KR102488560B1 - Apparatus and method for sarcopenia diagnosis and training - Google Patents

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KR102488560B1 KR1020210022526A KR20210022526A KR102488560B1 KR 102488560 B1 KR102488560 B1 KR 102488560B1 KR 1020210022526 A KR1020210022526 A KR 1020210022526A KR 20210022526 A KR20210022526 A KR 20210022526A KR 102488560 B1 KR102488560 B1 KR 102488560B1
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Abstract

근감소증 진단 및 훈련을 위한 장치 및 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 근감소증 진단 및 훈련 장치는, 검사 대상자를 촬영한 입력 영상을 획득하는 입력부; 상기 입력 영상으로부터 상기 검사 대상자의 골격을 추출하여 상기 검사 대상자의 자세를 추정하는 자세 추정부; 상기 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 통해 상기 검사 대상자의 수행 동작을 분류하고, 상기 수행 동작의 수준을 평가하는 수행력 평가부; 상기 수행 동작의 수준에 기초하여 상기 검사 대상자가 수행할 훈련 프로그램을 결정하는 수준별 훈련 결정부; 및 상기 훈련 프로그램에 따른 훈련을 수행하는 검사 대상자를 촬영한 입력 영상으로부터 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 통해 상기 검사 대상자의 훈련 동작을 분류하고, 상기 훈련 동작의 정확도에 기초하여 상기 검사 대상자에게 피드백을 제공하는 훈련 코칭부를 포함한다.Devices and methods for diagnosing and training sarcopenia are disclosed. An apparatus for diagnosing and training sarcopenia according to an embodiment includes an input unit for obtaining an input image obtained by capturing a test subject; a posture estimation unit extracting a skeleton of the test subject from the input image and estimating a posture of the test subject; a performance evaluation unit that classifies the performed motion of the test subject through motion recognition based on the extracted skeleton and evaluates the level of the performed motion; a level-by-level training determining unit for determining a training program to be performed by the test subject based on the level of the performing motion; And classifying the training motion of the test subject through action recognition based on a skeleton extracted from an input image of a test subject performing training according to the training program, and providing feedback to the test subject based on the accuracy of the training motion. Includes a training coaching unit that provides.

Figure R1020210022526
Figure R1020210022526

Description

근감소증 진단 및 훈련 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SARCOPENIA DIAGNOSIS AND TRAINING}Sarcopenia diagnosis and training apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR SARCOPENIA DIAGNOSIS AND TRAINING}

개시되는 실시 예들은 근감소증의 진단 및 훈련 방법과 이를 활용한 시스템에 대한 것이다.The disclosed embodiments relate to a method for diagnosing and training sarcopenia and a system using the same.

근감소증은 몸의 근육이 비정상적으로 줄거나 약해져 신체 활동이 원활하지 않은 상태를 말한다. 한국 노령 인구의 20% 이상이 근감소증인 것으로 확인되며, 최근에 국제적으로 근감소증이 질병으로 인정해 '질병코드'가 부여되었다. 이러한 근감소증의 효과적인 치료 및 부작용을 최소화하기 위해서는 근감소증의 조기 진단 및 이를 바탕으로 한 효과적인 처치가 매우 중요한다. 본 특허는 영상기반으로 이러한 근감소증의 조기 진단 및 근감소증의 수준을 평가함으로 근감소증의 정도에 따라 효과적인 근감소증에 대한 처치가 가능하게 하는 방법에 관한 것이다.Sarcopenia refers to a condition in which the muscles of the body are abnormally reduced or weakened, resulting in poor physical activity. More than 20% of the elderly population in Korea is confirmed to have sarcopenia, and recently, sarcopenia has been internationally recognized as a disease and a 'disease code' has been assigned. In order to effectively treat sarcopenia and minimize side effects of sarcopenia, early diagnosis of sarcopenia and effective treatment based thereon are very important. This patent relates to an image-based early diagnosis of sarcopenia and an evaluation of the level of sarcopenia, thereby enabling effective treatment for sarcopenia according to the degree of sarcopenia.

한국등록특허 제10-1582347호 (2016.01.04. 공고)Korean Patent Registration No. 10-1582347 (2016.01.04. Notice) 한국등록특허 제10-1782247호 (2017.09.26. 공고)Korean Patent Registration No. 10-1782247 (Announced on September 26, 2017) 한국등록특허 제10-1884418호 (2018.06.12. 공고)Korean Patent Registration No. 10-1884418 (2018.06.12. Notice)

본 발명은 다른 추가적인 도구 없이 영상 입력만으로 근감소증을 진단하고, 진단된 근감소증의 수준에 따라, 적절한 운동을 제시하고 이에 대한 피드백을 제공하여 효과적인 근감소증에 대한 진단 및 치료가 가능하도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention is a method for diagnosing and treating sarcopenia with only image input without any other additional tools, presenting appropriate exercises according to the level of the diagnosed sarcopenia and providing feedback thereto to enable effective diagnosis and treatment of sarcopenia, and It's about the device.

일 실시예에 따른 근감소증 진단 및 훈련 장치는, 검사 대상자를 촬영한 입력 영상을 획득하는 입력부; 상기 입력 영상으로부터 상기 검사 대상자의 골격을 추출하여 상기 검사 대상자의 자세를 추정하는 자세 추정부; 상기 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 통해 상기 검사 대상자의 수행 동작을 분류하고, 상기 수행 동작의 수준을 평가하는 수행력 평가부; 상기 수행 동작의 수준에 기초하여 상기 검사 대상자가 수행할 훈련 프로그램을 결정하는 수준별 훈련 결정부; 및 상기 훈련 프로그램에 따른 훈련을 수행하는 검사 대상자를 촬영한 입력 영상으로부터 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 통해 상기 검사 대상자의 훈련 동작을 분류하고, 상기 훈련 동작의 정확도에 기초하여 상기 검사 대상자에게 피드백을 제공하는 훈련 코칭부를 포함한다.An apparatus for diagnosing and training sarcopenia according to an embodiment includes an input unit for obtaining an input image obtained by capturing a test subject; a posture estimation unit extracting a skeleton of the test subject from the input image and estimating a posture of the test subject; a performance evaluation unit that classifies the performed motion of the test subject through motion recognition based on the extracted skeleton and evaluates the level of the performed motion; a level-by-level training determining unit for determining a training program to be performed by the test subject based on the level of the performing motion; And classifying the training motion of the test subject through action recognition based on a skeleton extracted from an input image of a test subject performing training according to the training program, and providing feedback to the test subject based on the accuracy of the training motion. Includes a training coaching unit that provides.

상기 수행력 평가부는, 복수의 테스트 및 근감소증 수준 평가 중 적어도 하나에 대한 결과에 기초하여 상기 수행 동작의 수준을 결정할 수 있다.The performance evaluation unit may determine a level of the performance motion based on a result of at least one of a plurality of tests and sarcopenia level evaluation.

