KR102598981B1 - 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 사용자의 악력을 측정하는 스마트 아령 디바이스, 사용자의 보행속도를 측정하는 스마트 헬스 밴드 디바이스, 사용자의 근전도값 및 스트레인값을 측정하는 스마트 근육 밴드 디바이스 및 사용자의 골격근량을 측정하는 스마트 체중계와 데이터를 송수신하는 통신모듈, 상기 데이터에 기반하여 사용자의 근감소증을 진단 및 처방하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시킴에 따라, 상기 측정된 사용자의 악력 및 보행속도 중 적어도 하나가 각 설정된 제1 및 제2 기준치 이하인지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 기준치 이하인 경우 상기 스마트 체중계를 통해 수신한 골격근량을 기 설정된 제3 기준치와 비교하여 제3 기준치 이하인 경우 근감소증으로 판단하는 프로세서를 포함한다.
Description
본 발명은 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 노화에 따른 근감소증 질환을 설명하기 위한 도면이다.
근감소증(Sarcopenia)이란, 팔다리 등을 구성하는 골격근이 노화로 인하여 근육세포가 줄어들며, 또한 활동이 부족하여 크게 줄어드는 노인성 질환으로 세계보건기구(WHO)가 2017년에 정식 질환으로 인정한 바 있다.
인체 내 600여개의 근육은 30대부터 서서히 줄기 시작해 70대에는 절반 수준으로 줄어드는데, 50세부터 매년 1~2%의 근육이 소실되므로, 중장년층의 근감소증 예방을 위한 개인 맞춤형 운동 디바이스 및 서비스의 개발에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 스마트 아령 디바이스 기술, 스마트 헬스 밴드 디바이스 기술, 스마트 체중계 및 스마트 근육 밴드 디바이스를 이용하여 근감소증을 진단하고 이에 상응하는 운동 처방 서비스를 제공할 수 있는, 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 시스템 및 방법을 제공한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템은 사용자의 악력을 측정하는 스마트 아령 디바이스, 사용자의 보행속도를 측정하는 스마트 헬스 밴드 디바이스, 사용자의 근전도값 및 스트레인값을 측정하는 스마트 근육 밴드 디바이스 및 사용자의 골격근량을 측정하는 스마트 체중계와 데이터를 송수신하는 통신모듈, 상기 데이터에 기반하여 사용자의 근감소증을 진단 및 처방하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시킴에 따라, 상기 측정된 사용자의 악력 및 보행속도 중 적어도 하나가 각 설정된 제1 및 제2 기준치 이하인지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 기준치 이하인 경우 상기 스마트 체중계를 통해 수신한 골격근량을 기 설정된 제3 기준치와 비교하여 제3 기준치 이하인 경우 근감소증으로 판단하는 프로세서를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 스마트 아령 디바이스는 압력 센서가 구비된 파지부, 상기 파지부의 양측단에 형성된 중량부, 소정의 위치에 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함하며, 상기 프로세서는 가속도 센서 및 자이로 센서를 통한 센싱값을 기반으로 소정의 운동 횟수 및 운동 상태에 상응하는 악력 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 스마트 근육 밴드 디바이스는 복수의 전극, 상기 근전도값 또는 스트레인값을 측정하기 위한 스트레인 센서, 및 소정의 운동 효과에 상응하도록 상기 복수의 전극을 통해 사용자의 근육을 자극하는 제어기를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 측정된 근전도값 또는 스트레인값을 분석하여 상기 소정의 운동 효과에 상응하도록 사용자에게 적용할 근육 자극 강도, 패턴 및 부위 중 적어도 하나를 결정하여 상기 제어기로 전송할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 복수의 전극은 매트릭스 형태로 구성되며, 상기 프로세서 또는 사용자의 선택에 따라 측정 또는 자극하고자 하는 근육 부위에 상응하는 적어도 하나의 전극으로 구성된 그룹이 선택 제어될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 제어기는 미리 학습된 인공지능 모델에 의해 측정된 근전도 신호나, 스테레인값 측정을 통해 상기 소정의 운동 효과에 상응하도록 복수의 전극을 통해 사용자의 근육을 실시간으로 자극할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 스마트 체중계는 상체 인피던스를 측정한 후 하체 인피던스를 예측하여 사용자의 전체 골격근량을 측정하거나, 상체 및 하체 인피던스를 동시에 측정하여 전체 골격근량을 측정하거나, 하체 인피던스를 측정한 후 상체 인피던스를 예측하여 