KR102447677B1 - 관절 가동 범위 측정 장치 - Google Patents

Abstract

관절 가동 범위 측정 장치는, 측정하고자 하는 관절에 인접하게 부착되는 제1 센서, 상기 제1 센서의 일 측에 부착되는 제2 센서, 상기 제1 센서의 다른 일 측에 부착되는 제3 센서, 및 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 위치 정보 또는 변위 정보를 수신하여 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 절대 위치, 상대 위치, 변위 및 이동 경로 중 적어도 하나를 측정하거나 계산하는 프로세서를 포함한다.

Description

관절 가동 범위 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING RANGE OF MOTION}

본 발명은 관절의 가동 범위를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다.

관절 가동 범위란 인체의 가동 부위를 움직일 때 측정한 관절의 운동 범위를 말하며, 그 최대 각도를 각 운동 방향에 따라서 표현하는 것이다. 관절 가동 범위가 생리적인 운동범위보다 감소한 경우에는 가동범위제한이 있다고 하고, 정상 범위를 크게 넘는 경우에는 동요관절이라고 한다.

통상 가동범위는 대상자 스스로가 관절을 움직이는 능동적 관절 가동 범위와 타인이 대상자의 관절을 움직이는 수동적 관절 가동 범위가 있는데, 양자가 일치하지 않는 경우가 있으며, 마비가 있을 경우, 자동적으로 전혀 운동을 하지 못해도 수동적으로는 자유롭게 움직일 수 있는 경우가 많다.

각 관절의 능동적 또는 수동적 가동 범위를 측정함으로써 가동 범위에 제한이 있는 관절을 명백하게 하고, 나아가 관절 가동 범위의 제한이 보행이나 그 밖의 일상 생활 동작 등의 수행 장애에 어느정도 관여하고 있는지 알 수 있다. 또한, 이를 통하여 적절한 치료 프로그램의 설정이나 기능적 예후의 추정도 가능하며, 반복적으로 측정을 시행함으로써 치료효과의 판정도 가능하다.

관절 가동 범위의 측정은 측각기(goniometer) 또는 관절각도계(arthrometer)를 활용한다. 이러한 기기를 사용하여 관절 가동 범위를 측정하는 경우, 측정자가 대상자의 가동 범위를 측정하여야 하며, 수동적 가동 범위 측정의 경우 보조자까지 필요하다. 또한, 측정값이 정확하지 않으며, 측정값을 별도로 기재하여야 하는 불편함이 있다.

공개특허공보 제10-2018-0096289(2018.08.29.) 공개특허공보 제10-2017-0087682호(2017.07.31.) 공개특허공보 제10-2020-0099658호(2020.08.25.) 공개특허공보 제10-2019-0014641호(2019.02.13.)

본 발명은 측정자가 없는 경우에도 대상자가 직접 부착, 장착 또는 착용하고 관절의 가동 범위를 측정할 수 있는 관절 가동 범위 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 때의 관절이라 함은 견관절, 주관절, 손목관절, 손가락관절, 고관절, 슬관절, 발목관절, 발가락관절, 및 척추분절 등을 포함한다.

본 발명은 관절의 가동 범위를 보다 정확하게 측정할 수 있는 관절 가동 범위 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 관절의 가동 범위의 측정값을 정상 범위와 비교하여 표시하고, 측정값을 저장하여 이전 측정값과 비교하여 표시할 수 있는 관절 가동 범위 측정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 사상에 따른 관절 가동 범위 측정 장치는, 측정하고자 하는 관절에 인접하게 부착되는 제1 센서, 상기 제1 센서의 일 측에 부착되는 제2 센서, 상기 제1 센서의 다른 일 측에 부착되는 제3 센서, 및 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 위치 정보 또는 변위 정보를 수신하여 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 절대 위치, 상대 위치, 변위 및 이동 경로 중 적어도 하나를 측정하거나 계산하는 프로세서를 포함할 수 있다.

상기 관절 가동 범위 측정 장치는 상기 제1 센서에 인접하게 설치되는 제1 경고 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 관절 가동 범위 측정 중에 상기 제1 센서의 위치가 허용된 이동 범위를 벗어나는 경우 상기 제1 경고 장치에서 경고를 발생시킬 수 있다.

상기 관절 가동 범위 측정 장치는 상기 제2 센서에 인접하게 설치되는 제2 경고 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 관절 가동 범위 측정 중에 상기 제2 센서의 위치가 허용된 이동 경로 범위를 벗어나는 경우 상기 제2 경고 장치에서 경고를 발생시킬 수 있다.

상기 관절 가동 범위 측정 장치는 상기 제3 센서에 인접하게 설치되는 제3 경고 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 관절 가동 범위 측정 중에 상기 제3 센서의 위치가 허용된 이동 범위를 벗어나는 경우 상기 제3 경고 장치에서 경고를 발생시킬 수 있다.

상기 관절 가동 범위 측정 장치는 임의의 위치에 고정되고, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서, 상기 제3 센서의 위치의 기준이 되는 기준 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 기준 센서의 위치를 기준으로 하여 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 절대 위치, 상대 위치, 변위 및 이동 경로 중 적어도 하나를 측정하거나 계산할 수 있다.

상기 프로세서는, 측정하고자 하는 관절 및 관절 운동 선택 메뉴를 제공하고, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 부착 위치를 안내하고, 관절 가동 범위 측정 시작 및 종료 신호를 수신하고, 측정값, 정상 범위와의 비교값 또는 이전 측정값과의 비교값을 출력하는 애플리케이션을 포함할 수 있다.

본 발명의 사상에 따른 관절 가동 범위 측정 장치는, 제1 센서 및 제1 송수신기를 포함하고, 측정하고자 하는 관절에 인접하게 장착하는 제1 탈부착 장치, 제2 센서 및 제2 송수신기를 포함하고, 상기 제1 탈부착 장치의 일 측에 장착하는 제2 탈부착 장치, 제3 센서 및 제3 송수신기를 포함하고, 상기 제1 탈부착 장치의 다른 일 측에 장착하는 제3 탈부착 장치, 및 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 위치 정보를 수신하는 제4 송수신기, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 위치 정보를 기초로 관절의 가동 범위를 측정하는 프로세서 및 계산된 관절의 가동 범위를 표시하는 표시 장치를 포함하는 단말기를 포함할 수 있다.

