KR20190118497A

KR20190118497A - Cog 측정 장치, 발란스 보정 시스템, 및 발란스 보정 방법

Info

Publication number: KR20190118497A
Application number: KR1020180156318A
Authority: KR
Inventors: 안기철; 안연우
Original assignee: 안기철
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2019-10-18
Also published as: JP7317943B2; JP2021520976A; CN112261903A; KR20190032989A; US20230043160A1; ES2942029T3

Abstract

본 발명은 균형장애를 가진 사람들이 발란스를 보정하기 위해 착용하는 발란스 보정 조끼를 제작하는데 사용되는 발란스 보정 시스템에 관란것으로서, 특정인으로부터 각각에 인가되는 하중을 측정하여 측정신호를 출력하는 복수의 센서, 상기 측정신호에 소정의 처리를 하여 얻어지는 복수의 측정값을 상기 특정인의 COG (center of gravity)가 정상적인지 아닌지를 알 수 있도록 각각 표시하는 표시부, 및 상기 복수의 측정값을 이용하여 균형장애의 종류를 특정하고, 상기 발란스 보정 조끼에 부착하는 웨이트의 사이즈와, 상기 웨이트의 부착위치를 특정하는 처리부를 포함하는 발란스 보정 시스템을 제공한다.

Description

COG 측정 장치, 발란스 보정 시스템, 및 발란스 보정 방법 {COG measuring device, Balance correction system, and Balance correction method}

본 개시는 COG 측정 장치, 발란스 보정 시스템, 및 발란스 보정 방법에 관한 것으로써, 특히, 예를 들면, 파킨슨 병, 실조증 (Ataxia), 교통사고 등으로 인해 균형장애를 가진 사람들의 발란스 (Balance)를 보정하기 위한, 예를 들면, 발란스 보정조끼를 제작하는 데 사용하는 COG 측정 장치, 발란스 보정 시스템, 및 발란스 보정 방법에 관한 것이다.

예를 들면, 파킨슨 병, 실조증 (Ataxia), 교통사고 등으로 인해 많은 사람들이 균형장애를 겪고 있으며, 이로 인해 균형장애를 가진 사람들 (이하 "환자")의 발란스를 보정하는 예를 들면 조끼 (이하 "발란스 보정 조끼")등이 개발되어 많은 사람들이 효과를 보고 있다.

그러나, 종래의 발란스 보정 조끼는 환자가 전문적으로 훈련된 물리치료사를 직접 방문해야 하고, 물리치료사가 환자에게 여러가지 테스트를 수행한 후에, 환자에게 맞는 발란스 보정 조끼를 제작할 수 있었다.

즉, 환자의 발란스 보정을 위해 전문적으로 훈련된 물리치료사를 통하지 않으면, 환자는 발란스 보정조끼를 구입할 수 없었다. 따라서, 환자는 불편한 몸으로 장거리 여행을 해야 하고, 장시간 여러가지 테스트를 수행해야 한다. 더구나, 발란스 보정을 위해 조끼에 부착하는 웨이트의 사이즈와 위치가 물리치료사의 경험에 의해 결정되므로 물리치료사에 따라 환자는 자신에 필요에 맞는 발란스 보정 조끼를 구입할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있었다.

또한, 파킨슨 병이나 실조증(Ataxia)를 가진 환자들 중에는 몸의 떨림(Tremor)으로 인해, 예를 들면, 두통이 가지고 있고 복시로 인해 시력에 문제가 있는 경우가 많아 일상적이고 정상적인 활동을 저해하는 경우가 많았다.

US, Patent, No., 7,708,673

따라서, 본 개시의 목적은 전문적으로 훈련된 물리치료사의 도움 없이도 환자에게 맞는 발란스 보정 기구 또는 장치 (예를 들면, 조끼)를 제작할 수 있도록 하는 COG 측정 장치, 발란스 보정 시스템, 및 발란스 보정 방법을 제공하는 것이다.

본 개시의 또 다른 목적은 파킨슨 병이나 실조증(Ataxia)를 가진 환자들과 같이 몸의 떨림을 가진 환자들의 몸의 떨림을 감소시킬 수 있는 떨림 (tremor) 보정 기구 또는 장치 (예를 들면, 조끼)를 제작할 수 있도록 하는 COG (또는 떨림) 측정 장치, 발란스 (또는 떨림) 보정 시스템, 및 발란스 (떨림) 보정 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 개시는 특정인으로부터 각각에 인가되는 하중을 측정하여 측정신호를 출력하는 복수의 센서, 상기 복수의 센서로부터의 측정신호에 소정의 처리를 하여 복수의 측정값을 얻는 처리부, 및 상기 처리부로부터의 상기 복수의 측정값을 상기 특정인의 COG (center of gravity)가 정상적인지 아닌지를 알 수 있도록 각각 표시하는 표시부를 포함하는 COG 측정장치를 제공한다.

