KR20090017272A - 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법 및 상기방법을 수행하기 위한 시스템 - Google Patents

생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법 및 상기방법을 수행하기 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 시스템을 개시한다. 표식자(markers)를 이용한 비전 시스템(vision system)의 생체역학 데이터 수집 방법에 있어서, 적어도 하나의 생체역학 파라미터를 선택하는 단계; 및, 상기 선택된 생체역학 파라미터에 상응하는 생체역학 데이터를 수집하도록 상기 표식자 부착에 대한 안내정보를 제공하는 단계를 포함하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법을 제공한다.
근골격계 질환, 생체역학, 생체역학 파라미터, 생체역학 데이터, 표식자(marker), 측정지점 안내, 표식자 부착 안내, 부착지점 안내, 표식자 누락, 오류 안내

Description

생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 시스템{METHOD FOR COLLECTING BIOMECHANICAL DATA BY BIOMECHANICAL PARAMETER AND SYSTEM FOR EXECUTING THE METHOD}
본 발명은 생체역학 측정 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 근골격계 질환을 진단하는데 필요한 생체역학적 데이터를 수집하기 위한 생체역학 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 근골격계 질환을 진단하기 위해서는 angulometer(골반 높낮이 계측기), tractograph(관절 각도 계측기) 등의 기구를 사용하여 진단에 필요한 인체의 골격 상태를 육안으로 확인하는 방식으로 임상의 의미가 있는 생체역학 파라미터를 측정한다. 이와 같은 방법은 사람의 주관적인 개념이 포함되어 부정확할 뿐 아니라 동적인 변화를 측정하지 못한다는 문제가 있다.
또한, 모션 캡쳐(motion capture) 장비를 이용하여 생체 역학 데이터를 측정할 수 있지만, 생체역학 파라미터 관점에서 측정하는 것은 아니다. 즉, 생체역학 파라미터를 구성하는 요소에 대한 하나의 점인 생체역학 데이터만을 측정한다. 따라서, 생체역학 파라미터와 같은 임상적인 의미를 가지지를 못한다. 예를 들면, 양 어깨 높이 차이와 같은 생체역학 파라미터로 표시되는 것이 아니라, 단지 왼쪽 어깨의 견갑골, 오른쪽 어깨의 견갑골 등 마커의 위치와 같이 생체역학 데이터의 위치를 표시할 수 있다. 이러한 방법으로 생체역학 파라미터를 측정하기 위해서는 관련 생체역학 데이터들의 해부학적 위치를 모두 정확하게 인지하고 있어야 하고, 생체역학 데이터의 위치로부터 다시 생체역학 파라미터를 계산해야 하는 등 여러 부가 작업이 필요하다는 문제가 있다.
한편, 엑스레이장치(X-ray), 자기공명촬영장치(MRI), 단층촬영장치(CT) 등의 전자 진단장치를 사용하여 근골격계 질환을 진단할 수 있다. 마찬가지로, 이러한 장치들은 피측정자가 정적 상태에 있을 때 측정된 결과만을 제공하고 피측정자가 동작 상태일 때의 생체역학적 정보를 측정하지 못하기 때문에 동작상태에서 얻어야 하는 진단용 데이터를 취득할 수 없다.
또한, 보행 분석을 통한 진단 방법으로는 표식자(markers)를 사용한 비전 시스템(vision system)에 기반한 운동 분석, 족저압 분석 등이 있을 수 있다. 이와 같은 버전 시스템을 통해 취득된 영상 정보(visual raw data, or technical raw data)는 생체역학적 파라미터로 데이터 처리 후 임상에 적용할 수 있다.
그러나, 비전 시스템을 이용한 생체역학적 분석들은 많은 시간이 소요됨에도 불구하고 근골격계 진단시 생체역학 데이터를 수집하기 위한 기준이 전혀 마련되어 있지 않은 실정이다.
본 발명은 근골격계 질환의 진단에 필요한 생체역학 데이터를 보다 효과적으로 취득할 수 있도록 비전 시스템에 대한 시스템 사용 기준 및 데이터 수집 기준을 마련한 것이다.
본 발명은 근골격계 질환을 진단하기 위한 생체역학 데이터를 정확하고 효율적으로 수집하는 방법과 그 방법을 수행하기 위한 시스템을 제공한다.