상기 제1 탈부착 장치는 관절 가동 범위 측정 중에 상기 제1 센서의 위치가 허용된 이동 범위를 벗어나는 경우 소리 또는 진동을 발생시키는 제1 경고 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 탈부착 장치는 관절 가동 범위 측정 중에 상기 제2 센서의 위치가 허용된 이동 경로 범위를 벗어나는 경우 소리 또는 진동을 발생시키는 제2 경고 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 탈부착 장치는 관절 가동 범위 측정 중에 상기 제3 센서의 위치가 허용된 이동 범위를 벗어나는 경우 소리 또는 진동을 발생시키는 제3 경고 장치를 더 포함할 수 있다.

상기 단말기는 상기 제1 센서, 상기 제2 센서, 상기 제3 센서의 위치의 기준이 되는 기준 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 기준 센서의 위치를 기준으로 하여 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 절대 위치, 상대 위치, 변위 및 이동 경로 중 적어도 하나를 측정하거나 계산할 수 있다.

본 발명의 사상에 따른 관절 가동 범위 측정 방법은, 측정 대상 관절 및 관절 운동을 선택하는 단계, 측정 대상 관절에 인접하게 부착된 제1 센서, 상기 제1 센서의 일 측에 부착된 제2 센서, 상기 제1 센서의 다른 일 측에 부착된 제3 센서에 의해 측정된 위치 정보를 수신하는 단계, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 기준 위치를 설정하는 단계, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 위치 이동 정보를 수신하여 관절의 가동 범위를 측정하는 단계, 및 측정된 가동 범위를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 기준 위치를 설정하는 단계는, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 정지 위치를 수신하는 단계, 선택된 관절 운동에 따라 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 이동 범위 또는 방향을 예측하는 단계, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서 중 어느 하나의 센서가 예측된 이동 범위 또는 이동 방향을 벗어나는 경우 경고를 발생시키고, 부착 위치를 수정하도록 요청하는 단계, 및 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 수정된 정지 위치를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 관절의 가동 범위를 측정하는 단계는, 선택된 관절 운동에 따라 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 허용 이동 범위 또는 허용 이동 경로 범위를 설정하는 단계, 및 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 위치 이동이 예측된 이동 범위 또는 이동 경로 범위를 벗어나는 경우 측정을 종료하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 관절의 가동 범위를 측정하는 단계는, 선택된 관절 운동에 따라 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 허용 이동 범위와 상기 제3 센서의 허용 이동 경로 범위를 설정하는 단계, 상기 제1 센서 및 상기 제3 센서의 위치가 허용된 이동 범위를 벗어나는 경우 경고를 발생시키고 재측정을 요청하는 단계, 상기 제2 센서의 위치가 허용된 이동 경로 범위를 벗어나는 경우 경고를 발생시키고 측정을 종료하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 측정된 가동 범위를 출력하는 단계는, 측정된 가동 범위를 정상 가동 범위와 비교하는 단계, 및 측정된 가동 범위를 이전에 측정하여 저장된 가동 범위와 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 사상에 따른 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 본 발명의 사상에 따른 관절 가동 범위 측정 방법을 프로세서가 수행하게 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치 및 방법은 측정자가 없는 경우에도 대상자가 직접 부착, 장착 또는 착용하고 관절의 가동 범위를 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치 및 방법은 관절의 가동 범위를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치 및 방법은 관절의 가동 범위의 측정값을 정상 범위와 비교하여 표시하고, 측정값을 저장하여 이전 측정값과 비교하여 표시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 방법을 나타낸 순서도,
도 3은 도 2에 도시된 센서 기준 위치 설정 단계에서의 프로세스를 나타낸 순서도,
도 4는 도 2에 도시된 센서의 위치 이동 정보 수신 및 관절 가동 범위 측정 단계에서의 일 실시예에 따른 프로세스를 나타낸 순서도,
도 5는 도 2에 도시된 센서의 위치 이동 정보 수신 및 관절 가동 범위 측정 단계에서의 다른 실시예에 따른 프로세스를 나타낸 순서도,
도 6은 도 2에 도시된 측정된 관절 가동 범위 출력 단계에서의 프로세스를 나타낸 순서도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 견관절의 굴곡 운동과 신전 운동의 가동 범위를 측정하는 예시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 견관절의 외전 운동과 내전 운동의 가동 범위를 측정하는 예시도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 견관절의 수평 외회전 운동과 수평 내회전 운동의 가동 범위를 측정하는 예시도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 견관절의 수직 외회전 운동과 수직 내회전 운동의 가동 범위를 측정하는 예시도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 견관절의 수평 외전 운동과 수평 내전 운동의 가동 범위를 측정하는 예시도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등의 명확한 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치는 적어도 하나의 탈부착 장치(100) 및 단말기(200)를 포함할 수 있다. 탈부착 장치(100)는 위치 또는 변위를 감지할 수 있는 센서(110)와, 센서(110)에서 감지한 정보를 단말기(200)로 송신할 수 있는 송수신기(120)를 포함할 수 있다.

센서(110)는 물체의 회전 변위를 감지할 수 있는 로터리 포텐셔미터(Rotary Potentiometer)를 포함할 수 있다. 센서(110)는 물체의 이동 속도, 방향, 중력, 가속도 등을 감지할 수 있는 관성 측정 장치(IMU: Inertial Measurement Unit)를 포함할 수 있다. 관성 측정 장치(IMU)는 회전 관성을 측정하는 자이로스코프(Gyroscope), 이동 관성을 측정하는 가속도계, 방위각을 측정하는 지자계 센서를 포함할 수 있다.

