KR20210058628A - Paralysis patient motion analysis monitoring system and method - Google Patents

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KR20210058628A
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Abstract

The present invention relates to a method for analyzing and monitoring the motion of a paralyzed patient. The method for analyzing and monitoring the motion of the paralyzed patient may include the steps of: receiving state information from a measurement terminal that includes a plurality of sensors and is attached to a part of the body of a patient to collect the state information of the patient; pre-processing motion information and an EMG signal included in the state information; applying the preprocessed motion information and the EMG signal to a pattern analysis tracking algorithm to derive whether paralysis is in progress; and determining whether the paralysis of the patient is in progress in consideration of the analysis result of the pattern analysis and tracking algorithm and the time interval of the movement of the patient. It is possible to evaluate a motor grade based on the EMG and movement patterns of the arms and legs of the patient.

Description

마비환자 동작 분석 모니터링 시스템 및 방법{PARALYSIS PATIENT MOTION ANALYSIS MONITORING SYSTEM AND METHOD}Paralysis patient motion analysis monitoring system and method {PARALYSIS PATIENT MOTION ANALYSIS MONITORING SYSTEM AND METHOD}

본원은 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present application relates to a paralyzed patient motion analysis monitoring system and method.

현대사회에서는 고령화 및 성인병 증가로 인한 신경계질환 환자의 수와 신경계질환 관련 수술의 수가 증가하고 있다. 신경계 질환 환자가 늘어남에 따라, Motor Grade(모터 그레이드) 평가의 중요성이 증가하고 있다. 신경계는 신체의 활동을 상황에 맞게 조절 및 통제하는 역할을 하는데, 신경계 중 특히 말초신경계에 문제가 생기면 운동 신경세포에 퇴행성 변화가 생겨 서서히 사지의 쇠약 및 위축이 일어나며 결국 근 마비로 사망하고 된다. In modern society, the number of patients with neurological diseases and the number of neurological diseases-related surgeries are increasing due to aging and increased adult diseases. As the number of patients with neurological diseases increases, the importance of motor grade evaluation is increasing. The nervous system plays a role in regulating and controlling the activities of the body according to the situation.If a problem occurs in the peripheral nervous system, especially the peripheral nervous system, a degenerative change occurs in the motor neuron, which gradually causes weakness and atrophy of the limb, eventually resulting in death from muscle paralysis.

현재는 신경계 질환 환자의 상태를 파악하기 위하여 Manual Muscle Testing(MMT) Grading Scale을 사용한 모터그레이드 측정법을 사용하고 있다. Motor Grade(운동기능사정)란 신경계질환 환자를 대상으로 Glasgow Coma Scale(GCS) 중 가장 큰 비중인 Motor Response의 평가 등급을 나타내는 척도이다. Currently, a motor grade measurement method using Manual Muscle Testing (MMT) Grading Scale is used to determine the state of neurological disease patients. Motor Grade (motor function assessment) is a scale representing the evaluation grade of Motor Response, the largest proportion of the Glasgow Coma Scale (GCS), for neurological disorder patients.

모터그레이드 측정법이란 임상의 또는 간호사가 임의로 환자에게 자극을 가해 환자의 반응과 움직임을 주관적으로 판단하여 등급을 매기는 방법이다. 이는 의료진의 주관으로 판단하는 아날로그 방식으로 진행되기 때문에 각 임상의 혹은 간호사마다 측정 등급이 다르게 나타날 수 있으며, 이로 인해 환자에 대한 진료가 통일되지 않는 문제점이 발생한다.The motor grade measurement method is a method in which a clinician or a nurse randomly applies stimulation to a patient and subjectively judges the patient's response and movement to rate it. Since this is conducted in an analog method that is determined by the supervision of a medical staff, the measurement grade may appear different for each clinician or nurse, and this causes a problem in that treatment for patients is not unified.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1814293호에 개시되어 있다.The technology behind the present application is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1814293.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자극 세기의 정량화와 이에 따른 환자의 사지 움직임 패턴과 근전도에 기반을 둔 모터그레이드를 평가할 수 있는 운동기능 평가 시스템 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application aims to provide a motor function evaluation system and method capable of quantifying stimulation intensity and evaluating motor grade based on a patient's limb movement pattern and EMG according to the present invention to solve the problems of the prior art described above. do.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 생체신호 및 생체물리량 정보 측정을 통해 임상적 분석결과를 제공하는 임상의사결정 지원기기를 포함하는 운동기능 평가 시스템 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the problems of the prior art described above, and aims to provide a motor function evaluation system and method including a clinical decision support device that provides a clinical analysis result through measurement of biosignal and biophysical information do.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 환자의 움직임을 객관화 및 정량화 가능한 운동기능 평가 시스템 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide a motor function evaluation system and method capable of objectifying and quantifying a patient's movement.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the embodiments of the present application is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 마비환자 동작 분석 모니터링 방법은, 복수의 센서를 포함하고, 환자의 신체 일부에 부착되어 환자의 상태 정보를 수집하는 측정 단말로부터 상기 상태 정보를 수신하는 단계, 상기 상태 정보에 포함된 움직임 정보 및 근전도 신호를 전처리하는 단계, 상기 전처리된 상기 움직임 정보 및 상기 근전도 신호를 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용하여 마비 진행 여부를 도출하는 단계 및 상기 패턴 분석 추적 알고리즘의 분석 결과 및 상기 환자의 움직임의 시간 간격을 고려하여 상기 환자의 마비 진행 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. As a technical means for achieving the above technical problem, the paralysis patient motion analysis monitoring method according to an embodiment of the present application includes a plurality of sensors, and a measurement terminal that is attached to a part of the patient's body to collect patient status information Receiving the state information from the state information, pre-processing the motion information and the EMG signal included in the state information, applying the pre-processed motion information and the EMG signal to a pattern analysis tracking algorithm to derive whether the paralysis progresses And determining whether the patient is paralyzed in consideration of an analysis result of the pattern analysis tracking algorithm and a time interval of the patient's movement.

또한, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법은, 자극 단말기를 이용하여 상기 환자의 신체 일부에 가한 자극의 세기 정보를 상기 자극 단말기로부터 수신하는 단계 및 상기 자극 단말기를 이용하여 상기 환자에게 일정한 자극을 가한 이후 수신되는 상기 상태 정보를 고려하여 환자의 운동반응(Motor Response)을 평가하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the paralysis patient's motion analysis and monitoring method includes receiving information about the intensity of stimulation applied to a part of the patient's body using a stimulation terminal from the stimulation terminal, and receiving after applying a certain stimulation to the patient using the stimulation terminal. It may further include the step of evaluating the motor response (Motor Response) of the patient in consideration of the state information.

또한, 상기 환자의 운동반응을 평가하는 단계는, 상기 패턴 분석 추적 알고리즘의 분석 결과와 복수의 단계별로 구분된 상기 환자의 운동반응 척도를 비교하여 상기 환자의 운동반응을 평가할 수 있다. In addition, in the step of evaluating the patient's motor response, the patient's motor response may be evaluated by comparing the analysis result of the pattern analysis tracking algorithm with the patient's motor response scale divided into a plurality of stages.

또한, 상기 전처리하는 단계는, 상기 상태 정보에 포함된 움직임 정보를 제1필터에 적용하여 중력 성분을 제거하는 전처리를 수행하는 단계, 중력 성분이 제거된 움직임 정보를 신호벡터크기 알고리즘에 적용하여 움직임 세기 데이터를 추출하는 단계, 상기 중력 성분이 제거된 움직임 정보를 제2필터에 적용하고, 사다리꼴(Trapezoidal) 연산을 수행하여 거리 데이터를 추출하는 단계, 상기 상태 정보에 포함된 근전도 신호를 제3필터에 적용하여 잡음을 제거하는 전처리를 수행하는 단계 및 상기 움직임 세기 데이터, 상기 거리 데이터 및 상기 근전도 신호를 제4필터에 적용하는 전처리를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the pre-processing may include performing pre-processing of removing the gravitational component by applying motion information included in the state information to the first filter, and applying the motion information from which the gravitational component has been removed to a signal vector size algorithm. Extracting intensity data, applying motion information from which the gravity component has been removed to a second filter, and extracting distance data by performing a trapezoidal operation, and a third filter for an EMG signal included in the state information And performing pre-processing of removing noise by applying to, and performing pre-processing of applying the motion intensity data, the distance data, and the EMG signal to a fourth filter.

또한, 상기 마비 진행 여부를 도출하는 단계는, 상기 움직임 세기 데이터가 미리 설정된 기준 세기 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 미리 설정된 기준 세기 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 움직임 세기 데이터가 상기 미리 설정된 기준 세기 값을 초과하는 경우, 센서상 움직임이 발생한 것으로 판별하고, 상기 움직임 세기 데이터가 미리 설정된 기준 세기 값을 초과하지 않는 경우, 센서상 움직임이 발생하지 않은 것으로 판별하고, 전처리된 상기 상태 정보의 수신을 대기하는 것일 수 있다. In addition, the step of deriving whether or not the paralysis progresses may include determining whether the motion intensity data exceeds a preset reference intensity value, and determining whether the motion intensity data exceeds the preset reference intensity value, When the motion intensity data exceeds the preset reference intensity value, it is determined that motion has occurred on the sensor, and when the motion intensity data does not exceed a preset reference intensity value, it is determined that no motion has occurred on the sensor. And, it may be to wait for reception of the preprocessed state information.

또한, 상기 마비 진행 여부를 도출하는 단계는, 상기 센서상 움직임이 발생한 것으로 판별된 경우, 상기 근전도 신호가 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하되, 상기 근전도 신호가 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 근전도 신호가 상기 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하는 경우, 상기 센서상 움직임이 환자의 자발적 움직임인 것으로 판별하고, 상기 근전도 신호가 상기 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하지 않는 경우, 환자의 자발적 움직임이 아닌 것으로 판별하고, 전처리된 상기 상태 정보 수신을 대기하는 것일 수 있다. In addition, the step of deriving whether the paralysis progresses, further comprising determining whether the EMG signal exceeds a preset reference EMG signal value when it is determined that the motion on the sensor has occurred, wherein the EMG signal is The step of determining whether or not a preset reference EMG signal value is exceeded may include, when the EMG signal exceeds the preset reference EMG signal value, it is determined that the motion on the sensor is a spontaneous movement of the patient, and the EMG signal is If it does not exceed the preset reference EMG signal value, it may be determined that the patient is not spontaneous movement and wait for reception of the pre-processed state information.

또한, 상기 마비 진행 여부를 도출하는 단계는, 상기 센서상 움직임이 환자의 자발적 움직임인 것으로 판별된 경우, n번째 움직임 정보와 n-1번째 움직임 정보를 비교하여 환자의 움직임의 시간 간격을 도출하는 단계, n번째 근전도 신호와 n-1번째 근전도 신호를 비교하여 환자의 근전도 신호 세기 추이를 도출하는 단계 및 도출된 상기 환자의 움직임의 시간 간격 및 상기 환자의 근전도 신호 세기 추이를 기반으로 상기 환자의 움직임 추세를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the step of deriving whether the paralysis progresses may include comparing the nth motion information and the n-1th motion information to derive a time interval of the patient's motion when it is determined that the motion on the sensor is a voluntary motion of the patient Step, Comparing the nth EMG signal and the n-1th EMG signal to derive a patient's EMG signal intensity trend, and based on the derived time interval of the patient's movement and the patient's EMG signal intensity trend, It may further include analyzing the movement trend.

또한, 상기 환자의 마비 진행 여부를 판단하는 단계는, 과거 움직임이 측정된 시간을 기준으로 현재 움직임이 발생한 시점을 비교하여 움직인 시간의 시간 간격이 지속적으로 증가하는 추세인 경우 마비 진행으로 판단할 수 있다. In addition, the step of determining whether the patient's paralysis progresses may be determined as paralysis progression when the time interval of the movement time continues to increase by comparing the time point at which the current movement occurred based on the time at which the past movement was measured. I can.

또한, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법은 상기 환자의 움직임의 추세 분석 결과 마비 진행으로 판단된 경우 중앙 통제 관리 단말로 알림을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the paralysis patient motion analysis monitoring method may further include providing a notification to the central control management terminal when it is determined that the paralysis is progressing as a result of analyzing the trend of the patient's motion.

또한, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법은 환자의 팔에 부착된 상기 측정 단말로부터 수집된 상기 움직임 정보에 기반하여 상기 환자의 팔의 움직임 궤적을 추적하는 단계를 더 포함하되, 상기 환자의 팔의 움직임 궤적을 추적하는 단계는, 상기 복수의 센서 중 6축 모션 센서로부터 가속도, 각속도 및 쿼터니언 값을 수신하는 단계, 상기 가속도의 값 및 상기 각속도의 값을 통해 상기 환자의 팔의 움직인 거리를 도출하는 단계, 상기 쿼터니언 값을 이용하여 상기 측정 단말이 회전한 축 및 회전한 각도를 도출하는 단계 및 도출된 상기 환자의 팔의 움직인 거리, 상기 회전한 축 및 회전한 각도를 고려하여 상기 환자의 팔의 움직임 궤적을 추적하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the paralysis patient motion analysis monitoring method further comprises the step of tracking the motion trajectory of the patient's arm based on the motion information collected from the measurement terminal attached to the patient's arm, the motion trajectory of the patient's arm The step of tracking may include receiving acceleration, angular velocity, and quaternion values from a six-axis motion sensor among the plurality of sensors, and deriving a moving distance of the patient's arm through the acceleration value and the angular velocity value. , Deriving a rotated axis and a rotated angle by the measurement terminal using the quaternion value, and taking into account the derived movement distance of the patient's arm, the rotated axis and the rotated angle, It may include the step of tracking the motion trajectory.

또한, 상기 중력 성분을 제거하기 위한 상기 제1필터는 IIR Highpass 필터이고, 상기 중력 성분을 제거하는 전처리를 수행하는 단계는, 상기 제1필터를 적용하여 중력성분을 제거하고 상기 환자의 움직임의 세기 값이 미리 설정된 값으로 표현되도록 전처리를 수행할 수 있다. In addition, the first filter for removing the gravitational component is an IIR Highpass filter, and the step of performing the pretreatment of removing the gravitational component may include applying the first filter to remove the gravitational component and the intensity of movement of the patient. Preprocessing can be performed so that the value is expressed as a preset value.

