KR20170067467A

KR20170067467A - 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20170067467A
Application number: KR1020150174171A
Authority: KR
Inventors: 최병관
Original assignee: 가톨릭대학교 산학협력단
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-06-16

Abstract

본 발명은 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 사용자의 근육량을 측정하여 전송하는 웨어러블 디바이스; 사용자의 측정된 근육량과 운동 기기의 무게를 이용하여 최대 근육량을 산출하고 산출된 최대 근육량에 따른 운동 메커니즘을 제공하는 관리 서버; 및 상기 웨어러블 디바이스에서 측정한 사용자의 근육량을 전송받아 상기 관리 서버로 운동 기기의 무게와 함께 전송하고, 상기 관리 서버에서 전송되는 운동 메커니즘을 전송받아 사용자에게 제공하는 스마트폰 게이트웨이를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치 및 그 방법을 제공하여 사용자가 편리하게 댁내에서 재활 치료 등을 진행할 수 있다.

Description

웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치 및 그 방법{Rehabilitation Apparatus using Wearable Device and method thereof}

본 발명은 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 센서 기술을 이용한 웨어러블 디바이스, 스마트폰 게이트웨이 그리고 이를 서비스할 수 있는 관리 서버로 구성되어 환자의 재활 치료에 필요한 운동량 측정 및 운동 가이드를 제공할 수 있는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근, 고도 산업화와 산업 혹은, 교통 재해 등에 의한 신체 장애의 문제가 사회적 문제로 부각되고 있으며, 고령화에 의한 신체장애 및 뇌질환의 문제로 인해 의료 및 복지비용 증가에 따른 문제에 직면하고 있는 실정이다.

이러한 장애 및 질환의 치료를 위해 재활 치료의 관심이 급증하고 있으며, 이에 따른 재활 운동치료와 재활 훈련기기가 개발되어 사용되고 있으나, 지속적으로 발전하고 있는 재활 운동치료법에 비해 국산 재활 훈련 기기의 기술은 턱없이 낮아 단순한 기기의 제품군만 출시되고 있으며, 또한 고가의 수입 기기의 경우 의료비용의 증가로 인해 치료 효과 및 이용에 대한 관심이 낮을 수밖에 없다는 문제점이 있다.

특히, 재활 치료는 환자가 자기 주도하에 운동하는 것이 가장 효과가 크지만 특별한 외적 요인 없이는 환자 스스로 자기 주도하에 운동하지는 않고 있음에 따라 재활 치료의 효과가 극히 낮을 수밖에 없었다.

물론, 종래에는 등록특허공보 제10-0822483호에 개시된 바와 같이 근전도신호바이오피드백 게임을 이용한 근육 자가 운동 시스템을 제시함으로써 환자 스스로가 재활 치료에 따른 흥미를 가지면서 적극적으로 운동할 수 있도록 하였다.

하지만, 상기한 종래 기술은 환자의 선택 혹은, 미리 저장되어 있던 해당 환자의 신체 정보나 운동 이력 정보를 토대로 게임 종목의 난이도를 설정하도록 구성될 뿐 해당 환자의 현 상태에 따른 고려는 배제됨에 따라 만일, 환자의 상태 악화가 이루어졌을 경우에는 오히려 해당 환자의 재활치료에 악영향을 미칠 수밖에 없다는 문제점이 있다.

또한, 상기한 종래 기술은 환자의 신체 중 팔이나 다리 혹은, 허리 등과 같은 광범위한 부위에 대한 일괄적인 재활치료를 목적으로 운동목표를 부여하고 근자극신호를 센싱하도록 한 기술일 뿐 편마비 환자나 신경중추계 환자에서 주로 발생되는 특정 부위의 장애에 대한 재활치료에 적용될 수는 없다는 단점이 있을 뿐 아니라, 실제 해당 환자의 신체 중 특정 부위나 특정 관절에 대한 차등적인 운동효과의 부여는 이루어지지 못하여 전체적인 신체 부위에 따른 운동효과의 불균형이 야기될 수밖에 없었고 이를 해소하기 위한 마땅한 대책도 이루어지지 않았던 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-0822483호 국내특허공개번호 2013-0049236호