탈부착 장치(100)는 측정하고자 하는 관절의 가동범위를 측정할 수 있도록 인체의 소정의 위치에 장착할 수 있도록 웨어러블 디바이스(wearable device)로 형성될 수 있다. 예컨대, 탈부착 장치(100)는 관절의 중심축에 장착할 수 있도록 패치 또는 밴드 형태로 형성될 수 있다. 한편, 측정 대상자가 여러 개의 탈부착 장치(100)를 한번에 착용할 수 있도록 하나의 옷 또는 하나의 띠에 두 개 이상의 탈부착 장치(100)가 장착될 수 있다.

단말기(200)는 적어도 하나의 탈부착 장치(100)로부터 위치 정보 또는 변위 정보를 수신할 수 있는 송수신기(120)를 포함할 수 있다. 단말기(200)는 적어도 하나의 탈부착 장치(100)로부터 수신한 센서(110)의 위치 정보 또는 변위 정보를 기초로 각 센서(110)의 절대 위치, 상대 위치, 변위 및 이동 경로 중 적어도 하나를 측정하거나 계산하여 관절의 가동 범위를 측정하는 프로세서(210)를 포함할 수 있다. 단말기(200)는 프로세서(210)에 의해 계산된 관절의 가동 범위를 표시하는 표시 장치(240)를 포함할 수 있다.

탈부착 장치(100)는 단말기(200)와 무선 또는 유선으로 연결되어 통신할 수 있다. 예를 들어, 탈부착 장치(100) 및 단말기(200)에 장착된 송수신기(120)는 서로 전기적으로 연결되거나, 라디오 주파수(RF: Radio Frequency)를 송수신하거나, 블루투스(Bluetooth), 알에프아이디(Radio-Frequency Identification, RFID), 엔에프씨(Near Field Communication, NFC), 지그비(ZigBee) 및 IR 통신(Infrared communication), 와이파이(Wi-Fi) 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용하여 통신할 수 있다.

사용자는 적어도 하나의 탈부착 장치(100)를 측정하고자 하는 관절에 인접한 위치에 장착하여 관절의 가동 범위를 측정할 수 있다. 사용자는 하나의 탈부착 장치(100)를 측정하고자 하는 관절에 인접하게 부착하여 관절의 가동 범위를 측정할 수 있고, 두 개의 탈부착 장치(100)를 측정하고자 하는 관절에 인접하게 부착하여 관절의 가동 범위를 측정할 수 있다.

예컨대, 사용자는 주관절(팔꿈치)의 굴곡 운동 범위를 측정하기 위해서 전완(아랫팔)에 탈부착 장치(100)를 장착하고 주관절을 고정한 상태로 전완을 굽혀 가동 범위를 측정할 수 있다. 탈부착 장치(100)는 센서(110)를 통하여 감지한 전완의 회전 각도를 송수신기(120)를 통하여 단말기(200)로 송신할 수 있다.

한편, 사용자는 제1 탈부착 장치(101)를 전완에 장착하고 제2 탈부착 장치(102)를 상완에 장착하여 전완을 굽혀 가동 범위를 측정할 수 있다. 제1 탈부착 장치(101)의 제1 센서(110)는 전완의 회전 각도를 감지할 수 있고, 제2 탈부착 장치(102)의 제2 센서(110)는 상완의 회전 각도를 감지할 수 있다. 단말기(200)는 제1 센서(110)의 회전 변위와 제2 센서(110)의 회전 변위를 수신하여 프로세서(210)를 통하여 주관절의 굴곡 가동 범위를 계산할 수 있다.

사용자는 세 개의 탈부착 장치(100)를 측정하고자 하는 관절에 인접하게 부착하여 관절의 가동 범위를 측정할 수 있다. 제1 탈부착 장치(101)를 측정하고자 하는 관절에 인접하게 장착하고, 제2 탈부착 장치(102) 및 제3 탈부착 장치(103)를 제1 탈부착 장치(101)의 일 측 및 다른 일 측에 장착하여 관절의 가동 범위를 측정할 수 있다. 보다 정확하게는, 사용자는 측각기(goniometer)를 활용하여 관절의 가동 각도를 측정하는 경우에 있어서 측각기의 축, 고정자 및 가동자를 배치하는 위치에 대응하는 위치에 제1 탈부착 장치(101)의 제1 센서(110), 제2 탈부착 장치(102)의 제2 센서(110) 및 제3 탈부착 장치(103)의 제3 센서(110)가 위치하도록 제1 탈부착 장치(101), 제2 탈부착 장치(102) 및 제3 탈부착 장치(103)를 장착할 수 있다.

예컨대, 사용자는 제1 탈부착 장치(101)를 주관절 부위에 장착하고, 제2 탈부착 장치(102)를 상완에 장착하고, 제3 탈부착 장치(103)를 전완에 장착하여 전완을 굽혀 주관절의 굴곡 가동 범위를 측정할 수 있다. 보다 정확하게는, 사용자는 제1 센서(110)가 주두 부위에 위치하도록 제1 탈부착 장치(101)를 장착하고, 제2 센서(110)가 상완골의 중심선에 위치하도록 제2 탈부착 장치(102)를 장착하고, 제3 센서(110)가 요골의 중심선에 위치하도록 제3 탈부착 장치(103)를 장착할 수 있다.

제1 탈부착 장치(101)의 제1 센서(110), 제2 탈부착 장치(102)의 제2 센서(110) 및 제3 탈부착 장치(103)의 제3 센서(110)는 각각의 위치 정보 또는 변위 정보를 감지할 수 있다. 단말기(200)는 제1 센서(110), 제2 센서(110) 및 제3 센서(110)의 위치 정보 또는 변위 정보를 수신하여 프로세서(210)를 통하여 제1 센서(110), 제2 센서(110) 및 제3 센서(110)의 운동 시작 위치, 운동 종료 위치, 운동 방향, 운동 경로 등을 계산하여 주관절의 굴곡 가동 범위를 측정할 수 있다.

탈부착 장치(100)는 관절 가동 범위 측정 중에 센서(110)의 위치가 허용된 이동 범위 또는 허용된 이동 경로 범위를 벗어나는 경우 경고를 발생시키는 경고 장치(130)를 포함할 수 있다. 경고 장치(130)는 소리로 경고를 발생시킬 수 있는 스피커 또는 진동으로 경고를 발생시킬 수 있는 모터를 포함할 수 있다.

