KR20110034596A - 휴대용 상지 재활 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자연스럽게 팔을 뻗고 들어올리는 운동을 수행할 때 어려움이 있는 장애를 가진 유저를 재활시키기 위한 휴대용 재활 장치(10)에 관한 것으로서, 상기 휴대용 재활 장치(10)는 유저의 팔뚝이 고정될 수 있는 암레스트(12)와 표면 위에서 상기 암레스트(12)의 운동을 가능하게 하기 위한 수단(16)을 포함한다. 상기 휴대용 재활 장치(10)는 상기 암레스트(12)의 운동을 모니터링 하기 위한 수단(18)과 표면에 대해 직각 방향으로 유저의 팔에 의해 가해진 힘을 탐지하기 위한 수단(13)을 추가로 포함한다. 상기 휴대용 재활 장치(10)는 유저가 팔뚝이 지탱되고 고정되도록 넓은 공간에서 팔을 뻗는 운동을 수행할 수 있게 한다. 팔뚝이 지탱되고 고정되기 때문에, 상기 휴대용 재활 장치(10)는 어깨의 트레이닝 운동을 더 잘 조절할 수 있게 해 주며, 핸들을 쥘 때 발생할 수 있는 조절되지 않은 팔꿈치 운동을 방지할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 자연스럽게 팔을 뻗고 들어올리는 운동을 수행할 때 어려움이 있는 장애를 가진 유저를 재활시키기 위한 휴대용 재활 장치에 관한 것이다. 이 휴대용 재활 장치는 특히 상지 질환 혹은 신경혈관 또는 근골격 상해를 치료하기 위한 재활 및/또는 물리치료 프로그램에 사용하기에 적합하다.
수많은 사람들이 매년 상지 운동 손상으로 인한 장애를 입는다. 이러한 장애는 뇌졸중(예를 들어 미국심장협회와 미국뇌졸중협회에서 출간한 'Heart disease and stroke statistics 2007'을 참조하라)과 같은 신경 질환으로 인해 유발될 수 있거나, 혹은 근골격 상해로 인해 유발될 수 있다. 두 경우 모두, 이러한 질환으로 인해 움직임의 범위가 축소되고, 근육이 약해지며, 해당 팔다리 부위의 움직임 속도가 느려지고 및/또는 해당 팔다리 부위의 조정력이 감소된다.
이러한 장애의 정도를 줄이는데 물리치료가 효과적인 것으로 알려져 있다(Nancy Byl et al., Neurorehabilitation and Neural Repair, Vol. 17, No. 3, 176-191 (2003); Darlene Hertling, Lippincott Williams and Wilkins publishing, 2005). 최근에 발간된 리서치(Liesbet De Wit et al., Stroke. 2007;38;2101)에 따르면, 환자들이 매일 더 오랜 시간 동안 치료를 받는 케어 센터(care center)에서 더 우수한 재활 효과가 발생하는 것으로 입증되었다. 현재, 물리치료는 병원 또는 특별한 케어 센터에서만 시행되고 있다. 물리치료사는 트레이닝 세션 동안 환자가 일련의 반복 운동을 수행하도록 이끄는데, 물리치료사의 가용성 및 비용으로 인해 보통 트레이닝 세션의 치료시간과 횟수가 제한된다. 게다가, 목표 측정 기술의 결여로 인해 치료과정의 초기에는 장애 정도를 평가하고 치료의 혜택을 정량화하기 어렵다.
이러한 상황을 개선하기 위해 로봇 장치들이 잠재성을 지니고 있다. 환자의 팔에 기계적으로 결합된 지능형 로봇이 재활 기간 동안 운동을 수행하는 환자를 보조하고 이에 따라 재활 트레이닝에 사용되는 시간을 늘리도록 사용될 수 있다. 게다가, 이러한 로봇의 센서들은 치료 과정의 초기에 장애 정도를 측정하고 그 진행상황을 모니터링 하도록 사용될 수 있다.
사실, 과거 다수의 로봇 장치들은 학구적 목적과 상업용 목적 모두를 위해 개발되어 왔다. 예를 들어, 미국 시애틀의 University of Washington에서, 상지의 힘의 손실을 포함해서 기능장애를 해결하기 위한 재활/보조 장치로써 7 자유도의 전동식 상지 외골격이 개발되었다. 이탈리아 피사의 Scuola Superiore Sant'Anna에 있는 연구원들은 뇌졸중 후에 상지의 운동 회복을 위해 비용이 저렴한 2 자유도의 직각좌표계 로봇인 MEMOS 시스템을 개발하였다. 미국 North Western University에서는 파지 및 릴리스 태스크 동안 팔운동 트레이닝을 위해 가상 세계를 생성하기 위해 ACT 3D 시스템을 개발하였다.
학구적 연구에서는 소수의 상업용 장치들을 개발하여 왔다. 예를 들어, 미국 보스톤의 MIT에서는 학구적 연구 토대로서 MIT-Manus를 개발하였으며, 이에 따른 특허(미국특허번호 5,466,213호(1995년))는 어깨, 팔꿈치 및 손목의 재활을 위해 사용되는 InMotion 1, 2, 3 장치들로서 미국 Interactive Motion Technology사에 의해 상용화되었다.
이와 비슷하게, 업계에 제출된 다수의 특허들이 있다. 예를 들어, Erlandson(미국특허번호 4,936,299호(1990년))은 CPU에 의해 제어되는 로봇팔을 이용하는 재활 기기 및 방법을 기술하고 있다. Baker(특허번호 CA 2 244 358호(2000년))는 손목의 재활을 위한 손목 치료 회전자(rotator)를 기술하고 있다. Reinkensmeyer et al.(미국특허번호 6,613,000호(2003년))은 촉각 손상을 가진 환자들을 위한 팔운동 치료를 제공하는 컴퓨터 기반 시스템을 기술하는데, 이 시스템은 인터넷을 통해 작동할 수 있으며 개인별 치료 운동 프로그램들을 제공한다. Diaz et al.(미국특허번호 2005/0273022 A1호(2005년))은 지속적인 수동 운동(continuous passive motion)에 의해 관절 재활을 위한 휴대용 의료 장치를 기술하고 있다. Dewald et al.(미국특허번호 2007/0066918 A1호(2007년))은 뇌졸중 또는 그 외의 신경 질환 후에 중력으로 인한 팔다리 조정력 기능장애의 재활을 위한 시스템을 기술하고 있다.
