KR102448916B1 - 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

보행 연동식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

보행 연동식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법을 개시한다. 본 발명은 놀이 또는 게임을 기반으로 재활 치료 콘텐츠를 통해 환자의 능동적인 움직임을 유도하여 운동 능력의 개선과 재활 치료를 수행할 수 있다.

Description

보행 연동식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법{GAIT LINKAGE ACTIVE REHABILITATION ASSISTANCE DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 놀이 또는 게임을 기반으로 한 재활 치료 콘텐츠를 통해 환자의 능동적인 움직임을 유도하여 운동 능력의 개선과 재활 치료를 수행하는 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근 과학기술과 의료기술의 발달로 평균수명이 길어져 노인 인구가 급속도로 증가하고, 많은 나라가 고령사회로 변화하고 있으며, 만성질환으로 고생하는 환자나 수술 후 운동재활이 필요한 환자들의 수도 점차 늘어나는 추세에 있다.
의료서비스도 병원 중심의 치료에서 개인과 의사/의료기관 간 상호 긴밀한 협력을 통해 환자 중심의 유비쿼터스 홈 헬스케어를 제공하는 경향으로 급속히 변화되고 있다.
한편, 재활 치료가 요구되는 많은 환자들의 경우 약물 치료와 재활 치료를 병행하는 것이 효과적인데, 일반적인 재활 치료는 환자가 병원이나 재활센터와 같은 의료기관을 방문하여 이루어진다.
이러한 재활 치료는 환자가 스스로 동작을 수행함으로써, 재활 목적인 반복적인 훈련을 통해 달성될 수 있다.
그러나, 일반적인 재활 치료는 단편적이고, 수동적인 반복이거나 일률적인 훈련만을 수행하도록 구성되어 있다.
이러한 단편적이고 일률적인 훈련은 재활 치료를 받는 환자들에게 지루함을 느끼게 할 뿐만 아니라, 집중력을 저하시켜 훈련에 대한 흥미를 느끼지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 재활은 재활 정도에 대한 평가가 체계화되어 있지 않아서, 환자 개인의 보폭, 족저압, 운동시간, 체형, 신체 균형 등 재활 정도의 진단 및 평가와 그에 맞는 처방을 내리기 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래의 재활은 환자 상태에 따라 의사가 재량에 따른 판단하에 치료방법과 시간을 치료사에게 지시하고, 치료사가 환자에게 수동적으로 재활 치료를 수행하도록 유도함으로써, 환자에게 일시적인 효과만 제공할 뿐 그 효과가 미비하며, 환자보다 치료사의 근력 소모가 더 크게 발생되는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 등록번호 제10-2146260호(발명의 명칭: VR을 이용한 보행 재활 훈련 시스템)
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 놀이 또는 게임을 기반으로 한 재활 치료 콘텐츠를 통해 환자의 능동적인 움직임을 유도하여 운동 능력의 개선과 재활 치료를 수행하는 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예는 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치로서, 설치 공간내 보행방향으로 설치된 레일을 따라 이동하면서 임의의 콘텐츠 정보를 기반으로 복수의 재활 콘텐츠 이미지를 출력하는 프로젝터; 상기 출력되는 재활 콘텐츠 이미지를 따라 이동하는 환자의 움직임을 감지하는 환자 모션 감지부; 상기 프로젝터의 이동과 환자의 신체 등급에 따른 수행 가능한 재활 운동 프로그램과 난이도별 콘텐츠의 출력을 제어하고, 상기 환자 모션 감지부에서 감지된 환자의 움직임과, 상기 재활 콘텐츠 이미지에 대응하여 동작 감지부에서 감지되는 환자의 신체 정보를 기반으로 재활 평가 정보를 생성하는 제어부; 상기 콘텐츠 정보와 환자의 재활 평가 정보를 저장하는 데이터 저장부; 환자로부터 입력되는 환자의 상태 정보, 콘텐츠의 설정 정보를 입력받는 사용자 인터페이스부; 상기 재활 콘텐츠 이미지에 대응하여 디스플레이 영역에 위치하는 환자 신체의 적어도 일부를 감지하는 동작 감지부; 및 상기 콘텐츠 정보에 대응한 음향 신호를 출력하는 스피커;를 포함한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 콘텐츠 정보는 임의의 게임 또는 놀이를 기반으로 하는 재활 치료 프로그램인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예는 환자의 신체 중 일부에 착장되는 태그부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 제어부는 디스플레이 영역에서 감지되는 태그부의 횟수를 카운트하여 재활 평가 정보에 반영하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 제어부는 디스플레이 영역에서 