측정하고자 하는 관절의 축선에 배치된 제1 센서(110)와 관절의 운동 중에 고정되어 있어야 하는 위치에 배치된 제2 센서(110)는 관절의 가동 범위 측정 중에 정해진 범위를 벗어나면 안된다. 따라서, 관절의 운동 중에 제1 센서(110)와 제2 센서(110)가 일정 범위를 벗어나는 경우 그 인접한 위치에 배치된 경고 장치(130)를 통하여 소리 또는 진동으로 경고를 하고, 사용자는 이러한 경고에 따라 제1 센서(110)와 제2 센서(110)가 허용된 이동 범위를 벗어나지 않도록 관절 가동 범위를 다시 측정할 수 있다.

한편, 측정하고자 하는 관절의 운동에 따라 이동하는 위치에 배치된 제3 센서(110)는 이동 방향 또는 이동 경로가 정해진 범위 또는 예측된 범위를 벗어나면 안된다. 따라서, 관절의 운동 중에 제3 센서(110)가 일정 범위를 벗어나는 경우 그 인접한 위치에 배치된 경고 장치(130)를 통하여 소리 또는 진동으로 경고를 하고, 사용자는 이러한 경고에 따라 제3 센서(110)가 허용된 이동 경로 범위를 벗어나지 않도록 관절 가동 범위를 다시 측정할 수 있다.

또한, 측정하고자 하는 관절의 운동에 따라 이동하는 제3 센서(110)의 위치 또는 이동 경로가 정해진 범위 또는 예측된 범위를 벗어나면 관절 운동의 종료 지점을 지나간 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 따라서, 관절의 운동 중에 제3 센서(110)가 일정 범위를 벗어나는 경우 그 인접한 위치에 배치된 경고 장치(130)를 통하여 소리 또는 진동으로 경고를 하고, 사용자는 이러한 경고에 따라 관절 가동 범위 측정을 종료할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치는 탈부착 장치(100)에 설치된 센서(110)의 기준을 설정하는 기준 센서(220)를 더 포함할 수 있다. 기준 센서(220)는 탈부착 장치(100)에 포함된 센서(110)의 위치의 기준이 되도록 임의의 장소에 고정되도록 설치될 수 있다. 기준 센서(220)는 별도의 장치에 설치하여 별도의 장치를 일정 위치에 고정하거나, 단말기(200)에 설치하여 단말기(200)를 일정 위치에 고정하여 사용할 수도 있다.

단말기(200)의 프로세서(210)는 기준 센서(220)의 위치를 기준으로 하여 탈부착 장치(100)에 설치된 센서(110)의 절대 위치, 상대 위치, 변위 및 이동 경로 중 적어도 하나를 측정하거나 계산할 수 있다. 예컨대, 기준 센서(220)는 세 개의 탈부착 장치(100)에 포함된 세 개의 센서(110)와 함께 3차원의 공간을 형성하여 탈부착 장치(100)에 포함된 센서(110)들의 절대 위치 또는 기준 위치를 설정할 수 있다.

단말기(200)는 사용자별로 측정값을 저장할 수 있는 저장 장치(230)를 포함할 수 있다. 저장 장치(230)는 각 관절 운동의 정상 범위 값을 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 측정값을 저장 장치(230)에 저장된 정상 범위와 비교하여 관절 운동의 제한 정도를 계산하거나, 측정값을 저장 장치(230)에 저장된 이전 측정값과 비교하여 관절 운동의 개선 정도를 계산할 수 있다.

프로세서(210)는 관절 가동 범위를 측정하는 사용자 인터페이스 및 측정 결과를 출력하는 애플리케이션을 포함할 수 있다. 애플리케이션은 측정하고자 하는 관절 및 관절 운동 선택 메뉴를 제공하여 사용자로부터 입력을 받고, 탈부착 장치(100)의 장착 위치 또는 센서의 부착 위치를 안내할 수 있다. 애플리케이션은 사용자 또는 탈부착 장치(100)로부터 관절 가동 범위 측정 시작 및 종료 신호를 수신할 수 있다. 애플리케이션은 관절 가동 범위의 측정값, 정상 범위와의 비교값 또는 이전 측정값과의 비교값을 출력할 수 있다.

단말기(200)는 탈부착 장치(100)로부터 수신된 정보를 정보 수신일자에 매칭시켜 저장 장치(230)에 저장할 수 있다. 다시 말해, 단말기(200)는 탈부착 장치(100)로부터 측정 대상 관절의 종류 및 측정 대상 관절의 가동 범위 측정값에 대한 정보를 수신할 수 있으며, 해당 측정값을 정보 수신일자별로 소팅(sorting)하여 저장 장치(230)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 단말기(200)는 제1 관절 가동 범위 측정값 및 제2 관절 가동 범위 측정값을 수신하여 각각의 정보를 해당 정보 수신일에 매칭하여 저장할 수 있다. 이때, 단말기(200)는 제1 관절 가동 범위 측정값 및 제2 관절 가동범위 측정값을 비교하여 증감상태를 표시 장치(240)를 통해 표시할 수 있다. 이와 같이 수신된 정보를 정보 수신일에 매칭시켜 저장 장치(230)에 저장함으로써 단말기(200)는 관절 가동범위 측정값의 변화 추이를 측정 대상자에게 제공할 수 있다.

단말기(200)는 측정 대상자의 사용자 정보를 입력 받아 저장할 수 있다. 여기서 사용자 정보는 측정 대상자의 연령, 성별 등을 포함할 수 있다. 사용자 정보는 복수인에 대한 사용자 정보에 해당할 수 있다. 예를 들어 단말기(200)는 제1 사용자 정보와 제2 사용자 정보를 입력 받을 수 있다. 측정 대상자가 제1 사용자 정보를 선택한 후 관절 가동범위 측정 장치를 구동하는 경우 탈부착 장치(100)로부터 수신된 정보는 제1 사용자 정보에 매칭되어 저장 장치(230)에 저장될 수 있으며, 측정 대상자가 제2 사용자 정보를 선택한 후 관절 가동 범위 측정 장치를 구동하는 경우 탈부착 장치(100)로부터 수신된 정보는 제2 사용자 정보에 매칭되어 저장 장치(230)에 저장될 수 있다. 단말기(200)는 선택된 사용자 정보 및 이와 매칭되어 저장된 정보를 표시 장치(240)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.