본 발명은 표식자(markers)를 이용한 비전 시스템(vision system)의 생체역학 데이터 수집 방법에 있어서, 적어도 하나의 생체역학 파라미터를 선택하는 단계; 및, 상기 선택된 생체역학 파라미터에 상응하는 생체역학 데이터를 수집하도록 상기 표식자 부착에 대한 안내정보를 제공하는 단계를 포함하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명은 표식자를 이용하여 피측정자의 근골격계 질환을 진단하는데 필요한 생체역학 데이터를 수집하는 시스템에 있어서, 측정자가 적어도 하나의 생체역학 파라미터를 선택하기 위한 측정자 인터페이스부; 및, 상기 선택된 생체역학 파라미터에 상응하는 생체역학 데이터를 수집하도록 상기 측정자 인터페이스를 통해 상기 표식자 부착에 대한 안내정보를 제공하는 제어부를 포함하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 파라미터 별 생체역학 데이터 수집 방법 및 그 시스템은 근골격계 질환의 진단에 필요한 생체역학 데이터에 대한 데이터 수집 기준을 제공함으로써 보다 효과적으로 정확한 데이터를 측정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 데이터 수집 기준에 의하여 생체역학 데이터를 취득함으로써 보다 정확한 생체역학 파라미터를 산출할 수 있으며 더 나아가 신뢰성 있는 진단 시스템을 제공할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 시스템을 설명한다.
본 발명에서 표식자(markers)를 이용한 비전 시스템(vision system)은 생체역학적 근골격계 질환을 진단하기 위한 것으로, 생체역학 데이터를 종합적으로 또는 개별적으로 수집하여 이를 근거로 임상의 의미가 있는 생체역학 파라미터들을 얻을 수 있다.
이를 위해서는, 측정자가 피측정자의 골격 부위에 적어도 하나의 표식자를 부착한 후 기립자세, 걷기, 뛰기 등 기 정의된 기준 동작을 주문하고 상기 기준 동작시 상기 표식자를 통해 생체역학 데이터를 수집하여 이를 근거로 생체역학 파라미터를 산출할 수 있다.
본 발명은 근골격계 질환의 진단에 필요한 생체역학 파라미터에 따라 생체역학 데이터를 수집하기 위하여 표식자에 대한 부착 기준 및 부착위치 안내를 제공하는데 특징이 있다.
여기서, 상기 생체역학 파라미터는 손가락의 휨 정도, 팔 골격의 휨 정도, 어깨의 높이 차이, 어깨의 회전 정도, 어깨의 경도(tilting) 정도, 척추의 만곡 방향, 척추의 만곡 정도, 귀와 어깨간의 거리 간격, 골반의 전후/좌우 높이 차이, 골반의 회전 정도, 골반의 경도 정도, 하지 골격의 휨 정도, 대퇴골과 하퇴골 간의 각도, 중골의 정점과 발바닥의 각도, 복사뼈와 슬관절의 각도, 발가락의 휨 정도 등을 포함할 수 있다.
상기 각 생체역학 파라미터는 해당 파라미터를 산출하는데 필요한 생체역학 데이터를 수집하여 이들 생체역학 데이터를 근거로 산출할 수 있다.
상기 생체역학 데이터는 피측정자의 기본 동작에 의해 획득할 수 있으며 이는 피측정자의 골격 부위에 표식자를 부착한 후 상기 표식자의 위치를 추적하는 방식으로 이루어진다. 이때, 상기 표식자의 부착 위치는 측정자가 산출하고자 하는 생체역학 파라미터에 해당하는 생체역학 데이터를 근거로 결정된다.
예를 들어, 생체역학 파라미터 중 '어깨의 높이 차이'의 경우 이에 대응되는 생체역학 데이터는 피측정자의 양쪽 견갑골의 높이 차이를 의미한다. 또한, '복사뼈와 슬관절 간의 각도'에 대한 생체역학 데이터는 피측정자의 슬관절 양쪽과 복사뼈 양쪽에 해당하며, '대퇴골과 하퇴골 간의 각도'에 대한 생체역학 데이터는 좌우 하지에 대하여 대퇴골의 상단, 슬관절의 중앙, 하퇴골의 하단에 해당한다.
