KR101999953B1 - 가상 현실 기반 치료 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가상 현실 기반 치료 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 시스템은 치료 대상 환자의 특성이나 상태에 맞는 프로그램 조건을 설정받는 설정부, 설정받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행하는 제어부, 그리고 치료 프로그램을 수행 중인 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 감지하는 센서부를 포함하고, 제어부는 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 이용하여 치료 대상 환자의 집중력 저하 여부를 판단하고, 치료 대상 환자의 집중력이 저하되는 경우 감각 피드백을 생성하여 제공한다. 본 발명에 의하면, 뇌성마비아동의 집중력을 유도하고 이를 지속적으로 유지시키기 위하여 뇌성마비아동의 신체적 운동 기능에 맞는 가상 현실 기반의 치료 프로그램을 구현할 수 있다.

Description

가상 현실 기반 치료 시스템 및 방법{Treatment System and Method Based on Virtual-Reality}
본 발명은 가상 현실 기반 치료 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 신체적 운동 기능과 집중력이 부족한 뇌성마비아동에게 가상 현실을 기반으로 한 치료 프로그램을 구현할 수 있는 가상 현실 기반 치료 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가상 현실은 어떤 특정한 환경이나 상황을 컴퓨터 등으로 만든 인공적인 기술로, 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 의미하며 이러한 가상의 환경이나 상황 등은 사용자의 오감을 자극하여 실제와 유사한 공간적 또는 시간적 체험을 하게 함으로써 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들 수 있게 한다.
이에 최근에는 가상 현실을 이용하여 환자나 장애인 등을 치료할 수 있는 가상 현실 치료법(VRT: Virtual Reality Therapy)이 개발되고 있다. 가상 현실은 실제 현실과는 달리 인간의 완벽한 통제하에 있기 때문에 실제 수행했을 때에 위험 부담이 따르는 행위들을 안전하게 진행할 수 있어 특정 과제의 사전 연습과 같은 목적으로 활용될 수 있으며, 이와 같은 가상 현실의 장점을 이용하여 PTSD(외상 후 스트레스 증후군), 공포증, 통증, 알코올 중독 또는 재활 치료 등과 같은 목적으로 전 세계에서 다양한 형태로 진행되고 있다.
하지만, 종래의 가상 현실 치료법은 주로 특정 과제의 사전 연습과 같이 치료에 집중하여 수행을 하고, 집중력을 잃지 않고 수행을 마쳤을 때 도출되는 결과를 바탕으로 제작되었기 때문에 재활 치료 목적으로 활용하는데 있어서 집중력의 제고와 같은 문제가 제외되는 현상이 발생될 수 있었다.
뇌성마비아동의 경우에는 신체적 운동 기능이 제한될 뿐만 아니라 집중력 또한 같은 연령대의 정상 아동과 비교할 때 현저히 저하되는 소견을 보이므로 뇌성마비아동에게 가상 현실 치료법을 시행할 때는 프로그램 내에서 끊임없이 실시간으로 집중력을 유도하여 과제가 완료될 때까지 지속성을 가지도록 하는 치료 방식이 중요하였다.
한국등록특허공보 제10-0812624 호 (등록일 2008. 03. 05.)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 뇌성마비아동의 집중력을 유도하고 이를 지속적으로 유지시키기 위하여 뇌성마비아동의 신체적 운동 기능에 맞는 가상 현실 기반의 치료 프로그램을 구현할 수 있는 가상 현실 기반 치료 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 명시적으로 언급된 목적 이외에도, 후술하는 본 발명의 구성으로부터 달성될 수 있는 다른 목적도 포함한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 기반 치료 시스템은 치료 대상 환자의 특성이나 상태에 맞는 프로그램 조건을 설정받는 설정부, 상기 설정받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행하는 제어부, 그리고 상기 치료 프로그램을 수행 중인 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 감지하는 센서부를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 이용하여 상기 치료 대상 환자의 집중력 저하 여부를 판단하고, 상기 치료 대상 환자의 집중력이 저하되는 경우 감각 피드백을 생성하여 제공하며, 상기 치료 대상 환자에게 제시된 전체 타겟 중에서 상기 치료 대상 환자에 의해 미리 설정된 동작이 수행된 타겟에서 반응 효과가 발생되는 비율이 미리 설정되고, 상기 설정된 비율에 따라 무작위로 상기 치료 대상 환자에 의해 미리 설정된 동작이 수행된 타겟에서 반응 효과를 발생시킨다.
상기 프로그램 조건은 복수의 레벨로 이루어진 난이도를 포함한다.
상기 난이도 설정 시 치료 대상 환자의 최대 기능 범위(A), 치료사가 판단하는 치료 대상 환자의 기능 범위(C), 상기 센서부가 감지하는 치료 대상 환자의 기능 범위(B)를 고려하여 C<B<A 조건을 성립할 경우에만 상기 치료 프로그램이 실행된다.
상기 제어부는 상기 치료 대상 환자의 움직임이 미리 정해진 시간 동안 감지되지 않는 경우, 상기 치료 대상 환자의 시선이 프로그램 실행 화면에 미리 정해진 시간 동안 유지되지 않는 경우 및 상기 치료 대상 환자가 움직이는 방향이나 움직이는 지점이 상기 치료 대상 환자의 시선과 미리 정해진 시간 동안 맞지 않는 경우 중 적어도 하나에 해당되면, 집중력이 저하된 것으로 판단하여 집중력을 위한 감각 피드백을 생성할 수 있다.
상기 집중력을 위한 감각 피드백은 상기 치료 대상 환자에게 시각적 자극, 청각적 자극 및 촉각적 자극 중 적어도 하나의 자극을 주기 위한 감각 피드백을 포함할 수 있다.
상기 시각적 자극은 상기 프로그램 실행 화면에서 표시되고, 상기 청각적 자극은 음향 출력 수단을 통해 출력되고, 상기 촉각적 자극은 진동으로 이루어질 수 있다.
