KR100921513B1 - 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 시스템 및 그평형 감각 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자가 족저압 측정기 위에 올라선 상태에서의 하중 압력을 측정하여 중심점들의 분포를 분석하여 평형 감각을 평가한 후 화면에 표시하는 평형 감각 검사 시스템 및 그 평형 감각 검사 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 시스템은 상부에 올라선 사용자의 하중을 프레임별로 감지하는 압력 센서와 압력 센서의 전기적 신호를 디지털 데이터로 변환하는 PCB 보드를 구비하는 족저압 측정기; 및 족저압 측정기로부터 프레임별로 구분된 개별 압력 센서의 압력값을 전송받아 중심점을 구하고, 전체 프레임의 중심점들로부터 평균 중심점을 산정하고, 개별 중심점과 평균 중심점 사이의 신뢰 타원을 추출하여 평형 감각 점수를 평가하고, 평형 감각 점수를 기 저장된 나이대별 표준 평형 감각 점수와 비교하여 평형 감각 이상 여부를 화면에 표시하는 측정 단말을 포함하여 구성된다.

Description

족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 시스템 및 그 평형 감각 검사 방법{Equilibrium sense measuring system and its method using dynamic foot pressure}
본 발명은 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 시스템 및 그 평형 감각 검사 방법으로서, 더욱 상세하게는, 피검자가 정지한 상태에서 발에 가해지는 압력을 측정하여 체중의 중심점을 구하고, 중심점의 위상이 기준치 이상으로 이동하는 경우 평형 감각의 상실을 진단하는 평형 감각 검사 시스템 및 그 평형 감각 검사 방법에 관한 것이다.
귀의 구조에서 반고리관과 전정기관은 사람의 평형 감각을 담당한다. 평형 감각은 퇴행성 질환으로서 나이가 들면서 사람은 점차 평형 감각을 상실한다. 그리고 심할 경우 이명(耳鳴) 질환으로 발현되기도 한다. 이명 질환을 앓게 되는 경우 가만히 누워만 있더라도 어지럼증(현기증)과 구토로 고통을 받게 된다. 따라서, 사람은 누구나 자신의 신체 나이에 맞는 평형 감각을 유지해야만 한다.
본 발명의 출원인은 출원번호 10-2006-120911, "동적 족저압 측정기"를 출원하여 2007년 6월 12일자로 특허결정서를 수신한 바 있다.
전술한 족저압 측정기(도 1 참조)는 피검자가 올라설 때 양쪽의 발바닥으로부터 전해지는 하중을 압력 센서가 감지한 후 전기적 신호로 변환하여 족저압을 3차원으로 측정한다. 그리고 측정된 3차원의 족저압을 근거로 사용자 맞춤형의 깔창 또는 신발을 제조하는데 이용한다.
그리고 본 발명은 전술한 특허출원에서 발명된 족저압 측정기를 이용하여 평형 감각을 측정한다.
