KR102411310B1 - Ringer pole for walking distance and gait analysis, and patient walking satate monitoring system thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보행거리 및 보행자세 측정이 가능한 수액걸이 및 이를 이용한 환자의 보행상태 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수액걸이는, 최하단에는 바퀴가 구비되며, 중단 일 영역에는 환자의 파지를 위한 손잡이가 구비되는 본체, 본체의 최하단에 배치되어 바닥 이미지를 촬영하는 카메라, 본체의 중단 일 영역에 배치되어 본체와 환자의 신체 일 부분의 이격거리 및 신체 일 부분의 높이를 감지하는 센서부 및 바닥 이미지를 기초로 환자의 보행거리를 추정하고, 이격거리 및 높이를 기초로 환자의 보행자세를 추정하는 제어부를 포함할 수 있다.The present invention relates to an IV hanger capable of measuring walking distance and gait posture and a system for monitoring a patient's gait using the same. A main body provided with a handle for gripping of It may include a controller for estimating the walking distance of the patient based on the sensor unit and the floor image, and estimating the walking posture of the patient based on the separation distance and height.
Description
본 발명은 보행거리 및 보행자세 분석이 가능한 수액걸이 및 이를 이용한 환자의 보행상태 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환자의 회복 속도를 높이기 위해서 권고되는 보행의 거리, 시간, 자세 등과 같은 보행상태 및 환자의 운동량을 측정하고 모니터링할 수 있는 수액걸이용 장치 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid hanger capable of analyzing walking distance and gait posture and a system for monitoring a patient's gait state using the same, and more particularly, to a gait state such as distance, time, posture, etc. of gait recommended to increase the recovery speed of a patient And it relates to a device and system for an infusion hanger that can measure and monitor the amount of exercise of the patient.
환자들이 생활하는 병동에서는 환자의 회복 속도를 높이기 위해서 의료진이 환자들에게 적절한 걷기 운동을 하루 중에 수행할 것을 권고한다. 즉, 적절한 걷기 운동은 수술 등의 치료 과정에서 저하되어 있는 신체 기능을 활성화시켜 주며, 다른 운동에 비해 신체적인 부담이 적은 운동이기 때문에, 환자가 하루 중 일정 시간동안 병원 또는 그 주변을 보행하는 것은 회복 과정을 더욱 가속화할 수 있는 방안 중 하나라고 볼 수 있다.In the ward where patients live, in order to speed up the recovery of the patient, the medical staff recommends that the patient perform an appropriate walking exercise throughout the day. In other words, appropriate walking exercise activates physical functions that have been degraded in the treatment process such as surgery, and since it is an exercise that has less physical burden than other exercises, it is difficult for the patient to walk around the hospital or its surroundings for a certain period of time during the day. It can be seen as one of the ways to further accelerate the recovery process.
그러나, 걷기 운동은 환자의 자유의지에 의해 수행되는 권고사항이기 때문에 신체 기능이 저하되어 있는 대부분의 환자들이 주도적으로 수행하려고 하지 않는 문제가 있다. 또한, 환자가 걷기 운동을 수행하더라도 얼만큼의 시간과 강도로 보행을 했는지, 안정적인 자세로 보행하고 있는지 등과 같은 보행 상태를 의료진이 제대로 파악할 수 없는 문제가 있다.However, since walking exercise is a recommendation performed by the patient's free will, there is a problem that most patients with reduced physical function do not try to perform it proactively. In addition, even if the patient performs a walking exercise, there is a problem in that the medical staff cannot properly grasp the gait state, such as how much time and intensity the patient walks, and whether the patient is walking in a stable posture.
따라서, 환자의 보행을 모니터링함으로써 환자가 권고한 사항에 맞게 걷기 운동을 수행하는지 여부를 파악할 수 있는 장치 및 시스템을 마련하는 것이 필요하다. 또한, 환자의 보행을 모니터링함으로써 환자의 보행거리와 시간을 데이터화하여 환자의 회복을 예측하고 환자에게 알맞은 회복 프로그램을 제공할 수 있는 장치 및 시스템을 마련하는 것이 필요하다.Therefore, it is necessary to provide an apparatus and system capable of determining whether a patient is performing a walking exercise according to a recommendation by monitoring the patient's gait. In addition, by monitoring the patient's gait, it is necessary to prepare an apparatus and system that can predict the patient's recovery by dataizing the patient's walking distance and time and provide an appropriate recovery program to the patient.
본 발명은 전술한 바와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로서, 환자가 회복 과정에서 사용하는 수액걸이를 이용하여 환자의 보행거리와 보행자세를 측정함으로써, 환자의 보행상태를 정확하게 측정할 수 있는 장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention has been devised in response to the necessity as described above, and by measuring the walking distance and gait of the patient using an infusion hanger used in the recovery process of the patient, it provides a device capable of accurately measuring the patient's gait state. has a purpose
또한, 전술한 장치를 통해 측정된 환자의 보행과 관련된 정보들을 기초로 환자의 회복 정도를 예측할 수 있으며, 환자에게 알맞은 회복 프로그램을 제공할 수 있는 모니터링 시스템을 제공함에 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a monitoring system capable of predicting the patient's recovery level based on information related to the patient's gait measured through the above-described device and providing a recovery program suitable for the patient.
