, 관리자 단말기(20)는 스마트폰일 수 있다)에게 전송하기 위해, 저장부(160)에는 관리자 단말기(20)의 연락가능한 번호가 더 저장되어 있을 수 있다. 또한, 메시지 생성부(155)가 이메일 형태의 메시지를 생성하는 경우, 생성된 메시지를 관리자 단말기(20)(이 때, 관리자 단말기(20)는 개인 컴퓨터일 수 있다)에게 전송하기 위해, 저장부(160)에는 관리자 단말기(20)와 통신가능한 이메일 주소가 더 저장되어 있을 수 있다.

저장부(160)는 비휘발성 메모리로서, 환자(10)가 재활치료를 수행하는데 필요한 어플리케이션, 환자(10)의 식별정보, 환자(10)가 집에서 상주하면서 수행할 재활 커리큘럼, 이전에 환자(10)가 재활치료를 진행하면서 분석된 움직임 정보, 그 동안 진행한 재활운동, 재활정도 및 환자(10)의 운동상태에 대한 기록을 환자(10)의 식별정보에 매핑하여 저장한다.

또한, 저장부(160)는 환자(10)의 상태를 담당하는 관리자 단말기(20)의 수신 정보를 더 저장한다. 관리자 단말기(20)가 스마트폰과 같은 휴대용 단말기인 경우 수신 정보는 휴대용 단말기의 전화번호이고, 관리자 단말기(20)가 개인 컴퓨터인 경우 수신 정보는 이메일 어드레스일 수 있다.

통신부(170)는 생성된 메시지를 메시지 서버(미도시) 또는 이메일 서버(미도시)를 통해서 관리자 단말기(20)에게 전달하고, 관리자 단말기(20)를 통해 관리자로부터 환자(10)가 다음에 수행해야 할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도를 포함하는 지시 메시지를 받을 수 있다.

중앙 처리부(180)는 장치(100)의 전반적인 동작을 제어, 관리 또는 처리할 수 있다. 예를 들어, 중앙 처리부(180)는 환자(10)가 장치(100)의 전원을 온시키면 저장부(160)에 저장된 어플리케이션을 메모리(150)로 로딩시키고, 초기 화면을 생성하여 표시부(120)에 표시한다. 환자(10)가 초기 화면을 통해 로그인하면 중앙 처리부(180)는 환자(10)가 현재 수행해야 할 재활치료와 관련된 정보를 표시부(120)에 표시할 수 있다. 환자(10)가 현재 수행해야 할 재활치료와 관련된 정보는, 예를 들어, 환자(10)가 이전에 재활치료를 진행하다가 중도에 그만둔 경우, 이전 재활치료를 이어서 수행할 것인지를 묻는다거나, 환자(10)의 현재 상태와 환자(10)가 수행해야 할 운동의 미리보기 화면을 포함할 수 있다.

또한, 중앙 처리부(180)는 사용자 입력부(110)를 통해 환자(10)로부터 입력받은 적어도 하나의 명령에 해당하는 운동화면을 표시부(120)에 표시하고, 표시부에 표시 중인 운동화면을 따라 움직이는 환자(10)로부터 깊이 영상을 획득하도록 깊이 영상 획득부(130)를 제어할 수 있다.

또한, 중앙 처리부(180)는 환자(10)의 재활을 위한 운동이 종료되면, 재활 평가부(153)의 평가 결과로부터 환자(10)가 다음에 수행해야 할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도를 결정하고, 결정된 결과를 표시부(120)에 표시할 수 있다. 예를 들어, 재활 평가부(153)의 평가 결과로부터 환자의 재활정도가 부족한 것으로 판단되면, 중앙 처리부(180)는 환자가 방금 수행한 재활치료의 동작을 반복해야 하는 것으로 결정하고, 이를 표시부(120)에 표시하도록 처리한다.

또한, 중앙 처리부(180)는 환자의 현재 상태를 보고하기 위한 메시지를 생성하여 관리자 단말기(20)에게 전송하도록 메시지 생성부(155)와 통신부(170)를 제어할 수 있다.