본원의 일 실시예에 따르면, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템으로서, 복수의 센서를 포함하고, 환자의 신체 일부에 부착되어 환자의 상태 정보를 수집하는 측정 단말 및 상기 측정 단말로부터 수집된 상태 정보를 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용하여 상기 환자의 마비 진행 여부를 도출하는 동작 분석 장치를 포함하되, 상기 분석 장치는, 상기 측정 단말로부터 획득된 상기 상태 정보를 수신하는 수신부, 상기 상태 정보를 복수의 필터 및 전처리 알고리즘에 적용하여 전처리를 수행하는 전처리부, 상기 전처리부에서 전처리된 상기 상태 정보를 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용하여 마비 진행 여부를 분석하는 분석부를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present application, as a motion analysis monitoring system for a paralyzed patient, a measurement terminal including a plurality of sensors and attached to a part of the patient's body to collect state information of the patient, and the state information collected from the measurement terminal are patterned. A motion analysis device for deriving whether or not the patient is paralyzed by applying the analysis tracking algorithm, wherein the analysis device includes a receiving unit receiving the status information obtained from the measurement terminal, and a plurality of filters and preprocessing the status information It may include a pre-processing unit that performs pre-processing by applying to an algorithm, and an analysis unit that analyzes whether paralysis has progressed by applying the state information pre-processed by the pre-processing unit to a pattern analysis tracking algorithm.

또한, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템은, 상기 환자의 신체 일부에 자극을 가하는 자극 단말기를 더 포함하고, 상기 분석 장치는, 상기 자극 단말기를 이용하여 상기 환자에게 일정한 자극을 가했을 때 수신되는 상기 상태 정보를 고려하여 환자의 운동반응(Motor Response)을 평가하는 평가부를 더 포함할 수 있다. In addition, the paralysis patient motion analysis monitoring system further includes a stimulation terminal that applies stimulation to a part of the patient's body, and the analysis device includes the state information received when a certain stimulation is applied to the patient using the stimulation terminal. It may further include an evaluation unit for evaluating the motor response of the patient in consideration of.

또한, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템은, 상기 환자의 움직임의 추세 분석 결과가 마비 진행으로 판단된 경우 중앙 통제 관리 단말로 알림을 제공하는 제공부를 더 포함할 수 있다. In addition, the paralysis patient motion analysis monitoring system may further include a providing unit for providing a notification to the central control management terminal when the analysis result of the trend analysis of the patient's motion is determined to be paralysis progression.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as limiting the present application. In addition to the above-described exemplary embodiments, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 자극 세기, 생체 신호, 생체물리량의 객관화를 통해 모터그레이드(Motor Grade) 평가 시스템을 구축함으로써, 객관적 평가를 수행할 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present application, objective evaluation can be performed by establishing a motor grade evaluation system through objectification of stimulation intensity, biometric signal, and biophysical quantity.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 생체신호 및 생체물리량 정보 측정을 통해 임상적 분석결과를 제공할 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present application, it is possible to provide a clinical analysis result through measurement of bio-signal and bio-physical quantity information.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 의료기관 임상실험을 통해 시스템 검증 및 신뢰성을 확보할 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present application, system verification and reliability can be secured through clinical trials in medical institutions.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 로드셀을 기반으로 자극강도를 측정하고, 6축 모션센서를 기반으로 생체물리량을 측정하고, 근전도 센서를 기반으로 생체 신호를 측정할 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present application, stimulation intensity may be measured based on a load cell, a biophysical quantity may be measured based on a 6-axis motion sensor, and a biological signal may be measured based on an EMG sensor.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 환자(사용자)의 신체 일부에 착용되는 기기를 이용하여 공간 제약성이 낮으며, 블루투스로 통신이 가능하며, 의료용으로 사용 가능한 운동기능 평가 시스템을 제공할 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present application, it is possible to provide an exercise function evaluation system that has low space constraints, enables communication through Bluetooth, and can be used for medical use by using a device worn on a part of the body of a patient (user). .

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 사지의 움직임을 각도로 정량화함으로써 정확한 모터그레이드 평가를 수행할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, accurate motor grade evaluation can be performed by quantifying the movement of the limb by an angle.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effect obtainable in the present application is not limited to the above-described effects, and other effects may exist.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 동작 분석 장치의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 마비환자 동작 분석 모니터링 방법의 전처리 방법에 대한 개략적인 동작 흐름도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 마비환자 동작 분석 모니터링 방법의 패턴 분석 추적 알고리즘에 대한 개략적인 동작 흐름도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 마비환자 동작 분석 모니터링 방법에 대한 개략적인 동작 흐름도이다
1 is a schematic configuration diagram of a paralysis patient motion analysis monitoring system according to an embodiment of the present application.
2 is a schematic block diagram of a motion analysis apparatus according to an embodiment of the present application.
3 is a schematic operation flowchart of a pre-processing method of a method for analyzing and monitoring a motion of a paralyzed patient according to an embodiment of the present application.
4 is a schematic operation flowchart of a pattern analysis tracking algorithm of a paralysis patient motion analysis monitoring method according to an embodiment of the present application.
5 is a schematic flowchart of an operation analysis and monitoring method of a paralyzed patient according to an embodiment of the present application

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present application. However, the present application may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present application, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout the present specification, when a part is said to be "connected" with another part, it is not only the case that it is "directly connected", but also "electrically connected" or "indirectly connected" with another element interposed therebetween. "Including the case.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is positioned "on", "upper", "upper", "under", "lower", and "lower" of another member, this means that a member is located on another member. This includes not only the case where they are in contact but also the case where another member exists between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the entire specification of the present application, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a paralysis patient motion analysis monitoring system according to an embodiment of the present application.

본원의 일 실시예에 따르면, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 신경 수술(예를 들어, 뇌, 척추) 환자가 수술 후 중환자실 입실 중 진행될 수 있는 마비를 정량적으로 측정하여 의료진에게 즉각적으로 알림을 제공해줄 수 있다. 또한, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 가속도 센서를 이용하여 환자의 움직임을 측정하고, EMG(근전도) 센서를 이용하여 환자의 근전도를 측정하며 두 데이터를 기반으로 환자의 실제 움직임의 인터벌을 정량적으로 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the paralysis patient motion analysis monitoring system 1 quantitatively measures the paralysis that may progress during a neurological surgery (e.g., brain, spine) patient entering the intensive care unit after surgery, and promptly informs the medical staff. It can provide a reminder. In addition, the paralysis patient motion analysis monitoring system (1) measures the patient's motion using an acceleration sensor, measures the patient's EMG using an EMG (electromyogram) sensor, and calculates the interval of the patient's actual motion based on the two data. It can be provided quantitatively.

한편, 신경 수술 환자의 경우 간호사가 한 시간에 1번씩 의식 사정을 측정하기 위해 환자에게 일정 자극을 가하여 환자의 반응 속도 및 자세를 측정하여야 한다. (GCS 측정) 그러나, 의료진 부족 현상으로 인해 실제 측정이 5~6시간에 한 번씩 측정이 진행되고 있으며, 환자 마비 진행 후 평균 2시간이 회복 가능한 골든 타임이다. 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 의료진의 부재에도 환자의 마비 진행을 즉각적으로 병원 시스템에 알려주어 의료사고 예방할 수 있다.On the other hand, in the case of neurosurgery patients, a nurse should measure the patient's response speed and posture by applying a certain stimulus to the patient in order to measure the consciousness assessment once an hour. (GCS measurement) However, due to the lack of medical staff, the actual measurement is being performed every 5 to 6 hours, and it is a golden time that an average of 2 hours can recover after the patient's paralysis progresses. The paralysis patient motion analysis monitoring system 1 can prevent medical accidents by immediately notifying the hospital system of the patient's paralysis progression even in the absence of a medical staff.

도 1을 참조하면, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 동작 분석 장치(10), 측정 단말(20) 및 자극 단말기(30)를 포함할 수 있다. 다만, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 외부 서버(미도시)를 포함할 수 있다. 외부 서버(미도시)는 병원 서버, 병원 단말, 임상실험 획득 서버 등을 포함할 수 있다. 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 네트워크를 통해서 외부 서버(미도시)로부터 환자의 의료기록 정보 및 임상실험 정보를 획득할 수 있다.Referring to FIG. 1, the paralysis patient motion analysis monitoring system 1 may include a motion analysis device 10, a measurement terminal 20, and a stimulation terminal 30. However, the configuration of the paralysis patient motion analysis monitoring system 1 is not limited thereto. For example, the paralysis patient motion analysis monitoring system 1 may include an external server (not shown). The external server (not shown) may include a hospital server, a hospital terminal, a clinical trial acquisition server, and the like. The paralysis patient motion analysis monitoring system 1 may obtain patient medical record information and clinical trial information from an external server (not shown) through a network.

또한, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 동작 분석 장치(10)의 검증을 위해 외부 서버(미도시)로부터 IRB (Institutional Review Board) 획득 후 환자의 안전을 보정하여 임상시험 평가를 진행할 수 있다. In addition, the paralyzed patient motion analysis monitoring system 1 may perform clinical trial evaluation by correcting the patient's safety after obtaining an IRB (Institutional Review Board) from an external server (not shown) for verification of the motion analysis device 10. .

본원의 일 실시예에 따르면, 동작 분석 장치(10)는 측정 단말(20)로부터 수집된 상태 정보를 분석 추척 알고리즘에 적용하여 환자의 마비 진행 여부를 도출할 수 있다. 패턴 분석 추적 알고리즘은 환자의 사지 패턴을 분석하기 위한 알고리즘일 수 있다. 패턴 분석 추적 알고리즘은 환자의 자발적 움직임을 추정하기 위한 알고리즘일 수 있다. 또한, 동작 분석 장치(10)는 가속도 센서가 내장된 모듈(측정 단말(20))이 환자의 사지(예를 들어, 팔, 다리)에 부착되어 환자의 움직임을 측정한 움직임 정보를 수집할 수 있다. 또한, 동작 분석 장치(10)는 근전도 센서가 내장된 모듈(측정 단말(20))이 환자의 사지(예를 들어, 팔, 다리)에 부착되어 환자의 근전도 신호를 측정한 근전도 신호를 수집할 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present application, the motion analysis apparatus 10 may derive whether the patient is paralyzed by applying the state information collected from the measurement terminal 20 to an analysis tracking algorithm. The pattern analysis tracking algorithm may be an algorithm for analyzing a patient's limb pattern. The pattern analysis tracking algorithm may be an algorithm for estimating a patient's spontaneous motion. In addition, the motion analysis device 10 is attached to the patient's limbs (eg, arms, legs) with a module (measurement terminal 20) with an accelerometer built in to collect motion information measuring the motion of the patient. have. In addition, the motion analysis device 10 collects an EMG signal obtained by measuring the EMG signal of the patient by attaching a module (measurement terminal 20) with an EMG sensor built-in to the patient's limb (eg, arm, leg). I can.

또한, 동작 분석 장치(10)는 환자의 움직임(가속도)이 일정 값(threshold)을 넘어서 발생하되, 근전도 신호가 일정 값을 넘지 못할 경우, 환자 본인의 자발적 움직임이 아닌 것으로 판별할 수 있다. 또한, 동작 분석 장치(10)는 환자의 움직임(가속도)이 일정 값(threshold)을 넘어서 발생하되, 근전도 신호가 일정 값을 넘을 경우, 환자 본인의 자발적 움직임으로 판별할 수 있다. 또한, 동작 분석 장치(10)는 환자 본인의 자발적 움직임일 경우, 움직임의 인터벌(시간 간격)을 측정하여 인터벌의 시간이 길어지거나 혹은 짧아지는지 측정하고, 일정 시간 이상으로 인터벌(시간 간격)이 길어지는 경우, 현재 마비가 진행되고 있는 것으로 판별할 수 있다. In addition, the motion analysis apparatus 10 may determine that the patient's movement (acceleration) exceeds a certain value, but the EMG signal does not exceed a certain value, as not the patient's own voluntary movement. In addition, the motion analysis apparatus 10 may determine that the patient's movement (acceleration) exceeds a predetermined value, but when the EMG signal exceeds a predetermined value, the patient's own voluntary movement. In addition, in the case of the patient's own voluntary movement, the motion analysis apparatus 10 measures the motion interval (time interval) to measure whether the time of the interval becomes longer or shorter, and the interval (time interval) is longer than a predetermined time. In the case of losing, it can be determined that the paralysis is currently in progress.

또한, 동작 분석 장치(10)는 마비 진행으로 판별되는 경우(예를 들어, 인터벌이 일정시간 이상으로 길어질 경우) 중앙 통제 관리 시스템(예를 들어, 의료진 대기 서버 또는 단말)으로 알림을 제공할 수 있다. 또한, 동작 분석 장치(10)는 환자의 팔에 부착된 모듈(측정 단말(20))에서 수집된 데이터에 기반하여 환자의 팔의 궤적(움직임 궤적)을 추적할 수 있다. 또한, 동작 분석 장치(10)는 환자에게 자극을 가하는 자극 단말기(30)의 자극(예를 들어, 물리적 압박)의 세기의 정보를 수집할 수 있다. 또한, 동작 분석 장치(10)는 압박 세기(자극 세기)에 대응하여 환자의 반응을 측정하고 판별할 수 있다. In addition, the motion analysis device 10 may provide a notification to a central control management system (eg, a medical staff standby server or terminal) when it is determined that the paralysis is in progress (for example, when the interval is longer than a certain period of time). have. In addition, the motion analysis apparatus 10 may track a trajectory (motion trajectory) of the patient's arm based on data collected from a module (measurement terminal 20) attached to the patient's arm. In addition, the motion analysis apparatus 10 may collect information on the intensity of the stimulation (eg, physical pressure) of the stimulation terminal 30 that applies stimulation to the patient. In addition, the motion analysis apparatus 10 may measure and determine a patient's response in response to the pressure intensity (stimulation intensity).

본원의 일 실시예에 따르면, 측정 단말(20)은 복수의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 측정 단말(20)은 환자의 신체 일부에 부착 또는 착용되어 환자의 상태 정보를 수집할 수 있다. 복수의 센서는, 가속도 센서, G-센서, 3축 가속도 센서, 6축 모션센서, 근전도 센서, 온도 센서, 광학 센서 등을 포함할 수 있다. 예시적으로, 측정 단말(20)은 암 밴드타입(팔찌)으로 형성되어 환자의 신체 일부에 착용되어 환자의 상태 정보를 수집할 수 있다. 또한, 측정 단말(20)은 패치 형상으로 형성되어 환자의 신체 일부에 부착되어 환자의 상태 정보를 수집할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the measurement terminal 20 may include a plurality of sensors. In addition, the measurement terminal 20 may be attached or worn on a part of the patient's body to collect state information of the patient. The plurality of sensors may include an acceleration sensor, a G-sensor, a 3-axis acceleration sensor, a 6-axis motion sensor, an EMG sensor, a temperature sensor, an optical sensor, and the like. For example, the measurement terminal 20 may be formed in an arm band type (bracelet) and worn on a part of the patient's body to collect state information of the patient. In addition, the measurement terminal 20 may be formed in a patch shape and attached to a part of the patient's body to collect state information of the patient.