MIT-Manus와 같은 로봇들로 수행된 연구 및 의학적인 실험들에 대한 결과에서, 로봇 치료가 안전하고 환자들이 잘 수용할 수 있으며 유용하다는 것을 보여준다(예를 들어, Krebs et al., Technol. Health Care 7, 6 (Dec. 1999), 419-423를 참조하라).
하지만, 현 세대의 재활 로봇들은 여전히 해결하지 못한 문제점들을 지니고 있어서 사용이 확대되기에 걸림돌이 되고 있다. 이 문제점들 중에 비용문제는 중요한 문제 중의 하나이다. 이러한 로봇 장치들은 케어 센터들이 광범위하게 채택하기에 충분히 저렴해야 한다. 사용하는 데 있어서 간단성도 환자들이 집에서 로봇 장치들을 사용하는 경우에 중요한 사항 중 하나이다. "집에서의 사용" 기능은 이러한 장치의 휴대성을 위해 필요하다. 사실, 이 로봇 장치들과 및/또는 이전에 기술된 특허들은 대략 2 범주: (1) 장치의 복잡한 구조로 인해 서로 다른 다수의 재활 프로그램들을 실행하도록 사용될 수 있는 값비싸고 휴대용이지 않은 장치; (2) 제한된 수의 재활 프로그램들을 위해 사용될 수 있으며 상대적으로 간단하고 더 특화된 장치들로 구분할 수 있다.
이러한 특정 장치들을 위해 몇몇 특허들이 허여되어 왔다. 예를 들어, 미국특허번호 2007/0021692호는 유도 팔다리 운동을 수행하기 위한 시스템을 기술하고 있다. 손 또는 발의 궤적은 위치 센서들에 의해 기록되며 팔다리에 의해 가해진 압력도 기록될 수 있다.
WO 특허번호 99/61110호는 빠르게 팔을 뻗는 운동(전방 패스 운동)의 트레이닝을 위한 시스템을 기술하고 있다. 이 시스템은 위치 측정(손, 팔, 관절), EMG 측정 및 유저에 대한 피드백을 일체로 구성한다.
미국특허번호 7,311,643호는 휴대용 상지 및 어깨 운동용 보드를 기술하고 있다. 이 휴대용 상지 및 어깨 운동용 보드는 가변적인 불연속 마찰 계수를 가진 평면에서 핸들을 이동시키기 위한 수단을 제공한다.
일본특허번호 2007185325호는 테이블 위에서 팔을 뻗는 운동을 수행하기 위한 시스템을 기술하고 있다. 이 시스템은 휴대용이며 유저에 의해 사용된 그립(grip)의 위치를 측정하고 상기 그립에 작용하는 힘을 측정하기 위한 수단을 제공한다. 상기 그립의 위치는 팔의 형상에 대한 정보를 제공하지 않는다.
일본특허번호 2002272795호는 유저에 의해 그립에 가해진 힘과 위치를 측정하는 장치(이송 장치)를 포함하는 상지 재활 장치 및 피드백 수단을 기술하고 있다. 이 시스템은 상기 이송 장치가 이동할 수 있는 트랙들이 있는 측정 테이블을 필요로 한다.
일본특허번호 2004008605호는 팔다리 재활 트레이닝 기기를 기술하고 있다. 이 팔다리 재활 트레이닝 기기는 비디오 피드백, 오디오 피드백, 진동과 같이 유저에게 피드백을 제공하기 위한 수단과 함께 고정 장치 위에 팔다리에 의해 가해진 힘을 측정하기 위한 수단을 제공한다.
본 발명의 목적은 넓은 공간에서 유저가 팔을 뻗는 운동을 수행할 수 있게 하는 간단하고 비용 효율적인 장치를 제공하는 데 있다.
따라서, 본 발명의 한 특징에 따라서, 독립항인 청구항 제 1항에 따른 휴대용 재활 장치가 제공된다. 종속항 제 2-26항에서 바람직한 구체예들이 정의된다.
본 발명에 따르면, 자연스럽게 팔을 뻗고 들어올리는 운동을 수행할 때 어려움이 있는 장애를 가진 유저를 재활시키기 위한 휴대용 재활 장치는 유저의 팔뚝(forearm)이 고정될 수 있는 암레스트(armrest)와 표면 위에서 상기 암레스트의 운동을 가능하게 하기 위한 수단을 포함한다. 상기 휴대용 재활 장치는 상기 암레스트의 운동 즉 상기 암레스트의 위치/속도/가속도 및 방향을 모니터링 하기 위한 수단을 추가로 포함한다. 또한 상기 휴대용 재활 장치는 표면에 대해 직각 방향으로 상기 암레스트 상에서 유저의 팔에 의해 가해진 힘을 탐지하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명에 따른 휴대용 재활 장치에서는, 상기 장치의 디자인에 구성의 단순화와 비용 절감이 고려되었다. 본 발명에서 제안된 장치는 실질적으로 고정 장치, 프레임-기반 장치, 또는 레일 또는 트랙 위를 이동하는 장치가 아닌 모바일 로봇(mobile robot)이다. 따라서 휴대성이 개선된다. 게다가, 이러한 장치는 모듈 방식에 의한 특별 재활 기술 필요성을 보여주고 있다.
본 발명에 따른 휴대용 재활 장치는 위에서 기술한 종래 기술의 장치들과 다르며, 유저가 넓은 공간에서 팔을 뻗는 운동을 수행할 수 있게 하여 팔뚝을 지탱하고 고정할 수 있게 한다. 팔뚝이 지탱되고 상기 휴대용 재활 장치에 고정되기 때문에, 어깨 트레이닝 운동이 더 잘 조절될 수 있게 하고, 오직 핸들을 쥔 경우에서만 가능한, 조절되지 않은 팔꿈치 운동 궤적은 방지된다. 이와 동시에, 팔뚝이 상기 휴대용 재활 장치에 고정되기 때문에, 장치의 위치 및 회전을 탐지하는 것은 팔의 3차원 위치를 정량적으로 더 잘 평가할 수 있게 한다.
