KR20180022494A - 훈련비율 결정방법 및 프로그램 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 훈련비율 결정방법 및 프로그램에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 훈련비율 결정방법은, 특정한 사용자의 특정한 신체부위에 대한 현재상태데이터를 획득하는 단계(S100); 상기 현재상태데이터 및 정상상태데이터를 현재상태평가모델에 적용하여 상태평가데이터를 획득하는 단계(S200); 상기 획득된 상태평가데이터를 훈련비율결정모델에 적용하여 특정한 훈련유형에 대한 훈련수준데이터를 산출하는 단계(S300); 및 복수의 훈련유형에 대한 훈련수준데이터 간의 비율을 산출하여 수행비율을 결정하는 단계(S400);를 포함한다.
본 발명에 따르면, 사용자들은 재활훈련 수행을 위해 의료기관에 방문하지 않고도 컴퓨터를 통해 본인 상태에 적합한 재활훈련 커리큘럼을 제공받을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 훈련비율 결정방법은, 특정한 사용자의 특정한 신체부위에 대한 현재상태데이터를 획득하는 단계(S100); 상기 현재상태데이터 및 정상상태데이터를 현재상태평가모델에 적용하여 상태평가데이터를 획득하는 단계(S200); 상기 획득된 상태평가데이터를 훈련비율결정모델에 적용하여 특정한 훈련유형에 대한 훈련수준데이터를 산출하는 단계(S300); 및 복수의 훈련유형에 대한 훈련수준데이터 간의 비율을 산출하여 수행비율을 결정하는 단계(S400);를 포함한다.
본 발명에 따르면, 사용자들은 재활훈련 수행을 위해 의료기관에 방문하지 않고도 컴퓨터를 통해 본인 상태에 적합한 재활훈련 커리큘럼을 제공받을 수 있다.
Description
본 발명은 재활훈련 수행 시에 복수의 훈련유형에 대한 훈련비율을 결정하는 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
현재, 교통사고에 의한 척수 손상, 뇌경색이나 뇌졸중 등에 의한 뇌장애, 혹은 기타 원인으로 특정한 신체부위의 기능 저하에 의해 기능 회복 훈련을 필요로 하는 환자들이 많다. 특정한 신체부위에 장애가 있는 환자에 대해서 재활치료사나 간호사 등의 도움에 의해 다양한 단계적인 기능 회복 훈련이 일반적으로 행해지고 있다.
그러나, 재활치료사나 간호사 등의 도움으로 기능 회복 훈련 즉, 재활훈련을 수행하는 경우, 병원에 방문하여서만 재활훈련을 수행할 수 있다. 또한, 재활치료사 또는 간호사의 도움으로 단순한 재활운동을 수행하게 되므로, 환자들은 재활훈련을 지루하게 느끼게 된다.
이를 위해, 게임컨텐츠를 기반으로 재활훈련을 수행하는 방식이 도입되고 있다. 그러나, 게임컨텐츠를 기반으로 재활훈련을 수행하더라도 간호사 또는 재활치료사가 환자에게 적합한 게임컨텐츠를 선택하는 과정이 필요하므로, 병원에 방문하여야 해당 게임컨텐츠를 기반으로 한 최적의 재활훈련을 수행할 수 있게 된다.
본 발명은 재활훈련을 수행하여야 하는 신체부위의 복수의 훈련유형에 대한 환자에게 적합한 훈련 수행비율을 결정하여 제공함에 따라, 의료인의 보조를 받기 위해 의료기관에 방문하지 않고 최적의 재활훈련을 수행하도록 하는, 훈련비율 결정방법 및 프로그램을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 훈련비율 결정방법은, 특정한 사용자의 특정한 신체부위에 대한 현재상태데이터를 획득하는 단계; 상기 현재상태데이터 및 정상상태데이터를 현재상태평가모델에 적용하여 상태평가데이터를 획득하는 단계; 상기 획득된 상태평가데이터를 훈련비율결정모델에 적용하여 특정한 훈련유형에 대한 훈련수준데이터를 산출하는 단계; 및 복수의 훈련유형에 대한 훈련수준데이터 간의 비율을 산출하여 수행비율을 결정하는 단계;를 포함하되, 상기 현재상태데이터는 사용자의 특정한 신체부위에 대한 특정한 훈련유형 수행에 대한 데이터이며, 상기 정상상태데이터는 정상인의 특정한 신체부위에 대한 특정한 훈련유형 수행에 대한 데이터이며, 상기 상태평가데이터는 사용자의 현재상태에 부합하는 훈련수준을 결정하기 위해 상기 현재상태데이터를 정상상태데이터와 비교하여 평가한 데이터인, 이다.