환자의 상태 정보는, 움직임 정보, 근전도 신호, 생체 신호 등을 포함할 수 있다. 움직임 정보는 움직인 거리, 각도, 세기, 방향, 가속도, 각속도, 쿼터니언 정보 등을 포함할 수 있다. 일예로, 생체 신호는, 심박수 정보, 호흡량 정보, 동공크기 정보, 혈중 산소 농도 정보, 혈압 정보, 맥박 정보, 체온 정보, 심전도 정보, 혈류 이미지 정보, 체성분 분석 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The patient's state information may include motion information, EMG signals, bio signals, and the like. The motion information may include movement distance, angle, intensity, direction, acceleration, angular velocity, quaternion information, and the like. As an example, the biosignal may include at least one of heart rate information, respiration volume information, pupil size information, blood oxygen concentration information, blood pressure information, pulse information, body temperature information, electrocardiogram information, blood flow image information, and body composition analysis information. .

본원의 일 실시예에 따르면, 측정 단말(20)은 가속도 센서(6축 모션센서)를 이용하여 움직임 정보를 측정할 수 있다. 가속도 센서(6축 모션센서)를 이용하여 획득된 움직임 정보에는 가속도, 각속도 및 쿼터니언 값이 포함될 수 있다. 예를 들어, 측정 단말(20)은 3축 가속도계만을 사용했을 때 발생했던 동잡음에 대한 오차를 개선하기 위하여 6축 모션센서를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 6축 모션센서를 사용함으로써 동적인 상태에서 방향 전환이 생기면 발생되는 오차를 최소화할 수 있다. 6축 가속도 센서는 3축 가속도계와 3축 자이로스코프가 내장된 센서일 수 있다. 측정 단말(20)은 6축 모션 센서로부터 가속도 신호를 획득할 수 있다. 측정 단말(20)은 6축 모션 센서로부터 중력 가속도를 획득할 수 있다. 또한, 측정 단말(20)은 측정 단말(20)의 중심점의 위치 변화를 감지할 수 있다. 또한, 가속도 센서는 물체의 가속도 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정하는 센서로서, 물체의 운동 상태를 감지할 수 있게 만드는 센서를 말한다. According to an embodiment of the present application, the measurement terminal 20 may measure motion information using an acceleration sensor (6-axis motion sensor). Motion information acquired using an acceleration sensor (6-axis motion sensor) may include acceleration, angular velocity, and quaternion values. For example, the measurement terminal 20 may use a six-axis motion sensor to improve an error for motion noise that occurs when only a three-axis accelerometer is used, but is not limited thereto. By using a 6-axis motion sensor, it is possible to minimize the error that occurs when a direction change occurs in a dynamic state. The 6-axis acceleration sensor may be a sensor with a built-in 3-axis accelerometer and a 3-axis gyroscope. The measurement terminal 20 may obtain an acceleration signal from a 6-axis motion sensor. The measurement terminal 20 may acquire gravitational acceleration from a 6-axis motion sensor. In addition, the measurement terminal 20 may detect a change in the location of the center point of the measurement terminal 20. In addition, the acceleration sensor is a sensor that measures dynamic forces such as acceleration, vibration, and impact of an object, and refers to a sensor that enables detection of a motion state of an object.

또한, 측정 단말(20)은 운동 기능 측정을 위해 동작하는 사용자의 손과 팔의 움직임을 측정하기 위해 6축 가속도계 구동 회로로 설계될 수 있으며, 운동 기능 측정을 시행하는 과정에서 산출되는 복수의 파라미터들을 측정할 수 있다. 일예로, 측정되는 복수의 파라미터들은 6축 모션 센서로부터 획득되는 가로축(X축), 세로축(Y축), 세로축(Y축)에 대하여 직각이 되는 제3의 축(Z축), G센서로부터 획득되는 G1, G2, G3 각각에 해당하는 파라미터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the measurement terminal 20 may be designed as a six-axis accelerometer driving circuit to measure the movement of the user's hand and arm operating to measure the motor function, and a plurality of parameters calculated in the process of performing the motor function measurement Can be measured. As an example, a plurality of measured parameters are obtained from a 6-axis motion sensor, from a third axis (Z axis) and a G sensor that are perpendicular to the horizontal axis (X axis), vertical axis (Y axis), and vertical axis (Y axis). It may include parameters corresponding to each of the acquired G1, G2, and G3, but is not limited thereto.

다른 일예로, 측정 단말(20)은 Pulse Oximetry라는 기술에 근거한 광학적인 심박 측정 센서를 이용하여 환자의 생체 신호를 측정할 수 있다. 이때, 측정되는 환자의 생체 신호는 심박수 정보일 수 있다. 심박 측정 센서는, 혈액 속에 헤모글로빈이 산소를 머금을 때와 산소가 빠졌을 때의 광학적인 반응이 다르게 나타나는 원리를 이용하여 손목 부분에서 적외선 혹은 붉은 LED를 피부로 주기적으로 쏘아서 반사 정도의 차이를 이용하여 심박을 계산하는 센서일 수 있다.As another example, the measurement terminal 20 may measure a patient's biological signal using an optical heart rate sensor based on a technology called Pulse Oximetry. In this case, the measured patient's vital signal may be heart rate information. The heart rate sensor uses the principle that the optical response differs when hemoglobin contains oxygen in the blood and when oxygen is depleted, and uses the difference in the degree of reflection by periodically shooting an infrared or red LED from the wrist to the skin. It may be a sensor that calculates the heart rate.

또 다른 일예로, 측정 단말(20)은 블루투스(Bluetooth)를 기반으로 동작 분석 장치(10)와 통신할 수 있다. 측정 단말(20)은 동작 분석 장치(10)와 네트워크 통신이 불가할 경우, 측정 단말(20)에 포함된 저장부(미도시)에 센서를 통해 수집된 상태 정보를 저장할 수 있다. 측정 단말(20)은 동작 분석 장치(10)와 네트워크 통신이 가능한 경우, 측정 단말(20)에 포함된 저장부(미도시)에 센서를 통해 수집된 상태 정보를 제공할 수 있다. 즉, 측정 단말(20)은 네트워크 통신이 단절된 상황에서도 상태 정보를 수집할 수 있다.As another example, the measurement terminal 20 may communicate with the motion analysis device 10 based on Bluetooth. When network communication with the motion analysis device 10 is impossible, the measurement terminal 20 may store state information collected through a sensor in a storage unit (not shown) included in the measurement terminal 20. When network communication with the motion analysis device 10 is possible, the measurement terminal 20 may provide state information collected through a sensor to a storage unit (not shown) included in the measurement terminal 20. That is, the measurement terminal 20 may collect status information even when network communication is disconnected.

한편, 측정 단말(20)은 6축 모션센서 기반 밴드타입 단말기 회로로 설계될 수 있으며, 밴드타입 단말기 무선통신회로를 포함할 수 있다. 또한, 측정 단말(20)은 근전도 전극 기반 암 밴드타입 단말일 수 있다. 측정 단말(20)은 암 밴드타입 단말기로 무선통신회로를 포함할 수 있다.Meanwhile, the measurement terminal 20 may be designed as a 6-axis motion sensor-based band-type terminal circuit, and may include a band-type terminal wireless communication circuit. In addition, the measurement terminal 20 may be an EMG electrode-based arm band type terminal. The measurement terminal 20 is an arm band type terminal and may include a wireless communication circuit.

본원의 다른 일 실시예에 따르면, 측정 단말(20)은 카메라 모듈(미도시)을 포함하며 환자의 신체 중 움직임을 촬영하여 사용자의 상태 정보를 획득할 수 있다. 일예로, 카메라 모듈(미도시)은 환자의 신체 일부에 부착 또는 착용된 측정 단말(20)을 기준으로 측정 단말(20)의 위치 및 각도 변화를 추정하기 위한 동작 정보를 수집할 수 있다.According to another embodiment of the present application, the measurement terminal 20 includes a camera module (not shown) and may acquire state information of a user by photographing movements of a patient's body. For example, the camera module (not shown) may collect motion information for estimating a change in the position and angle of the measurement terminal 20 based on the measurement terminal 20 attached or worn on a part of the patient's body.

본원의 일 실시예에 따르면, 자극 단말기(30)는 환자의 신체 일부에 자극을 가할 수 있다. 일예로, 자극 단말기(30)는 환자의 머리 또는 가슴 부위에 자극을 가할 수 있다. 자극 단말기(30)는 환자의 자발적 움직임의 정도를 판단하기 위한 도구일 수 있다. 자극 단말기(30)는 의사 또는 간호사가 자극 단말기(30)를 이용하여 환자의 신체 일부에 가한 압력의 세기의 값을 측정할 수 있다. 자극 단말기(30)는 로드셀 기반으로 형성될 수 있다. 자극 단말기(30)가 로드셀 기반으로 형성됨으로써, 자극 세기를 정량화할 수 있다. 로드셀(Load Cell)은 로드, 즉 하중, 부하, 힘을 측정하는 센서로 측정 압력치를 전기적 신호로 변환 출력할 수 있다. 자극 단말기(30)는 무선통신회로를 포함할 수 있으며, 네트워크를 통해 자극 단말기(30)에서 가한 자극의 세기 정보를 동작 분석 장치(10)로 제공할 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present application, the stimulation terminal 30 may apply stimulation to a part of the patient's body. For example, the stimulation terminal 30 may apply stimulation to the patient's head or chest. The stimulation terminal 30 may be a tool for determining the degree of voluntary movement of the patient. The stimulation terminal 30 may measure a value of the intensity of pressure applied to a part of the patient's body by a doctor or a nurse using the stimulation terminal 30. The stimulation terminal 30 may be formed based on a load cell. Since the stimulation terminal 30 is formed based on a load cell, the strength of the stimulation can be quantified. A load cell is a sensor that measures load, that is, load, load, and force, and can convert and output a measured pressure value into an electrical signal. The stimulus terminal 30 may include a wireless communication circuit, and may provide information on the intensity of the stimulus applied by the stimulus terminal 30 to the motion analysis device 10 through a network.

본원의 다른 일 실시예에 따르면, 도면에는 동작 분석 장치(10)가 따로 구분되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 동작 분석 장치(10)는 측정 단말(20) 내부에 구비되어 있을 수 있다. 사지에 부착된 모듈(가속도센서, 근전도센서 내장)이 환자 본인의 자발적 움직임 진위 여부를 판별할 수 있다.According to another embodiment of the present application, although the figure shows that the motion analysis apparatus 10 is separately divided, the motion analysis apparatus 10 may be provided inside the measurement terminal 20. A module attached to the limb (acceleration sensor, EMG sensor built-in) can determine whether the patient's own voluntary movement is true or not.

한편, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 판단된 환자의 마비 진행 여부 및 평가된 환자의 운동반응 정보를 저장하기 위한 동작 분석 서버(미도시)를 더 포함할 수 있다. 동작 분석 서버(미도시)는 측정 단말(20)로부터 획득되는 상태 정보 및 동작 분석 장치(10)로부터 판단된 환자의 마비 진행 여부 및 평가된 환자의 운동반응 정보를 저장할 수 있다. 또한, 동작 분석 서버(미도시)는 측정 단말(20)로부터 획득된 상태 정보를 데이터 셋으로 변환하여 저장할 수 있다. Meanwhile, the paralysis patient motion analysis monitoring system 1 may further include a motion analysis server (not shown) for storing the determined patient's progression of paralysis and the evaluated motion response information of the patient. The motion analysis server (not shown) may store state information obtained from the measurement terminal 20 and whether the patient's paralysis progression determined by the motion analysis device 10 and the evaluated motion response information of the patient are stored. In addition, the motion analysis server (not shown) may convert and store the state information obtained from the measurement terminal 20 into a data set.

또한, 동작 분석 서버(미도시)는 분산된 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)의 데이터 수집을 위해 웹 서버를 구축할 수 있다. 동작 분석 서버(미도시)는 동작 분석 장치(10)로부터 수신되는 데이터 수집할 수 있다. 또한, 동작 분석 서버(미도시)는 수집된 데이터의 체계적 관리를 위해 데이터베이스를 구축할 수 있다. 또한, 동작 분석 서버(미도시)는 측정 단말(20)로부터 수집된 데이터의 관리 및 보관을 위한 데이터베이스를 구축할 수 있다.In addition, the motion analysis server (not shown) may build a web server for data collection of the distributed paralysis patient motion analysis monitoring system 1. The motion analysis server (not shown) may collect data received from the motion analysis device 10. In addition, the motion analysis server (not shown) may build a database for systematic management of collected data. In addition, the motion analysis server (not shown) may build a database for management and storage of data collected from the measurement terminal 20.

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 동작 분석 장치의 개략적인 블록도이다. 2 is a schematic block diagram of a motion analysis apparatus according to an embodiment of the present application.

도 2를 참조하면, 동작 분석 장치(10)는 수신부(11), 전처리부(12), 분석부(13), 평가부(14) 및 제공부(15)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the motion analysis apparatus 10 may include a receiving unit 11, a preprocessing unit 12, an analysis unit 13, an evaluation unit 14, and a providing unit 15.

본원의 일 실시예에 따르면, 수신부(11)는 측정 단말(20)로부터 획득된 상태 정보를 수신할 수 있다. 수신부(11)는 측정 단말(20)로부터 움직임 정보 및 근전도 신호를 포함하는 상태 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 움직임 정보는 환자의 팔 또는 다리의 움직인 거리, 각도, 세기, 방향 등을 포함하는 정보로서 측정 단말(20)의 가속도, 각속도, 쿼터니언 값이 포함될 수 있다. 또한, 근전도 신호는 근전도 센서를 이용하여 수집된 정보일 수 있다. 근전도 검사는 신경과 근육에서 발생하는 전기적 신호를 기계를 통해 분석해 말초신경이나 신경 주변 및 근육의 이상이 있는지 보기 위한 검사이다.According to an embodiment of the present application, the receiving unit 11 may receive status information obtained from the measurement terminal 20. The receiving unit 11 may receive state information including motion information and an EMG signal from the measurement terminal 20. For example, the motion information is information including a movement distance, angle, intensity, direction, etc. of the patient's arm or leg, and may include acceleration, angular velocity, and quaternion values of the measurement terminal 20. In addition, the EMG signal may be information collected using an EMG sensor. Electromyography is a test to see if there are abnormalities in the peripheral nerves, nerves, and muscles by analyzing electrical signals generated from nerves and muscles through a machine.