상기 복수의 센서가 정상적인 COG (center of gravity)를 가진 사람으로부터 인가되는 하중을 측정하였을 때 상기 복수의 측정값은 모두 실질적으로 동일한 값을 나타낸다.

그러나, 상기 복수의 센서가 비정상적인 COG (center of gravity)를 가진 사람으로부터 인가되는 하중을 측정하였을 때 상기 복수의 측정값은 적어도 하나가 다른 값을 나타낸다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 개시는 균형장애를 가진 사람들이 발란스를 보정하기 위해 착용하는 발란스 보정 조끼를 제작하는데 사용되는 발란스 보정 시스템에 있어서, 특정인으로부터 각각에 인가되는 하중을 측정하여 측정신호를 출력하는 복수의 센서, 상기 측정신호에 소정의 처리를 하여 얻어지는 복수의 측정값을 상기 특정인의 COG (center of gravity)가 정상적인지 아닌지를 알 수 있도록 각각 표시하는 표시부, 및 상기 복수의 측정값을 이용하여 균형장애의 종류를 특정하고, 상기 발란스 보정 조끼에 부착하는 웨이트의 사이즈와, 상기 웨이트의 부착위치를 특정하는 처리부 를 포함하는 발란스 보정 시스템을 제공한다.

본 개시의 발란스 보정시스템에 따르면, 센서를 통해 측정된 측정값을 이용하여 환자의 균형장애의 종류를 정확하게 특정하고, 측정값을 이용하여 발란스 보정 조끼에 부착하는 웨이트의 사이즈와, 상기 웨이트의 부착위치를 정확하게 결정한다.

따라서, 물리치료사 등의 전문가의 도움 없이도 환자의 필요에 맞는 발란스 보정 조끼를 제공할 수 있다.

본 개시에 따르면, 전문적으로 훈련된 물리치료사의 도움 없이도 환자에게 맞는 발란스 보정 기구 또는 장치 (예를 들면, 조끼)를 제작할 수 있도록 하는 COG 측정 장치, 발란스 보정 시스템, 및 발란스 보정 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 개시에 따르면, 파킨슨 병이나 실조증(Ataxia)를 가진 환자들과 같이 몸의 떨림을 가진 환자들의 몸의 떨림을 감소시킬 수 있는 떨림 (tremor) 보정 기구 또는 장치 (예를 들면, 조끼)를 제작할 수 있도록 하는 COG (또는 떨림) 측정 장치, 발란스 (또는 떨림) 보정 시스템, 및 발란스 (떨림) 보정 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 개시의 발란스 보정 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 COG 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 COG 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 센서의 측정값를 표시하는 표시부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 정보처리장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 처리부가 환자의 COG를 계산하여 표시부를 통해 표시하는 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 웨이트가 부착되어야 할 위치를 나타내는 인간의 몸통 (발란스 보정 조끼의 뒷면) 이미지를 나타내는 도면이다.
도 8은 웨이트가 부착되어야 할 위치를 나타내는 인간의 몸통 (발란스 보정 조끼의 앞면) 이미지를 나타내는 도면이다.
도 9는 발란스 보정 시스템의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 10은 발란스 보정 조끼에 부착하는 웨이트의 사이즈 및 부착위치를 결정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 정보처리장치가 상기 COG 측정장치에 연결되어 있지 않을 경우 환자의 발란스를 보정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 실조증(ataxia)을 가진 환자(A)의 COG 값을 1 sec 단위로측정한 결과를 나타내는 로그 데이터이다.
도 13은 COG 값 산출부가 산출한 COG 값(CGx, CGy)을 무게(weight)으로 변환하여 얻어진 웨이트 사이즈를 나타내는 데이터이다.
도 14는 COG 값 요동도 계산부가 계산한 COG 값 (CGx, CGy)의 요동 정도를 나타내는 데이터이다.
도 15는 데이터 베이스 (DB)에 저장되어 있는 발란스 이력정보를 나타내는 도면이다.
도 16a 내지 도 16c는 COG값 (CGx, CGy)를 바탕으로 하여 처리부가 균형장애의 종류를 특정하고, COG 값 요동도에 따라서, 웨이트 부착 위치를 결정하는 방법(알고리즘)을 나타내는 예이다.
도 17은 COG 측정장치의 지지판을 터치나 압력을 감지하는 센서 플레이트로 구성하는 것을 나타내는 도면이다.
도 18은 발란스 보정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 19는 도 13의 Wx값을 이용하여 COG 값 (CGx) 요동도를 산출하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 20는 도 13의 Wy값을 이용하여 COG 값 (CGy) 요동도를 산출하는 방법을 나타내는 도면이다.도 21은 COG 보정 프로그램의 동작화면 (1000)을 나타내는 도면이며, 발란스 조끼를 착용하지 않은 상태에서 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 22는 COG 보정 프로그램의 동작화면 (1000)을 나타내는 도면이며, 발란스 조끼를 착용한 상태에서 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 23은 COG 보정 프로그램의 레코더 기능을 실행한 결과 저장되는 테이블(Table)을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 따른 COG 측정 장치, 발란스 보정 시스템, 및 발란스 보정 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