태그부가 감지되면, 스피커 또는 태그부로 임의의 음향 신호가 출력되도록 하거나 또는 상기 태그부로 진동 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법으로서, 사용자 인터페이스부를 통해 환자의 상태 정보, 콘텐츠의 설정 정보가 입력되면, 제어부가 상기 입력 정보에 대응하여 환자의 신체 등급에 따른 수행 가능한 재활 운동 프로그램과 난이도별 콘텐츠를 설정하는 단계; b) 상기 제어부가 프로젝터를 통해 설정된 콘텐츠 정보를 기반으로 복수의 재활 콘텐츠 이미지를 출력하는 단계; c) 상기 제어부가 환자 모션 감지부와 동작 감지부가 출력하는 재활 콘텐츠 이미지에 대응하는 환자의 움직임과, 상기 재활 콘텐츠 이미지에 대응하여 디스플레이 영역에 위치하는 환자 신체의 적어도 일부를 수신하여 분석하고, 천장에 설치된 레일을 따라 프로젝터를 이동하는 단계; 및 d) 상기 제어부가 분석 정보를 기반으로 환자의 재활 평가 정보를 생성하고, 그 결과를 데이터 저장부에 저장하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 c) 단계는 제어부가 환자의 신체 중 일부에 착장되는 태그부를 감지하고, 상기 디스플레이 영역에서 태그부가 감지되면, 스피커(170) 또는 태그부(400)로 임의의 음향 신호가 출력되도록 하거나 또는 상기 태그부(400)로 진동 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시 예에 따른 d) 단계는 제어부가 상기 디스플레이 영역에서 감지되는 태그부의 횟수를 카운트하여 재활 평가 정보에 반영하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 놀이 또는 게임을 기반으로 한 재활 치료 콘텐츠를 통해 환자의 능동적인 움직임을 유도하여 운동 능력의 개선과 재활 치료를 수행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 병원, 의원, 요양원, 주간보호센터 등에서 쉽게 사용할 수 있고, 환자의 재활 강도에 따라 차별된 재활 치료와, 다양한 게임을 통해 환자의 흥미를 유발 시킬 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도2는 도1의 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 예시도.
도3은 도1의 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 환자 모션 감지를 설명하기 위해 나타낸 예시도.
도4는 도4의 환자 모션 감지를 설명하기 위해 나타낸 예시도.
도5는 도1의 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 다른 예시도.
도6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대해서는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음에 유의하여야 할 것이다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 발명자가 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 적절한 용어의 개념을 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.
또한, "적어도 하나의" 라는 용어는 단수 및 복수를 포함하는 용어로 정의되고, 적어도 하나의 라는 용어가 존재하지 않더라도 각 구성요소가 단수 또는 복수로 존재할 수 있고, 단수 또는 복수를 의미할 수 있음은 자명하다 할 것이다.
또한, 각 구성요소가 단수 또는 복수로 구비되는 것은, 실시 예에 따라 변경가능하다 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도2는 도1의 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 예시도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치(100)는 놀이 또는 게임을 기반으로 재활 치료 콘텐츠를 통해 환자의 능동적인 움직임을 유도하여 운동 능력의 개선과 재활 치료를 수행할 수 있도록 프로젝터(110)와, 환자 모션 감지부(120)와, 제어부(130)와, 데이터 저장부(140)와, 사용자 인터페이스부(150)와, 동작 감지부(160)와, 스피커(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 프로젝터(110)는 제어부(130)로부터 제공되는 임의의 콘텐츠 정보를 기반으로 하는 복수의 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)를 출력하는 구성으로서, 설치 공간내 보행방향의 천장에 설치될 수 있다.
또한, 상기 프로젝터(110)는 천장에 설치된 레일(112)을 따라 이동할 수 있도록 프로젝터 이동부(111)를 구비할 수 있다.
즉, 상기 프로젝터(110)는 제어부(130)에서 출력되는 콘텐츠 정보를 바닥으로 출력하고, 환자(200)의 이동에 따라 제어부(130)에서 출력되는 이동 제어신호에 의해 상기 프로젝터(110)가 레일(112)을 따라 이동할 수 있다.