본 발명의 일 실시 예에 따른 보행거리 및 보행자세 측정이 가능한 수액걸이는, 최하단에는 바퀴가 구비되며, 중단 일 영역에는 환자의 파지를 위한 손잡이가 구비되는 본체, 본체의 최하단에 배치되어 바닥 이미지를 촬영하는 카메라, 본체의 중단 일 영역에 배치되어 본체와 환자의 신체 일 부분의 이격거리 및 신체 일 부분의 높이를 감지하는 센서부 및 바닥 이미지를 기초로 환자의 보행거리를 추정하고, 이격거리 및 높이를 기초로 환자의 보행자세를 추정하는 제어부를 포함할 수 있다.The infusion hanger capable of measuring walking distance and gait according to an embodiment of the present invention is provided with a wheel at the lowermost end, and a handle for gripping the patient is provided in one middle region of the main body, disposed at the lowermost end of the main body to image the floor A camera that takes a picture of the body, is placed in the middle area of the main body, and estimates the patient's walking distance based on the sensor unit and the floor image that detects the separation distance between the main body and the patient's body part and the height of the patient's body part, and the separation distance And it may include a controller for estimating the patient's gait based on the height.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부는, 카메라를 통해 소정의 주기에 따라 촬영되는 바닥 이미지들 각각을 복수개의 셀(cell)들로 분할하고, 바닥 이미지들 각각의 복수개의 셀들을 시간 순서에 따라 비교하여 동일한 이미지를 가진 셀들의 위치 변화를 분석할 수 있다.The controller according to an embodiment of the present invention divides each of the floor images photographed according to a predetermined cycle through the camera into a plurality of cells, and divides each of the plurality of cells in the floor images according to a time sequence. By comparing, it is possible to analyze the position change of cells with the same image.
본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부는, 본체와 환자의 어깨 영역의 이격거리 및 어깨 영역의 높이를 감지하는 제 1 센서모듈 및 본체와 환자의 골반 영역의 이격거리 및 골반 영역의 높이를 감지하는 제 2 센서모듈을 포함할 수 있다.The sensor unit according to an embodiment of the present invention includes a first sensor module for detecting the separation distance between the body and the patient's shoulder region and the height of the shoulder region, and for detecting the separation distance between the body and the patient's pelvic region and the height of the pelvic region It may include a second sensor module.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부는, 보행 전과 보행 중 환자의 어깨 영역 및 골반 영역의 높이를 비교하고, 보행 중 본체와 환자의 어깨 영역 및 골반 영역의 이격거리를 분석함으로써, 환자의 보행자세를 추정할 수 있다.The controller according to an embodiment of the present invention compares the heights of the patient's shoulder region and the pelvic region before and during walking, and analyzes the separation distance between the main body and the patient's shoulder region and pelvic region during walking, so that the patient's gait posture can be estimated.
본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부는, 환자의 낙상 유무를 감지하기 위해 손잡이에 가해지는 압력 및 흔들림을 측정하는 제 3 센서모듈을 더 포함할 수 있다.The sensor unit according to an embodiment of the present invention may further include a third sensor module for measuring pressure and shaking applied to the handle in order to detect whether the patient has fallen.
본 발명의 일 실시 예에 따른 본체는, 본체의 중단 일 영역에 배치되어 본체에서 이격된 환자의 신체 일 영역을 촬영하는 보조 카메라를 더 포함할 수 있다.The main body according to an embodiment of the present invention may further include an auxiliary camera disposed on one middle region of the main body to photograph one region of the patient's body spaced apart from the main body.
본 발명의 일 실시 예에 따른 본체는, 환자의 이동거리에 따라 순차적으로 점등되는 광원모듈을 더 포함할 수 있다.The body according to an embodiment of the present invention may further include a light source module that is sequentially turned on according to the movement distance of the patient.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수액걸이를 이용한 환자의 보행상태 모니터링 시스템은, 전술한 일 실시 에에 따른 수액걸이, 수액걸이로부터 전달된 보행거리 및 보행자세에 관한 정보를 기초로 수액걸이를 사용하는 환자의 운동량 및 보행상태를 분석하는 서버 및 서버에 의해 분석된 환자의 운동량 및 보행상태에 관한 정보를 출력하기 위해 수액걸이 및 서버와 유무선 연동이 가능한 사용자 단말을 포함할 수 있다.The patient's gait status monitoring system using the infusion hanger according to an embodiment of the present invention is based on the information on the walking distance and gait transmitted from the infusion hanger and the infusion hanger according to the above-described embodiment using the infusion hanger. It may include a server that analyzes the patient's exercise amount and gait state, and a user terminal capable of wired/wireless interlocking with the infusion hanger and the server to output information about the patient's exercise amount and gait state analyzed by the server.