또한, 중앙 처리부(180)는 통신부(170)가 관리자 단말기(20)로부터 수신한 지시 메시지를 분석하여 관리자가 지시한 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도에 해당하는 운동화면을 표시부(120)에 표시하거나, 환자의 이동 단말기(미도시)로 메시지 형태로 통지할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환자의 재택 재활을 위한 장치의 재택 재활을 위한 방법을 간략히 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2를 참조하여 설명할 환자의 재택 재활을 위한 방법을 수행하는 장치는 예를 들면 도 1을 참조하여 설명한 장치(100)일 수 있다.

도 2를 참조하면, 장치는 환자가 수행할 재활 치료에 필요한 운동화면을 표시한다(S210). 장치는 환자의 상태에 적합한 운동화면을 표시부에 표시하며, 예를 들어, 환자가 뇌졸중 환자이고 상지재활치료를 진행 중에 있는 경우, 장치는 상지 재활치료와 관련된 운동화면을 표시한다.

장치는 표시된 운동화면을 따라 움직이고 있는 환자를 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 깊이 영상을 획득한다(S220). S220단계에서 장치는 주기적으로 또는 지속적으로 환자를 촬영하여 깊이 영상을 획득한다.

장치는 S220단계에서 획득된 깊이 영상들을 분석하여 환자의 움직임을 파악하고, 파악된 움직임으로부터 환자의 재활정도 및 운동기능을 평가한다(S230).

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 환자의 재택 재활을 위한 장치의 재택 재활을 위한 방법을 간략히 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3을 참조하여 설명할 환자의 재택 재활을 위한 방법을 수행하는 장치는 예를 들면 도 1을 참조하여 설명한 장치(100)일 수 있다.

도 3을 참조하면, 장치는 환자가 식별정보(예를 들어, ID와 비밀번호)를 입력하여 로그인하면(S305), 환자가 진행 중인 재활치료가 있는지 확인한다(S310). S310단계에서 장치는 환자가 이전에 로그인하여 수행한 재활치료에 대한 정보가 저장부에 저장되어 있으면, 환자가 진행 중인 재활치료가 있는 것으로 판단할 수 있다.

진행 중인 재활치료가 없는 것으로 확인되면(S310-N), 장치는 재활치료 선택화면을 생성하여 표시한다(S315). 재활치료 선택화면은 재활치료의 종류와 난이도를 환자가 선택할 수 있도록 제공되는 화면이다. 환자는 리모트 컨트롤러와 같은 사용자 입력부를 조작하여 원하는 재활치료의 종류와 난이도를 선택할 수 있다.

장치는 환자로부터 재활치료의 종류와 난이도를 선택받으면(S320), 선택된 재활치료의 종류와 난이도에 해당하는 운동화면을 표시한다(S325).

환자는 S325단계에서 재생되는 운동화면을 따라 신체를 움직이고, 장치는 환자를 촬영하여 깊이 영상을 획득한다(S330).

장치는 S330단계에서 획득한 깊이 영상들을 분석하여 환자의 움직임을 파악한다(S335). S335단계에서 장치는 환자가 집중적으로 재활하고자 하는 부위의 움직임을 보다 자세히 분석 및 파악할 수 있다.

장치는 S330단계에서 분석된 환자의 움직임으로부터 환자의 재활정도 및 운동상태를 평가하고, S335단계에서 파악된 움직임과, 평가된 재활정도 및 운동상태를 현재 시간에 매핑하여 저장부에 저장한다(S340). 자세히 설명하면, 장치는 환자가 이전에 재활치료를 수행하여 분석된 움직임과 S335단계에서 파악된 움직임을 비교하여 환자의 치료부위가 어느 정도 재활되었는지, 그리고, 환자의 치료부위의 운동상태는 어떠한지를 평가할 수 있다.

장치는 환자의 재활치료가 종료되면, S340단계에서 평가 및 저장된 환자의 재활정도 및 운동상태를 관리자에게 알린다(S345). S345단계에서, 장치는 환자를 관리하는 관리자의 단말기로 환자의 재활정도와 운동상태를 알리는 메시지를 생성하여 관리자 단말기로 전송할 수 있다.