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 센서 기술을 이용한 웨어러블 디바이스, 스마트폰 게이트웨이 그리고 이를 서비스할 수 있는 관리 서버로 구성되어 환자의 재활치료에 필요한 운동량 측정 및 운동 가이드를 제공할 수 있는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 장치는 사용자의 근육량을 측정하여 전송하는 웨어러블 디바이스; 사용자의 측정된 근육량과 운동 기기의 무게를 이용하여 최대 근육량을 산출하고 산출된 최대 근육량에 따른 운동 메커니즘을 제공하는 관리 서버; 및 상기 웨어러블 디바이스에서 측정한 사용자의 근육량을 전송받아 상기 관리 서버로 운동 기기의 무게와 함께 전송하고, 상기 관리 서버에서 전송되는 운동 메커니즘을 전송받아 사용자에게 제공하는 스마트폰 게이트웨이를 포함한다.

또한, 본 발명의 장치의 상기 웨어러블 디바이스는 밴드형이다.

또한, 본 발명의 장치의 상기 웨어러블 디바이스는 재활 환자의 특정 부위에 부착되어 근육의 움직임에 따라 가해지는 인장 강도에 따른 근력을 측정하여 출력하는 무게 센서; 상기 무게 센서에서 출력되는 근력에 비례하는 전압을 증폭하여 출력하는 증폭기; 상기 무게 센서에서 측정된 근력량을 스마트폰 게이트웨이로 출력하는 근거리 통신 모듈; 및 상기 무게 센서와 근거리 통신 모듈을 인터페이스 하는 결합기를 포함한다.

또한, 본 발명의 장치의 상기 웨어러블 디바이스는 상기 결합기로부터 근력량을 입력받아 표시하는 표시기를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 장치의 상기 스마트폰 게이트웨이는 스마트폰으로 구성되어 있다.

또한, 본 발명의 장치의 상기 스마트폰 게이트웨이는 상기 웨어러블 디바이스로부터 측정된 근력량을 근거리 통신을 통하여 수신하는 근거리 통신부; 상기 근거리 통신부에서 측정된 근력량을 표시하며, 사용자 이름 입력화면과, 운동 기기의 무게 입력화면과 설치 위치 입력화면을 제공하는 표시부; 사용자 이름, 운동 기기의 무게, 설치 위치를 입력받는 입력부; 및 상기 근거리 통신부를 통하여 수신한 근력량을 표시부를 통하여 표시하고, 상기 표시부에 입력화면을 제공하고, 입력부를 통하여 사용자 이름, 운동 기기의 무게 그리고 설치 위치를 입력받아 상기 측정된 근력량과 함께 원거리 통신부를 통하여 관리 서버로 전송하는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 장치의 상기 관리 서버는 최대근력 수치를 그래프화하여 제공하고, 상기 스마트폰 게이트웨이는 상기 관리 서버에서 제공되는 최대 근력 수치의 그래프를 사용자에게 제공한다.

또한, 본 발명의 장치의 상기 관리 서버는 최대 근육량에 따른 추천 가능한 운동 메커니즘을 저장하고 있는 메모리; 상기 웨어러블 디바이스로부터 측정된 사용자의 근력량을 전송받아 최대 근력을 추정하고, 상기 메모리에 저장된 데이터를 참조하여 추정된 최대근력에 따른 운동 메커니즘을 추천하는 PC; 및 상기 PC가 추천한 운동 메커니즘을 상기 스마트폰 게이트웨이로 전송하는 통신 카드를 포함한다.

또한, 본 발명의 장치의 상기 관리 서버는 입출력 장치인 모니터, 프린터 그리고 키보드를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 장치의 운동 메커니즘은 근력강화 운동, 지구력 강화 운동, 안정성을 위한 근력증강 운동 및 관절과 근육의 가동성 강화 훈련중 적어도 어느 하나 이상을 포함한다.