또한, 상기 현재상태평가모델은, 최소상태에 해당하는 제1수치값과 정상인에 대응하는 제2수치값 사이인 수치범위 내에서 특정한 산출수식을 통해 사용자의 상태에 부합하는 제3수치값을 산출하여 상기 상태평가데이터로 산출하되, 상기 산출수식은 특정한 신체부위의 특성에 부합하는 수식일 수 있다.
또한, 상기 훈련비율결정모델은, 최소상태와 정상인상태에서 훈련수준데이터를 0으로 설정하며, 상기 최소상태와 상기 정상인상태 사이의 특정상태에서 특정한 훈련수준데이터값을 가지는 수식을 가지며, 상기 신체부위 또는 상기 훈련유형에 따라 상이하게 설정되는 것일 수 있다.
또한, 상기 신체부위가 손인 경우, 상기 훈련유형은 손목회전, 손목구부림 및 펼침, 팔목회전, 손가락구부림 및 펼침을 포함하며, 상기 현재상태데이터는 상기 훈련유형에 대한 관절 운동범위(Range of Motion)의 측정데이터이며, 상기 수행비율 결정단계는, 상기 복수의 훈련유형에 대한 수행비율을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 특정한 훈련유형이 기준자세로부터 대칭적인 움직임을 가지는 경우, 특정한 훈련유형에 대한 상기 상태평가데이터는, 제1방향에 대한 움직임에 상응하는 제1상태평가데이터와 제2방향에 대한 움직임에 상응하는 제2상태평가데이터를 평균하여 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 정상상태데이터는, 특정한 훈련유형의 수행결과데이터에 대한 정상인 인원수 그래프 상의 최대점 또는 복수의 정상인으로부터 획득된 수행결과데이터의 평균값일 수 있다.
또한, 상기 정상상태데이터와 상기 현재상태데이터 사이의 차이값에 1보다 큰 실수의 제곱을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 행비율 결정단계는, 복수의 훈련유형에 대한 기준비율을 획득하는 단계; 및 상기 기준비율 내의 특정한 훈련유형에 상응하는 값에 상기 특정한 훈련유형의 훈련수준데이터를 곱하여 수행비율을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 훈련유형별 수행비율을 산출하는 복수의 판단기준이 존재하는 경우, 복수의 판단기준별 수행비율을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 판단기준별 수행비율 내의 각 훈련유형에 대응하는 복수의 수치를 곱하여, 복수의 훈련유형에 대한 복합비율을 생성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 훈련비율 결정프로그램은, 하드웨어와 결합되어 상기 언급된 훈련비율 결정방법을 실행하며, 매체에 저장된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 사용자들은 재활훈련 수행을 위해 의료기관에 방문하지 않고도 컴퓨터를 통해 본인 상태에 적합한 재활훈련 커리큘럼을 제공받을 수 있다. 즉, 컴퓨터가 각 훈련유형에 대한 사용자 현재상태를 평가하여 각 훈련유형의 수행비율을 조절할 수 있어서, 사용자는 본인의 재활치료에 최적인 재활훈련 커리큘럼을 의료기관이 아닌 다른 장소에도 제공받을 수 있다.
또한, 신체부위별 및 훈련유형별로 최적인 현재상태평가모델 및 훈련비율결정모델을 적용함에 따라, 각 신체부위 및 훈련유형의 특성이 반영된, 복수의 훈련유형에 대한 수행비율을 산출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 훈련비율 결정방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정상상태데이터 산출을 위한 정상인분포의 예시그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른, 현재상태평가모델 내 산출수식에 의한 예시그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 훈련비율산출모델에 따른 예시그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기준비율에 훈련수준데이터를 반영하여 수행비율을 산출하는 과정의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 판단기준별 수행비율을 종합한 복합비율을 산출하는 과정을 더 포함하는, 훈련비율 결정방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 정상상태데이터 산출을 위한 정상인분포의 예시그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른, 현재상태평가모델 내 산출수식에 의한 예시그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 훈련비율산출모델에 따른 예시그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기준비율에 훈련수준데이터를 반영하여 수행비율을 산출하는 과정의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 판단기준별 수행비율을 종합한 복합비율을 산출하는 과정을 더 포함하는, 훈련비율 결정방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 '컴퓨터'는 연산처리를 수행하여 사용자에게 결과를 제공할 수 있는 다양한 장치들이 모두 포함된다. 예를 들어, 컴퓨터는 데스크 탑 PC, 노트북(Note Book) 뿐만 아니라 스마트폰(Smart phone), 태블릿 PC, 셀룰러폰(Cellular phone), 피씨에스폰(PCS phone; Personal Communication Service phone), 동기식/비동기식 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)의 이동 단말기, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA; Personal Digital Assistant) 등도 해당될 수 있다. 또한, 컴퓨터는 클라이언트로부터 요청을 수신하여 정보처리를 수행하는 서버가 해당될 수 있다.