또한, 상기 프로젝터(110)의 이동은 환자(200)가 이동하는 속도와 연동하여 이동될 수 있다.
상기 환자 모션 감지부(120)는 적어도 하나 이상 설치될 수 있는데, 환자(200)의 주행방향 전측에 일정 거리 이격되어 설치되거나 또는 프로젝터(110)의 일측에 설치되어 프로젝터(110)의 이동에 따른 환자(200)의 움직임을 감지할 수 있다.
또한, 상기 환자 모션 감지부(120)는 프로젝터(110)를 통해 출력되는 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)를 따라 이동하는 환자(200)의 움직임을 감지하여 재활 수행에 따른 모션 이미지를 출력한다.
또한, 상기 환자 모션 감지부(120)는 키넥트(Kinect) 센서를 이용한 카메라일 수 있다.
상기 키넥트 센서는 일반적으로 3개의 렌즈로 구성되어 컬러 이미지와 깊이 이미지를 획득할 수 있고, 각 관절의 3차원 좌표를 추출하여 출력할 수도 있다.
상기 제어부(130)는 프로젝터 이동부(111)로 이동 제어신호를 출력하여 프로젝터(110)가 레일(112)을 따라 이동하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 사용자 인터페이스부(150)를 통해 입력되는 환자(200)의 신체 등급에 따라 환자(200) 별로 수행 가능한 재활 운동 프로그램과, 난이도별로 설정된 콘텐츠가 출력되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 재활 운동 프로그램 또는 콘텐츠 정보의 출력에 동기화시켜 프로젝터(110)가 이동하도록 이동 제어 신호를 출력할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 환자 모션 감지부(120)에서 감지된 환자(200)의 움직임과 관련한 깊이 이미지에 기반하여 획득한 거리 정보를 통해 환자(200)의 이동 속도를 산출하고, 상기 산출된 이동 속도에 따라 프로젝터(110)가 이동하도록 제어 신호를 출력할 수도 있다.
또한, 상기 재활 운동 프로그램은 자세 균형, 보행 안정성 등을 포함한 신체 능력 향상 프로그램일 수 있고, 상기 콘텐츠 정보는 임의의 게임 또는 놀이를 기반으로 하는 재활 치료 프로그램일 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 환자 모션 감지부(120)에서 감지된 환자(200)의 움직임 관련 모션 이미지와, 프로젝터(110)를 통해 출력되는 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)에 대응하여 동작 감지부(160)에서 감지되는 환자(200)의 신체 정보를 기반으로 재활 평가 정보를 생성할 수 있다.
이때, 상기 제어부(130)는 딥러닝 기반의 객체 탐지 모델을 사용하여 객체 인식 즉, 환자(200)의 인식을 수행함으로써, 도3과 같은 모션 이미지(121)와 상부 관절(122) 및 하부 관절(123)을 포함한 관절 패턴을 획득할 수 있다.
즉, 상기 제어부(130)는 환자(200)를 인식하여 생성된 모션 이미지(121) 상에 움직이는 관절 부위를 탐지하여 미리 정해진 스켈레톤(Skeleton)을 분할할 수 있고, 분할된 부분은 모두 스켈레톤 학습과 추출이 가능하며, 손과 같은 부분에도 이를 추출하여 제스쳐, 손동작 파악 등으로 사용할 수도 있다.
또한, 정확한 관절 패턴을 획득하기 위해 수신된 모션 이미지(121)에 임의의 필터를 적용시켜 잡음 제거 또는 홀(Hole) 등의 보정을 수행할 수도 있다.