한편, 본 발명의 방법은 (A) 웨어러블 디바이스가 사용자의 근육량을 측정하여 전송하는 단계; (B) 스마트폰 게이트웨이가 상기 웨어러블 디바이스에서 측정한 사용자의 근육량을 전송받아 운동 기기의 무게와 함께 전송하는 단계; (C) 관리 서버는 사용자의 측정된 근육량과 운동 기기의 무게를 수신하여 최대 근육량을 산출하고 산출된 최대 근육량에 따른 운동 메커니즘을 제공하는 단계; 및 (D) 상기 스마트폰 게이트웨이는 상기 관리 서버가 전송하는 운동 메커니즘을 사용자에게 제공하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (A) 단계는 (A-1) 상기 웨어러블 디바이스의 무게 센서가 사용자의 근육량을 측정하는 단계; (A-2) 상기 웨어러블 디바이스의 증폭기가 상기 무게 센서의 출력을 증폭하는 단계; (A-3) 상기 웨어러블 디바이스의 결합기가 근거리 통신 모듈로 증폭된 근육량을 제공하는 단계; 및 (A-4) 상기 웨어러블 디바이스의 근거리 통신 모듈이 측정된 근육량을 스마트폰 게이트웨이로 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (A) 단계는 (A-5) 상기 웨어러블 디바이스의 표시기가 측정된 근육량을 표시하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (B) 단계는 (B-1) 스마트폰 게이트웨이가 근거리 통신을 통해 근육량을 수신하는 단계; (B-2) 상기 스마트폰 게이트웨이가 사용자 이름을 등록받는 단계; (B-3) 상기 스마트폰 게이트웨이가 운동 기기의 무게를 입력받는 단계; 및 (B-4) 상기 스마트폰 게이트웨이가 사용자 이름과 근력량을 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (B) 단계는 (B-5) 상기 스마트폰 게이트웨이가 수신된 근육량을 그래프로 표시하여 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 방법은 (E) 상기 관리 서버가 최대근력 수치를 그래프화하여 제공하는 단계; 및 (F) 상기 스마트폰 게이트웨이가 상기 관리 서버에서 제공되는 근력 수치의 그래프를 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 방법의 상기 운동 메커니즘은 근력강화 운동, 지구력 강화 운동, 안정성을 위한 근력증강 운동 및 관절과 근육의 가동성 강화 훈련중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명에 따르면, 스마트 웨어러블 환경에서 재활병원, 요양병원, 요양원 등 요양기관과의 B2B2C 수익모델을 통한 새로운 시장 창출을 가능하도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면, u-Hospital/u_Healthcare등 재활환자와 담당 의료진을 연결시키는 모바일 플랫폼 매체의 개발이 가능하도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 심신이 미약한 상태에 있는 재활환자들에게 자신의 운동기록과 상태 호전 추이를 모바일에서 상시 모니터링, 피드백을 하여 환자 스스로 재활운동을 할 수 있도록 동기를 부여할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 담당 의료진들이 해당 환자가 내원하지 않는 동안에도 환자의 운동기록과 상태를 체크하여 환자 내원 시 더욱 효과적인 진단 및 처방이 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 웨어러블 디바이스의 상세 구성도이다.
도 3은 도 1의 스마트 게이트웨이의 구성도이다.
도 4는 도 1의 관리 서버의 구성도이다.
도 5는 도 1의 웨어러블 디바이스의 실시 예시도이다.
도 6은 도 1의 스마트폰 게이트웨이의 표시부에 제공되는 화면의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 방법의 흐름도이다.
도 8은 도 7의 근육 측정 전송 과정의 흐름도이다.
도 9는 도 7의 스마트폰 게이트웨이의 처리 과정의 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치는 웨어러블 디바이스(10)와, 스마트폰 게이트웨이(20) 및 관리 서버(30)를 포함한다.

상기 웨어러블 디바이스(10)는 사용자의 근력을 측정하여 출력하며, 그 형태를 밴드형일 수 있다.

이처럼 웨어러블 디바이스(10)가 밴드형으로 형성됨에 따라 재활 환자 등의 사용자는 어디서든지 편리하게 자신의 운동량을 측정할 수 있으며, 이는 웰니스 시장 기반 마련에 기여하도록 한다.

그 결과, 누구나 빠르고 정확하고 간편하게 최대 근력(Repetition Maximum)을 측정할 수 있는 스마트 측정기의 상품화 및 시장 개척이 가능하도록 하며, 이를 위하여 상기 웨어러블 디바이스(10)는 상품화를 위한 사용자 중심의 UI/UX Application로 개발된다.