본 명세서에서 '훈련'은 사용자의 특정한 신체부위 기능을 개선 또는 향상을 위해 수행되는 행위를 의미한다. 즉, 특정한 사용자의 신체부위 기능이 정상인 상태에 미치지 못하는 경우(즉, 사용자가 특정한 신체부위에 대해 재활이 필요한 환자인 경우), '훈련'은 특정한 신체부위의 개선을 위해 수행되는 재활훈련이 된다. 또한, 특정한 사용자는 정상인에 해당하며 사용자의 신체부위 기능을 기존보다 더 향상시키고자 하는 경우, '훈련'은 특정한 신체부위에 대해 수행되는 기능 향상 운동(예를 들어, 근력운동, 근지구력 운동 등)이 해당된다.
본 명세서에서 '훈련유형'은 특정한 신체부위의 훈련으로 수행되어야 하는 유형을 의미한다. '훈련유형'은 특정한 신체부위가 수행할 수 있는 움직임의 유형을 의미할 수 있다. 예를 들어, 신체부위가 '손'인 경우, '훈련유형'은 손가락 펼치고 접기, 손목 구부리고 펴기, 손목 회전하기 등이 포함된다. 또한, '훈련유형'은 특정한 신체부위를 움직이게 하는 구체적인 테스크 유형(예를 들어, '손가락 접고 펴기'를 수행하기 위한 오렌지 짜기 게임컨텐츠 및 나비잡기 게임컨텐츠 등)을 의미할 수 있다.
병원에서 훈련을 수행하는 경우, 병원에 근무하는 재활치료사들이 환자의 훈련을 보조하여 준다. 이 때, 재활치료사가 환자에게 적절한 훈련유형 또는 훈련난이도를 결정하여 주고, 수행하여야 할 훈련순서 및 훈련빈도도 결정하여 준다. 따라서, 병원 등의 치료기관에서 훈련을 수행하는 경우에는, 복수의 훈련유형을 포함하고 있는 재활훈련시스템이 수행할 훈련유형, 훈련 수행 순서 등을 설정할 필요가 없다.
그러나, 재활훈련시스템을 이용하여 개인이 재활치료사의 보조없이 훈련을 수행하는 경우, 사용자(즉, 환자)는 본인에게 필요한 훈련유형, 훈련수행순서 및 각 훈련의 수행빈도를 결정하지 못한다. 이를 위해, 개인이 본인이 가정 등에서 재활치료사의 보조가 없이도 적절한 훈련을 수행하기 위한 시스템, 방법 및 프로그램이 필요하다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 따른 훈련비율 결정시스템, 방법 및 프로그램에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 훈련비율 결정방법의 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 훈련비율 결정방법은, 특정한 사용자의 특정한 신체부위에 대한 현재상태데이터를 획득하는 단계(S100); 상기 현재상태데이터 및 정상상태데이터를 현재상태평가모델에 적용하여 상태평가데이터를 획득하는 단계(S200); 상기 획득된 상태평가데이터를 훈련비율결정모델에 적용하여 특정한 훈련유형에 대한 훈련수준데이터를 산출하는 단계(S300); 및 복수의 훈련유형에 대한 훈련수준데이터 간의 비율을 산출하여 수행비율을 결정하는 단계(S400);를 포함한다. 이하, 각 단계에 대한 상세한 설명을 기재한다.
컴퓨터가 특정한 사용자의 특정한 신체부위에 대한 현재상태데이터를 획득한다(S100). 상기 현재상태데이터는 사용자의 특정한 신체부위에 대한 특정한 훈련유형 수행에 대한 데이터이다. 즉, 컴퓨터가 사용자(예를 들어, 환자)의 신체부위에 대한 현재상태를 판단하기 위한 데이터를 획득한다.
