KR20180008135A - Gait training system utilizing tva sense - Google Patents

Gait training system utilizing tva sense Download PDF

Info

Publication number
KR20180008135A
KR20180008135A KR1020160090030A KR20160090030A KR20180008135A KR 20180008135 A KR20180008135 A KR 20180008135A KR 1020160090030 A KR1020160090030 A KR 1020160090030A KR 20160090030 A KR20160090030 A KR 20160090030A KR 20180008135 A KR20180008135 A KR 20180008135A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
light source
auditory
gait
subject
Prior art date
Application number
KR1020160090030A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101882083B1 (en
Inventor
한승원
이현주
태기식
Original Assignee
건양대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 건양대학교산학협력단 filed Critical 건양대학교산학협력단
Priority to KR1020160090030A priority Critical patent/KR101882083B1/en
Publication of KR20180008135A publication Critical patent/KR20180008135A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101882083B1 publication Critical patent/KR101882083B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A63B71/0622Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4001Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor
    • A63B21/4003Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor to the head; to the neck
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4001Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor
    • A63B21/4009Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor to the waist
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4001Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor
    • A63B21/4011Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor to the lower limbs
    • A63B21/4015Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor to the lower limbs to the foot
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0062Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/40Acceleration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/803Motion sensors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S482/00Exercise devices
    • Y10S482/901Exercise devices having computer circuitry
    • Y10S482/902Employing specific graphic or video display

Abstract

The present invention relates to a gait training system which utilizes multiple senses that can be trained by a patient in various environments through enhanced sensing information of sense of vision, hearing, and touching, which are crucial for balancing and walking during a gait training of a patient with impaired central nervous system.

Description

다중 감각을 활용한 보행훈련 시스템 {GAIT TRAINING SYSTEM UTILIZING TVA SENSE}{GAIT TRAINING SYSTEM UTILIZING TVA SENSE}

본 발명은 보행훈련 시스템에 관한 것으로, 자세하게는 중추신경계의 손상 환자들의 보행훈련시 균형 및 보행능력에 중요한 세 가지 감각인 촉각(Tactile), 시각(Visual), 청각(Auditory)의 강화된 다 감각정보를 통해 다양한 환경에서 환자 스스로 훈련이 이루어질 수 있는 다중 감각을 활용한 보행훈련 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gait training system. Specifically, the present invention relates to a gait training system. More specifically, the present invention relates to a gait training system comprising three senses such as tactile, visual, auditory, The present invention relates to a gait training system that utilizes multiple senses that can be trained by a patient in various environments through information.

뇌졸중, 뇌성마비, 소뇌손상 환자, 척수손상 환자, 파킨슨병 등 균형 및 보행에 어려움이 있는 중추신경계 손상 환자 및 근골격계 질환을 비롯하여 수술을 마친 환자 등 여러 환자를 대상으로 재활목적의 보행훈련이 이루어지고 있다.Walking training for rehabilitation purposes is performed for a variety of patients including stroke, cerebral palsy, cerebellar injured patients, spinal cord injured patients, Parkinson's disease, and patients with central nervous system injuries and musculoskeletal disorders have.

이러한 보행훈련에서 중요한 신체의 균형과 보행 및 기능적인 움직임을 수행하기 위해서는 수동적인 움직임이나 훈련이 아닌 일상에서 접할 수 있는 다양한 환경에서 대상자 스스로 실행을 유도하는 능동적인 움직임 및 훈련이 필요하며, 이러한 능동적인 움직임만이 운동조절에 관련된 신경세포의 우회적인 새로운 연결, 즉 신경가소성 및 신경조직의 재구성을 할 수 있다. (신경가소성: 말초신경과 달리 손상된 뇌의 중추신경은 재생 및 회복이 되지 않으나, 손상된 신경 옆으로 새로운 신경싹이 자라면서 재활의 가능성을 제시한 신경과학 용어)In order to perform important body balance, gait and functional movements in such gait training, there is a need for active movement and training that induces the subjects to perform themselves in various environments that can be encountered in daily life, rather than passive movement or training. Only the movement of neurons related to motor regulation can bypass the new connection, neural plasticity and neural tissue reconstruction can be. (Neurogenic: a neuroscientific term that suggests the possibility of rehabilitation as new nerve sprouts grow to the side of injured neurons, although the central nerves of injured brain are not regenerated and recovered, unlike peripheral neurons)

일반적으로 신경가소성의 촉진 기전 및 과정은 다음과 같다. ① 말초신경계를 통해 들어온 역치 이상의 감각정보에 주의집중을 통한 정보의 선택, ② 체계화를 통한 정보의 1차적 가공, ③ 뇌의 각 부분에 기능적인 영역에 전달하여 정보를 처리, ④ 과거의 학습 운동프로그램(운동경험을 통한)을 장기기억에서 인출, ⑤ 뇌의 연합영역을 통해 입력된 감각정보, 과거의 학습된 운동패턴, 시공간 변수와의 관계를 바탕으로 운동전략 수립, ⑥ 운동실행, ⑦ 수정(feedback)In general, the mechanisms and mechanisms of the promotion of neuroplasticity are as follows. (1) the selection of information by focusing attention on sensory information above the threshold received through the peripheral nervous system, (2) the primary processing of information through systematization, (3) the processing of information by transmitting it to functional areas in each part of the brain, (5) withdrawing the program from the long-term memory, (5) establishing the exercise strategy based on the sensory information input through the brain's cooperative area, the learned exercise pattern of the past, and the relationship with the space-time variables, (feedback)

이와 같은 과정을 실제 예를 통해 살펴보면 다음과 같다. ① 눈앞에 음료수가 있음 → ②, ③ 주의집중과 시원한 음료수라 인식 → ④ 과거에 손잡이 컵으로 물을 마셨던 운동전략을 장기기억에서 회상 → ⑤ 외부 변수는 손잡이가 없는 캔 형태임을 인식(환경적 외부변수) → 기존에 회상했던 프로그램과 환경의 변수를 대입해 뇌에서 세웠던 전략을 수정 → 손을 더 넓게 벌려서 컵을 잡는 운동전략을 세움 → ⑥ 운동실행 → ⑦ 전략적 수정 → 기능적 움직임 수행The following is an example of this process. ① Drinking water in front ② → ③ Recognizing it as a concentration and a cool drink → ④ Recalling the long-term memory of the exercise strategy that used to drink water from the cup in the past ⑤ Recognizing that the external variable is a can- Variable) → Modify the strategy that was set in the brain by substituting variables of the program and environment that were recalled → Establish a movement strategy to catch the cup by widening the hand more → ⑥ Exercise → → Strategic correction → Functional movement

즉, 스스로 능동적인 움직임을 하는 상황에서 역치 이상의 다양한 감각정보 및 감각통합, 과거의 학습한 운동전략, 감각통합으로 인한 외부 정보와 기존 운동전략, 실행 중 변수와의 관계 조절, 수정된 적용의 요소가 필요하다.In other words, in the situation of active movement by oneself, various sensory information and sense integration over the threshold, past learned motion strategy, external information due to sense integration, existing exercise strategy, .