또한, 수신부(11)는 자극 단말기(30)를 이용하여 환자의 신체 일부에 가한 자극의 세기 정보를 자극 단말기(30)로부터 수신할 수 있다. 자극의 세기 정보는 의사 또는 간호사가 자극 단말기(30)를 이용하여 환자의 신체 일부(예를 들어, 머리 또는 가슴)에 압박을 가한 세기와 관련된 정보일 수 있다. 수신부(11)는 자극의 세기 정보를 수신함으로써, 의사 또는 간호사가 환자의 운동반응을 평가하기 위해 자극(압박)하는 세기의 정도가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. In addition, the receiving unit 11 may receive information on the intensity of stimulation applied to a part of the patient's body by using the stimulation terminal 30 from the stimulation terminal 30. The stimulation intensity information may be information related to an intensity applied by a doctor or a nurse to a part of the patient's body (eg, head or chest) using the stimulation terminal 30. The receiving unit 11 may receive information on the intensity of the stimulus so that the intensity of the stimulus (compression) by a doctor or a nurse in order to evaluate the patient's motor response is kept constant.

한편, 수신부(11)는 외부 서버(미도시)로부터 환자(사용자)의 인적 사항 정보, 진료 정보 등을 수신할 수 있다. 일예로, 인적 사항 정보는, 환자(사용자)의 나이, 이름, 주소, 주민등록 번호, 보험증번호 등을 포함할 수 있다. 진료 정보는, 환자(사용자)가 병원을 방문하고, 의사가 진료한 결과, MRI, CT, X-ray, 초음파 검사를 수행한 결과 등을 포함할 수 있다. Meanwhile, the receiving unit 11 may receive personal information of a patient (user), medical treatment information, and the like from an external server (not shown). For example, the personal information information may include the age, name, address, resident registration number, insurance card number, and the like of the patient (user). The treatment information may include a result of a patient (user) visiting a hospital and a doctor's treatment, a result of performing an MRI, CT, X-ray, ultrasound examination, and the like.

본원의 실시예에 관한 설명에서 외부 서버(미도시)는 병원 서버일 수 있다. 병원 서버(미도시)는 병원에 방문한 복수의 환자의 인적 사항 정보, 진료 정보 등을 보유하여 통합 관리하고, 소정의 사용자에 대한 진료 접수 및 진료 예약 절차 등을 처리하기 위해 병원 측이 보유하는 단말 또는 서버일 수 있다.In the description of the embodiment of the present application, the external server (not shown) may be a hospital server. The hospital server (not shown) is a terminal owned by the hospital to integrate and manage the personal information and treatment information of a plurality of patients who visit the hospital, and to handle treatment reception and treatment reservation procedures for a given user. Or it could be a server.

도면에 도시하진 않았으나, 동작 분석 장치(10)는 통신부(미도시)를 포함할 수 있다. 일예로, 통신부(미도시) 이동 통신망, 와이파이 등을 이용하여 직접적으로 통신할 수 있으며, 블루투스로 마련되어, 측정 단말(20)과 근거리 통신하여 상태 정보를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(미도시)는 측정 단말(20)과 스마트 기기 어플리케이션 등의 동작 분석 장치(10) 간의 데이터 동기화를 위해 블루투스 기반의 무선 통신 회로로 설계될 수 있다. 블루투스 통신 기반의 무선 네트워크 형성을 위해 더미 파일을 이용한 가상 네트워크가 구축될 수 있으며, 블루투스 저전력 프로파일을 이용하여 전력 소모를 최소화하고, 측정 단말(20)과 동작 분석 장치(10)와 연결되는 네트워크를 구축할 수도 있다.Although not shown in the drawing, the motion analysis apparatus 10 may include a communication unit (not shown). For example, the communication unit (not shown) may directly communicate using a mobile communication network, Wi-Fi, etc., and may be provided with Bluetooth, and may communicate with the measurement terminal 20 in a short distance to receive status information. In addition, the communication unit (not shown) may be designed as a Bluetooth-based wireless communication circuit for data synchronization between the measurement terminal 20 and the motion analysis device 10 such as a smart device application. In order to form a wireless network based on Bluetooth communication, a virtual network using a dummy file can be constructed, and power consumption is minimized by using a Bluetooth low power profile, and a network connected to the measurement terminal 20 and the motion analysis device 10 is established. You can also build it.

본원의 일 실시예에 따르면, 전처리부(12)는 상태 정보를 복수의 필터 및 전처리 알고리즘에 적용하여 전처리를 수행할 수 있다. 전처리부(12)는 상태 정보에 포함된 복수의 파라미터들을 정량화하기 위해 전처리를 수행할 수 있다. 일예로, 전처리부(12)는 측정 단말(20)로부터 획득된 시계열 형태의 측정 데이터인 움직임 정보를 전처리할 수 있다. 전처리부(12)는 시계열 형태의 측정 데이터인 움직임 정보를 N 개의 반복 주기(Cycle) 형태로 전처리할 수 있다. 시간에 따라 변화하는 시계열 형태의 측정 데이터는 데이터 패턴을 추적하기 어렵기 때문에, 전처리부(12)는 시간의존성을 회피하기 위해 시계열 형태의 측정 데이터를 주기(Cycle) 형태로 전처리할 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present disclosure, the preprocessor 12 may perform preprocessing by applying the state information to a plurality of filters and preprocessing algorithms. The preprocessor 12 may perform preprocessing to quantify a plurality of parameters included in the state information. For example, the preprocessor 12 may preprocess motion information, which is measurement data in the form of a time series obtained from the measurement terminal 20. The preprocessor 12 may preprocess motion information, which is measurement data in a time series format, in the form of N repetition cycles. Since it is difficult to track a data pattern in the measurement data in a time series format that changes with time, the preprocessor 12 may preprocess the measurement data in a time series format in a cycle form in order to avoid time dependence.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 마비환자 동작 분석 모니터링 방법의 전처리 방법에 대한 개략적인 동작 흐름도이다.3 is a schematic operation flowchart of a pre-processing method of a method for analyzing and monitoring a motion of a paralyzed patient according to an embodiment of the present application.

예시적으로 도 3을 참조하면, 단계 S210에서 전처리부(12)는 측정 단말(20)을 이용하여 획득된 상태 정보에 포함된 움직임 정보를 수신할 수 있다. 달리 말해, 전처리부(12)는 측정 단말(20)의 6축 모션센서로부터 획득된 움직임 정보와 관련된 Raw Data(원자료)를 수신할 수 있다.For example, referring to FIG. 3, in step S210, the preprocessor 12 may receive motion information included in the state information acquired using the measurement terminal 20. In other words, the preprocessor 12 may receive raw data (raw data) related to motion information acquired from the 6-axis motion sensor of the measurement terminal 20.

단계 S211에서 전처리부(12)는 상태 정보에 포함된 움직임 정보를 제1필터에 적용하여 중력 성분을 제거하는 전처리를 수행할 수 있다. 중력 성분을 제거하기 위한 제1필터는 IIR Highpass필터일 수 있다. 전처리부(12)는 제1필터를 적용하여 중력성분을 제거하고, 환자의 움직임의 세기가 미리 설정된 값(예를 들어, 0 내지 2 사이의 값)으로 표현되도록 전처리를 수행할 수 있다. 달리 말해, 전처리부(12)는 상태 정보에 포함된 움직임 정보를 IIR Highpass 에 적용하여 중력 성분을 제거할 수 있다. IIR Filter(Infinite impulse response Filter)는 디지털 필터의 한 종류로 입력 신호의 값이고 출력 신호의 값이 재귀적으로 적용되어 필터링이 수행된다. 구현식의 형태로 반복식이 되며 특성 함수인 임펄스 응답은 무한한 길이를 갖는다. 예를 들어, 전처리부(12)는 상태 정보를 차단 주파수(cutoff frequency)가 0.25Hz인 IIR Highpass 필터에 적용하여 중력성분을 제거해 환자의 움직임의 세기 값을 0 내지 2 사이의 값으로 표현되도록 하는 전처리를 수행할 수 있다.In step S211, the preprocessor 12 may perform preprocessing of removing the gravity component by applying motion information included in the state information to the first filter. The first filter for removing the gravity component may be an IIR Highpass filter. The preprocessor 12 may apply the first filter to remove the gravitational component, and perform preprocessing so that the intensity of the patient's movement is expressed as a preset value (eg, a value between 0 and 2). In other words, the preprocessor 12 may remove the gravity component by applying motion information included in the state information to the IIR Highpass. IIR Filter (Infinite Impulse Response Filter) is a type of digital filter. Filtering is performed by recursively applying the value of the input signal and the value of the output signal. It is an iterative expression in the form of an implementation expression, and the impulse response, a characteristic function, has an infinite length. For example, the preprocessor 12 applies the state information to an IIR Highpass filter having a cutoff frequency of 0.25 Hz to remove the gravitational component so that the intensity of the patient's motion is expressed as a value between 0 and 2. Pre-treatment can be performed.

단계 S212에서 전처리부(12)는 중력 성분이 제거된 움직임 정보를 신호 벡터크기 알고리즘에 적용하여 움직임 세기 데이터를 추출할 수 있다. 달리 말해, 전처리부(12)는 제1필터에 적용하여 중력 성분이 제거된 움직임 정보(움직임 세기 값)를 신호벡터크기(Signal Vector Machine) 알고리즘에 적용하여 움직임 세기 데이터를 추출할 수 있다. 예를 들어, 전처리부(12)는 환자의 움직임을 가속도 값의 세기로 나타내어 수치화할 수 있다. 가속도 값은 세 개의 x, y, z축의 값으로 센서로부터 나오며 전처리부(12)는 이를 하나의 대표 값으로 처리하는 신호벡터크기(Signal Vector Machine) 알고리즘을 통해 환자의 움직임의 세기로 표현할 수 있다.In step S212, the preprocessor 12 may extract motion intensity data by applying motion information from which the gravity component has been removed to a signal vector size algorithm. In other words, the preprocessor 12 may extract motion intensity data by applying motion information (motion intensity value) from which gravity components are removed by applying to the first filter to a Signal Vector Machine algorithm. For example, the preprocessor 12 may represent the patient's movement as an intensity of an acceleration value and convert it into a numerical value. The acceleration value comes from the sensor as three values of the x, y, and z axes, and the preprocessor 12 can express the intensity of the patient's motion through a signal vector machine algorithm that processes it as one representative value. .

단계 S213에서 전처리부(12)는 단계 S212에서 추출된 움직임 세기 데이터를 제4필터에 적용하는 전처리를 수행할 수 있다. 달리 말해, 전처리부(12)는 데이터의 변화 움직임이 심한 움직임 세기 데이터의 데이터 원 값(Raw Data)을 부드럽게 만들기 위해 MAF(Moving Average Filter)를 사용하여 전처리를 수행할 수 있다. In step S213, the preprocessor 12 may perform pre-processing of applying the motion intensity data extracted in step S212 to the fourth filter. In other words, the preprocessor 12 may perform preprocessing by using a moving average filter (MAF) to smooth the raw data of the motion intensity data in which the change motion of the data is severe.

단계 S221에서 전처리부(12)는 중력 성분이 제거된 움직임 정보를 제2필터에 적용하여 전처리를 수행할 수 있다. 달리 말해, 전처리부(12)는 제1필터에 적용하여 중력 성분이 제거된 움직임 정보를 제2필터(예를 들어, 칼만 필터)에 적용하는 전처리를 수행할 수 있다. 움직임 정보에는 가속도, 각속도 등의 값이 포함되어 있으며, 가속도 값에는 운동가속도와 중력 가속도가 포함될 수 있다. 중력가속도가 작용하는 방향으로 운동하게 되면 운동가속도는 중령가속도에 의해 변형된다. 이를 해결하기 위해 전처리부(12)는 칼만 필터를 적용하여 가속도 값과 각속도 값을 각각 얻은 후, 칼만필터를 통하여 기울기의 값이 더해지지 않은 가속도 값을 획득할 수 잇다. In step S221, the preprocessor 12 may perform preprocessing by applying motion information from which the gravity component has been removed to the second filter. In other words, the preprocessor 12 may perform preprocessing of applying motion information from which the gravity component has been removed by applying to the first filter to the second filter (eg, Kalman filter). The motion information includes values such as acceleration and angular velocity, and the acceleration value may include motion acceleration and gravitational acceleration. When moving in the direction in which the gravity acceleration acts, the motion acceleration is transformed by the middle age acceleration. To solve this problem, the preprocessor 12 may obtain an acceleration value and an angular velocity value by applying a Kalman filter, and then obtain an acceleration value to which a slope value is not added through the Kalman filter.

또한, 전처리부(12)는 움직임 정보에 포함된 가속도 값과 기울기 값을 칼만필터에 적용하여 기울기 값이 제거된 가속도 값을 계산할 수 있다. 이때, 칼만필터는 예측(Predict)과 보완(Update) 과정으로 구성될 수 있다. 참고로, 전처리부(12)는 칼만 필터를 이용하여 잡음을 제거할 수 있다. 일반적으로, 가속도 값에는 운동 가속도와 중력 가속도가 포함될 수 있다. 중력 가속도가 작용하는 방향으로 운동하게 되면 운동 가속도는 중력 가속도에 의해 변형될 수 있다. 이를 해결하기 위해 본원에서는 칼만 필터를 적용하여 가속도 값을 추정할 수 있다. 적분을 통하여 예측되는 거리는 노이즈(예를 들어, 중력가속도 값 등)로 인하여 발산이 될 경우 심각한 문제를 유발할 수 있기 때문에 필터처리가 꼭 필요하다. 본원에서는 칼만필터를 적용하여 노이즈를 해결하고자 한다. 예시적으로, 칼만필터는 잡음이 포함되어 있는 기존의 측정된 값을 재귀적으로 처리하는 필터이다. 전처리부(12)는 칼만필터를 이용하여 현재 상태에 대한 최적의 통계적 예측을 진행할 수 있다. 또한, 전처리부(12)는 칼만 필터에 포함된 예측(Predict)과정 및 보완(Update) 과정을 통하여 추정값을 계산할 수 있다.Also, the preprocessor 12 may calculate an acceleration value from which the slope value is removed by applying the acceleration value and the slope value included in the motion information to the Kalman filter. In this case, the Kalman filter may consist of a prediction and an update process. For reference, the preprocessor 12 may remove noise using a Kalman filter. In general, the acceleration value may include motion acceleration and gravitational acceleration. When moving in the direction in which the gravitational acceleration acts, the motion acceleration may be deformed by the gravitational acceleration. To solve this problem, in the present application, the Kalman filter may be applied to estimate the acceleration value. If the distance predicted through integration is diverged due to noise (eg, gravitational acceleration value, etc.), it may cause a serious problem, so filter processing is absolutely necessary. In this application, the Kalman filter is applied to solve the noise. For example, the Kalman filter is a filter that recursively processes an existing measured value containing noise. The preprocessor 12 may perform optimal statistical prediction on the current state by using the Kalman filter. In addition, the preprocessor 12 may calculate an estimated value through a prediction process and an update process included in the Kalman filter.