본 발명은 전술한 바와 같은 점에 착안하여 창출된 것으로서, 족저압 측정기를 통하여 피검자의 중심점을 구하고 이 중심점의 이동 범위를 분석하여 몸의 평형 감각의 이상 여부를 판정하고자 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 시스템에 따르면, 족저압 측정기에 올라선 피검자의 족저압을 시간 추이에 따라 측정하여 중심점을 구하고 중심점들의 분포 범위를 분석하여 평형 감각의 이상 여부를 진단하는 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 시스템에 있어서, 상부에 올라선 사용자의 하중을 프레임별로 감지하는 압력 센서와 상기 압력 센서의 전기적 신호를 디지털 데이터로 변환하는 PCB 보드를 구비하는 족저압 측정기; 및 상기 족저압 측정기로부터 프레임별로 구분된 개별 압력 센서의 압력값을 전송받아 중심점을 구하고, 전체 프레임의 중심점들로부터 평균 중심점을 산정하고, 개별 중심점과 평균 중심점 사이의 신뢰 타원을 추출하여 평형 감각 점수를 평가하고, 상기 평형 감각 점수를 기 저장된 나이대별 표준 평형 감각 점수와 비교하여 평형 감각 이상 여부를 화면에 표시하는 측정 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 측정 단말은, 상기 족저압 측정기로부터 프레임별로 구분된 개별 압력 센서의 압력값을 전송받아 저장하는 수단; 전 송받은 개별 프레임마다 압력 센서의 압력값에 크기에 가중치를 적용하여 가중 평균 처리되는 중심점을 산정하는 수단; 전체 프레임의 중심점들을 산술 평균 처리하여 평균 중심점을 산정하는 수단; 전체 프레임의 중심점들과 평균 중심점 분포로부터 신뢰 타원을 추출하는 수단; 상기 신뢰 타원의 폭과 높이를 이용하여 평형 감각 점수를 평가하는 수단; 및 상기 평형 감각 점수를 기 저장된 나이대별 표준 평형 감각 점수와 비교하여 평형 감각 이상 여부를 화면에 표시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 측정 단말은, 1초당 적어도 1 프레임 이상의 시점마다 전체 압력 센서의 압력값을 전송받아 측정 신간(초) 동안 복수의 프레임 회수별로 상기 압력값 데이터를 전송받아 저장하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 측정 단말은, 개별 프레임(1~F)별로 수신된 전체 압력 센서 n개의 압력값(P1~Pn)으로부터 중심점(CenterX, CenterY)을 구하는 것으로서, F(1초당 프레임 수(f) * 측정 시간(초)) 개수만큼의 중심점을 구하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 측정 단말은, 전체 프레임의 중심점들로부터 평균 중심점(AverageX, AverageY)을 구하는 것을 특징으로 한다.
또한, 프레임별 중심점과 평균 중심점이 위치한 분포상에서 신뢰 타원의 각도(Angle)를 구하고, 각도를 이용하여 프레임별 중심점과 평균 중심점 사이의 높이(H(F))와 폭(W(F))을 구하고, 구해진 높이와 폭을 이용하여 95% 신뢰 타원의 높이(OvalH)와 폭(OvalW)을 구하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신뢰 타원의 높이와 폭으로부터 평형 감각 점수를 산정하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 방법에 따르면, 족저압 측정기에 올라선 피검자의 족저압을 시간 추이에 따라 측정하여 중심점을 구하고 중심점들의 분포 범위를 분석하여 평형 감각의 이상 여부를 진단하는 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 방법에 있어서, (S20)상부에 올라선 사용자의 하중을 프레임별로 감지하는 압력 센서와 상기 압력 센서의 전기적 신호를 디지털 데이터로 변환하는 PCB 보드를 구비하는 족저압 측정기가 피검자의 족저압을 측정한 후 측정 단말로 전송하는 단계; (S31)측정 단말이 상기 족저압 측정기로부터 프레임별로 구분된 개별 압력 센서의 압력값을 전송받아 저장하는 단계; (S32)전송받은 개별 프레임마다 압력 센서의 압력값에 크기에 가중치를 적용하여 가중 평균 처리되는 중심점을 산정하는 단계; (S33)전체 프레임의 중심점들을 산술 평균 처리하여 평균 중심점을 산정하는 단계; (S34)전체 프레임의 중심점들과 평균 중심점 분포로부터 신뢰 타원을 추출하는 단계; (S35)상기 신뢰 타원의 폭과 높이를 이용하여 평형 감각 점수를 평가하는 단계; 및 (S36)상기 평형 감각 점수를 기 저장된 나이대별 표준 평형 감각 점수와 비교하여 평형 감각 이상 여부를 화면에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 시스템 및 그 평형 감각 검사 방법은, 족저압 측정기가 측정한 사용자의 하중 분포를 이용하여 하중의 중심점을 구한 후 시간 추이별 중심점들의 위상 분포를 분석하여 평형 감각의 이상 여부를 실시간으로 판별한다.
<1. 시스템 구성>
도 1은 본 발명의 동적 족저압 측정기(2)를 도시하고 도 2는 본 발명에 따른 족저압 측정기(2)를 이용하는 평형 감각 검사 시스템(1)의 개략적 구성을 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 평형 감각 검사 시스템(1)의 구성을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 평형 감각 검사 시스템(1)은 피검자의 하중 압력을 감지하여 압력값을 측정하고 외부로 데이터 전송하는 족저압 측정기(2)와 족저압 측정기(2)로부터 압력값을 전송받아 평형 감각의 이상 유무를 진단하는 측정 단말(3)을 포함하여 구성된다.