상기 센서부는 적외선 센서, 자이로 센서 및 비접촉식 동작 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 프로그램 조건은 난이도, 동작 설정, 타겟 생성 위치, 진행 방법, 타겟 설정, 함정 타겟 설정, 타겟 크기, 집중 환기, 타겟 생성 방법 및 이펙트 효과 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 기반 치료 방법은 설정부가 치료 대상 환자의 특성이나 상태에 맞는 프로그램 조건을 설정받는 단계, 제어부가 상기 설정받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행하는 단계, 그리고 센서부가 상기 치료 프로그램을 수행 중인 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 감지하는 단계를 포함하고, 상기 제어부가 설정받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행하는 단계는 상기 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 이용하여 상기 치료 대상 환자의 집중력 저하 여부를 판단하고, 상기 치료 대상 환자의 집중력이 저하되는 경우 감각 피드백을 생성하여 제공할 수 있다.
상기 제어부가 설정받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행하는 단계는 상기 치료 대상 환자의 움직임이 미리 정해진 시간 동안 감지되지 않는 경우, 상기 치료 대상 환자의 시선이 프로그램 실행 화면에 미리 정해진 시간 동안 유지되지 않는 경우 및 상기 치료 대상 환자가 움직이는 방향이나 움직이는 지점이 상기 치료 대상 환자의 시선과 미리 정해진 시간 동안 맞지 않는 경우 중 적어도 하나에 해당되면, 집중력이 저하된 것으로 판단하여 집중력을 위한 감각 피드백을 생성할 수 있다.
상기 집중력을 위한 감각 피드백은 상기 치료 대상 환자에게 시각적 자극, 청각적 자극 및 촉각적 자극 중 적어도 하나의 자극을 주기 위한 감각 피드백을 포함할 수 있다.
상기 시각적 자극은 상기 프로그램 실행 화면에서 표시되고, 상기 청각적 자극은 음향 출력 수단을 통해 출력되고, 상기 촉각적 자극은 진동으로 이루어질 수 있다.
상기 센서부는 적외선 센서, 자이로 센서 및 비접촉식 동작 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 프로그램 조건은 난이도, 동작 설정, 타겟 생성 위치, 진행 방법, 타겟 설정, 함정 타겟 설정, 타겟 크기, 집중 환기, 타겟 생성 방법 및 이펙트 효과 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 기반 치료 시스템 및 방법에 따르면, 뇌성마비아동의 집중력을 유도하고 이를 지속적으로 유지시키기 위하여 뇌성마비아동의 신체적 운동 기능에 맞는 가상 현실 기반의 치료 프로그램을 구현할 수 있다.
즉 치료 프로그램 중 뇌성마비아동의 집중력이 저하될 경우 실시간으로 집중력을 향상시키거나 유지시키기 위한 감각 피드백을 제공하여 치료 프로그램 중 끊임없이 집중력이 유도되어 프로그램 과제가 완료될 때까지 지속성을 가지도록 하는 장점이 있다.
이에 따라 가상 현실 기반의 치료 프로그램을 전문화된 치료 도구로 활용할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 효과는 상술된 것에 국한되지 않고 후술하는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 본 발명의 효과에 포함된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 기반 치료 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 설정부에서 설정 가능한 프로그램 조건의 예이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 환자의 기능 범위에 따른 타겟의 예이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 타겟 생성 위치의 예이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로그램 조건 설정 화면의 예이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 감각 피드백의 예이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 기반 치료 과정을 보여주는 동작 흐름도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 기반 치료 시스템의 개략적인 구성도, 도 2는 도 1에 도시한 설정부에서 설정 가능한 프로그램 조건의 예, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 환자의 기능 범위에 따른 타겟의 예 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 타겟 생성 위치의 예를 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 가상 현실 기반 치료 시스템(1)은 치료 지원 장치(100) 및 치료 지원 서버(200)를 포함하여 구성된다.
치료 지원 장치(100)는 통신망(10)을 통해 치료 지원 서버(200)에 접속하여 치료 대상 환자가 치료 프로그램을 수행할 수 있도록 지원해주는 장치로, 치료 대상 환자가 직접 소유한 장치, 치료를 위해 일시적으로 보유한 장치 또는 치료 대상 환자를 지도하는 치료사가 보유한 장치 등으로 이루어질 수 있다.
치료 지원 장치(100)는 개인용 컴퓨터(Personal Computer), 데스크탑 컴퓨터(Desktop Computer), 스마트폰(Smart Phone), 태블릿(Tablet) PC, 개인 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistant: PDA)나 웹 패드(Web Pad) 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 단말기로 이루어질 수 있다.
또는 치료 지원 장치(100)는 3차원 입체 영상을 출력하는 헤드 마운트 디스플레이(HMD: Head Mount Display) 및 모션 인식 장치가 조합된 형태로 구현될 수 있다.
치료 지원 서버(200)는 여러 치료 지원 장치(100)로부터 수집된 데이터가 저장되어 치료 대상 환자가 다른 치료 지원 장치(100)에서도 연속으로 훈련이 가능하게 할 수 있다. 통신망(10)을 연결하지 않고 사용할 경우 치료 지원 장치(100)가 치료 지원 서버(200)의 기능을 수행하여 치료 지원 장치(100)에 데이터가 수집될 수도 있다.
또한 치료 지원 서버(200)는 치료 프로그램과 관련된 각종 서비스를 치료 지원 장치(100)에 제공할 수 있다.
치료 지원 장치(100)는 설정부(110), 센서부(120), 제어부(130) 및 출력부(140)를 포함할 수 있다.
설정부(110)는 도 2와 같이, 치료 대상 환자의 특성이나 상태에 맞는 프로그램 조건을 설정받을 수 있다. 프로그램 조건은 난이도, 동작 설정, 타겟 생성 위치, 진행 방법, 타겟 설정, 함정 타겟 설정, 타겟 크기, 집중 환기, 타겟 생성 방법 및 이펙트 효과 중 적어도 하나를 포함하여 치료 대상 환자의 특성이나 상태에 맞는 맞춤형 치료를 제공할 수 있도록 한다.