일실시예로, 관절운동범위(Range of Motion; ROM)를 측정하는 경우, 사용자의 현재 특정한 관절 움직임을 측정하여 현재상태데이터로 획득한다. 관절운동범위는 사용자가 특정한 신체부위에 착용하고 훈련을 수행하는 재활훈련장치(예를 들어, 신체상태측정장치 또는 장갑형/손착용형 재활훈련장치)를 통해 측정될 수 있다. 예를 들어, 상기 신체부위가 손인 경우, 상기 훈련유형은 손목회전, 손목구부림 및 펼침, 팔목회전, 손가락구부림 및 펼침을 포함하고, 컴퓨터는 사용자가 손착용형 측정장치를 착용하고 움직임을 수행함에 따라 훈련유형에 대한 관절 운동범위(Range of Motion)의 측정데이터를 현재상태데이터로 획득한다. 또한, 예를 들어, 어깨의 관절운동범위를 측정하는 경우, 어깨부위에 부착하는 측정센서장치 또는 바닥면에 배치되어 2차원 상의 어깨움직임을 제공하는 장치를 이용하여 관절운동범위를 측정한다.
다른 일실시예로, 의료진 또는 재활치료사에 의해 환자에 대한 근 강직도(Modifide Ashworth Scale; MAS) 측정, 도수근력검사(Manual Muscle Testing; MMT) 등을 수행하여, 환자에 대한 근강직도, 중력방향 운동능력 등을 측정하고, 컴퓨터는 측정데이터를 입력받아서 현재상태데이터에 상응하는 특정한 수치데이터로 산출한다.
컴퓨터가 상기 현재상태데이터 및 정상상태데이터를 현재상태평가모델에 적용하여 상태평가데이터를 획득한다(S200). 먼저, 컴퓨터는 특정한 신체부위의 특정한 훈련유형에 대한 정상상태데이터를 획득한다. 상기 정상상태데이터는 정상인의 특정한 신체부위에 대한 특정한 훈련유형 수행에 대한 데이터이다.
컴퓨터는 다양한 방식으로 정상상태데이터를 획득할 수 있다. 일실시예로, 컴퓨터는 특정한 훈련유형의 정상상태데이터를 관리자로부터 지정받는다. 구체적으로, 상기 컴퓨터가 사용자가 보유한 단말장치인 경우, 컴퓨터는 외부의 관리서버와 무선통신을 수행함에 따라 최적의 정상상태데이터를 수신하여 저장한다.
또한, 다른 일실시예에서, 상기 정상상태데이터는, 특정한 훈련유형의 수행결과데이터에 대한 정상인 인원수 그래프 상의 최대점으로 결정된다. 구체적으로, 컴퓨터가 관리서버인 경우, 도 2에서와 같이, 정상인들의 특정한 훈련유형에 대한 수행결과를 누적할 수 있고, 해당 수행결과데이터에 대한 정상인 인원수 그래프를 생성한다. 상기 그래프 상에서 인원수가 가장 많은 수행결과데이터값을 정상상태데이터로 판단할 수 있다. 또한, 다른 일실시예에서, 상기 정상상태데이터는, 복수의 정상인으로부터 획득된 수행결과데이터의 평균값으로 결정된다.
상기 상태평가데이터는 사용자의 현재상태에 부합하는 훈련수준을 결정하기 위해 현재상태를 정상인 상태와 비교하여 평가한 데이터이다. 신체상태측정장치 또는 재활훈련장치에 의해 측정된 현재상태데이터 또는 의료진에 의해 사용자에 대해 수행된 특정한 테스트 결과인 현재상태데이터를 훈련비율 산출에 바로 적용하기 적절하지 않을 수 있다. 이를 위해, 컴퓨터는 현재상태데이터를 훈련비율산출에 적합한 데이터로 변환을 수행한다. 즉, 컴퓨터는 정상인의 상태와 비교하여 현재상태가 어느 정도의 상태인지 평가하는 과정을 수행한다.
상기 현재상태평가모델의 일실시예는, 최소상태에 해당하는 제1수치값과 정상인에 대응하는 제2수치값 사이인 수치범위 내에서 특정한 산출수식을 통해 사용자의 상태에 부합하는 제3수치값을 산출하여 상기 상태평가데이터로 산출한다. 즉, 상기 산출수식은 최소상태(즉, 훈련유형을 전혀 수행하지 못하는 상태)에 대응하는 제1수치값과 정상인상태에 대응하는 제2수치값 사이에서 변하는 증가 함수 또는 감소함수에 대한 수식이 될 수 있고, 컴퓨터는 최소상태와 정상인상태 사이의 특정한 현재상태데이터에 부합하는 제3수치값을 상기 산출수식에 적용하여 산출할 수 있다.
