KR20110134737A - Method and apparatus for muscle re-education training using electrical stimulation and 3d image feedback - Google Patents

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KR20110134737A KR1020100054478A KR20100054478A KR20110134737A KR 20110134737 A KR20110134737 A KR 20110134737A KR 1020100054478 A KR1020100054478 A KR 1020100054478A KR 20100054478 A KR20100054478 A KR 20100054478A KR 20110134737 A KR20110134737 A KR 20110134737A
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Abstract

PURPOSE: A muscle reorientation training apparatus and method are provided to feedback wrong posture and the degree of an operation through an image or sound and to reduce personnel expenses which is required for muscle reorientation training. CONSTITUTION: A muscle reorientation training apparatus comprises a 3D measuring system(110), an image processing apparatus(120), and a controller(130). The 3D measuring system measures bio data about posture and operation of a target patient in a three dimensional space. The image processing apparatus creates a 3D image about the posture and operation of the target patient using the bio data. The controller controls an electric impulse signal which is transferred to the target patient based on standard data and the bio data.

Description

3차원 영상 피드백 및 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR MUSCLE RE-EDUCATION TRAINING USING ELECTRICAL STIMULATION AND 3D IMAGE FEEDBACK}TECHNICAL AND APPARATUS FOR MUSCLE RE-EDUCATION TRAINING USING ELECTRICAL STIMULATION AND 3D IMAGE FEEDBACK}

본 발명의 실시예들은 근육 재교육 훈련 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전기 자극을 이용하는 근육 재교육 훈련 장치 및 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a muscle retraining training apparatus and method, and more particularly to a muscle retraining training apparatus and method using an electrical stimulation.

현대인들의 잘못된 자세 습관으로 인해 근육, 인대 및 골 구조가 변형 또는 손상되고, 그 결과 근골격계 질환이 유발되는 경우가 증가하고 있다.Incorrect postural habits of modern people are causing muscle, ligament, and bone structure to be deformed or damaged, resulting in increased musculoskeletal disorders.

효과적인 근육 재교육 치료를 위해서는 대상 근육을 정확한 자세로 사용하는 것이 필수적이다. 하지만 종래에는 환자와 의사의 자의적인 감각에 의존하여 치료 또는 훈련이 수행되었다. 특히, 근골격계 질환 환자들의 상당수가 노인층인데, 이들의 자의적 감각에 의해 근육을 선택적으로 활성화하기가 어려운 경우가 많다.
Correct muscle posture is essential for effective muscle retraining. However, conventionally, treatment or training has been performed depending on the arbitrary senses of the patient and the doctor. In particular, many patients with musculoskeletal disorders are elderly people, and it is often difficult to selectively activate muscles due to their arbitrary senses.

본 발명의 일 실시예들은 3차원 영상 피드백 및 전기 자극을 이용하여 대상 근육을 정확하고 효율적으로 재교육 할 수 있게 하는 근육 재교육 훈련 장치 및 방법을 제공한다.
One embodiment of the present invention provides an apparatus and method for retraining muscles, which enables accurate and efficient retraining of a target muscle using 3D image feedback and electrical stimulation.

본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치는 3차원 공간 상에서 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 생체 역학 데이터를 측정하는 3차원 측정 시스템; 상기 생체 역학 데이터를 이용하여 상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성하는 영상 처리 장치; 및 상기 대상 환자의 표준 자세 및 표준 동작에 대하여 미리 정의된 표준 데이터 및 상기 3차원 측정 시스템에 의해 피드백된 생체 역학 데이터를 기초로 상기 대상 환자의 대상 근육으로 전달할 전기 자극 신호를 제어하는 제어기를 포함한다.Muscle retraining training apparatus using an electrical stimulation according to an embodiment of the present invention is a three-dimensional measurement system for measuring biomechanical data about the posture and motion of the target patient in a three-dimensional space; An image processing apparatus generating a 3D image of a posture and an operation of the target patient using the biomechanical data; And a controller for controlling an electrical stimulation signal to be transmitted to the target muscle of the target patient based on predefined standard data about the standard posture and standard motion of the target patient and biomechanical data fed back by the three-dimensional measurement system. do.

본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치는 상기 전기 자극 신호를 생성하고 상기 대상 환자로 상기 전기 자극 신호를 전달하는 전기 자극기를 더 포함할 수 있다.Muscle retraining training apparatus using the electrical stimulation according to an embodiment of the present invention may further include an electrical stimulator for generating the electrical stimulation signal and delivering the electrical stimulation signal to the subject patient.

상기 영상 처리 장치는 상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상과 상기 대상 환자의 상기 표준 자세 및 표준 동작에 관한 3차원 영상을 결합한 비교 영상을 생성할 수 있다.The image processing apparatus may generate a comparison image combining a 3D image of a posture and a motion of the target patient and a 3D image of the standard posture and a standard motion of the target patient.

상기 제어기는 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하는 경우, 상기 대상 근육의 재교육을 위하여 미리 정해진 강도, 시점 또는 빈도에 따라 상기 전기 자극 신호를 제어할 수 있다.The controller may control the electrical stimulation signal according to a predetermined intensity, time point or frequency for retraining the target muscle when the posture and motion of the target patient and the standard posture and standard motion coincide.

상기 영상 처리 장치는 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하는 경우, 상기 대상 환자의 자세 및 동작이 올바르지 않음을 나타내는 영상을 생성할 수 있다.The image processing apparatus may generate an image indicating that the posture and the motion of the target patient are incorrect when the posture and the motion of the target patient coincide with the standard posture and the standard motion.

상기 영상 처리 장치는 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 자세가 올바르지 않음을 나타내는 알람 또는 음성 신호를 생성할 수 있다.The image processing apparatus may generate an alarm or audio signal indicating that the posture is incorrect when the posture and the motion of the target patient and the standard posture and the standard motion do not coincide.

상기 제어기는 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치할 때까지 상기 전기 자극 신호가 상기 대상 근육으로 전달되지 않도록 상기 전기 자극 신호를 제어할 수 있다.If the posture and the motion of the target patient and the standard posture and standard motion do not match, the controller is further configured to provide the electrical stimulus signal to the target muscle until the posture and motion of the target patient and the standard posture and standard motion match. The electrical stimulation signal may be controlled so as not to be transmitted to.