특히, 상기 웨어러블 디바이스(10)는 팔 또는 다리 등 특정 부위에 착용되어 근력의 재활 환자 등의 사용자의 손 또는 다리 등에 부착되어 손 또는 다리 등의 근육의 움직임에 따라 가해지는 인장 강도에 따른 근력을 측정하여 출력한다.

상기 스마트폰 게이트웨이(20)는 상기 웨어러블 디바이스(10)에서 출력되는 재활 환자의 손 또는 다리 등에 부착되어 손 또는 다리 등의 근육의 움직임에 따라 가해지는 인장 강도에 따라 측정된 근력량을 입력받아 이를 관리 서버(30)로 전송한다.

이때, 스마트폰 게이트웨이(20)는 화면 등을 통하여 웨어러블 디바이스(10)가 현재 설치되어 있는 위치를 입력하거나 선택할 수 있도록 하여 어느 부위에서 운동이 이루어지고 있는지 파악할 수 있도록 한다.

일예로, 스마트폰 게이트웨이(20)는 화면등을 통하여 손, 발 등을 표시하고 이중에서 어는 부분의 운동이 이루어지고 있는지를 선택할 수 있도록 한다.

또한, 스마트폰 게이트웨이(20)는 재활 환자 등의 사용자의 이름을 입력받고 입력받은 재활 환자 등의 사용자의 이름에 따라 측정된 근력량을 연계하여 관리 서버(30)로 전송한다.

그리고, 이때 스마트폰 게이트웨이(20)는 현재 운동에 사용하고 있는 운동기구의 무게 등을 입력받아 이를 함께 전송한다.

물론, 스마트폰 게이트웨이(20)는 웨어러블 디바이스(10)가 설치된 부위에 대한 정보도 관리 서버(30)로 함께 제공한다.

이와 같은 스마트폰 게이트웨이(20)는 스마트폰 등으로 구현할 수 있으며, 상기 웨어러블 디바이스(10)에서 전송된 근력량의 그래프로 표시한다.

상기 스마트폰 게이트웨이(20)는 관리 서버(30)로 입력받은 운동기구의 무게와 환자 이름 그리고 측정된 근력량을 전송하며, 웹을 통하여 관리 서버(30)로부터 최대 근력량을 전송받아 재활 환자 등의 사용자에게 표시한다.

또한, 스마트폰 게이트웨이(20)는 관리 서버(30)에서 추천되어 제공되는 운동 기구에 대한 운동 메커니즘을 환자 등에게 제공한다.

이때, 추천 가능한 운동 메커니즘은 1)근력강화 운동, 2)지구력 강화 운동, 3)안정성을 위한 근력증강 운동, 4)관절과 근육의 가동성 강화 훈련 등이 있다.

다음으로, 관리 서버(30)는 운동기구의 무게와 근력량 변화에 의한 운동횟수를 이용하여 최대 근육량(1RM: 1 Repetition Maximum)을 산출한다.

이처럼 최대 근력량을 산출하기 위하여 Wathan식이 사용될 수 있다.

그리고, 관리 서버(30)는 산출된 최대 근육량을 기준으로 운동 기기의 무게와 횟수를 조절하여, 하나의 운동 기구에 대한 네 가지 운동 메커니즘을 추천한다.

이처럼, 관리 서버(30)는 상기 웨어러블 디바이스(10)로부터 측정된 사용자의 근력량을 전송받아 최대 근력을 추정하고, 추정된 최대근력과 해당 사용자의 성별, 숙련도에 따라서 사용자가 최적운동 무게 및 그 반복횟수를 산출하여 사용자의 근력운동 프로그램(즉 운동 메커니즘)을 처방하도록 한다.

이때, 제공되는 근력운동 프로그램은 환자의 운동하기 위한 무게, 운동 반복 횟수, 한 회에 따른 세트수 등의 운동 정보를 포함할 수 있다.

또한, 관리 서버(30)는 상기 웨어러블 디바이스(10)에서 측정된 사용자의 근력량을 전송받아 이를 의사나 재활 치료사 등에게 제공하여 재활 환자의 상태 등을 모니티링하도록 할 수 있다.

도 2는 도 1의 웨어러블 디바이스의 상세 구성도이다.