단계 S222에서 전처리부(12)는 칼만 필터에 적용하여 전처리된 움직임 정보를 사다리꼴(Trapezoidal) 연산을 수행하여 거리 데이터를 추출할 수 있다. 달리 말해, 전처리부(12)는 칼만 필터에 적용하여 전처리된 움직임 정보를 사다리꼴 연산 방법에 2번 적용하여 거리 데이터를 추출할 수 있다. 전처리부(12)는 칼만 필터에 적용하여 전처리된 움직임 정보에 포함된 가속도 값을 두 번 적분하는 과정을 통해 움직인 거리를 획득하되, 일반적인 적분은 샘플링의 한계로 양자화 과정 중에 오차가 발생하므로, 발생하는 오차를 보완하기 위해 사다리꼴(Trapezoidal) 연산 방법을 적용하여 이중적분 중 발생하는 오차를 해결할 수 있다. In step S222, the preprocessor 12 may extract distance data by performing a trapezoidal operation on the motion information preprocessed by applying the Kalman filter. In other words, the preprocessor 12 may extract distance data by applying the motion information preprocessed to the Kalman filter twice to the trapezoidal operation method. The preprocessor 12 obtains the distance moved through the process of integrating the acceleration value included in the preprocessed motion information twice by applying it to the Kalman filter, but the general integration is a limitation of sampling and an error occurs during the quantization process. In order to compensate for the error that occurs, it is possible to solve the error that occurs during double integration by applying a trapezoidal calculation method.

Trapezoidal Method는 이전 값과 현재 값에 대하여 사다리꼴의 긴 변과 작은 변의 차를 구한 후, 높이에 해당하는 시간을 곱하여 사다리꼴의 넓이를 도출하여 현재 거리에 대한 값을 도출하는 방법이다. 달리 말해, 전처리부(12)는 사다리꼴(Trapezoidal) 연산 방법에 칼만 필터에 적용하여 전처리된 움직임 정보를 사다리꼴 긴 변과 작은 변의 차의 값을 도출하고, 높이(시간)를 곱하고, 평행사변형 넓이를 도출한 후 현재 속력(거리)의 값을 도출할 수 있다.Trapezoidal Method is a method to derive a value for the current distance by calculating the difference between the long side and the small side of the trapezoid with respect to the previous value and the current value, and then multiplying the time corresponding to the height to derive the area of the trapezoid. In other words, the preprocessor 12 applies the preprocessed motion information to the Kalman filter in the trapezoidal calculation method to derive the difference between the long side and the small side of the trapezoid, multiply the height (time), and calculate the area of the parallelogram. After deriving, the value of the current speed (distance) can be derived.

단계 S223에서 전처리부(12)는 단계 S222에서 추출된 움직임 세기 데이터를 제4필터에 적용하여 전처리를 수행할 수 있다. 달리 말해, 전처리부(12)는 데이터의 변화 움직임이 심한 거리 데이터의 데이터 원 값(Raw Data)을 부드럽게 만들기 위해 MAF(Moving Average Filter)를 사용하여 전처리를 수행할 수 있다.In step S223, the preprocessor 12 may perform pre-processing by applying the motion intensity data extracted in step S222 to the fourth filter. In other words, the preprocessor 12 may perform preprocessing by using a moving average filter (MAF) to smooth the raw data of distance data in which data movement is severe.

단계 S231에서 전처리부(12)는 측정 단말(20)을 이용하여 획득된 상태 정보에 포함된 근전도 신호를 수신할 수 있다. 달리 말해, 전처리부(12)는 측정 단말(20)에 포함된 근전도 센서로부터 획득된 근전도 신호와 관련된 Raw Data(원자료)를 수신할 수 있다.In step S231, the preprocessor 12 may receive an EMG signal included in the acquired state information using the measurement terminal 20. In other words, the preprocessor 12 may receive raw data (raw data) related to an EMG signal obtained from an EMG sensor included in the measurement terminal 20.

단계 S332에서 전처리부(12)는 상태 정보에 포함된 근전도 신호를 제3필터에 적용하여 잡음을 제거하는 전처리를 수행할 수 있다. 달리 말해, 전처리부(12)는 근전도 신호를 High Pass Filter 적용하여 잡음을 제거하는 전처리를 수행할 수 있다. 또한, 전처리부(12)는 근전도 센서로부터 나온 데이터 원 값(Raw Data)의 고주파 잡음(Noise)을 없애기 위해 LPF(Low Pass Filter)에 근전도 신호를 적용하여 전처리를 수행할 수 있다. In step S332, the preprocessor 12 may perform preprocessing of removing noise by applying the EMG signal included in the state information to the third filter. In other words, the preprocessor 12 may perform preprocessing of removing noise by applying a high pass filter to the EMG signal. In addition, the preprocessor 12 may perform preprocessing by applying an EMG signal to a low pass filter (LPF) in order to remove high frequency noise of raw data from the EMG sensor.

단계 S333에서 전처리부(12)는 단계 S232에서 추출된 근전도 신호를 제4필터에 적용하여 전처리를 수행할 수 있다. 달리 말해, 전처리부(12)는 데이터의 변화 움직임이 심한 근전도 센서의 데이터 원 값(Raw Data)을 부드럽게 만들기 위해 MAF(Moving Average Filter)를 사용하여 전처리를 수행할 수 있다. In step S333, the preprocessor 12 may perform preprocessing by applying the EMG signal extracted in step S232 to the fourth filter. In other words, the preprocessor 12 may perform preprocessing by using a moving average filter (MAF) to smooth the raw data of the EMG sensor in which data changes and movements are severe.

단계 S240에서 분석부(13)는 전처리부(12)에서 전처리된 움직임 세기, 거리 데이터, 쿼터니언, 근전도 신호를 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용할 수 있다. In step S240, the analysis unit 13 may apply the motion intensity, distance data, quaternion, and EMG signals preprocessed by the preprocessor 12 to the pattern analysis tracking algorithm.

단계 S250에서 분석부(13)는 패턴 분석 추적 알고리즘에 기반하여 환자의 마비 진행 여부를 도출할 수 있다. In step S250, the analysis unit 13 may derive whether the patient is paralyzed based on the pattern analysis tracking algorithm.

본원의 일 실시예에 따르면, 분석부(13)는 전처리부(12)에서 전처리된 상태 정보를 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용하여 마비 진행 여부를 분석할 수 있다. 분석부(13)는 전처리부(12)에서 전처리가 완료된 움직임 세기, 거리 데이터, 쿼터니언 및 근전도 신호를 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용하여 마비 진행 여부를 분석할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the analysis unit 13 may analyze whether the paralysis progresses by applying the state information preprocessed by the preprocessor 12 to a pattern analysis tracking algorithm. The analysis unit 13 may analyze whether the paralysis progresses by applying the motion intensity, distance data, quaternion, and EMG signals that have been preprocessed by the preprocessor 12 to a pattern analysis tracking algorithm.

도 4는 본원의 일 실시예에 따른 마비환자 동작 분석 모니터링 방법의 패턴 분석 추적 알고리즘에 대한 개략적인 동작 흐름도이다.4 is a schematic operation flowchart of a pattern analysis tracking algorithm of a paralysis patient motion analysis monitoring method according to an embodiment of the present application.

예시적으로 도 4를 참조하면, 단계 S241에서 분석부(13)는 전처리부(12)에서 전처리가 완료된 움직임 세기, 거리 데이터, 쿼터니언, 근전도 신호를 수신할 수 있다. 분석부(13)는 앞서 설명된 단계 S210 내지 S233 과정을 거친 움직임 세기 데이터, 거리 데이터, 쿼터니언, 근저도 신호를 수신할 수 있다. 쿼터니언은, 차원 공간에서 자세각을 표현하기 위해 도출되는 값일 수 있다. 쿼터니언은 강체(Rigid body)의 6자유도 운동(6DOF: 6 Degree of Freedom)을 정의할 때 자주 사용된다. 쿼터니언(Quaternion; 사원수)은 물체의 회전이나 방향 설정에서 뛰어난 성능을 발휘하고, 특히, 오일러 각(Euler Angles)의 연산에서 발생하는 짐벌락(Gimbal Lock)과 같은 각종 문제점들을 극복하기 위해 쿼터니언을 사용한다. 9개의 원소를 사용하는 회전행렬에 비해 4개의 원소로 간결하게 표현할 수 있다.For example, referring to FIG. 4, in step S241, the analysis unit 13 may receive motion intensity, distance data, quaternion, and EMG signals that have been preprocessed by the preprocessor 12. The analysis unit 13 may receive motion intensity data, distance data, quaternion, and root-degree signals that have been subjected to steps S210 to S233 described above. The quaternion may be a value derived to express an attitude angle in a dimensional space. Quaternions are often used to define the 6 Degree of Freedom (6DOF) motion of a rigid body. Quaternion (quaternion) exhibits excellent performance in setting the rotation or orientation of an object, and in particular, quaternion is used to overcome various problems such as gimbal lock that occurs in the calculation of Euler angles. use. Compared to the rotation matrix using 9 elements, it can be expressed concisely with 4 elements.

단계 S242에서 분석부(13)는 움직임 세기 데이터가 미리 설정된 기준 세기(Threshold) 값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 일예로, 분석부(13)는 환자에게 가해지는 의료적 행위(예를 들어, 주사, 토닥이 등)에 의해 발생하는 세기의 크기를 판별하여 미리 설정된 기준 세기 값을 선정할 수 있다. 움직임의 세기 값은 앞선 신호벡터크기 알고리즘(SVM 알고리즘)과 제1필터(IIR 필터)의 필터링을 통해 0 내지 2 사이의 값으로 나타낼 수 있다. 다른 일예로, 분석부(13)는 미리 설정된 기준 세기 값을 0 내지 2 사이의 일정 값(threshold)으로 설정할 수 있다. 분석부(13)는 환자에게 가해지는 의료적 행위로 인한 흔들림을 0 내지 2 사이의 일정 값(threshold)으로 설정할 수 있다. In step S242, the analysis unit 13 may determine whether the motion intensity data exceeds a preset threshold. For example, the analysis unit 13 may select a preset reference intensity value by determining a magnitude of intensity generated by a medical action (eg, injection, padding, etc.) applied to a patient. The motion intensity value may be expressed as a value between 0 and 2 through filtering of the signal vector size algorithm (SVM algorithm) and the first filter (IIR filter). As another example, the analysis unit 13 may set a preset reference intensity value to a predetermined threshold between 0 and 2. The analysis unit 13 may set the shaking due to a medical action applied to the patient to a predetermined value between 0 and 2 (threshold).

예시적으로, 환자에게 가해지는 의료적 행위의 예로는 주사, 토닥이 등을 포함할 수 있다. 측정 단말을 착용 또는 부착하고 있는 환자로부터 발생하는 움직임은 환자 본인의 자발적 움직임 또는 환자에게 가해지는 의료적 행위로 인한 움직임 즉, 타인에 의한 움직임을 포함할 수 있다. 분석부(13)는 환자의 움직임 세기 데이터를 기반으로 환자의 자발적 움직임을 판단함으로써, 보다 정확한 마비 진행 여부를 도출할 수 있다. Illustratively, examples of medical actions applied to a patient may include injections, patting, and the like. Movement generated from a patient wearing or attaching the measurement terminal may include a voluntary movement of the patient himself or a movement caused by a medical action applied to the patient, that is, movement by another person. The analysis unit 13 may derive a more accurate paralysis progression by determining the voluntary movement of the patient based on the movement intensity data of the patient.

단계 S243에서 분석부(13)는 단계 S242의 판단 결과 움직임 세기 데이터가 미리 설정된 기준 세기 값을 초과하는 경우 센서상 움직임이 발생한 것으로 판별할 수 있다. 달리 말해, 분석부(13)는 환자의 움직임(가속도)이 일정 값(threshold)을 넘어서 발생하되, 근전도 신호가 일정 값을 넘는 경우 환자의 자발적 움직임으로 판별할 수 있다. 예를 들어, 분석부(13)는 전처리가 완료된 움직임 세기의 값이 2를 초과하는지 여부를 판단하고, 움직임 세기의 값이 미리 설정된 기준 세기의 값(예를 들어, 2)을 초과하는 경우, 센서상 움직임이 발생한 것으로 판별할 수 있다. 센서상 움직임은 측정 단말의 거리, 각도, 세기 방향 중 적어도 어느 하나에 대한 변화가 발생한 것을 포함할 수 있다. In step S243, when the motion intensity data exceeds a preset reference intensity value as a result of the determination in step S242, the analysis unit 13 may determine that a motion on the sensor has occurred. In other words, the analysis unit 13 may determine that the patient's movement (acceleration) exceeds a certain value, but the EMG signal exceeds a certain value as the patient's voluntary movement. For example, the analysis unit 13 determines whether the preprocessed motion intensity value exceeds 2, and when the motion intensity value exceeds a preset reference intensity value (eg, 2), It can be determined that motion has occurred on the sensor. The motion on the sensor may include a change in at least one of a distance, an angle, and an intensity direction of the measurement terminal.

단계 S244에서 분석부(13)는 단계 S242의 판단 결과 움직임 세기 데이터가 미리 설정된 기준 세기 값을 초과하지 않는 경우, 센서상 움직임이 발생하지 않은 것으로 판별하고 전처리된 상태 정보의 수신을 대기할 수 있다. 달리 말해, 분석부(13)는 환자의 움직임(가속도)이 일정 값(threshold)을 넘어서 발생하되, 근전도 신호가 일정 값을 넘지 못하는 경우 환자의 자발적 움직임이 아닌 것으로 판별할 수 있다. 분석부(13)는 전처리가 완료된 움직임 세기 값이 일정 값(예를 들어, 2) 미만인 경우, 센서상 움직임이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 전처리된 움직임 세기의 값의 수신을 대기할 수 있다.In step S244, if the motion intensity data does not exceed a preset reference intensity value as a result of the determination in step S242, the analysis unit 13 may determine that no motion has occurred on the sensor and wait for reception of the preprocessed state information. . In other words, the analysis unit 13 may determine that the patient's movement (acceleration) exceeds a predetermined value, but the EMG signal does not exceed a predetermined value, as not the patient's spontaneous movement. When the preprocessed motion intensity value is less than a predetermined value (eg, 2), the analysis unit 13 may determine that no motion has occurred on the sensor and wait for reception of the preprocessed motion intensity value.