하지만, 일반적인 뇌손상 환자는 감각을 인지하고 통합하는 뇌 부위에 손상 시 외부 정보를 받아들여도 이것이 무엇인지 모를 수 있어, 컵을 만져도 컵인지 모른다는 문제가 있다. 이는 눈으로 보는 컵, 만졌을 때 컵의 시각, 청각 정보가 통합되지 않고 분리 해석되어 기능적인 행동전략 및 실행을 할 수 없다.However, a common brain injury patient may be unaware of this by accepting extrinsic information when he or she perceives and integrates the senses and damages the brain area, so it does not know whether or not it touches the cup. This can not be accomplished by a functional behavioral strategy and implementation by separating and analyzing the visual cup, the visual and auditory information of the cup when touched.

또한, 전두엽 손상 시 행동전략의 부재로, 어떻게 움직여야 하는지 모르고, 1차 운동영역 손상으로 감각통합 및 행동전략이 수립되어 있는 상태에서 수행 불가능한 경우도 있다.In addition, there may be cases where it is impossible to perform with frontal lobe impairment in the absence of behavioral strategies, without knowing how to move, and with sensory integration and behavioral strategies due to primary motor impairment.

결국 뇌(중추신경계) 손상 환자의 재활훈련에 있어 기존 감각을 강화해서 제공해야 할 필요가 있으나, 현재 개발 및 출시된 훈련도구들은 강화된 다 감각 정보를 활용하기에 미흡하고, 다양한 환경에서의 능동적인 훈련을 수행하기에는 적절하지 않은 것이 현실이다.In the end, it is necessary to strengthen the existing senses in the rehabilitation training of the brain (central nervous system) injured patients, but the currently developed and introduced training tools are insufficient to utilize enhanced sense information, It is a fact that it is not appropriate to carry out training.

일본공개특허 특개2009-119066호(2009.06.04.)Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-119066 (Jun. 4, 2009) 일본공개특허 특개2005-34568호(2005.02.10.)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-34568 (2005.02.10.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 중추신경계 손상 환자들에게 시각, 청각, 촉각의 강화된 다 감각정보를 통해 훈련 효율성을 높이면서 치료실 이외의 다양한 현실 환경에서 스스로 훈련할 수 있는 다중 감각을 활용한 보행훈련 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for enhancing training efficiency through enhanced sense information of visual, auditory, and tactile senses, And to provide a gait training system that utilizes multiple senses that can be trained by oneself.

상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 보행훈련 시스템에 있어서, 대상자의 신체 또는 보조기에 착용 가능한 착용부와, 좌·우측으로 각각 형성되어 보행을 위한 좌·우측 발의 움직임에 대응하는 보행유도 표식을 출력광을 통해 바닥면에 형성하는 제1광원 및 제2광원과, 상기 제1광원 및 제2광원의 출력위치를 각각 제어하는 위치조절부를 구비하는 풋프린트부; 대상자의 발이 상기 보행유도 표식에 접촉하는 것을 감지하는 감지부와, 상기 감지부의 감지결과에 따라 대상자에게 물리적 자극을 인가하는 자극부를 구비하는 피드백부; 대상자의 보행이 이루어지도록 상기 감지부의 감지결과를 반영하여 상기 제1광원 및 제2광원을 순차적으로 제어하는 제어부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a gait training system comprising: a wearable part that can be worn on a body or an assistive device of a subject; and a gait generation indicator that corresponds to the movement of the left and right feet for walking, A footprint unit having a first light source and a second light source formed on a bottom surface through light, and a position control unit controlling the output positions of the first light source and the second light source, respectively; A feedback unit including a sensing unit for sensing that the subject's feet make contact with the gait inducing marker, and a stimulation unit for applying a physical stimulus to the subject according to the sensing result of the sensing unit; A controller for sequentially controlling the first light source and the second light source by reflecting the detection result of the sensing unit so that the subject is walked; .

이때 설정된 주기의 리듬청각신호를 생성하고 생성된 리듬청각신호에 따라 상기 제1광원 및 제2광원의 제어신호를 생성하여 상기 제어부에 인가하는 제1모드 또는 상기 감지부의 감지결과에 따른 청각안내신호를 생성하는 제2모드의 선택이 이루어지는 모드선택부와, 상기 모드선택부의 선택에 따라 리듬청각신호 또는 청각안내신호를 출력하는 출력부를 구비하는 청각안내부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.A first mode in which a rhythm auditory signal of a set period is generated and a control signal of the first and second light sources is generated and applied to the control unit according to the generated rhythm auditory signal or a first mode in which the auditory guidance signal A mode selection unit for selecting a second mode for generating a rhythm auditory signal or an auditory guidance signal according to the selection of the mode selection unit; .

또한, 하단에 한쌍의 제1바퀴가 형성되고 상부에는 손잡이가 형성되며 뒤쪽으로 단부에 제2바퀴가 형성된 한쌍의 지지체가 양측으로 각각 돌출형성되는 몸체를 구비하며, 상기 제1바퀴 또는 제2바퀴의 진행방향 및 회전속도를 측정하는 속도센서부를 구비한 보조기; 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 속도센서부의 감지결과를 분석하여 상기 위치조절부를 제어하는 정렬부를 더 포함할 수 있다.In addition, a pair of supporting members, each having a pair of first wheels formed at the lower end thereof, a handle formed at the upper end thereof and a second wheel formed at the rear end thereof, are protruded from both sides of the body. And a speed sensor unit for measuring a traveling direction and a rotating speed of the main body; The control unit may further include an alignment unit for controlling the position adjustment unit by analyzing the detection result of the speed sensor unit.

또한, 상기 피드백부는 신발형태로 구성되되, 가속도센서 및 자이로센서를 조합함으로 3축의 움직임을 감지하는 동작센서부와, 대상자의 발로부터 인가되는 하중을 감지하는 하중센서부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 동작센서부와 하중센서부의 감지결과를 분석하여 상기 위치조절부를 제어하는 정렬부를 더 포함할 수 있다.In addition, the feedback unit may include a motion sensor unit configured to detect motion of three axes by combining an acceleration sensor and a gyro sensor, and a load sensor unit configured to sense a load applied from a foot of the subject, And an alignment unit for analyzing the detection results of the operation sensor unit and the load sensor unit and controlling the position adjustment unit.

또한, 상기 제어부는 단말기 형태로 구성되되, 상기 감지부의 감지결과를 훈련정보로서 시간의 흐름에 따라 저장하는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 훈련정보를 시간순으로 대비한 분석정보를 생성하는 분석부와, 상기 분석정보를 출력하는 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.The controller may include a storage unit configured to store the detection result of the sensing unit as training information according to time, and an analysis unit configured to generate analysis information in which the training information stored in the storage unit is compared in chronological order, And an interface unit for outputting the analysis information.

본 발명을 통해 보행훈련이 요구되는 다양한 대상, 특히 균형 및 보행에 어려움이 있는 중추신경계 손상 환자 및 근골격계 질환 및 수술로 인하여 보행훈련이 필요한 자에 대하여 치료사에 의해 이루어지던 치료실 내 보행 재활훈련을 일상생활로 확장하여 지역사회 보행훈련을 통해 재활훈련 시간을 확장할 수 있고, 올바른 보행에 영향을 미치는 강화된 다 감각 유도 훈련을 통해 노력과 비용이 감소시킬 수 있다.Through the present invention, it is possible to provide a variety of subjects in which gait training is required, especially those suffering from central nervous system injuries, which have difficulty in balancing and walking, and persons requiring gait training due to musculoskeletal diseases and surgery, By expanding to life, community rehabilitation training can be expanded through community training, and effort and cost can be reduced through enhanced multi - sensory training that affects correct walking.