단말기(200)는 측정 대상 관절 및 선택된 사용자 정보를 기초로 관절 가동 적정 범위를 산출할 수 있다. 여기서 관절 가동 적정범위란 해당 연령 및 성별에 기초하여 측정 대상 관절의 적정한 가동 범위를 의미할 수 있다. 단말기(200)는 탈부착 장치(100)로부터 수신한 측정값이 관절 가동 범위 적정범위에 포함되는지 여부를 판단하여 결과값을 표시할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 방법을 나타낸 순서도, 도 3은 도 2에 도시된 센서 기준 위치 설정 단계에서의 프로세스를 나타낸 순서도, 도 4는 도 2에 도시된 센서의 위치 이동 정보 수신 및 관절 가동 범위 측정 단계에서의 일 실시예에 따른 프로세스를 나타낸 순서도, 도 5는 도 2에 도시된 센서의 위치 이동 정보 수신 및 관절 가동 범위 측정 단계에서의 다른 실시예에 따른 프로세스를 나타낸 순서도, 도 6은 도 2에 도시된 측정된 관절 가동 범위 출력 단계에서의 프로세스를 나타낸 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 방법은 측정 대상 관절 및 관절 운동 선택 단계(S310), 선택된 관절 운동 시연 및 센서 부착 위치 안내 단계(S320), 센서 위치 정보 수신 단계(S330), 센서 기준 위치 설정 단계(S340), 센서의 위치 이동 정보 수신 및 관절 가동 범위 측정 단계(S350), 측정된 관절 가동 범위 출력 단계(S360)를 포함할 수 있다.

측정 대상 관절 및 관절 운동 선택 단계(S310)에서, 사용자가 애플리케이션, 컴퓨터 프로그램 등을 통하여 측정 대상 관절 및 관절 운동을 선택하면 프로세서는 그 선택 신호를 수신할 수 있다.

선택된 관절 운동 시연 및 센서 부착 위치 안내 단계(S320)에서, 프로세서는 관절 운동의 선택 신호에 따라 선택된 관절의 운동과 가동 범위를 측정하는 방법에 대해서 시연을 출력하고, 선택된 관절 운동 측정을 위한 센서 부착 위치에 대하여 안내할 수 있다.

사용자가 안내에 따라 제1 센서를 측정 대상 관절에 인접하게 부착하고, 제2 센서를 제1 센서의 일 측에 부착하고, 제3 센서를 제1 센서의 다른 일 측에 부착하면, 센서 위치 정보 수신 단계(S330)에서 프로세서는 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서에 의해 측정된 위치 정보를 수신할 수 있다.

센서 기준 위치 설정 단계(S340)에서, 프로세서는 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서의 정지 위치를 수신하여 기준 위치를 설정할 수 있다. 센서의 위치 이동 정보 수신 및 관절 가동 범위 측정 단계(S350)에서, 프로세서는 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서의 위치 이동 정보를 수신하여 이를 기초로 측정 대상 관절의 가동 범위를 측정할 수 있다. 측정된 관절 가동 범위 출력 단계(S360)에서, 프로세서는 측정된 가동 범위를 표시 장치 등으로 출력할 수 있다.

도 3을 참조하면, 센서 기준 위치 설정 단계(S340)는 센서의 정지 위치 수신 단계(S341), 센서의 이동 범위 또는 이동 방향 예측 단계(S342), 센서의 위치 이동 정보 수신 단계(S343), 이동 범위 또는 이동 방향 이탈 여부를 판단하는 단계(S344), 이동 범위 또는 이동 방향에서 이탈된 센서에 인접한 경고 장치에서 경고 발생 및 센서 부착 위치 수정 요청 단계(S345), 수정된 센서의 정지 위치 수신 단계(S346), 및 센서의 기준 위치 결정 단계(S347)를 포함할 수 있다.

프로세서는, 센서의 정지 위치 수신 단계(S341)에서 사용자가 부착한 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서가 정지된 위치를 수신하고, 센서의 이동 범위 또는 이동 방향 예측 단계(S342)에서 사용자가 선택한 관절 운동에 따라 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서의 이동 범위 또는 방향을 예측할 수 있다.

센서의 위치 이동 정보 수신 단계(S343)에서, 사용자는 관절 운동의 정지 위치에서 관절 운동을 시행하고, 프로세서는 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서의 위치 정보 또는 변위 정보를 수신할 수 있다.

이동 범위 또는 이동 방향 이탈 여부를 판단하는 단계(S344)에서, 프로세서는 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서가 예측된 이동 범위 또는 이동 방향을 벗어나는 위치, 방향 또는 시간 등을 측정하여 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서가 올바른 위치에 부착되었는지 판단할 수 있다.

제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서 중 예측된 이동 범위 또는 이동 방향을 벗어나는 센서가 있는 경우, 프로세서는, 이동 범위 또는 이동 방향에서 이탈된 센서에 인접한 경고 장치에서 경고를 발생 및 센서 부착 위치 수정 요청 단계(S345)를 수행할 수 있다.

사용자가 잘못된 위치에 부착된 센서를 올바를 위치로 수정하여 부착한 후, 프로세서는 센서의 수정된 정지 위치 수신 단계(S346)에서 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서의 수정된 정지 위치를 수신하고, 센서의 위치 이동 정보 수신 단계(S343)와 이동 범위 또는 이동 방향 이탈 여부를 판단하는 단계(S344)를 다시 수행할 수 있다.