따라서, 생체역학 파라미터 별 생체역학 데이터를 얻기 위해서는 각 생체역학 데이터에 상응하는 피측정자의 해부학적 위치에 맞는 골격 부위 및/혹은 근육 부위에 상기 표식자를 부착하는 것이 바람직하다.
도1을 참조하여, 본 발명에 따른 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법을 설명한다. 도1은 표식자를 이용한 비전 시스템에 있어서 본 발명에 따른 생체역학 데이터 수집 방법의 전 과정을 도시한 도면이다.
우선적으로, 측정자가 피측정자의 근골격계 질환을 진단하는데 필요한 적어도 하나의 생체역학 파라미터를 선택한다(S101).
여기서, 상기 측정자는 측정자 인터페이스 화면을 실행하고 상기 실행한 측정자 인터페이스 화면을 통해 상기 생체역학 파라미터를 선택할 수 있다.
도2는 생체역학 파라미터 목록과 표식자 부착위치 안내를 위한 측정자 인터페이스 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도2에 도시한 바와 같이, 상기 측정자 인터페이스 화면은 상기에 나열한 생체역학 파라미터의 목록을 제공하는 생체역학 파라미터 목록(201)을 포함할 수 있다. 상기 생체역학 파라미터 목록(201)은 상기 측정자에 의해 하나 이상의 생체역학 파라미터가 선택될 수 있도록 생체역학 파라미터 별 선택메뉴를 포함할 수 있다.
상기 측정자 인터페이스 화면은 상기 측정자로부터 선택된 생체역학 파라미터에 해당하는 생체역학 데이터 즉, 상기 표식자의 부착 위치를 안내하는 안내메뉴를 더 포함할 수 있다.
상기 안내메뉴는 소정의 인체 형상을 모델로 하여 부착해야 할 표식자를 상기 인체 형상 상에 표시하는 표식자 표시영역(202)과, 상기 표식자 각각의 부착 위치에 대한 안내문구를 표시하는 안내문구(203)을 포함할 수 있다.
상기 측정자 인터페이스 화면은 상기 생체역학 파라미터 목록(201)을 통해 생체역학 파라미터의 선택을 완료한 후 이를 입력하기 위한 확인 버튼(204)과, 상기 측정자 인터페이스 화면의 실행을 종료하기 위한 취소 버튼(205)을 더 포함할 수 있다.
이와 같이 측정자가 상기 생체역학 파라미터 목록(201) 상에서 적어도 하나의 생체역학 파라미터를 선택한 후 확인 버튼(204)을 입력하면 생체역학 파라미터에 대한 선택과정이 완료된다.
다시 도1에서, 상기 생체역학 파라미터의 선택과정이 완료되면 상기 측정자로부터 선택된 생체역학 파라미터에 해당하는 생체역학 데이터에 따라 표식자 부착에 대한 안내 정보를 제공한다(S102).
상기 표식자 부착에 대한 안내 정보는, 상기 생체역학 데이터를 수집하기 위하여 부착해야 할 표식자 위치 및 각 위치를 설명하는 안내 문구를 포함하여 제공할 수 있다.
상기 생체역학 데이터는 소정의 임상 실험을 통해 기 정의된 것으로, 생체역학 파라미터 별로 생체역학 데이터뿐 아니라 표식자 부착위치를 기 저장하고 있는 데이터베이스를 구축하는 것이 바람직하다.
도3은 피측정자의 전면, 후면, 오른쪽 측면, 왼쪽 측면에 대하여 표식자 위치를 안내하기 위한 측정자 인터페이스 화면의 일례를 도시한 도면이다.
측정자가 상기 도2의 측정자 인터페이스 화면을 통해 생체역학 파라미터를 선택한 후 확인 버튼(204)을 입력하면 상기 도3과 같은 측정자 인터페이스 화면으 로 전환할 수 있다.
도3에서 제공하는 측정자 인터페이스 화면은, 도시한 바와 같이 인체 형상을 전면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면으로 구분하여 각 일면에 대한 표식자 위치 안내를 제공하는 것이 바람직하다.