상기 관절 패턴은 각 관절 포인트별로 3차원 위치 및 각도를 나타낸 것으로서, 상기 관절 포인트는 머리, 왼쪽 어깨, 오른쪽 어깨, 어깨의 중간, 척추의 중앙, 왼쪽 팔꿈치, 오른쪽 팔꿈치, 왼쪽 손목, 오른쪽 손목, 왼손, 오른손, 왼쪽 둔부, 오른쪽 둔부, 둔부의 중간, 왼쪽 무릎, 오른쪽 무릎, 왼쪽 발목, 오른쪽 발목, 왼발, 오른발 등이 될 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 환자 모션 감지부(120)에서 획득한 깊이 이미지를 이용하여 개별 관절의 위치를 3차원 좌표로 변환한 3차원 위치를 구할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 모션 이미지(121)를 통해 환자의 동작 패턴, 보행 패턴 등을 분석하여 재활 평가 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 도4(a) 내지 도4(c)에 나타낸 하부 관절 모션 1 내지 3(123a, 123b, 123c)과 같이, 환자의 하부 관절을 인식하고, 이를 통해 좌우 다리의 구부러진 형태 등을 분석함으로써, 환자의 자세 균형, 보행 안정성 등의 재활 평가 정보에 반영될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(130)는 동작 감지부(160)에서 감지되는 환자(200)의 신체 정보와 그에 따른 모양, 횟수 등을 분석하고, 분석 결과를 환자의 재활 평가 정보에 반영할 수 있다.
즉, 상기 제어부(130)는 도5와 같이 프로젝터(110)로부터 바닥으로 조사되는 임의의 디스플레이 영역(301, 302, 303)에 설정된 게임 콘텐츠 정보에 기반한 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)에 대하여 동작 감지부(160)가 감지한 환자(200)의 신체와 상기 신체의 동작을 이미지 분석 프로그램으로 분석한 결과를 재활 평가 정보에 반영할 수 있다.
예를 들어, 바닥의 임의의 위치인 디스플레이 영역 1(301)에 발모양의 재활 콘텐츠 이미지 1(300)이 조사되도록 하고, 이에 반응하여 상기 디스플레이 영역 1(301)에서 감지되는 신체 정보가 환자(200)의 발인지를 분석하여 재활 평가 정보에 반영할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 영역 2(302) 또는 디스플레이 영역 3(303)에 예를 들어, "가위", "바위", "보" 게임을 위해, "보" 모양의 재활 콘텐츠 이미지 2(310), 또는 "가위" 모양의 재활 콘텐츠 이미지 3(320)가 조사되면, 이에 대응하여 환자(200)가 디스플레이 영역 2(302)에서 감지된 환자(200)의 손 모양이 "가위" 인지 또는 디스플레이 영역 3(303)에서 감지된 환자(200)의 손 모양이 "주먹"인지 분석하여 환자(200)의 민첩성, 정확성 등을 재활 평가 정보에 반영할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 동작 감지부(160)를 통해 디스플레이 영역 1 내지 3(3l01, 302, 303)에서 감지되는 태그부(400)의 횟수를 카운트하여 환자(200)의 재활 평가 정보에 반영할 수도 있다.
즉, 상기 제어부(130)는 이미지 프로세싱 프로그램을 이용하여 디스플레이 영역 1 내지 3(3l01, 302, 303)에서 감지되는 영상 식별용 마커를 통해 태그부(400)를 감지하고, 감지된 태그부(400)의 횟수를 기반으로 환자(200)의 흥미, 게임의 몰입도 등을 재활 평가 정보에 반영할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에서 태그부(400)가 감지되면, 상기 영상 식별용 마커를 이용하여 해당 태그부(400)의 고유 정보, 음계 정보, 악기 음향 정보 등을 분석하고, 분석 결과에 대응하는 임의의 음향 신호가 스피커(170)를 통해 출력되도록 제어하거나 또는 상기 태그부(400)에서 음향 신호가 출력되도록 제어하여 재활 동작에 따른 흥미와 재미가 더욱 증가될 수 있도록 한다.
이를 위해 상기 제어부(130)는 태그부(400)와 데이터 신호를 송수신하는 데이터 통신수단을 구비할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에서 태그부(400)가 감지되면, 상기 태그부(400)가 진동과 같은 동작을 수행할 수 있도록 진동 신호를 출력할 수도 있다.
상기 데이터 저장부(140)는 재활 운동 프로그램과 콘텐츠 정보와 태그부에 설정된 고유 정보, 음계 정보, 악기 음향 정보 등의 특정 정보, 영상 식별용 마커 정보, 환자(200)의 재활 평가 정보 등을 저장할 수 있다.
또한, 상기 데이터 저장부(140)는 재활 운동 프로그램과, 콘텐츠 정보에 포함된 디스플레이 영역 1 내지 3(3l01, 302, 303)의 위치 정보를 저장할 수 있고, 상기 디스플레이 영역 1 내지 3(3l01, 302, 303)의 위치 정보는 제어부(130)가 태그부(400)의 위치 확인을 위해 제공될 수 있다.