상기 복수의 테스트는, 상기 검사 대상자가 탄성체를 손으로 쥐고 힘을 가하지 않은 상태에서의 손가락 모양과 상기 검사 대상자가 상기 탄성체에 힘을 최대로 가한 상태에서의 손가락 모양의 변화 및 상기 탄성체의 탄성력에 기초하여 상기 검사 대상자에 의해 상기 탄성체에 가해진 악력을 테스트하는 악력 테스트를 포함할 수 있다.In the plurality of tests, the change in the shape of a finger in a state in which the test subject holds the elastic body and does not apply force and the state in which the test subject applies maximum force to the elastic body changes in the shape of the finger and the elastic force of the elastic body Based on the test subject may include a grip strength test for testing the grip force applied to the elastic body.

상기 수행력 평가부는, 상기 수행 동작을 사전 설정된 기준 자세와 비교하여 상기 수행 동작의 정확도 및 수준에 대한 평가를 수행할 수 있다.The performance evaluation unit may evaluate the accuracy and level of the performed motion by comparing the performed motion with a preset reference posture.

상기 훈련 코칭부는, 상기 훈련 동작을 사전 설정된 기준 훈련 동작과 비교하여 훈련 동작의 정확도에 대한 평가를 수행할 수 있다.The training coaching unit may compare the training motion with a preset reference training motion to evaluate the accuracy of the training motion.

상기 수행력 평가부는, 상기 수행 동작에서 골격에 포함된 각 관절의 움직임과 이웃한 관절 사이의 연결 관계로부터 상기 각 관절이 이루는 각도를 계산하고, 상기 계산된 각 관절의 각도와 상기 기준 자세에서 상기 각 관절의 각도 사이의 차이에 기초하여 상기 수행 동작의 정확도를 결정할 수 있다.The performance evaluation unit calculates the angle formed by each joint from the connection relationship between the movement of each joint included in the skeleton and the neighboring joint in the performing motion, and calculates the angle of each joint in the reference posture. Accuracy of the performed motion may be determined based on the difference between angles of the joints.

상기 자세 추정부는, 상기 입력 영상에서 검사 대상자의 골격과 함께 상기 검사 대상자의 윤곽선을 추출하고, 상기 수행력 평가부는 상기 검사 대상자의 수행 동작의 윤곽선과 기준 자세의 윤곽선 사이의 매칭 정확도를 바탕으로 상기 수행 동작의 정확도에 대한 보정을 수행할 수 있다.The posture estimation unit extracts the outline of the test subject along with the skeleton of the test subject from the input image, and the performance evaluation unit performs the operation based on matching accuracy between the contour of the subject's performed motion and the contour of the reference posture. Calibration can be performed for the accuracy of the operation.

상기 훈련 코칭부는, 상기 검사 대상자가 사전 설정된 기준 훈련 동작과 일치하는 훈련 동작을 수행하도록 상기 피드백을 제공할 수 있다.The training coaching unit may provide the feedback so that the test subject performs a training motion matching a preset reference training motion.

일 실시예에 따른 근감소증 진단 및 훈련 방법은, 검사 대상자를 촬영한 제1 입력 영상을 획득하는 단계; 상기 제1 입력 영상으로부터 상기 검사 대상자의 골격을 추출하여 상기 검사 대상자의 자세를 추정하는 단계; 상기 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 통해 상기 검사 대상자의 수행 동작을 분류하고, 상기 수행 동작의 수준을 평가하는 단계; 상기 수행 동작의 수준에 기초하여 상기 검사 대상자가 수행할 훈련 프로그램을 결정하는 단계; 상기 훈련 프로그램에 따른 훈련을 수행하는 상기 검사 대상자를 촬영한 제2 입력 영상을 획득하는 단계; 상기 제2 입력 영상으로부터 상기 검사 대상자의 골격을 추출하는 단계; 상기 제2 입력 영상에서 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 통해 상기 검사 대상자의 훈련 동작을 분류하는 단계; 및 상기 훈련 동작의 정확도에 기초하여 상기 검사 대상자에게 피드백을 제공하는 단계를 포함한다.A method for diagnosing and training sarcopenia according to an embodiment includes obtaining a first input image obtained by capturing a test subject; estimating a posture of the test subject by extracting a skeleton of the test subject from the first input image; classifying a performed motion of the test subject through motion recognition based on the extracted skeleton, and evaluating a level of the performed motion; determining a training program to be performed by the test subject based on the level of the performing motion; obtaining a second input image of the test subject performing training according to the training program; extracting the skeleton of the test subject from the second input image; classifying a training motion of the test subject through motion recognition based on a skeleton extracted from the second input image; and providing feedback to the test subject based on the accuracy of the training operation.

상기 상기 수행 동작의 수준을 평가하는 단계는, 복수의 테스트 및 근감소증 수준 평가 중 적어도 하나에 대한 결과에 기초하여 상기 수행 동작의 수준을 결정할 수 있다.In the evaluating of the level of the performing motion, the level of the performing motion may be determined based on a result of at least one of a plurality of tests and sarcopenia level evaluation.

상기 복수의 테스트는, 상기 검사 대상자가 탄성체를 손으로 쥐고 힘을 가하지 않은 상태에서의 손가락 모양과 상기 검사 대상자가 상기 탄성체에 힘을 최대로 가한 상태에서의 손가락 모양의 변화 및 상기 탄성체의 탄성력에 기초하여 상기 검사 대상자에 의해 상기 탄성체에 가해진 악력을 테스트하는 악력 테스트를 포함할 수 있다.In the plurality of tests, the change in the shape of a finger in a state in which the test subject holds the elastic body and does not apply force and the state in which the test subject applies maximum force to the elastic body changes in the shape of the finger and the elastic force of the elastic body Based on the test subject may include a grip strength test for testing the grip force applied to the elastic body.

상기 수행 동작의 수준을 평가하는 단계는, 상기 수행 동작을 사전 설정된 기준 자세와 비교하여 상기 수행 동작의 정확도 및 수준에 대한 평가를 수행할 수 있다.In the step of evaluating the level of the performed motion, the accuracy and level of the performed motion may be evaluated by comparing the performed motion with a preset reference posture.

상기 피드백을 제공하는 단계는, 상기 훈련 동작을 사전 설정된 기준 훈련 동작과 비교하여 훈련 동작의 정확도에 대한 평가를 수행할 수 있다.In the providing of the feedback, accuracy of the training motion may be evaluated by comparing the training motion with a preset reference training motion.

