KR20150000308A - 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법 - Google Patents

보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법에 관한 것으로서, 고령화 및 뇌혈관질환의 후유증에 따른 보행장애 환자의 보행훈련 장치에 의한 훈련효과를 시험하고 평가하는 방법에 있어서, 상기 보행장애 환자의 보행을 통해 보행시간과 거리 및 속도를 측정하고, 상기 보행장애 환자의 보행을 통해 좌우 발바닥에 작용하는 하중의 크기 및 차이를 측정하며, 상기 보행장애 환자의 보행을 통해 하지의 관절동작을 측정부에 의해 측정하는 측정단계; 상기 측정단계를 통해 얻은 측정데이터를 보행장애 환자의 훈련 전 측정데이터와 데이터 처리부에 의해 비교하여 평가하는 평가단계; 및 상기 평가에 의한 결과 및 데이터를 데이터 표시장치에 표시하는 표시단계를 포함하여 시험 및 평가가 이루어져, 객관적인 수치로 보행장애 환자의 관절 및 근육 기능을 측정함으로써, 보행훈련 장치의 훈련효과를 객관적 및 정량적으로 평가할 수 있는 효과가 있다.

Description

보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법{Method of test and evaluation for training effectiveness measurement of gait training system}
본 발명은 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법에 관한 것으로서, 상세하게는 보행훈련 장치를 통해 보행훈련을 하는 보행장애 환자의 보행 시간과 거리 및 속도, 보행에 따른 하중의 크기, 무릎을 구부려 보행할 때 무릎의 구부림 각도 등의 보행데이터를 측정하여, 이를 환자의 훈련 전 보행데이터와 비교함으로써 보행훈련에 대한 유효성을 평가하도록 한 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법에 관한 것이다.
최근 전세계적으로 급속하게 고령화가 진행됨에 따라 뇌경색, 뇌출혈 등의 뇌혈관 질환 환자들이 증가하고 있고, 이에 따라 고령화 및 뇌혈관 질환의 후유증에 따른 보행장애 환자수 또한 증가하고 있는 추세에 있다.
이러한 보행장애 환자들은 주로 하지 마비의 환자들이 많은데, 최근 보행장애(하지 마비) 환자들의 정상적인 보행을 도와주는 보행훈련 장치들이 지속적으로 출시되고 있으며, 보통은 일반적인 런닝머신과 같은 보행훈련 장치 위에서 사람이나 하네스(harness)와 같은 도구에 의해 보조를 받으며 걷는 운동을 계속함으로써 정상적인 보행을 유도하게 된다.
그러나 보행훈련 장치에 의해 보행훈련을 하고 있지만 상기 보행훈련에 의해 얼마만큼 보행능력이 향상되었는지, 즉 보행훈련에 대한 유효성을 평가할 수 있는 정량적 방법 및 장치는 정립되어 있지 않은 상태에 있다. 현재는 많은 의료기기들의 보행훈련에 대한 유효성 평가들이 임상시험에서 환자 및 의사의 주관적 판단을 통해 수치화되고 있지만, 이러한 유효성 평가는 환자 및 의사의 주관적 판단에 의해 이루어지기 때문에 유효성 평가가 제대로 되었는지 검증할 방법이 없다는 문제가 있다.
한국 등록특허공보 제100661112호
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제를 해결하기 위한 것으로, 보행장애 환자의 다리의 보행능력을 확인하는데 적합한 상태량을 측정하는 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법으로서, 보행장애 환자가 사용하는 보행훈련 장치와 연계되어 측정부에서 보행장애 환자의 보행에 대한 전반적인 보행데이터를 측정하고, 이를 데이터 처리부에서 가공하고 처리하여 보행훈련 이전의 보행데이터와 비교한 후 훈련효과를 평가하며, 데이터 표시장치에서 평가에 의한 결과를 표시하도록 하는 과정이 단계별로 이루어지는 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법은, 고령화 및 뇌혈관질환의 후유증에 따른 보행장애 환자의 보행훈련 장치에 의한 훈련효과를 시험하고 평가하는 방법에 있어서, 상기 보행장애 환자의 보행을 통해 보행시간과 거리 및 속도를 측정하고, 상기 보행장애 환자의 보행을 통해 좌우 발바닥에 작용하는 하중의 크기 및 차이를 측정하며, 상기 보행장애 환자의 보행을 통해 하지의 관절동작을 측정부에 의해 측정하는 측정단계; 상기 측정단계를 통해 얻은 보행데이터를 보행장애 환자의 훈련 전 보행데이터와 데이터 처리부에 의해 비교하여 평가하는 평가단계; 및 상기 평가에 의한 결과 및 데이터를 데이터 표시장치에 표시하는 표시단계를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
또 상기 보행시간과 거리 및 속도를 측정하는 측정단계는, 보행장애 환자의 보행을 위한 좌우 관절발판과 연결된 타이머 및 로터리 엔코더에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
또 상기 보행시간과 거리 및 속도를 측정하여 평가하는 평가단계는, 보행능력 전반에 대한 훈련효과를 평가하는 것이 바람직하다.
또 상기 보행장애 환자의 좌우 발바닥에 작용하는 하중의 크기 및 차이를 측정하는 측정단계는, 상기 좌우 관절발판 상에 각각 설치되어 보행장애 환자의 발바닥을 올려놓는 좌우 힘센서에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
또 상기 보행장애 환자의 좌우 발바닥에 작용하는 하중의 크기 차이를 측정하여 평가하는 평가단계는, 보행장애 환자의 하지 근력 및 선 자세에서의 균형에 대한 훈련효과를 평가하는 것이 바람직하다.
또 상기 보행장애 환자의 하지의 관절동작을 측정하는 측정단계는, 보행장애 환자의 다리에 착용하는 각도센서에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
또 상기 보행장애 환자의 관절동작을 측정하여 평가하는 평가단계는, 하지관절의 구동에 따른 무릎의 구부림 각도에 대한 훈련효과를 평가하는 것이 바람직하다.
또 상기 데이터 표시장치에 포함된 사용자 인터페이스(UI)를 통해 사용자가 필요한 정보를 입력할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법에 의하면, 객관적인 수치로 보행장애 환자의 관절 및 근육 기능을 측정함으로써, 보행훈련 장치의 훈련효과를 객관적 및 정량적으로 평가할 수 있는 효과가 있고, 이를 통해 제조사가 보행훈련 장치 개발과정에서 유효성 평가에 필요한 시간과 비용을 줄이는 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명에 따른 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법을 순차적으로 표시한 개념도
도 2는 본 발명에 따른 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법을 위해 사용되는 보행훈련 장치를 개략적으로 도시한 구성도
이하, 본 발명에 따른 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법을 순차적으로 표시한 개념도를 도시한 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법은, 보행장애 환자가 사용하는 의료기기인 보행훈련 장치에 연결되어 보행에 대한 전반적인 보행데이터를 측정부에서 측정하는 측정단계와, 데이터 처리부에서 측정된 상기 보행데이터를 이전의 보행데이터와 비교한 후 평가하는 평가단계 및, 평가의 결과를 데이터 표시장치를 통해 표시하는 표시단계의 과정이 단계별로 이루어지는 것이다.
구체적으로 상기 측정단계에서는 보행훈련 장치를 사용하는 보행장애 환자의 보행시간과 거리 및 속도를 타이머와 로터리 엔코더를 이용하여 측정하고, 보행장애 환자가 보행할 때 발바닥에 작용하는 하중의 크기 및 차이를 힘센서를 이용하여 측정하며, 보행장애 환자가 보행할 때 사용하는 하지의 관절동작에 따른 무릎의 구부림 각도를 각도센서를 이용하여 측정하게 된다.
또 상기 평가단계에서는 측정단계에서 측정한 보행장애 환자의 보행시간과 거리 및 속도의 보행데이터를 가공하고 처리하여 보행능력 전반에 대한 훈련효과를 데이터 처리부를 이용하여 평가하고, 보행장애 환자의 발바닥에 작용하는 하중의 크기 및 차이의 보행데이터를 가공하고 처리하여 하지 근력 및 선 자세에서의 균형에 대한 훈련효과를 데이터 처리부를 이용하여 평가하며, 보행장애 환자의 하지의 관절동작을 통해 얻은 무릎의 구부림 각도의 보행데이터를 가공하고 처리하여 하지 관절의 구동에 대한 훈련효과를 데이터 처리부를 이용하여 평가한다.
이러한 각 보행데이터의 가공에 의한 훈련효과의 평가는 현재의 보행데이터와 보행훈련 이전의 보행데이터를 데이터 처리부에서 비교함으로써 이루어진다.
또한 상기 표시단계에서는 보행훈련에 따른 훈련효과의 결과 및 평가 데이터를 디스플레이와 같은 데이터 표시장치를 통해 표시하도록 한다. 또한 상기 디스플레이에는 보행훈련에 필요한 각종의 정보를 보행장애 환자 또는 보조자가 직접 입력할 수 있도록 사용자 인터페이스(UI)를 포함하고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법을 위해 사용되는 보행훈련 장치의 구성도를 도시한 것이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법을 위해 사용되는 보행훈련 장치는 두 개의 분리된 관절발판(3a)(3b)을 가진 형태로 구성되며, 데이터 처리부(1) 상에 받침대(2)가 설치되고, 상기 받침대(2) 상에 보행장애 환자의 보행을 위해 사용되는 관절발판(3a)(3b)이 좌우 한 쌍으로 설치되며, 상기 받침대(2) 상의 앞쪽에는 보행장애 환자가 보행하면서 잘 볼 수 있도록 디스플레이와 같은 데이터 표시장치(4)가 설치되는데, 상기 데이터 표시장치(4)는 데이터 처리부(1)와 연결된 지지대(4a)에 설치된다.
그리고 좌우 한 쌍의 상기 관절발판(3a)(3b)은 받침대(2)의 뒤쪽에 설치된 로터리 엔코더(5) 및 타이머(6)와 연결되어 있고, 좌우 한 쌍의 상기 관절발판(3a)(3b)에 보행장애 환자의 발을 올려놓되, 상기 관절발판(3a)(3b)과 발 사이의 관절발판(3a)(3b) 상에는 힘센서(7a)(7b)가 각각 설치되어, 상기 힘센서(7a)(7b) 상에 보행장애 환자의 발을 올려놓게 되며, 상기 힘센서(7a)(7b) 위에 발을 올려놓고 관절발판(3a)(3b) 상에서 보행훈련을 하게 되는 보행장애 환자의 다리에는 각도센서(8)를 착용하게 된다.
이와 같이 로터리엔코더(5), 타이머(6), 힘센서(7a)(7b) 및 각도센서(8) 등으로 구성된 측정부와 데이터 처리부(1) 및 데이터 표시장치(4)로 보행훈련의 훈련효과를 시험하고 평가하게 된다.
즉, 관절발판(3a)(3b)에 발을 딛고 있는 보행장애 환자의 보행 시간과 거리 및 속도를 로터리엔코더(5)와 타이머(6)로 측정하고, 이를 데이터 처리부(1)에서 상기 보행시간 등의 보행데이터를 보행훈련 이전의 보행데이터와 비교하여 훈련의 유효성에 대한 평가가 이루어지며, 보행시간 등의 훈련효과의 평가에 대한 결과는 데이터 표시장치(4)를 통해 표시한다.
다음에, 보행장애 환자의 발로 딛고 있는 상기 힘 센서(7a)(7b)를 사용하여 좌/우 하지의 발바닥에 작용하는 하중의 크기 및 차이를 측정한 보행데이터를 통해 좌우의 하중의 차이가 얼마나 나는지 데이터 처리부(1)에서 비교하고, 또한 상기 보행데이터를 보행훈련 이전의 보행데이터와 데이터 처리부(1)에서 비교하여 훈련의 유효성에 대한 평가가 이루어지며, 하중의 크기 및 차이에 의해 하지 근력 및 선 자세 균형의 훈련효과의 평가에 대한 결과는 데이터 표시장치(4)를 통해 표시한다.
다음에, 보행장애 환자의 다리에 착용하고 있는 각도센서(8)를 사용하여 하지의 관절동작을 측정하여, 상기 관절동작에 의해 무릎이 얼마나 구부러지는지 구부림 각도의 보행데이터가 적정한 범위 내에 있는지 데이터 처리부(1)에서 비교하고, 또한 상기 보행데이터를 보행훈련 이전의 보행데이터와 데이터 처리부(1)에서 비교하여 훈련의 유효성에 대한 평가가 이루어지며, 하지 관절구동 능력의 훈련효과의 평가에 대한 결과는 데이터 표시장치(4)를 통해 표시한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
1 : 데이터 처리부 2 : 받침대
3a,3b : 관절발판 4 : 데이터 표시장치
4a : 지지대 5 : 로터리 엔코더
6 : 타이머 7a,7b : 힘센서
8 : 각도센서