난이도는 복수의 레벨로 이루어질 수 있는데, 레벨에 따라 동작 설정, 후술할 감각 피드백, 타겟 인식 범위가 결정될 수 있다. 도 3과 같이, 예컨대, 1단계는 가장 낮은 레벨로 측정된 치료 대상 환자의 팔 위치의 일정 범위 내에서만 타겟이 등장할 수 있고, 2단계는 측정된 치료 대상 환자의 팔 위치의 일정 범위보다 조금 떨어진 곳에서 타겟이 등장할 수 있고, 3단계는 등장하는 타겟의 크기가 작아지거나 함정 타겟이 등장할 수 있다. 그리고 4단계는 타겟이 천천히 움직이는데 함정 타겟이 없으며, 5단계는 가장 높은 레벨로 타겟이 천천히 움직이면서 함정 타겟이 함께 등장할 수 있다. 이때 난이도의 설정 시 치료 대상 환자의 최대 기능 범위(A, 예컨대, 수동적 관절가동범위, 대동작 기능 및 소동작 기능 등), 치료사가 판단하는 치료 대상 환자의 기능 범위(C), 센서부(120)가 감지하는 치료 대상 환자의 기능 범위(B)를 고려하여 C<B<A 조건을 성립할 경우에만 치료 프로그램이 실행될 수 있도록 구성될 수 있다.
그리고 환자의 동작 구현 어려움에 따라 난이도를 설정할 수 있는데, 예컨대, 체중의 이동 없이 팔 길이 2/3 내의 사물을 잡기나 체중 이동이 필요한 팔 길이 2/3을 벗어난 사물 잡기 등과 같이 체중의 이동 유무를 고려하여 난이도를 설정할 수 있고, 목표 사물 인식 범위의 설정으로 난이도를 설정할 수 있는데, 예컨대, 목표 사물의 인식 범위가 클수록 난이도가 쉽고 인식 범위(사물 크기, 선명도)가 작을수록 난이도가 어려울 수 있다. 게다가 목표 사물 지속 시간의 설정으로 난이도를 설정할 수 있는데, 예컨대, 목표 사물의 지속 시간(목표 사물의 등장 지속 시간)이 짧을 경우 난이도가 더 어려울 수 있으며, 훈련 횟수로 난이도를 설정할 수 있는데, 예컨대, 하나의 미션을 진행 시 5개의 타겟을 잡는 등과 같이 횟수를 고정시켜서 진행할 수 있다.
동작 설정은 복수의 레벨로 이루어질 수 있으며, 예컨대, 1단계는 가장 낮은 레벨로 주먹을 쥐면서 바구니에 담는 방법, 2단계는 타겟 위치에서 주먹을 쥐는 방법, 3단계는 타겟 위에서 3초간 유지하는 방법으로 이루어질 수 있다.
타겟 생성 위치는 랜덤, 원둘레 대비 m 환산 측정치 설정, 좌측 또는 우측 집중 생성 기능이 있는데, 도 4와 같이, 좌측 집중 생성 기능을 설정하면 왼쪽 영역 0도~90도 내에서 타겟이 생성되고, 우측 집중 생성 기능을 설정하면 오른쪽 영역 0도~90도 내에서 타겟이 생성될 수 있다. 이는 치료 대상 환자의 편마비 또는 편측 무시 등을 고려한 치료 방식을 반영할 수 있다.
진행 방법은 타겟 생성 시간(예컨대, 50초, 60초, 90초) 또는 타겟 생성 횟수(1회 ~ 10회) 등을 설정할 수 있고, 타겟 설정은 타겟의 종류(사과, 호박, 배, 수박 0개에서 7개까지 개별적으로 세부 설정)를 설정할 수 있으며, 함정 타겟 설정은 타겟 생성 위치가 랜덤일 경우에만 설정할 수 있다.
타겟 크기는 타겟의 직경을 설정할 수 있고, 집중 환기는 10초, 15초, 20초 간격으로 설정할 수 있으며, 타겟 생성 방법은 타겟이 순차적으로 또는 복수 개가 동시에 생성되는지 설정할 수 있고, 이펙트 효과는 타겟 성공 시 항상 이펙트 효과를 줄것인지 아닌지를 설정할 수 있다. 이외에 프로그램 조건으로 배경 음악 또는 결과 표시 등을 설정할 수 있다.
그리고 치료 대상 환자의 컨디션에 따라 타겟의 수 또는 출현 비율이 결정되도록 구성될 수 있는데, 예컨대, 컨디션이 좋을 경우 타겟의 수는 10개이고, 출현 비율은 최대 라인 5개, 중간 라인 3개, 최소 라인 2개로 이루어지고, 컨디션이 보통일 경우 타켓의 수는 7개이고, 출현 비율은 최대 라인 2개, 중간 라인 3개, 최소 라인 2개로 이루어지고, 컨디션이 나쁠 경우 타켓의 수는 5개이고, 출현 비율은 최대 라인 1개, 중간 라인 2개, 최소 라인 2개로 이루어질 수 있다.
여기서 최대 라인은 치료 대상 환자가 접근하기 제일 어려운 높이이고, 최소 라인은 치료 대상 환자가 가장 접근하기 쉬운 높이이며, 중간 라인은 최대 라인과 최소 라인의 사이에 있는 높이로서, 치료 대상 환자의 컨디션이 좋을 경우에는 최대 라인에 타겟의 수와 출현 비율이 많아지도록 설정하고, 치료 대상 환자의 컨디션이 나쁠 경우에는 최소 라인에 타겟의 수와 출현 비율이 많아지도록 설정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로그램 조건 설정 화면의 예이다.
도 5와 같이, 치료 지원 장치(100)가 단말기로 이루어질 경우, 설정부(110)는 마우스, 키보드 또는 터치 스크린 등을 통해 프로그램 조건을 설정받을 수 있으며, 치료 지원 장치(100)가 헤드 마운트 디스플레이 등으로 이루어질 경우, 설정부(110)는 별도의 입력 수단을 통해 프로그램 조건을 설정받을 수 있다. 이외에 설정부(110)는 다양한 입력 수단을 이용하여 프로그램 조건을 설정받을 수 있다.