상기 수행 동작의 수준을 평가하는 단계는, 상기 수행 동작에서 골격에 포함된 각 관절의 움직임과 이웃한 관절 사이의 연결 관계로부터 상기 각 관절이 이루는 각도를 계산하고, 상기 계산된 각 관절의 각도와 상기 기준 자세에서 상기 각 관절의 각도 사이의 차이에 기초하여 상기 수행 동작의 정확도를 결정할 수 있다.In the step of evaluating the level of the performed motion, an angle formed by each joint is calculated from a connection relationship between the movement of each joint included in the skeleton and a neighboring joint in the performed motion, and the calculated angle and Accuracy of the performed motion may be determined based on a difference between angles of each joint in the reference posture.

상기 자세를 추정하는 단계는, 상기 입력 영상에서 검사 대상자의 골격과 함께 상기 검사 대상자의 윤곽선을 추출하고, 상기 수행 동작의 수준을 평가하는 단계는, 상기 검사 대상자의 수행 동작의 윤곽선과 기준 자세의 윤곽선 사이의 매칭 정확도를 바탕으로 상기 수행 동작의 정확도에 대한 보정을 수행할 수 있다.The step of estimating the posture includes extracting the outline of the test subject along with the skeleton of the test subject from the input image, and the step of evaluating the level of the performed motion includes the comparison between the outline of the subject's performed motion and the reference posture. Correction of the accuracy of the performed operation may be performed based on matching accuracy between contour lines.

상기 피드백을 제공하는 단계는, 상기 검사 대상자가 사전 설정된 기준 훈련 동작과 일치하는 훈련 동작을 수행하도록 상기 피드백을 제공할 수 있다.In the providing of the feedback, the feedback may be provided so that the test subject performs a training operation matching a preset reference training operation.

개시되는 실시예들에 따르면, 영상 기반으로 근감소증을 여부를 진단하며, 근감소증으로 판명되는 경우에 근감소증의 수준을 평가한다. 근감소증 여부 및 수준에 따라서 각 단계에 적합한 훈련을 수행하며, 훈련도중에 피드백을 통하여 효과적인 훈련이 수행될 수 있도록 하며, 재평가를 통하여 지속적으로 개인 맞춤형의 단계별 훈련 프로그램을 제공함으로 근감소증에 대한 효과적인 처치가 일어나도록 한다.According to the disclosed embodiments, the presence or absence of sarcopenia is diagnosed based on an image, and the level of sarcopenia is evaluated if it is determined to be sarcopenia. Training suitable for each stage according to the presence and level of sarcopenia is performed, effective training is performed through feedback during training, and effective treatment for sarcopenia is provided through continuous re-evaluation to provide personalized, step-by-step training programs. make it happen

도 1은 일 실시예에 따른 근감소증 진단 및 훈련 장치의 구성도
도 2는 수행 동작 수준 평가를 통한 수행 동작 수준 분류 과정의 일 예를 도시한 도면
도 3은 일 실시예에 따른 사용자 피드백의 일 예를 도시한 도면
1 is a configuration diagram of a sarcopenia diagnosis and training device according to an embodiment
2 is a diagram showing an example of a process of classifying the level of the performed motion through the evaluation of the level of the performed motion;
3 is a diagram illustrating an example of user feedback according to an embodiment;

이하, 도면을 참조하여 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to the drawings. The detailed descriptions that follow are provided to provide a comprehensive understanding of the methods, devices and/or systems described herein. However, this is only an example and is not limited thereto.

실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 또한, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. Terminology used in the detailed description is only for describing the embodiments and should in no way be limiting. Unless expressly used otherwise, singular forms of expression include plural forms. Also, expressions such as “comprising” or “comprising” are intended to indicate certain characteristics, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, and one or more other characteristics other than those described. , should not be construed to exclude the existence or possibility of any number, step, action, element, any part or combination thereof.

도 1은 일 실시예에 따른 근감소증 진단 및 훈련 장치의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of an apparatus for diagnosing and training sarcopenia according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 근감소증 진단 및 훈련 장치(100)는 입력부(110), 자세 추정부(120), 수행력 평가부(130), 수준별 훈련 결정부(140) 및 훈련 코칭부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the apparatus for diagnosing and training sarcopenia 100 includes an input unit 110, a posture estimation unit 120, a performance evaluation unit 130, a level-by-level training determination unit 140, and a training coaching unit 150. include

입력부(110)는 검사 대상자를 연속적으로 촬영한 입력 영상을 획득한다. The input unit 110 obtains an input image obtained by continuously photographing a subject to be examined.

이때, 영상은 예를 들어, 카메라와 같은 촬상 수단을 이용하여 생성될 수 있으며, 검사 대상자의 전신 또는 신체 일부를 촬영한 입력 영상일 수 있다. 또한, 입력 영상은 컬러 영상일 수 있으나, 실시예에 따라 흑백 영상 또는 깊이 영상일 수 있다. In this case, the image may be generated using, for example, an imaging means such as a camera, and may be an input image obtained by photographing the entire body or a part of the body of the test subject. Also, the input image may be a color image, but may be a black and white image or a depth image according to embodiments.

한편, 실시예에 따라, 입력부(110)는 입력 영상 외에도 예를 들어, 예를 들어, 자이로 센서와 같이 검사 대상자의 움직임을 측정할 수 있는 모션 측정 센서를 이용하여 측정된 모션 데이터를 획득할 수 있다. 이때, 모션 측정 센서는 예를 들어, 스마트폰(smartphone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 밴드(smart band) 등과 같이 검사 대상자가 소지하거나 착용 가능한 모바일 디바이스(mobile device) 또는 웨어러블 디바이스에 구비될 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment, the input unit 110 may obtain motion data measured using a motion measurement sensor capable of measuring a motion of an examination subject, such as, for example, a gyro sensor, in addition to an input image. there is. At this time, the motion measurement sensor is, for example, a smartphone (smartphone), a smart watch (smart watch), a smart band (smart band), such as possessed or wearable mobile device (mobile device) or wearable device to be provided can

자세 추정부(120)는 입력 영상으로부터 검사 대상자의 골격을 추출하여 검사 대상자의 자세를 추정한다.The posture estimation unit 120 extracts the skeleton of the examination subject from the input image and estimates the posture of the examination subject.

구체적으로, 자세 추정부(120)는 사전 학습된 인공 신경망(Artificial Neural Network) 기반의 모델을 이용하여 입력 영상으로부터 검사 대상자의 골격을 추출할 수 있다. 이때, 인공 신경망 기반의 모델은 예를 들어, CNN(Convolutional Neural Network)과 LSTM(Short-Term Memory)을 결합한 모델일 수 있다.Specifically, the posture estimator 120 may extract the skeleton of the test subject from the input image using a model based on a pre-learned artificial neural network. In this case, the artificial neural network-based model may be, for example, a model combining a Convolutional Neural Network (CNN) and Short-Term Memory (LSTM).