또한, 손상된 뇌 부위를 우회하여 다른 경로의 신경전달로가 만들어지는 '신경가역성'을 촉진하는 신경재조직화가 이루어짐으로 빠른 회복 및 일상으로의 복귀를 기대할 수 있다.In addition, it can be expected to recover quickly and to return to daily life because the nerve material organization that promotes 'neuron reversibility' is created, which bypasses the damaged brain area and produces neurotransmission pathways of different pathways.

도 1은 본 발명의 개념도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용상태도,
도 3은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 사용상태도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도 이다.
1 is a conceptual diagram of the present invention,
2 is a use state diagram according to a preferred embodiment of the present invention,
3 is a use state diagram according to a modified embodiment of the present invention,
4 is a block diagram illustrating a configuration and a connection relationship according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a configuration and a connection relationship according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 다중 감각을 활용한 보행훈련 시스템의 구성을 구체적으로 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the configuration of a gait training system utilizing the multiple senses of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 개념도로서, 본 발명은 뇌(중추신경계)의 손상 환자들에게는 시각, 청각, 촉각을 이용한 강화된 다 감각정보를 통한 보행훈련이 이루어지도록 하는 시스템이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of the present invention. The present invention is a system for performing gait training through reinforced multi-sensory information using visual, auditory, and tactile sensation to patients suffering from the brain (central nervous system).

정상적인 보행을 못하되 양쪽 다리에 체중을 균일하게 주지 못하지 못하는 편마비 환자를 예로 들면, 통상적으로 치료사는 보행훈련을 위해 음성으로 다리를 앞으로 얼마나 더 펴야하는지, 옆으로 얼마나 더 벌려야 하는지를 지시하고, 환자가 잘 따르지 못한다면 직접 다리를 벌려주거나, 앞으로 발을 내딛어야 하는 자리에 치료사는 환자의 다리를 잡아 이동시키는 방식으로 훈련이 이루어진다.For example, in a hemiplegic patient who fails to get a normal gait but does not have a uniform weight on both legs, the therapist typically instructs the patient how far to stretch his legs, If you do not follow well, you can open your legs directly, or you can train your therapist in a position where you need to step forward.

이러한 방법에서 환자는 수동적으로 다리를 내어주는 방법으로 재활훈련이 이루어지게 되나, 본 발명에서는 시각정보를 통해 환자가 본인의 발이 위치해야 하는 자리를 시각적으로 확인하고, 실시간으로 발의 보폭이나 내딛는 위치를 가이드 받으므로 실시간 시각피드백에 의한 자발적이고 능동적인 조절된 보행(움직임) 훈련이 이루어질 수 있도록 한다.In this method, the patient is manually rehabilitated by releasing his / her legs. In the present invention, the user visually confirms the place where the user's foot is to be positioned through the visual information, Since it is guided, voluntary and active controlled walking (movement) training by real time visual feedback can be done.

또한, 보행이라는 것은 보행 순환주기에 따른 리듬을 따르는 움직임이므로 발을 디딜 때 리듬이 있는 청각정보를 활용한 자극을 통해서 보행의 주기를 일정하게 유도한다면 자동적인 보행의 움직임을 끌어낼 수 있다. 이는 파킨슨 환자에게 치료사가 구두자극으로 사용하는 기존 재활훈련에서 사용되는 방식으로 치료사의 구두자극은 결국 치료사가 위치한 치료실 내에서만 한정적으로 이루어질 수밖에 없었으나 본 발명에서는 이를 치료실 밖에서도 원활히 이루어질 수 있도록 하게 된다.In addition, since walking is rhythmic movement according to the gait cycle, if the gait cycle is constantly induced through the stimulation using the auditory information with rhythm when walking, the automatic gait movement can be drawn. This is the method used in the existing rehabilitation training that the therapist uses for the oral stimulation for the Parkinsonian patient. In this case, the oral stimulation of the therapist is limited only in the treatment room where the therapist is located, but in the present invention, .

또한, 뇌손상으로 인해서 발을 디딜 때 발뒤꿈치 닫기부터 시작되는데, 본 발명에서는 정확한 움직임이 발생했을 때 진동과 같은 피드백을 촉각정보로 제공함으로써 정적 강화를 제공하여 올바른 보행을 촉진하게 된다.In addition, the present invention starts from the close of the heel when the foot is struck due to brain damage. In the present invention, since feedback such as vibration is provided as tactile information when accurate movement occurs, static walking is provided to promote correct walking.

이와 같은 시각, 청각, 촉각을 포함하는 다 감각정보의 활용을 위해 본 발명에서는 시각정보를 위한 풋프린트부(110)와, 촉각정보를 위한 피드백부(120)와, 청각정보를 위한 청각안내부(130)를 비롯하여 이를 제어하기 위한 제어부를 구비하게 된다.In order to utilize the multi-sensory information including the visual, auditory, and tactile sense, the present invention includes a footprint 110 for visual information, a feedback unit 120 for tactile information, And a controller 130 for controlling the controller 130.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용상태도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도이다. FIG. 2 is a view illustrating a state of use according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration and a connection relationship according to a preferred embodiment of the present invention.

상기 풋프린트부(110)는 시각정보를 위한 일종의 보행 내비게이션으로서 환자가 발을 뻗어 위치해야 할 자리에 보행유도 표식(S)인 풋 프린트(foot print)를 출력하며 착용부(111)와, 제1광원(113) 및 제2광원(114)과, 위치조절부(115)를 구비하게 된다.The footprint 110 is a kind of walking navigation for visual information, and outputs a foot print as a walking inducing mark S at a position where the patient should extend his / One light source 113, a second light source 114, and a position adjustment unit 115. [

상기 착용부(111)는 상기 풋프린트부(110)를 훈련 대상자의 신체 또는 보조기(140)에 착용하기 위한 구성으로, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 허리띠 형태로 이루어져 사용자의 허리에 착용이 이루어지도록 구성된다. 이외에도 다양한 신체부위에 착용이 이루어질 수도 있으나 대상자의 보행유도 표식을 밟아 걷는 방식으로 훈련이 진행됨에 따라 보행유도 표식(S)이 바닥에 원활히 형성되도록 하면서도 출력된 표식의 움직임 내지는 흔들림을 최소화할 수 있도록 대상자의 허리 부분에 풋프린트부(110)를 설치하는 것이 바람직하다.The wearer 111 is configured to wear the footprint 110 on the body of the person to be trained or the assistant 140. In a preferred embodiment of the present invention, the wearer 111 is configured as a waistband, . In addition, although various body parts may be worn, the training is progressed by walking the walking instruction mark of the subject so that the walking indication mark S can be smoothly formed on the floor, while minimizing movement or shaking of the output mark It is preferable to provide the footprint 110 at the waist of the subject.

상기 착용부(111)가 허리띠 형태로 이루어짐에 따라 대상자의 혹시 모를 넘어짐에 대비해서 상기 착용부(111)의 뒤쪽으로 보조손잡이(112)를 구비하여 보행훈련 중 치료사가 보조손잡이(112)를 잡고 환자의 자세의 안전성을 확보해 줄 수 있도록 하는 것이 바람직하다.As the wearer 111 is in the form of a waistband, the auxiliary handle 112 is provided behind the wearer 111 in preparation for falling over the wearer's body, so that the therapist grips the auxiliary handle 112 during the gait training It is desirable that the safety of the patient's posture can be ensured.