본 개시에서는 예를 들면, 파킨슨 병, 실조증 (Ataxia), 교통사고 등으로 인해 균형장애를 가진 사람들의 발란스 (Balance)를 보정하기 위한 기구 또는 장치로써 발란스 보정 조끼를 위주로 설명하지만 이는 일예이며, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 균형장애를 가진 사람들의 발란스 (Balance)를 보정 기구 또는 장치는, 예를 들면, 웨어러블 장치 등 환자의 몸에 부착될 수 있는 모든 기구 또는 장치에 적용 가능하다.

본 개시에서는, 예를 들면, 파킨슨 병, 실조증 (Ataxia) 등과 같은 환자의 몸의 떨림을 측정하고 보정하기 위한 기구 또는 장치로써 떨림 보정 조끼를 위주로 설명하지만 이는 일 예이며, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.

도 1은 본 개시의 발란스 보정 시스템(1000)을 나타내는 블록도이다. 본 개시의 발란스 보정 시스템(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이 COG 측정 장치(100)와 정보처리장치(200)로 구성되어 있다.

COG 측정장치(100)은 환자의 COG (Center of Gravity)와 같은 환자의 정보를 측정하기 위한 장치이고, 정보처리장치(200)은 COG 측정 장치로부터 오는 측정 신호 또는 측정 값을 이용하여 환자의 COG와 같은 환자의 정보를 좌표계상에 표시하는 처리와, 상기 측정 신호 또는 상기 측정값을 이용하여 발란스 보정 조끼에 부착하는, 예를 들면, 웨이트 (Weight)의 사이즈와 부착위치를 결정하여 표시하는 처리, 및 상기 환자의 정보를 이용하여 환자의 몸의 떨림을 측정하여 표시하는 처리를 수행한다. 따라서, COG 측정 장치(100)은 떨림 측정 장치로도 불릴 수 있다. 이러한 의미에서, 발란스 보정 시스템(1000)은 떨림 보정 시스템으로도 불릴 수 있다.

여기서 상기 COG 측정장치(100)가 COG를 측정한다는 것은 환자의 COG가 정상적인 위치에 있는가 아닌가를 알 수 있도록 하는 신호를 출력하는 것을 말하며, 환자의 COG가 정상적인 위치에 있는가 아닌가를 알 수 있도록 각 센서에 측정한 측정값을 표시장치를 통해 그대로 표시하거나, 측정신호 또는 측정값을 이용하여 후술하는 좌표계(예를 들면, 도 6)를 통해 환자의 COG를 보여주는 것도 포함한다.

COG 측정장치(100)은, 예를 들면, 환자의 몸무게를 측정할 수 있는 저울(Scale) 형태를 가진다. 그러나, 본 개시의 COG 측정장치(100)은 저울형태에 제한되지 않으며, 환자의 COG를 측정할 수 있고 그것을 디스플레이 할 수 있으면 특정 장치에 제한되지 않는다. 본 개시를 이해하기 쉽게 하기 위해 본 개시를 저울형태를 예를 들어 설명하기로 한다.

도 2는 본 개시에 따른 COG 측정 장치 (100)을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 개시에 따른 COG 측정 장치 (100)의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이, COG 측정장치(100)은 복수의 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)와, 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정신호를 처리하는 처리부(10A)와 처리부(10A)가 상기 측정신호에 소정의 처리를 수행하여 얻은 측정값을 표시하는 표시부(10B)와, 상기 복수의 선세 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)가 하부에 배치되는 환자가 서있게 되는 지지판(10C)로 이루어 진다.

상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)들 각각은 예를 들면 로드셀 (Load cell)로 이루어 지며, 각각에 가해지는 중량을 측정하여 측정 신호를 출력한다. 본 실시예에서는 4개의 로드셀을 이용하여 COG를 측정하는 예를 설명하고 있지만, 상기 센서의 개수는 4개로 한정되지 않으며, COG를 측정할 수 있는 한 그 개수는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 로드셀을 이용하는 예를 설명하고 있지만, 센서의 종류 또한 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, Force plate를 사용할 수도 있다.