상기 족저압 측정기(2)는 피검자로부터 전해지는 하중 압력을 감지하여 전기적 신호로 변환하는 압력 센서(21)와 압력 센서로부터 압력값을 전달받아 디지털 데이터로 변환하는 PCB 보드(22)를 포함하여 구성된다.
압력 센서(21)는 동적 족저압 측정기(2)의 평판에 규칙적으로 배열되고, 피검자가 평판에 올라서면 피검자의 발바닥과 맞닿는 부위의 은(silver) 센서가 카본에 닿아서 생긴 저항값을 전기적 신호로 생성한다.
PCB 보드(22)는 전기적 신호를 디지털 압력값으로 변환하여 외부 측정 단말(3)로 송신한다. 데이터 통신은 족저압 측정기(2)에 구비된 연결 포트를 이용하 여 유선 송신하거나 또는 별도의 무선 모듈이 장착되어 무선 송신하는 것이 가능하다.
바람직하게, 본 발명에 따른 족저압 측정기(2)는 시간 추이별로 압력값을 측정할 수 있다. 사람이 정지 상태에 있을 경우는 물론 걸을 때의 족저압을 시간대별로 측정할 수 있다. 시간대별 측정값은 프레임 단위로 구분되고 개별 프레임은 개별 측정 시점에 대응하는 것이다.
상기 측정 단말(3)에는 본 발명의 평형 감각 검사 프로그램이 설치된다. 이 프로그램은 족저압 측정기(2)로부터 프레임 단위별로 개별 압력 센서의 압력값을 유선 또는 무선 전송받는다. 그리고 전송된 압력값은 개별 프레임별로 높은 압력값에 가중치를 부여하여 가중 평균 연산된 중심점을 산정한다. 따라서, 1프레임당 중심점 1개씩 산정된다. 프레임별 중심점은 전체 프레임 수만큼 존재하게 되며, 전체 중심점들의 분포 위상은 측정 시간 동안 피검자의 신체 하중이 이동 변화를 나타낸다. 여기서, 중심점들의 분포 면적이 크다는 것은 피검자의 평형 감각이 저하되어 정지 상태를 유지하기 힘들었다는 것을 나타낸다.
전체 프레임에 대한 중심점들이 구해지면 이들로부터 평균점을 구한다. 평균점은 전체 중심점들에 대하여 산술 평균 연산을 적용하여 산정한다. 그리고 전체 중심점들과 평균점의 분포에 대하여 신뢰 타원을 추출한다. 여기서, 신뢰 타원은 피검자의 하중 중심점의 분포 위상을 단위 도형(타원)으로 정형화한 것으로서, 신뢰 타원의 폭, 높이, 면적을 사람의 평형 감각을 평가하는데 이용한다. 예를 들면, 신뢰 타원의 폭과 넓이가 정상인 상태에서 면적이 작을수록 피검자의 평형 감각은 우수함을 나타낸다. 만약, 폭이 기준치 이상일 경우라면 피검자는 좌우 평형에 문제가 있는 것이고 높이가 기준치 이상일 경우라면 전후 평형에 문제가 있는 것임을 알 수 있다.
그리고 신뢰 타원의 폭과 넓이를 이용하여 평형 감각 점수를 결정하고, 결정된 점수를 나이대별 표준 점수와 비교하여 평형 감각의 이상 여부를 진단한다. 여기서, 나이대별 표준 점수는 미국의 NASA가 제안한 기준값으로서 피검자의 나이와 키에 따라서 결정된다.
한편, 진단된 평형 감각 검사 결과는 측정 단말(3)의 화면에 표시된다. 예를 들면, 의사는 검사 결과를 참조하여 평형 감각에 이상이 있다고 판단하는 경우 소뇌와 전정 감각의 이상을 진단할 수 있다. 그리고 의학적 처방과 더불어 적절의 운동 및 식이 요법 등을 피검자에게 제공할 수 있다.