도 2를 참조하면, 도 1의 웨어러블 디바이스는 무게 센서(12), 증폭기(14), 결합기(16), 근거리 통신 모듈(18) 및 표시기(20)를 포함한다.

상기 무게 센서(12)는 재활 환자 등의 사용자의 손 또는 다리 등에 부착되어 손 또는 다리 등의 근육의 움직임에 따라 가해지는 인장 강도에 따른 근력을 측정하여 출력한다. 이때, 사용가능한 무게 센서(12)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 로드 셀(Load cell)일 수 있다.

이와 같은 로드 셀은 출력되는 전압은 매우 낮은 전압이며, 보통 최대치가 50mV정도이다. 따라서, 이를 증폭할 필요가 있으며 이를 위해 증폭기(14)가 구비된다.

상기 증폭기(14)는 상기 무게 센서(12)에서 출력되는 근력에 비례하는 전압을 증폭하여 출력한다.

그리고, 결합기(16)는 상기 무게 센서(12)와 근거리 통신 모듈(18)을 인터페이스하며, 무게 센서(12)에서 측정되고 증폭기(14)에서 증폭된 근력량을 근거리 통신 모듈(18)로 출력한다.

이와 같은 결합기(16)는 일예로 아두이노 유노일 수 있다.

상기 근거리 통신 모듈(18)은 상기 근력량을 스마트폰 게이트웨이(20)로 전송한다. 이와 같은 근거리 통신 모듈(18)은 여러가지 근거리 통신 기술을 사용할 수 있으며 여기에서는 도 5에 도시된 바와 같이 블루투스 모듈(BT 2.0 모듈)을 이용한다.

한편, 표시기(20)는 결합기(16)에서 제공되는 근력량을 사용자가 인식할 수 있도록 표시한다.

도 3은 도 1의 스마트폰 게이트웨이의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 도 1의 스마트폰 게이트웨이는 근거리 통신부(21), 원거리 통신부(22), 표시부(23), 제어부(24) 및 입력부(25)를 구비하고 있다.

상기 근거리 통신부(21)는 상기 웨어러블 디바이스로부터 근거리 통신 방식을 통하여 측정된 근력량을 전송받는다.

그리고, 원거리 통신부(22)는 상기 근거리 통신부(21)를 통하여 전송받은 근력량을 관리 서버로 전송한다. 이때, 원거리 통신부(22)는 제어부(24)가 입력받은 사용자의 이름과, 운동 기기의 무게 그리고 설치 위치(즉, 손인지 아니면 발인지 등)를 전송한다.

한편, 표시부(23)는 상기 근거리 통신부를 통하여 입력받은 근력량을 표시하며, 도 6의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이 그래프를 이용하여 표시할 수 있다.

또한, 표시부(23)는 도 6의 (a)에서 처럼 사용자에게 이름을 입력받을 수 있는 화면을 제공하여 이름 입력이 가능하도록 하며, 웨어러블 디바이스가 설치된 위치를 입력받을 수 있는 화면을 제공하여 설치된 위치를 입력받으며, 도 6의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이 운동 기기의 무게를 입력할 수 있는 화면을 제공하여 운동 기기의 무게를 입력받는다.

또한, 표시부(23)는 제어부(24)로부터 도 6의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이 제공되는 운동횟수를 표시할 수 있으며, 도 6의 (d)에 도시되어 있는 바와 같이 관리 서버로부터 전송받은 최대 근육량을 도식적으로 표시하며, 운동 메커니즘을 사용자에게 제공한다.

그리고, 제어부(24)는 표시부(23)에 도 6의 (a) 에서 처럼 재활 환자의 이름을 입력할 수 있는 이름 입력 메뉴를 제공하여 이름을 입력받는다.

또한, 제어부(24)는 표시부(23)에 도 6의 (b)에서 처럼 웨어러블 디바이스와 블루투스 등의 근거리 통신을 통하여 통신이 가능하도록 하는 통신 설정 화면을 제공하여 통신 환경을 설정한다.

그리고, 제어부(24)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 스타트 버튼을 구비한 시작 화면을 제공하여 스타트 버튼을 사용자가 누르면 도 6의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이 무게 입력창이 제공되는 화면을 제공하여 운동 기구의 무게를 입력받는다.