한편, 자세 추정부(120)는 입력 영상이 2차원 영상인 경우, 입력 영상으로부터 2차원의 골격을 추출할 수 있으며, 실시예에 따라 추출된 2차원의 골격을 3차원의 골격으로 변환할 수 있다. 이때, 2 차원의 골격으로부터 3 차원의 골격으로 변환하기 위해 자세 추정부(120)는 위치 또는 매니폴더 기반 제한 조건과 별도의 변환 CNN을 이용할 수 있다. 그러나, 입력 영상이 예를 들어 깊이 영상과 같은 3차원 영상인 경우, 자세 추정부(120)는 입력 영상으로부터 3차원 골격을 직접 추출할 수 있다.Meanwhile, when the input image is a 2D image, the posture estimator 120 may extract a 2D skeleton from the input image and convert the extracted 2D skeleton into a 3D skeleton according to an embodiment. there is. At this time, in order to transform the 2D skeleton into a 3D skeleton, the posture estimator 120 may use position or manifold based constraints and a separate conversion CNN. However, when the input image is a 3D image such as a depth image, the posture estimator 120 may directly extract a 3D skeleton from the input image.

한편, 추가적인 실시예에 따르면, 자세 추정부(120)는 입력 영상에서 검사 대상자의 골격과 함께 검사 대상자의 윤곽선(Silhouette)을 추출할 수 있다. 이때, 추출된 윤곽선은 후술할 수행 동작의 정확도를 판단하기 위해 이용될 수 있다.Meanwhile, according to an additional embodiment, the posture estimator 120 may extract the silhouette of the test subject together with the skeleton of the test subject from the input image. At this time, the extracted contour may be used to determine the accuracy of an operation to be described later.

구체적으로, 자세 추정부(120)는 입력영상이 2차원 영상인 경우, 배경 모델링을 기반으로 전경 추출을 통하여 검사 대상자의 윤곽선을 추출할 수 있다. 또한, 자세 추정부(120)는 입력 영상이 깊이 영상과 같은 3차원 영상인 경우, 입력 영상으로부터 배경 분리를 통하여 추출된 전경 영상으로부터 검사 대상자의 윤곽선을 추출할 수 있다. Specifically, when the input image is a 2D image, the posture estimator 120 may extract the contour of the test subject through foreground extraction based on background modeling. In addition, when the input image is a 3D image such as a depth image, the posture estimator 120 may extract an outline of the examination subject from a foreground image extracted through background separation from the input image.

수행력 평가부(130)는 입력 영상에서 추출된 검사 대상자의 골격에 기초한 행동 인식을 통해 검사 대상자의 동작을 수행 동작 수준 평가를 위한 수행 동작과 수행 동작이 아닌 일반 동작을 분류한다. 또한, 수행력 평가부(130)는 분류된 수행 동작을 사전 설정된 기준 자세와 비교하여 수행 동작의 정확도 및 수준에 대한 평가를 수행한다. 관절각의 차이를 바탕으로 수행 동작의 정확도 및 수준에 대한 평가를 수행한다.The performance evaluation unit 130 classifies the motion of the test subject into a motion to be performed for evaluation of the motion level and a non-performed general motion through motion recognition based on the skeleton of the test subject extracted from the input image. Also, the performance evaluation unit 130 compares the classified performed motion with a preset reference posture to evaluate the accuracy and level of the performed motion. Based on the difference in joint angle, the accuracy and level of the performed motion are evaluated.

구체적으로, 수행력 평가부(130)는 분류된 수행 동작에서 골격에 포함된 각 관절의 움직임과 이웃한 관절 사이의 연결 관계로부터 각 관절이 이루는 각도를 계산할 수 있다. 또한, 수행력 평가부(130)는 계산된 각 관절의 각도와 기준 자세에서 각 관절의 각도 사이의 각도 차이를 기초로 수행 동작에 대한 자세 정확도를 계산할 수 있다. 이때, 수행력 평가부(130)는 자세 정확도를 계산하기 위해 각 관절마다 변하는 각도의 범위 및 변화 값(공분산)을 고려한 마할라노비스 거리(Mahalanobis distance)에 기초하여 각도 차이를 계산할 수 있으며, 각도 특성을 반영하기 위해 사원수(Quaternion)를 이용하여 각도 사이의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 기준 자세를 취하기 위해 상대적으로 중요한 관절과 중요하지 않는 관절이 있을 수 있으므로 수행력 평가부(130)는 기준 자세에 따라 사전 설정된 각 관절의 중요도에 따라 가중치를 곱하여 각도 사이의 거리를 측정할 수 있다.Specifically, the performance evaluation unit 130 may calculate the angle formed by each joint from the connection relationship between the movement of each joint included in the skeleton and the neighboring joints in the classified performing motions. Also, the performance evaluation unit 130 may calculate posture accuracy for the performed motion based on an angle difference between the calculated angle of each joint and the angle of each joint in the reference posture. At this time, the performance evaluation unit 130 may calculate the angular difference based on the Mahalanobis distance considering the range and change value (covariance) of the angle that varies for each joint in order to calculate the posture accuracy, and the angular characteristics. The distance between the angles can be measured using a quaternion to reflect . In addition, since there may be relatively important joints and unimportant joints to take the reference posture, the performance evaluation unit 130 may measure the distance between angles by multiplying weights according to the importance of each joint preset according to the reference posture. there is.

한편, 자세 추정부(120)에 의해 입력 영상에서 검사 대상자의 골격과 함께 검사 대상자의 윤곽선이 추출된 경우, 수행력 평가부(130)는 검사 대상자의 수행 동작의 윤곽선과 기준 자세의 윤곽선 사이의 매칭 정확도를 바탕으로 수행 동작의 정확도에 대한 보정을 수행할 수 있다. Meanwhile, when the posture estimator 120 extracts the outline of the test subject along with the skeleton of the test subject from the input image, the performance evaluation unit 130 performs matching between the outline of the motion performed by the test subject and the outline of the reference posture. Based on the accuracy, correction for the accuracy of the performed motion may be performed.

한편, 도 2는 수행 동작 수준 평가를 통한 수행 동작 수준 분류 과정의 일 예를 도시한 도면이다. Meanwhile, FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a process of classifying a performance level through performance level evaluation.

도 2에 도시된 예와 같이 수행 동작 수준 평가는 제1 테스트(210), 제2 테스트 및 근감소증 수준 평가(230)를 포함할 수 있다. As in the example shown in FIG. 2 , the performance level evaluation may include a first test 210 , a second test, and sarcopenia level evaluation 230 .