그리고, 장치는 S340단계에서 평가된 환자의 재활정도 및 운동상태에 따라 다음에 수행할 재활치료 정보를 안내한다(S350). S350단계에서 장치는 저장부에 저장된 환자의 재활치료 커리큘럼과 S340단계에서 평가된 환자의 재활정도 및 운동상태를 비교하여, 환자가 다음에 수행할 재활치료의 종류와 난이도를 결정하고, 결정된 재활치료 정보를 안내할 수 있다.

재활치료 커리큘럼은 재활치료의 종류 및 난이도 별로 재활정도 및 운동상태가 매핑된 재활치료 진도표를 포함하고 있다. 따라서, S340단계에서 평가된 재활정도 및 운동상태가, 재활치료 진도표에서 환자가 수행한 재활치료의 종류와 난이도에 매핑된 재활정도 및 운동상태와 일치하거나 더 우수한 경우 장치는 다음 단계의 재활치료를 진행하도록 환자에게 안내할 수 있다. 또한, S340단계에서 평가된 재활정도 및 운동상태가, 재활치료 진도표에서 환자가 수행한 재활치료의 종류와 난이도에 매핑된 재활정도 및 운동상태에 미달한 경우 장치는 현재 수행한 재활치료를 반복진행하도록 환자에게 안내할 수 있다.

한편, S310단계에서 환자가 진행 중인 재활치료가 있는 것으로 확인되면(S310-Y), 장치는 재활치료 선택화면을 생성하여 표시한다(S355). S355단계에서 표시되는 재활치료 선택화면은 이전에 진행한 재활치료를 이어서 할지 또는 처음부터 다시 할지를 환자가 선택할 수 있도록 제공되는 화면이다.

장치는 환자로부터 재활치료를 이어서 할지 또는 처음부터 재시작할지를 선택받으면(S360), S320단계로 진입하여 S320단계 내지 S350단계를 수행할 수 있다. 다만, S320단계에서 장치는 S360단계에서 선택된 방식에 해당하는 운동화면을 표시하고 재생을 개시한다(S320).

상술한 본 발명의 실시예에 의하면, 장치(100) 및 방법은 3차원 깊이 인식 카메라를 이용하여 환자의 동작을 분석하고, 분석된 결과로부터 환자의 기능을 평가할 수 있다. 환자가 뇌졸중 환자인 경우, 장치는 FMA(Fugl-Meyer Assessment) Scale 및 B-Stage(Brunnstrom Stage) 등을 이용하여 뇌졸중 재활치료과정에 있는 환자의 기능을 평가할 수 있다. FAM 및 B-Stage는 특정 상지 동작을 환자가 어떻게 취하는지에 따라 점수를 매기는 시스템으로서, 장치(100)는 이를 통해 환자의 상지 기능의 정도 및 필요한 재활치료의 종류와 난이도를 결정하고, 또한 환자의 호전 정도를 확인할 수 있다. 재활치료의 종류와 난이도는 다양한 Shaping Task를 이용하여 평가된 점수를 기준으로 선택 및 진행되는 알고리즘으로 구현된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 깊이 인식 카메라를 이용한 재활치료는 선택된 Shaping Task를 게임처럼 수행하고, 신속한 피드백을 환자에게 제공할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 환자 20: 관리자 단말기
100: 환자의 재택 재활을 위한 장치
110: 사용자 입력부 120: 표시부
130: 깊이 영상 획득부 140: 컬러 영상 획득부
150: 메모리 160: 저장부
170: 통신부 180: 중앙 처리부

Claims (13)