또한, 제어부(24)는 웨어러블 디바이스가 설치된 위치를 입력받을 수 있는 화면을 표시부(23)를 통해 제공하여 설치 위치를 입력받는다.

상기 제어부(24)는 근력량의 변화에 따라 운동 횟수를 산출하고 산출된 운동 횟수를 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 표시부(23)를 통해 표시한다.

그리고, 제어부(24)는 관리 서버에서 전송된 최대 근육량을 전송받아 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이 도식적으로 표시한다.

또한, 제어부(24)는 관리 서버에서 추천된 운동기구에 운동 메커니즘을 전송받아 표시부(23)를 통해 표시하여 사용자에게 제공한다. 이때, 추천 가능한 운동 메커니즘은 1) 근력강화 운동, 2) 지구력 강화 운동, 3) 안정성을 위한 근력증강 운동, 4)관절과 근육의 가동성 강화 훈련 등이 있다.

한편, 입력부(25)는 터치 스크린이나 키보드 등일 수 있으며, 사용자로부터 데이터(사용자 이름, 무게, 설치 위치 등)를 입력받는다.

도 4는 도 1의 관리 서버의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 도 1의 관리 서버는 컴퓨터 내부에 설치된 프로그램에 따라서 상기 웨어러블 디바이스로부터 측정된 사용자의 근력량을 전송받아 최대 근력을 추정하고, 추정된 최대근력 등(해당 사용자의 성별, 숙련도 등도 포함할 수 있음)에 따라서 사용자가 최적운동 무게 및 그 반복횟수를 산출하여 사용자의 근력운동 프로그램(즉, 운동 메커니즘)을 처방하도록 프로그래밍된 PC(31)와, 상기PC(31)로부터 출력되는 사용자의 측정결과 및 운동 프로그램을 나타낼 수 있는 모니터(32)와, 상기 PC(32)로부터출력되는 사용자의 측정결과 및 처방된 근력운동 프로그램을 소정 용지에 프린트하는 프린터(33)와, 상기 PC(31)가 인터넷과 연결하여 데이터 통신을 행하도록 인터페이스 시켜주는 통신 카드(34)와, 상기 PC(31)에 데이타를 입력하거나 PC(31)를 조작하기 위한 입력수단인 키보드(35) 그리고 최대 근육량에 따른 추천 가능한 운동 메커니즘등을 저장하고 있는 메모리(36)를 구비한다.

상기 PC(31)는 통신 카드(34)를 통하여 스마트폰 게이트웨이로부터 사용자 이름, 웨어러블 디바이스의 설치 위치, 운동 기기의 무게 그리고 근력량을 전송받아 최대 근육량을 산출한다.

그리고, PC(31)는 메모리(36)에 저장된 데이터를 참조하여 추정된 최대근력과 해당 사용자의 성별, 숙련도에 따라서 사용자가 최적운동 무게 및 그 반복횟수를 산출하여 사용자의 근력운동 프로그램(즉 운동 메커니즘)을 처방한다.

상기 PC(31)는 이와 같은 전송받은 근육량과 산출된 최대 근육량 그리고 근력 운동 프로그램(즉 운동 메커니즘)을 모니터(32)를 통하여 제공하여 의사나 재활 치료사가 참조할 수 있도록 한다.

또한, 상기 PC(31)는 산출된 최대 근육량 그리고 근력 운동 프로그램(즉 운동 메커니즘)을 통신 카드(34)를 통하여 스마트폰 게이트웨이로 제공한다.

의사나 재활 치료사는 모니터(32)를 통해서 제공되는 최대 근육량과 운동 메커니즘을 보고 필요한 사항등은 키보드(35) 등을 이용하여 입력할 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 방법의 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 방법은 웨어러블 디바이스를 이용하여 사용자의 손 또는 발 등의 근육의 움직임에 따라 가해지는 인장 강도에 따른 근육을 측정하여 스마트폰 게이트웨이로 전송한다(S100).

그리고, 스마트폰 게이트웨이는 사용자 이름을 입력받고, 웨어러블 디바이스의 설치 위치를 입력받으며 사용중인 운동 기기의 무게를 입력받아 상기 웨어러블 디바이스에서 측정한 근육량과 연계하여 관리 서버로 전송한다(S200).