이 휴대용 재활 장치가 팔꿈치와 어깨 트레이닝을 위해 설계되었지만, 특정 모듈을 추가함으로써 손목 및 파지 트레이닝(grasping training) 용으로 사용될 수도 있다. 트레이닝 세션의 횟수, 지속시간, 강도 및 타입은 상기 휴대용 재활 장치의 중앙 프로세싱 유닛에서 구동되는 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 휴대용 재활 장치의 네트워킹 기능들은 원격-재활 환경에서 사용할 수 있게 하는데, 이 원격-재활 환경에서 유저와 물리치료사가 같은 공간에 있지는 않지만, 필요할 때마다 물리치료사는 재활 프로그램 변수들을 모니터링하고 변경할 수 있다.
재활 분야에서의 문제점들 중 하나가 팔다리 자체의 무게로 인해 작동되는 팔꿈치 만곡 및 어깨 외전 운동 사이에 발생되는 비정상적인 시너지(abnormal synergy)로 인해 상지의 기능장애의 평가 및 치료에 관한 것인데, 이 문제점은 본 발명에 따른 휴대용 재활 장치에 의해 해결된다. 만성 뇌졸중 환자들은 비정상적인 토크 패턴(torque pattern) 발생을 나타내는 장애를 가진 환자들의 예이다. 장애를 가진 사람이 팔을 신체로부터 더 멀리 뻗고 팔다리에 작용하는 중력을 완전히 극복해야 할 때, 팔을 뻗는 운동은 필히 팔꿈치의 만곡 운동과 결부된다. 이에 따라, 이러한 환자가 자연스럽게 팔을 뻗는 운동을 수행하기가 어렵게 된다. 하지만, 만성 뇌졸중 환자들에게 운동 학습 기능이 여전히 나타나는 것으로 입증되었으며, 이에 따라 어깨와 팔꿈치 작용의 더 기능적인 패턴을 얻을 수 있게 한다(Ellis et al., Muscle Nerve. 2005 Aug; 32(2):170-8).
본 발명에 따르면, 장애를 가진 사람은 팔을 지탱하게 하고, 바람직하게는 힘 센서에 의해, 장애를 가진 사람의 팔을 들어올리는 힘의 정도를 측정하게 하는 팔을 뻗는 운동을 수행할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 장애를 가진 사람에게는 팔을 들어올리는 힘 및 팔뚝의 위치와 방향에 대한 피드백이 제공된다. 그 후, 정확한 팔꿈치/어깨 시너지의 회복 기능을 훈련하도록 사용될 수 있는 가상 시나리오에 나타난 몇몇 태스크를 수행하기 위하여 팔을 뻗는 운동과 팔을 들어올리는 운동을 하게 된다. 예를 들어, 팔을 들어올리는 힘과 위치는 LCD 스크린에 보여지는 2 자유도의 게임 같은 시나리오를 제어하도록 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 재활 트레이닝의 초반부에 환자의 상태를 정량적으로 평가하고 효율적으로 트레이닝시키기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 이에 따라 관절 로봇 또는 케이블 현수식 정형술(cable suspended orthoses)을 사용하는 것이 방지된다.
본 발명은 신경 질환 또는 근골격 질환을 가져서 상지를 움직이기 위한 기능이 부분적으로 손실된 환자들을 트레이닝시키고 또는/및 셀프-트레이닝시키며 이 환자들을 보조하기 위한 장치와 트레이닝 및 측정 방법들을 제공한다. 이 장치는 구현되어야 하는 시스템의 복잡성/기능성의 정도가 서로 다를 수 있도록 모듈 방식인 것이 바람직하다.
한 구체예에서, 상기 장치는 테이블 (또는 그 외의 다른 임의의 적당한 표면) 위에서 작동되는 소형이고 경량의 모바일 로봇이다. 상기 모바일 로봇에는 구 형태의 휠 또는 일반 휠을 가진 베이스 플랫폼(base platform)이 장착된다. 상기 베이스 플랫폼 위에 암레스트가 장착되고, 유저가 자신의 팔뚝을 이 암레스트에 고정시킬 수 있다. 상기 암레스트는 로봇 베이스에 연결되며 상기 로봇 베이스에 대한 암레스트 높이는 미리 정해진 값들의 범위에서 선택될 수 있다. 또한 힘/토크 센서들도 장착되어 수직축을 따라 유저에 의해 가해진 힘들이 적어도 측정되고 기록될 수 있다. 상기 모바일 베이스에는 로봇과 암레스트의 위치/속도/가속도를 모니터링 할 수 있게 하는, 광학 트래킹 센서들과 같은 센서들이 장착된다. 상기 장치는 팔뚝을 암레스트에 고정시키기 위한 고정 수단을 포함하며, 이 고정 수단은 Velcro 스트랩, 공압식 브레이슬릿, 및 한 명의 유저 팔뚝 형태에 적당한 3D-인쇄된 브레이슬릿의 군으로부터 선택된다. 통상 비디오 스크린인 피드백 인터페이스가 제공되며(하지만, 비디오 피드백, 오디오 피드백, 촉각 피드백, 또는 이들의 조합들도 사용될 수 있음), 유저는 자기 자신의 활동을 모니터링 할 수 있다. 상기 장치는 프로세싱 유닛, 저장 유닛, 및 유선/무선 통신 유닛이 장착된 시스템의 일부이다.
상기 로봇은 로봇이 환자들에 의해 작동될 수 있도록 설계된다. 네트워크 프로토콜을 통해 상기 로봇과 원격으로 통신하는 보조 시스템이 제공될 수 있다. 이 보조 시스템은 의료진에 의해 사용되어야 하도록 설계되며 재활 세션 동안 상기 로봇에 의해 전송되고 수집된 데이터를 해석하고 분석하기 위하여 적합한 소프트웨어와 함께 프로세싱 및 데이터 저장 수단을 제공한다.