상기 제어기는 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 상기 표준 데이터 및 상기 생체 역학 데이터를 기초로 상기 대상 환자의 자세를 교정하기 위하여, 자세 교정을 위한 근육으로 전달할 전기 자극 신호를 제어할 수 있다.The controller may be configured as a muscle for posture correction to correct the posture of the target patient based on the standard data and the biomechanical data when the posture and the motion of the target patient and the standard posture and the standard motion do not match. It is possible to control the electrical stimulation signal to be delivered.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치는 상기 영상 처리 장치가 생성한 상기 3차원 영상을 화면에 디스플레이하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다.Muscle retraining training apparatus using an electrical stimulation according to an embodiment of the present invention may further include a display device for displaying the three-dimensional image generated by the image processing device on the screen.

상기 3차원 측정 시스템은 상기 대상 환자에 부착된 마커(marker)들을 이용하여 상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 상기 생체 역학 데이터를 측정할 수 있다.The three-dimensional measurement system may measure the biomechanical data about the posture and the motion of the target patient using markers attached to the target patient.

본 발명의 일 실시예에 의한 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법은 3차원 공간 상에서 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 생체 역학 데이터를 측정하는 단계; 상기 생체 역학 데이터를 이용하여 상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계; 및 상기 대상 환자의 표준 자세 및 표준 동작에 대하여 미리 정의된 표준 데이터 및 상기 측정된 상기 대상 환자의 생체 역학 데이터를 기초로 상기 대상 환자의 대상 근육으로 전달할 전기 자극 신호를 제어하는 단계를 포함한다.Muscle retraining training method using an electrical stimulation according to an embodiment of the present invention comprises the steps of measuring biomechanical data about the posture and motion of the target patient in the three-dimensional space; Generating a 3D image of a posture and an operation of the target patient using the biomechanical data; And controlling an electrical stimulation signal to be delivered to the target muscle of the subject patient based on predefined standard data about the standard posture and standard motion of the subject patient and the measured biomechanical data of the subject patient.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법은 상기 전기 자극 신호를 생성하고 상기 대상 환자로 상기 전기 자극 신호를 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.Muscle retraining training method using the electrical stimulation according to an embodiment of the present invention may further comprise generating the electrical stimulation signal and transmitting the electrical stimulation signal to the subject patient.

상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계는 상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상과 상기 대상 환자의 상기 표준 자세 및 표준 동작에 관한 3차원 영상을 결합한 비교 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the 3D image of the posture and the motion of the target patient may include comparing the 3D image of the posture and the motion of the target patient with the 3D image of the standard posture and the standard motion of the target patient. It may comprise the step of generating.

상기 전기 자극 신호를 제어하는 단계는 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하는 경우, 상기 대상 근육의 재교육을 위하여 미리 정해진 강도, 시점 또는 빈도에 따라 상기 전기 자극 신호가 전달되도록 상기 전기 자극 신호를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The controlling of the electrical stimulation signal may include transmitting the electrical stimulation signal according to a predetermined intensity, timing, or frequency for retraining the target muscle when the posture and motion of the target patient match the standard posture and standard motion. And controlling the electrical stimulation signal to be effective.

상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계는 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하는 경우, 상기 대상 환자의 자세 및 동작이 올바르지 않음을 나타내는 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the 3D image of the posture and the motion of the target patient may include generating an image indicating that the posture and the motion of the target patient are not correct when the posture and the motion of the target patient coincide with the standard posture and the standard motion. It may comprise the step of generating.

상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계는 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 자세가 올바르지 않음을 나타내는 알람 또는 음성 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the 3D image about the posture and the motion of the target patient may include generating an alarm or a voice signal indicating that the posture is incorrect when the posture and the motion of the target patient and the standard posture and the standard motion do not coincide. It may include a step.

상기 전기 자극 신호를 제어하는 단계는 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 데이터 및 표준 동작이 일치할 때까지 상기 전기 자극 신호가 상기 대상 근육으로 전달되지 않도록 상기 전기 자극 신호를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The controlling of the electrical stimulation signal may be performed until the posture and motion of the target patient and the standard posture and standard motion do not coincide with each other until the posture and motion of the target patient coincide with the standard posture data and standard motion. And controlling the electrical stimulation signal such that the electrical stimulation signal is not transmitted to the target muscle.

상기 전기 자극 신호를 제어하는 단계는 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 상기 표준 데이터 및 상기 생체 역학 데이터를 기초로 상기 대상 환자의 자세를 교정하기 위하여, 자세 교정을 위한 근육으로 전달할 전기 자극 신호를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The controlling of the electrical stimulation signal may include correcting a posture of the target patient based on the standard data and the biomechanical data when the posture and the motion of the target patient and the standard posture and the standard motion do not match. Controlling the electrical stimulation signal to be delivered to the muscle for posture correction.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법은 상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 상기 3차원 영상을 디스플레이 장치를 이용하여 화면에 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.Muscle retraining training method using the electrical stimulation according to an embodiment of the present invention may further comprise the step of displaying the three-dimensional image of the posture and motion of the target patient on the screen using a display device.

상기 생체 역학 데이터를 측정하는 단계는 상기 대상 환자에 부착된 마커(marker)들을 이용하여 상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 상기 생체 역학 데이터를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.The measuring of the biomechanical data may include measuring the biomechanical data about the posture and the motion of the target patient using markers attached to the target patient.