상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)은 실질적으로 동일한 광원을 구비하는 구성으로 상기 착용부(111)를 통해 고정되고 대상자의 좌·우측으로 각각 형성되어 각각으로부터의 출력광을 통해 보행을 위한 좌·우측 발의 움직임에 대응하는 보행유도 표식(S)을 바닥면에 형성하게 된다. 이때 주간에도 식별이 용이하도록 레이저광원을 사용하게 되며, 보행훈련의 취지에 맞춰 발바닥이나 신발(구두) 발자국의 형태의 보행유도 표식을 좌·우측 식별이 가능하도록 제1광원(113) 및 제2광원(114)을 통해 각각 출력되도록 구성하는 것이 바람직하다.The first light source 113 and the second light source 114 have substantially the same light source and are fixed to the left and right sides of the subject through the wearer 111, A walking guidance mark S corresponding to the movement of the left and right feet for walking is formed on the floor surface. At this time, a laser light source is used for easy identification during the day, and the first light source 113 and the second light source 113 are provided so that the gait induction mark in the form of a sole or footstep (foot) And output through the light source 114, respectively.

상기 위치조절부(115)는 상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)의 출력위치를 제어하는 구성으로, 수동 또는 자동으로 조절 가능하며, 실질적으로 동일한 2개의 구성이 상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)에 각각 구비됨으로 제1광원(113) 및 제2광원(114)에 대한 개별적인 투광방향의 조절이 이루어지게 된다.The position adjusting unit 115 is configured to control the output positions of the first light source 113 and the second light source 114 and can be manually or automatically adjusted. The first light source 113 and the second light source 114 are separately provided in the first light source 113 and the second light source 114, respectively.

첨부된 도면과 같이 상기 착용부(111)가 대상자의 허리에 설치되는 경우 기본적으로 상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)은 사용자의 보폭에 대응하여 전방 하측을 향하여 광을 출력한다. 이때 상기 위치조절부(115)는 전방향 각도조절이 가능한 힌지 등으로 구성되어 대상자의 보폭이나 신장 등 신체적 조건에 따라 출력되는 위치에 차이가 발생하므로 치료사가 미리 상기 위치조절부(115)를 통해 제1광원(113) 및 제2광원(114)의 각도를 적절히 조절함으로 출력위치를 맞출 수 있다.When the wearer 111 is installed on the waist of the subject, the first light source 113 and the second light source 114 basically output light toward the front lower side corresponding to the stride of the user . In this case, the position adjusting unit 115 is constituted by a hinge or the like capable of adjusting the angle in the forward direction, and a difference occurs in the output position according to the physical conditions such as stride or extension of the subject. The output position can be adjusted by appropriately adjusting the angles of the first light source 113 and the second light source 114.

이때 상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)으로부터 출력되는 광이 대상자의 다리 부분으로 인해 차단되지 않고 원활히 보행유도 표식을 형성할 수 있도록 대상자의 신체 앞쪽으로 일정거리 돌출된 상태로 제1광원(113) 및 제2광원(114)을 형성하는 것이 바람직하다.At this time, the light output from the first light source 113 and the second light source 114 is projected to the front side of the body of the subject by a certain distance so as to form a gait induction marker smoothly without being blocked by the leg portion of the subject. It is preferable that one light source 113 and the second light source 114 are formed.

상기 피드백부(120)는 촉각정보를 위한 구성으로 본 발명에서는 대상자가 착용하는 신발형태로 이루어져 상기 풋프린트부(110)에 의해 형성된 보행유도 표식에 발을 정상적으로 디디게 되면 촉각적 피드백을 주는 구성으로 감지부(121)와, 자극부(122)를 구비하게 된다.The feedback unit 120 is configured for tactile information. In the present invention, the feedback unit 120 is configured to have a shoe shape to be worn by the subject, and is configured to provide a tactile feedback when the foot is normally touched by a walking- A sensing part 121 and a magnetic pole part 122 are provided.

상기 감지부(121)는 대상자의 발이 상기 보행유도 표식에 접촉하는 것을 감지하는 구성으로, 피드백부(120)가 신발형태로 이루어짐에 따라 지면과 접하는 바닥 측에 형성되어 지면의 보행유도 표식(S)을 감지할 수 있는 광센서 내지는 소형카메라 등으로 이루어질 수 있다.The sensing unit 121 senses that the subject's foot touches the gait inducing landmark. The feedback unit 120 is formed on the bottom side contacting the ground due to the shape of the shoe, A light sensor or a small camera capable of detecting a light beam.

즉 언급한 바와 같이 상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)이 레이저광원으로 이루어짐에 따라 지면에 형성된 보행유도 표식(S)은 주변보다 매우 밝게 빛나게 되며, 신발형태로 이루어진 피드백부(120)의 바닥 측에 광센서 또는 소형카메라로 이루어진 감지부(121)가 상기 보행유도 표식(S)을 감지하되 사용자가 발을 내디딤에 따른 보행유도 표식(S)의 변화를 감지하며 정확한 위치에 발을 잘 위치시킨 여부를 판단하게 된다.In other words, as the first light source 113 and the second light source 114 are made of laser light sources, the walking inducing mark S formed on the ground shines much brighter than the surroundings, and the feedback unit The sensing unit 121 including a light sensor or a small camera senses the walking guidance mark S and detects a change in the walking guidance mark S according to the user's footing, It is determined whether or not the foot is well positioned.

상기 자극부(122)는 신발형태의 피드백부(120)의 깔창에 설치된 진동수단 즉 소형화된 햅틱센서로 이루어져 대상자의 발에 물리적 자극인 진동피드백을 주는 구성으로 대상자가 보행유도 표식을 정확하게 밟았을 때 상기 감지부가 이를 감지함에 따라 진동을 발생시키게 된다. 재활훈련 분야의 여러 연구에 의하면, 이와 같은 발바닥 진동자극은 균형능력에 효과적인 것으로 알려졌으며, 이를 통해 대상자가 정확한 보행이 이루어졌음을 촉각자극을 통해 쉽게 인지할 수 있다. The magnetic pole part 122 is composed of vibration means provided in the insole of the shoe-shaped feedback part 120, that is, a miniaturized haptic sensor, and gives vibration feedback as a physical stimulus to the subject's foot. The sensing unit detects vibration and generates vibration. Several studies in the field of rehabilitation training have shown that such plantar vibra- tion stimuli are effective in balancing abilities, which allows the subject to easily perceive the correct walking through tactile stimulation.

상기 청각안내부(130)는 대상자가 듣고 인지할 수 있는 리듬청각신호 내지는 청각안내신호를 발생시키는 구성으로 스피커나, 헤드폰, 이어폰 형태로 이루어지며, 모드선택부(131)와, 출력부(132)를 구비하게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 주변 소음의 영향을 최소화하면서 훈련 집중도를 위해 헤드폰 형태로 이루어지고 있다.The auditory guidance unit 130 is configured to generate a rhythm auditory signal or an auditory guidance signal that the subject can hear and recognize. The auditory guidance unit 130 includes a mode selector 131, an output unit 132 . In the preferred embodiment of the present invention, headphones are used for training concentration while minimizing the influence of ambient noise.

상기 모드선택부(131)는 훈련형태에 따라 리듬청각신호 또는 청각안내신호의 출력 패턴을 선택받는 구성으로, 본 발명에서는 기본적으로 2가지의 모드를 제공하게 된다.The mode selection unit 131 is configured to select an output pattern of a rhythm auditory signal or an auditory guidance signal according to a training pattern. In the present invention, two modes are basically provided.