상기 사용자 인터페이스부(150)는 환자(200)로부터 입력되는 환자의 상태 정보, 콘텐츠의 설정 정보를 입력받아 제어부(130)로 출력하고, 환자(200)의 재활 평가 정보가 디스플레이될 수 있도록 한다.
상기 동작 감지부(160)는 적어도 하나 이상 설치될 수 있고, 환자(200)의 주행방향 전측에 일정 거리 이격되어 설치되거나 또는 프로젝터(110)의 일측에 설치될 수 있다.
또한, 상기 동작 감지부(160)는 프로젝터(110)에서 조사되는 재활 콘텐츠 이미지 1 내지 3(300, 310, 320)에 대응하여 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에 위치하는 환자(200) 신체의 적어도 일부를 감지한 이미지를 제공하고, CCD 센서 또는 CMOS 센서 등의 카메라로 구성될 수 있다.
상기 스피커(170)는 재활 운동 프로그램, 콘텐츠 정보에 대응한 음향 신호, 태그부(400)에 설정된 음향 신호 등을 출력할 수 있다.
또한, 상기 실시 예에 따른 재활 보조 장치(100)는 환자(200)의 신체 중 일부에 착장되는 태그부(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 태그부(400)는 RFID 또는 블루투스를 기반으로 한 무선장치로 구성될 수 있고, 게임 또는 놀이를 수행하기 위한 고유 정보, 음계 정보, 악기 음향 정보 등의 특정 정보, 영상 식별용 마커가 포함될 수도 있다.
또한, 상기 태그부(400)는 음향 출력수단인 스피커와 진동 수단을 포함하여 구성될 수 있고, 환자(200)가 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에 태그부(400)를 위치시켜 제어부(130)로부터 제어신호를 수신하면, 음향 신호와 진동과 같은 동작을 수행하여 환자(200)에게 피드백 할 수도 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법을 설명한다.
도6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
도1, 도2 및 도6을 참조하면, 사용자 인터페이스부(150)를 통해 환자(200)의 상태 정보, 콘텐츠의 설정 정보가 입력되면, 제어부(130)가 입력되는 환자(200)의 상태 정보, 콘텐츠의 설정 정보에 대응하여 환자(200)의 신체 등급에 따른 재활 운동 프로그램과 수행 가능한 난이도별 콘텐츠를 설정(S100)한다.
상기 제어부(130)는 프로젝터(110)를 통해 S100 단계에서 설정된 재활 운동 프로그램과 콘텐츠 정보를 기반으로 바닥으로 재활 콘텐츠 이미지 1 내지 3(300, 310, 320)을 출력(S200)한다.
본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 재활 콘텐츠 이미지 1 내지 3(300, 310, 320)을 실시 예로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 다수의 서로 다른 재활 콘텐츠 이미지가 환자(200)의 이동 및 움직임에 따라 순차적으로 출력될 수 있음은 당업자에게 있어서, 자명할 것이다.
상기 재활 운동 프로그램과 콘텐츠 정보에 따라 환자(200)가 재활 운동을 하면, 제어부(130)는 환자 모션 감지부(120)와 동작 감지부(160)가 출력하는 재활 콘텐츠 이미지 1 내지 3(300, 310, 320)에 대응하는 환자(200)의 움직임과, 상기 재활 콘텐츠 이미지 1 내지 3(300, 310, 320)에 대응하여 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에 위치하는 환자(200) 신체의 적어도 일부를 수신하여 분석(S300)한다.
또한, 상기 S300 단계에서 제어부(130)는 환자(200)의 신체 중 일부에 착장되는 태그부(400)를 감지하면, 동작 감지부(160)에서 감지된 태그부(400)의 위치 정보를 기반으로 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에서 태그부(400)가 위치하여 감지되었는지 확인하고, 상기 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에서 태그부(400)가 감지됨에 따라 임의의 음향 신호가 스피커(170) 또는 태그부(400)를 통해 출력되도록 하여 재활 동작에 따른 흥미와 재미가 더욱 증가될 수 있도록 할 수도 있다.