상기 처리부(10A)는 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정신호에 신호 증폭이나 디지털 변환과 같은 소정의 처리를 수행하여 상기 표시부(10B)나 상기 정보처리 장치 (200)에 출력한다.

상기 표시부(10B)는 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정신호 또는 측정값을 각각 표시한다. 이하, 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정신호를 나타내는 표시부(10B)에 표시되는 측정값을 LC1, LC2, LC3, 및 LC4라고 한다.

한편, 정상인의 경우에도 한 위치에서 몇 초간 서있게 되면 몸이 앞뒤로 미세하게 움직이는 것을 느끼는 경우가 있다. 따라서, 환자의 경우에도 유사한 움직임이 있을 수 있기 때문에 이러한 경우에 COG가 요동하는 것으로 되기 때문에 이러한 경우엔 소정의 필터 처리, 예를 들면, 상기 측정값 LC1, LC2, LC3, 및 LC4)를 여러 번 취득하여 평균화 하는 처리 등을 수행하여 최종적인 측정값 (LC1, LC2, LC3, 및 LC4)을 얻을 수도 있다.

또한, 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정신호에 소정 범위의 오차나 소정의 역치(threshold value)를 적용하여 최종적인 측정값 (LC1, LC2, LC3, 및 LC4)을 얻을 수도 있다.

상기 지지판 (10C)는 환자가 COG 측정을 위해 서 있게 되는 플레이트이다. 상기 지지판(10C)의 "C"는 지지판(10C) 자체의 COG를 나타내는 위치이며, 균형장애를 가지지 않는 정상인이 상기 지지판에 서 있을 경우, 정상인의 COG와 일치하는 지점이다.

상기 지지판(10C)는 사람이 그 위에 서있을 때 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)에 동일하게 하중을 분산 시킬 수 있는 모양을 가지며, 바람직하게는 상기 지지판(10C)는 정사각형의 모양을 가지고 있다. 이 경우, 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)가 지지판(10C)의 "C"로부터 동일한 거리의 위치에 설치되게 된다.

상기 지지판(10C)의 모양이 정 사각형이 아닌 경우에도, 환자의 하중이 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)에 골고루 인가되도록 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)는 지지판(10C)의 "C"로부터 동일한 거리의 위치에 설치되게 된다.

또한, 상기 지지판(10C)에는 환자가 서 있어야하는 양발의 COG에 대응하는 위치(FL, FR)가 표시되어 있다. 즉, 균형장애를 가지지 않는 정상인이 그 양발의 COG를 위치(FL, FR)에 두고 서 있을 경우, 상기 지지판의 COG인 "C"와 그 사람의 COG가 일치하게 된다.

즉, 상기 위치(FL)은 "C"와 센서 (10LC4) 사이의 중간위치와 "C"와 센서 (10LC1) 사이의 중간위치를 연결하는 선분의 중간 지점이고, 상기 위치(FR)은 "C"와 센서 (10LC3) 사이의 중간위치와 "C"와 센서 (10LC2) 사이의 중간위치를 연결하는 선분의 중간 지점이며, 상기 지지판(10C)을 후술하는 선(SL)과 직교하며 "C"를 통과하는 가상의 선을 중심으로 절반으로 잘랐을 경우, 상기 위치(FL)과 상기 위치(FR)는 각각 잘라진 절반의 COG가 된다.

상기 위치(FL, FR)는 바람직하게는 사람의 복숭아 뼈 (복사뼈)의 앞부분의 바로 아랫부분에 해당하는 위치이다. 상기 위치(FL, FR)에는 환자의 하중이 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)에 골고루 인가되도록 환자가 정확한 위치(FL, FR)에 서 있을 수 있도록 발 뒤꿈치 모양이 발 사이즈별로 여러 겹 표시되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 환자가 상기 위치(FL, FR)에 정확하게 서 있지 않을 경우엔, 측정값에 에러가 포함되므로, 이를 최대한 방지하기 위하여 상기 지지판(10C)을 절반으로 가르고 "C"를 통과하는 선(SL)이 표시될 수도 있다. 즉, 환자가 상기 지지판(10C)에 서있을 때, 환자의 측면에서 보면, 환자의 복숭아 뼈 (복사뼈)의 앞부분과 상기 선(SL)이 일치하는 지를 쉽게 알 수 있다..

도 4는 100파운드의 몸무게를 가진 균형장애를 가지지 않은 정상인이 상기 COG 측정 장치 (100)의 지지판(100C)에 서 있을 경우에 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)를 표시하는 표시부(10B)를 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 표시부(10B)는 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 각각 표시하고 있다. 또한, 상기 표시부(10B)는 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)의 합산한 값을 표시할 수도 있다.