상기 현재상태평가모델에 포함되는 산출수식은 정비례하게 증가 또는 감소하는 함수 수식이 될 수도 있고, 일차함수가 아닌 특정한 함수에 부합하는 수식이 될 수도 있다. 예를 들어, 손목을 회전하는 움직임인 경우, 특정한 방향으로 초기 회전구간에서는 작은 회전각도의 움직임을 높은 상태 개선으로 판단할 수 있으나, 최대 회전범위에 가까운 구간에서는 동일한 회전각도만큼 수행결과가 개선된 경우에 초기 회전구간에 비해 낮은 상태개선으로 판단할 수 있다. 따라서, 환자의 상태 평가 시, 이전에 측정된 현재상태데이터와 현재 측정된 현재상태데이터의 동일한 차이값이 이전상태에 따라 상이하게 판단되도록(즉, 상태평가데이터의 변화율이 상이하도록) 할 수 있다.
예를 들어, 다음과 같은 수식을 기반으로 상태평가데이터를 산출하는 예시를 통해 구체적으로 살펴본다. 다만, 본 발명의 현재상태평가모델의 수식은 이에 전혀 한정되지 아니한다.
수치범위를 0부터 0.5로 설정되는 수식으로 상태가 좋지않을록(즉, 최소상태에 가까울수록) 최대값인 0.5에 가까워지고, 상태가 호전될수록(즉, xi가 n에 가까워질수록) 0에 가까워진다. 또한, 지수함수 형태 또는 xi(즉, 현재상태데이터)가 커질수록 변화율이 증가하면서 함수값이 감소하는 함수 형태(즉, 도 3에서와 같이, 아래로 볼록하면서 극소점 이전의 그래프 형태)를 가짐에 따라, 상태가 좋지 않은 영역(즉, 최소상태에 가까운 영역)에서 특정한 현재상태데이터의 차이값(예를 들어, 손목 회전의 움직임 범위가 특정각도만큼 증가)에 따른 상태평가데이터 차이보다 상태가 호전된 영역(즉, 정상인에 가까운 영역)에서 동일한 현재상태데이터의 차이값에 따른 상태평가데이터값의 차이가 적게 된다.
현재상태데이터가 증가함에 따라 변화율이 증가하면서 함수값이 감소하는 현재상태평가모델 내 산출수식의 일실시예로, 상기 정상상태데이터와 상기 현재상태데이터 사이의 차이값에 1보다 큰 실수의 제곱을 수행하는 수식이 될 수 있다.
또한, 일실시예로, 컴퓨터는 상기 현재상태평가모델에 포함되는 산출수식은 특정한 신체부위 또는 훈련유형의 특성에 부합하는 수식을 적용한다. 신체부위 또는 훈련유형에 따른 특성을 반영하여 상이한 수식형태를 적용할 수도 있고, 동일한 수식형태에 포함되는 상수값만 조절할 수도 있다.
또한, 다른 일실시예는, 특정한 훈련유형이 기준자세로부터 대칭적인 움직임을 가지는 경우, 특정한 훈련유형에 대한 상기 상태평가데이터는, 제1방향에 대한 움직임에 상응하는 제1상태평가데이터와 제2방향에 대한 움직임에 상응하는 제2상태평가데이터를 평균하여 산출한다. 예를 들어, 손목손목 회전의 경우에는 기준상태(즉, 관절 회전이 되지 않은 상태)로부터 양 방향으로 회전이 가능하므로, 각 방향(즉, 제1방향과 제2방향)에 대한 현재상태를 개별적으로 평가하여야 한다. 또한, 예를 들어, 훈련유형이 손목 구부림인 경우, 상하 방향으로 개별적으로 평가하여야 한다. 즉, 컴퓨터는 대칭적인 움직임을 가지는 신체부위에 대해 각 방향(즉, 제1방향 및 제2방향)으로의 상태평가데이터(즉, 제1상태평가데이터 및 제2상태평가데이터)를 획득한다. 그 후, 컴퓨터는 제1상태평가데이터 및 제2상태평가데이터를 평균 계산함에 따라 해당 신체부위의 특정한 훈련유형에 대한 최종상태평가데이터를 획득한다.