또한, 상기 S300 단계에서 제어부(130)는 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에서 태그부(400)가 감지되면, 상기 태그부(400)가 진동과 같은 동작을 수행하여 환자(200)가 느낄 수 있도록 진동 신호를 출력할 수도 있다.
상기 S300 단계를 수행한 후, 상기 제어부(130)는 천장에 설치된 레일(112)을 따라 프로젝터(110)가 이동하도록 프로젝터 이동부(111)로 이동 제어신호를 출력(S400)한다.
계속해서, 상기 제어부(130)는 S300 단계의 분석 정보를 기반으로 환자(200)의 재활 평가 정보를 생성하고, 재활 평가에 대한 결과를 데이터 저장부(140)에 저장(S500)한다.
또한, 상기 S500 단계에서 제어부(130)는 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에서 감지되는 태그부(400)의 횟수를 카운트하고, 카운트된 태그부(400)의 횟수를 재활 평가 정보에 반영할 수도 있다.
즉, S500 단계에서 상기 제어부(130)는 디스플레이 영역 1 내지 3(3l01, 302, 303)에서 감지되는 태그부(400)의 횟수를 기반으로 환자(200)의 흥미, 게임의 몰입도 등을 재활 평가 정보에 반영할 수 있도록 한다.
따라서, 놀이 또는 게임을 기반으로 한 재활 치료 콘텐츠를 통해 환자의 능동적인 움직임을 유도하여 운동 능력의 개선과 재활 치료를 수행할 수 있다.
또한, 병원, 의원, 요양원, 주간보호센터 등에서 쉽게 사용할 수 있고, 환자의 재활 강도에 따라 차별된 재활 치료와, 다양한 게임을 통해 환자의 흥미를 유발 시킬 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.
또한, 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
100 : 재활 보조 장치 110 : 프로젝터
111 : 프로젝터 이동부 112 : 레일
120 : 환자 모션 감지부 121 : 모션 이미지
122 : 상부 관절 123 : 하부 관절
123a : 하부 관절 모션 1 123b : 하부 관절 모션 2
123c : 하부 관절 모션 3 130 : 제어부
140 : 데이터 저장부 150 : 사용자 인터페이스부
160 : 동작 감지부 170 : 스피커
200 : 환자 300 : 재활 콘텐츠 이미지 1
301 : 디스플레이 영역 1 310 : 재활 콘텐츠 이미지 2
302 : 디스플레이 영역 2 320 : 재활 콘텐츠 이미지 3
303 : 디스플레이 영역 3 400 : 태그부

Claims (8)

  1. 설치 공간내 보행방향으로 설치된 레일(112)을 따라 이동하면서 임의의 콘텐츠 정보를 기반으로 복수의 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)를 출력하는 프로젝터(110);
    상기 출력되는 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)를 따라 이동하는 환자(200)의 움직임을 감지하는 환자 모션 감지부(120);
    상기 환자(200)의 신체 등급에 따른 수행 가능한 재활 운동 프로그램과 난이도별 콘텐츠 정보의 출력을 제어하되, 상기 재활 운동 프로그램과 난이도별 콘텐츠 정보의 출력에 동기화시켜 상기 프로젝터(110)의 이동을 제어하고, 상기 환자 모션 감지부(120)에서 감지된 환자(200)의 움직임과, 상기 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)에 대응하여 조사되는 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에서 동작 감지부(160)가 감지한 환자(200)의 신체 정보를 기반으로 재활 평가 정보를 생성하되, 상기 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에서 태그부(400)가 감지되면 해당 태그부(400)의 영상 식별용 마커를 이용하여 감지된 태그부(400)의 고유 정보, 음계 정보, 악기 음향 정보를 분석하고, 분석 결과에 대응하는 임의의 음향 신호를 스피커(170)를 통해 출력하거나 또는 상기 태그부(400)에서 해당 음향 신호가 출력되도록 제어하는 제어부(130);
    상기 콘텐츠 정보와, 재활 운동 프로그램과, 태그부(400)에 설정된 고유 정보, 음계 정보, 악기 음향 정보 등의 특정 정보, 영상 식별용 마커 정보와, 환자(200)의 재활 평가 정보를 저장하는 데이터 저장부(140);
    환자(200)로부터 입력되는 환자의 상태 정보, 콘텐츠의 설정 정보를 입력받는 사용자 인터페이스부(150);
    상기 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)에 대응하여 디스플레이 영역(301, 302, 303)에 위치하는 환자(200) 신체의 적어도 일부를 감지하는 동작 감지부(160);