1. 재활치료를 위해 운동중인 환자의 깊이 영상들을 획득하는 깊이 영상 획득부;
   상기 획득된 깊이 영상들을 분석하여 상기 환자의 움직임을 분석하는 움직임 분석부; 및
   상기 분석된 결과로부터 상기 환자의 재활정도 및 운동상태를 평가하는 재활 평가부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 환자로부터 상기 환자가 수행할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도 중 적어도 하나의 명령을 입력받는 사용자 입력부;
   상기 사용자 입력부를 통해 입력받은 적어도 하나의 명령에 해당하는 운동화면을 표시하는 표시부; 및
   상기 사용자 입력부를 통해 입력받은 적어도 하나의 명령에 해당하는 운동화면을 상기 표시부에 표시하고, 상기 표시부에 표시 중인 운동화면을 따라 움직이는 환자로부터 깊이 영상을 획득하도록 상기 깊이 영상 획득부를 제어하는 중앙 처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 중앙 처리부는 상기 재활 평가부의 평가 결과로부터 상기 환자가 다음에 수행해야 할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도를 결정하고, 상기 결정된 결과를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 재활 평가부에서 평가된 상기 환자의 재활정도 및 운동상태를 상기 환자의 식별정보에 매핑하여 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 재활 평가부에서 평가된 상기 환자의 재활정도 및 운동상태를 상기 환자를 관리하는 관리자에게 알리기 위한 메시지를 생성하는 메시지 생성부;
   상기 생성된 메시지를 상기 관리자에게 전달하고, 상기 관리자로부터 상기 환자가 다음에 수행해야 할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도를 지시받는 통신부; 및
   상기 관리자로부터 지시받은 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도에 해당하는 운동화면을 표시하는 표시부;를 더 포함하며,
   상기 환자는 상기 표시부에 표시된 운동화면을 따라 움직이는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 깊이 영상 획득부는,
   상기 움직이고 있는 환자에게 사전에 정해진 패턴의 광을 투사하는 광투사부; 및
   상기 패턴 형태로 광이 투사된 환자를 촬영하는 촬영부;
   상기 촬영부에서 촬영된 영상과 상기 패턴을 비교분석하여 상기 환자에 해당하는 3차원 정보를 획득하고, 상기 3차원 정보로부터 깊이 영상을 생성하는 깊이 영상 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 움직임 분석부는,
   상기 환자의 움직임 중 상기 환자가 재활하고자 하는 부위에 해당하는 움직임을 집중 분석하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 장치.
8. 환자의 재택 재활을 위한 장치의 재택 상지재활 방법에 있어서,
   재활치료를 위해 운동중인 환자의 깊이 영상들을 획득하는 단계;
   상기 획득된 깊이 영상들로부터 상기 환자의 움직임을 분석하는 단계; 및
   상기 분석된 결과로부터 상기 환자의 재활정도 및 운동상태를 평가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 깊이 영상들을 획득하는 단계 이전에,
   상기 환자로부터 상기 환자가 수행할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도 중 적어도 하나의 명령을 입력받는 단계;
   상기 입력받은 적어도 하나의 명령에 해당하는 운동화면을 표시하는 단계; 및
   상기 입력받은 적어도 하나의 명령에 해당하는 운동화면을 표시하는 단계;를 더 포함하며,
   상기 깊이 영상들을 획득하는 단계는, 상기 표시 중인 운동화면을 따라 움직이는 환자로부터 깊이 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 환자의 재활정도 및 운동상태를 평가한 결과로부터 상기 환자가 다음에 수행해야 할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 결과를 상기 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 평가된 환자의 재활정도 및 운동상태를 상기 환자의 식별정보에 매핑하여 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 방법.
12. 제8항 또는 제11항에 있어서,
    상기 평가된 환자의 재활정도 및 운동상태를 상기 환자를 관리하는 관리자에게 알리기 위한 메시지를 생성하는 단계;
    상기 생성된 메시지를 상기 관리자에게 전달하는 단계; 및
    상기 관리자로부터 상기 환자가 다음에 수행해야 할 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도를 지시받는 단계; 및
    상기 관리자로부터 지시받은 재활치료의 종류 및 재활치료의 난이도에 해당하는 운동화면을 표시하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 환자는 상기 표시부에 표시된 운동화면을 따라 움직이는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 방법.
13. 제8항에 있어서,
    상기 깊이 영상을 획득하는 단계는,
    상기 움직이고 있는 환자에게 사전에 정해진 패턴의 광을 투사하는 단계; 및
    상기 패턴 형태로 광이 투사된 환자를 깊이 카메라를 이용하여 촬영하는 단계;
    상기 촬영된 영상과 상기 패턴을 비교분석하여 상기 환자에 해당하는 3차원 정보를 획득하고, 상기 3차원 정보로부터 깊이 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 재택 재활을 위한 방법.

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