전체 골격근량을 측정할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 근감소증의 판단 결과 데이터를 데이터 서버에 저장하고, 상기 데이터 서버에 저장된 판단 결과 데이터를 의사에 의해 관리되는 진단 및 처방 서버로 전송하며, 상기 진단 및 처방 서버로부터의 운동처방을 수신함에 따라 인공지능 스피커를 통해 운동처방에 상응하는 내용을 제공하고, 상기 스마트 아령 및 스마트 헬스 밴드 디바이스 중 적어도 하나를 통해 상기 운동처방에 상응하는 운동결과의 측정 여부를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 스마트 근육 밴드 디바이스를 통해 상기 운동결과에 따른 사용자의 근육량 성장 정도를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템에 의해 수행되는 서비스 제공 방법은 사용자의 악력을 측정하는 스마트 아령 디바이스 및 사용자의 보행속도를 측정하는 스마트 헬스 밴드 디바이스 중 적어도 하나를 통한 측정치를 수신하는 단계; 상기 각 측정치 중 적어도 하나가 기 설정된 제1 및 제2 기준치 이하인지 여부를 각각 판단하는 단계; 상기 판단 결과 기준치 이하인 경우 사용자의 골격근량을 측정하는 스마트 체중계를 통해 수신한 골격근량을 기 설정된 제3 기준치와 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과 제3 기준치 이하인 경우 근감소증으로 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 스마트 아령 디바이스는 압력 센서가 구비된 파지부, 상기 파지부의 양측단에 형성된 중량부, 소정의 위치에 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함하며, 상기 스마트 아령 디바이스를 통한 측정치를 수신하는 단계는, 상기 스마트 아령 디바이스의 가속도 센서 및 자이로 센서를 통한 센싱값을 기반으로 소정의 운동 횟수 및 운동 상태에 상응하는 악력 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예는, 복수의 전극, 사용자의 근전도값 또는 스트레인값을 측정하기 위한 스트레인 센서, 및 소정의 운동 효과에 상응하도록 상기 복수의 전극을 통해 사용자의 근육을 자극하는 제어기를 포함하는 스마트 근육 밴드 디바이스를 통한 측정치를 수신하는 단계; 상기 측정된 근전도값 또는 스트레인값을 분석하여 상기 소정의 운동 효과에 상응하도록 사용자에게 적용할 근육 자극 강도, 패턴 및 부위 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 근육 자극 강도, 패턴 및 부위에 따른 자극 정보를 상기 제어기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 복수의 전극은 매트릭스 형태로 구성되며, 상기 결정된 자극 정보 또는 사용자의 선택에 따라 측정 또는 자극하고자 하는 근육 부위에 상응하는 적어도 하나의 전극으로 구성된 그룹이 선택 제어될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 제어기는 미리 학습된 인공지능 모델에 의해 측정된 근전도 신호나, 스테레인 센서값 측정을 통해 상기 소정의 운동 효과에 상응하도록 복수의 전극을 통해 사용자의 근육을 실시간으로 자극할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 스마트 체중계는 상체 인피던스를 측정한 후 하체 인피던스를 예측하여 사용자의 전체 골격근량을 측정하거나, 상체 및 하체 인피던스를 동시에 측정하여 전체 골격근량을 측정하거나, 하체 인피던스를 측정한 후 상체 인피던스를 예측하여 전체 골격근량을 측정할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예는, 상기 근감소증의 판단 결과 데이터를 데이터 서버에 저장하는 단계; 상기 데이터 서버에 저장된 판단 결과 데이터를 의사에 의해 관리되는 진단 및 처방 서버로 전송하는 단계; 상기 진단 및 처방 서버로부터의 운동처방을 수신함에 따라 인공지능 스피커를 통해 운동처방에 상응하는 내용을 제공하는 단계; 및 상기 스마트 아령 및 스마트 헬스 밴드 디바이스, 스마트 근육 밴드 디바이스 중 적어도 하나를 통해 상기 운동처방에 상응하는 운동결과의 측정 여부를 실시간으로 모니터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 방법을 실행하며, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
근감소증은 신체기능의 장애 및 사회적 활동의 제약을 초래하며, 이로 인해 개인의 삶의 질 저하로 이어질 수 있다. 또한, 심혈관질환 및 당뇨 등의 위험성을 높이는 대사질환 증후군과의 연계성도 높으며, 낙상, 골절 등으로 인한 의료비용 증가를 유발한다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 근감소증 예방을 통해 개인의 건강한 삶을 영위하게 도움을 줄 수 있으며, 건강한 사회적 활동을 유지하게 함으로써 경제적 의료비용 절감 효과를 기대할 수 있다.
