KR102450198B1 - Play based stationary active rehabilitation assistance device and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 놀이 기반의 고정식 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 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a play-based stationary active rehabilitation assistance device and a method for controlling the same, and more particularly, by inducing active movement of a patient through play or game-based rehabilitation treatment contents to improve exercise ability and rehabilitation It relates to a play-based stationary active rehabilitation assistance device for performing treatment and a method for controlling the same.
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.Recently, with the development of science and technology and medical technology, the elderly population is rapidly increasing due to the increase in average life expectancy, and many countries are changing to an aging society. is in
의료서비스도 병원 중심의 치료에서 개인과 의사/의료기관 간 상호 긴밀한 협력을 통해 환자 중심의 유비쿼터스 홈 헬스케어를 제공하는 경향으로 급속히 변화되고 있다.Medical services are also rapidly changing from hospital-centered treatment to providing patient-centered ubiquitous home health care through close cooperation between individuals and doctors/medical institutions.
한편, 재활 치료가 요구되는 많은 환자들의 경우 약물 치료와 재활 치료를 병행하는 것이 효과적인데, 일반적인 재활 치료는 환자가 병원이나 재활센터와 같은 의료기관을 방문하여 이루어진다.On the other hand, for many patients who require rehabilitation treatment, it is effective to combine drug treatment and rehabilitation treatment. In general, rehabilitation treatment is performed when the patient visits a medical institution such as a hospital or a rehabilitation center.
이러한 재활 치료는 환자가 스스로 동작을 수행함으로써, 재활 목적인 반복적인 훈련을 통해 달성될 수 있다.Such rehabilitation treatment may be achieved through repetitive training, which is the purpose of rehabilitation, as the patient performs the motions by himself/herself.
그러나, 일반적인 재활 치료는 단편적이고, 수동적인 반복이거나 일률적인 훈련만을 수행하도록 구성되어 있다. However, general rehabilitation treatment consists of performing fragmentary, passive repetition or only uniform training.
이러한 단편적이고 일률적인 훈련은 재활 치료를 받는 환자들에게 지루함을 느끼게 할 뿐만 아니라, 집중력을 저하시켜 훈련에 대한 흥미를 느끼지 못하는 문제점이 있다.Such fragmentary and uniform training not only makes patients receiving rehabilitation treatment feel boring, but also has a problem in that they do not feel interest in the training by lowering their concentration.
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.In addition, since the evaluation of the degree of rehabilitation is not systematized in the conventional rehabilitation, there is a problem in that it is difficult to diagnose and evaluate the degree of rehabilitation such as an individual patient's stride length, plantar pressure, exercise time, body type, and body balance, and to give a prescription accordingly.
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.In addition, the conventional rehabilitation provides only a temporary effect to the patient by instructing the therapist to instruct the therapist to perform the rehabilitation treatment passively, while the doctor instructs the therapist on the treatment method and time under his/her discretion depending on the patient's condition. The effect is insignificant, and there is a problem in that the therapist consumes more muscle than the patient.
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 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve this problem, the present invention provides a play-based stationary active rehabilitation assistance device and the same for improving exercise ability and performing rehabilitation treatment by inducing active movement of a patient through play or game-based rehabilitation treatment contents An object of the present invention is to provide a control method.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예는 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치로서, 임의의 위치에 설치되고, 임의의 콘텐츠 정보를 기반으로 복수의 재활 콘텐츠 이미지를 출력하는 프로젝터; 상기 출력되는 재활 콘텐츠 이미지를 따라 움직이는 환자의 움직임을 감지하는 환자 모션 감지부; 상기 프로젝터로 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.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention provides a play-based, stationary active rehabilitation assistance device, comprising: a projector installed at an arbitrary location and outputting a plurality of rehabilitation contents images based on arbitrary contents information; a patient motion detection unit for detecting a movement of a patient moving along the output rehabilitation content image; The projector controls the output of a rehabilitation exercise program that can be performed according to the patient's body grade and content for each difficulty level, and the motion of the patient detected by the patient motion detection unit and the motion sensing unit are detected in response to the rehabilitation contents image a controller for generating rehabilitation evaluation information based on the patient's body information; a data storage unit for storing the contents information and patient's rehabilitation evaluation information; a user interface unit for receiving patient status information and content setting information input from the patient; a motion detection unit for detecting at least a part of a patient's body located in the display area in response to the rehabilitation content image; and a speaker for outputting a sound signal corresponding to the content information.