관리 서버는 스마트폰 게이트웨이에서 전송받은 운동 기기의 무게와 근육량을 입력받아 반복회수를 산출하고 이를 이용하여 최대 근육량을 산출한다(S300).

이후에, 관리 서버는 최대 근육량에 따른 운동 메커니즘을 추천하고(S400), 최대 근육량과 운동 메커니즘을 스마트폰 게이트웨이로 제공하여 표시하여 사용자에게 제공하도록 한다(S500).

도 8은 도 7의 근육 측정 전송 과정의 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 도 7의 근육 측정 전송 과정은 무게 센서가 사용자의 손 또는 발 등의 근육의 움직임에 따라 가해지는 인장 강도에 따른 근육을 측정한다(S110).

그리고, 증폭기는 상기 무게 센서가 측정한 근육량을 증폭하여 출력한다(S120).

결합기는 표시기를 통해 상기 근육량을 표시하며(S130), 근거리 통신 모듈은 결합기를 경유하여 입력되는 측정된 근육량을 스마트폰 게이트웨이로 전송한다(S140).

도 9는 도 7의 스마트폰 게이트웨이의 처리 과정의 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 도 7의 스마트폰 게이트웨이의 처리 과정은 근거리 통신을 통하여 웨어러블 디바이스로부터 측정된 근력량을 수신한다(S210).

그리고, 스마트폰 게이트웨이는 사용자 이름을 입력받으며(S220), 설치 위치 그리고 운동 기기의 무게 등을 입력받는다(S230).

이후에, 스마트폰 게이트웨이는 근력량을 그래프로 표시하고(S240), 운동 횟수를 산출하여 표시하며(S250), 사용자 이름과 설치 위치 그리고 무게 등을 포함하여 측정된 근육량을 관리 서버로 전송한다(S260).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 웨어러블 디바이스 12 : 무게 센서
14 : 증폭기 16 : 결합기
18 : 근거리 통신 모듈 20 : 스마트폰 게이트웨이
21 : 근거리 통신부 22 : 원거리 통신부
23 : 표시부 24 : 제어부
25 : 입력부 30 : 관리 서버
31 : PC 32 : 모니터
33 : 프린터 34 : 통신 카드
35 : 키보드 36 : 메모리