초기의 장애 정도를 수립하고 치료를 통한 환자의 진척상태를 모니터링 하기 위하여 측정 방법이 실현될 수 있다. 이 측정 방법은 유저에 의해 암레스트에 가해진 힘/토크의 기록과 측정 및 로봇의 모바일 베이스의 운동의 기록과 측정에 따른다.
재활 트레이닝 방법은 모바일 로봇을 사용함으로써 수행되는 태스크에 대해 환자에게 상호 지시를 주고 받는 소프트웨어를 이용한다. 환자는 일종의 인터랙티브 게임(interactive game)에서 환자 자신의 수행능력에 대한 피드백을 지속적으로 받는다.
수행될 수 있는 운동의 타입은 케어 센터 의료진에 의해 원격으로 결정될 수 있고 및/또는 유저의 수행능력에 적합하도록 일정하게 결정될 수 있다.
전체 시스템은 모듈 방식일 수 있으며, 이에 따라 앞에서 기술된 구체예는 시스템의 기능을 확장하기 위해 추가 부재들에 의해 통합될 수 있다.
한 구체예에서, 테이블 표면 위에서 모바일 로봇의 보조 운동(유저는 운동을 시작하고 시스템은 이 운동을 끝내도록 유저를 보조함) 또는 능동 운동(상기 시스템은 미리 결정된 궤적들을 통해 유저의 팔이 안전하게 운동하도록 구동됨)을 도입하기 위하여 모바일 베이스에 액츄에이터들이 추가될 수 있으며, 이에 따라 힘의 영역들이 시뮬레이션 될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 모바일 유닛은 휠을 가지지 않고 패드 위에서 끌어 당겨질 수 있는 베이스를 가진다. 패드와 모바일 로봇 베이스의 재료를 선택함으로써 이들 사이의 마찰력이 바뀔 수 있다. 예를 들어, 테플론 대 테플론은 0.04의 정마찰계수를 보인다.
또 다른 구체예에서, 적절하게 개발된 암레스트 장치에 의해 손목 내전-외전 운동(pronation-supination) 또는 요척골 변위(radio-ulnar deviation) 트레이닝이 포함될 수 있다. 이와 동일한 방식으로 파지 트레이닝도 추가될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 치료를 개선시키기 위하여 시스템의 성능에 기능성 전기 자극(Functional Electrical Stimulation; FES)이 추가될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 의료진에게 근육 활성화에 대해 더 많은 데이터를 제공하여 이에 따라 치료가 조절될 수 있도록 하기 위해 상지 근육들의 EMG 모니터링이 추가될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 재활 동안 활성화되는 뇌 패턴들에 대한 정보를 의료진에게 제공하기 위해 EEG 모니터링이 도입될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 수직축을 따라 모바일 장치와 암레스트 간의 인터페이스에 선형 액츄에이터가 추가될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 환자의 손목, 팔꿈치 및 어깨 관절들을 직접 모니터링 하기 위해 관절 위치 측정 시스템이 상기 장치에 통합될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 환자의 손목, 팔꿈치 및 어깨 관절들을 직접 모니터링 하기 위해 (예컨대, Fastrak Polhemus 또는 Patriot 및 이와 유사한 것들과 같은) 3D 위치 측정 시스템이 상기 장치에 통합될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 구 형태의 휠들에는 전기제어 브레이크들이 장착되며 이에 따라 모바일 로봇을 이동시키기에 필요한 작동이 제어될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 트레이닝 운동을 정성적으로 및/또는 정량적으로(팔다리의 궤적 및/또는 각위치들을) 시각적으로 모니터링 하도록 사용될 수 있는 CMOS 또는 CCD 카메라 세트가 제공된다.
또 다른 구체예에서, 상기 모바일 장치는 패드 위에서 사용된다. 이 패드는 서로 다른 높이들을 가진 영역들을 포함한다. 상기 장치의 수직 위치는 상기 패드의 3D 소프트웨어 맵(map)과 함께 상기 장치의 평면 위치로 결정된다.
본 발명의 상기 형태들과 그 외의 다른 형태들은 밑에서 기술되는 구체예들의 설명을 참조하여 더욱 명확하게 될 것이다.
하기 상세한 설명과 함께, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명이 더 잘 이해될 것이며 본 발명의 여러 목적들과 이점들은 당업자에게 더욱 자명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 구체예에 따른 휴대용 재활 장치를 도식적으로 예시한 상부도이다.
도 2는 도 1에 도시된 장치의 긴 면을 도식적으로 예시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 장치를 도식적으로 예시한 바닥 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 장치의 짧은 면을 도식적으로 예시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 장치를 도시한 간단한 3차원 도면이다.
도 6은 본 발명의 구체예에 따른 재활 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 7은 도 1에 도시된 장치의 사용가능한 경우를 도식적으로 도시한 도면이다.
도 8은 병행 재활 개념을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 9는 휴대용 재활 장치의 위치와 방향을 계산하여 도시한 그래프이다.
도면 전반에 걸쳐 유사한 도면부호는 유사한 부재들을 가리킨다.
도 2는 도 1에 도시된 장치의 긴 면을 도식적으로 예시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 장치를 도식적으로 예시한 바닥 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 장치의 짧은 면을 도식적으로 예시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 장치를 도시한 간단한 3차원 도면이다.
도 6은 본 발명의 구체예에 따른 재활 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 7은 도 1에 도시된 장치의 사용가능한 경우를 도식적으로 도시한 도면이다.
도 8은 병행 재활 개념을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 9는 휴대용 재활 장치의 위치와 방향을 계산하여 도시한 그래프이다.
도면 전반에 걸쳐 유사한 도면부호는 유사한 부재들을 가리킨다.