이동 범위 또는 이동 방향 이탈 여부 판단 단계(S344)에서 센서가 모두 선택된 관절 운동에서 예측된 이동 범위 또는 이동 방향을 일정 시간 또는 일정 범위까지 벗어나지 않는 경우, 센서의 기준 위치 결정 단계(S347)에서 프로세서는 센서의 정지 위치를 기준 위치로 결정할 수 있다.

도 4를 참조하면, 센서의 위치 이동 정보 수신 및 관절 가동 범위 측정 단계(S350)는 센서의 허용 이동 범위 또는 허용 이동 경로 범위 설정 단계(S351), 센서의 위치 이동 정보 수신 단계(S352), 및 이동 범위 또는 이동 경로 범위에서 이탈되면 측정 종료 단계(S353)를 포함할 수 있다.

센서의 허용 이동 범위 또는 허용 이동 경로 범위 설정 단계(S351)에서, 프로세서는 선택된 관절 운동에 따라 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서의 허용 이동 범위 또는 허용 이동 경로 범위를 설정할 수 있다. 프로세서는, 센서의 위치 이동 정보 수신 단계(S352)에서 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서의 위치 정보를 수신하고, 측정 종료 단계(S353)에서 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서의 위치가 이동 범위 또는 이동 경로 범위에서 벗어나면 측정을 종료할 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 방법의 도시된 센서의 위치 이동 정보 수신 및 관절 가동 범위 측정 단계(S350)는 중심 센서 및 고정 센서의 허용 이동 범위와 이동 센서의 허용 이동 경로 범위 설정 단계(S451), 센서의 위치 이동 정보 수신 단계(S452), 중심 센서 또는 고정 센서가 허용 이동 범위를 이탈하였는지 여부 판단 단계(S453), 허용 이동 범위에서 이탈된 센서에 인접한 경고 장치에서 경고 발생 단계(S454), 기준 위치로부터 재측정 요청 단계(S455), 이동 센서가 허용 이동 경로 범위에서 이탈되면 이동 센서에 인접한 경고 장치에서 경고 발생 단계(S456), 및 관절 가동 범위 측정 종료 단계(S457)를 포함할 수 있다.

중심 센서 및 고정 센서의 허용 이동 범위와 이동 센서의 허용 이동 경로 범위 설정 단계(S451)에서, 프로세서는 선택된 관절 운동에 따라 제1 센서 및 상기 제2 센서의 허용 이동 범위와 제3 센서의 허용 이동 경로 범위를 설정할 수 있다.

제1 센서는 관절의 축선에 배치되어 중심 센서라 명명하고, 제2 센서는 관절 운동 중에 이동하지 않는 위치에 배치되어 고정 센서라 명명하고, 제3 센서는 관절 운동 중에 이동하는 위치에 배치되어 이동 센서라 명명할 수 있다. 중심 센서와 고정 센서는 관절 운동 중 이동하지 않아야 하기 때문에, 관절 운동 중에 허용 이동 범위 내에 머물러야 한다. 이동 센서는 올바른 방향으로 이동하여야 하기 때문에 허용된 이동 경로 범위에서 벗어나지 않으면서 이동하여야 한다.

프로세서는, 중심 센서, 고정 센서, 이동 센서의 위치 이동 정보를 수신하고(S452), 중심 센서 또는 고정 센서가 허용 이동 범위를 이탈하였는지 여부를 판단하여(S453), 중심 센서 또는 고정 센서가 허용 이동 범위를 이탈한 경우 허용 이동 범위에서 이탈된 센서에 인접한 경고 장치에서 경고를 발생시키고(S454), 기준 위치로부터 관절 운동을 다시 측정하도록 요청할 수 있다(S455).

프로세서는, 중심 센서, 고정 센서, 이동 센서의 위치 이동 정보를 수신하고(S452), 중심 센서 또는 고정 센서가 허용 이동 범위를 이탈하였는지 여부를 판단하여(S453), 중심 센서 또는 고정 센서가 허용 이동 범위를 이탈하지 않은 경우, 이동 센서가 허용 이동 경로 범위에서 이탈되면 이동 센서에 인접한 경고 장치에서 경고를 발생시키고(S456) 관절 가동 범위 측정을 종료할 수 있다(S457).

도 6을 참조하면, 측정된 관절 가동 범위 출력 단계(S360)는 측정된 가동 범위를 정상 가동 범위와 비교하는 단계(S361) 및 측정된 가동 범위를 이전에 측정하여 저장된 가동 범위와 비교하는 단계(S362)를 포함할 수 있다.

프로세서는, 센서들의 위치 정보 또는 변위 정보를 기초로 계산하여 측정된 가동 범위를 저장 장치에 저장된 정상 가동 범위와 비교하여(S361) 사용자의 관절 운동이 제한된 정도를 계산하여 출력할 수 있고, 측정된 가동 범위를 저장 장치에 저장된 이전 측정값과 비교(S362)하여 관절 운동의 개선 정도를 계산하여 출력할 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명한 관절 가동 범위 측정 방법을 프로세서가 수행하게 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체를 포함할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 관절의 가동 범위를 측정하는 방법에 관하여 견관절(어깨 관절)의 가동 범위 측정을 예로써 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 견관절의 굴곡 운동과 신전 운동의 가동 범위를 측정하는 예시도이다.

도 7을 참조하면, 견관절의 굴곡 운동(굽힘, flexion)은 팔을 전방을 향하여 들어올리는 운동을 말하고, 신전 운동(폄, extension)은 팔을 후방을 향하여 들어올리는 운동을 말한다.

사용자는 단말기의 어플리케이션을 통하여 측정 대상 관절로 견관절을 선택하고 관절 운동으로서 굴곡 운동 또는 신전 운동을 선택한다. 사용자는 어플리케이션에 나타나는 관절 운동 시연과 센서 부착 위치 안내에 따라, 제1 탈부착 장치(101)를 제1 센서가 견봉의 축선과 일치하도록 부착하고, 제2 탈부착 장치(102)를 제2 센서가 견봉을 통과하는 수직선과 일치하도록 부착하고, 제3 탈부착 장치(103)를 제3 센서가 상완골의 중심선과 일치하도록 부착한다.