또한, 상기 실시 예에 따른 콘텐츠 정보는 임의의 게임 또는 놀이를 기반으로 하는 재활 치료 프로그램인 것을 특징으로 한다.In addition, the content information according to the embodiment is characterized in that the rehabilitation treatment program based on any game or play.
또한, 상기 실시 예는 환자의 신체 중 일부에 착장되는 태그부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the embodiment is characterized in that it further includes a tag unit that is worn on a part of the patient's body.
또한, 상기 실시 예에 따른 제어부는 디스플레이 영역에서 감지되는 태그부의 횟수를 카운트하여 재활 평가 정보에 반영하는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller according to the embodiment counts the number of times of the tag unit detected in the display area and reflects the counts in the rehabilitation evaluation information.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법으로서, a) 사용자 인터페이스부를 통해 환자의 상태 정보, 콘텐츠의 설정 정보가 입력되면, 제어부가 상기 입력 정보에 대응하여 환자의 신체 등급에 따른 재활 운동 프로그램과 수행 가능한 난이도별 콘텐츠를 설정하는 단계; b) 상기 제어부가 프로젝터를 통해 설정된 재활 운동 프로그램과 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 분석하는 단계; 및 d) 상기 제어부가 분석 정보를 기반으로 환자의 재활 평가 정보를 생성하고, 그 결과를 데이터 저장부에 저장하는 단계;를 포함한다.In addition, an embodiment of the present invention is a method of controlling a play-based stationary active rehabilitation assistance apparatus, a) when the patient's status information and content setting information are input through the user interface unit, the control unit responds to the input information to the patient setting a rehabilitation exercise program according to the body grade and content for each level of difficulty that can be performed; b) outputting, by the controller, a plurality of rehabilitation content images based on the rehabilitation exercise program and content information set through the projector; c) receiving, by the controller, movement of the patient corresponding to the rehabilitation content image output by the patient motion detection unit and the motion detection unit, and at least a part of the patient's body located in the display area corresponding to the rehabilitation content image, and analyzing the received; and d) the controller generates the patient's rehabilitation evaluation information based on the analysis information, and stores the result in the data storage unit.
또한, 상기 실시 예에 따른 c) 단계는 제어부가 환자의 신체 중 일부에 착장되는 태그부를 감지하고, 상기 디스플레이 영역에서 태그부가 감지되면, 스피커 또는 태그부로 임의의 음향 신호가 출력되도록 하거나 또는 상기 태그부로 진동 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, in step c) according to the embodiment, the control unit detects the tag unit worn on a part of the patient's body, and when the tag unit is detected in the display area, an arbitrary sound signal is output to the speaker or the tag unit, or the tag It is characterized in that the vibration signal is output to the part.
또한, 상기 실시 예에 따른 d) 단계는 제어부가 상기 디스플레이 영역에서 감지되는 태그부의 횟수를 카운트하여 재활 평가 정보에 반영하는 것을 특징으로 한다.In addition, in step d) according to the embodiment, the control unit counts the number of times of the tag unit detected in the display area and reflects the count in the rehabilitation evaluation information.
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.The present invention has the advantage of inducing active movement of the patient through play or game-based rehabilitation treatment contents to improve exercise ability and perform rehabilitation treatment.
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.In addition, the present invention can be easily used in hospitals, clinics, nursing homes, day care centers, etc., and has the advantage of stimulating the interest of patients through differentiated rehabilitation treatment according to the patient's rehabilitation intensity and various games.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도2는 도1의 실시 예에 따른 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 예시도.
도3은 도1의 실시 예에 따른 놀이 기반의 고정식 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 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 다른 예시도.
도6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도.1 is a block diagram showing the configuration of a play-based stationary active rehabilitation assistance apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view illustrating the operation of a play-based stationary active rehabilitation assistance device according to the embodiment of FIG. 1 .
Figure 3 is an exemplary view showing the patient motion detection of the play-based stationary active rehabilitation assistance device according to the embodiment of Figure 1;
Fig. 4 is an exemplary view for explaining the patient motion detection of Fig. 4;
5 is another exemplary view for explaining the operation of the play-based fixed active rehabilitation assistance apparatus according to the embodiment of FIG.
6 is a flowchart illustrating a control method of a play-based stationary active rehabilitation assistance apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention and the accompanying drawings.
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. Prior to describing the specific contents for carrying out the present invention, it should be noted that components not directly related to the technical gist of the present invention are omitted within the scope of not disturbing the technical gist of the present invention.