상기 측정자 인터페이스 화면은, 측정자가 선택한 생체역학 파라미터 목록(301)과 아울러, 전면에 대한 표식자 위치 안내(302)와, 오른쪽 측면에 대한 표식자 위치 안내(303)와, 후면에 대한 표식자 위치 안내(304)와, 왼쪽 측면에 대한 표식자 위치 안내(305)를 포함할 수 있다. 상기 측정자 인터페이스 화면은 상기 데이터베이스에 저장된 생체역학 파라미터 별 표식자 부착위치를 근거로 구성한다.
상기 측정자 인터페이스 화면은, 표식자 부착을 완료한 후 이를 입력하기 위한 확인 버튼(306)과, 상기 표식자 위치 안내를 제공하는 측정자 인터페이스 화면을 하드 출력(hard print)하기 위한 프린트 버튼(307)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 측정자 인터페이스 화면의 실행을 종료하거나 이전 화면으로 이동하기 위한 취소 버튼(308)을 더 포함할 수도 있다.
상기 측정자는 상기 측정자 인터페이스 화면의 전면, 후면, 오른쪽 측면, 왼쪽 측면에 대한 표식자 위치 안내(302)(303)(304)(305)를 참고하여 표식자를 상기 피측정자의 각 골격 부위에 부착한다.
이어, 상기 표식자 부착과정에 대한 완료 명령, 예를 들어, 상기 측정자가 상기 표식자 부착을 완료한 후 확인 버튼(306)을 입력하면(S103) 상기 피측정자의 골격에 부착된 표식자의 위치 검증을 수행한다(S104).
상기 표식자의 위치 검증 과정은 소정의 촬영수단을 이용하여 상기 피측정자의 골격에 부착된 표식자의 위치를 감지한 후 상기 감지된 표식자 위치와 상기 측정자 인터페이스 화면을 통해 제공하는 표식자 위치를 비교하는 방식으로 이루어진다.
상기 표식자의 위치 검증 과정은 상기 촬영수단을 통해 감지된 표식자 위치와 상기 측정자 인터페이스 화면을 통해 제공하는 표식자 위치를 비교하여 표식자가 부착되지 않은 누락상태 또는 표식자 위치가 소정의 범위를 벗어나 부착된 오류상태를 판단한다.
상기 표식자의 위치 검증 과정은 피측정자의 전면, 후면, 오른쪽 측면, 왼쪽 측면을 구분하여 순차적으로 각 일면에 부착된 표식자에 대한 위치 검증을 각각 수행할 수 있다. 또는, 피측정자의 전면, 후면 오른쪽 측면, 왼쪽 측면 중 두면 또는 모든 면에 부착된 표식자에 대한 위치 검증을 동시에 수행할 수도 있다.
상기 표식자의 위치 검증 과정에서 상기 누락상태 또는 오류상태가 감지되면(S105) 표식자 부착 오류를 알리는 측정자 인터페이스 화면을 제공한다(S106).
도4는 피측정자에 부착한 표식자의 위치를 검증하는 과정에서 표식자의 누락상태 또는 오류상태를 안내하기 위한 측정자 인터페이스 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도4의 측정자 인터페이스 화면은 피측정자의 전면, 후면, 오른쪽 측면, 왼쪽 측면 중 위치 검증 과정을 수행하고 있는 해당 면을 표시하는 위치검증 표시영역(401)과, 상기 해당 면의 표식자 중 상기 누락상태 또는 오류상태가 감지된 표식 자(403)를 지시하는 오류위치 표시영역(402)을 포함할 수 있다.
상기 측정자 인터페이스 화면은 표식자(403)에 대한 누락상태 또는 오류 상태를 알리고 측정자에게 재부착을 요청하는 각종 안내 메시지를 표시하는 에러 메시지 표시영역(404)을 더 포함할 수 있다.