제어부(130)는 설정 받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행할 수 있다. 치료 프로그램은 화면상에 가상으로 마련된 공간에서 이루어지는 과제 수행의 형태로 제공되며, 제어부(130)는 설정받은 프로그램 조건에 맞는 과제를 선택하고 과제에 맞는 타겟을 생성하여 치료 대상 환자가 타겟에 따라 움직이면서 프로그램을 수행하게 할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 치료 대상 환자가 타겟 위치에서 주먹을 쥐거나 바구니에 담는 등의 모션을 수행하면서 프로그램을 수행할 수 있도록 하거나 마우스 또는 조이스틱 등으로 타겟을 선택하여 프로그램을 수행하도록 할 수 있다.
또한 제어부(130)는 예컨대, 비슷한 위치에서 타겟(목표 사물)을 잡는 방식(쥐기 또는 터치)이나 타겟의 종류가 달라지는 다양한 치료 프로그램을 실행하거나, 목표 사물이 정해진 규칙성과 방향으로 나타나도록 하는 규칙적인 훈련을 통한 치료 프로그램을 실행할 수 있다.
그리고 제어부(130)는 뇌성마비아동과 같은 치료 대상 환자의 특성이나 선호도 등에 맞는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행할 수 있다. 예컨대, 6~12세 사이의 남자 아동의 경우, 빨강, 파랑색을 선호하기 때문에 훈련 프로그램을 위한 색상을 빨강, 파랑색으로 설정하고 좋아하는 장난감이 자동차, 기차 등과 같이 교통수단이나 청각 자극을 주는 장난감이므로 청각적 자극으로 자동차, 기차 소리나 음악을 출력할 수 있고, 좋아하는 음식은 과일, 고기, 과자이고, 좋아하는 동물은 강아지, 고양이고 이외에 타요, 폴리, 뽀로로, 버디 등과 같은 캐릭터를 좋아하므로 타겟으로 상기와 같이 좋아하는 음식, 동물, 캐릭터가 생성되게 제어할 수 있다. 제어부(130)는 4~9세 사이의 여자 아동의 경우, 빨강, 파랑색을 선호하기 때문에 훈련 프로그램을 위한 색상을 빨강, 파랑색으로 설정하고 좋아하는 장난감이 인형, 애니메이션 캐릭터이고, 좋아하는 음식은 과일, 빵, 과자이고, 좋아하는 동물은 강아지, 고양이, 토끼이고 이외에 쥬쥬, 공주인형, 뽀로로, 바비 등과 같은 캐릭터를 좋아하므로 타겟으로 좋아하는 상기와 같은 음식, 동물, 캐릭터가 생성되게 제어할 수 있다.
센서부(120)는 치료 프로그램 중인 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 감지할 수 있다. 센서부(120)는 적외선 센서, 자이로 센서 및 비접촉식 동작 센서 중 적어도 하나를 포함하는데, 예컨대, 팔 뻗기, 주먹 쥐었다 펴기 등과 같은 치료 대상 환자의 손동작 및 시선의 방향을 감지할 수 있다.
치료 지원 장치(100)가 헤드 마운트 디스플레이 등으로 이루어질 경우, 센서부(120)는 헤드 마운트 디스플레이에 설치되어 치료 대상 환자의 움직임을 감지하는 자이로 센서 등으로 이루어질 수 있으며, 이외에 센서부(120)는 헤드 마운트 디스플레이 또는 단말기와 연결된 키넥트 등으로 이루어질 수 있다.
제어부(130)는 치료 대상 환자의 움직임 또는 시선을 이용하여 치료 대상 환자의 집중력 저하 여부를 판단하고, 판단된 집중력 저하 여부에 따라 감각 피드백을 생성할 수 있다.
보다 자세하게 설명하면, 치료 프로그램을 위한 과제가 시작되면 제어부(130)는 프로그램 조건대로 타겟을 생성하고 치료 대상 환자가 생성된 타겟에 집중하면서 프로그램을 수행하는지 판단하기 위하여 센서부(120)를 통해 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 감지하기 시작한다. 센서부(120)는 환자의 움직임을 감지하기 위하여 헤드 마운트 디스플레이 또는 모니터 등에 설치되는 동작 감지 센서로 이루어질 수 있다. 그리고 센서부(120)는 환자의 시선을 감지하기 위하여 헤드 마운트 디스플레이의 내부에 카메라 또는 적외선 센서 등을 설치하고 이를 통해 눈동자의 위치와 움직임을 추적하여 사용자의 시선 방향을 추적하는 시선 추적 장치로 이루어질 수 있다.
제어부(130)는 치료 대상 환자의 움직임이 미리 정해진 시간 동안 감지되지 않는 경우, 치료 대상 환자의 시선이 프로그램 실행 화면에 미리 정해진 시간 동안 유지되지 않는 경우 및 치료 대상 환자가 움직이는 방향이나 움직이는 지점이 치료 대상 환자의 시선과 미리 정해진 시간 동안 맞지 않는 경우 중 적어도 하나에 해당되면, 치료 대상 환자의 집중력이 저하된 것으로 판단할 수 있다. 또한 제어부(130)는 프로그램을 지속적으로 수행하는 시간, 치료 대상 환자의 얼굴 방향이 치료 시스템이나 치료사에 대해 일정하게 유지되는 시간, 치료 시스템이나 치료사의 요구에 따라 동작이 이루어지거나 시도되는 상태 등을 통해 치료 대상 환자의 집중 여부를 판단할 수 있다.