도 1-5를 보면, 본 발명에 따른 휴대용 재활 장치(10)의 대표적인 구체예가 기술될 것이다. 본 명세서에서 모바일 유닛 또는 모바일 로봇으로도 언급되는 휴대용 재활 장치는 장치 베이스(14)로 구성되는데, 상기 장치 베이스(14)는 본 명세서에서 세 개의 구 형태의 휠(16)을 가진 모바일 플랫폼으로도 언급되며 상기 세 개의 구 형태의 휠(16)들은 정삼각형의 꼭지점들에 배열되어 상기 휴대용 재활 장치를 이동할 수 있게 한다. Alwayse 또는 Omnitrack 또는 이와 유사한 상업용 볼 트랜스퍼 장치들이 구 형태의 수동형 휠들로서 사용될 수 있다. 유저의 팔뚝이 고정될 수 있는 암레스트(12)가 모바일 플랫폼에 연결된다. 광학 트래킹 장치가 상기 모바일 플랫폼(14) 내에 매립되며 이에 따라 휴대용 재활 장치가 이동될 때 휴대용 재활 장치의 위치와 방향이 계산될 수 있다.
상기 광학 트래킹 장치는 두 개의 광학 마우스 센서(18)들로 구성된다. 이 두 광학 마우스 센서들 중 한 센서는 모바일 플랫폼의 중앙에 위치되며, 다른 센서는 중앙으로부터 암레스트의 장축 방향으로 거리(L)만큼 떨어져 위치된다. 두 센서들을 판독하며 상대 위치를 측정할 수 있다. 이 시스템을 미리 정해진 위치와 방향에 배치함으로써 사용을 시작할 때 상기 시스템이 캘리브레이션 된다.
도 9를 보면, P≡(Xp, Yp)가 중앙의 광학 센서의 위치이고 Q≡(Xq, Yq)가 P(Po), P로부터 Q까지의 X축 및 Y축의 초기 위치의 중앙에 배치된 직각좌표계에 대한 그 외의 다른 센서의 위치이며 테이블 표면으로부터 상부를 가리키는 Z축을 가지도록 배열되면, 각각의 경우에서 상기 장치의 위치는 (Xp, Yp)이며 상기 장치의 방향(암레스트의 초기 위치에 대한 암레스트의 장축의 각도)은 간단한 삼각함수 공식을 사용하여 계산할 수 있다. 예를 들어, (Xq-Xp)＞0이고 (Yp-Yq)≥0이면, β=atan((Yp-Yq)/(Xq-Xp)이 된다. 전체 방향 공간을 다루기 위하여, 상기 공식의 확장공식 또는 그 외의 다른 동등한 공식들은 당업자에게 자명할 것이다.
도 1-5에 도시된 휴대용 재활 장치는 세 개의 기본 유닛들: 제한되지 않은 평면 운동을 수행할 수 있으면서도 중력에 대해 팔다리를 능동적으로 또는 수동적으로 지탱하도록 사용되는 휴대용 재활 장치(10), 피드백 및 연산 유닛(30) 및 리모트 컨트롤 및 시각 유닛(60)으로 구성된 도 6에 도시된 시스템 내에서 사용되는 것이 바람직할 것이다. 게다가, 휴대용 재활 장치(10)의 운동을 위해 적절한 표면을 제공하도록 패드(텍스쳐링된 폴리머 표면 또는 폴리에스테르 표면 또는 이와 유사한 표면을 가진)가 사용될 수 있다. 이 패드는 몇몇의 특별히 설계된 돌출부(obstacle)들 또는 통로(path) 또는 상기 모바일 장치가 구동될 수 있는 3차원 구조물들을 포함할 수 있다.
모바일 플랫폼(14)은 (Gumstix™ 모듈 또는 이와 유사한 것과 같은) 매립형 프로세싱 유닛(26)을 수용하는데, 상기 프로세싱 유닛(26)은 아날로그 입력 확장부, 디지털 입력/출력 확장부, 및 유선/무선 통신 확장부를 가진다. 상기 아날로그 입력 확장부는 암레스트(12)에 가해진 힘을 측정하는 힘/토크 센서(13)들로부터, 광학 센서(18)들로부터 또는 이 두 센서들로부터 나온 신호들을 받아들인다.
본 장치의 한 구체예에서, 암레스트(12)에는 3 자유도를 가진 힘 센서가 장착되는데, 상기 힘 센서는 수평 표면에 대해 평행한 평면을 식별하는 두 축 상에서 그리고 수직축 상에서 힘들을 모니터링 한다. 이 힘 센서는 상용 제품(ATI 힘/토크 센서 또는 이와 유사한 것)에서 수행된 것과 같이 스트레인 게이지 또는 이와 비슷한 기술을 사용하여 실행될 수 있다. 또한 암레스트에는 힘이 수직축에 가해질 때 상기 수직축 상에서 암레스트의 왕복 운동을 제한하고 선택할 수 있게 하는 댐핑 장치가 장착될 수 있다. 또한 상기 암레스트에는 환자의 팔을 모바일 장치에 고정시키기 위해 Velcro 스트랩 또는 그 외의 유사한 수단(20)이 제공된다.
상기 휴대용 재활 장치는 모바일 베이스의 능동 운동(active movement) 또는 보조 운동(assisted movement)을 제공하기 위해 액츄에이터(22)들을 포함하고 수직힘들에 대한 컴플라이언스(compliance) 및/또는 상기 장치 베이스에 대한 암레스트의 높이를 조절하기 위해 액츄에이터(24)들을 포함할 수 있다.
피드백 및 연산 유닛(30)은 프로세싱 유닛(32), 매립형 프로세싱 유닛(26)으로부터 데이터를 수신하고 매립형 프로세싱 유닛(26)으로 데이터를 전송하기 위한 트랜스리시버 유닛(34), 저장 유닛(36) 및 유저(50)에 피드백을 제공하기 위한 피드백 인터페이스(40)를 포함한다.