본 발명의 일 실시예에 의한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 상기 방법들 중 적어도 하나를 수행하기 위한 프로그램이 기록된다.In a computer-readable recording medium according to an embodiment of the present invention, a program for performing at least one of the above methods is recorded.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 환자의 자세 및 동작을 측정하여 3차원 영상으로 디스플레이함으로써 환자 스스로 자신의 자세 및 동작을 정확하고 쉽게 확인할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the patient's posture and motion can be measured and displayed in a three-dimensional image so that the patient himself can accurately and easily check his posture and motion.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 측정된 환자의 자세 및 동작을 미리 정해진 표준 자세 및 표준 동작과 실시간으로 비교 분석함으로써 환자의 자세 및 동작이 올바른지에 관한 객관적이고 정확한 검증이 가능하다. 그리고 비교 분석한 결과를 실시간으로 3차원 영상으로 디스플레이함으로써 환자 스스로 자신의 자세 및 동작이 어느 부분이 어느 정도 잘못되었는지 쉽게 파악하고 바로잡을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by comparing and analyzing the measured posture and motion of the patient with a predetermined standard posture and standard motion in real time, it is possible to objectively and accurately verify whether the posture and motion of the patient is correct. And by displaying the results of the comparative analysis as a three-dimensional image in real time, the patient himself can easily identify and correct what part of their postures and movements to what extent.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 환자의 자세 및 동작이 올바른 경우(즉, 환자의 자세 및 동작과 표준 자세 및 표준 동작이 일치하는 경우), 재교육 훈련이 필요한 근육에 미리 정해진 전기 자극을 전달함으로써 근육 활성화를 효과적으로 수행할 수 있다. 그 결과 근육 재교육 치료 효과를 향상할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, if the posture and motion of the patient is correct (that is, the posture and motion of the patient and the standard posture and standard motion match), by delivering a predetermined electrical stimulation to the muscles needing retraining training It can effectively perform muscle activation. As a result, the effect of retraining muscles can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 환자의 자세 및 동작이 올바르지 않는 경우, 자세 및 동작이 올바르게 될 때까지 재교육 훈련이 필요한 근육에 대한 전기 자극을 멈추고, 올바른 자세로 바로잡기 위해 어떻게 움직여야 하는지를 영상 또는 소리를 통해 피드백함으로써 의사의 도움 없이 환자 스스로도 올바른 자세로 바로잡을 수 있다. 그 결과 근육 재교육 훈련에 소요되는 인건비를 현저히 줄일 수 있다. 그리고 자세 교정을 위한 근육에 전기 자극을 전달함으로써 보다 효율적이고 간편하게 자세 및 동작을 바로잡을 수 있다. 또한 올바른 자세 및 동작을 3차원 영상으로 피드백 받음으로써, 수행해야 할 동작에 대한 이해도를 향상할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, if the posture and movement of the patient is incorrect, the image or how to move to stop the electrical stimulation for the muscles needing retraining training until the posture and movement is correct, and correct the correct posture Voice feedback allows the patient to correct himself in the correct position without the help of a doctor. As a result, labor costs for muscle retraining can be significantly reduced. In addition, by delivering electrical stimulation to the muscles for posture correction, posture and motion can be corrected more efficiently and conveniently. In addition, by receiving the correct posture and motion as a 3D image, it is possible to improve the understanding of the motion to be performed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치의 기능블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치를 사용하는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 표준 자세 및 표준 동작과 대상 환자의 자세 및 동작이 비교되어 디스플레이되는 모습의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 표준 자세 및 표준 동작과 대상 환자의 자세 및 동작이 비교되어 디스플레이되는 모습의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법을 도시한 플로우차트이다.1 is a functional block diagram of a muscle retraining training apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state using the muscle retraining training apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a state in which a standard posture and a standard action are compared with a posture and a motion of a target patient and displayed.
FIG. 4 is a diagram illustrating another example of a state in which a standard posture and a standard action are compared with a posture of the target patient and displayed.
5 is a flowchart illustrating a method for retraining muscles using electrical stimulation according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Terminology used herein is a term used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary according to a user, an operator's intention, or a custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치의 기능블록도이다.1 is a functional block diagram of a muscle retraining training apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치는 3차원 측정 시스템(110), 영상 처리 장치(120)를 포함한다. 그리고 제어기(130), 전기 자극기(140) 및 디스플레이 장치(150)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a muscle retraining training apparatus according to an embodiment of the present invention includes a 3D measuring system 110 and an image processing apparatus 120. The controller 130 may further include an electrical stimulator 140 and a display device 150.

3차원 측정 시스템(110)은 3차원 공간 상에서 대상 환자(160)의 자세 및 동작에 관한 생체 역학 데이터를 측정한다. 그리고 측정된 생체 역학 데이터를 저장할 수 있다. 생체 역학 데이터는 대상 환자(160)의 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, 골반의 전후 높이 차이, 골반의 좌우 높이 차이, 골반의 회전 정도, 골반의 경도 정도, 하지 골격의 휨 정도, 대퇴골과 하퇴골 간의 각도, 종골의 정점과 발바닥과의 각도, 복사뼈와 슬관절 간의 각도, 발가락의 휨 정도 또는 족저압 분포도 등에 대한 정보를 포함한다. 3차원 측정 시스템(110)은 대상 환자(160)에 부착되는 마커(marker)들을 이용하여 대상 환자(160)의 자세 및 동작에 관한 생체 역학 데이터를 측정할 수 있다. 또한 마커를 이용하지 않는 3차원 측정 기술을 이용하여 대상 환자(160)의 자세 및 동작에 관한 생체 역학 데이터를 측정할 수도 있다. 그리고 3차원 측정 시스템(110)은 측정된 생체 역학 데이터를 저장할 수 있다.The three-dimensional measurement system 110 measures biomechanical data regarding the posture and motion of the target patient 160 in three-dimensional space. The measured biomechanical data can then be stored. The biomechanical data includes the degree of flexion of the finger of the patient 160, the degree of flexion of the arm skeleton, the difference in shoulder height, the degree of rotation of the shoulder, the degree of tilting the shoulder, the direction of the spine of the spine, the degree of curvature of the spine, the ear and the Distance between shoulder, front and rear height difference of pelvis, left and right height difference of pelvis, degree of pelvic rotation, degree of pelvic hardness, degree of flexion of lower extremity, angle between femur and lower femur, angle between vertex and sole of calcaneus, astragalus and knee joint Includes information about liver angles, toe flexion or plantar pressure distribution. The 3D measurement system 110 may measure biomechanical data regarding the posture and the motion of the target patient 160 using markers attached to the target patient 160. In addition, biomechanical data regarding the posture and motion of the target patient 160 may be measured using a 3D measurement technique without using a marker. The 3D measurement system 110 may store measured biomechanical data.