상기 측정자 인터페이스 화면은 측정자가 누락상태 또는 오류상태가 감지된 표식자를 확인한 후 이에 대한 위치 검증 과정을 재 요청하기 위한 확인 버튼(405)을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 표식자에 대한 위치 검증 과정이 완료되면 피측정자의 골격에 부착된 모든 표식자를 감지함으로써 생체역학 데이터를 수집하고, 상기 생체역학 데이터를 근거로 근골격계 질환의 진단을 위한 생체역학 파라미터를 산출한다(S107)(S108). 상기 산출된 생체역학 파라미터는 파라미터 별 평균, 분산(혹은 표준편차), 최대값, 최소값 등의 형태로 산출하여 표시할 수 있으며, 동적 변화를 산출하여 시간 축으로 표시할 수도 있다. 또한, 상기 산출된 생체역학 파라미터에 대하여 정상인의 범위를 함께 표시함으로써 해당 생체역학 파라미터의 질환 여부를 판단하고 처치(혹은 처방) 방법을 안내할 수도 있다.
앞서 기술한 본 발명에 따른 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법을 수행하기 위한 시스템 구성을 설명한다. 도5는 표식자를 이용한 비전 시스템에 있어 본 발명에 따른 생체역학 데이터 수집 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 시스템은 표식자(502), 측정자 인터페이스부, 촬영부(503), 저장 부(505), 제어부(506)를 포함할 수 있다.
상기 표식자(502)는 피측정자의 생체역학 데이터를 수집하기 위하여 상기 피측정자의 해부학적 위치에 맞는 골격 부위 및/혹은 근육 부위에 부착하는 것으로, 반사 표식자(reflective marker) 또는 칼라 표식자(color marker)를 사용할 수 있다. 칼라 표식자에는 일정 패턴이 있는 흑백 표식자(black and white marker)도 포함할 수 있다.
상기 표식자(502)는 근골격계 질환을 진단하는데 필요한 생체역학 파라미터를 고려하여 손, 팔, 어깨, 골반, 척추, 골반, 다리, 발 등 피측정자의 인체 즉, 골격 위치에 부착한다.
상기 측정자 인터페이스부는 측정자의 각종 명령을 입력받기 위한 입력부(501)와, 상기 표식자(502)에 대한 부착위치 안내를 제공하는 측정자 인터페이스 화면을 표시하기 위한 디스플레이부(504)를 포함할 수 있다.
상기 측정자 인터페이스부는 상기 입력부(501)와 디스플레이부(504)를 일체화된 터치 패드로 구성하여 사용자 그래픽 인터페이스 수단을 제공할 수도 있다. 즉, 생체역학 데이터 수집을 위한 모든 메뉴환경을 그래픽 화면으로 제공하여 상기 그래픽 화면의 특정 위치를 터치하는 방식으로 측정자 명령을 입력할 수 있다.
상기 저장부(505)는 기 정의된 생체역학 파라미터 별 표식자 부착위치 정보를 저장하는 데이터베이스를 포함한다.
상기 촬영부(503)는 피측정자의 골격에 부착된 표식자(502)의 위치를 감지하기 위한 것으로, 상기 표식자(502)의 종류에 따라 적외선 카메라 또는 일반 카메 라 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 표식자(502)가 반사 표식자일 경우 상기 촬영부(503)는 적외선 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 또는 적외선 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 카메라를 사용하고, 상기 표식자(502)가 칼라 표식자일 경우 일반 CCD 카메라 또는 일반 CMOS 카메라를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 촬영부(503)는 설치 형태에 따라 피측정자에 부착된 표식자(502)를 촬영하는 방식이 결정된다.
상기 촬영부(503)의 설치 형태 중 일 형태는 피측정자의 전면, 후면, 오른쪽 측면, 왼쪽 측면 중 일면만을 촬영하도록 설치된 것으로, 이러한 구성에 의하면 피측정자 또는 촬영부(503)가 총 4회 이동하면서 피측정자의 전면, 후면, 오른쪽 측면, 왼쪽 측면 중 일면씩 해당 면에 부착된 표식자(502)를 차례로 촬영할 수 있다.
상기 촬영부(503)의 설치 형태 중 다른 형태는 피측정자의 전면, 후면, 오른쪽 측면, 왼쪽 측면 중 두 면씩 동시 촬영하도록 설치된 것으로, 이러한 구성에 의하면 피측정자 또는 촬영부(503)가 총 2회 이동하면서 피측정자의 전면, 후면, 오른쪽 측면, 왼쪽 측면 중 두면씩 해당 면에 부착된 표식자(502)를 차례로 촬영할 수 있다. 예를 들어, 전면과 왼쪽 측면, 후면과 오른쪽 측면으로 두면씩 동시 촬영할 수 있는 형태에 해당한다.