<2. 실시예 및 방법 구성>
이하, 도 3 내지 도 8의 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예의 구성을 상세하게 살펴본다.
설명의 편의상, 족저압 측정기(2)의 압력 센서(21)가 가로 및 세로열에 각각 48열로 배열되어 전체 48 * 48 = 2,304개(n= 2,304)가 위치한다고 가정한다. 또한, 족저압 측정기(2)는 1초당 17 프레임(f= 17 frame/sec) 단위로 압력값을 측정하고, 평균 측정 시간 20초라 가정하여 17(f) * 20(측정시간, sec) = 340 프레임(측정 회수)(F= 340)의 압력값을 측정하여 측정 단말(3)로 송신하는 것으로 가정한다. 이와 같은 가정에서는 340 * 2,304 = 783,360개의 압력값 데이터가 존재한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 단말(3)의 개략적 구성을 도시하고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평형 감각 검사 시스템(1)이 수행하는 평형 감각 검사 방법의 순서를 도시한다.
도 3 및 도 4를 참조하여 평형 감각 검사 시스템(1)의 구성 모듈과 이들의 검사 방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 측정 단말(3)은 족저압 측정기(2)로부터 압력값을 전송하는 압력값 수신 수단(31), 개별 프레임마다 중심점을 산정하는 중심점 산정 수단(32), 전체 프레임에 대한 중심점들로부터 평균점을 산정하는 평균점 산정 수단(33), 중심점들과 평균점의 분포상에서 신뢰 타원을 추출하는 신뢰 타원 추출 수단(34), 신뢰 타원을 분석하여 평형 감각 점수를 평가하는 평형 감각 점수 평가 수단(35) 및 검사 점수를 표준 점수와 비교하여 평형 감각의 이상 여부를 표시하는 평형 감각 표시 수단(36)을 포함하여 구성된다.
먼저, 족저압 측정기(2)는 피검자의 하중 압력을 측정하여 측정 단말(3)로 송신한다(S20). 이 단계(S20)를 상세히 설명하면, 피검자가 족저압 측정기(2)에 올라서면 측정 시간 20초 동안 정지 상태를 유지하면, 압력 센서(21)가 상부에 올라선 사용자의 하중을 프레임 단위로 감지한다(S21). PCB 보드(22)는 압력 센서로부터 전기적 신호를 전송받아 디지털 데이터로 변환 처리한다(S22). 그리고 족저압 측정기(2)는 측정 단말(3)로 디지털 변환된 프레임별 압력값을 전송한다(S23).
상기 압력값 수신 수단(31)은 족저압 측정기(2)로부터 1프레임당 2,304개 압력값을 받아서 총 340 프레임의 압력값 데이터를 전송받아 저장한다(S31).
상기 중심점 산정 수단(32)은 개별 프레임 단위마다 압력 센서의 압력값(P1~Pn, 1<= n<= 2,304)에 비례하고 x, y 성분으로 구분하는 가중치(Vx, Vy)를 부여하여 도 5에 도시된 바와 같이 가중 평균 연산된 중심점(301)을 산정한다(S32). 따라서, 1프레임당 중심점 1개씩 산정되어 총 340개의 중심점(301)이 산정된다. 가중 평균을 통하여 구해지는 중심점 연산식은 다음의 표 1과 같다.
- f = 17frame/sec - F = f * 측정시간(초) = 17 * 20 = 340 - 1 <= n <= 2,304 - 1 <= F <= 340 SumP(F) = P1 + P2 + ... Pn (SumP는 개별 프레임(1~F)의 압력 센서의 합계) SumPx(F, n) = ∑ SumPx(F, n-1) + Pn * Vx (SumPx는 압력값의 X 성분의 프레임별 누적 합계로서, Vx는 Pn 값의 범위별로 할당된 가중치) SumPy(F, n) = ∑ SumPy(F, n-1) + Pn * Vy (SumPy는 압력값의 Y 성분의 프레임별 누적 합계로서, Vy는 Pn 값의 범위별로 할당된 가중치) CenterX(F) = SumPx(F) / SumP(F) (CenterX는 중심점 X 좌표) CenterY(F) = SumPy(F) / SumP(F) (CenterY는 중심점 Y 좌표)
상기 평균점 산정 수단(33)은 340개의 중심점(301)들을 대상으로 산술 평균 처리하여 도 6에 도시된 바와 같은 평균 중심점(302)을 산정한다(S33). 아래의 표 2는 산술 평균을 통하여 구해지는 평균점 연산식이다.