영상 처리 장치(120)는 측정된 생체 역학 데이터를 이용하여 대상 환자(160)의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성한다. 그리고 영상 처리 장치(120)는 대상 환자(160)의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상과 대상 환자(160)의 표준 자세 및 표준 동작에 관한 3차원 영상을 결합한 비교 영상을 생성할 수 있다. 표준 자세 및 표준 동작은 대상 환자의 근육 재교육 훈련을 위한 올바른 자세 및 동작을 의미한다.The image processing apparatus 120 generates a 3D image of a posture and an operation of the target patient 160 using the measured biomechanical data. The image processing apparatus 120 may generate a comparison image combining a 3D image of a posture and a motion of the target patient 160 and a 3D image of a standard posture and a standard motion of the target patient 160. Standard posture and standard motion means correct posture and motion for muscle reeducation training of the subject patient.

제어기(130)는 대상 환자(160)의 표준 자세 및 표준 동작에 대하여 미리 정의된 표준 데이터 및 3차원 측정 시스템(110)에 의해 피드백된 생체 역학 데이터를 기초로 대상 환자(160)의 대상 근육으로 전달할 전기 자극 신호를 제어한다. 표준 데이터는 생체 역학 데이터와 대응되는 것으로 표준 자세 및 표준 동작에 대한 것이다. 표준 데이터는 제어기에 미리 입력되어 있을 수 있다. 대상 근육은 근육 재교육 훈련이 필요한 근육을 의미한다.The controller 130 is directed to the target muscle of the subject patient 160 based on predefined standard data and biomechanical data fed back by the three-dimensional measurement system 110 with respect to the standard posture and standard motion of the subject patient 160. Control the electrical stimulus signal to be delivered. Standard data corresponds to biomechanical data and is for standard posture and standard motion. The standard data may be previously input to the controller. Target muscle refers to a muscle that requires muscle retraining training.

전기 자극기(140)는 전기 자극 신호를 생성하고 대상 환자(160)로 전기 자극 신호를 전달한다. 전기 자극기(140)는 제어기(130)의 통제에 따라 전기 자극 신호를 대상 환자(160)에게 전달한다. 구체적으로 전기 자극기(140)는 대상 환자(160)의 대상 근육 또는 자세 교정을 위한 근육에 전기 자극 신호를 전달할 수 있으며, 이에 대한 자세한 내용은 후술한다. 전기 자극기(140)는 제어기(130)와 일체형으로 제작될 수도 있고 포터블 형태로 제작될 수도 있다.The electrical stimulator 140 generates the electrical stimulation signal and transmits the electrical stimulation signal to the target patient 160. The electrical stimulator 140 transmits the electrical stimulation signal to the subject patient 160 under the control of the controller 130. In detail, the electrical stimulator 140 may transmit the electrical stimulation signal to the target muscle of the target patient 160 or the muscle for posture correction, which will be described later. The electrical stimulator 140 may be manufactured integrally with the controller 130 or may be manufactured in a portable form.

디스플레이 장치(150)는 영상 처리 장치(120)가 생성한 3차원 영상을 실시간으로 화면에 디스플레이한다. TV, 모니터, 빔 프로젝터 등이 디스플레이 장치(150)의 예가 될 수 있다.
The display apparatus 150 displays the 3D image generated by the image processing apparatus 120 on the screen in real time. A TV, a monitor, a beam projector, or the like may be an example of the display device 150.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치를 사용하는 모습을 도시한 도면이다.2 is a view showing a state using the muscle retraining training apparatus according to an embodiment of the present invention.

근육 재교육 훈련 장치(210)는 내부에 3차원 측정 시스템(미도시), 영상 처리 장치(미도시), 제어기(미도시)를 포함한다. 그리고 근육 재교육 훈련 장치(210)는 디스플레이 장치(230) 또는 전기 자극기(미도시)를 포함할 수 있다. 전기 자극기는 선술한 바와 같이 근육 재교육 훈련 장치(210) 내부에 일체로 구성될 수 있다.The muscle retraining training device 210 includes a three-dimensional measuring system (not shown), an image processing device (not shown), and a controller (not shown). The muscle retraining training device 210 may include a display device 230 or an electrical stimulator (not shown). As described above, the electrical stimulator may be integrated into the muscle retraining training device 210.

3차원 공간 상에서 대상 환자(220)의 자세 및 동작을 측정하는 데에는 둘 이상의 카메라(211,212)가 사용될 수 있다. 측정된 대상 환자(220)의 자세 및 동작은 디스플레이 장치(230)를 통하여 화면(231)에 디스플레이될 수 있다. 이때, 대상 환자(220)의 자세 및 동작에 관한 영상(232)은 3차원 영상일 수 있다. 이를 통해 대상 환자(220)는 자신의 자세 및 동작을 스스로 쉽고 정확하게 확인할 수 있다.
Two or more cameras 211 and 212 may be used to measure the posture and motion of the target patient 220 in the three-dimensional space. The measured posture and operation of the target patient 220 may be displayed on the screen 231 through the display device 230. In this case, the image 232 regarding the posture and the motion of the target patient 220 may be a 3D image. Through this, the target patient 220 can easily and accurately check his or her own posture and motion.

제어기는 미리 정해진 강도, 시점 또는 빈도에 따라 전기 자극 신호가 대상 환자(220)의 각 근육에 전달될 수 있도록 전기 자극기를 제어할 수 있다. 이때, 전기 자극 신호가 전달될 근육 및 전기 자극 신호의 강도, 시점 또는 빈도에 대한 정보는 제어기에 미리 저장될 수 있다. 또한, 제어기는 전기 자극 신호의 강도, 시점 또는 빈도에 대한 정보를 입력 받을 수도 있다. 전기 자극기는 전극들을 이용하여 대상 환자(220)의 각 근육들에 전기 자극 신호를 전달할 수 있다.
The controller may control the electrical stimulator to transmit the electrical stimulation signal to each muscle of the subject patient 220 according to a predetermined intensity, time point or frequency. In this case, the information on the strength, timing or frequency of the muscle and the electrical stimulation signal to which the electrical stimulation signal is to be transmitted may be stored in advance in the controller. In addition, the controller may receive information on the strength, timing or frequency of the electrical stimulation signal. The electrical stimulator may use the electrodes to transmit the electrical stimulation signal to each muscle of the subject patient 220.