상기 촬영부(503)의 설치 형태 중 또 다른 형태는 피측정자의 전면, 후면, 오른쪽 측면, 왼쪽 측면 모두를 동시 촬영하도록 설치된 것으로, 이러한 구성에 의 하면 피측정자 또는 촬영부(503)가 1회 이동만으로 피측정자의 모든 면에 부착된 표식자(502)를 동시 촬영할 수 있다.
상기 제어부(506)는 생체역학 데이터를 수집하고 상기 수집된 생체역학 데이터를 근거로 근골격계 질환을 진단하는데 필요한 생체역학 파라미터를 산출하는 프로세스 수단을 포함한다.
상기 제어부(506)는 상기 측정자 인터페이스부를 통해 입력되는 측정자의 명령 하에 상기 측정자 인터페이스 화면을 제공한다.
다시 말해, 상기 제어부(506)는 측정자가 생체역학 파라미터를 선택할 수 있도록 상기 측정자 인터페이스 화면에 생체역학 파라미터 목록을 구성함과 아울러, 측정자로부터 선택된 생체역학 파라미터에 해당하는 생체역학 데이터를 수집하기 위하여 상기 측정자 인터페이스 화면에 상기 표식자(502)의 부착에 대한 안내 정보를 구성할 수 있다.
여기서, 상기 제어부(506)는 상기 데이터베이스에 저장된 생체역학 파라미터 별 표식자 부착위치 정보를 근거로 측정자가 선택한 생체역학 파라미터에 해당하는 표식자 부착위치 정보를 읽어와 상기 측정자 인터페이스 화면을 구성할 수 있다.
상기 제어부(506)는 촬영부(503)를 통해 피측정자의 골격 위치에 부착된 표식자(502)의 위치를 촬영한 후 상기 측정자 인터페이스 화면을 통해 제공한 표식자 부착위치를 기초로 상기 촬영된 표식자(502)의 위치를 검증할 수 있다.
상기 제어부(506)는 상기 촬영된 표식자(502)의 위치와 상기 측정자 인터페 이스 화면에 제공된 표식자 부착위치를 비교하여 표식자가 부착되지 않은 누락상태 또는 표식자 위치가 소정 범위를 벗어나 부착된 오류상태를 판단할 수 있다.
상기 제어부(506)는 상기 촬영된 표식자(502)의 위치 검증시 상기 누락상태 또는 오류상태의 표식자가 감지될 경우 상기 측정자 인터페이스 화면을 통해 소정의 에러 메시지를 출력할 수 있다. 상기 에러 메시지와 함께 상기 누락상태 또는 오류상태의 표식자를 지시하여 알릴 수도 있다.
본 발명의 시스템 구성에 의하면, 측정자가 보다 용이하게 표식자를 부착할 수 있도록 생체역학 파라미터 별 생체역학 데이터의 측정지점인 표식자의 위치 안내를 제공한다.
특히, 본 발명은 측정자가 부착한 표식자에 대하여 위치 검증을 수행하고 표식자가 누락되거나 잘못 부착되어 있을 경우 이에 대한 에러 상태를 알림으로써 측정자의 확인을 요청할 수도 있다.
본 발명에 따른 생체역학 파라미터 별 생체역학 데이터 수집 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플 롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 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 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도1은 표식자를 이용한 비전 시스템에 있어서 본 발명에 따른 생체역학 데이터 수집 방법의 전 과정을 도시한 도면이다.