또한, AI 스피커를 기반한 서비스 기술을 이용하여 서비스 비용을 절감하고, 장소의 제약을 탈피하여 개인 맞춤 운동을 개인 트레이너의 지도 없이도 지속 가능하도록 할 수 있다. 이를 통해, 경제적, 사회적 약자에게 보다 쉽게 개인 맞춤형 운동프로그램을 접하게 할 수 있고, 물리적 제약 없이 social network을 유지해 줌으로써 사회 공동체로서의 삶의 질 향상을 기대할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 노화에 따른 근감소증 질환을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 AWGS 근감소증 진단 기준을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템의 블록도이다.
도 5는 각 디바이스에 의한 센싱값을 데이터 서버에 저장 및 관리하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 스마트 아령 디바이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 스마트 근육 밴드 디바이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 스마트 체중계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 체성분 분석 및 골격근/지방 분석 예시를 도시한 도면이다.
도 10은 진단 및 처방 서버를 통한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 운동처방의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 보안 관리 서버를 이용하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 방법의 순서도이다.
도 2는 AWGS 근감소증 진단 기준을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템의 블록도이다.
도 5는 각 디바이스에 의한 센싱값을 데이터 서버에 저장 및 관리하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 스마트 아령 디바이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 스마트 근육 밴드 디바이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 스마트 체중계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 체성분 분석 및 골격근/지방 분석 예시를 도시한 도면이다.
도 10은 진단 및 처방 서버를 통한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 운동처방의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 보안 관리 서버를 이용하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 방법의 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명은 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템(100) 및 방법에 관한 것이다.
도 2는 AWGS 근감소증 진단 기준을 설명하기 위한 도면이다.
아시아지역 근감소증 전문가 그룹인 AWGS(Asian Working Group for Sarcopenia)는 일본 등 아시아인을 대상으로 다음과 같은 근감소증 진단의 기준을 마련하였다.
- 악력 및 보행속도를 측정하고, 악력 저하, 보행속도 저하가 한 가지 또는 두 가지 모두 확인된 경우에 근육량을 측정해 근감소증 여부를 판단한다.
- 근감소증 진단 기준: (1)에 (2)나 (3) 중 하나라도 저하되었을 경우 근감소증에 해당함
| (1) 골격근량/키2 : 남자 7.0 kg/㎡ 미만, 여자 5.4 kg/㎡ 미만 (2) 악력 : 남자 26 kg 미만, 여자 18 kg 미만 (3) 보행속도 : 0.8 m/sec 미만 |
근감소증은 한 번 발병하면 빠르게 나빠지고, 근육 감소가 심해지면 에너지 비축 능력이 떨어져 쉽게 피로하고, 기초대사량이 줄어 살이 쉽게 찌며, 혈당 변동 폭이 커져 심뇌혈관 질환의 원인인 대사장애 발병률이 높아지게 된다.또한, 근육량과 근육이 부족한 남성 근감소증 환자는 사망 위험이 4.1배나 높았고, 보행속도까지 느리면 사망 위험이 5배 높아지며, 암 환자에게 근감소증이 있으면 생존기간이 더 짧고 재발 등 예후가 더 나쁘게 나타났다.
이러한 근감소증은 신체활동 저하, 영양불량, 환경요인, 질환, 염증, 미토콘드리아 이상, 호르몬 변화 등으로 인해 생기고, 아직 치료 약제는 없으며, 치료법이자 예방법은 적절한 운동을 하고 영양을 공급하는 것인바, 유산소 운동과 근력 운동의 병행을 요한다.
본 발명의 일 실시예는 스마트 아령 디바이스 기술, 스마트 헬스 밴드 디바이스 기술, 스마트 체중계 및 스마트 근육 밴드 디바이스 기술을 이용하여 AWGS의 기준에 따른 근감소증을 진단하고 이에 상응하는 운동 처방 서비스를 제공할 수 있는, 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 시스템(100) 및 방법을 제공한다.
이하에서는 도 3 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템(100)에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템(100)을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템(100)의 블록도이다. 도 5는 각 디바이스(200)에 의한 센싱값을 데이터 서버에 저장 및 관리하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템(100)은 통신모듈(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.