본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말은, 수액걸이에 의해 판단된 환자의 낙상 유무를 기초로 경고 알람을 출력할 수 있다.The user terminal according to an embodiment of the present invention may output a warning alarm based on the presence or absence of a fall of the patient determined by the infusion hanger.
본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 수액걸이 및 이를 이용한 시스템에 따르면, 수액걸이에 설치된 카메라 및 센서를 통해 환자의 보행거리 및 보행시간뿐만 아니라 보행자세를 추정할 수 있으므로, 수액걸이를 사용하는 환자의 보행과 관련된 운동량을 정확하게 제공할 수 있으며, 보행 시 올바른 자세를 유지할 수 있도록 하여 환자의 근골격계 질환을 예방할 수 있다.According to the infusion hanger provided as an embodiment of the present invention and a system using the same, the patient using the infusion hanger because it is possible to estimate the patient's walking distance and walking time as well as the gait posture through the camera and sensor installed in the infusion hanger. It is possible to accurately provide the amount of exercise related to walking, and to maintain a correct posture while walking, thereby preventing musculoskeletal disorders in patients.
또한, 수액걸이를 통해 환자의 보행거리, 보행시간, 보행자세 등을 측정하고 데이터화할 수 있으므로, 의료진의 환자에 대한 실시간 모니터링이 가능한 병동 환경을 조성할 수 있다. 더불어, 데이터화된 환자의 보행거리, 보행시간, 보행자세 등의 정보를 기초로 환자의 회복 정도를 수치화함으로써, 환자의 회복 과정을 적절히 예측할 수 있으며, 환자 맞춤형 회복 프로그램을 수립할 수 있는 병동 환경을 제공할 수 있다.In addition, since the patient's walking distance, walking time, and gait posture can be measured and dataized through the infusion hanger, it is possible to create a ward environment in which medical staff can monitor the patient in real time. In addition, by quantifying the patient's recovery level based on datad information such as the patient's walking distance, walking time, and gait posture, the patient's recovery process can be appropriately predicted and a ward environment that can establish a patient-specific recovery program is created. can provide
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행거리 및 보행자세 측정이 가능한 수액걸이의 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 바닥 이미지를 기초로 한 제어부의 보행거리 측정 방식을 형상화한 그림이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부의 감지값을 기초로 한 제어부의 보행자세 측정 방식을 형상화한 그림이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 손잡이의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체에 포함된 광원모듈의 사시도 및 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수액걸이를 이용한 환자의 보행상태 모니터링 시스템의 블록도이다.1 is a perspective view of an infusion hanger capable of measuring a walking distance and a gait according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are diagrams illustrating a method of measuring a walking distance of a controller based on a floor image of a camera according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are diagrams illustrating a method of measuring a pedestrian posture of a control unit based on a detection value of a sensor unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a handle according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view and an enlarged view of a light source module included in the body according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a system for monitoring a patient's