Claims

사용자의 근육량을 측정하여 전송하는 웨어러블 디바이스;
사용자의 측정된 근육량과 운동 기기의 무게를 이용하여 최대 근육량을 산출하고 산출된 최대 근육량에 따른 운동 메커니즘을 제공하는 관리 서버; 및
상기 웨어러블 디바이스에서 측정한 사용자의 근육량을 전송받아 상기 관리 서버로 운동 기기의 무게와 함께 전송하고, 상기 관리 서버에서 전송되는 운동 메커니즘을 전송받아 사용자에게 제공하는 스마트폰 게이트웨이를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 웨어러블 디바이스는 밴드형인 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치
청구항 1항에 있어서,
상기 웨어러블 디바이스는
재활 환자의 특정 부위에 부착되어 근육의 움직임에 따라 가해지는 인장 강도에 따른 근력을 측정하여 출력하는 무게 센서;
상기 무게 센서에서 출력되는 근력에 비례하는 전압을 증폭하여 출력하는 증폭기;
상기 무게 센서에서 측정된 근력량을 스마트폰 게이트웨이로 출력하는 근거리 통신 모듈; 및
상기 무게 센서와 근거리 통신 모듈을 인터페이스 하는 결합기를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치.
청구항 3항에 있어서,
상기 웨어러블 디바이스는
상기 결합기로부터 근력량을 입력받아 표시하는 표시기를 더 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 스마트폰 게이트웨이는 스마트폰으로 구성되는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 스마트폰 게이트웨이는
상기 웨어러블 디바이스로부터 측정된 근력량을 근거리 통신을 통하여 수신하는 근거리 통신부;
상기 근거리 통신부에서 측정된 근력량을 표시하며, 사용자 이름 입력화면과, 운동 기기의 무게 입력화면과 설치 위치 입력화면을 제공하는 표시부;
사용자 이름, 운동 기기의 무게, 설치 위치를 입력받는 입력부; 및
상기 근거리 통신부를 통하여 수신한 근력량을 표시부를 통하여 표시하고, 상기 표시부에 입력화면을 제공하고, 입력부를 통하여 사용자 이름, 운동 기기의 무게 그리고 설치 위치를 입력받아 상기 측정된 근력량과 함께 원거리 통신부를 통하여 관리 서버로 전송하는 제어부를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 관리 서버는 최대근력 수치를 그래프화하여 제공하고,
상기 스마트폰 게이트웨이는 상기 관리 서버에서 제공되는 최대 근력 수치의 그래프를 사용자에게 제공하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 관리 서버는
최대 근육량에 따른 추천 가능한 운동 메커니즘을 저장하고 있는 메모리;
상기 웨어러블 디바이스로부터 측정된 사용자의 근력량을 전송받아 최대 근력을 추정하고, 상기 메모리에 저장된 데이터를 참조하여 추정된 최대근력에 따른 운동 메커니즘을 추천하는 PC; 및
상기 PC가 추천한 운동 메커니즘을 상기 스마트폰 게이트웨이로 전송하는 통신 카드를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치.
청구항 7항에 있어서,
상기 관리 서버는 입출력 장치인 모니터, 프린터 그리고 키보드를 더 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치.
청구항 1항에 있어서,
운동 메커니즘은 근력강화 운동, 지구력 강화 운동, 안정성을 위한 근력증강 운동 및 관절과 근육의 가동성 강화 훈련중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치.
(A) 웨어러블 디바이스가 사용자의 근육량을 측정하여 전송하는 단계;
(B) 스마트폰 게이트웨이가 상기 웨어러블 디바이스에서 측정한 사용자의 근육량을 전송받아 운동 기기의 무게와 함께 전송하는 단계;
(C) 관리 서버는 사용자의 측정된 근육량과 운동 기기의 무게를 수신하여 최대 근육량을 산출하고 산출된 최대 근육량에 따른 운동 메커니즘을 제공하는 단계; 및
(D) 상기 스마트폰 게이트웨이는 상기 관리 서버가 전송하는 운동 메커니즘을 사용자에게 제공하는 단계를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 방법.
청구항 11항에 있어서,
상기 (A) 단계는
(A-1) 상기 웨어러블 디바이스의 무게 센서가 사용자의 근육량을 측정하는 단계;
(A-2) 상기 웨어러블 디바이스의 증폭기가 상기 무게 센서의 출력을 증폭하는 단계;
(A-3) 상기 웨어러블 디바이스의 결합기가 근거리 통신 모듈로 증폭된 근육량을 제공하는 단계; 및
(A-4) 상기 웨어러블 디바이스의 근거리 통신 모듈이 측정된 근육량을 스마트폰 게이트웨이로 전송하는 단계를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 방법.
청구항 12항에 있어서,
상기 (A) 단계는
(A-5) 상기 웨어러블 디바이스의 표시기가 측정된 근육량을 표시하는 단계를 더 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 방법.
청구항 11항에 있어서,
상기 (B) 단계는
(B-1) 스마트폰 게이트웨이가 근거리 통신을 통해 근육량을 수신하는 단계;
(B-2) 상기 스마트폰 게이트웨이가 사용자 이름을 등록받는 단계;
(B-3) 상기 스마트폰 게이트웨이가 운동 기기의 무게를 입력받는 단계; 및
(B-4) 상기 스마트폰 게이트웨이가 사용자 이름과 근력량을 전송하는 단계를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 방법.
청구항 14항에 있어서,
상기 (B) 단계는
(B-5) 상기 스마트폰 게이트웨이가 수신된 근육량을 그래프로 표시하여 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 방법.
청구항 11항에 있어서,
(E) 상기 관리 서버가 최대근력 수치를 그래프화하여 제공하는 단계; 및
(F) 상기 스마트폰 게이트웨이가 상기 관리 서버에서 제공되는 근력 수치의 그래프를 사용자에게 제공하는 단계를 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 방법.
청구항 11항에 있어서,
상기 운동 메커니즘은 근력강화 운동, 지구력 강화 운동, 안정성을 위한 근력증강 운동 및 관절과 근육의 가동성 강화 훈련중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 방법.