    상기 콘텐츠 정보에 대응한 음향 신호를 출력하는 스피커(170); 및
    상기 환자(200)의 신체 중 일부에 착장되고, 스피커, 진동수단, 콘텐츠의 수행을 위한 고유 정보, 음계 정보, 악기 음향 정보 및 영상 식별용 마커를 구비한 태그부(400);를 포함하고,
    상기 태그부(400)는 환자(200)가 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에 태그부(400)를 위치시킴에 따라 재활 동작에 따른 흥미와 재미가 증가되도록 상기 제어부(130)로부터 수신된 제어신호를 기반으로 음계 정보 및 악기 음향 정보에 따른 음향과 진동을 출력하는 것을 특징으로 하는 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘텐츠 정보는 임의의 게임 또는 놀이를 기반으로 하는 재활 치료 프로그램인 것을 특징으로 하는 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부(130)는 디스플레이 영역(301, 302, 303)에서 감지되는 태그부(400)의 횟수를 카운트하여 재활 평가 정보에 반영하는 것을 특징으로 하는 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부(130)는 디스플레이 영역(301, 302, 303)에서 태그부(400)가 감지되면, 스피커(170) 또는 태그부(400)로 임의의 음향 신호가 출력되도록 하거나 또는 상기 태그부(400)로 진동 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치.
  6. a) 사용자 인터페이스부(150)를 통해 환자(200)의 상태 정보, 콘텐츠의 설정 정보가 입력되면, 제어부(130)가 상기 입력 정보에 대응하여 환자(200)의 신체 등급에 따른 재활 운동 프로그램과 수행 가능한 난이도별 콘텐츠를 설정하는 단계;
    b) 상기 제어부(130)가 프로젝터(110)를 통해 설정된 재활 운동 프로그램과 콘텐츠 정보를 기반으로 복수의 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)를 출력하는 단계;
    c) 상기 제어부(130)가 환자 모션 감지부(120)와 동작 감지부(160)가 출력하는 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)에 대응하는 환자(200)의 움직임과, 상기 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)에 대응하여 조사되는 디스플레이 영역(301, 302, 303)에 위치하는 환자(200) 신체의 적어도 일부를 수신하여 분석하고, 상기 환자(200)의 신체 등급에 따른 수행 가능한 재활 운동 프로그램과 난이도별 콘텐츠 정보의 출력을 제어하되, 상기 재활 운동 프로그램과 난이도별 콘텐츠 정보의 출력에 동기화시켜 천장에 설치된 레일(112)을 따라 상기 프로젝터(110)의 이동을 제어하는 단계; 및
    d) 상기 제어부(130)가 분석 정보를 기반으로 환자(200)의 재활 평가 정보를 생성하고, 그 결과를 데이터 저장부(140)에 저장하는 단계;를 포함하고,
    상기 c) 단계는 제어부(130)가 상기 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에서 태그부(400)가 감지되면 해당 태그부(400)의 영상 식별용 마커를 이용하여 감지된 태그부(400)의 고유 정보, 음계 정보, 악기 음향 정보를 분석하고, 분석 결과에 대응하는 임의의 음향 신호가 스피커(170)를 통해 출력하거나 또는 상기 태그부(400)에서 해당 음향 신호가 출력되도록 제어하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 태그부(400)는 환자(200)의 신체 중 일부에 착장되고, 스피커, 진동수단, 콘텐츠의 수행을 위한 고유 정보, 음계 정보, 악기 음향 정보 및 영상 식별용 마커를 구비하고, 상기 환자(200)가 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에 태그부(400)를 위치시킴에 따라 재활 동작에 따른 흥미와 재미가 증가되도록 상기 제어부(130)로부터 수신된 제어신호를 기반으로 음계 정보 및 악기 음향 정보에 따른 음향과 진동을 출력하는 것을 특징으로 하는 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 d) 단계는 제어부(130)가 상기 디스플레이 영역(301, 302, 303)에서 감지되는 태그부(400)의 횟수를 카운트하여 재활 평가 정보에 반영하는 것을 특징으로 하는 보행 연동식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법.
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