상기 피드백 및 연산 유닛(30)은 휴대용 재활 장치(10)에 의해 지탱되는 장애 팔에 의해 가상 시나리오에서 작동할 수 있게 하는 비디오 피드백 및/또는 오디오 피드백 및/또는 촉각 피드백을 제공한다. 한 구체예에서, 상기 피드백 및 연산 유닛(30)은 상용 PC와 통신하는, 오디오 스피커들과 스크린(LCD 또는 그 외의 다른 상용 스크린)으로 구성된다. 이 PC는 휴대용 재활 장치(10) 상에 배치된 센서들로부터, 또는 주변에 배치된 센서로부터, 또는 유저 신체 위에서, 또는 이 둘 다로부터 무선 링크에 의해 전송된 데이터를 습득할 수 있다. 무선 전송은 802.11 프로토콜 또는 이와 유사한 것(예를 들어 WUSB 등)을 사용하여 구현될 수 있다. 게임 같은 소프트웨어가 PC에서 실행되며 유저는 재활 태스크를 수행하기 위해 이 소프트웨어를 작동시킬 수 있다. 이 소프트웨어는 미가공 데이터 컬렉션과 유저 수행능력 통계 계산 및 특별히 작성된 루틴들에 의한 컬렉션을 수행한다. 게다가, 상기 소프트웨어는 표준 인터넷 접속을 통해 메디컬 센터에 있는 서버에 데이터를 전송하는 기능을 포함하고 있다. 또한 상기 소프트웨어는 메디컬 센터에 있는 의료진들의 결정에 따라 재활 태스크를 조율하기 위해 새로운 변수 세트들을 수용할 수 있다.
리모트 컨트롤 및 시각 유닛(60)은 인터넷 접속과 같이 피드백 및 연산 유닛(30)으로부터 정보를 수신하고 피드백 및 연산 유닛(30)으로 정보를 전송하기 위한 수단(62)을 가진 표준형 PC로 구성된다. 이 PC는 환자들이 집에서 진행하는 재활 절차들을 조절하고 모니터링 하기 위해 의료진(80)에 의해 사용된다. 이 PC에서 실행되는 소프트웨어는 환자의 프라이버시를 보호하기 위해 암호화된 접속 방식을 통해 모든 클라이언트들로부터 정보를 모은다. 상기 정보들은 하드디스크와 같은 영구적인 메모리에 저장되지만, 이에만 제한되는 것은 아니다. 또한 데이터 백업 시스템과 UPS 시스템도 제공될 수 있다. 상기 소프트웨어는 환자의 실시간 모니터링을 위해 사용될 수 있다(블록(64)). 이 소프트웨어는 몇몇 GUI(70)에 의해 정보를 보여줄 수 있으며 재활 트레이닝 프로세스를 모니터링 하기 위해 의료진에게 유용한 데이터 통계들과 그 외의 다른 정보를 보여주고 계산할 수 있다(블록(66)). 또한 의료진은 휴대용 재활 장치의 변수들을 설정하기 위해 이 소프트웨어를 사용할 수 있다(블록(68)).
위에서 기술된 시스템의 다수의 대표적인 사용 경우들은 본 발명의 특정의 가능한 경우들을 명확하게 하기 위한 수단으로서 포함된다. 이러한 사용 경우들은 본 발명에 대한 제한사항들로 간주되지 않는다.
통상적인 시나리오에서, 상기 시스템은 편측성 뇌손상(unilateral brain injury)을 겪는 환자들에 있어 중력으로 인한 조정력 결여(lack of coordination) 현상을 감소시키기 위해 관리 치료에 사용될 수 있다. 사실, 비정상적인 토크 패턴 발생을 현저히 줄이고 이에 따라 운동 수행 속도와 도달 영역을 개선하기 위하여 만성 뇌졸중 환자들을 도울 수 있도록 특별히 계획된 트레이닝 태스크들이 알려져 있다(Ellis et al., Muscle Nerve. 2005 Aug; 32(2):170-8).
이 시나리오에 따르면, 초기에 환자는 제안된 시스템에 의해 환자의 상태가 평가될 수 있는 케어 센터에 머무른다. 기록된 정보는 참조물로서 서버에 저장된다. 평가 후에, 의료진은 치료 프로그램을 선택하고 이에 따른 시스템 소프트웨어를 구성한다. 그러면 환자는 이 시스템을 어떻게 적절하게 사용하는지 지시를 받을 수 있다. 또한 의료진은 환자가 케어 센터에서 치료를 시작해야 하는지 또는 집에 보내서도 환자가 휴대용 재활 장치를 사용하여 치료를 계속할 수 있는지를 결정한다. 집에 있을 때(또는 심지어 케어 센터에 있을 때에도), 환자는 지속적인 도움 필요성 없이도 운동을 수행할 수 있으며 환자의 진척상태는 환자 상태가 개선되는 정도에 따라 트레이닝 운동을 조절할 수 있는 의료진에 의해 원격으로 모니터링 될 수 있다.
도 7에 도시된 것과 같이, 휴대용 재활 장치(10)를 사용하면서 유저(50)는 휴대용 재활 장치(10)가 위에 놓인 테이블(110) 앞에 편안하게 앉아 있다. 실행상태에 따라 특정의 패드(120)가 사용될 수도 있다. 유저는 스트랩 벨트 또는 상기 장치에 의해 제공된 그 외의 다른 임의의 고정 시스템을 이용하여 장애 팔의 팔뚝(140)을 암레스트에 고정시킨다. 이 시스템이 작동될 수 있으며 셀프-체크(self-check) 단계를 수행하며 환자에게 캘리브레이션(calibration) 단계를 종료하기 위한 간단한 태스크를 수행하도록 요구할 수 있다. 셀프-체크 단계와 캘리브레이션 단계를 종료하고 난 뒤, 상기 시스템은 휴대용 재활 장치의 초기 위치(130)로부터 시작하는 트레이닝 세션을 시작할 것이다.
통상적인 시나리오에서, 피드백 및 연산 유닛(30)은 휴대용 재활 장치(10)로부터 데이터를 수신하는 프로세싱 유닛(32)에 연결된 오디오 스피커와 비디오 스크린(LCD 또는 그 외의 다른 장치)을 포함한다. 상기 비디오 스크린과 오디오 스피커는 유저가 트레이닝 태스크를 수행하기 위해 작동시켜야 하는 인터랙티브 게임을 유저에게 제공한다. 휴대용 재활 장치(10)는 상기 인터랙티브 게임을 위한 입력 장치로서 작동한다.
더구나, 이 시스템은 특별히 설계된 서버(100)에 접속될 수 있어서 그룹 치료를 가능하게 한다. 이런 방식으로, 여러 명의 유저가 동시에 트레이닝 태스크를 수행할 수 있고 다른 유저와의 활동에 대한 정보를 수신할 수 있으며 트레이닝의 일부로서 다른 유저와 경쟁하거나 또는 협력할 수 있다.