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.In addition, the terms or words used in the present specification and claims have meanings and concepts consistent with the technical idea of the invention based on the principle that the inventor can define the concept of an appropriate term to best describe his invention. should be interpreted as
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In this specification, the expression that a part "includes" a certain element does not exclude other elements, but means that other elements may be further included.
또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.Also, terms such as “… unit”, “… group”, and “… module” mean a unit that processes at least one function or operation, which may be divided into hardware, software, or a combination of the two.
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. In addition, the term "at least one" is defined as a term including the singular and the plural, and even if the term at least one does not exist, each element may exist in the singular or plural, and may mean the singular or plural. will be self-evident.
또한, 각 구성요소가 단수 또는 복수로 구비되는 것은, 실시 예에 따라 변경가능하다 할 것이다.In addition, that each component is provided in singular or plural may be changed according to an embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치 및 그 제어 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a play-based stationary active rehabilitation assistance apparatus and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도2는 도1의 실시 예에 따른 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 예시도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a play-based stationary active rehabilitation assistance apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a play-based stationary active rehabilitation assistance apparatus according to the embodiment of the present invention to explain the operation It is an example diagram shown for
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 놀이 기반의 고정식 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.1 and 2, the play-based stationary active
상기 프로젝터(110)는 제어부(130)로부터 제공되는 임의의 콘텐츠 정보를 기반으로 하는 복수의 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)를 출력하는 구성으로서, 실내 공간의 임의의 위치, 예를 들어 천장에 설치되되, 상기 천장과 수직방향 또는 상기 천장과 일정 각도록 설치되고, 일정 크기의 바닥(A)에 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)가 조사되될 수 있도록 한다.The
또한, 상기 프로젝터(110)는 환자(200)로부터 일정 거리 이격된 상부에 설치될 수도 있다.In addition, the
상기 환자 모션 감지부(120)는 적어도 하나 이상 설치될 수 있는데, 환자(200)의 주행방향 전측에 일정 거리 이격되어 설치될 수 있다.At least one patient
또한, 상기 환자 모션 감지부(120)는 프로젝터(110)의 일측에 설치되어 환자(200)의 움직임을 감지할 수도 있다.In addition, the patient
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.In addition, the patient
또한, 상기 환자 모션 감지부(120)는 키넥트(Kinect) 센서를 이용한 카메라일 수 있다.In addition, the
상기 키넥트 센서는 일반적으로 3개의 렌즈로 구성되어 컬러 이미지와 깊이 이미지를 획득할 수 있고, 각 관절의 3차원 좌표를 추출하여 출력할 수도 있다.The Kinect sensor is generally composed of three lenses to obtain a color image and a depth image, and can also extract and output three-dimensional coordinates of each joint.
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.The
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.In addition, the rehabilitation exercise program may be a physical ability improvement program including posture balance and gait stability, and the content information may be a rehabilitation treatment program based on any game or play.
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 1 내지 3(300, 310, 320)에 대응하여 동작 감지부(160)에서 감지되는 환자(200)의 신체 정보를 기반으로 재활 평가 정보를 생성할 수 있다.In addition, the
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.At this time, the
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.That is, the
또한, 정확한 관절 패턴을 획득하기 위해 수신된 모션 이미지(121)에 임의의 필터를 적용시켜 잡음 제거 또는 홀(Hole) 등의 보정을 수행할 수도 있다.In addition, in order to obtain an accurate joint pattern, an arbitrary filter may be applied to the received
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.The joint pattern represents a three-dimensional position and angle for each joint point, and the joint points are the head, left shoulder, right shoulder, middle of the shoulder, the center of the spine, left elbow, right elbow, left wrist, right wrist, left hand. , right hand, left hip, right hip, middle of hip, left knee, right knee, left ankle, right ankle, left foot, right foot, etc.
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.Also, the
또한, 상기 제어부(130)는 모션 이미지(121)를 통해 환자의 동작 패턴, 보행 패턴 등을 분석하여 재활 평가 정보를 생성할 수 있다.In addition, the
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.For example, as in the lower joint motions 1 to 3 (123a, 123b, 123c) shown in FIGS. 4(a) to 4(c), the lower joint of the patient is recognized, and the bent shape of the left and right legs, etc. By analyzing it, it can be reflected in the rehabilitation evaluation information such as the patient's posture balance and gait stability.