이때, 제1 테스트(210)는 악력 테스트일 수 있다. 구체적으로, 제1 테스트(210)는 이미 탄성력을 알고 있는 탄성체(예를 들어, 고무공)을 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 제1 테스트(210)는 검사 대상자가 탄성체를 손으로 쥐고 힘을 가하지 않은 상태에서의 손가락 모양과 검사 대상자가 탄성체에 힘을 최대로 가한 상태에서의 손가락 모양의 변화를 기초로 탄성체의 변화량을 계산하고, 계산된 변화량과 탄성체의 탄성력에 기초하여 탄성체에 가해진 악력을 계산함으로서 수행될 수 있다. In this case, the first test 210 may be a grip strength test. Specifically, the first test 210 may be performed using an elastic body (eg, a rubber ball) whose elastic force is already known. Specifically, the first test 210 is based on the change in the shape of the finger in a state where the test subject holds the elastic body and does not apply force and the state in which the test subject applies maximum force to the elastic body. It can be performed by calculating the amount of change and calculating the grip force applied to the elastic body based on the calculated amount of change and the elastic force of the elastic body.

일 실시예에 따르면, 수행력 평가부(130)는 계산된 악력이 기 설정된 기준 값 이상인 경우, 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 일반 고령자 수준으로 판단할 수 있으며, 계산된 악력이 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 제1 테스트(210)를 통과하지 못한 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the calculated grip strength is greater than or equal to a preset reference value, the performance evaluation unit 130 may determine the level of the motion performed by the test subject as that of a normal elderly person, and the calculated grip strength is less than the preset reference value. In this case, it may be determined that the first test 210 has not passed.

한편, 제2 테스트(220)는 의자에서 일어서기 테스트(220)일 수 있다. 제2 테스트(220)는 검사 대상자가 제1 테스트(210)를 통과하지 못한 경우 수행될 수 있으며, 수행력 평가부(130)는 검사 대상자가 제2 테스트(220)를 통과한 경우 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 예비 근감소증 수준으로 판단할 수 있다.Meanwhile, the second test 220 may be a stand-up test 220 from a chair. The second test 220 may be performed when the test subject does not pass the first test 210, and the performance evaluation unit 130 may perform the test subject's performance when the test subject passes the second test 220. The level of motion can be judged as a preliminary sarcopenia level.

한편, 검사 대상자가 제1 테스트(210)와 제2 테스트(220)를 모두 통과하지 못한 경우, 수행력 평가부(130)는 근감소증 수준 평가(230)를 수행하여 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 판단할 수 있다. Meanwhile, when the test subject does not pass both the first test 210 and the second test 220, the performance evaluation unit 130 performs the sarcopenia level evaluation 230 to determine the level of the test subject's performance. can judge

구체적으로, 근감소증 수준 평가(230)는 검사 대상자의 걸음걸이 분석을 통해 수행될 수 있다. 걸음걸이 분석에서는 검사 대상자의 걸음걸이의 속도, 균형 정도, 보폭, 무게 중심의 이동 등을 분석하며 이를 바탕으로 획득된 데이터의 클러스터링을 기반으로 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 사전 설정된 복수의 근감소증 단계 중 하나로 분류할 수 있다. 이때, 사전 설정된 복수의 근감소증 단계는 근감소증 수준 및 심한 근감소증 수준을 포함할 수 있으나, 실시예에 따라 보다 세부적인 단계를 더 포함할 수 있다. 한편, 실시예에 따라 근감소증 수준 평가(230)를 위해 걸음걸이 분석 외에도 다양한 발 자세에 따른 균형 자세 유지 분석이 추가로 수행될 수 있으며, 이 경우, 수행력 평가부(130)는 걸음걸이 분석 결과와 함께 균형 자세 유지 시간을 이용하여 검사 대상자의 근감소증 단계를 판단할 수 있다.Specifically, the sarcopenia level evaluation 230 may be performed through analysis of the test subject's gait. In the gait analysis, the speed of the test subject's gait, the degree of balance, the stride length, the movement of the center of gravity, etc. are analyzed, and based on this, the level of the test subject's performance is determined based on the clustering of the acquired data. It can be classified as one of the stages. In this case, the plurality of pre-set sarcopenia stages may include a sarcopenia level and a severe sarcopenia level, but may further include more detailed stages according to embodiments. Meanwhile, according to an embodiment, in addition to gait analysis, an analysis of maintaining a balance posture according to various foot postures may be additionally performed for the sarcopenia level evaluation 230, and in this case, the performance evaluation unit 130 performs the gait analysis result. It is possible to determine the sarcopenia stage of the test subject using the time to maintain the balance posture.

수준별 훈련 결정부(140)는 수행력 평가부(130)에 의해 평가된 수행 동작의 수준에 기초하여 검사 대상자가 수행할 훈련 프로그램을 결정하고, 결정된 훈련 프로그램을 검사 대상자가 수행하도록 한다.The level-by-level training determining unit 140 determines a training program to be performed by the test subject based on the level of the performed motion evaluated by the performance evaluation unit 130, and allows the test subject to perform the determined training program.

구체적으로, 수준별 훈련 결정부(140)는 일반 고령자 수준, 예비 근감소증 수준 및 복수의 근감소증 단계(예를 들어, 근감소증 수준 및 심한 근감소증 수준) 각각에 대해 미리 설정된 훈련 프로그램 중 검사 대상자의 수행 동작의 수준에 대해 설정된 훈련 프로그램을 검사 대상자가 수행할 훈련 프로그램으로 결정할 수 있다.Specifically, the level-by-level training determining unit 140 is a general elderly person level, a preliminary sarcopenia level, and a plurality of sarcopenia levels (eg, sarcopenia level and severe sarcopenia level) of a training program preset for each test subject's A training program set for the level of the performed motion may be determined as a training program to be performed by the test subject.

훈련 코칭부(150)는 수준별 훈련 결정부(140)에 의해 결정된 훈련 프로그램에 따른 훈련을 수행하는 검사 대상자를 촬영한 입력 영상으로부터 자세 추정부(120)에 의해 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 기반으로 검사 대상자가 수행하는 훈련 동작을 구분하고, 구분된 훈련 동작의 정확도를 평가한다. The training coaching unit 150 is based on action recognition based on the skeleton extracted by the posture estimating unit 120 from an input image of a test subject performing training according to the training program determined by the training determining unit 140 for each level. Classify the training motion performed by the test subject and evaluate the accuracy of the classified training motion.

구체적으로, 훈련 코칭부(150)는 구분된 훈련 동작에 기초하여 훈련 수행 과정(예를 들어, 검사 대상자가 수행 중인 단위 훈련의 종류, 수행 횟수, 수행 시간 등)을 평가하고, 훈련 동작과 사전 설정된 기준 훈련 동작을 비교하여 훈련 동작의 정확도를 평가할 수 있다. Specifically, the training coaching unit 150 evaluates the training performance process (eg, the type of unit training being performed by the test subject, the number of times of execution, the execution time, etc.) based on the divided training motions, and the training motion and the dictionary Accuracy of the training motion may be evaluated by comparing the set reference training motion.