그룹 치료는 온라인 CRPG(온라인 컴퓨터 롤플레잉 게임) 또는 MMORPG(다중 접속 온라인 롤플레잉 게임)의 형태를 띨 수 있다. 도 8은 이러한 병행 재활(concurrent rehabilitation) 개념을 도시한 블록 다이어그램을 나타낸다. 장애를 가진 유저(impaired user) IU 1...IU n는 '집 또는 케어 센서'로 명시된 도 6에 기술된 시스템의 일부를 이용한다. 비-장애 유저(non-impaired user) NU 1...NU n는 상용 입력 장치(조이스틱, 키보드 등)를 사용한다. 케어 센터(90)에 있는 의료진은 '케어 센터'로 명시된 도 6에 기술된 시스템의 일부를 이용한다.
이런 방식을 사용하여, 몇몇 트레이닝 형태들이 사용가능하게 된다:
(1) 유저는 (Second - Life 또는 그 외의 것과 같은 인터넷 기반의 가상 세계 내부에 있을 수 있는) "가상 재활 센터(virtual rehabilitation center)"에 접속될 수 있으며 다른 유저들과 함께 물리치료사의 지시를 따를 수 있으며;
(2) 유저는 트레이닝을 하고 있는 다른 유저들과 함께 팀 게임의 일부분으로서 재활 태스크를 수행할 수 있고;
(3) 유저는 게임 내에서 상호 영향을 끼치기 위해 종래의 입력 장치들을 사용하는 비-장애 유저들과 함께 게임을 수행할 수 있다. 이 모든 트레이닝 형태들은 재활 단계에 "오락" 또는 "재미" 요소를 추가할 수 있어서 치료 그 자체를 수용하는 정도를 개선할 수 있으며 그에 따른 성과도 향상시킬 수 있다.
통상적인 경우에서, 트레이닝에는 팔 들어올리기 운동(어깨 외전 운동)과 조합된 팔을 뻗는 운동을 수행하는 단계가 포함된다. 유저는 유저의 팔뚝을 휴대용 재활 장치(10)에 고정하게 된다. 상기 휴대용 재활 장치는 테이블 표면에서 자유로이 이동될 수 있다. 팔을 뻗는 운동은 상기 휴대용 재활 장치가 휴대용 재활 장치(10)의 상대 위치와 방향 및 이에 따라 암레스트(12)와 암레스트(12)에 고정된 팔뚝의 상대 위치와 방향을 기록하는 위치 센서(18)들을 사용하여 테이블 위에서 이동하게 한다. 통상적인 경우에서, 유저는 예를 들어 뇌졸중 후에 나타나는 비정상적 시너지(abnormal synergy)로 인해 도움 없이는 어깨 외전 운동과 팔을 뻗는 운동을 정확하게 수행할 수 없을 것이다. 하지만, 암레스트 지지부(support)는 유저가 억지로 팔을 들어올리지 않아도 되기 때문에 유저가 상기 비정상적 시너지를 상쇄할 수 있게 할 것이다.
이 간단한 경우에서, 암레스트(12)는 모바일 베이스에 대해 고정 위치를 가져서 등축(isometric) 어깨 외전 운동 트레이닝을 할 수 있게 한다. 암레스트 상에서 팔뚝에 가해진 힘은 암레스트로부터 모바일 베이스로의 연결부 내에 매립된 힘 센서(13)들에 의해 모니터링 된다. 따라서, 유저는 유저가 상기 힘 센서에 의해 측정된 힘이 감소되는 것을 볼 수 있기 때문에 팔을 뻗는 운동을 수행하면서도 팔을 들어올릴 수 있는 기능에 대한 유저의 진척상태를 측정할 수 있다. 이상적인 경우에서, 유저는 팔을 뻗는 운동을 수행하면서도 팔의 무게를 완전히 지탱할 수 있어야 한다.
이보다 좀 더 복잡한 경우에서, 베이스에 대해 암레스트의 수직 이동은 댐핑 시스템에 의해 조절될 수 있거나 또는 암레스트의 수직 이동은 몇몇 액츄에이터들에 의해 보조될 수 있어서, 더 복잡한 재활 패턴들이 실행될 수 있다.
그 어떤 경우에서도, 위치 측정, 방향 측정 및 힘 측정은 게임 같은 트레이닝 소프트웨어와 상호작용하도록 사용될 수 있는 입력물(input)들로 구성된다. 이 소프트웨어는 2D 게임과 같이 매우 간단할 수 있다. 예를 들어, 유저는 팔을 들어올리려고 노력함으로써(장애물을 제거하고 공중에 걸려 있는 보너스 점수들에 팔을 뻗음으로써 등등) 트레이닝 태스크들을 수행하면서 팔뚝의 위치와 방향을 사용하여 간단한 미로 안에서 이동한다. 더 복잡한 시나리오들에서, 상기 휴대용 재활 장치는 다중 유저 온라인 게임 및/또는 인터넷 기반 가상 세계 내에서 그 외의 장애를 가진 유저들과 또는 비-장애 유저들과 상호작용하도록 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 재활 트레이닝에 추가된 사회적 및 오락적 요소는 재활 속도를 올릴 수 있으며 및/또는 재활 트레이닝을 더욱 효율적이게 할 수 있다.
본 발명이 위의 설명과 도면에서 상세하게 설명되고 예시되었지만, 이러한 설명과 예시는 제한적인 것이 아니라 예시적이거나 또는 대표적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명은 위에서 기술된 구체예들에만 제한되지 않는다.