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.In addition, the
즉, 상기 제어부(130)는 도5와 같이 프로젝터(110)로부터 일정 면적의 바닥(A)으로 조사되는 임의의 디스플레이 영역 1 내지 3(301, 302, 303)에 설정된 게임 콘텐츠 정보에 기반한 재활 콘텐츠 이미지 1 내지 3(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.That is, as shown in FIG. 5 , the
예를 들어, 바닥(A)의 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.For example, the foot-shaped rehabilitation content image 1 (300) is irradiated to the display area 1 (301), which is an arbitrary position of the floor (A), and body information detected in the display area 1 (301) in response thereto It is possible to analyze whether the foot of the
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.Also, in the display area 2 302 or the display area 3 303, for example, for a game of "scissors", "rock", "paper", a rehabilitation content image 2 310 in the shape of a "paper", or When the rehabilitation content image 3 320 in the shape of “scissors” is irradiated, in response, the
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.In addition, the
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.That is, the
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.In addition, when the
이를 위해 상기 제어부(130)는 태그부(400)와 데이터 신호를 송수신하는 데이터 통신수단을 구비할 수도 있다.To this end, the
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.In addition, when the
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.The
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.In addition, the
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.The
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.At least one
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.In addition, the
상기 스피커(170)는 재활 운동 프로그램, 콘텐츠 정보에 대응한 음향 신호, 태그부(400)에 설정된 음향 신호 등을 출력할 수 있다.The
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.In addition, the
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.The
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.In addition, the
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법을 설명한다.The following describes a method of controlling a play-based stationary active rehabilitation assistance apparatus according to an embodiment of the present invention.
도6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of controlling a play-based stationary active rehabilitation assistance apparatus according to an embodiment of the present invention.
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.1, 2, and 6, when the state information of the
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.The
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.In this embodiment, rehabilitation content images 1 to 3 (300, 310, 320) are described as an embodiment for convenience of explanation, but the present embodiment is not limited thereto, and a plurality of different rehabilitation content images may be applied to the movement and movement of the
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.When the
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.In addition, when the
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.In addition, in step S300 , when the
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(S400)한다.Subsequently, the
또한, 상기 S400 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.In addition, in step S400, the
즉, S400 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.That is, in step S400 , the
따라서, 놀이 또는 게임을 기반으로 한 재활 치료 콘텐츠를 통해 환자의 능동적인 움직임을 유도하여 운동 능력의 개선과 재활 치료를 수행할 수 있다.Therefore, it is possible to improve the exercise ability and perform rehabilitation treatment by inducing active movement of the patient through the rehabilitation treatment contents based on play or games.
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.In addition, it can be easily used in hospitals, clinics, nursing homes, day care centers, etc., and can arouse the interest of patients through differentiated rehabilitation treatment according to the patient's rehabilitation intensity and various games.
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.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.
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.In addition, the reference numbers described in the claims of the present invention are only described for clarity and convenience of description, and are not limited thereto, and in the process of describing the embodiment, the thickness of the lines shown in the drawings or the size of components, etc. may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
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.In addition, the above-mentioned terms are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so the interpretation of these terms should be made based on the content throughout this specification. .
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. In addition, even if it is not explicitly shown or described, a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various modifications including the technical idea according to the present invention from the description of the present invention. Obviously, this still falls within the scope of the present invention.
또한, 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.In addition, the above embodiments described with reference to the accompanying drawings have been described for the purpose of explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
100 : 재활 보조 장치 110 : 프로젝터
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 : 태그부100: rehabilitation assistance device 110: projector
120: patient motion detection unit 121: motion image
122: upper joint 123: lower joint
123a: lower joint motion 1 123b: lower joint motion 2
123c: lower joint motion 3 130: control unit
140: data storage unit 150: user interface unit
160: motion detection unit 170: speaker
200: patient 300: rehabilitation content image 1
301: display area 1 310: rehabilitation content image 2
302: display area 2 320: rehabilitation content image 3
303: display area 3 400: tag unit
Claims (7)
상기 출력되는 재활 콘텐츠 이미지(300, 310, 320)를 따라 움직이는 환자(200)의 움직임을 감지하는 환자 모션 감지부(120);
상기 프로젝터(110)로 환자(200)의 신체 등급에 따른 수행 가능한 재활 운동 프로그램과 난이도별 콘텐츠의 출력을 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 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치.a projector 110 installed at an arbitrary location and outputting a plurality of rehabilitation contents images 300, 310, 320 based on arbitrary contents information;