제1모드는 정상적인 보행 리듬에 맞는 리듬청각신호를 출력하는 모드로서, 스스로 보행이 어느 정도 가능하며 정상 수준에 가까운 보행이 가능한 환자를 대상으로 한다.The first mode is a mode for outputting a rhythmic auditory signal suitable for a normal walking rhythm. The first mode is for a patient who can walk on his /

이때 리듬청각신호는 정상적인 보행 리듬에 맞는 청각신호로서, 규칙적으로 “척, 척, 척” 등 행군시 군화 딛는 소리 또는 “또각, 또각, 또각”등 하이힐이나 구두 딛는 소리를 비롯하여 군대에서 제식훈련 시 “왼발, 왼발” 신호를 주는 것이나 치료사가 환자 보행시 “하나, 둘, 하나, 둘” 움직임 신호를 주는 것을 의미하며 이리 저장된 리듬청각신호를 선택하여 설정된 주기로 출력한다. 신경학적 음악 치료에서는 리듬 청각 자극(Rhythmic Auditory Stimulation, RAS)이라고도 한다.At this time, the rhythmic hearing signal is an auditory signal corresponding to the normal walking rhythm, and it is a signal of regularity such as "chuck, chuck, chuck" This means giving a "left foot, left foot" signal or a "one, two, one, two" motion signal to the therapist when the patient is walking, and selects the stored rhythm auditory signal and outputs it at set intervals. Neurological music therapy is also called rhythmic auditory stimulation (RAS).

이와 같은 제1모드에서는 기본적으로 대상자의 상태에 맞도록 설정된 주기의 리듬청각신호를 생성하고 생성된 리듬청각신호에 따라 상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)의 제어신호를 생성하여 상기 제어부(150)에 인가하게 된다.In the first mode, basically, a rhythm auditory signal having a period set to match the state of the subject is generated, and control signals of the first light source 113 and the second light source 114 are generated according to the generated rhythm auditory signal And then the control unit 150 is applied.

제2모드는 현재 대상자의 보행에 맞추어 보행자가 지면에 발을 디디는 동작에 맞추어 청각안내신호를 출력하는 모드로서, 스스로 보행이 쉽지 않거나 정상 수준에 한참 못 미치는 보행훈련 환자를 대상으로 한다.The second mode is a mode for outputting the auditory guidance signal in accordance with the pedestrian's walking on the ground in accordance with the current walking of the subject, and is intended for a gait training patient who is not easy to walk on his own or is far below the normal level.

이때 청각안내신호는 기본적으로 대상자가 발을 땅에 디딜 때 출력하는 소리와 더불어 정상적으로 발을 딛었는지 여부 및 교정하기 위한 안내신호를 의미한다.At this time, the auditory guidance signal basically refers to a sound output when the subject is walking on the ground and a guidance signal for calibrating whether or not the user has normally stepped on the foot.

이와 같은 제2모드에서는 상기 감지부(121)의 감지결과에 따른 청각안내신호를 생성하게 되며, 보행유도 표식을 정상적으로 밟았을 때는 상기 리듬청각신호와 같은 발소리를 청각안내신호로 생성하고, 보행유도 표식을 벗어나 발을 디뎠을 경우에는 벗어난 방향에 대응하여 왼쪽, 오른쪽, 앞쪽, 뒤쪽 등으로 어느 정도 벗어났음을 음성을 인지할 수 있는 청각안내신호를 생성하게 된다.In the second mode, the auditory guidance signal is generated according to the detection result of the sensing unit 121. When the walking guidance mark is normally pressed, a footstep like the rhythm auditory signal is generated as the auditory guidance signal, In the case of stepping out of the marking, the auditory guidance signal is generated which can recognize the voice to the extent that it deviates to the left, right, front, back, and the like corresponding to the departed direction.

상기 출력부(132)는 음향을 출력하는 수단으로, 상기 모드선택부의 선택에 따라 리듬청각신호 또는 청각안내신호를 출력하게 된다. 즉 제1모드가 선택된 경우 리듬청각신호를, 제2모드가 선택된 경우에는 청각안내신호를 출력하게 될 것이다.The output unit 132 is a means for outputting sound, and outputs a rhythm auditory signal or auditory guidance signal according to the selection of the mode selection unit. A rhythm auditory signal if the first mode is selected and an auditory guidance signal if the second mode is selected.

상기 제어부(150)는 MCU에 해당하는 구성으로, 상기 풋프린트부(110)와, 피드백부(120)와, 청각안내부(130)를 제어하되 대상자가 보행을 수행할 수 있도록 상기 감지부(121)의 감지결과를 반영하여 상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)을 교차하여 점등 제어하게 된다. 즉 첨부된 도면과 같이 제1광원(113)이 대상자의 오른쪽에 제2광원(114)이 왼쪽에 각각 형성됨에 따라 오른발을 딛는 순서에서는 제1광원(113)만 동작하고, 왼발을 딛는 순서에서는 제2광원(114)만 동작하도록 함으로 대상자는 착오 없이 연속적인 보행이 이루어질 수 있다.The control unit 150 controls the footprint unit 110, the feedback unit 120, and the auditory guidance unit 130 so that the subject can perform a walk, 121, and controls the lighting of the first light source 113 and the second light source 114 so as to cross each other. That is, since the first light source 113 is formed on the left side of the subject and the second light source 114 is formed on the left side of the subject, only the first light source 113 operates in the right foot order, Only the second light source 114 is operated so that the subject can walk continuously without error.

이와 같은 제어부(150)는 별도의 단말기로 구성되어, 상기 풋프린트부(110)와, 피드백부(120)와, 청각안내부(130)와 유선 또는 무선으로 연결되어 제어신호를 주고받을 수 있다.The control unit 150 may be a separate terminal and may be connected to the footprint unit 110, the feedback unit 120, and the auditory information unit 130 in a wired or wireless manner to exchange control signals .

유선으로 연결되는 경우 상기 제어부(150)는 외부로부터 공급된 전원을 상기 풋프린트부(110)와, 피드백부(120)와, 청각안내부(130)에 전달하고 제어신호를 주고받게 되며, 무선으로 연결되는 경우 제어부(150)를 비롯하여 상기 풋프린트부(110)와, 피드백부(120)와, 청각안내부(130) 각각에 배터리와 같은 전원이 구비되면서 블루투스, 지그비 등의 근거리 무선통신을 활용하여 데이터 및 신호의 전달이 이루어지도록 구성된다. 이와 같은 전원 및 통신과 관련된 구성은 공지공용의 수단이 사용되므로 본 발명에서는 발명의 취지가 흐려지는 것을 방지하기 위해 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. The control unit 150 transmits power supplied from the outside to the footprint unit 110, the feedback unit 120, and the auditory guidance unit 130 and sends and receives a control signal, A power such as a battery is provided to each of the footprint 110, the feedback unit 120 and the auditory guidance unit 130 as well as the control unit 150 to perform short-range wireless communication such as Bluetooth or Zigbee So that data and signals are transmitted. Since the power supply and the communication are related to each other through known means, a detailed description thereof will be omitted in order to prevent the gist of the present invention from being blurred.