또한, 훈련 코칭부(150)는 훈련 동작에서 기준 훈련 동작과 비교하여 차이가 나는 관절의 각도 및 위치를 바탕으로 검사 대상자가 기준 훈련 동작과 일치하는 동작을 수행하도록 피드백을 제공할 수 있다. 이때, 피드백은 도 3에 도시된 예와 같이 검사 대상자의 훈련 동작을 기준 훈련 동작과 일치시키기 위해 변경해야 할 관절의 위치 변경 방향을 입력 영상이 표시된 화면 상에 화살표의 형태로 표시함으로써 제공될 수 있다. 이때, 화면은 검사 대상자 훈련하면서 피드백을 용이하게 받을 수 있도록 추가적으로 설치된 화면일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the training coach 150 may provide feedback so that the test subject performs a motion consistent with the reference training motion based on the angle and position of the joint that is different from the reference training motion in the training motion. In this case, the feedback may be provided by displaying the position change direction of the joint to be changed in the form of an arrow on the screen displaying the input image to match the training motion of the test subject with the reference training motion, as in the example shown in FIG. 3 . there is. At this time, the screen may be an additionally installed screen to easily receive feedback while training the test subject, but is not necessarily limited thereto.

한편, 훈련 코칭부(150)에 의해 제공되는 피드백의 형태는 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 가상의 아바타(avartar), 애니메이션 등을 이용한 다양한 형태로 제공될 수 있다. Meanwhile, the form of feedback provided by the training coaching unit 150 is not limited to the above example, and may be provided in various forms using, for example, a virtual avatar or animation.

한편, 일 실시예에 따르면, 훈련 코칭부(150)는 사전 설정된 기준에 따라 검사 대상자의 수행 동작 수준 재평가 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 훈련 코칭부(150)는 검사 대상자가 훈련 프로그램에 따른 훈련 동작을 미리 설정된 시간 또는 횟수만큼 수행하거나 훈련 동작의 정확도가 일정 수준 이상이 지속된 경우, 검사 대상자의 수행 동작의 수준에 대한 재평가가 필요한 것으로 판단할 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment, the training coaching unit 150 may determine whether to re-evaluate the performance level of the test subject according to a preset criterion. Specifically, the training coach 150 determines the level of the motion performed by the test subject when the test subject performs the training motion according to the training program for a preset time or number of times or when the accuracy of the training motion continues at a certain level or more. A re-evaluation may be deemed necessary.

한편, 수행력 평가부(130)는 훈련 코칭부(150)에 의해 수행 동작의 수준에 대한 재평가가 필요한 것으로 판단된 경우, 검사 대상자의 수행 동작의 수준에 대한 재평가를 수행한다. 이때, 수행력 평가부(130)는 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 평가하기 위해 수행된 방식과 동일한 방식으로 재평가를 수행하되 검사 대상자의 현재 수행 동작의 수준과 동일한 수준, 한 단계 향상된 수준 및 한단계 악화된 수준 중 적어도 하나에 대한 평가를 통하여 근감소증 수준을 재평가할 수 있다. 또한, 수행력 평가부(130)는 각 개인에 따른 특성을 고려한 훈련 프로그램 설정을 위하여 검사 대상자에 대한 수행 동작 수준 재평가 시 추가적인 동작 수행을 평가하여 동작 범위, 동작의 정확도, 동작 시간을 바탕으로 개인의 동작 특성을 파악할 수 있다.Meanwhile, when it is determined by the training coaching unit 150 that the level of the performed motion needs to be re-evaluated, the performance evaluation unit 130 re-evaluates the level of the motion performed by the test subject. At this time, the performance evaluation unit 130 performs re-evaluation in the same way as the method used to evaluate the level of the motion performed by the test subject, but the same level as the current level of the motion performed by the test subject, an improved level by one level, and a level of deterioration by one level. The level of sarcopenia can be re-evaluated through the evaluation of at least one of the levels identified. In addition, the performance evaluation unit 130 evaluates additional motion performance when reevaluating the level of the motion performed by the test subject in order to set up a training program considering the characteristics of each individual, based on the motion range, motion accuracy, and motion time. operating characteristics can be identified.

한편, 수준별 훈련 결정부(140)는 수행력 평가부(130)에 의해 재평가된 검사 대상자의 수행 동작 수준에 기초하여 검사 대상자가 수행할 훈련 프로그램을 재결정할 수 있다. 이때, 수준별 훈련 결정부(140)는 검사 대상자에 대한 수행 동작 수준 재평가 시 수행력 평가부(130)에 의해 파악된 개인의 특성을 고려한 개인 맞춤형 훈련 프로그램을 새로 설정할 수 있으며, 근감소증 단계에 변동이 있는 경우에 변동된 단계에 맞추어 훈련 프로그램을 재설정할 수 있다.Meanwhile, the level-by-level training determining unit 140 may re-determine a training program to be performed by the test subject based on the performance level of the test subject re-evaluated by the performance evaluation unit 130 . At this time, the level-by-level training determining unit 140 may newly set a personalized training program considering the characteristics of the individual identified by the performance evaluation unit 130 when re-evaluating the level of the motion performed by the test subject, and changes in the sarcopenia stage may occur. If there is, the training program can be reset to fit the fluctuated phase.

한편, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상적으로 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플로피 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.Meanwhile, an embodiment of the present invention may include a computer readable recording medium including a program for performing the methods described in this specification on a computer. The computer readable recording medium may include program instructions, local data files, local data structures, etc. alone or in combination. The media may be specially designed and configured for the present invention, or may be commonly available in the field of computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floppy disks, and ROMs, RAMs, flash memories, and the like. A hardware device specially configured to store and execute program instructions is included. Examples of program instructions may include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine language codes generated by a compiler.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although representative embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will understand that various modifications are possible to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.