a patient motion detection unit 120 for detecting the movement of the patient 200 moving along the output rehabilitation contents image (300, 310, 320);
The projector 110 controls the output of a rehabilitation exercise program that can be performed according to the patient's 200 body grade and content for each difficulty level, and the movement of the patient 200 detected by the patient motion sensor 120 and the Rehabilitation evaluation information based on the body information of the patient 200 detected by the motion sensor 160 in the display areas 1 to 3 (301, 302, 303) irradiated in response to the rehabilitation content images 300, 310, and 320 However, when the tag unit 400 is detected in the display areas 1 to 3 ( 301 , 302 , 303 ), unique information of the detected tag unit 400 using the image identification marker of the corresponding tag unit 400 . , a control unit 130 that analyzes musical scale information and musical instrument sound information, and controls to output an arbitrary sound signal corresponding to the analysis result through the speaker 170 or output the corresponding sound signal from the tag unit 400;
Data for storing the content information, rehabilitation exercise program, specific information such as unique information set in the tag unit 400, scale information, instrument sound information, marker information for image identification, and rehabilitation evaluation information of the patient 200 storage unit 140;
a user interface unit 150 for receiving patient status information and content setting information input from the patient 200;
a motion detection unit 160 for detecting at least a part of the body of the patient 200 located in the display area 301, 302, 303 in response to the rehabilitation content image 300, 310, 320;
a speaker 170 for outputting a sound signal corresponding to the content information; and
It is worn on a part of the body of the patient 200 and includes a speaker, a vibration means, and a tag unit 400 having unique information for performing content, musical scale information, musical instrument sound information, and a marker for image identification;
The tag unit 400 includes the control unit 130 to increase interest and fun according to the rehabilitation operation as the patient 200 places the tag unit 400 in the display areas 1 to 3 (301, 302, 303). A play-based stationary active rehabilitation assisting device, characterized in that it outputs sound and vibration according to scale information and musical instrument sound information based on the control signal received from the .
상기 콘텐츠 정보는 임의의 게임 또는 놀이를 기반으로 하는 재활 치료 프로그램인 것을 특징으로 하는 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치.The method of claim 1,
The content information is a play-based fixed active rehabilitation assistance device, characterized in that the rehabilitation program based on any game or play.
상기 제어부(130)는 디스플레이 영역(301, 302, 303)에서 감지되는 태그부(400)의 횟수를 카운트하여 재활 평가 정보에 반영하는 것을 특징으로 하는 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치.The method of claim 1,
The control unit 130 counts the number of times the tag unit 400 sensed in the display areas (301, 302, 303) and reflects it in the rehabilitation evaluation information.
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 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 신호를 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 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법.a) When the state information of the patient 200 and setting information of the contents are input through the user interface unit 150, the control unit 130 responds to the input information and performs a rehabilitation exercise program according to the body grade of the patient 200 and setting content for each level of difficulty that can be performed;
b) the control unit 130 outputting a plurality of rehabilitation content images (300, 310, 320) based on the rehabilitation exercise program and content information set through the projector (110);
c) the control unit 130 and the movement of the patient 200 corresponding to the rehabilitation content images 300 , 310 , 320 output by the patient motion detection unit 120 and the motion detection unit 160 , and the rehabilitation contents image Receives and analyzes at least a part of the body of the patient 200 located in the display areas 301 , 302 , 303 irradiated corresponding to 300 , 310 , 320 , and performs possible according to the body grade of the patient 200 . controlling the output of the rehabilitation exercise program and content information for each difficulty level; and
d) the control unit 130 generating the rehabilitation evaluation information of the patient 200 based on the analysis information, and storing the result in the data storage unit 140;
In step c), when the controller 130 detects the tag unit 400 in the display areas 1 to 3 ( 301 , 302 , 303 ), the tag unit detected using the image identification marker of the tag unit 400 is used. Analyzes unique information, scale information, and instrument sound information of the 400 , and controls to output an arbitrary sound signal corresponding to the analysis result through the speaker 170 or output a corresponding sound signal from the tag unit 400 . further comprising;
The tag unit 400 is worn on a part of the body of the patient 200, and includes a speaker, vibration means, unique information for performing content, scale information, musical instrument sound information, and a marker for image identification, and the patient ( 200) places the tag unit 400 in the display areas 1 to 3 (301, 302, 303), so that interest and fun according to the rehabilitation operation are increased based on the control signal received from the control unit 130. A method of controlling a play-based stationary active rehabilitation assistance apparatus, characterized in that outputting sound and vibration according to information and musical instrument sound information.
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 놀이 기반의 고정식 능동형 재활 보조 장치의 제어 방법.6. The method of claim 5,
In step d), the control unit 130 counts the number of times of the tag unit 400 detected in the display areas 301 , 302 , 303 and reflects it in the rehabilitation evaluation information. How to control the device.
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- 2021-12-23 KR KR1020210185832A patent/KR102450198B1/en active IP Right Grant
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