그리고 제어부(130)는 치료 대상 환자의 집중력이 저하된 것으로 판단되면 감각 피드백을 생성하여 제공할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 치료 대상 환자의 손은 움직였으나 얼굴이 정면을 향하지 않았을 경우 센서부(120)에 의해 치료 대상 환자의 시선이 프로그램 실행 화면에 유지되는지 추적하여 판단하고, 만약 손동작이 발생했더라도 치료 대상 환자의 시선이 프로그램 실행 화면에 미리 정해진 시간(환자의 상태에 따라 10초~20초 등의 설정 변경 가능) 동안 유지되지 못하거나, 치료 대상 환자의 시선 및 얼굴의 각도가 프로그램 실행 화면의 일정 범위 안에 정상적으로 유지되더라도 손동작의 방향이나 지점이 해당 과제와 관련 없는 무정위적 동작으로서, 미리 정해진 시간을 벗어난 경우도 집중력이 저하된 것으로 판단하고 이에 대한 감각 피드백을 생성할 수 있다. 집중력을 위한 감각 피드백은 치료 대상 환자에게 시각적 자극, 청각적 자극 및 촉각적 자극 중 적어도 하나의 자극을 주기 위한 감각 피드백으로 이루어질 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 감각 피드백의 예로서, 치료 대상 환자의 집중력을 유도하고 동작을 수행하도록 하기 위하여 시각적, 청각적, 촉각적 자극을 설정할 수 있는데, 예컨대, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제어부(130)는 감각 피드백(F)과 같이, 시각적으로는 좋아하는 캐릭터 또는 사물을 프로그램 실행 화면에 출력할 수 있으며, 청각적으로는 좋아하는 소리를 음향 출력 수단을 통해 출력할 수 있고, 촉각적으로는 치료 대상 환자가 쥐고 있는 마우스 또는 조이스틱 등에 진동을 출력할 수 있다.
그리고 시각적 자극은 틀린 그림 찾기, 파란색 공 찾기, 물건의 움직임이나 물건 형태의 변화를 통해서 집중 유도를 위한 자극을 시각적으로 줄 수 있으며, 숫자 순서 맞추기 또는 이야기 요소 순서 맞추기, 미로 찾기 등과 같은 경로 탐색, 동물 형태나 캐릭터 형태의 입체 인지적 사물을 사용하기나 훈련 후 나타나는 점수를 시각적으로 제시하여 피드백 자극 점수의 시각적 피드백의 활용으로 이루어질 수 있다.
청각적 자극은 박수 소리를 통해 동작 결과용 박자와 리듬을 제공하거나, “잘했어요”, “옳지”, “아닌데?”, “다시 해보세요”, “괜찮아”, “다음에 더 잘할 수 있을거야” 등과 같은 음성 언어 피드백으로 이루어질 수 있다. 음성 언어 피드백은 동작 수행에 실패하였지만 다음에 더 잘할 수 있도록 용기를 주거나, 진행하고 있는 훈련을 더 잘할 수 있도록 성공할 때마다 추임새를 넣도록 구성될 수도 있다.
촉각적 자극은 환자의 손등, 손목 등에 촉각 자극기를 부착하여 환자의 촉각 자극 최적 위치에 부착하며, 진동과 같은 자극으로 이루어질 수 있다.
그리고 도 8과 같이, 과제 성공하면, 시각적, 청각적, 촉각적으로 성공 프로그램 임팩트 또는 성공 감각 피드백(F)이 치료 대상 환자에게 실시간으로 전달되고, 모든 목표에 도달하면 한회기 세션이 종료되고 결과 피드백을 최종적으로 제공받게 된다. 즉 제어부(130)는 과제 성공을 하면 해당 과제의 타겟은 소멸되게 제어할 수 있는데, 이것은 과제 수행 완료 행위로 판단할 수 있다.
그리고 제어부(130)는 과제 수행 완료 후 치료 프로그램 결과가 표시되도록 제어할 수 있다.
이와 같이, 모든 동작은 추가적인 하드웨어 장치에 의한 신호의 입력 없이 센서부(120)에 의해서 감지되는 치료 대상 환자의 얼굴, 시선의 방향과 손동작(팔을 뻗기, 주먹을 쥐었다 펴기 등)만으로 성공 프로그램 임팩트의 제공 여부를 판단하게 된다. 예를 들어, 제시된 과제가 허공에 떠 있는 타겟을 잡아서 바구니 안에 집어넣는 것일 경우, 치료 대상 환자는 우선 타겟을 향해 팔을 뻗고 타겟에 도달했을 시 손이 타겟에 도달한 모습이 실시간으로 시각적으로 표시되고 잡았을 경우(실제 쥐듯이 주먹을 쥐었을 경우) 잡은 모습에 의해 타겟의 모양과 색상이 변하게 되고 실제처럼 끌어내려서 바구니에 타겟이 도달할 경우 성공으로 판단하여 성공 프로그램 임팩트가 제공되고 과제는 마무리될 수 있다.
성공 프로그램 임팩트는 게임 중 목표물을 획득했을 경우 제공되는 임팩트 또는 효과음으로서, 강화 요소로 작용하며 동작에 대한 반응 효과가 제공되는 비율에 변화를 주어 집중도를 제고할 수 있다. 예컨대, 100%로 설정되면 모든 타겟에서 반응 효과가 발생되고, 60%로 설정되면 타겟 중 무작위 60%의 타겟을 대상으로 반응 효과가 발생되며, 0%로 설정되면 모든 타겟에 대한 프로그램을 수행한 후 전체적인 성공률에 따라 반응 효과가 발생될 수 있다.
출력부(140)는 프로그램 실행 화면을 출력할 수 있다. 이를 위하여 출력부(140)는 단말기 또는 모니터의 화면이나 치료 대상 환자가 착용 가능한 헤드 마운트 디스플레이 형태로 이루어질 수 있다.
출력부(140)는 3차원의 프로그램 실행 화면을 출력하여 치료 대상 환자에게 전 방향에 대한 입체적인 치료 프로그램 영상을 제공할 수 있다.
치료 지원 서버(200)는 치료 프로그램과 관련된 각종 서비스를 치료 지원 장치(100)에 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 기반 치료 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 기반 치료 과정을 보여주는 동작 흐름도를 나타낸다.
도 9에 도시한 바와 같이, 설정부가 치료 대상 환자의 특성이나 상태에 맞는 프로그램 조건을 설정받을 수 있다(S900). 프로그램 조건은 난이도, 동작 설정, 타겟 생성 위치, 진행 방법, 타겟 설정, 함정 타겟 설정, 타겟 크기, 집중 환기, 타겟 생성 방법 및 이펙트 효과 중 적어도 하나를 포함하여 치료 대상 환자의 특성이나 상태에 맞는 맞춤형 치료를 제공할 수 있도록 한다.