통신모듈(110)은 스마트 아령 디바이스(210), 스마트 헬스 밴드 디바이스(220), 스마트 근육 밴드 디바이스(230) 및 스마트 체중계(240)와 데이터를 송수신한다.
일 실시예로 스마트 아령 디바이스(210)는 사용자의 악력을 측정하고, 스마트 헬스 밴드 디바이스(220)는 사용자의 보행속도를 측정하며, 스마트 근육 밴드 디바이스(230)는 사용자의 근전도값 및 스트레인값을 측정하고, 스마트 체중계(240)는 사용자의 골격근량을 측정한다.
본 발명에서는 스마트 아령 디바이스(210)와 스마트 헬스 밴드 디바이스(220) 및 스마트 체중계(240)를 이용하여 근감소증 진단 서비스를 제공하고, 스마트 아령 디바이스(210) 및/또는 스마트 헬스 밴드 디바이스(220)를 통해 활동성 운동처방 서비스를 제공하며, 스마트 근육 밴드 디바이스(230)를 통해 비활동성 운동처방 서비스를 제공하는 것을 특징으로 한다. 이때, 각 서비스를 제공함에 있어 인공지능 스피커를 통해 상응하는 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 각 디바이스(200)를 통해 측정된 센싱값은 사물 인터넷 전용망, 블루투스, 와이파이 기술 등을 이용하여 데이터 서버에 저장될 수 있다. 이때, 데이터 서버는 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템(100)을 구성하는 서버와 물리적으로 독립된 서버 형태로 구성될 수 있으며, 또는 하나의 서버 내에 구별되는 프로그램을 통해 구현될 수 있는 등 그 형태는 특별히 한정되지 않는다.
메모리(120)에는 각 디바이스(200)에 의해 측정된 데이터에 기반하여 사용자의 근감소증을 진단 및 처방하기 위한 프로그램이 저장되며, 프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행시킨다.
프로세서(130)는 스마트 아령 디바이스(210)에 의해 측정된 사용자의 악력과, 스마트 헬스 밴드 디바이스(220)에 의해 측정된 보행속도 중 적어도 하나가 각 설정된 제1 및 제2 기준치 이하인지 여부를 판단한다. 그리고 판단 결과 하나 이상이 기준치 이하인 경우에는 스마트 체중계(240)를 통해 수신한 골격근량을 기 설정된 제3 기준치와 비교하고, 제3 기준치 이하인 경우에는 근감소증으로 판단한다.
도 6은 스마트 아령 디바이스(210)를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예로, 스마트 아령 디바이스(210)는 파지부에 압력 센서를 구비하여 사용자의 파지시의 악력을 측정한다. 또한, 파지부의 양측단에는 중량부가 형성되어 있어 운동기구로서의 기능을 수행하며, 소정의 위치에는 가속도 센서와 자이로 센서가 구비되어 있다.
측정된 센싱값은 무선으로 게이트웨이를 통해 통신모듈(110)로 수신되며, 프로세서(130)는 가속도 센서 및 자이로 센서를 통한 센싱값을 기반으로 소정의 운동 횟수 및 운동 상태에 상응하는 악력 정보를 획득할 수 있다. 이때, 소정의 운동 횟수 및 운동 상태는 후술하는 운동처방에 상응하도록 제공되는 것이거나, 기본 설정된 운동 프로그램을 통해 설정되어 있을 수 있다.
프로세서(130)는 측정된 데이터를 통해 악력, 운동 횟수, 운동 상태를 분석한 후, 데이터 서버에 저장할 수 있다.
도 7은 스마트 근육 밴드 디바이스(230)를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예로, 스마트 근육 밴드 디바이스(230)는 근육 자극을 통해 실제 움직이지 않고도 운동 효과를 줄 수 있는 장치로, 자극을 부여하는 복수의 전극과, 근전도값 및 스트레인값을 측정하기 위한 스트레인 센서, 그리고 소정의 운동 효과에 상응하도록 복수의 전극을 통해 사용자의 근육을 자극하는 제어기를 포함하여 구성된다.
복수의 전극은 매트릭스 형태로 구성되며, 프로세서(130) 또는 사용자의 선택에 따라 측정 또는 자극하고자 하는 근육 부위에 상응하는 적어도 하나의 전극으로 구성된 그룹이 선택 제어된다. 즉, 매트릭스 형태의 전극에서 측정 또는 자극하고자 하는 근육 부위에 따라 전극을 선택 제어할 수 있다.