Claims (8)

  1. 고령화 및 뇌혈관질환의 후유증에 따른 보행장애 환자의 보행훈련 장치에 의한 훈련효과를 시험하고 평가하는 방법에 있어서,
    상기 보행장애 환자의 보행을 통해 보행시간과 거리 및 속도를 측정하고, 상기 보행장애 환자의 보행을 통해 좌우 발바닥에 작용하는 하중의 크기 및 차이를 측정하며, 상기 보행장애 환자의 보행을 통해 하지의 관절동작을 측정부에 의해 측정하는 측정단계;
    상기 측정단계를 통해 얻은 보행데이터를 보행장애 환자의 훈련 전 보행데이터와 데이터 처리부에 의해 비교하여 평가하는 평가단계; 및
    상기 평가에 의한 결과 및 데이터를 데이터 표시장치에 표시하는 표시단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보행시간과 거리 및 속도를 측정하는 측정단계는, 보행장애 환자의 보행을 위한 좌우 관절발판과 연결된 타이머 및 로터리 엔코더에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보행시간과 거리 및 속도를 측정하여 평가하는 평가단계는, 보행능력 전반에 대한 훈련효과를 평가하는 것을 특징으로 하는 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 보행장애 환자의 좌우 발바닥에 작용하는 하중의 크기 및 차이를 측정하는 측정단계는, 상기 좌우 관절발판 상에 각각 설치되어 보행장애 환자의 발바닥을 올려놓는 좌우 힘센서에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보행장애 환자의 좌우 발바닥에 작용하는 하중의 크기 차이를 측정하여 평가하는 평가단계는, 보행장애 환자의 하지 근력 및 선 자세에서의 균형에 대한 훈련효과를 평가하는 것을 특징으로 하는 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보행장애 환자의 하지의 관절동작을 측정하는 측정단계는, 보행장애 환자의 다리에 착용하는 각도센서에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보행장애 환자의 관절동작을 측정하여 평가하는 평가단계는, 하지관절의 구동에 따른 무릎의 구부림 각도에 대한 훈련효과를 평가하는 것을 특징으로 하는 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 표시장치에 포함된 사용자 인터페이스(UI)를 통해 사용자가 필요한 정보를 입력할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 보행훈련 장치의 훈련효과 시험 및 평가방법.
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