도2는 생체역학 파라미터 목록과 표식자 부착위치 안내를 위한 측정자 인터페이스 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도3은 피측정자의 전면, 후면, 오른쪽 측면, 왼쪽 측면에 각각 부착할 표식자 위치 안내를 위한 측정자 인터페이스 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도4는 피측정자에 부착한 표식자의 위치를 검증하는 과정에서 표식자의 누락상태 또는 오류상태를 안내하기 위한 측정자 인터페이스 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도5는 표식자를 이용한 비전 시스템에 있어 본 발명에 따른 생체역학 데이터 수집 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
501: 입력부
502: 표식자(marker)
503: 촬영부
504: 디스플레이부
505: 저장부
506: 제어부

Claims (25)

  1. 표식자(markers)를 이용한 비전 시스템(vision system)의 생체역학 데이터 수집 방법에 있어서,
    적어도 하나의 생체역학 파라미터를 선택하는 단계; 및,
    상기 선택된 생체역학 파라미터에 상응하는 생체역학 데이터를 수집하도록 상기 표식자 부착에 대한 안내정보를 제공하는 단계
    를 포함하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 생체역학 파라미터를 선택하는 단계는,
    측정자의 명령에 따라 측정자 인터페이스 화면을 실행하는 단계와,
    상기 측정자 인터페이스 화면을 통해 피측정자의 근골격계 질환을 진단하는데 필요한 적어도 하나의 생체역학 파라미터를 선택하는 단계
    를 포함하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측정자 인터페이스 화면은,
    상기 생체역학 파라미터를 선택하기 위한 생체역학 파라미터 목록을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 생체역학 파라미터 목록은,
    손가락의 휨 정도, 팔 골격의 휨 정도, 어깨의 높이 차이, 어깨의 회전 정도, 어깨의 경도(tilting) 정도, 척추의 만곡 방향, 척추의 만곡 정도, 귀와 어깨간의 거리 간격, 골반의 전후/좌우 높이 차이, 골반의 회전 정도, 골반의 경도 정도, 하지 골격의 휨 정도, 대퇴골과 하퇴골 간의 각도, 중골의 정점과 발바닥의 각도, 복사뼈와 슬관절의 각도, 발가락의 휨 정도 중 적어도 하나의 생체역학 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 측정자 인터페이스 화면은,
    상기 생체역학 파라미터의 선택에 따라 상기 표식자 부착 위치를 안내하는 안내메뉴를 더 포함하고,
    상기 선택된 생체역학 파라미터에 상응하는 생체역학 데이터를 수집하도록 상기 표식자 부착에 대한 안내정보를 제공하는 단계는,
    상기 생체역학 파라미터 목록에서 선택된 생체역학 파라미터 별로 표식자 부착위치를 결정하는 단계와,
    상기 결정된 표식자 부착위치를 상기 안내메뉴를 통해 안내하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 안내메뉴는,
    소정의 인체 형상을 모델로 하여 상기 결정된 표식자 부착위치에 상응하는 상기 인체 형상의 해당 부위에 표식자를 표시하는 표식자 표시영역과,
    상기 표식자 각각의 부착 위치를 설명하는 안내문구를 표시하는 안내문구 표시영역
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 안내메뉴는,
    상기 인체 형상을 전면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면으로 구분하여 각 일면에 대한 상기 표식자 표시영역을 각각 구성하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 생체역학 파라미터 별로 표식자 부착위치를 결정하는 단계는,
    기 정의된 생체역학 파라미터 별 표식자 부착위치를 저장하는 데이터베이스를 구축하고,
    상기 생체역학 파라미터가 선택되면 상기 데이터베이스로부터 해당 파라미터의 표식자 부착위치를 읽어오는 단계임을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 선택된 생체역학 파라미터에 상응하는 생체역학 데이터를 수집하도록 상기 표식자 부착에 대한 안내정보를 제공하는 단계는,
    상기 측정자가 상기 안내메뉴를 참고하여 상기 피측정자의 골격 부위에 표식자를 부착하는 단계와,
    상기 표식자 부착이 완료되면 상기 측정자 명령에 따라 상기 피측정자에 부착된 표식자 위치 검증을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피측정자에 부착된 표식자 위치 검증을 수행하는 단계는,
    소정의 촬영수단을 이용하여 상기 부착된 표식자의 위치를 감지하는 단계와,
    상기 안내메뉴를 통해 제공하는 표식자 부착위치를 근거로 상기 감지한 표 식자의 위치를 검증하는 단계
    를 포함하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피측정자에 부착된 표식자 위치 검증을 수행하는 단계는,
    상기 안내메뉴를 통해 제공하는 표식자 부착위치와 상기 감지한 표식자의 위치를 비교하여 표식자가 부착되지 않은 누락상태 또는 표식자 위치가 소정의 범위를 벗어난 오류상태를 판단하는 단계
    를 더 포함하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 피측정자에 부착된 표식자 위치 검증을 수행하는 단계는,
    상기 누락상태 또는 오류상태가 감지되면 소정의 에러 메시지를 출력하는 단계
    를 더 포함하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 에러 메시지를 출력하는 단계는,