단계 S245에서 분석부(13)는 단계 S243에서 센서상 움직임이 발생한 것으로 판별한 경우, 근전도 신호가 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 일예로, 분석부(13)는 환자에게 가해지는 의료적 행위(예를 들어, 주사, 토닥이 등)에 의해 발생하는 근전도의 신호를 판별하여 미리 설정된 근전도 신호 값을 선정할 수 있다. 달리 말해, 분석부(13)는 센서상 움직임이 환자의 자발적 움직임인 것인지 환자에게 가해지는 의료적 행위인 것인지를 판별할 수 있다. 또한, 분석부(13)는 단계 S243에서 근전도 신호가 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하지 않는 경우, 환자의 자발적 움직임이 아닌 것으로 판별하고, 전처리된 상태 정보 수신을 대기할 수 있다.In step S245, when it is determined that motion on the sensor has occurred in step S243, the analysis unit 13 may determine whether the EMG signal exceeds a preset reference EMG signal value. For example, the analysis unit 13 may select a preset EMG signal value by discriminating an EMG signal generated by a medical action applied to a patient (eg, injection, padding, etc.). In other words, the analysis unit 13 may determine whether the motion on the sensor is a voluntary motion of the patient or a medical action applied to the patient. In addition, when the EMG signal does not exceed a preset reference EMG signal value in step S243, the analysis unit 13 may determine that the patient's voluntary motion is not and wait for reception of preprocessed state information.

단계 S246에서 분석부(13)는 단계 S245에서 근전도 신호가 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하는 경우, 센서상 움직임이 환자의 자발적 움직임인 것으로 판별할 수 있다. 환자의 자발적 움직임은 타인의 도움없이 환자 본인이 팔 들기, 다리 들기 등을 수행하는 것을 의미할 수 있다. In step S246, when the EMG signal exceeds a preset reference EMG signal value in step S245, the analysis unit 13 may determine that the motion on the sensor is a spontaneous motion of the patient. The patient's voluntary movement may mean that the patient himself or herself raises arms or legs without the help of others.

단계 S247에서 분석부(13)는 단계 S246에서 센서상 움직임이 환자의 자발적 움직임인 것으로 판별된 경우, n번째 움직임 정보와 n-1번째 움직임 정보를 비교하여 환자의 움직임의 시간 간격을 도출할 수 있다. 분석부(13)는 수신부(11)에서 수신한 현재 움직임 정보와 현재 시점에서의 이전 시간에 수신한 움직임 정보를 비교하여 근전도 세기 추이를 도출할 수 있다. 움직임 정보는 움직인 거리, 각도, 세기, 방향 등을 포함할 수 있다. In step S247, when it is determined that the motion on the sensor is a voluntary motion of the patient in step S246, the analysis unit 13 may compare the nth motion information and the n-1th motion information to derive the time interval of the patient's motion. have. The analysis unit 13 may derive an EMG intensity trend by comparing the current motion information received by the receiving unit 11 with the motion information received at a previous time at the current point in time. The motion information may include a distance, an angle, an intensity, and a direction that have been moved.

단계 S248에서 분석부(13)는 n 번째 근전도 신호와 n-1번째 근전도 신호를 비교하여 환자의 근전도 신호 세기 추이를 도출할 수 있다. 분석부(13)는 수신부(11)에서 수신한 현재 근전도 신호와 현재 시점에서의 이전 시간에 수신한 근전도 신호를 비교하여 환자의 근전도 신호 세기 추이를 도출할 수 있다. In step S248, the analysis unit 13 may derive a trend of the patient's EMG signal strength by comparing the n-th EMG signal and the n-1 th EMG signal. The analysis unit 13 may compare the current EMG signal received by the receiving unit 11 with the EMG signal received at a previous time at the current point in time to derive a trend of the patient's EMG signal strength.

단계 S249에서 분석부(13)는 도출된 환자의 움직임의 시간 간격 및 환자의 근전도 신호 세기 추이를 기반으로 환자의 움직임 추세를 분석할 수 있다. 분석부(13)는 환자 본인의 움직임일 경우 움직임의 인터벌(시간간격)을 측정하여 인터벌의 시간이 길어지는지 짧아지는지를 측정할 수 있다. In step S249, the analysis unit 13 may analyze the motion trend of the patient based on the derived time interval of the patient's motion and the trend of the patient's EMG signal strength. In the case of the patient's own movement, the analysis unit 13 may measure whether the interval time is lengthened or shortened by measuring the movement interval (time interval).

단계 S250에서 분석부(13)는 단계 S249의 분석 결에 기반하여 환자의 마비 진행 여부를 도출할 수 있다. 분석부(13)는 과거 움직임이 측정된 시간을 기준으로 현재 움직임이 발생한 시점을 비교하여 움직인 시간의 시간 간격이 지속적으로 증가하는 추세인 경우 마비 진행으로 판단할 수 있다. In step S250, the analysis unit 13 may derive whether the patient is paralyzed based on the analysis result in step S249. The analysis unit 13 may compare the time point at which the current motion has occurred based on the time at which the past motion has been measured, and determine that the paralysis progresses when the time interval of the motion time continues to increase.

또한, 분석부(13)는 과거 움직임이 측정된 시간을 기준으로 현재 움직임이 발생한 시점을 비교하여 움직인 시간의 인터벌이 계속적으로 증가하는 추세를 보이면 환자의 마비가 가속된다고 판단할 수 있다. 반면, 분석부(13)는 움직임 인터벌이 짧아지는 경우 마비 증세가 호전적으로 완화된다고 판단할 수 있다.In addition, the analysis unit 13 may determine that the paralysis of the patient is accelerated when the interval of the movement time continuously increases by comparing the time point at which the current movement has occurred based on the time at which the movement was measured in the past. On the other hand, the analysis unit 13 may determine that if the movement interval is shortened, the symptoms of paralysis are alleviated favorably.

본원의 일 실시예에 따르면, 평가부(14)는 자극 단말기(30)를 이용하여 환자에게 일정한 자극을 가한 이후 수신되는 상태 정보를 고려하여 환자의 운동반응(Motor Response)을 평가할 수 있다. 일예로, 자극 단말기(30)를 이용하여 환자에게 일정한 자극을 가한 이후 수신되는 상태 정보는 관절가동범위(ROM: Range Of Motion)와 관련된 정보일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present application, the evaluation unit 14 may evaluate a motor response of the patient in consideration of state information received after applying a certain stimulus to the patient using the stimulation terminal 30. For example, the state information received after applying a certain stimulation to the patient using the stimulation terminal 30 may be information related to a range of motion (ROM).

관절가동범위(Range Of Motion, ROM)는 치료적 중재를 위한 프로그램에서 움직임을 평가하기 위해 그리고 움직임을 시작하기 위해 이용되는 기초적 기술이다. 움직임은 다양한 패턴이나 다양한 관절가동범위에서 근육이나 외부의 힘에 의해 뼈를 움직이는 것으로써 기능적 활동을 수행하기 위해서는 필수적이다. 사람이 움직일 때, 이것은 중추신경계로부터 오는 정보를 수행하고 조절하는 근육 활동의 복잡한 조절이다. 뼈는 인접한 관절에서 두 뼈가 서로 관련하여 움직인다. 관절 위를 지나는 연부조직의 통합성과 유연성뿐만 아니라 관절의 구조는 인접한 두 뼈 사이에서 일어나는 움직임의 범위에 영향을 미친다. 일반적으로 가능한 최고의 운동범위를 관절가동범위(ROM)라 부른다. Range of Motion (ROM) is a basic technique used to evaluate motion and to initiate motion in therapeutic intervention programs. Movement is essential for performing functional activities by moving bones by muscles or external forces in various patterns or ranges of joint motion. When a person moves, it is a complex regulation of muscle activity that carries and regulates information from the central nervous system. Bones move in relation to each other in adjacent joints. The integrity and flexibility of the soft tissue passing over the joint, as well as the structure of the joint, affect the range of motion that occurs between two adjacent bones. In general, the maximum range of motion possible is called the range of motion of the joint (ROM).

관절가동범위를 통해 신체 분절이 움직일 때 그 부분에 있는 근육, 관절의 표면, 관절낭, 인대, 근막, 혈관, 신경 등에 의해 영향을 받는다. 관절가동범위의 활동은 관절범위와 근육범위로 쉽게 설명된다. 관절범위를 설명하는 데 굴곡, 실전, 외전, 내전 그리고 회전과 같은 용어가 사용된다. 관절가동범위는 일반적으로 관절각도계(Goniometer)로 측정되며, 도(Degree)로 기록된다. 본원에서는 관절가동범위를 측정 단말(20)을 이용하여 환자(사용자)의 관절가동범위를 측정할 수 있다. 측정 단말(20)은 복수의 센서를 기반으로 환자(사용자)의 관절가동범위를 수치화하여 제공할 수 있다. When a body segment moves through the range of motion of the joint, it is affected by the muscles in that part, the surface of the joint, the joint capsule, ligaments, fascia, blood vessels, and nerves. The activity of the joint motion range is easily explained by the joint range and the muscle range. Terms such as flexion, practice, abduction, pronation, and rotation are used to describe joint range. The range of motion of the joint is generally measured with a goniometer and recorded in degrees. In the present application, the joint motion range of the patient (user) may be measured using the measurement terminal 20. The measurement terminal 20 may provide a numerical value for the range of motion of the patient (user) based on a plurality of sensors.

본원의 일 실시예에 따르면, 수신부(11)는 측정 단말(20)의 6축 모션 센서를 사용하여 획득된 가속도, 각속도, 쿼터니언 값을 수신할 수 있다. 수신부(11)는 복수의 센서 중 6축 모션 센서로부터 가속도, 각속도 및 쿼터니언 값을 수신할 수 있다. 전처리부(12)는 6축 모션 센서를 이용하여 획득된 가속도, 각속도, 쿼터니언 값의 전처리를 수행할 수 있다. 분석부(13)는 전처리된 가속도, 각속도 및 쿼터니언 값의 사용하여 움직임 세기 및 움직인 거리를 획득할 수 있다. 분석부(13)는 수신부(11)에서 수신한 가속도, 각속도 및 쿼터니언 값에 기반하여 가속도의 값 및 각속도의 값을 통해 환자의 팔의 움직인 거리를 도출할 수 있다. 또한, 평가부(14)는 환자의 부착된 측정 단말(20)로부터 수집된 움직임 정보에 기반하여 환자의 팔의 움직임 궤적을 추적할 수 있다. 분석부(13)는 전처리된 가속도, 각속도 및 쿼터니언 값을 팔의 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용하여 환자의 팔의 궤적을 추적할 수 있다. 분석부(13)는 쿼터니언 값을 이용하여 측정 단말(20)이 회전한 축 및 회전한 각도를 도출할 수 있다. 분석부(13)는 쿼터니언 값을 사용하여 센서가 회전한 축 및 회전한 각도를 획득할 수 있다. 분석부(13)는 도출된 환자의 팔의 움직인 거리, 회전한 축 및 회전한 각도를 고려하여 환자의 팔의 움직임 궤적을 추적할 수 있다. 가속도 값, 각속도 값을 통해 움직인 거리를 계산하고, 쿼터니언 값을 통해 회전축과 각을 계산하여 통합하여 팔의 궤적을 추적할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the receiving unit 11 may receive acceleration, angular velocity, and quaternion values obtained using the 6-axis motion sensor of the measurement terminal 20. The receiver 11 may receive acceleration, angular velocity, and quaternion values from a 6-axis motion sensor among a plurality of sensors. The preprocessor 12 may perform preprocessing of acceleration, angular velocity, and quaternion values obtained using a 6-axis motion sensor. The analysis unit 13 may obtain the movement intensity and the movement distance by using the preprocessed acceleration, angular velocity, and quaternion values. The analysis unit 13 may derive the moving distance of the patient's arm through the acceleration value and the angular velocity value based on the acceleration, angular velocity, and quaternion values received by the receiving unit 11. In addition, the evaluation unit 14 may track the motion trajectory of the patient's arm based on the motion information collected from the patient's attached measurement terminal 20. The analysis unit 13 may track the trajectory of the patient's arm by applying the preprocessed acceleration, angular velocity, and quaternion values to an arm pattern analysis tracking algorithm. The analysis unit 13 may derive the rotation axis and the rotation angle of the measurement terminal 20 by using the quaternion value. The analysis unit 13 may use the quaternion value to obtain the axis at which the sensor rotates and the angle at which the sensor rotates. The analysis unit 13 may track the motion trajectory of the patient's arm in consideration of the derived movement distance of the patient's arm, the rotated axis, and the rotated angle. The movement distance is calculated through the acceleration value and the angular velocity value, and the rotation axis and angle are calculated through the quaternion value, and the trajectory of the arm can be tracked.

평가부(14)는 분석부(13)에서 패턴 분석 추적 알고리즘에 기반하여 i) 꼬집어서 바깥으로 나가냐, ii) 안쪽으로 말리나 돌아오지 못하냐, iii) 반응속도가 간호사(의사)의 손을 치지 못하고 한쪽으로 떠느냐 등의 상황으로 환자의 팔의 궤적(움직임 궤적)을 평가할 수 있다. The evaluation unit 14 is based on the pattern analysis tracking algorithm in the analysis unit 13, i) is it pinched and goes out, ii) is it curled in or cannot come back, iii) the reaction rate is the hand of the nurse (doctor). It is possible to evaluate the trajectory of the patient's arm (movement trajectory) by situations such as whether he cannot hit it and floats to one side.

또한, 평가부(14)는 패턴 분석 추적 알고리즘의 분석 결과와 복수의 단계별로 구분된 환자의 운동반응 척도를 비교하여 환자의 운동반응을 평가할 수 있다. 운동반응(Motor Response)은 1단계 내지 6단계로 구분될 수 있다. 운동반응의 각 단계는 1점 내지 6점 각각에 대응하며, Motor Grade(운동기능사정)은 근육의 운동량을 사정하는 것으로 척추 수술 후 가장 많이 사용하여 BEST motor로 사정하며 근력도 함께 사정한다. Motor Grade와 함께 SLR(straight leg raising, 수술 후 허리 아픈 사람에게 다리를 몇 도 들어올릴 수 있는가를 사정), dorsi flexion도 함께 사정한다. Grade가 낮아질수록 마비가 나타난다.In addition, the evaluation unit 14 may evaluate the patient's motor response by comparing the analysis result of the pattern analysis tracking algorithm with the patient's motor response scale divided into a plurality of stages. The motor response can be divided into 1 to 6 steps. Each stage of the motor response corresponds to each of 1 to 6 points, and the Motor Grade (motor function assessment) is to assess the amount of exercise of the muscles, which is most often used after spinal surgery to assess with the BEST motor and also assesses muscle strength. In addition to Motor Grade, SLR (straight leg raising, assessing how many degrees of leg can be lifted to a person with back pain after surgery), and dorsi flexion are also assessed. As the grade decreases, paralysis appears.