난이도는 복수의 레벨로 이루어질 수 있는데, 레벨에 따라 동작 설정, 후술할 감각 피드백, 타겟 인식 범위가 결정될 수 있다. 도 3과 같이, 예컨대, 1단계는 가장 낮은 레벨로 측정된 치료 대상 환자의 팔 위치의 일정 범위 내에서만 타겟이 등장할 수 있고, 2단계는 측정된 치료 대상 환자의 팔 위치의 일정 범위보다 조금 떨어진 곳에서 타겟이 등장할 수 있고, 3단계는 등장하는 타겟의 크기가 작아지거나 함정 타겟이 등장할 수 있다. 그리고 4단계는 타겟이 천천히 움직이는데 함정 타겟이 없으며, 5단계는 가장 높은 레벨로 타겟이 천천히 움직이면서 함정 타겟이 함께 등장할 수 있다. 이때 난이도의 설정 시 치료 대상 환자의 최대 기능 범위(A, 예컨대, 수동적 관절가동범위, 대동작 기능 및 소동작 기능 등), 치료사가 판단하는 치료 대상 환자의 기능 범위(C), 센서부(120)가 감지하는 치료 대상 환자의 기능 범위(B)를 고려하여 C<B<A 조건을 성립할 경우에만 치료 프로그램이 실행될 수 있도록 구성될 수 있다.
그리고 환자의 동작 구현 어려움에 따라 난이도를 설정할 수 있는데, 예컨대, 체중의 이동 없이 팔 길이 2/3 내의 사물을 잡기나 체중 이동이 필요한 팔 길이 2/3을 벗어난 사물 잡기 등과 같이 체중의 이동 유무를 고려하여 난이도를 설정할 수 있고, 목표 사물 인식 범위의 설정으로 난이도를 설정할 수 있는데, 예컨대, 목표 사물의 인식 범위가 클수록 난이도가 쉽고 인식 범위(사물 크기, 선명도)가 작을수록 난이도가 어려울 수 있다. 게다가 목표 사물 지속 시간의 설정으로 난이도를 설정할 수 있는데, 예컨대, 목표 사물의 지속 시간(목표 사물의 등장 지속 시간)이 짧을 경우 난이도가 더 어려울 수 있으며, 훈련 횟수로 난이도를 설정할 수 있는데, 예컨대, 하나의 미션을 진행 시 5개의 타겟을 잡는 등과 같이 횟수를 고정시켜서 진행할 수 있다.
동작 설정은 복수의 레벨로 이루어질 수 있으며, 예컨대, 1단계는 가장 낮은 레벨로 주먹을 쥐면서 바구니에 담는 방법, 2단계는 타겟 위치에서 주먹을 쥐는 방법, 3단계는 타겟 위에서 3초간 유지하는 방법으로 이루어질 수 있다.
타겟 생성 위치는 랜덤, 원둘레 대비 m 환산 측정치 설정, 좌측 또는 우측 집중 생성 기능이 있는데, 도 4와 같이, 좌측 집중 생성 기능을 설정하면 왼쪽 영역 0도~90도 내에서 타겟이 생성되고, 우측 집중 생성 기능을 설정하면 오른쪽 영역 0도~90도 내에서 타겟이 생성될 수 있다. 이는 치료 대상 환자의 편마비 또는 편측 무시 등을 고려한 치료 방식을 반영할 수 있다.
진행 방법은 타겟 생성 시간(예컨대, 50초, 60초, 90초) 또는 타겟 생성 횟수(1회 ~ 10회) 등을 설정할 수 있고, 타겟 설정은 타겟의 종류(사과, 호박, 배, 수박 0개에서 7개까지 개별적으로 세부 설정)를 설정할 수 있으며, 함정 타겟 설정은 타겟 생성 위치가 랜덤일 경우에만 설정할 수 있다.
타겟 크기는 타겟의 직경을 설정할 수 있고, 집중 환기는 10초, 15초, 20초 간격으로 설정할 수 있으며, 타겟 생성 방법은 타겟이 순차적으로 또는 복수 개가 동시에 생성되는지 설정할 수 있고, 이펙트 효과는 타겟 성공 시 항상 이펙트 효과를 줄것인지 아닌지를 설정할 수 있다. 이외에 프로그램 조건으로 배경 음악 또는 결과 표시 등을 설정할 수 있다.
그리고 치료 대상 환자의 컨디션에 따라 타겟의 수 또는 출현 비율이 결정되도록 구성될 수 있는데, 예컨대, 컨디션이 좋을 경우 타겟의 수는 10개이고, 출현 비율은 최대 라인 5개, 중간 라인 3개, 최소 라인 2개로 이루어지고, 컨디션이 보통일 경우 타켓의 수는 7개이고, 출현 비율은 최대 라인 2개, 중간 라인 3개, 최소 라인 2개로 이루어지고, 컨디션이 나쁠 경우 타켓의 수는 5개이고, 출현 비율은 최대 라인 1개, 중간 라인 2개, 최소 라인 2개로 이루어질 수 있다.
여기서 최대 라인은 치료 대상 환자가 접근하기 제일 어려운 높이이고, 최소 라인은 치료 대상 환자가 가장 접근하기 쉬운 높이이며, 중간 라인은 최대 라인과 최소 라인의 사이에 있는 높이로서, 치료 대상 환자의 컨디션이 좋을 경우에는 최대 라인에 타겟의 수와 출현 비율이 많아지도록 설정하고, 치료 대상 환자의 컨디션이 나쁠 경우에는 최소 라인에 타겟의 수와 출현 비율이 많아지도록 설정할 수 있다.
다음으로 제어부가 설정받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 시작할 수 있다(S901).