제어기는 대상 환자의 자세 및 동작이 올바른지 판단할 수 있다. 자세 및 동작이 올바른 경우란 대상 환자(220)의 자세 및 동작과 표준 자세 및 표준 동작과 일치하는 경우를 말한다. 여기서 일치하는 경우란 완전한 일치뿐만이 아니라 측정된 생체 역학 데이터와 표준 데이터가 미리 정해진 소정의 오차범위 이내의 차이를 갖는 경우를 포함한다.The controller may determine whether the subject patient's posture and motion are correct. The case where the posture and the motion are correct means the case where the posture and the motion of the target patient 220 coincide with the standard posture and the standard motion. In this case, the coincidence includes not only a perfect match but also a case in which the measured biomechanical data and the standard data have a difference within a predetermined predetermined error range.

대상 환자(220)의 자세 및 동작이 올바른 것으로 판단된 경우, 근육 재교육 훈련을 위하여 제어기는 전기 자극 신호가 근육 재교육 훈련이 필요한 대상 근육에 부착된 전극(221)을 통하여 대상 근육으로 전달될 수 있도록 전기 자극기를 통하여 전기 자극 신호를 제어한다.When it is determined that the posture and the motion of the target patient 220 are correct, the controller may transmit the electrical stimulation signal to the target muscle through the electrode 221 attached to the target muscle requiring the muscle retraining training. The electrical stimulation signal is controlled through the electrical stimulator.

대상 환자(220)의 자세 및 동작이 올바르지 않는 것으로 판단된 경우, 근육 재교육 훈련 장치는 대상 근육에 대한 전기 자극 신호 전달을 일시적으로 중지한다. 구체적으로 제어기는 대상 환자(220)의 자세 및 동작과 표준 자세 및 표준 동작이 일치할 때까지 근육 재교육을 위한 전기 자극 신호가 대상 근육으로 전달되지 않도록 전기 자극기를 통하여 전기 자극 신호를 제어한다. 그리고 대상 환자(220)의 자세 및 동작이 다시 올바른 것으로 판단되면, 대상 근육에 전기 자극 신호 전달을 재개한다. 즉, 올바른 자세 및 동작으로 훈련이 수행되는 경우에만 대상 근육에 전기 자극 신호를 전달함으로써 보다 효율적인 근육 재교육 훈련이 이루어질 수 있다.
When it is determined that the posture and the motion of the target patient 220 are not correct, the muscle retraining training device temporarily stops the transmission of the electrical stimulation signal to the target muscle. Specifically, the controller controls the electrical stimulation signal through the electrical stimulator so that the electrical stimulation signal for muscle retraining is not transmitted to the target muscle until the posture and motion of the target patient 220 match the standard posture and standard motion. If it is determined that the posture and the motion of the target patient 220 are correct again, transmission of the electrical stimulation signal to the target muscle is resumed. That is, more efficient muscle reeducation training may be achieved by transmitting an electrical stimulation signal to the target muscle only when the training is performed with the correct posture and motion.

대상 환자(220)의 자세 및 동작이 올바르지 않는 것으로 판단된 경우, 대상 환자(220)의 자세 교정을 위하여 제어기는 자세 교정을 위한 근육에 부착된 전극(222)을 통하여 전기 자극 신호가 자세 교정을 위한 근육으로 전달될 수 있도록 전기 자극기를 제어할 수 있다. 자세 교정을 위한 근육에 전기 자극 신호를 전달하는 것은 대상 환자(220)가 자세를 교정하는 데에 도움을 줄 수 있다.When it is determined that the posture and the motion of the target patient 220 are not correct, the controller performs the posture correction through the electrode 222 attached to the muscle for posture correction in order to correct the posture of the target patient 220. The electrical stimulator can be controlled to be delivered to the muscle for the purpose. Delivering an electrical stimulation signal to the muscle for posture correction may help the subject patient 220 correct the posture.

근육 재교육이 필요한 근육이 왼쪽 어깨 근육이라 할 때, 허리가 굽어지는 등 자세가 흐트러진 경우 근육 재교육 훈련 장치(210)는 다른 근육(예를 들면 허리 근육)에 전기 자극 신호를 전달함으로써 자세를 바로잡는데 도움을 줄 수 있다.
When the muscle requiring retraining is called the left shoulder muscle, when the posture is disturbed, such as bending the waist, the muscle retraining training device 210 corrects the posture by transmitting an electrical stimulation signal to another muscle (for example, the lower back muscle). It can help.

도 3은 표준 자세 및 표준 동작과 대상 환자의 자세 및 동작이 비교되어 디스플레이되는 모습의 예를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a state in which a standard posture and a standard action are compared with a posture and a motion of a target patient and displayed.

도 3을 참조하면, 표준 자세 및 표준 동작에 관한 영상(320)과 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 영상(330)이 화면(310)의 다른 영역에 디스플레이된다. 상기 두 영상들(320,330)은 영상 처리 장치에서 생성되고 디스플레이 장치에 전송되어 화면(310)에 도시된다.Referring to FIG. 3, an image 320 of a standard posture and a standard motion and an image 330 of a posture and a motion of a target patient are displayed on another area of the screen 310. The two images 320 and 330 are generated by the image processing apparatus and transmitted to the display apparatus to be displayed on the screen 310.

도 3은 대상 환자의 현재 자세가 표준 자세와 비교할 때 올바르지 않은 경우를 보여준다. 구체적으로 오른쪽 팔이 표준 자세보다 아래로 내려가 있고, 왼쪽 팔이 표준 자세보다 위로 올라가있다. 이렇게 표준 자세 및 표준 동작과 대상 환자의 자세 및 동작을 비교한 3차원 영상을 피드백 받음으로써 대상 환자는 자신의 자세를 입체적으로 확인할 수 있고, 어느 부분이 잘못되었는지 알 수 있다.3 shows a case where the current posture of the subject patient is incorrect when compared with the standard posture. Specifically, the right arm is down below the standard posture, and the left arm is up above the standard posture. By receiving feedback of the 3D image comparing the posture and the motion of the target patient with the standard posture and standard motion, the target patient can check his / her posture three-dimensionally and know which part is wrong.