또한, 다른 일실시예는, 훈련유형이 특정한 신체부위의 대칭적인 움직임을 가지는 것인 경우, 상기 현재상태평가모델은 각 방향에 대한 상태를 반영하는 수치값을 상태평가데이터로 산출하는 수식을 포함한다. 예를 들어, 훈련유형이 손목 회전인 경우, 기준위치로부터 제1방향으로는 30도 기울어지나 제2방향으로는 전혀 회전이 되지 않는 제1상태와 제1방향으로 15도 기울어지고 제2방향으로 15도 기울어지는 제2상태가 존재하는 경우, 정상상태데이터와 현재상태데이터의 편차에 정비례한 함수의 수식(즉, 정상상태데이터에 따라 상태평가데이터가 정비례하게 증가하는 수식)을 적용하면, 제1상태에 대한 최종상태평가데이터와 제2상태에 대한 최종상태평가데이터가 동일하게 산출될 수 있다. 재활훈련 시에 환자상태를 평가할 때, 제1상태와 제2상태가 상이한 것으로 평가되어 최종상태평가데이터의 수치상에 나타날 필요가 있으므로, 컴퓨터는 산출되는 최종상태평가데이터 값에서 특정 방향으로의 편중여부가 반영되는 수식을 사용한다.
이를 위한 현재상태평가모델의 일실시예로, 상기 정상상태데이터와 상기 현재상태데이터 사이의 차이값에 1보다 큰 실수의 제곱을 수행하는 수식을 포함한다. 예를 들어, 도 3에서와 같이, 현재상태데이터가 커질수록 변화율이 증가하면서 함수값이 감소하는 함수 형태를 가지는 수식의 경우, 현재상태데이터가 작을수록 상태평가데이터에 대한 변화율의 절대값이 크므로(즉, 현재상태데이터가 작을수록 상태평가데이터가 급격하게 변하므로), 특정방향으로의 움직임 편중을 수치상에 반영할 수 있다.
컴퓨터가 상기 획득된 상태평가데이터를 훈련비율결정모델에 적용하여 특정한 훈련유형에 대한 훈련수준데이터를 산출한다(S300). 상기 훈련수준데이터는 특정한 신체부위의 특정한 훈련유형에 대한 상태평가데이터에 적합한 사용자의 훈련 수준을 의미한다. 복수의 훈련유형이 제공될 훈련비율은 환자의 상태에 따라서 다르게 설정되어야 한다. 예를 들어, 환자가 정상인에 가깝게 수행결과를 내는 훈련유형은 훈련을 적게 제공하여도 되고, 환자가 개선될 가능성이 높은 상태로 판단되는 훈련유형은 훈련비율을 높여서 제공하는 것이 훈련효과를 높일 수 있다.
상기 훈련비율결정모델의 일실시예로, 최소상태와 정상인상태에서의 훈련수준데이터를 0으로 설정하며, 상기 최소상태와 상기 정상인상태 사이의 특정상태에서 특정한 훈련수준데이터값을 가지는 수식을 가진다. 특정한 훈련유형의 수행 시 최소상태(예를 들어, 특정한 신체부위의 특정한 훈련유형에 따라 전혀 움직일 수 없는 상태)에서는 사용자에게 해당 훈련유형을 제공하는 것이 상태개선에 도움이 되지 못하며, 사용자의 재활훈련 흥미를 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 컴퓨터는 상기 최소상태에서의 훈련수준데이터를 0으로 설정한다. 그리고, 특정한 신체부위의 훈련유형에 대한 상태평가데이터가 정상인 수준으로 산출되는 경우, 해당 사용자는 해당 신체부위의 훈련유형에 대해서는 재활훈련이 필요없으므로, 컴퓨터는 해당 훈련유형의 훈련수준데이터를 0으로 설정한다. 그리고, 최소상태와 정상인상태 사이에서 특정한 연속함수를 가지도록 수식이 결정된다. 상기 연속함수의 일실시예로, 특정함 수치범위(즉, 0보다 크고 1보다 작거나 같은 범위)에서 상태평가데이터값을 기반으로 훈련수준데이터가 결정되는 함수가 될 수 있다. 훈련비율산출모델에 포함되는 수식은 상기 신체부위 또는 상기 훈련유형에 따라 상이하게 설정되는 것일 수 있다.
예를 들어, 도 4에서와 같이, 특정한 상태평가데이터값에서 최대의 훈련비율(즉, 극대값)을 가지도록 수식이 훈련비율결정모델에 포함될 수 있다. 극대값을 가지는 상태평가데이터값은 의료진에 의해 설정되거나 컴퓨터가 사용자들의 재활수준(즉, 상태 호전 정도)을 분석하여 설정 및 조절될 수 있다.
컴퓨터가 복수의 훈련유형에 대한 훈련수준데이터를 기반으로 복수의 훈련유형 간의 수행비율을 결정한다(S400). 수행비율을 산출하는 방식의 일실시예로, 컴퓨터는 각 훈련유형의 훈련수준데이터를 직접 비교하여 비율을 산출한다. 예를 들어, 훈련유형 A, 훈련유형 B 및 훈련유형 C의 훈련수준데이터가 각각 0.6, 0.5 및 0.4인 경우, 컴퓨터는 각 훈련유형에 대한 훈련수준데이터 간의 비율인 0.6:0.5:0.4를 수행비율로 결정한다. 또한, 컴퓨터는 수행비율에 특정한 자연수를 곱하여 정수비로 된 최종비율을 산출할 수 있다.
또한, 다른 일실시예로, 컴퓨터는 기본훈련비율을 포함하고 있고, 각 훈련유형에 대한 훈련수준데이터를 기본훈련비율 내의 각 훈련유형에 상응하는 곱하여 사용자의 현재상태에 부합하는 수행비율을 산출한다. 기본훈련비율을 기반으로 수행비율을 산출하는 방식의 일실시예로, 도 5에서와 같이, 상기 수행비율산출단계(S400)는, 복수의 훈련유형에 대한 기준비율을 획득하는 단계(S410); 및 상기 기준비율 내의 특정한 훈련유형에 상응하는 값에 상기 특정한 훈련유형의 훈련수준데이터를 곱하여 수행비율을 산출하는 단계(S420);를 포함할 수 있다.
컴퓨터는 복수의 훈련유형에 대한 기준비율을 획득한다(S410). 예를 들어, 사용자가 재활훈련을 수행하여야 하는 신체부위가 결정되면, 컴퓨터는 해당 신체부위에 대해 수행되어야 하는 복수의 훈련유형을 추출하고, 복수의 훈련유형에 대해 수행하여야 하는 것으로 기본적으로 설정된 기준비율을 추출한다.
그 후, 컴퓨터는 상기 기준비율 내의 특정한 훈련유형에 상응하는 값에 상기 특정한 훈련유형의 훈련수준데이터를 곱하여 수행비율을 산출한다(S420). 예를 들어, 훈련유형 A, 훈련유형 B 및 훈련유형 C의 훈련수준데이터가 각각 0.6, 0.5 및 0.4이고, 훈련유형 A, 훈련유형 B 및 훈련유형 C에 적용된 기준비율이 3:2:1인 경우, 각 훈련유형에 대응하는 비율 항목에 훈련수준데이터를 곱하여(즉, (3*0.6):(2*0.5):(1*0.4)를 수행하여) 수행비율을 산출한다.
또한, 훈련유형별 수행비율을 산출하는 복수의 판단기준이 존재하는 경우, 복수의 판단기준별 수행비율을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다. 복수의 판단기준은, 관절운동범위(Range of Motion; ROM), 강직도(근육이 스스로 움직일 수 있는 수준), 중력방향 운동수준, 인지능력 수준 등이 포함된다. 일실시예로, 상기 훈련유형이 운동수행형태(예를 들어, 손목 회전, 손목 구부림 등)인 경우, 복수의 운동수행형태에 대해 각 판단기준에 따른 수행비율을 산출한다. 즉, 동일한 운동수행형태이더라도 판단기준에 따라 상이한 수행비율을 산출할 수 있다.
또한, 도 6에서와 같이, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 상기 복수의 판단기준별 수행비율 내의 각 훈련유형에 대응하는 복수의 수치를 곱하여, 복수의 훈련유형에 대한 복합비율을 생성하는 단계(S500);를 더 포함할 수 있다. 즉, 컴퓨터가 복수의 훈련유형에 대해 각각의 판단기준에 따른 수행비율을 산출하고, 각 판단기준 내의 특정한 훈련유형에 대응하는 항목 간의 곱을 수행하여 복합항목값을 산출한다. 그 후, 컴퓨터는 각 훈련유형에 대해 복합항목값 간의 비율을 산출하여 복합비율을 결정한다. 이를 통해, 사용자의 훈련을 결정하는 복수의 판단기준을 모두 반영하는 훈련수행비율을 산출할 수 있고, 사용자는 모든 판단기준이 반영된 최적의 훈련 커리큘럼을 제공받을 수 있다.이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 훈련비율 결정방법은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (11)
- 특정한 사용자의 복수의 훈련유형에 대한 수행비율을 결정하는 방법에 있어서,
특정한 사용자의 특정한 신체부위에 대한 현재상태데이터를 획득하는 단계;
상기 현재상태데이터 및 정상상태데이터를 현재상태평가모델에 적용하여 상태평가데이터를 획득하는 단계;
상기 획득된 상태평가데이터를 훈련비율결정모델에 적용하여 특정한 훈련유형에 대한 훈련수준데이터를 산출하는 단계; 및
복수의 훈련유형에 대한 훈련수준데이터 간의 비율을 산출하여 수행비율을 결정하는 단계;를 포함하되,
상기 현재상태데이터는 사용자의 특정한 신체부위에 대한 특정한 훈련유형 수행에 대한 데이터이며,
상기 정상상태데이터는 정상인의 특정한 신체부위에 대한 특정한 훈련유형 수행에 대한 데이터이며,
상기 상태평가데이터는 사용자의 현재상태에 부합하는 훈련수준을 결정하기 위해 상기 현재상태데이터를 정상상태데이터와 비교하여 평가한 데이터인, 훈련비율 결정방법. - 제1항에 있어서,
상기 현재상태평가모델은,
최소상태에 해당하는 제1수치값과 정상인에 대응하는 제2수치값 사이인 수치범위 내에서 특정한 산출수식을 통해 사용자의 상태에 부합하는 제3수치값을 산출하여 상기 상태평가데이터로 산출하되,
상기 산출수식은 특정한 신체부위의 특성에 부합하는 수식인, 훈련비율 결정방법. - 제1항에 있어서,
상기 훈련비율결정모델은,
최소상태와 정상인상태에서 훈련수준데이터를 0으로 설정하며, 상기 최소상태와 상기 정상인상태 사이의 특정상태에서 특정한 훈련수준데이터값을 가지는 수식을 가지며,
상기 신체부위 또는 상기 훈련유형에 따라 상이하게 설정되는 것인, 훈련비율 결정방법. - 제1항에 있어서,
상기 신체부위가 손인 경우,
상기 훈련유형은 손목회전, 손목구부림 및 펼침, 팔목회전, 손가락구부림 및 펼침을 포함하며,
상기 현재상태데이터는 상기 훈련유형에 대한 관절 운동범위(Range of Motion)의 측정데이터이며,
상기 수행비율 결정단계는,
상기 복수의 훈련유형에 대한 수행비율을 산출하는 것을 특징으로 하는, 훈련비율 결정방법. - 제1항에 있어서,
특정한 훈련유형이 기준자세로부터 대칭적인 움직임을 가지는 경우,
특정한 훈련유형에 대한 상기 상태평가데이터는,
제1방향에 대한 움직임에 상응하는 제1상태평가데이터와 제2방향에 대한 움직임에 상응하는 제2상태평가데이터를 평균하여 산출하는 것을 특징으로 하는, 훈련비율 결정방법. - 제1항에 있어서,
상기 정상상태데이터는,
특정한 훈련유형의 수행결과데이터에 대한 정상인 인원수 그래프 상의 최대점 또는 복수의 정상인으로부터 획득된 수행결과데이터의 평균값인, 훈련비율 결정방법. - 제5항에 있어서,
상기 현재상태평가모델은,
상기 정상상태데이터와 상기 현재상태데이터 사이의 차이값에 1보다 큰 실수의 제곱을 수행하는 것을 특징으로 하는, 훈련비율 결정방법. - 제1항에 있어서,
상기 수행비율 결정단계는,
복수의 훈련유형에 대한 기준비율을 획득하는 단계; 및
상기 기준비율 내의 특정한 훈련유형에 상응하는 값에 상기 특정한 훈련유형의 훈련수준데이터를 곱하여 수행비율을 산출하는 단계;를 포함하는, 훈련비율 결정방법. - 제1항에 있어서,
훈련유형별 수행비율을 산출하는 복수의 판단기준이 존재하는 경우,
복수의 판단기준별 수행비율을 산출하는 것을 특징으로 하는, 훈련비율 결정방법. - 제9항에 있어서,
상기 복수의 판단기준별 수행비율 내의 각 훈련유형에 대응하는 복수의 수치를 곱하여, 복수의 훈련유형에 대한 복합비율을 생성하는 단계;를 더 포함하는, 훈련비율 결정방법. - 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된, 훈련비율 결정프로그램.
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