평가부(14)는 Motor Grade 1 = Non Contraction 환자 움직일 수 없음, Motor Grade 2 = Flicker or trace of Contraction 환자 움직일 수 없으나 근육의 수축은 보임(근육을 움찔거리는 정도), Motor Grade 3 = Active movement, with gravity eliminated, 환자가 누워있는 상태에서 수평으로 움직이는 정도(중력을 이길 수 없다.), Motor Grade 4 = Active movement against gravity, 중력을 이길 수 있어서 팔다리는 위로 들 수 있음(저항을 이길 수 없음), Motor grade 5 = Active movement against gravity and resistance, 중력을 이길 수 있고 약간의 저항도 이길 수 있음, Motor grade 6 = 정상적인 근력 중 적어도 어느 하나로 환자(사용자)의 운동 기능을 평가할 수 있다. Evaluation unit (14) Motor Grade 1 = Non-Contraction patient cannot move, Motor Grade 2 = Flicker or trace of Contraction Patient cannot move, but muscle contraction is visible (the degree of muscle flicker), Motor Grade 3 = Active movement, with gravity eliminated, the degree of horizontal movement of the patient while lying down (can't beat gravity), Motor Grade 4 = Active movement against gravity, the limb can be lifted up because it can beat gravity (can't beat resistance) , Motor grade 5 = Active movement against gravity and resistance, can beat gravity and a little resistance, Motor grade 6 = At least one of normal muscle strength can evaluate the motor function of the patient (user).

Motor Grade 1은 무반응(No Motor Response)으로서, 자가 호흡을 하지 않고 완전 반응이 없을 경우를 의미한다. 예를 들어, 자극 단말기(30)를 이용하여 환자에게 일정한 세기의 자극(압력)을 가하였으나, 환자의 상태 정보에 변화가 없을 경우, 평가부(14)는 Motor Grade 1로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다. Motor Grade 1 is No Motor Response, which means that there is no complete reaction without self-breathing. For example, if a certain intensity of stimulation (pressure) is applied to the patient using the stimulation terminal 30, but there is no change in the patient's state information, the evaluation unit 14 evaluates the patient's motor response with Motor Grade 1. Can be evaluated.

또한, Motor Grade 2는 통증에 이상 신전(Extension To Pain), Decerebrate Response를 의미한다. 예를 들어, 자극 단말기(30)를 이용하여 환자에게 일정한 세기의 자극(압력)을 가하였으나, 환자의 움직임 정보에는 변화가 없으나, 호흡을 하는 경우, 평가부(14)는 Motor Grade 2로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다. 달리 말해, 평가부(14)는 반응이 제로인데 자가 호흡을 하는 경우, 자가 호흡도 있고 반응이 미비하게 있을 경우, Motor Grade 2로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다. In addition, Motor Grade 2 means Extension To Pain and Decerebrate Response. For example, a stimulation (pressure) of a certain intensity is applied to the patient using the stimulation terminal 30, but there is no change in the patient's motion information, but when breathing, the evaluation unit 14 uses Motor Grade 2 for the patient. Can evaluate the motor response of In other words, the evaluation unit 14 may evaluate the patient's motor response with Motor Grade 2 when self-breathing is performed when the response is zero, or when there is self-breathing and the response is insufficient.

또한, Motor Grade 3은 통증에 이상 굴곡 반응(Abnomal Flexion To Pain), Decorticate Response를 의미한다. 예를 들어, 자극 단말기(30)를 이용하여 환자에게 일정한 자극(압력)을 가할 경우, 환자의 움직임 궤적에 팔꿈치나 무릎같이 구부릴 수 있는 곳이 살짝이라도 구부려질 때 평가부(14)는 Motor Grade 3으로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다. 달리 말해, 평가부(14)는 환자의 움직임 궤적이 Motor Grade 3에 대응한 미리 설정된 범위에 포함되는 경우, Motor Grade 3으로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다.In addition, Motor Grade 3 refers to Abnomal Flexion To Pain and Decorticate Response. For example, when a certain stimulation (pressure) is applied to the patient using the stimulation terminal 30, the evaluation unit 14 is Motor Grade when a bendable place such as an elbow or knee is slightly bent on the patient's motion trajectory. With 3, the patient's motor response can be evaluated. In other words, when the motion trajectory of the patient is included in a preset range corresponding to Motor Grade 3, the evaluation unit 14 may evaluate the motion response of the patient with Motor Grade 3.

또한, Motor Grade 4는 통증 자극에 움츠림(Flexion / Withdrawal From Pain)을 의미한다. 예를 들어, 자극 단말기(30)를 이용하여 환자에게 일정한 자극(압력)을 가하거나, 의사 또는 간호사가 환자의 팔을 들거나 다리를 들어올릴 때 통증을 주는 걸 피하려고는 하지만, 통증 주는 사람의 손을 치우려 하고 하지 않았으면 Motor Grade 3으로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다. 달리 말해, 평가부(14)는 환자의 움직임 궤적이 Motor Grade 4에 대응한 미리 설정된 범위에 포함되는 경우, Motor Grade 4로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다.In addition, Motor Grade 4 means Flexion / Withdrawal From Pain. For example, by using the stimulation terminal 30 to apply a certain stimulation (pressure) to the patient, or to avoid giving pain when a doctor or nurse raises the patient's arm or leg, If you do not try to remove your hand, you can evaluate the patient's motor response with Motor Grade 3. In other words, when the motion trajectory of the patient is included in a preset range corresponding to Motor Grade 4, the evaluation unit 14 may evaluate the motion response of the patient with Motor Grade 4.

또한, Motor Grade 5는 통증에 국재성 반응(Localizing Pain)을 의미할 수 있다. 예를 들어, 자극 단말기(30)를 이용하여 환자에게 일정한 자극(압력)을 가할 때 자극 단말기(30)를 치우려고 하는 경우, 의사 또는 간호사의 손을 치우려고 본인(환자)의 손을 가지고 와서 치우는 경우, Motor Grade 5로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다. 달리 말해, 평가부(14)는 환자의 움직임 궤적이 Motor Grade 5에 대응한 미리 설정된 범위에 포함되는 경우, Motor Grade 5로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다.In addition, Motor Grade 5 may mean Localizing Pain to pain. For example, when trying to remove the stimulation terminal 30 when applying a certain stimulation (pressure) to the patient using the stimulation terminal 30, bring the hand of the person (patient) to remove the hand of the doctor or nurse In the case of removal, Motor Grade 5 can be used to evaluate the patient's motor response. In other words, when the motion trajectory of the patient is included in a preset range corresponding to Motor Grade 5, the evaluation unit 14 may evaluate the motion response of the patient with Motor Grade 5.

또한, Motor Grade 6은 명령에 따른다(Obey Commands)를 의미할 수 있다. 예를 들어, 의사 또는 간호사가 손가락으로 숫자세기, 눈 깜빡하기, 주먹 쥐기, 가위 해보기 등 움직임의 명령을 요청하였을 때 해당 동작을 수행하는 경우, Motor Grade 6으로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다. 달리 말해, 평가부(14)는 환자의 움직임 궤적이 Motor Grade 6에 대응한 미리 설정된 범위에 포함되는 경우, Motor Grade 6으로 환자의 운동반응을 평가할 수 있다.Also, Motor Grade 6 could mean Obey Commands. For example, when a doctor or nurse requests a movement command such as counting numbers, blinking an eye, clenching a fist, or trying scissors with a finger and performing the movement, the motor grade 6 can evaluate the patient's motor response. In other words, when the motion trajectory of the patient is included in a preset range corresponding to Motor Grade 6, the evaluation unit 14 may evaluate the motion response of the patient with Motor Grade 6.

본원의 일 실시예에 따르면, 제공부(15)는 환자의 움직임의 추세 분석 결과가 마비 진행으로 판단된 경우 중앙 통제 관리 단말(미도시)로 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 중앙 통제 관리 단말(미도시)은 의료진 단말 또는 서버일 수 있다. 일예로, 제공부(15)는 환자 개개인에 부여된 미리 설정된 값에 대응하여 환자의 움직임의 추세 분석 결과가 마비 진행으로 판단된 경우, 중앙 통제 관리 단말(미도시)에 해당 환자의 위치, 식별번호, 환자 정보 등을 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the providing unit 15 may provide a notification to the central control management terminal (not shown) when it is determined that the result of analyzing the trend of the patient's movement is paralysis progression. For example, the central control management terminal (not shown) may be a medical staff terminal or a server. As an example, when the result of analyzing the trend of the patient's movement is determined to be paralysis in response to a preset value assigned to each patient, the provider 15 identifies the patient's location to the central control management terminal (not shown). Number, patient information, etc. can be provided.

본원의 일 실시예에 따르면, 동작 분석 장치(10)는 중앙 통제 관리 단말(미도시)로 환자 관리 메뉴를 제공할 수 있다. 예를 들어, 동작 분석 장치(10)가 제공하는 어플리케이션 프로그램을 중앙 통제 관리 단말(미도시)이 다운로드하여 설치하고, 설치된 어플리케이션을 통해 말 선발 메뉴 및 말 관리 메뉴가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present application, the motion analysis device 10 may provide a patient management menu to a central control management terminal (not shown). For example, a central control management terminal (not shown) downloads and installs an application program provided by the motion analysis apparatus 10, and a horse selection menu and a horse management menu may be provided through the installed application.

동작 분석 장치(10)는 중앙 통제 관리 단말(미도시)과 데이터, 콘텐츠, 각종 통신 신호를 네트워크를 통해 송수신하고, 데이터 저장 및 처리의 기능을 가지는 모든 종류의 서버, 단말, 또는 디바이스를 포함할 수 있다.The motion analysis apparatus 10 includes all kinds of servers, terminals, or devices having functions of transmitting and receiving data, contents, and various communication signals through a network with a central control management terminal (not shown), and storing and processing data. I can.

중앙 통제 관리 단말(미도시)은 네트워크를 통해 동작 분석 장치(10)와 연동하는 디바이스로서, 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(Smart Pad), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스 등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치 및 데스크탑 컴퓨터, 스마트 TV와 같은 고정용 단말기일 수도 있다. The central control management terminal (not shown) is a device that interlocks with the motion analysis device 10 through a network. For example, a smartphone, a smart pad, a tablet PC, a wearable device, etc. Communication System), GSM (Global System for Mobile communication), PDC (Personal Digital Cellular), PHS (Personal Handyphone System), PDA (Personal Digital Assistant), IMT (International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA (Code Division Multiple Access) -2000, W-CDMA (W-Code Division Multiple Access), Wibro (Wireless Broadband Internet) all kinds of wireless communication devices such as terminals, desktop computers, may be fixed terminals such as smart TV.

동작 분석 장치(10) 및 중앙 통제 관리 단말(미도시) 간의 정보 공유를 위한 네트워크의 일 예로는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 유무선 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, Wifi 네트워크, NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함될 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.An example of a network for sharing information between the motion analysis device 10 and the central control management terminal (not shown) is a 3rd Generation Partnership Project (3GPP) network, a Long Term Evolution (LTE) network, a 5G network, and a World Interoperability for WIMAX. Microwave Access) network, wired and wireless Internet, LAN (Local Area Network), Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network), PAN (Personal Area Network), Bluetooth (Bluetooth) network, Wifi network, An NFC (Near Field Communication) network, a satellite broadcasting network, an analog broadcasting network, and a Digital Multimedia Broadcasting (DMB) network may be included, but are not limited thereto.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.Hereinafter, based on the details described above, the operation flow of the present application will be briefly described.

도 5는 본원의 일 실시예에 따른 마비환자 동작 분석 모니터링 방법에 대한 개략적인 동작 흐름도이다5 is a schematic flowchart of an operation analysis and monitoring method of a paralyzed patient according to an embodiment of the present application

도 5에 도시된 마비환자 동작 분석 모니터링 방법은 앞서 설명된 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)에 대하여 설명된 내용은 마비환자 동작 분석 모니터링 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The paralyzed patient motion analysis monitoring method illustrated in FIG. 5 may be performed by the paralyzed patient motion analysis monitoring system 1 described above. Accordingly, even if omitted below, the description of the paralyzed patient motion analysis monitoring system 1 may be equally applied to the description of the paralyzed patient motion analysis and monitoring method.

단계 S101에서 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 복수의 센서를 포함하고, 환자의 신체 일부에 부착되어 환자의 상태 정보를 수집하는 측정 단말(20)로부터 상태 정보를 수신할 수 잇다. In step S101, the paralyzed patient motion analysis monitoring system 1 may receive state information from a measurement terminal 20 that includes a plurality of sensors and is attached to a part of the patient's body to collect state information of the patient.

단계 S102에서 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 상태 정보에 포함된 움직임 정보 및 근전도 신호를 전처리할 수 있다. In step S102, the paralysis patient motion analysis monitoring system 1 may pre-process the motion information and the EMG signal included in the state information.

단계 S103에서 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 전처리된 움직임 정보 및 근전도 신호를 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용하여 마비 진행 여부를 도출할 수 있다. In step S103, the paralysis patient motion analysis monitoring system 1 may derive whether the paralysis progresses by applying the preprocessed motion information and the EMG signal to the pattern analysis tracking algorithm.

단계 S014에서 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 패턴 분석 추적 알고리즘의 분석 결과 및 환자의 움직임의 시간 간격을 고려하여 환자의 마비 진행 여부를 판단할 수 있다. In step S014, the paralysis patient motion analysis monitoring system 1 may determine whether the patient is paralyzed in consideration of the analysis result of the pattern analysis tracking algorithm and the time interval of the patient's movement.