100: 근감소증 진단 및 훈련 장치
110: 입력부
120: 자세 추정부
130: 수행력 평가부
140: 수준별 훈련 결정부
150: 훈련 코칭부
100: sarcopenia diagnosis and training device
110: input unit
120: posture estimation unit
130: performance evaluation unit
140: training decision unit for each level
150: training coaching department

Claims (16)

검사 대상자를 촬영한 입력 영상을 획득하는 입력부;
상기 입력 영상으로부터 상기 검사 대상자의 골격을 추출하여 상기 검사 대상자의 자세를 추정하는 자세 추정부;
상기 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 통해 상기 검사 대상자의 수행 동작을 분류하고, 상기 수행 동작의 수준을 평가하는 수행력 평가부;
상기 수행 동작의 수준에 기초하여 상기 검사 대상자가 수행할 훈련 프로그램을 결정하는 수준별 훈련 결정부; 및
상기 훈련 프로그램에 따른 훈련을 수행하는 검사 대상자를 촬영한 입력 영상으로부터 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 통해 상기 검사 대상자의 훈련 동작을 분류하고, 상기 훈련 동작의 정확도에 기초하여 상기 검사 대상자에게 피드백을 제공하는 훈련 코칭부를 포함하며,
상기 수행력 평가부는,
복수의 테스트 및 근감소증 수준 평가 중 적어도 하나에 대한 결과에 기초하여 상기 수행 동작의 수준을 결정하며,
상기 복수의 테스트는,
상기 검사 대상자가 탄성체를 손으로 쥐고 힘을 가하지 않은 상태에서의 손가락 모양과 상기 검사 대상자가 상기 탄성체에 힘을 최대로 가한 상태에서의 손가락 모양의 변화 및 상기 탄성체의 탄성력에 기초하여 상기 검사 대상자에 의해 상기 탄성체에 가해진 악력을 테스트하는 제1 테스트, 및 의자에서 일어서기를 테스트하는 제2 테스트를 포함하며,
상기 수행력 평가부는,
상기 제1 테스트를 통과한 경우, 상기 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 일반 고령자 수준으로 판단하고,
상기 제1 테스트를 통과하지 못하고, 상기 제2 테스트를 통과한 경우, 상기 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 예비 근감소증 수준으로 판단하고,
상기 제1 테스트 및 상기 제2 테스트를 통과하지 못한 경우, 상기 검사 대상자의 걸음걸이 분석을 통하여 상기 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 사전 설정된 복수의 근감소증 단계 중 하나로 분류하며,
상기 훈련 코칭부는,
상기 검사 대상자가 사전 설정된 기준 훈련 동작과 일치하는 훈련 동작을 수행하도록 상기 피드백을 제공하되, 상기 검사 대상자의 훈련 동작을 상기 기준 훈련 동작과 일치시키기 위하여 변경해야 할 관절의 위치 변경 방향을 상기 입력 영상이 표시된 화면 상에 화살표의 형태로 표시하여 상기 피드백을 제공하는 근감소증 진단 및 훈련 장치.
an input unit for acquiring an input image of a subject to be examined;
a posture estimation unit extracting a skeleton of the test subject from the input image and estimating a posture of the test subject;
a performance evaluation unit that classifies the performed motion of the test subject through motion recognition based on the extracted skeleton and evaluates the level of the performed motion;
a level-by-level training determining unit for determining a training program to be performed by the test subject based on the level of the performing motion; and
The training motion of the test subject is classified through action recognition based on a skeleton extracted from an input image of a test subject performing training according to the training program, and feedback is provided to the test subject based on the accuracy of the training motion. Including a training coaching department that provides,
The performance evaluation unit,
determining a level of the performed motion based on a result of at least one of a plurality of tests and sarcopenia level assessment;
The plurality of tests,
Based on the change in the shape of the test subject's finger in a state where the test subject holds the elastic body and does not apply force and the state in which the test subject applies maximum force to the elastic body, and the elastic force of the elastic body, to the test subject A first test for testing the grip force applied to the elastic body by
The performance evaluation unit,
When the first test is passed, the level of the motion performed by the test subject is determined to be that of a general elderly person,
If the first test is not passed and the second test is passed, the level of the test subject's performance is determined as a preliminary sarcopenia level,
When the first test and the second test are not passed, the level of the test subject's performance is classified as one of a plurality of pre-set sarcopenia stages through the gait analysis of the test subject,
The training coaching department,
The input image provides the feedback so that the test subject performs a training motion matching a preset reference training motion, and the position change direction of a joint to be changed in order to match the training motion of the test subject with the reference training motion. An apparatus for diagnosing and training sarcopenia providing the feedback by displaying in the form of an arrow on the displayed screen.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 훈련 코칭부는, 상기 훈련 동작을 사전 설정된 기준 훈련 동작과 비교하여 훈련 동작의 정확도에 대한 평가를 수행하는 근감소증 진단 및 훈련 장치.
The method of claim 1,
The training coach unit compares the training motion with a preset reference training motion to evaluate the accuracy of the training motion. Sarcopenia diagnosis and training apparatus.
청구항 1에 있어서,
상기 수행력 평가부는, 상기 수행 동작에서 골격에 포함된 각 관절의 움직임과 이웃한 관절 사이의 연결 관계로부터 상기 각 관절이 이루는 각도를 계산하고, 상기 계산된 각 관절의 각도와 사전 설정된 기준 자세에서 상기 각 관절의 각도 사이의 차이에 기초하여 상기 수행 동작의 정확도를 결정하는 근감소증 진단 및 훈련 장치.
The method of claim 1,
The performance evaluation unit calculates the angle formed by each joint from the connection relationship between the movement of each joint included in the skeleton and the neighboring joint in the performing motion, and the calculated angle of each joint and the preset reference posture. An apparatus for diagnosing and training sarcopenia for determining the accuracy of the performed motion based on the difference between the angles of each joint.
청구항 6에 있어서,
상기 자세 추정부는, 상기 입력 영상에서 검사 대상자의 골격과 함께 상기 검사 대상자의 윤곽선을 추출하고,
상기 수행력 평가부는 상기 검사 대상자의 수행 동작의 윤곽선과 기준 자세의 윤곽선 사이의 매칭 정확도를 바탕으로 상기 수행 동작의 정확도에 대한 보정을 수행하는 근감소증 진단 및 훈련 장치.
The method of claim 6,
The posture estimation unit extracts the outline of the test subject together with the skeleton of the test subject from the input image;
The performance evaluation unit performs a correction for the accuracy of the performed motion based on the matching accuracy between the contour of the motion performed by the test subject and the contour of the reference posture.
삭제delete 입력부에서, 검사 대상자를 촬영한 제1 입력 영상을 획득하는 단계;
자세 추정부에서, 상기 제1 입력 영상으로부터 상기 검사 대상자의 골격을 추출하여 상기 검사 대상자의 자세를 추정하는 단계;
수행력 평가부에서, 상기 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 통해 상기 검사 대상자의 수행 동작을 분류하고, 상기 수행 동작의 수준을 평가하는 단계;
수준별 훈련 결정부에서, 상기 수행 동작의 수준에 기초하여 상기 검사 대상자가 수행할 훈련 프로그램을 결정하는 단계;
훈련 코칭부에서. 상기 훈련 프로그램에 따른 훈련을 수행하는 상기 검사 대상자를 촬영한 제2 입력 영상을 획득하는 단계;