사용자는 정지 위치(0)로부터 굴곡 운동 또는 신전 운동을 하고, 단말기의 프로세서는 각 센서의 위치 이동 정보를 수신하여 사용자가 견관절의 굴곡 운동 혹은 신전 운동을 측정하기 위한 올바른 위치에 각 센서들을 배치하였는지 판단한다. 사용자가 올바른 위치에 센서들을 위치시키지 않은 경우 올바른 위치에 배치되지 않은 센서가 포함된 탈부착 장치의 경고 장치에서 경고가 발생되며, 사용자는 경고가 발생된 탈부착 장치의 센서 위치를 바로잡는다. 모든 센서가 견관절의 굴곡 운동 및 신전 운동을 측정하기 위한 올바른 위치에 배치된 경우, 프로세서는 이 위치를 기준 위치(0)로 설정한다.

견관절의 굴곡 또는 신전 운동을 측정할 때에는 체간(몸통)이 움직이지 않도록 고정되어야 하며 척추가 전굴 또는 후굴하지 않도록 하여야 한다. 따라서, 견관절의 굴곡 또는 신전 운동을 측정할 때, 제1 센서와 제2 센서는 일정 범위를 벗어나면 안되며 또한, 제3 센서는 전방 또는 후방으로 움직여야 한다.

프로세서는 제1 센서 및 제2 센서의 허용 이동 범위와 제 3 센서의 허용 이동 경로 범위를 설정하여, 사용자가 견관절의 굴곡 또는 신전 운동을 시행할 때 제1 센서 및 제2 센서가 허용 이동 범위에서 이탈되면 이탈된 센서가 탈부착 장치의 경고 장치에서 경고가 발생시키고, 측정을 종료하거나 사용자에게 다시 측정하도록 요청한다.

사용자가 굴곡 또는 신전 운동을 시행할 때 제3 센서가 전방 또는 후방의 올바른 방향으로 더 이상 진행하지 않고 허용 이동 경로 범위에서 벗어난 경우, 그 벗어난 위치까지가 관절의 가동 범위이므로, 프로세서는 관절 가동 범위의 측정을 종료하고, 측정값, 정상 범위와 비교하여 제한된 정도, 이전 측정값에 비하여 개선된 정도를 표시 장치에 나타낸다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 견관절의 외전 운동과 내전 운동의 가동 범위를 측정하는 예시도이다.

도 8을 참조하면, 견관절의 외전 운동(abduction)은 팔을 바깥쪽으로 벌리는 운동을 말하고, 내전 운동(adduction)은 팔을 안쪽으로 모으는 운동을 말한다.

사용자는 단말기의 어플리케이션을 통하여 측정 대상 관절로 견관절을 선택하고 관절 운동으로서 외전 운동 또는 내전 운동을 선택한다. 사용자는 어플리케이션에 나타나는 관절 운동 시연과 센서 부착 위치 안내에 따라, 제1 탈부착 장치(101)를 제1 센서가 견봉의 축선과 일치하도록 부착하고, 제2 탈부착 장치(102)를 제2 센서가 견봉을 통과하는 수직선과 일치하도록 부착하고, 제3 탈부착 장치(103)를 제3 센서가 상완골의 중심선과 일치하도록 부착한다. 각 센서의 기준 위치를 설정하는 방법은 굴곡 운동 또는 신전 운동의 경우에서와 같다.

견관절의 외전 또는 내전 운동을 측정할 때에는 체간이 움직이지 않도록 고정되어야 하며 척추가 전굴 또는 후굴하지 않도록 하여야 한다. 따라서, 견관절의 외전 또는 내전 운동을 측정할 때, 제1 센서와 제2 센서는 일정 범위를 벗어나면 안된다. 제3 센서는 측방으로 움직여야 하며, 몸의 측굴이 생기지 않도록 외전 각도가 90 이상이 되면 전완을 회외하여야 하는 것이 원칙이므로, 제3 센서는 측방으로 이동중에 전완의 회외 동작을 감지할 수 있다.

프로세서는, 제1 센서 및 제2 센서의 허용 이동 범위와 제 3 센서의 허용 이동 경로 범위를 설정하여, 사용자가 견관절의 외전 또는 내전 운동을 시행하면 관절 가동 범위를 측정하고, 측정된 관절 가동 범위를 출력한다. 이러한 과정은 상기 굴곡 운동 또는 신전 운동의 경우에서와 같다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 견관절의 수평 외회전 운동과 수평 내회전 운동의 가동 범위를 측정하는 예시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 견관절의 수직 외회전 운동과 수직 내회전 운동의 가동 범위를 측정하는 예시도이다.

도 9를 참조하면, 견관절의 수평 외회전 운동(horizontal external rotation)과 수평 내회전 운동(horizontal internal rotation)은 상완을 체간에 접촉시키고, 주관절(팔꿈치)를 전방으로 90도 굴곡시킨 위치에서 바깥으로 회전시키거나 안쪽으로 회전시키는 운동을 말한다.

도 10을 참조하면, 견관절의 수직 외회전 운동(vertical external rotation)과 수직 내회전 운동(vertical internal rotation)은 견관절을 90도 외전시키고, 주관절(팔꿈치)를 전방으로 90도 굴곡시킨 위치에서 바깥으로 회전시키거나 안쪽으로 회전시키는 운동을 말한다.

사용자는 단말기의 어플리케이션을 통하여 측정 대상 관절로 견관절을 선택하고 관절 운동으로서 수평 외회전 운동, 수평 내회전 운동, 수직 외회전 운동, 수직 내회전 운동 중 하나의 운동을 선택한다. 사용자는 어플리케이션에 나타나는 관절 운동 시연과 센서 부착 위치 안내에 따라, 제1 탈부착 장치(101)를 제1 센서가 주두에 위치하도록 부착하고, 제2 탈부착 장치(102)를 제2 센서가 견봉을 통과하는 수직선과 일치하도록 부착하고, 제3 탈부착 장치(103)를 제3 센서가 척골선의 중심선과 일치하도록 부착한다. 각 센서의 기준 위치를 설정하는 방법은 굴곡 운동 또는 신전 운동의 경우에서와 같다.