본 발명을 실시하는데 있어서 당업자들은 도면, 상세한 설명, 및 청구항들을 읽음으로써 위에서 기술된 구체예들에 대한 그 외의 다른 변형예들을 이해할 수 있을 것이다. 청구항에서, 용어 "포함하는(comprising)"은 그 외의 다른 구성요소 또는 단계들을 배제하는 것이 아니며, 부정관사들도 복수형을 배제하는 것이 아니다. 단일의 프로세서 또는 그 외의 유닛은 청구항에서 인용된 몇몇 사항들의 기능을 충족할 수 있다. 특정 요소들이 서로 다른 종속항들에서 인용된다는 사실은 이러한 요소들의 조합이 바람직하게 사용될 수 없다는 것을 가리키지 않는다. 컴퓨터 프로그램이 그 외의 하드웨어의 일부로서 또는 하드웨어와 함께 공급된 솔리드-스테이트 매체 또는 광학 저장 매체와 같이 적절한 매체 상에 저장될 수 있고 분배될 수 있지만 인터넷 또는 그 외의 다른 유선 혹은 무선 정보통신 시스템들과 같이 그 외의 형태들로 분배될 수도 있다. 청구항에서 사용된 임의의 도면부호들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
Claims (26)
- 자연스럽게 팔을 뻗고 들어올리는 운동을 수행할 때 어려움이 있는 장애를 가진 유저를 재활시키기 위한 휴대용 재활 장치(10)에 있어서,
상기 휴대용 재활 장치(10)는:
- 유저의 팔뚝이 고정될 수 있는 암레스트(12)를 포함하고;
- 표면 위에서 상기 암레스트(12)의 운동을 가능하게 하기 위한 수단(16)을 포함하며;
- 상기 암레스트(12)의 운동을 모니터링 하기 위한 수단(18)을 포함하고; 및
- 표면에 대해 직각 방향으로 유저의 팔에 의해 가해진 힘을 탐지하기 위한 수단(13)을 포함하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 1항에 있어서,
상기 암레스트(12)의 운동을 가능하게 하기 위한 수단(16)은 구 형태의 휠 또는 일반 휠인 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 1항에 있어서,
상기 암레스트(12)의 운동을 가능하게 하기 위한 수단(16)은 패드(120) 상에서 끌어 당겨질 수 있는 평평한 베이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
보조 운동 또는 능동 운동을 제공하기 위하여 적어도 액츄에이터(22)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
운동을 조절하기 위하여 적어도 브레이크 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유저의 팔에 의해 가해진 힘을 탐지하기 위한 수단(13)은 적어도 힘 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암레스트(12)의 운동을 모니터링 하기 위한 수단(18)은 상기 암레스트(12)의 위치 및/또는 속도 및/또는 가속도 및/또는 방향을 모니터링 하기 위하여 구성되며 하나 이상의 위치 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 휴대용 재활 장치(10)는 표면 위에서 상기 휴대용 재활 장치(10)의 움직임을 위한 수단을 제공하는 장치 베이스(14)를 추가로 포함하며, 상기 암레스트(12)는 상기 장치 베이스(14)에 연결되는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 8항에 있어서,
상기 장치 베이스(14)에 대해 서로 다른 높이에 상기 암레스트(12)를 고정시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 8항에 있어서,
상기 암레스트(12)에는 상기 장치 베이스(14)에 대해 상기 암레스트(12)의 높이를 조절하기 위하여 적어도 액츄에이터(24)가 장착되는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 8항에 있어서,
상기 암레스트(12)는 자유로이 회전할 수 있거나 또는 팔뚝의 내전-외전 운동을 수용하기 위해 상기 암레스트(12)의 주축을 따라 조절된 액츄에이터들에 의해 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 휴대용 재활 장치(10)는 팔뚝을 상기 암레스트(12)에 고정시키기 위한 고정 수단을 추가로 포함하며, 상기 고정 수단은 Velcro 스트랩, 공압식 브레이슬릿, 3D-인쇄된 브레이슬릿 또는 클립, 변형성 고정 클립의 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 휴대용 재활 장치(10)는 환자의 손목, 팔꿈치 및 어깨 관절들을 직접 모니터링 하기 위한 관절 위치 측정 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 재활 장치(10). - 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 따른 휴대용 재활 장치(10)와 피드백 및 연산 유닛(30)을 포함하는 시스템에 있어서,
상기 피드백 및 연산 유닛(30)은 중앙 프로세싱 유닛(32), 저장 유닛(36), 피드백 인터페이스(40) 및 유선 또는 무선 통신 유닛(34)을 포함하는 시스템. - 제 14항에 있어서,
상기 피드백 및 연산 유닛(30)은 비디오 피드백, 또는 오디오 피드백, 또는 촉각 피드백, 또는 이들의 조합을 실행하기 위해 장착되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
상기 피드백 및 연산 유닛(30)은 유저의 팔뚝이 고정되는 휴대용 장치에 의해 트레이닝 태스크를 수행하기 위해 실행될 수 있는 인터랙티브 게임을 유저에게 제공하기 위하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 트레이닝 태스크를 수행하는데 있어서 유저가 다른 유저들과 경쟁할 수 있거나 또는 협력할 수 있는 그룹 치료 용도로 사용될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 다중 유저 온라인 게임 및/또는 인터넷 기반의 가상 세계와 상호작용하기 위해 게임 서버(100)에 접속될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 14항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
기능성 전기 자극(FES)을 제공하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 14항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
팔 근육들의 EMG 모니터링을 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 14항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,
재활 동안 활성화되는 뇌 패턴들의 EEG 모니터링을 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 14항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
팔의 트레이닝 운동을 정성적으로 및/또는 정량적으로 시각적으로 모니터링 하기 위해 저해상도 CMOS 또는 CCD 카메라 세트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 14항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
서로 다른 높이를 가진 영역들을 포함하는 패드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 14항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 환자들의 재활 단계들을 조절하고 모니터링 하기 위해 의료진(80)에 의해 사용될 수 있는 리모트 컨트롤 및 시각 유닛(60)을 추가로 포함하며, 상기 리모트 컨트롤 및 시각 유닛(60)은 상기 피드백 및 연산 유닛(30)으로부터 정보를 수신하고 피드백 및 연산 유닛(30)으로 정보를 전송하기 위한 수단(62)을 가진 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 24항에 있어서,
상기 리모트 컨트롤 및 시각 유닛(60)은 휴대용 재활 장치들의 변수들을 설정하기 위한 수단(68)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제 24항 또는 제 25항에 있어서,
상기 피드백 및 연산 유닛(30)으로부터 정보를 수신하고 피드백 및 연산 유닛(30)으로 정보를 전송하기 위한 수단(62)은 암호화된 접속 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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