도 3은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 사용상태도이다,3 is a use state diagram according to a modified embodiment of the present invention,

앞서 설명한 바람직한 실시예에서는 상기 풋프린트부(110)가 허리띠 형태로 대상자의 허리에 착용 되었으나, 대상자의 보행능력에 따라, 워커나 크러치(목발)와 같은 보행보조기를 사용할 수 있음에 따라 이와 같은 보조기(140)에 풋프린트부(110)가 설치된 모습을 나타내고 있다. 본 발명에서는 보행보조기(140)를 예시로 한다.In the preferred embodiment described above, the footprint 110 is worn on the waist of the subject in the form of a waistband. However, since a walker such as a walker or a crutch (crutch) can be used according to the walking ability of the subject, And the footprint unit 110 is installed on the display unit 140. In the present invention, the walking aids 140 are exemplified.

상기 보조기(140)는 첨부된 도면과 같이 하단에 한쌍의 제1바퀴(143)가 형성되고 상부에는 손잡이(142)가 형성되며 뒤쪽으로 단부에 제2바퀴(145)가 형성된 한쌍의 지지체(144)가 양측으로 각각 돌출 형성되는 몸체(141)를 구비하게 된다.The auxiliary device 140 includes a pair of support members 144 having a pair of first wheels 143 formed at the lower end thereof, a handle 142 formed at the upper end thereof, and a second wheel 145 formed at the rear end thereof, And a body 141 protruding from both sides.

이와 같은 몸체(141)의 구조는 공지의 보조기와 동일한 구조로, 본 발명에서는 상기 제1바퀴(143) 또는 제2바퀴(145)의 진행방향 및 회전속도를 측정하는 속도센서부(146)가 설치되어, 보조기(140)를 사용하며 이동하는 대상자의 이동속도 측정이 가능하다. 상기 속도센서부(146)를 통해 측정된 속도는 후술되는 본 발명의 다른 실시예에서 상기 위치조절부(115)의 자동제어를 비롯하여 훈련분석을 위해 사용될 수 있다.The structure of the body 141 is the same as that of a conventional assistant. In the present invention, a speed sensor 146 for measuring the traveling direction and the rotating speed of the first wheel 143 or the second wheel 145 And it is possible to measure the moving speed of the moving subject using the auxiliary device 140. [ The speed measured through the speed sensor unit 146 may be used for training analysis, including automatic control of the position adjuster 115 in another embodiment of the invention described below.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도로서, 본 발명의 다른 실시예에서 대상자인 환자는 시각적으로 바닥에 뿌려진 풋 프린트, 즉 보행안내 표식(S)을 발로 밟고, 이에 따라 리듬청각신호 또는 청각안내신호의 출력과, 발에 착용한 신발형태의 피드백부(120)를 통해 진동을 느끼게 된다는 점에서는 바람직한 실시예와 동일하다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration and a connection relationship according to another embodiment of the present invention. In another embodiment of the present invention, a patient who is a subject visually presses a footprint, i.e., a walking guide mark S, , So that the rhythm auditory signal or the auditory guidance signal is output and the user feels the vibration through the foot-shaped feedback unit 120 worn on the foot.

이는 다 감각 보행훈련을 위한 기본 절차로서, 실질적으로는 디딤기(지지기), 흔듦기(유각기), 양다리 지지기, 좌우 한 발짝 길이 및 너비, 좌우 한 발짝률, 걷기 속력, 한 발짝 시간, 대칭성 체중부하 분포 및 정도, 에너지 소모량 등의 정보에 따른 변수가 적용될 수 있다.This is the basic procedure for multi-sensory gait training, and it is practically the same as stepping (supporting), wiggling (wiggling), leg support, left and right gait length and width, left and right gait rate, walking speed, , Symmetry weight distribution and degree of weight, energy consumption, etc. can be applied.

본 발명의 다른 실시예에서는 앞서 잠시 언급한 바와 같이 대상자의 신체적인 조건 및 변수에 따라 상기 위치조절부(115)를 통한 보행안내 표식(S)의 위치조절을 자동화함과 더불어, 구체적인 훈련 성과의 분석이 이루어지도록 하는 구성이 부가된다.In another embodiment of the present invention, the position adjustment of the walking guidance mark S through the position adjusting unit 115 is automated in accordance with the physical conditions and parameters of the subject, An analysis is performed.

이하의 설명에서는 발명의 취지가 흐려지는 것을 방지하기 위해 앞서 설명한 바람직한 실시예와 동일한 내용에 대하여 구체적인 언급을 생략한다. In the following description, the same reference numerals are given to the same elements as those of the above-described preferred embodiments in order to prevent the gist of the present invention from being blurred.

본 발명의 다른 실시예에서 기본적으로 상기 위치조절부(115)는 한 쌍이 구비되어 각각 전동방식으로 제1광원(113) 및 제2광원(114)의 출력위치를 조절하게 된다. 구체적으로 미세 동작제어가 가능한 서보모터와 함께 레크 피니언 기어를 활용하여 제1광원(113) 및 제2광원(114)의 각도 내지는 위치를 조절하여 원하는 위치에 보행안내 표식이 형성될 수 있도록 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the position adjusting units 115 are basically provided with a pair, respectively, and adjust the output positions of the first light source 113 and the second light source 114 in a transmission manner. Specifically, the angle of the first light source 113 and the position of the second light source 114 may be adjusted by utilizing a reco pinion gear together with a servomotor capable of fine control, so that a walking guidance mark can be formed at a desired position .

또한, 상기 피드백부(120)는 동작센서부(123)와 하중센서부(124)를 더 포함하게 된다.The feedback unit 120 further includes an operation sensor unit 123 and a load sensor unit 124.

상기 동작센서부(123)는 3축 자이로센서와 가속도센서를 조합한 센서로 각속도 변화에 따른 전압의 변화를 사용하여 상기 피드백부(120)의 전후방향 및 좌우방향의 기울기와 진행 동작을 감지할 수 있어 보행속도 및 보폭을 비롯하여 바닥경사 및 넘어짐 등의 측정도 가능하다.The motion sensor unit 123 detects the inclination of the feedback unit 120 in the forward and backward directions, the tilt in the left and right direction and the progressive movement of the feedback unit 120 using a change in voltage corresponding to the angular velocity change It is also possible to measure walking speed and stride as well as bottom slope and fall.

상기 하중센서부(124)는 신발형태의 피드백부(120)의 밑창 부분에 배치되어 사용자의 발로부터 인가되는 하중을 측정하는 소형의 압력센서로서, 적절한 개수의 압력센서를 격자형으로 등 간격 배치함으로 정밀한 자세의 검출이 이루어질 수 있다.The load sensor unit 124 is a small-sized pressure sensor that is disposed on the soles of the foot-shaped feedback unit 120 and measures the load applied from the user's foot. So that a precise attitude can be detected.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 제어부(150)는 정렬부(151)와, 저장부(152)와, 분석부(153)와, 인터페이스부(154)를 더 포함하게 된다.In another embodiment of the present invention, the control unit 150 further includes an alignment unit 151, a storage unit 152, an analysis unit 153, and an interface unit 154.