제어기가 대상 환자의 자세가 올바르지 않는 것으로 판단한 경우, 영상 처리 장치는 대상 환자의 자세 및 동작이 올바르지 않음을 나타내는 영상을 생성할 수 있다. 그리고 이 영상은 화면(310)을 통해 디스플레이될 수 있다. 구체적으로 자세가 올바르지 않음을 알리는 문구(342) 또는 어느 근육을 어느 방향으로 어느 정도 움직여야 하는지를 알려주는 표식(341)이 디스플레이될 수 있다. 상기 표식(341)은 글 또는 기호일 수 있다. 또한, 디스플레이 장치는 자세가 올바르지 않음을 나타내서나 자세를 바로잡기 위한 방법을 나타내는 알람 또는 음성 신호 등의 소리를 피드백할 수 있다. 상기 알람 또는 음성 신호는 제어기를 통해서 피드백될 수도 있다. 상기 피드백할 소리는 영상 처리 장치에서 생성될 수 있다. 이를 통해 대상 환자는 스스로 자세 및 동작을 바로잡을 수 있다.
If the controller determines that the posture of the target patient is not correct, the image processing apparatus may generate an image indicating that the posture and operation of the target patient are incorrect. The image may be displayed on the screen 310. Specifically, a phrase 342 indicating that the posture is incorrect or a mark 341 indicating which muscle to which direction and how much to move may be displayed. The mark 341 may be a text or a symbol. In addition, the display device may feed back a sound such as an alarm or a voice signal indicating that the posture is incorrect or indicating a method for correcting the posture. The alarm or voice signal may be fed back through a controller. The sound to be fed back may be generated by the image processing apparatus. This allows the target patient to correct his own posture and movement.

도 4는 표준 자세 및 표준 동작과 대상 환자의 자세 및 동작이 비교되어 디스플레이되는 모습의 다른 예를 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating another example of a state in which a standard posture and a standard action are compared with a posture of the target patient and displayed.

도 4를 참조하면, 표준 자세 및 표준 동작에 관한 영상(420)과 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 영상(430)이 화면(410)의 동일한 영역에 겹치도록 디스플레이된다. 상기 두 영상들(420,430)은 영상 처리 장치에서 생성되고 디스플레이 장치에 전송되어 화면(410)에 도시된다.Referring to FIG. 4, an image 420 of a standard posture and a standard motion and an image 430 of a posture and a motion of a target patient are displayed to overlap the same area of the screen 410. The two images 420 and 430 are generated by the image processing apparatus, transmitted to the display apparatus, and displayed on the screen 410.

도 4는 대상 환자의 현재 자세가 표준 자세와 비교할 때 올바르지 않은 경우를 보여준다. 구체적으로 오른쪽 팔이 표준 자세보다 아래로 내려가 있고, 왼쪽 팔이 표준 자세보다 위로 올라가있다. 이렇게 표준 자세 및 표준 동작과 대상 환자의 자세 및 동작을 겹치도록 도시한 3차원 영상을 피드백 받음으로써 대상 환자는 자신의 자세를 입체적으로 확인할 수 있고, 어느 부분이 표준 자세 및 표준 동작과 어느 정도 차이 나는지 알 수 있다.4 shows a case where the current posture of the subject patient is incorrect when compared with the standard posture. Specifically, the right arm is down below the standard posture, and the left arm is up above the standard posture. By receiving feedback of the 3D image showing the overlapping of the standard posture and standard motion and the target patient's posture and motion, the target patient can check his / her posture three-dimensionally, and which part is somewhat different from the standard posture and standard motion. I can see.

제어기가 대상 환자의 자세가 올바르지 않는 것으로 판단한 경우, 영상 처리 장치는 대상 환자의 자세 및 동작이 올바르지 않음을 나타내는 영상을 생성할 수 있다. 그리고 이 영상은 화면(410)을 통해 디스플레이될 수 있다. 구체적으로 자세가 올바르지 않음을 알리는 문구(442) 또는 어느 근육을 어느 방향으로 어느 정도 움직여야 하는지를 알려주는 표식(441)이 디스플레이될 수 있다. 상기 표식은 글 또는 기호일 수 있다. 또한, 디스플레이 장치는 자세가 올바르지 않음을 나타내서나 자세를 바로잡기 위한 방법을 나타내는 알람 또는 음성 신호 등의 소리를 피드백할 수 있다. 상기 피드백할 소리는 영상 처리 장치에서 생성될 수 있다. 이를 통해 대상 환자는 스스로 자세 및 동작을 바로잡을 수 있다.
If the controller determines that the posture of the target patient is not correct, the image processing apparatus may generate an image indicating that the posture and operation of the target patient are incorrect. The image may be displayed on the screen 410. Specifically, the phrase 442 indicating that the posture is incorrect or the mark 441 indicating which muscle to which direction and how much to move may be displayed. The marker may be a text or a symbol. In addition, the display device may feed back a sound such as an alarm or a voice signal indicating that the posture is incorrect or indicating a method for correcting the posture. The sound to be fed back may be generated by the image processing apparatus. This allows the target patient to correct his own posture and movement.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법을 도시한 플로우차트이다.5 is a flowchart illustrating a method for retraining muscles using electrical stimulation according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치는 3차원 공간 상에서 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 생체 역학 데이터를 측정한다(510). 생체 역학 데이터는 대상 환자에 부착된 마커들을 이용하여 측정될 수 있다. 생체 역학 데이터는 마커를 이용하지 않는 3차원 측정 기술에 의해 측정될 수도 있다.Referring to FIG. 5, in operation 510, an apparatus for retraining muscles using electrical stimulation according to an embodiment of the present invention measures biomechanical data about a posture and a motion of a target patient in a three-dimensional space. Biomechanical data can be measured using markers attached to the subject patient. Biomechanical data may be measured by three-dimensional measurement techniques without markers.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치는 측정된 생체 역학 데이터를 이용하여 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성한다(520). 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치는 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 표준 자세 및 표준 동작에 관한 3차원 영상과 비교하여 디스플레이할 수 있다.The muscle retraining training apparatus according to an embodiment of the present invention generates a 3D image of the posture and the motion of the target patient using the measured biomechanical data (520). In this case, the apparatus for retraining muscles according to an embodiment of the present invention may display the 3D image of the posture and motion of the target patient in comparison with the 3D image of the standard posture and the standard motion.

본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치는 대상 환자의 표준 자세 및 표준 동작에 대하여 미리 정의된 표준 데이터 및 측정된 대상 환자의 생체 역학 데이터를 기초로 대상 환자의 대상 근육으로 전달할 전기 자극 신호를 제어한다.The muscle reeducation training apparatus according to an embodiment of the present invention is an electrical stimulation signal to be delivered to the target muscle of the target patient based on the predefined standard data and the measured biomechanical data of the target patient for the standard posture and standard motion of the target patient To control.