도면에 도시하진 않았으나, 단계 S101 이전에 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 자극 단말기(30)를 이용하여 환자의 신체 일부에 가한 자극의 세기 정보를 자극 단말기(30)로부터 수신할 수 있다. 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템(1)은 자극 단말기(30)를 이용하여 환자에게 일정한 자극을 가한 이후 수신되는 상태 정보를 고려하여 환자의 운동반응(Motor Response)을 평가할 수 있다.Although not shown in the drawing, before step S101, the paralyzed patient motion analysis monitoring system 1 may receive information on the intensity of stimulation applied to a part of the patient's body from the stimulation terminal 30 by using the stimulation terminal 30. The paralysis patient motion analysis monitoring system 1 may evaluate the motor response of the patient in consideration of state information received after applying a certain stimulus to the patient using the stimulation terminal 30.

상술한 설명에서, 단계 S101 내지 S104는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S101 to S104 may be further divided into additional steps or may be combined into fewer steps, depending on the embodiment of the present application. In addition, some steps may be omitted as necessary, or the order between steps may be changed.

본원의 일 실시 예에 따른 마비환자 동작 분석 모니터링 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The paralyzed patient motion analysis and monitoring method according to an exemplary embodiment of the present disclosure may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the present invention, and vice versa.

또한, 전술한 마비환자 동작 분석 모니터링 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the above-described method for analyzing and monitoring the motion of a paralyzed patient may be implemented in the form of a computer program or application executed by a computer stored in a recording medium.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present application is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present application pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present application.

1: 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템
10: 동작 분석 장치
11: 수신부 12: 전처리부
13: 분석부 14: 평가부
15: 제공부
20: 측정 단말
30: 자극 단말기
1: Paralysis patient motion analysis monitoring system
10: motion analysis device
11: receiving unit 12: preprocessing unit
13: analysis unit 14: evaluation unit
15: Provision
20: measurement terminal
30: stimulation terminal

Claims (15)

마비환자 동작 분석 모니터링 방법에 있어서,
복수의 센서를 포함하고, 환자의 신체 일부에 부착되어 환자의 상태 정보를 수집하는 측정 단말로부터 상기 상태 정보를 수신하는 단계;
상기 상태 정보에 포함된 움직임 정보 및 근전도 신호를 전처리하는 단계;
상기 전처리된 상기 움직임 정보 및 상기 근전도 신호를 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용하여 마비 진행 여부를 도출하는 단계; 및
상기 패턴 분석 추적 알고리즘의 분석 결과 및 상기 환자의 움직임의 시간 간격을 고려하여 상기 환자의 마비 진행 여부를 판단하는 단계,
를 포함하는 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
In the paralysis patient behavior analysis monitoring method,
Receiving the state information from a measurement terminal including a plurality of sensors and attached to a part of the patient's body to collect state information of the patient;
Pre-processing motion information and an EMG signal included in the state information;
Applying the pre-processed motion information and the EMG signal to a pattern analysis tracking algorithm to derive whether or not paralysis has progressed; And
Determining whether the patient is paralyzed in consideration of the analysis result of the pattern analysis tracking algorithm and the time interval of the patient's movement,
Paralysis patient behavior analysis monitoring method comprising a.
제1항에 있어서,
자극 단말기를 이용하여 상기 환자의 신체 일부에 가한 자극의 세기 정보를 상기 자극 단말기로부터 수신하는 단계; 및
상기 자극 단말기를 이용하여 상기 환자에게 일정한 자극을 가한 이후 수신되는 상기 상태 정보를 고려하여 환자의 운동반응(Motor Response)을 평가하는 단계를 더 포함하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
The method of claim 1,
Receiving, from the stimulation terminal, information on the intensity of stimulation applied to a part of the patient's body by using a stimulation terminal; And
The method further comprising the step of evaluating a motor response of the patient in consideration of the state information received after applying a certain stimulus to the patient using the stimulation terminal.
제2항에 있어서,
상기 환자의 운동반응을 평가하는 단계는,
상기 패턴 분석 추적 알고리즘의 분석 결과와 복수의 단계별로 구분된 상기 환자의 운동반응 척도를 비교하여 상기 환자의 운동반응을 평가하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
The method of claim 2,
Evaluating the patient's motor response,
To evaluate the motor response of the patient by comparing the analysis result of the pattern analysis tracking algorithm and the exercise response scale of the patient divided into a plurality of steps, paralysis patient motion analysis monitoring method.
제1항에 있어서,
상기 전처리하는 단계는,
상기 상태 정보에 포함된 움직임 정보를 제1필터에 적용하여 중력 성분을 제거하는 전처리를 수행하는 단계;
중력 성분이 제거된 움직임 정보를 신호벡터크기 알고리즘에 적용하여 움직임 세기 데이터를 추출하는 단계;
상기 중력 성분이 제거된 움직임 정보를 제2필터에 적용하고, 사다리꼴(Trapezoidal) 연산을 수행하여 거리 데이터를 추출하는 단계;
상기 상태 정보에 포함된 근전도 신호를 제3필터에 적용하여 잡음을 제거하는 전처리를 수행하는 단계; 및
상기 움직임 세기 데이터, 상기 거리 데이터 및 상기 근전도 신호를 제4필터에 적용하는 전처리를 수행하는 단계,
를 포함하는, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
The method of claim 1,
The pretreatment step,
Performing pre-processing of removing gravity components by applying motion information included in the state information to a first filter;
Extracting motion intensity data by applying motion information from which gravity components have been removed to a signal vector size algorithm;
Extracting distance data by applying the motion information from which the gravity component has been removed to a second filter and performing a trapezoidal operation;
Performing preprocessing of removing noise by applying the EMG signal included in the state information to a third filter; And
Performing preprocessing of applying the motion intensity data, the distance data, and the EMG signal to a fourth filter,
Comprising, paralyzed patient behavior analysis monitoring method.
제4항에 있어서,
상기 마비 진행 여부를 도출하는 단계는,
상기 움직임 세기 데이터가 미리 설정된 기준 세기 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
상기 미리 설정된 기준 세기 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계는,
상기 움직임 세기 데이터가 상기 미리 설정된 기준 세기 값을 초과하는 경우, 센서상 움직임이 발생한 것으로 판별하고,
상기 움직임 세기 데이터가 미리 설정된 기준 세기 값을 초과하지 않는 경우, 센서상 움직임이 발생하지 않은 것으로 판별하고, 전처리된 상기 상태 정보의 수신을 대기하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
The method of claim 4,
The step of deriving whether the paralysis progresses,
Including the step of determining whether the motion intensity data exceeds a preset reference intensity value,
The step of determining whether the preset reference intensity value is exceeded,
When the motion intensity data exceeds the preset reference intensity value, it is determined that motion has occurred on the sensor,
When the motion intensity data does not exceed a preset reference intensity value, it is determined that no motion has occurred on the sensor, and the reception of the pre-processed state information is waited for the paralysis patient motion analysis monitoring method.
제5항에 있어서,
상기 마비 진행 여부를 도출하는 단계는,
상기 센서상 움직임이 발생한 것으로 판별된 경우, 상기 근전도 신호가 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하되,
상기 근전도 신호가 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계는,
상기 근전도 신호가 상기 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하는 경우, 상기 센서상 움직임이 환자의 자발적 움직임인 것으로 판별하고,
상기 근전도 신호가 상기 미리 설정된 기준 근전도 신호 값을 초과하지 않는 경우, 환자의 자발적 움직임이 아닌 것으로 판별하고, 전처리된 상태 정보 수신을 대기하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
The method of claim 5,
The step of deriving whether the paralysis progresses,
When it is determined that movement on the sensor has occurred, determining whether the EMG signal exceeds a preset reference EMG signal value,
The step of determining whether the EMG signal exceeds a preset reference EMG signal value,
When the EMG signal exceeds the preset reference EMG signal value, it is determined that the motion on the sensor is a voluntary motion of the patient,
If the EMG signal does not exceed the preset reference EMG signal value, it is determined that the patient is not spontaneous movement and waits for reception of preprocessed state information.
제6항에 있어서,
상기 마비 진행 여부를 도출하는 단계는,
상기 센서상 움직임이 환자의 자발적 움직임인 것으로 판별된 경우,
n번째 움직임 정보와 n-1번째 움직임 정보를 비교하여 환자의 움직임의 시간 간격을 도출하는 단계;
n번째 근전도 신호와 n-1번째 근전도 신호를 비교하여 환자의 근전도 신호 세기 추이를 도출하는 단계; 및
도출된 상기 환자의 움직임의 시간 간격 및 상기 환자의 근전도 신호 세기 추이를 기반으로 상기 환자의 움직임 추세를 분석하는 단계,
를 더 포함하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
The method of claim 6,
The step of deriving whether the paralysis progresses,
When it is determined that the motion on the sensor is a voluntary motion of the patient,
comparing the nth motion information and the n-1th motion information to derive a time interval of the patient's motion;
comparing the nth EMG signal and the n-1th EMG signal to derive a trend of the patient's EMG signal strength; And
Analyzing the movement trend of the patient based on the derived time interval of the movement of the patient and the trend of the EMG signal intensity of the patient,
That further comprises, paralyzed patient behavior analysis monitoring method.
제7항에 있어서,
상기 환자의 마비 진행 여부를 판단하는 단계는,
과거 움직임이 측정된 시간을 기준으로 현재 움직임이 발생한 시점을 비교하여 움직인 시간의 시간 간격이 지속적으로 증가하는 추세인 경우 마비 진행으로 판단하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
The method of claim 7,
The step of determining whether the patient's paralysis progresses,
A method for analyzing and monitoring a motion of a paralyzed patient, in which, based on the time at which the past motion was measured, the time interval at which the current motion has occurred is compared to determine the progression of the paralysis if the time interval of the motion time continues to increase.
제1항에 있어서,
상기 환자의 움직임의 추세 분석 결과 마비 진행으로 판단된 경우 중앙 통제 관리 단말로 알림을 제공하는 단계를 더 포함하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
The method of claim 1,
If it is determined that the paralysis is progressing as a result of analyzing the trend of the patient's movement, the method further comprising providing a notification to the central control management terminal.
제1항에 있어서,
환자의 팔에 부착된 상기 측정 단말로부터 수집된 상기 움직임 정보에 기반하여 상기 환자의 팔의 움직임 궤적을 추적하는 단계를 더 포함하되,
상기 환자의 팔의 움직임 궤적을 추적하는 단계는,
상기 복수의 센서 중 6축 모션 센서로부터 가속도, 각속도 및 쿼터니언 값을 수신하는 단계;
상기 가속도의 값 및 상기 각속도의 값을 통해 상기 환자의 팔의 움직인 거리를 도출하는 단계;
상기 쿼터니언 값을 이용하여 상기 측정 단말이 회전한 축 및 회전한 각도를 도출하는 단계; 및
도출된 상기 환자의 팔의 움직인 거리, 상기 회전한 축 및 회전한 각도를 고려하여 상기 환자의 팔의 움직임 궤적을 추적하는 단계,
를 포함하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
The method of claim 1,
Further comprising the step of tracking the motion trajectory of the patient's arm based on the motion information collected from the measurement terminal attached to the patient's arm,
The step of tracking the motion trajectory of the patient's arm,
Receiving acceleration, angular velocity, and quaternion values from a six-axis motion sensor among the plurality of sensors;
Deriving a moving distance of the patient's arm through the acceleration value and the angular velocity value;
Deriving a rotated axis and a rotated angle by the measurement terminal using the quaternion value; And
Tracking the motion trajectory of the patient's arm in consideration of the derived movement distance of the patient's arm, the rotated axis, and the rotated angle,
That includes, paralyzed patient behavior analysis monitoring method.
제4항에 있어서,
상기 중력 성분을 제거하기 위한 상기 제1필터는 IIR Highpass 필터이고,
상기 중력 성분을 제거하는 전처리를 수행하는 단계는,
상기 제1필터를 적용하여 중력성분을 제거하고 상기 환자의 움직임의 세기 값이 미리 설정된 값으로 표현되도록 전처리를 수행하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 방법.
The method of claim 4,
The first filter for removing the gravitational component is an IIR Highpass filter,
The step of performing a pretreatment to remove the gravitational component,
Applying the first filter to remove the gravitational component, and performing pre-processing so that the intensity value of the patient's motion is expressed as a preset value.
마비환자 동작 분석 모니터링 시스템으로서,
복수의 센서를 포함하고, 환자의 신체 일부에 부착되어 환자의 상태 정보를 수집하는 측정 단말; 및
상기 측정 단말로부터 수집된 상태 정보를 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용하여 상기 환자의 마비 진행 여부를 도출하는 동작 분석 장치,
를 포함하되,
상기 분석 장치는,
상기 측정 단말로부터 획득된 상기 상태 정보를 수신하는 수신부;
상기 상태 정보를 복수의 필터 및 전처리 알고리즘에 적용하여 전처리를 수행하는 전처리부;
상기 전처리부에서 전처리된 상기 상태 정보를 패턴 분석 추적 알고리즘에 적용하여 마비 진행 여부를 분석하는 분석부
를 포함하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템.
As a paralysis patient motion analysis monitoring system,
A measurement terminal including a plurality of sensors and attached to a part of the patient's body to collect state information of the patient; And
Motion analysis device for deriving whether the patient is paralyzed by applying the state information collected from the measurement terminal to a pattern analysis tracking algorithm,
Including,
The analysis device,
A receiving unit for receiving the status information obtained from the measurement terminal;
A preprocessor for performing preprocessing by applying the state information to a plurality of filters and preprocessing algorithms;
An analysis unit that analyzes whether paralysis progresses by applying the state information preprocessed by the preprocessor to a pattern analysis tracking algorithm
That includes, paralyzed patient motion analysis monitoring system.
제12항에 있어서,
상기 환자의 신체 일부에 자극을 가하는 자극 단말기를 더 포함하고,
상기 분석 장치는,
상기 자극 단말기를 이용하여 상기 환자에게 일정한 자극을 가했을 때 수신되는 상기 상태 정보를 고려하여 환자의 운동반응(Motor Response)을 평가하는 평가부를 더 포함하는 것인, 마비환자 동작 분석 모니터링 시스템.
The method of claim 12,
Further comprising a stimulation terminal for applying stimulation to a part of the patient's body,
The analysis device,
The system further comprises an evaluation unit for evaluating a motor response of the patient in consideration of the state information received when a certain stimulus is applied to the patient using the stimulation terminal.
제13항에 있어서,
상기 환자의 움직임의 추세 분석 결과가 마비 진행으로 판단된 경우 중앙 통제 관리 단말로 알림을 제공하는 제공부를 더 포함하는 것인, 환자 동작 분석 모니터링 시스템.
The method of claim 13,
The patient motion analysis monitoring system further comprises a providing unit for providing a notification to the central control management terminal when the result of analyzing the trend of the patient's movement is determined to be paralysis progression.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium storing a program for executing the method of claim 1 on a computer.
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