치료 프로그램은 화면상에 가상으로 마련된 공간에서 이루어지는 과제 수행의 형태로 제공되며, 제어부(130)는 설정받은 프로그램 조건에 맞는 과제를 선택하고 과제에 맞는 타겟을 생성하여 치료 대상 환자가 타겟에 따라 움직이면서 프로그램을 수행하게 할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 치료 대상 환자가 타겟 위치에서 주먹을 쥐거나 바구니에 담는 등의 모션을 수행하면서 프로그램을 수행할 수 있도록 하거나 마우스 또는 조이스틱 등으로 타겟을 선택하여 프로그램을 수행하도록 할 수 있다.
센서부가 치료 프로그램 중인 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 감지할 수 있다(S902).
센서부는 적외선 센서, 자이로 센서 및 비접촉식 동작 센서 중 적어도 하나를 포함하는데, 예컨대, 팔 뻗기, 주먹 쥐었다 펴기 등과 같은 치료 대상 환자의 손동작 및 시선의 방향을 감지할 수 있다.
치료 지원 장치가 헤드 마운트 디스플레이 등으로 이루어질 경우, 센서부는 헤드 마운트 디스플레이에 설치되어 치료 대상 환자의 움직임을 감지하는 자이로 센서 등으로 이루어질 수 있으며, 이외에 센서부는 헤드 마운트 디스플레이 또는 단말기와 연결된 키넥트 등으로 이루어질 수 있다.
그 다음 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 이용하여 치료 대상 환자의 집중력 저하 여부를 판단(S903)하고, 치료 대상 환자의 집중력이 저하된 경우(S903-Y), 감각 피드백을 생성하여 제공할 수 있다(S904).
보다 자세하게 설명하면, 치료 프로그램을 위한 과제가 시작되면 제어부는 프로그램 조건대로 타겟을 생성하고 치료 대상 환자가 생성된 타겟에 집중하면서 프로그램을 수행하는지 판단하기 위하여 센서부를 통해 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 감지하기 시작한다. 센서부는 환자의 움직임을 감지하기 위하여 헤드 마운트 디스플레이 또는 모니터 등에 설치되는 동작 감지 센서로 이루어질 수 있다. 그리고 센서부는 환자의 시선을 감지하기 위하여 헤드 마운트 디스플레이의 내부에 카메라 또는 적외선 센서 등을 설치하고 이를 통해 눈동자의 위치와 움직임을 추적하여 사용자의 시선 방향을 추적하는 시선 추적 장치로 이루어질 수 있다.
제어부는 치료 대상 환자의 움직임이 미리 정해진 시간 동안 감지되지 않는 경우, 치료 대상 환자의 시선이 프로그램 실행 화면에 미리 정해진 시간 동안 유지되지 않는 경우 및 치료 대상 환자가 움직이는 방향이나 움직이는 지점이 치료 대상 환자의 시선과 미리 정해진 시간 동안 맞지 않는 경우 중 적어도 하나에 해당되면, 치료 대상 환자의 집중력이 저하된 것으로 판단할 수 있다. 또한 제어부는 프로그램을 지속적으로 수행하는 시간, 치료 대상 환자의 얼굴 방향이 치료 시스템이나 치료사에 대해 일정하게 유지되는 시간, 치료 시스템이나 치료사의 요구에 따라 동작이 이루어지거나 시도되는 상태 등을 통해 치료 대상 환자의 집중 여부를 판단할 수 있다.
그리고 제어부는 치료 대상 환자의 집중력이 저하된 것으로 판단되면 감각 피드백을 생성하여 제공할 수 있다. 예컨대, 제어부는 치료 대상 환자의 손은 움직였으나 얼굴이 정면을 향하지 않았을 경우 센서부에 의해 치료 대상 환자의 시선이 프로그램 실행 화면에 유지되는지 추적하여 판단하고, 만약 손동작이 발생했더라도 치료 대상 환자의 시선이 프로그램 실행 화면에 미리 정해진 시간(환자의 상태에 따라 10초~20초 등의 설정 변경 가능) 동안 유지되지 못하거나, 치료 대상 환자의 시선 및 얼굴의 각도가 프로그램 실행 화면의 일정 범위 안에 정상적으로 유지되더라도 손동작의 방향이나 지점이 해당 과제와 관련 없는 무정위적 동작으로서, 미리 정해진 시간을 벗어난 경우도 집중력이 저하된 것으로 판단하고 이에 대한 감각 피드백을 생성할 수 있다. 집중력을 위한 감각 피드백은 치료 대상 환자에게 시각적 자극, 청각적 자극 및 촉각적 자극 중 적어도 하나의 자극을 주기 위한 감각 피드백으로 이루어질 수 있다.
한편, 치료 대상 환자의 집중력이 저하되지 않아 치료 프로그램에 성공할 경우(S905-Y), 성공 프로그램 임팩트를 제공할 수 있다(S906).
그리고 목표에 도달하는지 판단(S907)하여 목표에 최종적으로 도달하면(S907-Y), 결과 피드백을 제공할 수 있다(S908). 과제에 성공하면, 시각적, 청각적, 촉각적으로 성공 프로그램 임팩트 또는 감각 피드백이 치료 대상 환자에게 실시간으로 전달되고, 모든 목표에 도달하면 한회기 세션이 종료되고 결과 피드백을 최종적으로 제공받게 된다. 즉 제어부는 과제 성공을 하면 해당 과제의 타겟은 소멸되게 제어할 수 있는데, 이것은 과제 수행 완료 행위로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 가상 현실 기반 치료 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 가상 현실 기반 치료 시스템
10: 통신망
100: 치료 지원 장치
110: 설정부
120: 센서부
130: 제어부
140: 출력부
200: 치료 지원 서버

Claims (12)

  1. 치료 대상 환자의 특성이나 상태에 맞는 프로그램 조건을 설정받는 설정부,
    상기 설정받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행하는 제어부, 그리고
    상기 치료 프로그램을 수행 중인 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 감지하는 센서부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 이용하여 상기 치료 대상 환자의 집중력 저하 여부를 판단하고, 상기 치료 대상 환자의 집중력이 저하되는 경우 감각 피드백을 생성하여 제공하며,
    상기 치료 대상 환자에게 제시된 전체 타겟 중에서 상기 치료 대상 환자에 의해 미리 설정된 동작이 수행된 타겟에서 반응 효과가 발생되는 비율이 미리 설정되고, 상기 설정된 비율에 따라 무작위로 상기 치료 대상 환자에 의해 미리 설정된 동작이 수행된 타겟에서 반응 효과를 발생시키며,
    상기 프로그램 조건은 복수의 레벨로 이루어진 난이도를 포함하고,
    상기 난이도 설정 시 치료 대상 환자의 최대 기능 범위(A), 치료사가 판단하는 치료 대상 환자의 기능 범위(C), 상기 센서부가 감지하는 치료 대상 환자의 기능 범위(B)를 고려하여 C<B<A 조건을 성립할 경우에만 상기 치료 프로그램이 실행되는 가상 현실 기반 치료 시스템.
  2. 제 1 항에서,
    상기 제어부는,
    상기 치료 대상 환자의 움직임이 미리 정해진 시간 동안 감지되지 않는 경우, 상기 치료 대상 환자의 시선이 프로그램 실행 화면에 미리 정해진 시간 동안 유지되지 않는 경우 및 상기 치료 대상 환자가 움직이는 방향이나 움직이는 지점이 상기 치료 대상 환자의 시선과 미리 정해진 시간 동안 맞지 않는 경우 중 적어도 하나에 해당되면, 집중력이 저하된 것으로 판단하여 집중력을 위한 감각 피드백을 생성하는 가상 현실 기반 치료 시스템.
  3. 제 2 항에서,
    상기 집중력을 위한 감각 피드백은,
    상기 치료 대상 환자에게 시각적 자극, 청각적 자극 및 촉각적 자극 중 적어도 하나의 자극을 주기 위한 감각 피드백을 포함하는 가상 현실 기반 치료 시스템.
  4. 제 3 항에서,
    상기 시각적 자극은,
    상기 프로그램 실행 화면에서 표시되고,
    상기 청각적 자극은,
    음향 출력 수단에서 출력되고,
    상기 촉각적 자극은,
    진동으로 이루어지는 가상 현실 기반 치료 시스템.
  5. 제 1 항에서,
    상기 센서부는,
    적외선 센서, 자이로 센서 및 비접촉식 동작 센서 중 적어도 하나를 포함하는 가상 현실 기반 치료 시스템.
  6. 제 1 항에서,
    상기 프로그램 조건은,
    난이도, 동작 설정, 타겟 생성 위치, 진행 방법, 타겟 설정, 함정 타겟 설정, 타겟 크기, 집중 환기, 타겟 생성 방법 및 이펙트 효과 중 적어도 하나를 포함하는 가상 현실 기반 치료 시스템.
  7. 설정부가 치료 대상 환자의 특성이나 상태에 맞는 프로그램 조건을 설정받는 단계,
    제어부가 상기 설정받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행하는 단계, 그리고
    센서부가 상기 치료 프로그램 중인 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 감지하는 단계를 포함하고,
    상기 제어부가 설정받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 치료 대상 환자의 움직임 및 시선을 이용하여 상기 치료 대상 환자의 집중력 저하 여부를 판단하고, 상기 치료 대상 환자의 집중력이 저하되는 경우 감각 피드백을 생성하여 제공하고,
    상기 치료 대상 환자에게 제시된 전체 타겟 중에서 상기 치료 대상 환자에 의해 미리 설정된 동작이 수행된 타겟에서 반응 효과가 발생되는 비율이 미리 설정되고, 상기 설정된 비율에 따라 무작위로 상기 치료 대상 환자에 의해 미리 설정된 동작이 수행된 타겟에서 반응 효과를 발생시키고,
    상기 프로그램 조건은 복수의 레벨로 이루어진 난이도를 포함하며,
    상기 난이도 설정 시 치료 대상 환자의 최대 기능 범위(A), 치료사가 판단하는 치료 대상 환자의 기능 범위(C), 상기 센서부가 감지하는 치료 대상 환자의 기능 범위(B)를 고려하여 C<B<A 조건을 성립할 경우에만 상기 치료 프로그램이 실행되는 가상 현실 기반 치료 방법.
  8. 제 7 항에서,
    상기 제어부가 설정받은 프로그램 조건에 대응하는 타겟을 생성하여 치료 프로그램을 실행하는 단계는,
    상기 치료 대상 환자의 움직임이 미리 정해진 시간 동안 감지되지 않는 경우, 상기 치료 대상 환자의 시선이 프로그램 실행 화면에 미리 정해진 시간 동안 유지되지 않는 경우 및 상기 치료 대상 환자가 움직이는 방향이나 움직이는 지점이 상기 치료 대상 환자의 시선과 미리 정해진 시간 동안 맞지 않는 경우 중 적어도 하나에 해당되면, 집중력이 저하된 것으로 판단하여 집중력을 위한 감각 피드백을 생성하는 가상 현실 기반 치료 방법.
  9. 제 8 항에서,
    상기 집중력을 위한 감각 피드백은,
    상기 치료 대상 환자에게 시각적 자극, 청각적 자극 및 촉각적 자극 중 적어도 하나의 자극을 주기 위한 감각 피드백을 포함하는 가상 현실 기반 치료 방법.
  10. 제 9 항에서,
    상기 시각적 자극은,
    상기 프로그램 실행 화면에서 표시되고,
    상기 청각적 자극은,
    음향 출력 수단에서 출력되고,
    상기 촉각적 자극은,
    진동으로 이루어지는 가상 현실 기반 치료 방법.
  11. 제 7 항에서,
    상기 센서부는,
    적외선 센서, 자이로 센서 및 비접촉식 동작 센서 중 적어도 하나를 포함하는 가상 현실 기반 치료 방법.
  12. 제 7 항에서,
    상기 프로그램 조건은,
    난이도, 동작 설정, 타겟 생성 위치, 진행 방법, 타겟 설정, 함정 타겟 설정, 타겟 크기, 집중 환기, 타겟 생성 방법 및 이펙트 효과 중 적어도 하나를 포함하는 가상 현실 기반 치료 방법.
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