- AverageX : 평균 중심점의 X 성분값 - AverageY : 평균 중심점의 Y 성분값 AverageX = ∑ CenterX(F) / F AverageY = ∑ CenterY(F) / F
상기 신뢰 타원 추출 수단(34)은 전체 프레임의 중심점들과 평균 중심점의 분포상에서 도 6에 도시한 바와 같이 폭(W), 높이(H) 및 거리(d)를 이용하여 95 % 분포의 신뢰 타원을 추출한다(S34). 아래의 표 3은 신뢰 타원을 구하는 연산식이다.
- 신뢰 타원의 각도(Angle) Angle(F)= ∑ Angle(F-1)+tan((CenterX(F)-AverageX)/(CenterY(F)-AverageY))*distance10 distance : 중심점과 평균 중심점 사이의 거리 범위별로 할당된 가중치 - 프레임별 중심점과 평균 중심점 사이의 높이(H(F))와 폭(W(F)) H(F)= distance * sin(Angle) W(F)= root(distance2 - H(F)2) - 프레임별 중심점과 평균 중심점 사이의 높이와 폭을 이용하여 95% 신뢰 타원의 높이(OvalH)와 폭(OvalW) SumH(F)= ∑ SumH(F-1) + H(F)2 SumW(F)= ∑ SumW(F-1) + W(F)2 OvalH = root(SumH) * 1.96 OvalW = root(SumW) * 1.96
상기 평형 감각 점수 평가 수단(35)은 신뢰 타원의 폭(OvalW)과 높이(OvalH)를 이용하여 평형 감각 점수를 평가한다(S35). 아래의 표 4는 피검자의 평형 감각 점수를 평가하는 산술식이다.
Max = max(OvalH, OvalW) Min = min(OvalH, OvalW) Min Sway Ratio = Min/Max Max Sway Ratio = Max/Min Max Theoretical Sway : 피검자의 신장(mm) * 1.198 평형 감각 지수 = Min Sway Ratio / Max Theoretical Sway * 100, Max Sway Ratio / Max Theoretical Sway * 100 평형 감각 점수 = 100 - 평형 감각 지수의 큰 값
상기 평형 감각 표시 수단(36)은 피검자의 평형 감각 점수를 표준 점수와 비교하여 평형 감각 이상 여부를 화면에 표시한다(S36). 도 7은 표준 평형 감각 점수표를 예시한다. 이 점수표는 측정 조건(EO : 눈뜸, EC : 눈감음, OP(플레이트), OF(폼), S(신발 착용), NS(신발 미착용))과 피검자의 나이에 따라서 평형 감각의 상실 여부를 나타내는 기준값을 표시한다. 사용자의 평형 감각 검사 결과는 총 5단계(Normal, Mildly Reduced, Moderately Reduced, Severely Reduced, Profoundly Reduced) 중의 특정 단계에 속하게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 단말(3)에 표시되는 평형 감각 측정 인터페이스 화면을 예시한다.
피검자는 족저압 측정기(2)에 올라서서 각각의 측정 조건에 따라서 약 20초 가량 정지 상태로 있는다. 그리고 측정 단말(3)에 표시된 화면을 통하여 검사 결과를 확인한다. 피검자는 평형 감각 측정을 통하여 평형 감각 점수 결과와 더불어 좌우로 흔들리는지 아니면 전후로 흔들리는지를 검사받는 흔들림 방향 및 흔들림 속도를 측정 받는다. 또한, 측정 시간이 지날수록 흔들리는지 여부를 측정하는 피로도 검사와 피검자가 중심을 찾아나가는 정도를 측정하는 적응도 검사를 받는다. 아래 표 5는 평형 검사시 측정되는 다양한 검사값들을 예시한다.
- 흔들림 방향(Directionality) Directionality = (Max Sway-Min Sway)/Max Sway * 100 0%면 방향이 전방향성이고 100%이면 한 방향 - 흔들림 속도(V) V = Sway 총 거리 / 측정 시간 - 피로도(Fatigue Ratio) Fatigue = (후반부 움직인 거리-전반부 움직인 거리)/후반부 움직인 거리 * 100 - 적응도(Adaptation Ratio) Adapt = (전반부 움직인 거리-후반부 움직인 거리)/전반부 움직인 거리 * 100
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 시스템 및 그 평형 감각 검사 방법의 실시예가 구성된다. 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에서 이용하는 동적 족저압 측정기의 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 시스템의 개략적 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 단말의 개략적 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 방법의 순서도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임별 압력값에서의 중심점 산출의 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 프레임의 중심점들과 평균점 분포의 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나이대별 표준 평형 감각 점수표의 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 단말에 표시되는 평형 감각 측정 인터페이스 화면의 예시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 시스템 2 : 족저압 측정기
3 : 측정 단말 21 : 압력 센서
22 : PCB 보드 31 : 압력값 수신 수단
32 : 중심점 산정 수단 33 : 평균점 산정 수단
34 : 신뢰 타원 추출 수단 35 : 평형 감각 점수 평가 수단
36 : 평형 감각 표시 수단

Claims (17)

  1. 족저압 측정기에 올라선 피검자의 족저압을 시간 추이에 따라 측정하여 중심점을 구하고 중심점들의 분포 범위를 분석하여 평형 감각의 이상 여부를 진단하는 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 시스템에 있어서,
    상부에 올라선 사용자의 하중을 프레임별로 감지하는 압력 센서와 상기 압력 센서의 전기적 신호를 디지털 데이터로 변환하는 PCB 보드를 구비하는 족저압 측정기; 및
    상기 족저압 측정기로부터 프레임별로 구분된 개별 압력 센서의 압력값을 전송받아 중심점을 구하고, 전체 프레임의 중심점들로부터 평균 중심점을 산정하고, 개별 중심점과 평균 중심점 사이의 신뢰 타원을 추출하여 평형 감각 점수를 평가하고, 상기 평형 감각 점수를 기 저장된 나이대별 표준 평형 감각 점수와 비교하여 평형 감각 이상 여부를 화면에 표시하는 측정 단말
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 측정 단말은,
    상기 족저압 측정기로부터 프레임별로 구분된 개별 압력 센서의 압력값을 전송받아 저장하는 수단;
    전송받은 개별 프레임마다 압력 센서의 압력값에 크기에 가중치를 적용하여 가중 평균 처리되는 중심점을 산정하는 수단;
    전체 프레임의 중심점들을 산술 평균 처리하여 평균 중심점을 산정하는 수단;
    전체 프레임의 중심점들과 평균 중심점 분포로부터 신뢰 타원을 추출하는 수단;
    상기 신뢰 타원의 폭과 높이를 이용하여 평형 감각 점수를 평가하는 수단; 및
    상기 평형 감각 점수를 기 저장된 나이대별 표준 평형 감각 점수와 비교하여 평형 감각 이상 여부를 화면에 표시하는 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 측정 단말은,
    1초당 적어도 1 프레임 이상의 시점마다 전체 압력 센서의 압력값을 전송받는 것으로서,
    전체 압력 센서의 개수 * 프레임 수 * 측정 시간(초)
    개수만큼의 상기 압력값 데이터를 전송받아 저장하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 시스템.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 단말은,
    개별 프레임(1~F)별로 수신된 전체 압력 센서 n개의 압력값(P1~Pn)으로부터 중심점(CenterX, CenterY)을 구하는 것으로서, 아래의 수학식
    SumP(F) = P1 + P2 + ... Pn (SumP는 개별 프레임(1~F)의 압력 센서의 합계)
    SumPx(F, n) = ∑ SumPx(F, n-1) + Pn * Vx (SumPx는 압력값의 X 성분의 프레임별 누적 합계로서, Vx는 Pn 값의 범위별로 할당된 가중치)
    SumPy(F, n) = ∑ SumPy(F, n-1) + Pn * Vy (SumPy는 압력값의 Y 성분의 프레임별 누적 합계로서, Vy는 Pn 값의 범위별로 할당된 가중치)
    CenterX(F) = SumPx(F) / SumP(F) (CenterX는 중심점 X 좌표)
    CenterY(F) = SumPy(F) / SumP(F) (CenterY는 중심점 Y 좌표)
    을 이용하여 F(1초당 프레임 수(f) * 측정 시간(초)) 개수만큼의 중심점을 구하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 측정 단말은,
    전체 프레임의 중심점들로부터 평균 중심점(AverageX, AverageY)을 구할 때, 아래의 수학식
    AverageX = CenterX(1) + CenterX(2) + ... CenterX(F) / F
    AverageY = CenterY(1) + CenterY(2) + ... CenterY(F) / F
    AverageX : 평균 중심점의 X 성분값
    AverageY : 평균 중심점의 Y 성분값
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    프레임별 중심점과 평균 중심점이 위치한 분포상에서 신뢰 타원의 각도(Angle)를 구할 때, 아래의 수학식
    Angle(F)= ∑ Angle(F-1) + tan((CenterX(F) - AverageX) / (CenterY(F) - AverageY)) * distance10
    distance : 중심점과 평균 중심점 사이의 거리 범위별로 할당된 가중치
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    프레임별 중심점과 평균 중심점 사이의 높이(H(F))와 폭(W(F))을 구할 때, 아래의 수학식
    H(F)= distance * sin(Angle)
    W(F)= root(distance2 - H(F)2)
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    프레임별 중심점과 평균 중심점 사이의 높이(H(F))와 폭(W(F))을 이용하여 95% 신뢰 타원의 높이(OvalH)와 폭(OvalW)을 구할 때, 아래의 수학식
    SumH(F)= ∑ SumH(F-1) + H(F)2 (SumH는 프레임별 높이 H(F)의 누계값)
    SumW(F)= ∑ SumW(F-1) + W(F)2 (SumW는 프레임별 폭 W(F)의 누계값)
    OvalH = root(SumH) * 1.96
    OvalW = root(SumW) * 1.96
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 신뢰 타원의 높이와 폭으로부터 평형 감각 점수를 산정할 때, 다음의 수학식
    Max = max(OvalH, OvalW)
    Min = min(OvalH, OvalW)
    Min Sway Ratio = Min/Max
    Max Sway Ratio = Max/Min
    Max Theoretical Sway : 피검자의 신장(mm) * 1.198
    평형 감각 지수 = Min Sway Ratio / Max Theoretical Sway * 100,
    Max Sway Ratio / Max Theoretical Sway * 100
    평형 감각 점수 = 100 - 평형 감각 지수의 큰 값
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 시스템.
  10. 족저압 측정기에 올라선 피검자의 족저압을 시간 추이에 따라 측정하여 중심점을 구하고 중심점들의 분포 범위를 분석하여 평형 감각의 이상 여부를 진단하는 족저압 측정기를 이용하는 평형 감각 검사 방법에 있어서,
    (S20)상부에 올라선 사용자의 하중을 프레임별로 감지하는 압력 센서와 상기 압력 센서의 전기적 신호를 디지털 데이터로 변환하는 PCB 보드를 구비하는 족저압 측정기가 피검자의 족저압을 측정한 후 측정 단말로 전송하는 단계;
    (S31)측정 단말이 상기 족저압 측정기로부터 프레임별로 구분된 개별 압력 센서의 압력값을 전송받아 저장하는 단계;
    (S32)전송받은 개별 프레임마다 압력 센서의 압력값에 크기에 가중치를 적용하여 가중 평균 처리되는 중심점을 산정하는 단계;
    (S33)전체 프레임의 중심점들을 산술 평균 처리하여 평균 중심점을 산정하는 단계;
    (S34)전체 프레임의 중심점들과 평균 중심점 분포로부터 신뢰 타원을 추출하는 단계;
    (S35)상기 신뢰 타원의 폭과 높이를 이용하여 평형 감각 점수를 평가하는 단계; 및
    (S36)상기 평형 감각 점수를 기 저장된 나이대별 표준 평형 감각 점수와 비교하여 평형 감각 이상 여부를 화면에 표시하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 단계(S20)는,
    (S21)족저압 측정기의 압력 센서가 상부에 올라선 사용자의 하중을 프레임별로 감지하는 단계;
    (S22)상기 압력 센서의 전기적 신호를 PCB 보드가 디지털 데이터로 변환하는 단계; 및
    (S23)족저압 측정기가 측정 단말로 디지털 변환된 프레임별 압력값을 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 방법.