상기 정렬부(151)는 상기 동작센서부(123)와 하중센서부(124)의 감지결과를 분석하여 상기 위치조절부(115)를 제어하여 대상자의 보행훈련에 최적화된 위치에 보행안내 표식(S)이 형성될 수 있도록 한다. 즉 상기 동작센서부(123)를 통해 보폭을 비롯하여 보행에 따른 속도, 시간의 파악이 이루어질 수 있으며, 상기 동작센서부(123)를 통해 대칭성 체중부하 분포 및 정도의 파악이 이루어질 수 있으므로 이미 설정된 제어값에 따라 위치조절부(115)에 구비된 서보모터를 제어함으로 치료사가 수작업으로 조절하기 않더라도 최적의 보행안내 표식을 형성할 수 있다.The alignment unit 151 analyzes the detection result of the motion sensor unit 123 and the load sensor unit 124 and controls the position adjusting unit 115 to detect a walking guidance marker S) can be formed. In other words, the speed and time according to the walking can be grasped through the action sensor unit 123, and the symmetrical weight load distribution and the degree of symmetry load can be grasped through the action sensor unit 123, By controlling the servomotor provided in the position adjusting unit 115, the optimal walking guidance mark can be formed even if the therapist does not manually adjust the position.

만약 첨부된 도 3과 같이 바퀴가 설치된 보조기(140)를 사용할 경우 상기 정렬부(151)는 상기 속도센서부(146)의 감지결과를 분석하여 보행속도를 반영한 보행안내 표식을 형성할 수 있도록 상기 위치조절부(115)를 제어하게 된다.3, the alignment unit 151 may analyze the detection result of the speed sensor unit 146 to form a walking guide mark reflecting the walking speed, The position control unit 115 is controlled.

상기 저장부(152)는 상기 감지부(121)의 감지결과를 시간의 흐름에 따라 훈련정보로서 누적 저장하는 구성이고, 상기 분석부(153)는 상기 저장부(152)에 저장된 훈련정보를 시간순으로 대비한 분석정보를 생성하는 구성이다.The analyzing unit 153 analyzes the training information stored in the storage unit 152 in a chronological order and stores the training information stored in the storage unit 152 in chronological order And generates analysis information in comparison with the above.

즉 훈련시간을 비롯하여 훈련 중 대상자의 보행의 정확성, 속도를 포함하여 체중부하 분포 및 변화에 따른 주요 지정항목에 대하여 누적된 전·후 정보의 비교 분석을 통해 훈련효과의 시각적 확인이 가능한 분석정보를 생성하는 것이다.In other words, analysis information which can visually confirm the training effect through comparative analysis of cumulative pre- and post-information about the weighted load distribution and the main designated items according to the change, including the training time, the accuracy and speed of walking, .

상기 인터페이스부(154)는 단말기에 구비되는 입·출력수단으로 본 발명에서는 상기 분석정보를 출력하여 대상자, 보호자, 치료사 등이 확인할 수 있도록 한다.In the present invention, the interface unit 154 outputs the analysis information to enable a subject, a caregiver, a therapist, or the like to identify the input / output means.

이와 같은 분석정보는 차후 훈련에 적용되어 상기 제어부(150)에서의 제1광원(113) 및 제2광원(114)의 제어를 위한 제어명령 및 리듬청각신호의 주기설정에 반영될 수 있다.Such analysis information may be applied to the subsequent training so as to be reflected in the control command for controlling the first light source 113 and the second light source 114 in the control unit 150 and in the period setting of the rhythm auditory signal.

즉 대상자의 보행을 촉진하기 위해서 훈련상태를 반영하여 리듬청각신호의 주기를 정상 보행의 리듬까지 점진적으로 적용시키고 이를 반영하여 보행안내 표식을 형성함으로 보행이 자연스러우면서도 더 빨리 개선될 수 있다.In other words, in order to promote the walking of the subject, the rhythmical hearing signal period is gradually applied to the rhythm of the normal gait by reflecting the training state, and the gait can be improved naturally but sooner by forming the gait guide mark.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiment, but is capable of many modifications and variations within the scope of the appended claims. It is self-evident.

110: 풋프린트부 111: 착용부
112: 보조손잡이 113: 제1광원
114: 제2광원 115: 위치조절부
120: 피드백부 121: 감지부
122: 자극부 123: 동작센서부
124: 하중센서부 130: 청각안내부
131: 모드선택부 132: 출력부
140: 보조기 141: 몸체
142: 손잡이 143: 제1바퀴
144: 지지체 145: 제2바퀴
146: 속도센서부 150: 제어부
151: 정렬부 152: 저장부
153: 분석부 154: 인터페이스부
S: 보행유도 표식
110: foot print part 111: wearing part
112: auxiliary handle 113: first light source
114: second light source 115:
120: feedback unit 121: sensing unit
122: magnetic pole part 123: motion sensor part
124: load sensor unit 130: auditory guidance unit
131: mode selection unit 132: output unit
140: orthosis 141: body
142: handle 143: first wheel
144: Support body 145: Second wheel
146: speed sensor unit 150:
151: Arranging section 152:
153: Analysis section 154: Interface section
S: Walking marker

Claims (5)