견관절의 수평 외회전 운동, 수평 내회전 운동, 수직 외회전 운동, 수직 내회전 운동 중 하나의 운동을 측정할 때에는 체간과 주관절이 움직이지 않도록 고정되어야 하며 척추가 전굴 또는 후굴하지 않도록 하여야 한다. 따라서, 견관절의 외회전 또는 내회전 운동을 측정할 때, 제1 센서와 제2 센서는 일정 범위를 벗어나면 안된다. 제3 센서는 수평 운동의 경우 측방으로 움직여야 하며, 수직 운동의 경우 상방 또는 하방으로 움직여야 한다.

프로세서는, 제1 센서 및 제2 센서의 허용 이동 범위와 제 3 센서의 허용 이동 경로 범위를 설정하여, 사용자가 견관절의 외회전 또는 내회전 운동을 시행하면 관절 가동 범위를 측정하고, 측정된 관절 가동 범위를 출력한다. 이러한 과정은 상기 굴곡 운동 또는 신전 운동의 경우에서와 같다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 가동 범위 측정 장치를 이용하여 견관절의 수평 외전 운동과 수평 내전 운동의 가동 범위를 측정하는 예시도이다.

도 11을 참조하면, 견관절의 수평 외전 운동(horizontal abduction)과 수평 내전 운동(horizontal adduction)은 견관절을 90도 외전시키고, 팔을 바깥쪽으로 벌리거나 팔을 안쪽으로 모으는 운동을 말한다.

사용자는 단말기의 어플리케이션을 통하여 측정 대상 관절로 견관절을 선택하고 관절 운동으로서 수평 외전 운동 또는 수평 내전 운동을 선택한다. 사용자는 어플리케이션에 나타나는 관절 운동 시연과 센서 부착 위치 안내에 따라, 제1 탈부착 장치(101)를 제1 센서가 견봉에 위치하도록 부착하고, 제2 탈부착 장치(102)를 제2 센서가 견봉을 통과하는 전액면에 위치하도록 체간에 부착하고, 제3 탈부착 장치(103)를 제3 센서가 상관골의 중심선과 일치하도록 부착한다. 각 센서의 기준 위치를 설정하는 방법은 굴곡 운동 또는 신전 운동의 경우에서와 같다.

견관절의 수평 외전 운동 또는 수평 내전 운동을 측정할 때에는 체간이 움직이지 않도록 고정되어야 하며 척추가 측굴, 전굴 또는 후굴하지 않도록 하여야 한다. 따라서, 견관절의 수평 외전 운동 또는 수평 내전 운동을 측정할 때, 제1 센서와 제2 센서는 일정 범위를 벗어나면 안된다. 제3 센서는 측방으로 움직여야 한다.

프로세서는, 제1 센서 및 제2 센서의 허용 이동 범위와 제 3 센서의 허용 이동 경로 범위를 설정하여, 사용자가 견관절의 수평 외전 운동 또는 수평 내전 운동을 시행하면 관절 가동 범위를 측정하고, 측정된 관절 가동 범위를 출력한다. 이러한 과정은 상기 굴곡 운동 또는 신전 운동의 경우에서와 같다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀 둔다.

100, 101, 102, 103: 탈부착 장치 110: 센서
120: 송수신기 130: 경고 장치
200: 단말기 210: 프로세서
220: 기준 센서 230: 저장 장치
240: 표시 장치

Claims (15)

1. 측정하고자 하는 관절에 인접하게 부착되는 제1 센서;
   상기 제1 센서의 일 측에 부착되는 제2 센서;
   상기 제1 센서의 다른 일 측에 부착되는 제3 센서;
   상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 위치 정보 또는 변위 정보를 수신하여 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 절대 위치, 상대 위치, 변위 및 이동 경로 중 적어도 하나를 측정하거나 계산하는 프로세서를 포함하는 단말기;
   상기 제1 센서에 인접하게 설치되는 제1 경고 장치;
   상기 제2 센서에 인접하게 설치되는 제2 경고 장치; 및
   상기 제3 센서에 인접하게 설치되는 제3 경고 장치;를 포함하고,
   상기 단말기는 측정하고자 하는 관절 및 관절 운동 선택 메뉴를 사용자에게 제공하고, 사용자로부터 측정 대상 관절 정보를 입력받아, 사용자에게 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 부착 위치 및 측정 대상 관절의 가동 범위를 측정하는 방법을 안내하고,
   상기 프로세서는 관절 가동 범위 측정 중에 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서 중 적어도 하나의 위치가 허용된 이동 범위를 벗어나는 경우, 허용된 이동 범위를 벗어난 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서 중 적어도 하나에 인접하게 설치되는 상기 제1 경고 장치, 상기 제2 경고 장치 및 상기 제3 경고 장치 중 적어도 하나에서 경고를 발생시키고,
   상기 프로세서는 상기 제1 경고 장치, 상기 제2 경고 장치 및 상기 제3 경고 장치 중 적어도 하나의 경고 장치에서 경고 발생 후, 경고 발생의 대상인 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서 중 적어도 하나의 위치가 수정된 경우, 수정된 정지 위치를 수신하여, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 이동 범위 또는 이동 방향 이탈 여부를 재판단하고,
   상기 단말기는 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서에서 수신된 정보를 수신 일자에 매칭시켜 저장장치에 저장하여, 수신된 정보의 변화 추이를 사용자에게 제공하고, 사용자의 연령 및 성별 정보를 입력받아 적정 관절 가동범위인지 여부를 표시하는,
   관절 가동 범위 측정 장치.
   
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5. 제1항에 있어서,
   임의의 위치에 고정되고, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서, 상기 제3 센서의 위치의 기준이 되는 기준 센서를 더 포함하고,
   상기 프로세서는 상기 기준 센서의 위치를 기준으로 하여 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서의 절대 위치, 상대 위치, 변위 및 이동 경로 중 적어도 하나를 측정하거나 계산하는 관절 가동 범위 측정 장치.
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