스트레인 센서는 근육의 두께를 측정하여 물리적인 근육량을 측정할 수 있으며, 지속적인 운동의 효과에 따른 근육의 성장 정도를 인지할 수 있다.
프로세서(130)는 제어기를 통해 수신한 근전도값 및 스트레인값을 데이터 서버에 저장하고, 수신한 근전도값 및 스트레인값을 분석하여 소정의 운동 효과에 상응하도록 사용자에게 적용할 근육 자극 강도, 패턴 및 부위 중 적어도 하나를 결정하여 제어기로 전송한다.
이에 따라, 제어기는 결정된 근육 자극 강도, 패턴 및 부위에 상응하도록 복수의 매트릭스 형태의 전극을 선택 제어하여 근육을 자극할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 제어기는 미리 학습된 인공지능 모델에 의해 측정된 근전도 신호나, 스트레인값 측정을 통해 소정의 운동 효과에 상응하도록 복수의 전극을 통해 사용자의 근육을 실시간으로 자극할 수 있다. 즉, 프로세서(130)에 의해 결정된 근육 자극 강도, 패턴 및 부위에 따른 전극 제어를 복수 회 수행함에 따라 이를 학습 데이터로 설정하여 학습을 수행하며, 학습이 완료됨에 따라 프로세서(130)에 의한 제어가 없어도 근육 자극 강도, 패턴 및 부위를 스스로 결정하여 실시간으로 사용자의 근육을 자극할 수 있다.
도 8은 스마트 체중계(240)를 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 체성분 분석 및 골격근/지방 분석 예시를 도시한 도면이다.
스마트 체중계(240)는 사용자의 골격근량을 측정하기 위해 사용된다. 일 실시예로, 스마트 체중계(240)는 상체 인피던스를 측정한 후 하체 인피던스를 예측하여 사용자의 전체 골격근량을 측정할 수 있다. 또 다른 실시예로, 상체 및 하체 인피던스를 동시에 측정하여 전체 골격근량을 측정할 수도 있으며, 또는 하체 인피던스를 측정한 후 상체 인피던스를 예측하여 전체 골격근량을 측정할 수도 있다.
한편, 스마트 체중계(240)에서 골격근량을 측정하는 방법은 다음과 같다.
1. 근육량=체중량-체지방량-무기질량
2. 근육량=골격근량+내장 근육량
3. 골격근량=근육량(0.55~0.57)
도 10은 진단 및 처방 서버를 통한 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 운동처방의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예로, 프로세서(130)는 근감소증의 판단 결과 데이터를 데이터 서버에 저장하고, 데이터 서버에 저장된 판단 결과 데이터를 의사에 의해 관리되는 진단 및 처방 서버로 전송할 수 있다.
의사는 판단 결과 데이터를 확인하여 운동처방을 진단 및 처방 서버에 입력하고, 진단 및 처방 서버는 통신모듈(110)을 통해 운동처방에 상응하는 정보를 수신하면, 프로세서(130)는 인공지능 스피커를 통해 사용자에게 운동 처방을 안내하고, 사용자가 처방에 따라 운동할 수 있도록 안내한다.
운동처방의 일 예로, 유산소 운동을 매일 수행하도록 하며, 근력 운동은 1주일에 두 번 이상 수행하도록 하는 프로그램이 제공될 수 있다. 예를 들어, 운동 강도는 본인 최대 운동 능력의 60% 수준에서 시작하도록 하며, 건강 상태나 체력 수준이 낮으면 30~40% 수준에서 시작하고, 점차 70% 수준까지 운동을 유도하도록 하는 운동처방이 제공될 수 있다.
이러한 운동처방에는 영양분 섭취 관리 서비스가 포함될 수 있다. 일 예로, 몸무게를 기준으로 kg당 1일 1~1.2g 정도의 단백질을 섭취하도록 하며, 근육을 만드는데 중요한 류신은 체내에서 생성되지 않으므로 음식을 통해 섭취 유도를 안내하는 영양분 섭취 관리 서비스가 제공될 수 있다.