보행훈련 시스템에 있어서,
대상자의 신체 또는 보조기(140)에 착용 가능한 착용부(111)와, 좌·우측으로 각각 형성되어 보행을 위한 좌·우측 발의 움직임에 대응하는 보행유도 표식(S)을 출력광을 통해 바닥면에 형성하는 제1광원(113) 및 제2광원(114)과, 상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)의 출력위치를 각각 제어하는 위치조절부(115)를 구비하는 풋프린트부(110);
대상자의 발이 상기 보행유도 표식(S)에 접촉하는 것을 감지하는 감지부(121)와, 상기 감지부(121)의 감지결과에 따라 대상자에게 물리적 자극을 인가하는 자극부(122)를 구비하는 피드백부(120);
대상자의 보행이 이루어지도록 상기 감지부(121)의 감지결과를 반영하여 상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)을 순차적으로 제어하는 제어부(150); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 감각을 활용한 보행훈련 시스템.
In the gait training system,
And a walking inducing mark S corresponding to the movements of the left and right feet for walking are respectively formed on the left and right sides of the wearer's body or the auxiliary device 140, A first light source 113 and a second light source 114 which form a first light source 113 and a position control unit 115 which controls output positions of the first light source 113 and the second light source 114, (110);
And a stimulation unit 122 for applying a physical stimulus to the subject according to the detection result of the sensing unit 121. The stimulation unit 122 senses that the subject's foot contacts the gait inducing mark S, (120);
A controller 150 for sequentially controlling the first light source 113 and the second light source 114 to reflect the detection result of the sensing unit 121 so that the subject can walk; And a gait training system using the multiple senses.
제1항에 있어서,
설정된 주기의 리듬청각신호를 생성하고 생성된 리듬청각신호에 따라 상기 제1광원(113) 및 제2광원(114)의 제어신호를 생성하여 상기 제어부(150)에 인가하는 제1모드 또는 상기 감지부(121)의 감지결과에 따른 청각안내신호를 생성하는 제2모드의 선택이 이루어지는 모드선택부(131)와, 상기 모드선택부(131)의 선택에 따라 리듬청각신호 또는 청각안내신호를 출력하는 출력부(132)를 구비하는 청각안내부(130); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 감각을 활용한 보행훈련 시스템.
The method according to claim 1,
A first mode or a second mode for generating a control signal of the first light source 113 and the second light source 114 according to a generated rhythm auditory signal and applying the control signal to the control unit 150, A mode selection unit 131 for selecting a second mode for generating an auditory guidance signal according to the detection result of the first unit 121 and a second selection unit for outputting a rhythm auditory signal or auditory guidance signal according to the selection of the mode selection unit 131 An auditory guidance unit (130) having an output unit (132) for outputting an audible sound; The gait training system according to claim 1, further comprising:
제1항에 있어서,
하단에 한쌍의 제1바퀴(143)가 형성되고 상부에는 손잡이(142)가 형성되며 뒤쪽으로 단부에 제2바퀴(145)가 형성된 한쌍의 지지체(144)가 양측으로 각각 돌출형성되는 몸체(141)를 구비하며, 상기 제1바퀴(143) 또는 제2바퀴(145)의 진행방향 및 회전속도를 측정하는 속도센서부(146)를 구비한 보조기(140); 를 더 포함하고,
상기 제어부(150)는 상기 속도센서부(146)의 감지결과를 분석하여 상기 위치조절부(115)를 제어하는 정렬부(151)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 감각을 활용한 보행훈련 시스템.
The method according to claim 1,
A pair of supporting members 144 having a pair of first wheels 143 formed at the lower end thereof and a handle 142 formed at an upper portion thereof and a second wheel 145 formed at the rear end thereof, And a speed sensor unit 146 for measuring a traveling direction and a rotating speed of the first wheel 143 or the second wheel 145. [ Further comprising:
The controller 150 may further include an alignment unit 151 for analyzing the detection result of the speed sensor unit 146 and controlling the position controller 115. [ .
제1항에 있어서,
상기 피드백부(120)는 신발형태로 구성되되, 가속도센서 및 자이로센서를 조합함으로 3축의 움직임을 감지하는 동작센서부(123)와, 대상자의 발로부터 인가되는 하중을 감지하는 하중센서부(124)를 더 포함하며,
상기 제어부(150)는 상기 동작센서부(123)와 하중센서부(124)의 감지결과를 분석하여 상기 위치조절부(115)를 제어하는 정렬부(151)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 감각을 활용한 보행훈련 시스템.
The method according to claim 1,
The feedback unit 120 includes a motion sensor unit 123 configured to detect motion of three axes by combining an acceleration sensor and a gyro sensor, a load sensor unit 124 for sensing a load applied from a foot of the subject, ),
The control unit 150 may further include an alignment unit 151 for controlling the position adjustment unit 115 by analyzing the detection results of the operation sensor unit 123 and the load sensor unit 124. [ A gait - based gait training system.
제1항에 있어서,
상기 제어부(150)는 단말기 형태로 구성되되, 상기 감지부(121)의 감지결과를 훈련정보로서 시간의 흐름에 따라 저장하는 저장부(152)와, 상기 저장부(152)에 저장된 훈련정보를 시간순으로 대비한 분석정보를 생성하는 분석부(153)와, 상기 분석정보를 출력하는 인터페이스부(154)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 감각을 활용한 보행훈련 시스템.
The method according to claim 1,
The control unit 150 includes a storage unit 152 configured to store the sensing result of the sensing unit 121 as training information in accordance with a time, a storage unit 152 configured to store training information stored in the storage unit 152, An analysis unit (153) for generating analysis information in time order, and an interface unit (154) for outputting the analysis information.
KR1020160090030A 2016-07-15 2016-07-15 Gait training system utilizing tva sense KR101882083B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160090030A KR101882083B1 (en) 2016-07-15 2016-07-15 Gait training system utilizing tva sense

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160090030A KR101882083B1 (en) 2016-07-15 2016-07-15 Gait training system utilizing tva sense

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180008135A true KR20180008135A (en) 2018-01-24
KR101882083B1 KR101882083B1 (en) 2018-08-24

Family

ID=61029531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160090030A KR101882083B1 (en) 2016-07-15 2016-07-15 Gait training system utilizing tva sense

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101882083B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102256639B1 (en) * 2019-12-05 2021-05-27 인제대학교 산학협력단 Rehabilitation aid system for short step length
KR20220062199A (en) 2020-11-06 2022-05-16 고려대학교 산학협력단 Assistance and Training System using Balance Feedback
KR20220112962A (en) * 2021-02-05 2022-08-12 설재현 Apparatus for assisting physical activi0ty and operation method thereof
KR20230025095A (en) 2021-08-13 2023-02-21 고려대학교 산학협력단 Method for selecting Native Hydrogen potential area and Method for surveying Native Hydrogen potential area

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101994798B1 (en) * 2018-12-19 2019-07-01 (주)컬처릿 Individual expert motion calibration system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007002250A2 (en) * 2005-06-22 2007-01-04 Selod Omar F System and method for gait training
JP2009106387A (en) * 2007-10-26 2009-05-21 Panasonic Electric Works Co Ltd Gait improvement support system
JP5901083B2 (en) * 2014-09-30 2016-04-06 国立大学法人九州工業大学 Self-supporting walking support device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007002250A2 (en) * 2005-06-22 2007-01-04 Selod Omar F System and method for gait training
JP2009106387A (en) * 2007-10-26 2009-05-21 Panasonic Electric Works Co Ltd Gait improvement support system
JP5901083B2 (en) * 2014-09-30 2016-04-06 国立大学法人九州工業大学 Self-supporting walking support device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
일본 특허공보 특허 제 5901083호(2016.04.06.) 1부. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102256639B1 (en) * 2019-12-05 2021-05-27 인제대학교 산학협력단 Rehabilitation aid system for short step length
KR20220062199A (en) 2020-11-06 2022-05-16 고려대학교 산학협력단 Assistance and Training System using Balance Feedback
KR20220112962A (en) * 2021-02-05 2022-08-12 설재현 Apparatus for assisting physical activi0ty and operation method thereof
KR20230025095A (en) 2021-08-13 2023-02-21 고려대학교 산학협력단 Method for selecting Native Hydrogen potential area and Method for surveying Native Hydrogen potential area

Also Published As

Publication number Publication date
KR101882083B1 (en) 2018-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101882083B1 (en) Gait training system utilizing tva sense
Maki et al. Preventing falls in older adults: new interventions to promote more effective change-in-support balance reactions
KR101764061B1 (en) Augmented reality-based gait training system
CN108236560B (en) Electric walking aid for promoting gait movement and application method thereof
CN108135537B (en) Systems, devices and methods for treating osteoarthritis
US20200234604A1 (en) Mobility aid
US9314393B2 (en) Active robotic gait-training system and method
ES2912405T3 (en) Machine-to-person interfaces for communication from a lower extremity orthosis
JP2020174924A (en) Exercise support system
CN103200909A (en) Movement assistance device
CN111167011A (en) Sensor in footwear or limb garment
US20180126158A1 (en) Systems and Methods for Functional Restoration and Rehabilitation of Posture, Gait and Movement
CN111167010A (en) Control system for motion reconstruction and/or recovery of a patient
Khoo et al. Real-time biofeedback device for gait rehabilitation of post-stroke patients
Afzal et al. Identifying the effects of using integrated haptic feedback for gait rehabilitation of stroke patients
TW202007382A (en) Gait learning assisting system and method of application thereof that includes a main body, at least one motion detection module, a control module, at least one driver module, and at least one power measurement module
TWI648010B (en) Intelligent apparatus for improving the mobility and postural control for subjects with parkinson's disease and its method
KR20080099752A (en) Fall prevention assist device
Dune et al. Can smart rollators be used for gait monitoring and fall prevention?
McKinney et al. Pilot evaluation of wearable tactile biofeedback system for gait rehabilitation in peripheral neuropathy
KR102282205B1 (en) walking rehabilitation device with improved cognitive ability
US20200323727A1 (en) Powered Walking Assistant and Associated Systems and Methods
KR20210093410A (en) Exercise assistant system using wearable stimulation member
Pinheiro Biofeedback system to improve the human-orthosis interaction
Fettrow The control of balance and locomotion

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant