KR101769426B1 - Articulated Protator Using Motion Detecting Method - Google Patents

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Abstract

모션 인식기법을 이용하여 신체장애 각도 측정을 수행할 수 있는 관절 각도기 장치가 개시된다. 본 발명의 관절 각도기 장치는 가속도 센서와 자이로 센서를 구비하여, 신체관절의 회전 각도를 측정할 수 있다. 이 경우에, 자이로 센서를 통해, 해당 관절 회전이 안내된 방향의 회전인지 아닌지 여부를 확인함으로써 관절 회전 각도 측정 오류를 방지할 수 있다. Disclosed is an articulated angular motion device capable of performing an angle measurement of a physical disability using a motion recognition technique. The arthroglass device of the present invention includes an acceleration sensor and a gyro sensor to measure a rotation angle of a body joint. In this case, it is possible to prevent joint rotation angle measurement error by checking whether or not the rotation of the joint rotation is the direction of rotation through the gyro sensor.

Description

모션 인식기법을 이용한 관절 각도기 장치{Articulated Protator Using Motion Detecting Method}Technical Field [0001] The present invention relates to an articulated protector using motion detection method,

본 발명은 모션 인식기법을 이용하여 신체장애 각도 측정을 수행할 수 있는 관절 각도기 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an articulator protector capable of performing an angle measurement of a physical disability using a motion recognition technique.

신체 각 관절 등의 운동기능 장애 여부를 판단하기 위하여 환자를 상대로 신체 장애 각도 측정을 수행한다. 신체 장애 각도 측정은 장애가 있는 신체 관절 등의 각도를 측정하고, 그 측정치로부터 운동가능범위를 산출하여 그것과 정상 운동가능범위를 비교하여 신체장애등급을 결정하기 위해 사용된다. 관절의 각도는 기본 측정자세 이외에 각기 그 사정에 따라 몸의 위치를 바꾸어 측정한 수치도 고려하여 운동제한의 범위를 판정하게 된다. The body angle measurement is performed with respect to the patient to determine whether or not the motion disorder of each joint of the body is determined. The angle of physical disability angle is used to measure the degree of disability of the body joint, calculate the range of motion from the measured value, and compare it with the range of normal motion to determine the degree of disability. In addition to the basic measurement posture, the angle of the joint is determined by changing the position of the body according to the situation, taking the measured values into account.

이때 병원에서 주로 사용하던 방법은 소위 '관절각도기'를 이용한 방법이다. 관절 각도기는 관절의 종류에 따라 다소 크기의 차이가 있지만, 눈금이 표시된 각도기와 그 각도기의 중심에 회전 가능하게 결합된 별도의 막대 자로 구성되어 있다. 관절의 고정부에 각도기의 중심을 위치시킨 상태에서 움직이는 관절 부분을 따라 막대 자를 회전시킨 후 그 회전 각도를 읽는다. 실제로는 환자마다 움직임의 형태가 모두 다르고 측정하는 관절의 크기도 다른 데다가 관절 각도기 크기에도 제한이 있어서 사용하기가 쉽지 않다. 따라서 많은 의사들이 관절 각도기를 사용하지 않고 눈으로 대충 읽어내는 경우도 빈번하다. At this time, the method that is mainly used in hospitals is the so-called "joint protector" method. The articulator is composed of a protractor with a graduated scale and a separate rod that is rotatably connected to the center of the protractor. With the center of the protractor in the fixed position of the joint, rotate the stick along the moving joint and read the angle of rotation. In practice, the shape of the movement is different for each patient, the size of joints to be measured is different, and the size of joint protractor is also limited. Therefore, many doctors do not use an artificial protractor, but often read their eyes.

한편, 최근 다양한 센서를 내장한 스마트폰이 개발되고, 그에 따라 각도기 기능을 제공하는 앱들도 등장하고 있다. 이러한 어플리케이션들은 단지 장치의 회전에 따른 각도를 표시하는 것이어서, 일정한 곡률의 회전을 나타내지 않는 신체 장애 각도 측정에 적절하지 않다. 예를 들어, 환자의 어깨 관절의 회전 각도를 측정할 경우, 환자가 단순 각도기 어플리케이션이 설치된 장치를 손에 들고 팔을 들어 올리면서 회전 각도를 측정하게 된다. 이러한 경우, 팔이 회전 중에 일자를 유지하지 못하고 팔꿈치를 중심으로 꺽이게 되면 어깨의 실제 회전각을 측정할 수 없게 된다.
On the other hand, recently, smartphones with various sensors have been developed, and apps that provide a protractor function have also appeared. These applications are merely indicative of the angle of rotation of the device and are not suitable for measuring the angle of disability which does not exhibit a constant curvature of rotation. For example, when measuring the angle of rotation of the patient's shoulder joint, the patient measures the angle of rotation while lifting the arm with the device installed with the simple protractor application. In this case, the arm can not keep its date while rotating, and if it turns around the elbow, the actual rotation angle of the shoulder can not be measured.

본 발명의 목적은, 모션 인식기법을 이용하여 신체장애 각도 측정을 수행할 수 있는 관절 각도기 장치를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an articulator protector device capable of performing a physical obstacle angle measurement using a motion recognition technique.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 관절 각도기 장치는, 상호 통신 가능한 센서장치와 본체를 구비하여 환자의 관절 회전각도를 측정할 수 있다. In order to achieve the above object, the articulator-angler apparatus according to the present invention includes a sensor device and a main body which are mutually communicable to measure a joint rotation angle of a patient.

센서장치는 가속도 센서와 제1 통신수단을 구비하며 상기 환자의 관절 일측에 배치된다. 본체는 상기 제1 통신수단과 통신 가능한 제2 통신수단과, 관절 회전에 따라 변하는 상기 센서장치의 센싱값을 기초로 상기 관절 회전각도를 계산하는 각도측정부를 구비한다. The sensor device has an acceleration sensor and a first communication means and is disposed at one side of the joint of the patient. The main body includes second communication means capable of communicating with the first communication means, and an angle measurement unit for calculating the joint rotation angle based on the sensing value of the sensor device which changes according to the joint rotation.

실시 예에 따라, 상기 센서장치는 상기 관절 회전의 시작시점과 종료시점을 각각 알리는 시작명령과 종료명령을 입력받기 위한 입력부를 더 구비할 수 있으며, 이 경우 본체의 각도 측정부는 상기 시작명령과 종료명령 사이의 각도를 계산하게 된다. According to an embodiment of the present invention, the sensor device may further include a start command for informing the start and end points of the joint rotation, and an input unit for receiving the end command. In this case, The angle between the commands is calculated.

다른 실시 예에 따라, 상기 센서장치는 자이로 센서를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 본체는, 상기 자이로 센서의 출력값을 이용하여 상기 센서장치의 회전이 기 설정된 방향아닌 경우에 측정 오류로 판단하는 오류검출부를 더 포함할 수 있다.
According to another embodiment, the sensor device may further comprise a gyro sensor. In this case, the main body may further include an error detection unit that uses the output value of the gyro sensor to determine that the measurement error is caused when the rotation of the sensor device is not the predetermined direction.

본 발명의 관절 각도기 장치는 신체장애 각도 측정에 제공되어 환자 등의 관절의 회전각도를 측정할 수 있다. The articulator angler device of the present invention is provided for measuring the angle of the handicapped to measure the angle of rotation of the joint of the patient.

이 경우, 본 발명의 각도기 장치는 신체 장애 판정을 위해 측정해야 하는 복수 개의 각종 관절 회전 측정 모드를 순차적으로 안내한 후에, 그 안내에 따라 입력되는 가속도 센서 등의 센싱 값을 이용하여 회전 각도를 측정함으로써, 측정자가 신체 장애 판정에 필요한 각종 각도를 손쉽게 측정할 수 있도록 한다. In this case, the protractor device of the present invention sequentially guides a plurality of various joint rotation measurement modes to be measured for a bodily injury, sequentially measures the rotational angle using a sensed value of an acceleration sensor or the like inputted according to the guidance So that the user can easily measure various angles necessary for the judgment of a physical obstacle.

한편, 각도기 장치는 각 측정모드를 안내한 후에 수행되는 환자의 관절 회전이 안내된 것과 다르게 진행되는 경우에 그 오류상황을 판단할 수 있으며, 그 판단에 따라 각종 안내를 측정자 또는 환자에게 표시할 수 있다.
On the other hand, the protractor device can determine the error condition when the patient's joint rotation performed after guiding each measurement mode is different from the guided rotation, and can display various kinds of guidance to the measurer or the patient have.

도 1은 본 발명의 관절 각도기 장치의 블록도,
도 2는 본 발명의 관절 각도기 장치의 신체장애 각도 측정방법의 설명에 제공되는 흐름도, 그리고
도 3은 신체장애 각도 측정시의 센서장치의 자세설명에 제공되는 도면이다. 1 is a block diagram of an articulator device of the present invention,
2 is a flowchart provided in the explanation of a method for measuring a degree of physical disability of the articulator apparatus of the present invention, and
Fig. 3 is a view provided in the positional description of the sensor device when measuring the degree of disability. Fig.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명의 관절 각도기 장치(100)는 센서장치(110)와 본체(130)를 구비한다. 센서장치(110)는 신체장애 각도 측정의 대상이 되는 환자의 영역에 속하는 것으로서 환자가 손으로 잡거나 몸의 일측에 부착하게 된다. 본체(130)는 측정자(예컨대, 의사)의 영역에 속하며 센서장치(110)가 제공하는 값을 이용하여 신체장애 각도를 계산하고 그 결과를 측정자에게 표시한다. Referring to FIG. 1, the articulated protractor device 100 of the present invention includes a sensor device 110 and a main body 130. The sensor device 110 belongs to the area of the patient to be subjected to the angle of the physical disability, and is held by the patient or attached to one side of the body. Body 130 belongs to the area of the measurer (e.g., pseudo) and calculates the degree of disability using the value provided by sensor device 110 and displays the result to the measurer.

한편, 다른 실시 예에 따라, 본 발명의 관절 각도기 장치(100)는 센서장치(110)와 본체(130)로 구분되지 않고, 환자의 몸에 부착하거나 환자가 손으로 쥐게 되는 하나의 장치로 구현될 수 있다. 이 경우 각도기 장치(100)는 아래에서 설명되는 입력부(111), 표시부(133), 가속도 센서(113), 자이로 센서(115) 및 제어부(140)를 하나의 케이스 내에 모두 내장하면 족하다. 또한, 통신을 위한 통신수단이 필요 없다. According to another embodiment, the articulator protector apparatus 100 of the present invention is not divided into the sensor apparatus 110 and the body 130, but is implemented as a single device that is attached to the patient's body or held by the patient's hand . In this case, the protractor device 100 may include the input unit 111, the display unit 133, the acceleration sensor 113, the gyro sensor 115, and the control unit 140, all of which are described below. Further, a communication means for communication is not required.

이하에서는 센서장치(110)와 본체(130)로 구현된 관절 각도기 장치(100)를 중심으로 설명한다. Hereinafter, the articulated protractor device 100 implemented with the sensor device 110 and the main body 130 will be mainly described.

센서장치(110)는 입력부(111), 가속도 센서(113), 자이로 센서(115), 제1 통신수단(117) 및 센서제어부(119)를 구비하며, 신체장애 각도 측정의 대상이 되는 환자가 잡거나 몸에 부착하게 된다. The sensor device 110 includes an input unit 111, an acceleration sensor 113, a gyro sensor 115, a first communication unit 117, and a sensor control unit 119, Or to attach to the body.

입력부(111)는 측정자 또는 사용자의 제어명령을 입력받는 장치로서, 버튼 등이 해당할 수 있다. 본 발명에서, 측정자 또는 사용자는 신체장애 각도 측정의 대상이 되는 관절 부위의 회전 시작 시점을 지시하는 제어명령(이하, 시작명령)과 회전 종료 시점을 지시하는 제어명령(이하, 종료명령)을 입력부(111)를 통해 입력할 수 있다. 실시 예에 따라, 센서장치(110)의 입력부(111) 대신에 본체(130)가 보유한 입력수단(키보드, 마우스 등)을 사용하여 시작명령과 종료명령을 입력하고, 센서장치(110)가 입력부(111)를 보유하지 않을 수도 있다. The input unit 111 is a device for receiving a control command of a measurer or a user, and may be a button or the like. In the present invention, the measurer or the user inputs a control command (hereinafter referred to as a start command) indicating a start point of rotation of a joint part to be subjected to a physical disability angle measurement and a control command (111). A start command and a termination command are input using input means (keyboard, mouse, etc.) possessed by the main body 130 in place of the input unit 111 of the sensor apparatus 110, (Not shown).

가속도 센서(113)는 각도 측정의 기본이 되는 센서로서 3축(X, Y, Z축) 이상에서의 선형 가속도 값을 측정하여 출력하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 자이로 센서(115)도 적어도 3 축 이상에서의 회전 각속도를 측정하여 출력하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 가속도 센서(113)는 환자 관절의 회전 각도 측정에 사용되고, 자이로 센서(115)는 환자가 아래에서 설명하는 '각도 측정모드'에 맞추어서 관절을 회전시키는지 또는 센서장치(110)가 회전 중에 비틀림이 있었는지 여부와 같은 에러 상황을 확인하기 위해 사용한다. The acceleration sensor 113 is preferably used as a sensor for measuring the angle, and is to measure and output linear acceleration values in three or more axes (X, Y, Z axis). It is preferable that the gyro sensor 115 also measure and output rotational angular velocities at least at three or more axes. The acceleration sensor 113 is used to measure the angle of rotation of the patient's joint and the gyro sensor 115 is used to determine whether the patient rotates the joint in accordance with the ' Used to check for error conditions, such as whether or not there was any.

제1 통신수단(117)은 본체(130)가 보유한 제2 통신수단(131)과 동일한 통신규약 또는 프로토콜로 연결되는 것으로서, 센서제어부(119)의 최종 출력 값을 본체(130)로 제공한다. The first communication unit 117 is connected to the second communication unit 131 of the main body 130 through the same communication protocol or protocol and provides the final output value of the sensor control unit 119 to the main body 130.

제1 통신수단(117)과 제2 통신수단(131)은 유선 또는 무선 인터페이스가 모두 가능하나, 무선 인터페이스가 훨씬 유리하다. 예컨대, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 무선 랜(Wireless LAN) 등이 제1 통신수단(117) 및 제2 통신수단(131)으로 이용될 수 있다. The first communication means 117 and the second communication means 131 are both wired or wireless interfaces, but the wireless interface is much more advantageous. For example, Bluetooth, Zigbee, wireless LAN, or the like can be used as the first communication unit 117 and the second communication unit 131.

센서제어부(119)는 센서장치(110)의 전반적인 동작을 처리하며, 특히 가속도 센서(113)와 자이로 센서(115)의 아날로그 출력값을 본체(130)로 전송할 수 있도록 디지털 값으로 변환하고 필요에 따라 필터링(Filtering)과 같은 전처리를 수행할 수 있다. The sensor control unit 119 processes the overall operation of the sensor device 110 and converts the analog output values of the acceleration sensor 113 and the gyro sensor 115 into digital values for transmission to the main body 130, Pre-processing such as filtering can be performed.

본체(130)는 센서장치(110)가 제공하는 센서 출력을 이용하여 본 발명의 신체장애 각도 측정을 수행한다. 본체(130)는 본 발명을 위한 전용장치일 수도 있으나, 일반적으로 널리 사용되는 컴퓨터, 스마트폰(Smart Phone), 태블릿 컴퓨터(Tablet PC) 등을 이용할 수도 있다. 다만, 본체(130)는 본 발명의 동작을 위해 제2 통신수단(131), 표시부(133), 제어부(140)를 구비해야 하며, 그 밖에도 입력수단(미도시) 등을 구비할 수 있다. The main body 130 performs the obstacle angle measurement of the present invention using the sensor output provided by the sensor device 110. [ The main body 130 may be a dedicated device for the present invention, but it may be a commonly used computer, a smart phone, a tablet PC, or the like. However, the main body 130 must include the second communication unit 131, the display unit 133, and the control unit 140 for the operation of the present invention, and may further include input means (not shown) or the like.

표시부(133)는 제어부(140)의 각도 측정 결과를 시각적인 방법 또는 청각적인 방법으로 출력하며, 대표적으로 액정표시장치 등이 해당할 수 있다. 표시부(133)는 측정한 각도를 출력하는 것외에도, 실제 측정 전에 각종 측정모드를 표시하여 안내하거나, 측정 중의 에러 상황 표시 등을 표시할 수 있다. The display unit 133 outputs the angle measurement result of the controller 140 in a visual manner or an auditory manner. Typically, the display unit 133 may correspond to a liquid crystal display device or the like. In addition to outputting the measured angle, the display unit 133 can display various measurement modes before actual measurement or display an error status display during measurement.

제어부(140)는 본 발명의 각도기 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(140)는 각도 측정을 위하여, 안내부(141), 각도 측정부(143) 및 오류 검출부(145)를 포함한다. 본체(130)가 컴퓨터 등인 경우에, 제어부(140)는 컴퓨터 등에 설치된 하드웨어 칩(Chip)과 그 칩에 의해 수행되는 운영체제(OS: Operating System) 프로그램을 결합한 구성을 기능적으로 표시한 것에 해당할 수 있으며, 이 경우 안내부(141), 각도 측정부(143) 및 오류 검출부(145)는 운영체제 프로그램을 기초로 설치된 어플리케이션 또는 프로그램일 수 있다. 따라서, 안내부(141), 각도 측정부(143) 및 오류 검출부(145)의 동작을 수행하는 어플리케이션 또는 프로그램을 설치한 컴퓨터, 스마트 폰 등이 본 발명의 본체(130)에 해당할 수 있다. The control unit 140 controls the overall operation of the protractor device 100 of the present invention. The control unit 140 includes a guide unit 141, an angle measurement unit 143, and an error detection unit 145 for angle measurement. When the main body 130 is a computer or the like, the control unit 140 may correspond to a function indicating a combination of a hardware chip installed in a computer and the like and an operating system (OS) program executed by the chip. In this case, the guide unit 141, the angle measurement unit 143, and the error detection unit 145 may be an application or a program installed on the basis of an operating system program. Accordingly, a computer, a smart phone or the like provided with an application or a program for performing operations of the guide 141, the angle measuring unit 143, and the error detecting unit 145 may correspond to the main body 130 of the present invention.

안내부(141)는 신체 장애 각도 측정에 필요한 안내를 표시부(133)를 통해 표시한다. 실제로 신체장애 판정에는 다양한 관절 회전 형태에 따른 각도 측정이 필요하며, 안내부(141)는 그 다양한 '각도 측정 모드'를 표시부(133)를 통해 안내한다. The guide unit 141 displays the guidance necessary for measuring the angle of the handicapped through the display unit 133. [ Actually, it is necessary to measure angles according to various types of joint rotation, and the guide unit 141 guides the various 'angle measurement modes' through the display unit 133.

예컨대, 어깨 관절 측정을 위해, (1) 팔을 내린 상태에서 어깨를 회전 중심으로 환자 전방으로 팔을 들어올리는 전방측정모드 (2) 팔을 내린 상태에서 어깨를 회전 중심으로 하여 환자 측방으로 팔을 들어올리는 측방측정모드 등을 순차적으로 안내할 수 있다. For example, for shoulder joint measurement, (1) a forward measurement mode in which the arm is lifted forward to the patient with the shoulder as the center of rotation while the arm is lowered, (2) And a lateral measurement mode for lifting up.

안내부(141)가 특정 측정모드를 안내한 이후에, 각도 측정부(143)는 가속도 센서(113)의 출력값을 읽어서 해당 모드에 따른 신체장애 각도를 계산하게 된다. After the guide unit 141 guides the specific measurement mode, the angle measurement unit 143 reads the output value of the acceleration sensor 113 and calculates the angle of the physical obstacle according to the mode.

각도 측정부(143)는 가속도 센서(113)가 제공하는 X, Y, Z 축 각각의 가속도 정보를 이용하여 지표면에 수직한 가상 평명 상에서 회전 중인 센서장치(110)의 회전 각도를 절대각도로 계산할 수 있다. The angle measuring unit 143 calculates an angle of rotation of the sensor device 110 rotating on a virtual plane perpendicular to the ground surface using the acceleration information of each of the X, Y, and Z axes provided by the acceleration sensor 113 as an absolute angle .

가속도 센서(113)는 특정 자세에서 중력 가속도 등이 각 축 방향으로 작용하는 힘을 측정하는 것이므로, 각도 측정부(143)는 삼각 함수 기법을 이용하여 3축(X, Y, Z축) 가속도 정보로부터 각도 값을 계산할 수 있다. 각도 측정부(143)가 계산한 각도 값은 각도기 장치(100)의 자세에 따라 여러 개가 계산될 수 있는데, 각도의 변화가 작은 것은 버리고 큰 값을 사용한다.Since the acceleration sensor 113 measures forces acting in the respective axial directions such as gravitational acceleration or the like in a specific posture, the angle measuring unit 143 calculates acceleration information of three axes (X, Y, Z axis) The angle value can be calculated. The angular value calculated by the angle measuring unit 143 may be calculated in accordance with the attitude of the angler apparatus 100. The angular value calculated by the angular measuring unit 143 is discarded and a large value is used.

특별히, 각도 측정부(143)는 입력부(111)로부터 시작 명령과 종료명령을 각각 입력받고, 시작명령이 입력된 시점의 센서장치(110) 각도와 종료명령이 입력된 시점의 각도를 각각 계산한 다음, 그 차이를 절대각도로 산출하여 '관절 회전 각도'를 얻는다. Specifically, the angle measurement unit 143 receives the start command and the end command from the input unit 111, calculates the angle of the sensor device 110 at the time when the start command is input and the angle at which the end command is input Next, the difference is calculated as an absolute angle to obtain a 'joint rotation angle'.

한편, 입력부(111)를 통한 사용자 제어명령(시작명령과 종료명령)의 입력은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다. 예컨대, (1) 시작명령과 종료명령을 위한 두 번의 조작으로도 가능하고, (2) 사용자가 입력부(111)의 버튼을 일정 시간동안 계속 누르도록 할 수도 있다. (2)의 경우, 버튼의 누름의 시작과 종료를 각각 시작명령과 종료명령으로 인식할 수도 있다.On the other hand, input of user control commands (start command and end command) through the input unit 111 can be performed by various methods. For example, it is also possible to perform (1) two operations for the start command and the end command, and (2) the user to continuously press the button of the input unit 111 for a predetermined time. (2), the start and end of the depression of the button may be recognized as the start command and the end command, respectively.

여기서, 각도 측정부(143)는 지표면에 수직한 가상의 평면 상의 각도를 계산하는 것이므로, 신체 장애 각도를 측정할 환자는 본 발명의 센서장치(110)를 파지하거나 부착한 상태에서 지표면에 수직한 가상의 평면을 따라 측정 대상인 관절(예컨대, 어깨)을 회전시켜야 한다. Herein, since the angle measuring unit 143 calculates an angle on a virtual plane perpendicular to the ground surface, the patient to measure the angle of the obstacle can measure the angle of the obstacle perpendicular to the ground surface with the sensor device 110 of the present invention grasped or attached thereto The joint to be measured (for example, the shoulder) should be rotated along the imaginary plane.

도 3의 예에서, 안내부(141)는 회전 중심(e)에 위치한 관절의 회전 각도를 측정하는 측정모드를 진행하기 위하여, 센서장치(110)가 제1 자세(a)에서 지표면에 수직한 가상의 평면 상의 원호(d)를 따라 회전하도록 안내하였다고 가정한다. 제1 자세(a)에서 시작명령이 입력되고 제2 자세(b)에서 종료명령이 입력되었다고 가정하면, 각도 측정부(143)는 회전각(θ1)을 신체장애 회전각도로 출력하게 된다. 3, the guide unit 141 is configured so that the sensor device 110 is moved in a direction perpendicular to the surface of the ground in the first posture (a) in order to proceed to the measurement mode for measuring the rotation angle of the joint located at the rotational center e And guided to rotate along an arc d on a virtual plane. Assuming that the start command is input in the first posture (a) and the end command is input in the second posture (b), the angle measurement unit 143 outputs the rotation angle?

오류 검출부(145)는 자이로 센서(115)의 출력값을 읽어와서 현재 센서장치(110)의 3차원 공간 상의 움직임의 형태를 파악하여, 안내부(141)가 안내한 측정모드와 동일한 움직임인지 여부를 확인한다. The error detection unit 145 reads the output value of the gyro sensor 115 and grasps the type of movement in the three-dimensional space of the current sensor device 110 and determines whether the movement is the same as the measurement mode guided by the guide unit 141 Check.

자이로 센서(115)는 움직이는 중에 상호 직교하는 적어도 3개 축의 각속도를 출력한다. 자이로 센서(115)가 임의의 제1 자세(a)에서 출발하여 움직인다고 할 때, 그 움직이는 방향에 따라 자이로 센서(115)의 각 축에서의 출력되는 신호의 형태(패턴)가 서로 달라진다. The gyro sensor 115 outputs angular speeds of at least three axes that are mutually orthogonal while moving. When the gyro sensor 115 starts moving in an arbitrary first posture (a), the shapes (patterns) of signals output on the respective axes of the gyro sensor 115 are different from each other depending on the direction of movement.

안내부(141)가 특정 측정모드를 안내하면서 제1 자세(a)에서 원호(d)를 따라 수직으로 관절을 회전시키도록 안내한 경우에, 오류 검출부(145)는 자이로 센서(115)로부터 출력되는 신호의 형태를 분석함으로써 환자가 안내된 바와 같은 방향으로 관절, 즉 센서장치(110)를 회전시킨 것인지 여부를 확인할 수 있다. The error detecting section 145 detects that the output from the gyro sensor 115 is output from the gyro sensor 115 when the guide section 141 guides the rotation of the joint vertically along the arc d in the first posture a while guiding the specific measurement mode. Thereby determining whether the patient has rotated the joint, i. E., The sensor device 110, in the same direction as guided.

만약, 센서장치(110), 즉 자이로 센서(115)의 움직이는 방향이 안내부(141)를 통해 안내된 측정모드 상의 방향과 다른 경우에 그 사실 또는 그 사실에 기초한 경보를 표시부(133)를 통해 표시한다. If the moving direction of the sensor device 110, that is, the gyro sensor 115 is different from the direction on the measurement mode guided through the guide part 141, the alarm based on the fact or the fact is transmitted through the display part 133 Display.

도 3의 경우에, 환자가 제1 자세(a)에서 지표면에 수직한 원호(d)를 따라 제2 자세(b)로 회전하지 않고, 지표면에 수직하지 않은 평면을 따라 제3 자세(c)로 회전하였다면, 제3 자세(c)로의 회전에 따른 자이로 센서(115)의 출력은 제2 자세(b)로의 회전에 따른 출력과 다른 형태를 가지게 된다. 도 3의 경우처럼, 처음부터 제3 자세(c)를 향해 진행하지 않고 원호(d)를 따라 진행하다가 다른 방향으로 진행방향이 변경된 경우에도 마찬가지다. 3, the patient does not rotate in the second posture b along the arc d perpendicular to the ground surface in the first posture a but does not rotate in the third posture c along the plane not perpendicular to the ground surface, The output of the gyro sensor 115 according to the rotation to the third posture c has a different form from the output corresponding to the rotation to the second posture b. As in the case of Fig. 3, the same is true of the case where the movement proceeds along the arc d without advancing toward the third posture c from the beginning, but the direction of travel is changed to the other direction.

이하에서는 도 2를 참조하여, 본 발명의 각도기 장치(100)를 이용한 신체장애 각도 측정방법을 설명한다. Hereinafter, with reference to FIG. 2, a method for measuring a degree of physical disability using the protractor device 100 of the present invention will be described.

<안내부의 각도 측정모드 안내: S201>&Lt; Guide to angle measurement mode of guide unit: S201 >

안내부(141)는 기 등록된 각도 측정모드를 안내한다. 이 경우, 안내부(141)는 측정자 등으로부터 먼저 측정을 원하는 신체장애의 종류를 입력받은 후에, 그 신체장애의 종류에 따라 측정해야 할 적어도 하나의 각도 측정모드를 순차적으로 안내할 수 있다. The guide unit 141 guides the previously registered angle measurement mode. In this case, the guide unit 141 can sequentially guide at least one angle measurement mode to be measured according to the type of the physical disorder after receiving the kind of the physical disorder desired to be measured first from the measurer or the like.

안내부(141)는 하나의 각도 측정모드를 안내한 이후에 해당 각도측정이 완료되었다는 정보를 각도 측정부(143)를 통해 제공받으면, 다음 각도 측정모드를 안내한다.When the guidance unit 141 receives the information indicating that the angle measurement is completed after guiding one angle measurement mode through the angle measurement unit 143, the guide unit 141 guides the next angle measurement mode.

<각도부의 각도 측정: S203~S209>&Lt; Angle measurement of angle portion: S203 to S209 >

안내부(141)가 특정 각도 측정모드를 안내한 후에, 각도 측정부(143)는 시작명령이 입력되기를 대기한다. 입력부(111)를 통해 시작명령이 입력되면(S203), 각도 측정부(143)는 해당 시작명령 입력시점에 가속도 센서(113)가 출력하는 센싱값을 기초로 제1 각도를 측정한다(S205). 이후에, 입력부(111)를 통해 종료명령이 입력되면(S207), 각도 측정부(143)는 종료명령이 입력된 시점에 가속도 센서(113)가 출력하는 센싱값을 기초로 제2 각도를 측정한다(S209). After the guide unit 141 guides the specific angle measurement mode, the angle measurement unit 143 waits for a start command to be input. When a start command is input through the input unit 111 in step S203, the angle measurement unit 143 measures a first angle based on a sensing value output from the acceleration sensor 113 at the start command input time (S205) . Thereafter, when the end instruction is input through the input unit 111 (S207), the angle measurement unit 143 measures the second angle based on the sensing value outputted by the acceleration sensor 113 at the time when the end instruction is inputted (S209).

<각도 측정의 오류 판정: S211, S213>&Lt; Error determination of angle measurement: S211, S213 >

이때, 오류 검출부(145)는 시작명령과 종료명령 사이에 자이로 센서(115)로부터 출력되는 신호의 파형을 분석하여, 센서장치(110)의 움직임 방향이 해당 각도측정모드에 정해진 움직임인지 여부를 판단한다(S211). At this time, the error detector 145 analyzes the waveform of the signal output from the gyro sensor 115 between the start command and the end command, and determines whether the movement direction of the sensor device 110 is a predetermined movement in the angle measurement mode (S211).

만약, 센서장치(110)의 회전 방향이 안내된 방향과 다른 경우에, 오류 검출부(145)는 각도 측정부(143)에게 에러 정보를 전달하고 표시부(133)를 통해 측정 오류를 안내한다. 실시 예에 따라, 안내부(141)는 환자로 하여금 제1 자세(a)로 돌아가 다시 시작 명령을 입력하고 측정을 재개할 것을 안내할 수 있다(S213). 이 경우, 각도 측정부(143)는 현재의 측정값을 무시하고, 회전 각도를 계산하지 않는다. If the direction of rotation of the sensor device 110 is different from the direction in which the sensor device 110 is guided, the error detector 145 transmits the error information to the angle measurer 143 and guides the measurement error through the display 133. According to the embodiment, the guide unit 141 can guide the patient to return to the first posture (a), input the start command again, and resume the measurement (S213). In this case, the angle measurement unit 143 ignores the current measurement value and does not calculate the rotation angle.

<회전각도 계산 및 표시: S215, S217>&Lt; Calculation and display of rotation angle: S215, S217 >

각도 측정부(143)는 오류 검출부(145)로부터 에러 정보를 제공받지 않으면, S205와 S209 단계에서 각각 계산한 제1 각도와 제2 각도의 차를 계산하여 해당 관절의 회전 각도를 구하고(S215), 그 계산된 결과를 해당 각도 측정모드에서의 최종 측정 각도로 표시부(133)를 통해 표시한다(S217). If the error information is not received from the error detector 145, the angle measuring unit 143 calculates the difference between the first angle and the second angle calculated in steps S205 and S209 to obtain the rotation angle of the joint (step S215) , And displays the calculated result as a final measurement angle in the corresponding angle measurement mode through the display unit 133 (S217).

안내부(141)는 각도 측정부(143)의 각도 측정이 완료되면, 다음 각도 측정모드를 또 안내한다. When the angle measurement of the angle measurement unit 143 is completed, the guide unit 141 again guides the next angle measurement mode.

이상의 방법으로, 본 발명의 각도기 장치(100)의 신체장애 각도 측정이 수행된다. In this way, the angular deviation of the angler device 100 of the present invention is measured.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (3)

환자의 신체장애 정보 판정을 위한 관절 회전각도를 측정할 수 있는 관절 각도기 장치에 있어서,
상기 환자의 관절 일측에 배치되는 센서장치와, 상기 센서장치와 무선 인터페이스로 연결되는 본체를 구비하고,
상기 센서장치는,
가속도 센서와 자이로 센서;
상기 무선 인터페이스의 제1 통신수단; 및
상기 관절 회전의 시작시점과 종료시점을 각각 알리는 시작명령과 종료명령을 입력받기 위한 입력부를 구비하며,
상기 본체는,
상기 제1 통신수단과 통신 가능한 제2 통신수단;
상기 시작명령과 종료명령 사이의 상기 가속도 센서의 센싱값의 변화를 기초로 상기 관절 회전각도를 계산하는 각도측정부;
측정자로부터 신체장애의 종류를 입력받고 상기 신체장애의 종류에 따라 측정해야 할 복수의 각도 측정모드를 순차적으로 표시부를 통해 측정자에게 안내하되, 상기 각도측정부의 각도 측정이 완료되면 다음 각도 측정모드를 안내하는 안내부; 및
상기 자이로 센서의 출력값을 이용하여 상기 센서장치의 회전 방향이 상기 표시부에 표시된 각도측정 모드에 기설정된 방향이 아닌 경우에 측정 오류로 판단하는 오류검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 관절 각도기 장치.

A joint protractor device capable of measuring a joint rotation angle for determining a physically disabled information of a patient,
A sensor device disposed at one side of the joint of the patient; and a main body connected to the sensor device through a wireless interface,
The sensor device includes:
Acceleration sensor and gyro sensor;
First communication means of the air interface; And
And an input unit for inputting a start command and a end command for informing the start and end points of the joint rotation respectively,
The main body includes:
Second communication means capable of communicating with the first communication means;
An angle measurement unit for calculating the joint rotation angle based on a change in the sensing value of the acceleration sensor between the start command and the end command;
A plurality of angular measurement modes to be measured according to the type of the physical disorder are sequentially informed to the observer through the display unit, and when the angle measurement of the angle measurement unit is completed, A guide part And
And an error detection unit for determining a measurement error when the rotation direction of the sensor device is not the predetermined direction in the angle measurement mode displayed on the display unit using the output value of the gyro sensor.

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