gait state using an infusion hanger according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.In the entire specification, when a part "includes" a certain element, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or a combination of hardware and software. In addition, when a certain part is said to be "connected" with another part throughout the specification, this includes not only a case in which it is "directly connected" but also a case in which it is connected "with another configuration in the middle".
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행거리 및 보행자세 측정이 가능한 수액걸이(100)의 사시도이다.1 is a perspective view of an
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수액걸이(100)는 하단 프레임(10a), 중단 프레임(10b) 및 상단 프레임(10c)으로 구성된 본체(10)를 포함할 수 있다. 본체(10)의 하단 프레임(10a)에는 수액걸이(100)의 이동을 위한 바퀴(11), 환자가 보행하는 장소의 바닥 이미지를 촬영하는 카메라(20)가 구비될 수 있다. 중단 프레임(10b)에는 환자의 파지를 위한 손잡이(12), 본체(10)와 환자의 신체 일 부분의 이격거리 및 신체 일부분의 높이를 감지하는 센서부(30) 및 환자의 이동거리에 따라 순차적으로 점등되는 광원모듈(60)이 구비될 수 있다. 또한, 도 1에 도시되지는 않았으나, 중단 프레임(10b)의 내부에는 카메라(20)에 의해 촬영된 바닥 이미지를 기초로 환자의 보행거리를 추정하고, 이격거리 및 높이를 기초로 환자의 보행자세를 추정하는 제어부(40)가 구비될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라(20)는 수액걸이(100)가 이동하면서 변화하는 바닥 이미지를 촬영하기 위한 구성으로서, 안정적으로 촬영이 수행될 수 있도록 본체(10)의 하단 프레임(10a)의 저면 중심에 배치될 수 있다. 이때, 카메라(20)의 동작 유무는 바퀴(11)의 회전 등과 같은 수액걸이(100)의 움직임에 의해 결정되거나, 소정의 촬영 주기를 기준으로 독립적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 환자에 의해 수액걸이(100)가 움직이게 되면, 하단 프레임(10a)의 끝단에 구비된 바퀴(11)가 회전하게 되므로, 바퀴(11)의 회전과 동시에 카메라(20)가 동작하여 바닥 이미지를 소정의 주기에 따라 촬영할 수 있다. 또는, 카메라(20) 자체적으로 설정된 촬영 주기를 기준으로 수액걸이(100)의 움직임에 관계없이 독립적으로 동작하여 바닥 이미지를 촬영할 수 있다.The
본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부(30)는 본체(10)와 환자의 어깨 영역의 이격거리 및 어깨 영역의 높이를 감지하는 제 1 센서모듈(31) 및 본체(10)와 환자의 골반 영역의 이격거리 및 골반 영역의 높이를 감지하는 제 2 센서모듈(32)을 포함할 수 있다. 환자 대부분이 수액걸이(100)에 몸을 지탱하는 과정에서 골반이 수액걸이(100)로부터 멀어지는 형태의 잘못된 자세로 보행하므로, 이러한 잘못된 자세로의 변화를 가장 잘 나타내는 어깨 영역과 골반 영역의 위치를 감지하기 위해서 제 1 센서모듈(31)은 손잡이(12)의 상측, 제 2 센서모듈(32)은 손잡이(12)의 하측에 배치될 수 있다. 이때, 환자의 신체 조건에 따라 달라지는 어깨 영역과 골반 영역의 위치를 정확히 감지할 수 있도록 제 1 센서모듈(31)과 제 2 센서모듈(32)은 중단 프레임(10b)의 외면을 따라 상하로 이동될 수 있다. 제 1 센서모듈(31)과 제 2 센서모듈(32)의 이동은 사용자의 조작에 의해 수동적/자동적으로 수행될 수도 있고, 후술할 보조 카메라(50)에 의해 촬영된 환자의 신체 이미지를 기초로 자동적으로 수행될 수도 있다.The
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(40)는 카메라(20)를 통해 소정의 주기에 따라 촬영되는 바닥 이미지들 각각을 복수개의 셀(cell)들로 분할하고, 바닥 이미지들 각각의 복수개의 셀들을 시간 순서에 따라 비교하여 동일한 이미지를 가진 셀들의 위치 변화를 분석할 수 있다. 즉, 제어부(40)는 전술한 카메라(20)로부터 실시간으로 전송되는 바닥 이미지에서 분석에 핵심이 되는 관심영역을 결정하고, 해당 영역의 시간 경과에 따른 위치 변화를 분석하여 이동거리를 추정할 수 있다.The
예를 들어, 하단 프레임(10a)의 저면 중심에 배치된 카메라(20)에서 1차 바닥 이미지가 측정되면, 제어부(40)는 1차 바닥 이미지를 일정한 크기를 갖는 복수개의 셀들로 분할하고, 셀들 간의 특징 비교를 통해 구별이 용이한 핵심 셀들을 결정한다. 0.2초, 0.5초 등으로 결정된 소정의 주기에 따라 카메라(20)에서 2차 바닥 이미지가 측정되면, 제어부(40)는 2차 바닥 이미지를 일정한 크기를 갖는 복수개의 셀들로 분할하고, 1차 바닥 이미지에서 결정된 핵심 셀들을 2차 바닥 이미지에서 추출한다. 제어부(40)는 추출된 2차 바닥 이미지의 핵심 셀들을 1차 바닥 이미지의 핵심 셀들과 비교하여 핵심 셀들의 위치 변화값을 계산한다. 이와 같은 과정을 통해 계산된 핵심 셀들의 위치 변화값을 기초로 제어부(40)는 환자의 이동거리를 추정한다.For example, when the first floor image is measured by the
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(40)는 보행 전과 보행 중 환자의 어깨 영역 및 골반 영역의 높이를 비교하고, 보행 중 본체(10)와 환자의 어깨 영역 및 골반 영역의 이격거리를 분석함으로써, 환자의 보행자세를 추정할 수 있다. 즉, 제어부(40)는 전술한 센서모듈들(31, 32)로부터 실시간으로 전송되는 이격거리와 높이의 변화를 기초로 환자가 수액걸이(100)를 사용하여 보행하는 과정에서 어떠한 자세를 유지하는지를 추정할 수 있다. 이때, 어깨 영역과 골반 영역의 이격거리와 높이의 변화는 수액걸이(100)가 정지된 상태(i.e. 환자의 직립 상태)에서의 어깨 영역과 골반 영역의 위치를 기준으로 감지될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 환자가 손잡이(12)를 잡고 보행하기 전, 제 1 센서모듈(31)은 환자의 어깨 영역의 높이와 본체(10)와의 이격거리를 감지하고, 제 2 센서모듈(32)은 환자의 골반 영역의 높이와 본체(10)와의 이격거리를 감지하고, 제어부(40)는 이를 기준값으로 설정한다. 보행이 시작되어 제 1 센서모듈(31)과 제 2 센서모듈(32)로부터 이격거리 및 높이가 감지되면, 제어부(40)는 전술한 기준값을 기반으로 이격거리 및 높이의 변화를 감지하고, 보행과정 전반에 걸쳐 환자가 어떠한 보행자세를 취하는지를 추정한다.For example, before the patient walks while holding the
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보조 카메라(50)는 제 1 센서모듈(31) 및 제 2 센서모듈(32)에 의한 감지 정확도를 높이기 위한 추가 구성으로서, 환자의 신체 전반을 촬영할 수 있도록 본체(10)의 상단 프레임(10c)에 인접한 중단 프레임(10b)의 일 영역에 배치될 수 있다. 보조 카메라(50)에 의해 촬영되는 신체 이미지는 환자의 어깨 영역과 골반 영역의 높이를 결정하고 센서모듈들(31, 32)을 적절한 영역에 위치시키는데 사용되거나, 보행과정 전반에 걸쳐 확인되는 환자의 보행자세를 이미지화하는데 사용될 수 있다.On the other hand, the
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라(20)의 바닥 이미지를 기초로 한 제어부(40)의 보행거리 측정 방식을 형상화한 그림이다.2A and 2B are diagrams illustrating a walking distance measurement method of the
도 2a와 같이 제어부(40)는 이동거리 추정의 정확도를 높이기 위해서 바닥 이미지를 그대로 사용하지 않고, 상호 동일한 크기를 갖는 셀들로 분할하여 사용할 수 있다. 바닥이 가진 고유 패턴, 바닥에 접착된 이물질 등으로 인해 셀들 각각은 서로 다른 특징을 가지게 되는데, 제어부(40)는 이러한 특징이 뚜렷한 셀들의 집합을 관심 영역으로 도 2a의 주황색 영역과 같이 설정할 수 있다. As shown in FIG. 2A , in order to increase the accuracy of the movement distance estimation, the
도 2b를 참조하면, 제어부(40)는 도 2b의 배경에 해당하는 1차 바닥 이미지 이후 촬영된 2차 바닥 이미지에 대해서도 전술한 과정과 동일한 작업을 수행할 수 있다. 이때, 제어부(40)는 2차 바닥 이미지에 대해서는 별도로 관심 영역을 설정하지 않고, 1차 바닥 이미지에서의 관심 영역(i.e. 도 2a의 주황색 영역)과 동일한 영역이 있는지를 탐색하는 과정을 수행할 수 있다. 도 2b의 주황색 영역은 도 2a의 주황색 영역과 동일한 특징을 갖는 영역이므로, 제어부(40)는 두 영역의 위치 비교를 통해 시간 경과에 따라 얼만큼 환자가 이동했는지를 계산할 수 있다.Referring to FIG. 2B , the
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부(30)의 감지값을 기초로 한 제어부(40)의 보행자세 측정 방식을 형상화한 그림이다. 3A and 3B are diagrams illustrating a method of measuring a gait of the
도 3a를 참조하면, 수액걸이(100)가 정지한 상태에서 기준 설정 및 환자의 기본적인 직립 자세를 확인하기 위한 어깨 영역과 골반 영역의 위치 감지가 제 1 센서모듈(31)과 제 2 센서모듈(32)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 제 1 센서모듈(31)에 의해 본체(10)의 중단 프레임(10b)과 환자의 어깨 영역 간의 이격거리는 d1으로 측정되고, d1이 이격거리의 변화를 파악하기 위한 기준값으로 설정될 수 있다. 또한, 제 2 센서모듈(32)에 의해 본체(10)의 중단 프레임(10b)과 환자의 골반 영역 간의 이격거리는 d2로 측정되고, d2은 이격거리의 변화를 파악하기 위한 기준값으로 설정될 수 있다.Referring to FIG. 3A , the
환자가 보행 과정에서 수액걸이(100)에 지나치게 의존하게 되면, 도 3b와 같이 환자는 허리가 후방으로 빠지는 이동자세를 취하게 된다. 이와 같은 이동자세를 취하게 되면, 수액걸이(100)와 환자의 어깨 영역 간의 이격거리는 작아질 수 밖에 없고, 수액걸이(100)와 환자의 골반 영역 간의 이격거리는 커질 수 밖에 없다. 또한, 환자의 어깨 영역의 높이는 낮아질 수 밖에 없고, 경우에 따라 골반 영역의 높이 또한 낮아질 수 있다. 예를 들어, 제 1 센서모듈(31)에 의해 본체(10)의 중단 프레임(10b)과 환자의 어깨 영역 간의 이격거리인 d1'은 기준값인 d1에 비해 작은 값으로 측정되고, 제 2 센서모듈(32)에 의해 본체(10)의 중단 프레임(10b)과 환자의 골반 영역 간의 이격거리는 d2'은 기준값인 d2에 비해 큰 값으로 측정될 수 있다. 이와 같은 변화를 토대로 환자가 보행 과정에서 어떠한 보행자세를 취하고 있는지가 추정될 수 있다.When the patient is overly dependent on the
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 손잡이(12)의 사시도이다.4 is a perspective view of the
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 손잡이(12)는, 환자의 악력이 손잡이(12)에 고르게 전달될 수 있도록 링 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 손잡이(12)를 통해 환자로부터 전달되는 힘에 의해 수액걸이(100)는 이동하게 되므로, 손잡이(12)를 통해 환자의 밀거나 당기는 힘이 온전히 전달될 수 있도록 손잡이(12)는 링 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (a)와 같이 손잡이(12)는 본체(10)의 중심 프레임을 기준으로 두 개의 링이 결합된 나비 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 도 4의 (b)와 같이 손잡이(12)는 본체(10)의 중심 프레임이 중앙에 위치하는 하나의 원형 링 형상으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 손잡이(12)에는, 환자의 낙상 유무를 감지하기 위해 손잡이(12)에 가해지는 압력 및 흔들림을 측정하는 제 3 센서모듈(33)이 구비될 수 있다. 환자는 수액걸이(100)의 손잡이(12)에 의존하여 이동하므로, 보행 중 환자가 넘어지는 등의 낙상 사고가 발생하는 경우, 환자가 손잡이(12)를 움켜쥐거나 누르는 힘에 변화가 발생하고, 그로 인해 손잡이(12)에 흔들림(i.e. 진동)이 발생할 수 있다. 이러한 힘의 변화 및 흔들림 발생을 감지함으로써 보행 중 낙상 사고가 발생하였는지 여부를 판단하기 위해서 센서모듈은 전술한 링 형상의 손잡이(12) 및 손잡이(12)와 본체(10)의 중심 프레임을 연결하는 체결부재에 내장될 수 있다.On the other hand, the
예를 들어, 도 4의 (a)를 참조하면, 나비 형상의 손잡이(12) 내부에는 환자가 손잡이(12)를 누르는 힘을 감지하기 위한 무게센서모듈, 손잡이(12)를 누르는 힘의 변화에 의한 진동을 감지하기 위한 진동센서모듈 또는 가속도센서모듈 등이 구비될 수 있다. 도 4의 (b)를 참조하면, 원형 링 형상의 손잡이(12)의 내부에는 환자가 손잡이(12)를 움켜쥐는 강도를 감지하기 위한 압력센서모듈이 구비될 수 있다. 또한, 원형 링 형상의 손잡이(12)와 본체(10)를 연결하는 체결부재의 내부에는 손잡이(12)로부터 전달되는 무게의 변화를 감지하기 위한 무게센서모듈 및 환자가 손잡이(12)를 움켜쥐는 강도의 변화에 의한 진동을 감지하기 위한 가속도센서모듈 등이 구비될 수 있다.For example, referring to Figure 4 (a), inside the butterfly-shaped
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체(10)에 포함된 광원모듈(60)의 사시도 및 확대도이다.5 is a perspective view and an enlarged view of the
본 발명의 일 실시 예에 따른 광원모듈(60)은 복수개의 LED로 구성되어 중단 프레임(10b)에 구비될 수 있다. 예를 들어, 광원모듈(60)은 도 1과 같이 중단 프레임(10b)과 일체로 구성되거나 도 5와 같이 중단 프레임(10b)의 일 영역에 내장된 형태로 구성될 수 있다. 제어부(40)를 통해 환자의 이동거리가 측정되면, 측정되는 이동거리가 증가함에 따라 광원모듈(60)을 구성하는 복수개의 LED는 순차적으로 점등될 수 있다. 하나의 LED가 점등되기 위한 환자의 이동거리는 최초 제작 시 미리 설정되거나 후술할 사용자 단말(300) 등을 통해 설정 또는 변경될 수 있다.The
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수액걸이(100)를 이용한 환자의 보행상태 모니터링 시스템의 블록도이다.6 is a block diagram of a patient's gait state monitoring system using the
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수액걸이(100)를 이용한 환자의 운동량 측정 시스템은, 전술한 일 실시 예에 따른 수액걸이(100), 수액걸이(100)로부터 전달된 보행거리 및 보행자세에 관한 정보를 기초로 수액걸이(100)를 사용하는 환자의 운동량 및 보행상태를 분석하는 서버(200) 및 서버(200)에 의해 분석된 환자의 운동량 및 보행상태에 관한 정보를 출력하기 위해 수액걸이(100) 및 서버(200)와 유무선 연동이 가능한 사용자 단말(300)을 포함할 수 있다.Referring to Figure 6, the patient's momentum measurement system using the
본 발명의 일 실시 예에 따른 서버(200)는 수액걸이(100)를 사용하는 환자별로 분석된 운동량에 관한 정보를 기초로 환자의 회복 속도를 예측할 수 있다. 또한, 서버(200)는 수액걸이(100)를 사용하는 환자별로 분석된 운동량에 관한 정보를 기초로 환자의 운동 능력에 알맞은 보행 프로그램을 생성할 수 있다. 예를 들어, 서버(200)는 수액걸이(100)를 사용하는 환자의 운동량에 대한 시계열적 분석 및 데이터베이스에 저장된 환자의 진단 기록을 기초로 환자가 소정의 시점에 최초 치료 시점 대비 얼만큼 회복되었는지를 추정할 수 있다. 또한, 서버(200)는 수액걸이(100)를 사용하는 환자의 운동량에 대한 시계열적 분석을 통해 환자의 운동 능력의 변화를 추정할 수 있으며, 환자의 현재 운동 능력에 적합한 보행시간 및 거리 등에 관한 정보를 도출할 수 있다. 이와 같이 추정 또는 도출된 정보들은 사용자 단말(300)로 전달되어 사용자 단말(300)의 사용자에게 제공될 수 있다.The
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버(200)는 환자의 보행상태에 관한 정보를 기초로 환자의 보행자세 교정을 위한 피드백 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 서버(200)는 환자가 골반이 뒤로 빠지는 잘못된 자세로 전반적인 보행이 이루어진 것으로 분석되면, 환자의 골반이 뒤로 빠지는 시점을 확인하고, 해당 시점을 환자가 의식할 수 있게끔 경고하는 내용이 포함된 피드백 정보를 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 정보는 사용자 단말(300)로 전달되어 사용자 단말(300)의 사용자에게 제공될 수 있다.In addition, the
본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말(300)은 수액걸이(100)를 사용하는 환자의 운동량 및 보행상태에 관한 정보를 실시간으로 확인하기 위한 단말로서, 스마트폰, 스마트워치, PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistants), 데스크탑(Desktop) PC, 랩탑(Laptop) PC, 태블릿(Tablet) PC 등을 포함하는 유무선 네트워크 통신이 가능한 단말일 수 있다. 이때, 사용자 단말(300)의 사용자에는 수액걸이(100)를 사용하는 환자 본인뿐만 아니라 환자의 보호자, 환자의 치료를 담당하는 임상의 등이 포함될 수 있다.The
본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말(300)은 수액걸이(100)에 의해 판단된 환자의 낙상 유무를 기초로 경고 알람을 출력할 수 있다. 수액걸이(100)의 제어부(40)가 손잡이(12)의 제 3 센서모듈(33)을 통해 환자에게 낙상이 발생한 것으로 판단하면, 제어부(40)는 경고 신호를 유무선 네트워크 통신을 통해 서버(200) 및 사용자 단말(300)로 실시간으로 전달할 수 있다. 사용자 단말(300)은 수액걸이(100)로부터 전달된 경고 신호를 기초로 응급상황이 발생하였음을 인지시키기 위한 시각적 또는 청각적 알람을 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(300)은 경고 신호를 수신하여 "환자 보행 중 낙상사고가 발생하였으니, 빠른 조치를 부탁드립니다."와 같은 문구가 텍스트 형태로 사용자 단말(300)의 디스플레이를 통해 출력될 수 있다. 또한, 이와 동시에 소정의 패턴을 갖는 사이렌 소리와 같은 경고음이 사용자 단말(300)의 스피커를 통해 출력될 수 있다.The
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .
10: 본체 10a: 하단 프레임
10b: 중단 프레임 10c: 상단 프레임
11: 바퀴 12: 손잡이
20: 카메라 30: 센서부
31: 제 1 센서모듈 32: 제 2 센서모듈
33: 제 3 센서모듈 40: 제어부
50: 보조 카메라 60: 광원모듈
100: 수액걸이 200: 서버
300: 사용자 단말10:
10b:
11: wheel 12: handle
20: camera 30: sensor unit
31: first sensor module 32: second sensor module
33: third sensor module 40: control unit
50: auxiliary camera 60: light source module
100: sap hanger 200: server
300: user terminal
Claims (9)
최하단에는 바퀴가 구비되며, 중단 일 영역에는 환자의 파지를 위한 손잡이가 구비되는 본체;
상기 본체의 최하단에 배치되어 바닥 이미지를 촬영하는 카메라;
상기 본체의 중단 일 영역에 배치되어 상기 본체와 상기 환자의 신체 일 부분의 이격거리 및 상기 신체 일 부분의 높이를 감지하는 센서부; 및
상기 바닥 이미지를 기초로 상기 환자의 보행거리를 추정하고, 상기 이격거리 및 높이를 기초로 상기 환자의 보행자세를 추정하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 카메라를 통해 소정의 주기에 따라 촬영되는 바닥 이미지들 각각을 복수개의 셀(cell)들로 분할하고, 상기 바닥 이미지들 각각의 복수개의 셀들을 시간 순서에 따라 비교하여 동일한 이미지를 가진 셀들의 위치 변화를 분석하는 것을 특징으로 하는 수액걸이.
In the sap hanger that can measure walking distance and gait,
a body provided with a wheel at the lowermost end, and a handle for gripping the patient in one area of the middle;
a camera disposed at the bottom of the main body to take a floor image;
a sensor unit disposed in a middle region of the main body to sense a separation distance between the main body and a part of the patient's body and a height of the part of the body; and
A control unit for estimating the walking distance of the patient based on the floor image, and estimating the patient's walking posture based on the separation distance and height,
The control unit is
Each of the floor images photographed by the camera according to a predetermined period is divided into a plurality of cells, and the plurality of cells of each of the floor images are compared according to time sequence to determine the location of cells having the same image. A sap hanger, characterized in that it analyzes the change.
최하단에는 바퀴가 구비되며, 중단 일 영역에는 환자의 파지를 위한 손잡이가 구비되는 본체;
상기 본체의 최하단에 배치되어 바닥 이미지를 촬영하는 카메라;
상기 본체의 중단 일 영역에 배치되어 상기 본체와 상기 환자의 신체 일 부분의 이격거리 및 상기 신체 일 부분의 높이를 감지하는 센서부; 및
상기 바닥 이미지를 기초로 상기 환자의 보행거리를 추정하고, 상기 이격거리 및 높이를 기초로 상기 환자의 보행자세를 추정하는 제어부를 포함하고,
상기 센서부는,
상기 본체와 상기 환자의 어깨 영역의 이격거리 및 상기 어깨 영역의 높이를 감지하는 제 1 센서모듈; 및
상기 본체와 상기 환자의 골반 영역의 이격거리 및 상기 골반 영역의 높이를 감지하는 제 2 센서모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액걸이.
In the sap hanger that can measure walking distance and gait,
a body provided with a wheel at the lowermost end, and a handle for gripping the patient in one area of the middle;
a camera disposed at the bottom of the main body to take a floor image;
a sensor unit disposed in a middle region of the main body to sense a separation distance between the main body and a part of the patient's body and a height of the part of the body; and
A control unit for estimating the walking distance of the patient based on the floor image, and estimating the patient's walking posture based on the separation distance and height,
The sensor unit,
a first sensor module for sensing a separation distance between the body and a shoulder region of the patient and a height of the shoulder region; and
A second sensor module for detecting the separation distance between the main body and the pelvic region of the patient and the height of the pelvic region.
상기 제어부는,
보행 전과 보행 중 상기 환자의 어깨 영역 및 골반 영역의 높이를 비교하고, 보행 중 상기 본체와 상기 환자의 어깨 영역 및 골반 영역의 이격거리를 분석함으로써, 상기 환자의 보행자세를 추정하는 것을 특징으로 하는 수액걸이.
4. The method of claim 3,
The control unit is
Comparing the height of the patient's shoulder region and pelvic region before and during walking, and analyzing the separation distance between the body and the patient's shoulder region and pelvic region during walking, characterized in that the gait posture of the patient is estimated sap hanger.
상기 센서부는,
상기 환자의 낙상 유무를 감지하기 위해 상기 손잡이에 가해지는 압력 및 흔들림을 측정하는 제 3 센서모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수액걸이.
4. The method of claim 3,
The sensor unit,
Infusion hanger, characterized in that it further comprises a third sensor module for measuring the pressure and shaking applied to the handle in order to detect whether the patient has fallen.
상기 본체는,
상기 본체의 중단 일 영역에 배치되어 상기 본체에서 이격된 상기 환자의 신체 일 영역을 촬영하는 보조 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수액걸이.
4. The method of claim 2 or 3,
The body is
The infusion hanger, which is disposed on one middle region of the main body and further comprises an auxiliary camera for photographing one region of the patient's body spaced apart from the main body.
상기 본체는,
상기 환자의 이동거리에 따라 순차적으로 점등되는 광원모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수액걸이.
4. The method of claim 2 or 3,
The body is
Infusion hanger, characterized in that it further comprises a light source module that is sequentially turned on according to the movement distance of the patient.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 수액걸이;
상기 수액걸이로부터 전달된 보행거리 및 보행자세에 관한 정보를 기초로 상기 수액걸이를 사용하는 환자의 운동량 및 보행상태를 분석하는 서버; 및
상기 서버에 의해 분석된 환자의 운동량 및 보행상태에 관한 정보를 출력하기 위해 상기 수액걸이 및 서버와 유무선 연동이 가능한 사용자 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 환자의 보행상태 모니터링 시스템.
In the patient's gait status monitoring system using an infusion hanger,
The infusion hanger according to any one of claims 2 to 5;
a server that analyzes the amount of motion and gait state of a patient using the infusion hanger based on the information about the walking distance and gait transmitted from the infusion hanger; and
The patient's gait status monitoring system, characterized in that it includes a user terminal capable of wired/wireless interworking with the infusion holder and the server to output information on the amount of motion and gait status of the patient analyzed by the server.
상기 사용자 단말은,
상기 수액걸이에 의해 판단된 환자의 낙상 유무를 기초로 경고 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 환자의 보행상태 모니터링 시스템.9. The method of claim 8,
The user terminal is
The patient's gait status monitoring system, characterized in that outputting a warning alarm based on the presence or absence of a fall of the patient determined by the infusion hanger.
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KR1020200004297A KR102411310B1 (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Ringer pole for walking distance and gait analysis, and patient walking satate monitoring system thereof |
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Family Applications (1)
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KR1020200004297A KR102411310B1 (en) | 2020-01-13 | 2020-01-13 | Ringer pole for walking distance and gait analysis, and patient walking satate monitoring system thereof |
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US20190117130A1 (en) * | 2012-10-05 | 2019-04-25 | TransRobotics, Inc. | Systems and methods for high resolution distance sensing and applications |
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KR20140083640A (en) | 2012-12-26 | 2014-07-04 | 연세대학교 산학협력단 | Linger stand comprising a braking device |
-
2020
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Patent Citations (1)
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US20190117130A1 (en) * | 2012-10-05 | 2019-04-25 | TransRobotics, Inc. | Systems and methods for high resolution distance sensing and applications |
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