    상기 안내메뉴를 통해 상기 에러 메시지와 함께 상기 누락상태 또는 오류상태가 감지된 표식자를 지시하는 단계임을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체 역학 데이터 수집 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    소정의 촬영수단을 이용하여 상기 부착된 표식자의 위치를 감지하는 단계는,
    상기 촬영수단의 설치형태를 판단하는 단계와,
    상기 촬영수단의 설치형태에 따라 상기 피측정자의 전면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면에 부착된 표식자의 위치를 촬영하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 촬영수단의 설치형태는,
    상기 피측정자의 전면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면 중 일면을 촬영하도록 설치된 제1형태이거나, 전면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면 중 두 면을 동시 촬영하도록 설치된 제2형태이거나, 전면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면의 네 면을 동시 촬영하도록 설치된 제3형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 촬영수단의 설치형태에 따라 상기 피측정자의 전면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면에 부착된 표식자의 위치를 촬영하는 단계는,
    상기 촬영수단이 제1형태일 경우 상기 피측정자의 전면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면 중 일면씩 순차적으로 촬영하거나,
    상기 촬영수단이 제2형태일 경우 상기 피측정자의 전면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면 중 두 면씩 순차적으로 촬영하거나,
    상기 촬영수단이 제3형태일 경우 상기 피측정자의 전면, 후면, 왼쪽 측면, 오른쪽 측면 전체를 동시 촬영하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
  18. 표식자를 이용하여 피측정자의 근골격계 질환을 진단하는데 필요한 생체역학 데이터를 수집하는 시스템에 있어서,
    측정자가 적어도 하나의 생체역학 파라미터를 선택하기 위한 측정자 인터페이스부; 및,
    상기 선택된 생체역학 파라미터에 상응하는 생체역학 데이터를 수집하도록 상기 측정자 인터페이스를 통해 상기 표식자 부착에 대한 안내정보를 제공하는 제 어부
    를 포함하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 측정자 인터페이스부는,
    상기 측정자 명령을 입력받기 위한 입력부와, 상기 표식자 부착에 대한 안내정보를 표시하기 위한 디스플레이부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 생체역학 파라미터를 선택하기 위한 파라미터 목록 및, 상기 선택된 생체역학 파라미터에 따라 표식자 부착위치를 안내하는 안내메뉴를 포함하는 측정자 인터페이스 화면을 제공하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    기 정의된 생체역학 파라미터 별 표식자 부착위치를 저장하기 위한 저장부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 측정자로부터 생체역학 파라미터가 선택되면 상기 저장부에 저장된 해당 파라미터의 표식자 부착위치를 근거로 상기 표식자 부착에 대한 안내정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 시스템.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 표식자 부착에 대한 안내정보를 근거로 피측정자의 골격 부위에 표식자를 부착한 후 상기 피측정자에 부착된 표식자의 위치를 감지하기 위한 촬영부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 데이터베이스에 저장된 생체역학 파라미터 별 표식자 부착위치를 근거로 상기 촬영부를 통해 감지된 피측정자의 표식자 위치를 검증하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 표식자 위치를 상기 데이터베이스에 저장된 표식자 부착위치와 비교하여 표식자가 부착되지 않은 누락상태 또는 표식자 위치가 소정의 범위를 벗어난 오류상태를 감지하고 상기 누락상태 또는 오류상태에 대한 소정의 에러 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 에러 메시지와 함께 상기 누락상태 또는 오류상태에 해당하는 표식자를 지시하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 시스템.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 표식자는,
    반사 표식자(reflective marker) 또는 칼라 표식자(color marker)를 사용하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 촬영부는,
    상기 표식자가 반사 표식자일 경우 적외선 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 또는 적외선 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 카메라를 사용하고, 상기 표식자가 칼라 표식자일 경우 일반 CCD 카메라 또는 일반 CMOS 카메라를 사용하는 것을 특징으로 하는 생체역학 파라미터별 생체역학 데이터 수집 시스템.
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