또한, 프로세서(130)는 스마트 아령 디바이스(210)나 스마트 헬스 밴드 디바이스(220)의 센싱값을 통해 사용자가 운동처방에 상응하는 운동을 하고 있는지 여부를 인지할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 스마트 아령 및 스마트 헬스 밴드 디바이스(220) 중 적어도 하나를 통해 운동처방에 상응하는 운동결과의 측정 여부를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
또한, 프로세서(130)는 스마트 근육 밴드 디바이스(230)의 스트레인 센서를 통해 운동결과에 따른 사용자의 근육량 성장 정도를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 이러한 스마트 근육 밴드 디바이스(230)를 이용할 경우, 의사의 운동처방에 따라 평안한 자세나 다른 업무를 진행하는 중에도 근육을 자극하여 단력이 가능하다는 장점이 있다.
도 12는 보안 관리 서버를 이용하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예로, 본 발명은 스마트 아령 디바이스(210), 스마트 헬스 밴드 디바이스(220), 스마트 체중계(240), 스마트 근육 밴드 디바이스(230) 등 각 디바이스(200)의 데이터를 게이트웨이를 통해 수신하면 암호화 및 복호화를 수행할 수 있으며, 보안 관리 서버를 통해 각 디바이스(200)를 인증하거나 사용자 인증을 수행할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 방법의 순서도이다.
한편, 도 13에 도시된 각 단계들은 도 3 내지 도 12를 통해 설명한 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템(100)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 사용자의 악력을 측정하는 스마트 아령 디바이스(210) 및 사용자의 보행속도를 측정하는 스마트 헬스 밴드 디바이스(220) 중 적어도 하나를 통한 측정치를 수신한다(S110).
다음으로, 각 측정치 중 적어도 하나가 기 설정된 제1 및 제2 기준치 이하인지 여부를 각각 판단하고(S120), 판단 결과 기준치 이하인 경우 사용자의 골격근량을 측정하는 스마트 체중계(240)를 통해 수신한 골격근량을 기 설정된 제3 기준치와 비교한다(S130).
다음으로, 비교 결과 제3 기준치 이하인 경우 근감소증으로 판단한다(S140).
한편, 상술한 설명에서, 단계 S110 내지 단계 S140 은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 도 3 내지 도 12에 기술된 내용은 도 13의 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 방법에도 적용된다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템(100) 및 방법은, 하드웨어인 서버와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 서버
110: 통신모듈
120: 메모리
130: 프로세서
110: 통신모듈
120: 메모리
130: 프로세서
Claims (15)
- 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템에 있어서,
사용자의 악력을 측정하는 스마트 아령 디바이스, 사용자의 보행속도를 측정하는 스마트 헬스 밴드 디바이스, 사용자의 근전도값 및 스트레인값을 측정하는 스마트 근육 밴드 디바이스 및 사용자의 골격근량을 측정하는 스마트 체중계와 데이터를 송수신하는 통신모듈,
상기 데이터에 기반하여 사용자의 근감소증을 진단 및 처방하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및
상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시킴에 따라, 상기 측정된 사용자의 악력 및 보행속도 중 적어도 하나가 각 설정된 제1 및 제2 기준치 이하인지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 기준치 이하인 경우 상기 스마트 체중계를 통해 수신한 골격근량을 기 설정된 제3 기준치와 비교하여 제3 기준치 이하인 경우 근감소증으로 판단하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 스마트 아령 디바이스 및 스마트 헬스 디바이스를 통해 활동성 운동처방 서비스를 제공하고, 상기 스마트 근육 밴드 디바이스를 통해 비활동성 운동처방 서비스를 제공하고,
상기 스마트 근육 밴드 디바이스는 복수의 전극, 상기 근전도값 또는 스트레인값을 측정하기 위한 스트레인 센서, 및 소정의 운동 효과에 상응하도록 상기 복수의 전극을 통해 사용자의 근육을 자극하는 제어기를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 측정된 근전도값 또는 스트레인값을 분석하여 상기 소정의 운동 효과에 상응하도록 사용자에게 적용할 근육 자극 강도, 패턴 및 부위 중 적어도 하나를 결정하여 상기 제어기로 전송하되,
상기 제어기는 미리 학습된 인공지능 모델에 의해 측정된 근전도 신호나, 스테레인값 측정을 통해 상기 소정의 운동 효과에 상응하도록 복수의 전극을 통해 사용자의 근육을 실시간으로 자극하되, 상기 프로세서에 의해 결정된 근육 자극 강도, 패턴 및 부위에 따른 전극 제어를 복수 회 수행하여 학습 데이터로 설정 및 학습을 수행하고, 학습 완료시 상기 프로세서에 의한 제어 없이 근육 자극 강도, 패턴 및 부위를 스스로 결정하여 사용자의 근육을 자극하고,
상기 프로세서는 상기 통신모듈을 통해 클라우드 서버 및 보안 관리 서버와 연결되며, 상기 보안 관리 서버를 통한 사용자 단말 인증 및 디바이스 인증이 완료된 경우, 각 인증된 상기 스마트 아령 디바이스, 상기 스마트 헬스 밴드 디바이스, 상기 스마트 근육 밴드 디바이스 및 상기 스마트 체중계로부터 측정된 데이터를 대상으로 암호화를 수행하고, 상기 인증된 사용자 단말로 암호화된 데이터를 복호화하여 제공하고,
상기 프로세서는 상기 근감소증의 판단 결과 데이터를 데이터 서버에 저장하고, 상기 데이터 서버에 저장된 판단 결과 데이터와 라이프로그 데이터 서버에 저장된 데이터를 함께 의사에 의해 관리되는 진단 및 처방 서버로 전송하며,
상기 진단 및 처방 서버로부터의 영양분 섭취 관리 서비스가 포함된 운동처방을 수신함에 따라 인공지능 스피커를 통해 운동처방에 상응하는 내용을 제공하고, 상기 스마트 아령 및 스마트 헬스 밴드 디바이스 중 적어도 하나를 통해 상기 운동처방에 상응하는 운동결과의 측정 여부를 실시간으로 모니터링하며,
상기 프로세서는 상기 스마트 근육 밴드 디바이스를 통해 상기 운동결과에 따른 사용자의 근육량 성장 정도를 실시간으로 모니터링하는 것인,
개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 스마트 아령 디바이스는 압력 센서가 구비된 파지부, 상기 파지부의 양측단에 형성된 중량부, 소정의 위치에 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함하며,
상기 프로세서는 가속도 센서 및 자이로 센서를 통한 센싱값을 기반으로 소정의 운동 횟수 및 운동 상태에 상응하는 악력 정보를 획득하는 것인,
개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 전극은 매트릭스 형태로 구성되며, 상기 프로세서 또는 사용자의 선택에 따라 측정 또는 자극하고자 하는 근육 부위에 상응하는 적어도 하나의 전극으로 구성된 그룹이 선택 제어되는 것인,
개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 스마트 체중계는 상체 인피던스를 측정한 후 하체 인피던스를 예측하여 사용자의 전체 골격근량을 측정하거나, 상체 및 하체 인피던스를 동시에 측정하여 전체 골격근량을 측정하거나, 하체 인피던스를 측정한 후 상체 인피던스를 예측하여 전체 골격근량을 측정하는 것인,
개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템에 의해 수행되는 서비스 제공 방법에 있어서,
사용자의 악력을 측정하는 스마트 아령 디바이스 및 사용자의 보행속도를 측정하는 스마트 헬스 밴드 디바이스 중 적어도 하나를 통한 측정치를 수신하는 단계;
상기 각 측정치 중 적어도 하나가 기 설정된 제1 및 제2 기준치 이하인지 여부를 각각 판단하는 단계;
상기 판단 결과 기준치 이하인 경우 사용자의 골격근량을 측정하는 스마트 체중계를 통해 수신한 골격근량을 기 설정된 제3 기준치와 비교하는 단계;
상기 비교 결과 제3 기준치 이하인 경우 근감소증으로 판단하는 단계; 및
상기 스마트 아령 디바이스 및 스마트 헬스 디바이스를 통해 활동성 운동처방 서비스를 제공하고, 스마트 근육 밴드 디바이스를 통해 비활동성 운동처방 서비스를 제공하는 단계를 포함하고,
복수의 전극, 사용자의 근전도값 또는 스트레인값을 측정하기 위한 스트레인 센서, 및 소정의 운동 효과에 상응하도록 상기 복수의 전극을 통해 사용자의 근육을 자극하는 제어기를 포함하는 상기 스마트 근육 밴드 디바이스를 통한 측정치를 수신하는 단계;
상기 측정된 근전도값 또는 스트레인값을 분석하여 상기 소정의 운동 효과에 상응하도록 사용자에게 적용할 근육 자극 강도, 패턴 및 부위 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 근육 자극 강도, 패턴 및 부위에 따른 자극 정보를 상기 제어기로 전송하는 단계를 더 포함하되,
상기 제어기는 미리 학습된 인공지능 모델에 의해 측정된 근전도 신호나, 스테레인값 측정을 통해 상기 소정의 운동 효과에 상응하도록 복수의 전극을 통해 사용자의 근육을 실시간으로 자극하되, 상기 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 시스템에 포함된 프로세서에 의해 결정된 근육 자극 강도, 패턴 및 부위에 따른 전극 제어를 복수 회 수행하여 학습 데이터로 설정 및 학습을 수행하고, 학습 완료시 상기 프로세서에 의한 제어 없이 근육 자극 강도, 패턴 및 부위를 스스로 결정하여 사용자의 근육을 자극하고,
상기 프로세서는 통신모듈을 통해 클라우드 서버 및 보안 관리 서버와 연결되며, 상기 보안 관리 서버를 통한 사용자 단말 인증 및 디바이스 인증이 완료된 경우, 각 인증된 상기 스마트 아령 디바이스, 상기 스마트 헬스 밴드 디바이스, 상기 스마트 근육 밴드 디바이스 및 상기 스마트 체중계로부터 측정된 데이터를 대상으로 암호화를 수행하고, 상기 인증된 사용자 단말로 암호화된 데이터를 복호화하여 제공하고,
상기 프로세서는 상기 근감소증의 판단 결과 데이터를 데이터 서버에 저장하고, 상기 데이터 서버에 저장된 판단 결과 데이터와 라이프로그 데이터 서버에 저장된 데이터를 함께 의사에 의해 관리되는 진단 및 처방 서버로 전송하며,
상기 진단 및 처방 서버로부터의 영양분 섭취 관리 서비스가 포함된 운동처방을 수신함에 따라 인공지능 스피커를 통해 운동처방에 상응하는 내용을 제공하고, 상기 스마트 아령 및 스마트 헬스 밴드 디바이스 중 적어도 하나를 통해 상기 운동처방에 상응하는 운동결과의 측정 여부를 실시간으로 모니터링하며, 상기 스마트 근육 밴드 디바이스를 통해 상기 운동결과에 따른 사용자의 근육량 성장 정도를 실시간으로 모니터링하는 것인,
개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 스마트 아령 디바이스는 압력 센서가 구비된 파지부, 상기 파지부의 양측단에 형성된 중량부, 소정의 위치에 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함하며,
상기 스마트 아령 디바이스를 통한 측정치를 수신하는 단계는,
상기 스마트 아령 디바이스의 가속도 센서 및 자이로 센서를 통한 센싱값을 기반으로 소정의 운동 횟수 및 운동 상태에 상응하는 악력 정보를 획득하는 것인,
개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 방법.
- 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 복수의 전극은 매트릭스 형태로 구성되며, 상기 결정된 자극 정보 또는 사용자의 선택에 따라 측정 또는 자극하고자 하는 근육 부위에 상응하는 적어도 하나의 전극으로 구성된 그룹이 선택 제어되는 것인,
개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 방법.
- 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 스마트 체중계는 상체 인피던스를 측정한 후 하체 인피던스를 예측하여 사용자의 전체 골격근량을 측정하거나, 상체 및 하체 인피던스를 동시에 측정하여 전체 골격근량을 측정하거나, 하체 인피던스를 측정한 후 상체 인피던스를 예측하여 전체 골격근량을 측정하는 것인,
개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 근감소증의 판단 결과 데이터를 데이터 서버에 저장하는 단계;
상기 데이터 서버에 저장된 판단 결과 데이터를 의사에 의해 관리되는 진단 및 처방 서버로 전송하는 단계;
상기 진단 및 처방 서버로부터의 운동처방을 수신함에 따라 인공지능 스피커를 통해 운동처방에 상응하는 내용을 제공하는 단계; 및
상기 스마트 아령 및 스마트 헬스 밴드 디바이스, 스마트 근육 밴드 디바이스 중 적어도 하나를 통해 상기 운동처방에 상응하는 운동결과의 측정 여부를 실시간으로 모니터링하는 단계를 더 포함하는,
개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 방법.
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| PCT/KR2021/017739 WO2022145742A1 (ko) | 2020-12-30 | 2021-11-29 | 개인 맞춤형 근감소증 진단 및 예방 서비스 제공 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (2)
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| KR1020200187148 | 2020-12-30 | ||
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2021
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