상기 훈련 코칭부에서. 상기 제2 입력 영상으로부터 상기 검사 대상자의 골격을 추출하는 단계;
상기 훈련 코칭부에서. 상기 제2 입력 영상에서 추출된 골격에 기초한 행동 인식을 통해 상기 검사 대상자의 훈련 동작을 분류하는 단계; 및
상기 훈련 코칭부에서. 상기 훈련 동작의 정확도에 기초하여 상기 검사 대상자에게 피드백을 제공하는 단계를 포함하며,
상기 수행 동작의 수준을 평가하는 단계는,
상기 수행력 평가부에서, 복수의 테스트 및 근감소증 수준 평가 중 적어도 하나에 대한 결과에 기초하여 상기 수행 동작의 수준을 결정하며,
상기 복수의 테스트는,
상기 검사 대상자가 탄성체를 손으로 쥐고 힘을 가하지 않은 상태에서의 손가락 모양과 상기 검사 대상자가 상기 탄성체에 힘을 최대로 가한 상태에서의 손가락 모양의 변화 및 상기 탄성체의 탄성력에 기초하여 상기 검사 대상자에 의해 상기 탄성체에 가해진 악력을 테스트하는 제1 테스트; 및 의자에서 일어서기를 테스트하는 제2 테스트를 포함하며,
상기 수행 동작의 수준을 평가하는 단계는,
상기 수행력 평가부에서, 상기 제1 테스트를 통과한 경우, 상기 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 일반 고령자 수준으로 판단하는 단계;
상기 수행력 평가부에서, 상기 제1 테스트를 통과하지 못하고, 상기 제2 테스트를 통과한 경우, 상기 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 예비 근감소증 수준으로 판단하는 단계; 및
상기 수행력 평가부에서, 상기 제1 테스트 및 상기 제2 테스트를 통과하지 못한 경우, 상기 검사 대상자의 걸음걸이 분석을 통하여 상기 검사 대상자의 수행 동작의 수준을 사전 설정된 복수의 근감소증 단계 중 하나로 분류하는 단계를 더 포함하며,
상기 피드백을 제공하는 단계는,
상기 훈련 코칭부에서, 상기 검사 대상자가 사전 설정된 기준 훈련 동작과 일치하는 훈련 동작을 수행하도록 상기 피드백을 제공하되, 상기 검사 대상자의 훈련 동작을 상기 기준 훈련 동작과 일치시키기 위하여 변경해야 할 관절의 위치 변경 방향을 상기 입력 영상이 표시된 화면 상에 화살표의 형태로 표시하여 상기 피드백을 제공하는 근감소증의 진단 및 훈련을 위한 정보를 제공하는 방법.
Obtaining a first input image of the test subject by the input unit;
estimating the posture of the test subject by extracting the skeleton of the test subject from the first input image in a posture estimation unit;
classifying the performed motion of the test subject through motion recognition based on the extracted skeleton and evaluating the level of the performed motion in a performance evaluation unit;
determining a training program to be performed by the test subject based on the level of the performed motion in a level-by-level training determination unit;
in the training coaching department. obtaining a second input image of the test subject performing training according to the training program;
In the training coaching department. extracting the skeleton of the test subject from the second input image;
In the training coaching department. classifying a training motion of the test subject through motion recognition based on a skeleton extracted from the second input image; and
In the training coaching department. Providing feedback to the test subject based on the accuracy of the training operation;
Evaluating the level of the performed operation,
The performance evaluation unit determines a level of the performance motion based on a result of at least one of a plurality of tests and sarcopenia level evaluation;
The plurality of tests,
Based on the change in the shape of the test subject's finger in a state where the test subject holds the elastic body and does not apply force and the state in which the test subject applies maximum force to the elastic body, and the elastic force of the elastic body, to the test subject a first test for testing a grip force applied to the elastic body by and a second test to test standing up from a chair;
Evaluating the level of the performed operation,
determining, by the performance evaluation unit, a level of the motion performed by the test subject as a level of a general elderly person when the first test is passed;
determining, by the performance evaluation unit, the level of the test subject's performing motion as a preliminary sarcopenia level when the first test is not passed and the second test is passed; and
In the performance evaluation unit, if the first test and the second test are not passed, classifying the level of the test subject's performing motion as one of a plurality of preset stages of sarcopenia through gait analysis of the test subject Including more steps,
The step of providing the feedback is,
In the training coaching unit, the feedback is provided so that the test subject performs a training motion consistent with a preset reference training motion, but the location of a joint to be changed to match the training motion of the test subject with the reference training motion. A method for providing information for diagnosis and training of sarcopenia, wherein the change direction is displayed in the form of an arrow on the screen on which the input image is displayed to provide the feedback.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 9에 있어서,
상기 피드백을 제공하는 단계는, 상기 훈련 동작을 사전 설정된 기준 훈련 동작과 비교하여 훈련 동작의 정확도에 대한 평가를 수행하는 근감소증의 진단 및 훈련을 위한 정보를 제공하는 방법.
The method of claim 9,
The providing of the feedback may include comparing the training motion with a preset reference training motion to evaluate accuracy of the training motion.
청구항 9에 있어서,
상기 수행 동작의 수준을 평가하는 단계는, 상기 수행 동작에서 골격에 포함된 각 관절의 움직임과 이웃한 관절 사이의 연결 관계로부터 상기 각 관절이 이루는 각도를 계산하고, 상기 계산된 각 관절의 각도와 사전 설정된 기준 자세에서 상기 각 관절의 각도 사이의 차이에 기초하여 상기 수행 동작의 정확도를 결정하는 근감소증의 진단 및 훈련을 위한 정보를 제공하는 방법.
The method of claim 9,
In the step of evaluating the level of the performed motion, an angle formed by each joint is calculated from a connection relationship between the movement of each joint included in the skeleton and a neighboring joint in the performed motion, and the calculated angle and A method for providing information for diagnosis and training of sarcopenia for determining accuracy of the performed motion based on a difference between angles of each joint in a preset reference posture.
청구항 14에 있어서,
상기 자세를 추정하는 단계는, 상기 입력 영상에서 검사 대상자의 골격과 함께 상기 검사 대상자의 윤곽선을 추출하고,
상기 수행 동작의 수준을 평가하는 단계는, 상기 검사 대상자의 수행 동작의 윤곽선과 기준 자세의 윤곽선 사이의 매칭 정확도를 바탕으로 상기 수행 동작의 정확도에 대한 보정을 수행하는 근감소증의 진단 및 훈련을 위한 정보를 제공하는 방법.
The method of claim 14,
In the step of estimating the posture, the outline of the test subject is extracted together with the skeleton of the test subject from the input image;
The step of evaluating the level of the performed motion is for diagnosing and training sarcopenia, which corrects the accuracy of the motion based on matching accuracy between the contour of the motion performed by the test subject and the contour of the reference posture. How to provide information.
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