구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치는 대상 환자의 자세 및 동작이 표준 자세 및 표준 동작과 일치하는지 여부를 판단한다(530).In detail, the apparatus for retraining muscles according to an embodiment of the present invention determines whether the posture and the motion of the target patient match the standard posture and the standard motion (530).

대상 환자의 자세 및 동작이 표준 자세 및 표준 동작과 일치한다고 판단된 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치는 대상 근육의 재교육을 위하여 미리 정해진 강도, 시점 또는 빈도에 따라 전기 자극 신호가 전달되도록 상기 전기 자극 신호를 제어한다(540). 전기 자극 신호는 전기 자극기에서 생성될 수 있다. 전기 자극 신호는 대상 환자에 부착된 전극을 통해 전달될 수 있다.If it is determined that the posture and motion of the target patient is consistent with the standard posture and the standard motion, the muscle retraining training apparatus according to an embodiment of the present invention may provide an electrical stimulation signal according to a predetermined intensity, time point, or frequency for retraining the target muscle. The electrical stimulation signal is controlled to be transmitted (540). The electrical stimulation signal can be generated at the electrical stimulator. The electrical stimulation signal can be delivered through an electrode attached to the subject patient.

대상 환자의 자세 및 동작이 표준 자세 및 표준 동작과 일치하지 않는다고 판단된 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치는 대상 근육에 대한 전기 자극 신호 전달을 중지한다(550). 그리고 영상 또는 소리를 이용하여 대상 환자의 자세 및 동작이 올바르지 않음을 알릴 수 있다(560). 나아가 영상 또는 소리를 이용하여 자세를 바로잡기 위한 방법을 알릴 수 있다.If it is determined that the posture and the motion of the target patient do not match the standard posture and the standard motion, the muscle retraining training apparatus according to an embodiment of the present invention stops transmitting the electrical stimulation signal to the target muscle (550). The posture and motion of the target patient may be notified by using the image or the sound (560). Furthermore, the user may inform a method for correcting posture by using an image or a sound.

또한, 대상 환자의 자세 및 동작이 표준 자세 및 표준 동작과 일치하지 않는다고 판단된 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 재교육 훈련 장치는 대상 환자의 자세 교정을 위하여 자세 교정을 위한 근육으로 전기 자극 신호를 전달할 수 있다(570).
In addition, when it is determined that the posture and the motion of the target patient does not match the standard posture and the standard motion, the muscle retraining training apparatus according to an embodiment of the present invention is electrical stimulation to the muscle for posture correction to correct the posture of the target patient The signal may be delivered (570).

지금까지 본 발명에 따른 전기 자극을 이용한 근육 재교육 방법에 대해 설명하였다. 본 근육 재교육 방법에는 앞서 도 1내지 도 4와 관련하여 다양한 실시예를 통하여 상술한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
So far, the method of muscle retraining using electrical stimulation according to the present invention has been described. The above-described muscle retraining method may be applied as it is through the various embodiments of the present invention with reference to FIGS. 1 to 4, and thus, further detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 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), 플롭티컬 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.
Methods according to an embodiment of the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

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.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

210: 근육 재교육 훈련 장치
220: 대상 환자
221: 대상 근육에 부착된 전극
222: 자세 교정을 위한 근육에 부착된 전극210: muscle retraining training device
220: target patient
221: electrode attached to the target muscle
222: electrode attached to the muscle for posture correction

Claims (17)