  12. 제 10항 또는 11항에 있어서,
    단계(S32)는,
    개별 프레임(1~F)별로 수신된 전체 압력 센서 n개의 압력값(P1~Pn)으로부터 중심점(CenterX, CenterY)을 구하는 것으로서, 아래의 수학식
    SumP(F) = P1 + P2 + ... Pn (SumP는 개별 프레임(1~F)의 압력 센서의 합계)
    SumPx(F, n) = ∑ SumPx(F, n-1) + Pn * Vx (SumPx는 압력값의 X 성분의 프레임별 누적 합계로서, Vx는 Pn 값의 범위별로 할당된 가중치)
    SumPy(F, n) = ∑ SumPy(F, n-1) + Pn * Vy (SumPy는 압력값의 Y 성분의 프레임별 누적 합계로서, Vy는 Pn 값의 범위별로 할당된 가중치)
    CenterX(F) = SumPx(F) / SumP(F) (CenterX는 중심점 X 좌표)
    CenterY(F) = SumPy(F) / SumP(F) (CenterY는 중심점 Y 좌표)
    을 이용하여 F(1초당 프레임 수(f) * 측정 시간(초)) 개수만큼의 중심점을 구하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    단계(S33)는,
    전체 프레임의 중심점들로부터 평균 중심점(AverageX, AverageY)을 구할 때, 아래의 수학식
    AverageX = CenterX(1) + CenterX(2) + ... CenterX(F) / F
    AverageY = CenterY(1) + CenterY(2) + ... CenterY(F) / F
    AverageX : 평균 중심점의 X 성분값
    AverageY : 평균 중심점의 Y 성분값
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    단계(S34)는,
    프레임별 중심점과 평균 중심점이 위치한 분포상에서 신뢰 타원의 각도(Angle)를 구할 때, 아래의 수학식
    Angle(F)= ∑ Angle(F-1) + tan((CenterX(F) - AverageX) / (CenterY(F) - AverageY)) * distance10
    distance : 중심점과 평균 중심점 사이의 거리 범위별로 할당된 가중치
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 단계(S34)는,
    프레임별 중심점과 평균 중심점 사이의 높이(H(F))와 폭(W(F))을 구할 때, 아래의 수학식
    H(F)= distance * sin(Angle)
    W(F)= root(distance2 - H(F)2)
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 단계(S34)는,
    프레임별 중심점과 평균 중심점 사이의 높이(H(F))와 폭(W(F))을 이용하여 95% 신뢰 타원의 높이(OvalH)와 폭(OvalW)을 구할 때, 아래의 수학식
    SumH(F)= ∑ SumH(F-1) + H(F)2(SumH는 프레임별 높이 H(F)의 누계값)
    SumW(F)= ∑ SumW(F-1) + W(F)2(SumW는 프레임별 폭 W(F)의 누계값)
    OvalH = root(SumH) * 1.96
    OvalW = root(SumW) * 1.96
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 단계(S34)는,
    상기 신뢰 타원의 높이와 폭으로부터 평형 감각 점수를 산정할 때, 다음의 수학식
    Max = max(OvalH, OvalW)
    Min = min(OvalH, OvalW)
    Min Sway Ratio = Min/Max
    Max Sway Ratio = Max/Min
    Max Theoretical Sway : 피검자의 신장(mm) * 1.198
    평형 감각 지수 = Min Sway Ratio / Max Theoretical Sway * 100,
    Max Sway Ratio / Max Theoretical Sway * 100
    평형 감각 점수 = 100 - 평형 감각 지수의 큰 값
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 평형 감각 검사 방법.
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