3차원 공간 상에서 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 생체 역학 데이터를 측정하는 3차원 측정 시스템;
상기 생체 역학 데이터를 이용하여 상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성하는 영상 처리 장치; 및
상기 대상 환자의 표준 자세 및 표준 동작에 대하여 미리 정의된 표준 데이터 및 상기 3차원 측정 시스템에 의해 피드백된 생체 역학 데이터를 기초로 상기 대상 환자의 대상 근육으로 전달할 전기 자극 신호를 제어하는 제어기
를 포함하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치.
A three-dimensional measurement system for measuring biomechanical data about the posture and motion of the target patient in a three-dimensional space;
An image processing apparatus generating a 3D image of a posture and an operation of the target patient using the biomechanical data; And
A controller for controlling an electrical stimulation signal to be delivered to a target muscle of the target patient based on predefined standard data about the standard posture and standard motion of the target patient and biomechanical data fed back by the three-dimensional measurement system
Muscle retraining training apparatus using an electrical stimulation comprising a.
제1항에 있어서,
상기 전기 자극 신호를 생성하고 상기 대상 환자로 상기 전기 자극 신호를 전달하는 전기 자극기
를 더 포함하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치.
The method of claim 1,
An electrical stimulator that generates the electrical stimulation signal and delivers the electrical stimulation signal to the subject patient
Muscle retraining training apparatus using an electrical stimulation further comprising.
제1항에 있어서,
상기 영상 처리 장치는
상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상과 상기 대상 환자의 상기 표준 자세 및 표준 동작에 관한 3차원 영상을 결합한 비교 영상을 생성하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치.
The method of claim 1,
The image processing apparatus
The apparatus for retraining muscles using electric stimulation to generate a comparison image combining a three-dimensional image of the posture and the motion of the target patient and a three-dimensional image of the standard posture and the standard motion of the target patient.
제1항에 있어서,
상기 제어기는
상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하는 경우, 상기 대상 근육의 재교육을 위하여 미리 정해진 강도, 시점 또는 빈도에 따라 상기 전기 자극 신호를 제어하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치.
The method of claim 1,
The controller
When the posture and motion of the target patient and the standard posture and standard motion match, muscle retraining training apparatus using the electrical stimulation for controlling the electrical stimulation signal according to a predetermined intensity, time or frequency for re-education of the target muscle .
제1항에 있어서,
상기 영상 처리 장치는
상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하는 경우, 상기 대상 환자의 자세 및 동작이 올바르지 않음을 나타내는 영상을 생성하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치.
The method of claim 1,
The image processing apparatus
The apparatus for retraining muscles using electric stimulation to generate an image indicating that the posture and the motion of the target patient is incorrect when the posture and the motion of the target patient coincide with the standard posture and the standard motion.
제1항에 있어서,
상기 영상 처리 장치는
상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 자세가 올바르지 않음을 나타내는 알람 또는 음성 신호를 생성하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치.
The method of claim 1,
The image processing apparatus
The apparatus for retraining muscles using electrical stimulation to generate an alarm or voice signal indicating that the posture is incorrect when the posture and the motion of the target patient and the standard posture and the standard motion do not coincide.
제1항에 있어서,
상기 제어기는
상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치할 때까지 상기 전기 자극 신호가 상기 대상 근육으로 전달되지 않도록 상기 전기 자극 신호를 제어하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치.
The method of claim 1,
The controller
If the posture and motion of the target patient and the standard posture and standard motion do not match, the electrical stimulation signal is not transmitted to the target muscle until the posture and motion of the target patient and the standard posture and standard motion match. Muscle retraining training apparatus using the electrical stimulation to control the electrical stimulation signal.
제1항에 있어서,
상기 제어기는
상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 상기 표준 데이터 및 상기 생체 역학 데이터를 기초로 상기 대상 환자의 자세를 교정하기 위하여, 자세 교정을 위한 근육으로 전달할 전기 자극 신호를 제어하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치.
The method of claim 1,
The controller
Electrical stimulation to be delivered to the muscle for posture correction, in order to correct the posture of the subject patient based on the standard data and the biomechanical data, when the posture and the motion of the subject patient and the standard posture and the standard motion do not match. Muscle retraining training device using electrical stimulation to control the signal.
제1항에 있어서,
상기 영상 처리 장치가 생성한 상기 3차원 영상을 화면에 디스플레이하는 디스플레이 장치
를 더 포함하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치.
The method of claim 1,
Display device for displaying the three-dimensional image generated by the image processing device on the screen
Muscle retraining training apparatus using an electrical stimulation further comprising.
제1항에 있어서,
상기 3차원 측정 시스템은
상기 대상 환자에 부착된 마커(marker)들을 이용하여 상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 상기 생체 역학 데이터를 측정하는
전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 장치.
The method of claim 1,
The three-dimensional measurement system
Measuring the biomechanical data regarding the posture and motion of the subject patient using markers attached to the subject patient.
Muscle retraining training device using electrical stimulation.
3차원 공간 상에서 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 생체 역학 데이터를 측정하는 단계;
상기 생체 역학 데이터를 이용하여 상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계; 및
상기 대상 환자의 표준 자세 및 표준 동작에 대하여 미리 정의된 표준 데이터 및 상기 측정된 상기 대상 환자의 생체 역학 데이터를 기초로 상기 대상 환자의 대상 근육으로 전달할 전기 자극 신호를 제어하는 단계
를 포함하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법.
Measuring biomechanical data about the posture and motion of the subject patient in three-dimensional space;
Generating a 3D image of a posture and an operation of the target patient using the biomechanical data; And
Controlling an electrical stimulation signal to be transmitted to the target muscle of the target patient based on predefined standard data about the standard posture and standard motion of the target patient and the measured biomechanical data of the target patient.
Muscle retraining training method using an electrical stimulation comprising a.
제11항에 있어서,
상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계는
상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상과 상기 대상 환자의 상기 표준 자세 및 표준 동작에 관한 3차원 영상을 결합한 비교 영상을 생성하는 단계
를 포함하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법.
The method of claim 11,
Generating a 3D image of the posture and motion of the target patient
Generating a comparison image combining a 3D image of the posture and the motion of the target patient and a 3D image of the standard posture and the standard motion of the target patient
Muscle retraining training method using an electrical stimulation comprising a.
제11항에 있어서,
상기 전기 자극 신호를 제어하는 단계는
상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하는 경우, 상기 대상 근육의 재교육을 위하여 미리 정해진 강도, 시점 또는 빈도에 따라 상기 전기 자극 신호가 전달되도록 상기 전기 자극 신호를 제어하는 단계
를 포함하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법.
The method of claim 11,
Controlling the electrical stimulation signal
Controlling the electrical stimulation signal to transmit the electrical stimulation signal according to a predetermined intensity, time point or frequency for retraining the target muscle when the posture and motion of the target patient and the standard posture and standard motion coincide.
Muscle retraining training method using an electrical stimulation comprising a.
제11항에 있어서,
상기 대상 환자의 자세 및 동작에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계는
상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하는 경우, 상기 대상 환자의 자세 및 동작이 올바르지 않음을 나타내는 영상을 생성하는 단계
를 포함하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법.
The method of claim 11,
Generating a 3D image of the posture and motion of the target patient
Generating an image indicating that the posture and the movement of the target patient are not correct when the posture and the movement of the target patient coincide with the standard posture and the standard movement.
Muscle retraining training method using an electrical stimulation comprising a.
제11항에 있어서,
상기 전기 자극 신호를 제어하는 단계는
상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 데이터 및 표준 동작이 일치할 때까지 상기 전기 자극 신호가 상기 대상 근육으로 전달되지 않도록 상기 전기 자극 신호를 제어하는 단계
를 포함하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법.
The method of claim 11,
Controlling the electrical stimulation signal
If the posture and motion of the target patient and the standard posture and standard motion do not match, the electrical stimulation signal is transmitted to the target muscle until the posture and motion of the target patient and the standard posture data and standard motion match. Controlling the electrical stimulation signal not to
Muscle retraining training method using an electrical stimulation comprising a.
제11항에 있어서,
상기 전기 자극 신호를 제어하는 단계는
상기 대상 환자의 자세 및 동작과 상기 표준 자세 및 표준 동작이 일치하지 않는 경우, 상기 표준 데이터 및 상기 생체 역학 데이터를 기초로 상기 대상 환자의 자세를 교정하기 위하여, 자세 교정을 위한 근육으로 전달할 전기 자극 신호를 제어하는 단계
를 포함하는 전기 자극을 이용한 근육 재교육 훈련 방법.
The method of claim 11,
Controlling the electrical stimulation signal
Electrical stimulation to be delivered to the muscle for posture correction, in order to correct the posture of the subject patient based on the standard data and the biomechanical data, when the posture and the motion of the subject patient and the standard posture and the standard motion do not match. Controlling the signal
Muscle retraining training method using an electrical stimulation comprising a.
제11항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing the method of any one of claims 11 to 16.
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