이와 같이, 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 각각 표시하기 때문에, 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)이 모두 동일하지 않을 경우, 상기 COG 측정 장치 (100)의 지지판(100C)에 서 있는 사람의 COG가 정상정인 COG로부터 벗어나 있다는 것을 인식하게 된다.

또한, 균형장애를 가진 환자가 지지판(100C)에 서 있는 상태에서 후술하는 발란스 보정 조끼에 웨이트를 부착하게 되면, 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)이 모두 동일 할 때, 발란스 보정 조끼를 통해 환자의 COG가 정상적인 COG로 보정된 것을 한 눈에 알 수 있게 된다. 즉, 상기 정보처리장치의 도움 없이도, 상기 COG 측정 장치 (100)만으로도 손쉽게 환자의 COG를 보정할 수 있게 된다. 이와 관련한 자세한 동작은 후술하기로 한다.

상기 표시부(10B)는 후술하는 도 6과 같은 환자의 COG를 나타내는 좌표계를 표시하도록 구성될 수도 있다.

도시되어 있지 않지만, 상기 COG 측정 장치(100)은 상기 지지판(100C)의 각 센서의 높이를 조절할 수 있는 높이조절기구와, 상기 지지판(100C)의 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)에 동일한 압력이 인가되도록 상기 지지판(100C)의 레벨이 기울어 짐없이 평평하게 맞추어 져 있는 지를 나타내는 레벨기구를 포함할 수 있다.

상기 높이 조절기구는 각 센서의 수에 대응하는 수 만큼 설치되는 것이 바람직하며, 상기 지지판(100C)의 레벨을 맞추기 위해 각각 개별적으로 높이가 조절 될 수 있다. 상기 레벨기구는 디지털식 레벨이 사용될 수도 있고, 물방울 형태의 레벨이 사용될 수도 있다.

도 5는 상기 정보처리장치(200)의 구성을 나타내는 블록도이다. 상기 정보처리장치(200)은 예를 들면, 스마트폰, 퍼스널컴퓨터(PC), 또는 발란스 보정용 전용 단말 장치이다.

상기 정보처리장치(200)은 입력부(20A)와, 처리부(20B)와, 저장부(20C)와 표시부(20D)로 이루어 진다.

상기 입력부(20A)는 상기 COG 측정 장치 (100)로부터 측정신호 또는 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)를 수신하여 상기 처리부(20B)에 제공한다. 상기 입력부(20A)는 통신용 인터페이스이며, USB 또는 HDMI와 같은 유선 인터페이스 또는 Bluetooth와 같은 무선 인터페이스 이다. 즉, 상기 COG 측정 장치(100C)와 상기 정보처리장치(200)는 유선 또는 무선을 통해 연결되어 있다.

상기 저장부(20C)는 상기 입력부(20A)로부터 측정신호 또는 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)를 저장하며, 환자들의 발란스 보정 이력 정보을 저장하는 데이터베이스(DB) (300)를 가지고 있다.

발란스 보정이력 정보는 후술하는 환자의 COG 값(CGx, CGy) (예를 들면, 평균값), 균형장애 타입, 웨이트 사이즈, COG 값 요동도 (fluctuation), 최종적인 웨이트 부착위치 등을 포함하는 정보이다.

상기 처리부(20B)는 상기 입력부(20A)로부터 측정신호 또는 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 제공받는다. 상기 측정신호를 제공받을 경우, 상기 처리부(20B)는 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 계산한다. 상기 처리부(20B)는 이러한 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)들로부터 환자의 COG (CGx, CGy)를 계산하여, 상기 표시부(20D)를 통해 후술하는 도 6에 도시된 COG 좌표계(XY좌표)를 표시한다. 또한, 이러한 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)들로부터 계산된 COG 값 (CGx, CGy)를 이용하여 후술하는 웨이트의 사이즈를 계산하여 상기 표시부(20D)를 통해 표시하게 된다. 또한, 상기 처리부(20B)는 COG 값 (CGx, CGy)를 이용하여 COG 값 요동도를 계산하여 상기 표시부(20D)를 통해 표시하게 된다. 또한, 상기 처리부(20B)는 COG 값 (CGx, CGy) 및 COG 값 요동도를 이용하여 발란스 보정 조끼의 웨이트 부착위치를 계산하여 상기 표시부(20D)를 통해 표시하게 된다.

이러한 상기 처리부(20B)의 처리들은, 예를 들면, 도 21 내지 도 23에 도시된 바와 같이, 소프트웨어적으로 수행될 수도 있다. 상기 처리부(20B)의 상세한 동작은 후술 하기로 한다.

환자의 균형장애는 크게 (1) 전방 균형 장애, (2) 후방 균형 장애, (3) 좌측 균형 장애, (4) 우측 균형 장애, (5) 좌전방 균형 장애, (6) 우전방 균형 장애, (7) 좌후방 균형 장애, (8) 우후방 균형 장애로 구별된다.

전방 균형 장애는 환자가 앞쪽으로 쉽게 균형을 잃게 되는 것을 말하고, 후방 균형 장애는 환자가 뒤쪽으로 쉽게 균형을 잃게 되는 것을 말한다. 좌측 균형 장애와 우측 균형 장애는 각각 환자가 좌측과 우측으로 쉽게 균형을 잃게 되는 것을 말한다. 좌전방 균형 장애와 우전방 균형 장애는 각각 환자가 좌전방 방향과 우전방 방향으로 쉽게 균형을 잃게 되는 것을 말하며, 좌후방 균형 장애와 우후방 균형 장애는 좌후방 방향과 우후방 방향으로 쉽게 균형을 잃게 되는 것을 말한다.

기존에는 물리치료사가 환자의 어깨를 앞, 뒤, 좌, 우 방향으로 밀거나 쇠골 또는 어께 뒷부분을 밀거나 잡아 당김으로써 상기 8가지 균형장애 중 하나를 특정하였다.

그러나, 본 실시예에 따른 상기 COG 측정 장치 (100)의 지지판(10C)에 환자가 서있을 경우에, 상기 표시부(10B)에는 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)이 표시되게 되고, 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)의 관계에 의해 상기 8가지 균형장애 중 하나를 특정할 수 있다.

본 실시예에서는 도 2에 있어서 환자가 상기 표시부(10B)를 향해 서있는 경우를 가정하고 있으며, 환자의 왼발은 센서(10LC1, 10LC4)에 가까운 위치(FL)에 있게 되고, 환자의 오른발은 센서(10LC2, 10LC3)에 가까운 위치(FR)에 있게 된다. 이러한 가정하에, 상기 8가지 균형장애 중 하나를 특정하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.

이하에 설명하는 균형장애 특정 방법은, 상기 COG 측정 장치 (100)만을 이용할 경우, 예를 들면, 발란스 보정 조끼 제작자나, 물리 치료사등 환자의 발란스 보정에 도움을 주는 사람(이하 "운영자")이 직접 수행 할 수도 있으며, 상기 COG 측정 장치 (100)와 상기 정보처리장치(200)이 유선 또는 무선 연결되어 있을 경우에는, 상기 처리부(20B)가 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4) 즉, COG 값(CGx, CGy)를 기반으로 수행할 수도 있다.

균형장애를 가진 환자는 다음과 같은 특정되는 균형장애 중 하나를 가지게 된다.

전방 균형장애: 측정값 LC4과 측정값 LC3이 동일한 값을 가지고, 측정값 LC1과 측정값 LC2이 동일한 값을 가지며, LC4+LC3의 값이 LC1+LC2의 값보다 큰 경우 (환자의 COG가 후술 좌표계에서 +Y축에 위치. 즉, COG값이 (0, +CGy)). 여기서 CGx는 환자의 X축 COG를 나타내며, CGy는 Y축 COG를 나타내며, "+"나 "-"의 부호가 붙는데 이는 CGx와 CGy가 음 또는 양의 값을 가지는 것을 나타낸다.)

후방 균형장애: 측정값 LC4과 측정값 LC3이 동일한 값을 가지고, 측정값 LC1과 측정값 LC2이 동일한 값을 가지며, LC1+LC2의 값이 LC4+LC3의 값보다 큰 경우 (환자의 COG가 후술 좌표계에서 -Y축에 위치. 즉, COG 값이 (0, -CGy))

좌측 균형장애: 측정값 LC4과 측정값 LC1가 동일한 값을 가지고, 측정값 LC3과 측정값 LC2이 동일한 값을 가지며, LC4+LC1의 값이 LC3+LC2의 값보다 큰 경우 (환자의 COG가 후술 좌표계에서 -X축에 위치. 즉, COG 값이 (-CGx, 0))

우측 균형장애: 측정값 LC4과 측정값 LC1가 동일한 값을 가지고, 측정값 LC3과 측정값 LC2이 동일한 값을 가지며, LC3+LC2의 값이LC4+LC1의 값보다 큰 경우 (환자의 COG가 후술 좌표계에서 +X축에 위치. 즉, COG 값이 (+CGx, 0))

좌전방 균형장애: 측정값 LC4의 값이 가장 크고 측정값 LC2가 가장 작은 값 인 경우 (환자의 COG가 후술 좌표계에서 -X+Y평면에 위치. 즉, COG 값이 (-CGx, +CGy))

우전방 균형장애: 측정값 LC3의 값이 가장 크고, 측정값 LC1가 가장 작은 값 인 경우 (환자의 COG가 후술 좌표계에서 +X+Y평면에 위치. 즉, COG 값이 (+CGx, +CGy))

좌후방 균형장애: 측정값 LC1의 값이 가장 크고 측정값 LC3이 가장 작은 값 인 경우 (환자의 COG가 후술 좌표계에서 -X-Y평면에 위치. 즉, COG 값이 (-CGx, -CGy))

우후방 균형장애: 측정값 LC2의 값이 가장 크고 측정값 LC4이 가장 작은 값 인 경우 (환자의 COG가 후술 좌표계에서 +X-Y평면에 위치. 즉, COG 값이 (+CGx, -CGy))

즉, 운영자는 상기와 같은 균형장애 특정 방식으로 상기 COG 측정 장치 (100)의 표시부(10B)나 상기 정보처리장치(200)의 표시부(20D)를 보고 상기 8가지 균형장애 중 하나를 특정할 수 있다.

상술한 균형장애 특정 방법은 상기 처리부(20B)가 하드웨어적 또는 소프트웨어 적으로 실현할 수도 있다.

상기 처리부(20B)는 균형장애 특정부(30), 웨이트사이즈결정부(40), 웨이트 부착위치 결정부(50), 및 COG 값 산출부(60)를 포함한다.

상기 COG 값 산출부(60)는 상기 측정값 (LC1, LC2, LC3, LC4)을 이용하여 COG 값(CGx, CGy)를 계산한다.

상기 COG 값(CGx, CGy)은 하기 수식(1)에 의해 계산할 수 있다.

CGx = (LC1*X1 + LC2*X2 + LC3*X3 + LC4*X4)/(LC1+LC2+LC3+LC4)

CGy = (LC1*Y1 + LC2*Y2 + LC3*Y3 + LC4*Y4)/(LC1+LC2+LC3+LC4) ...(1)

여기서, LC1, LC2, LC3, LC4은 상기 측정값을 나타내고, X1, X2, X3, X4는 원점으로부터의 각 센서의 X축 위치(길이)를 나타낸다. 또한, Y1, Y2, Y3, Y4는 원점으로부터의 각 센서의 X축 위치(길이)를 나타낸다.

도 12는 실조증(ataxia)을 가진 환자(A)의 COG 값을 1 sec 단위로측정한 결과를 나타내는 로그 데이터이다. 도 12의 로그데이터는 소정의 오차범위를 벗어나는 값들은 로그 데이터로부터 제외된 상태이다. 예를 들면, 비정상적으로 큰 값을 가지거나, 비정상적으로 작은 값을 가지는 로그데이터는 에러로 판단하여 로그데이터로부터 제외하였다. 도 12에서는 COG 값을 1 sec 단위로 측정하였으나, COG 값 측정은 0.5 sec 또는 0.1 sec과 같이 1 sec 단위 이하로도 측정 가능하다. 예를 들면, 0.1 sec 간격으로 측정할 경우 COG 값 요동도는 보다 정확하게 측정할 수 있다.

도 12의 로그 데이터는 센서의 위치를 기준으로 할 때, 19.55 inches × 19.55 inches의 사이즈를 가진 상기 지지판(10C)을 가진 COG 측정 장치(100)를 이용하여 측정할 결과이다. 이하 설명에서는 도 12이하에서 사용된 실측 데이터는 19.55 inches × 19.55 inches의 사이즈를 가진 상기 지지판(10C)을 가진 COG 측정 장치(100)를 이용하여 측정된 데이터를 이용하여 설명하도록 한다.

상기 균형장애 특정부(30)는 상기 COG 값 산출부(60)가 산출한 COG 값(CGx, CGy)을 이용하여 상술한 균형장애 특정 방법으로 환자의 균형장애를 특정한다. 즉, 산출된 COG 값 (CGx, CGy)의 부호를 통해 환자의 균형장애의 종류를 특정할 수 있다.

상기 웨이트사이즈 결정부(40)는 상기 COG 값 산출부(60)가 산출한 COG 값(CGx, CGy)을 이용하여 웨이트 사이즈를 결정한다.

예를 들면, 상기 COG 값 산출부(60)가 산출한 COG 값(CGx, CGy)을 무게(weight)으로 변환하여 웨이트 사이즈를 결정한다. 예를 들면, 산출한 COG 값(CGx, CGy)에 COG 값의 단위(예를 들면, 인치 (inch))당 무게를 곱하여 CGx의 무게 (Wx)와 CGy의 무게 (Wy)를 구하고, Wx와 Wy를 이용하여 웨이트 사이즈를 결정한다.

도 13은 상기 COG 값 산출부(60)가 산출한 COG 값(CGx, CGy)을 무게(weight)으로 변환하여 얻어진 웨이트 사이즈를 나타내는 데이터이다.

도 13에 있어서, Wx는 CGx에 해당하는 웨이트 사이즈를 나타내며, X축 방향에서 환자의 COG가 무너진 정도 (즉 무게)를 나타낸다. Wy는 CGy에 해당하는 웨이트 사이즈를 나타내며, Y축 방향에서 환자의 COG가 무너진 정도 (즉 무게)를 나타낸다.

W1은 Wx의 제곱근과 와 Wy의 제곱근의 루트(root)값 (

)에 의해 얻어지며, 제 1웨이트 사이즈를 나타낸다. W2는 Wx와 Wy의 합에 의해 얻어지며, 제 2웨이트 사이즈를 나타낸다. Wx와 Wy가 각각 0의 값을 경우는 정상인을 나타낸다.

상기 웨이트사이즈 결정부(40)는 바람직하게는 상기 제 1웨이트사이즈(W1)과 상기 제 2웨이트 사이즈(W2)의 범위를 결정하고 상기 표시부(20D)를 통해 웨이트 사이즈로서 표시하도록 한다.

상기 웨이트사이즈 결정부(40)는 바람직하게는 소정 시간 동안의 평균(AVERAGE)를 구하여 상기 제 1웨이트사이즈(W1)과 상기 제 2웨이트 사이즈(W2)의 범위를 결정하는 것이 바람직하다.

상기 환자(A)의 경우엔, 정상인의 COG와 비교할 때, 좌측 (-X축) 방향으로 평균 0.39파운드, 전방 (+Y축) 방향으로 평균 2.91파운드 만큼 COG가 무너져 있는 것으로 판단된다. 따라서, 2.97 파운드 (제 1웨이트 사이즈)에서 3.31파운드 (제 2웨이트 사이즈)의 범위내의 사이즈를 웨이트로 발란스 보정 조끼에 부착하면, 상기 환자(A)의 COG가 정상인과 같은 COG로 보정되게 된다.

상기 웨이트 부착위치 결정부(50)은 상기 COG 값 산출부(60)가 산출한 COG 값(CGx, CGy)를 이용하여 웨이트가 부착될 발란스 보정 조끼의 위치를 결정한다.

예를 들면, 정상인의 COG를 원점으로 하였을 때 상기 원점으로부터 상기 COG 값 산출부(60)가 산출한 COG 값(CGx, CGy)의 좌표를 향하는 직선을 벡터로 나타내고, 벡터의 크기와 방향을 기반으로 웨이트가 부착될 발란스 보정 조끼의 위치를 결정한다. 웨이트가 부착될 발란스 보정 조끼의 위치를 결정하는 방법은 도 6내지 도 8을 이용하여 후술하기로 한다.

상기 처리부(20B)의 균형장애 특정부(30), 웨이트사이즈결정부(40), 웨이트 부착위치 결정부(50), 및 COG 값 산출부(60)의 기능은, 예를 들면, 중앙처리장치(CPU)가 일명 COG 보정 프로그램을 읽고 메모리에 전개하여 실행함에 따라 실현될 수도 있다.

도 6은 상기 처리부(20B)가환자의 COG 값을 계산하여 상기 표시부(20D)를 통해 표시하는 예을 나타내는 도면이다.

도 6에 있어서 XY좌표계는 인간의 몸체에 해당하는 COG 좌표계이다. 즉, X 축은 frontal axis (frontal plane)에 해당하고, Y축은 Sagittal axis (sagittal plane)에 해당한다.

도 6에 있어서, "원점 (C)"은 장애를 가지지 않은 정상인의 COG를 나타낸다. 즉, 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)이 실질적으로 모두 동일할 경우에, 정상인의 COG는 "원점(C)"에 위치하기 된다.

상기 처리부(20B)의 균형장애 특정부(30)는 상술한 균형장애 특정 방법을 통해 환자의 균형장애를 특정한다.

다시 말하자면, 만일 환자의 COG가 +Y축에 위치하게 되면 전방 균형장애이고, -Y축에 위치하면 후방 균형장애 이고, -X축에 위치하게 되면 좌측 균형장애, +X축에 위치하게 되면 우측 균형장애, -X+Y 평면에 위치하게 되면 좌전방 균형장애, +X+Y평면에 위치하게 되면 우전방 균형장애, -X-Y 평면에 위치하게 되면 좌후방 균형장애, +X-Y평면에 위치하기 되면 우후방 균형장애로 특정된다. 도 6의 XY좌표계에서 "-"부호는 즉, -X와 -Y는 전방과 후방을 구별하기 위해 사용된 것이다.

이러한 균형 균형장애는 환자 몸의 COG 좌표계, 즉 XY 좌표계를 통해 벡터형태 (V)로 나타낼 수 있다. 벡터의 방향은 균형장애의 종류와 웨이트의 부착위치에 대응하고, 벡터의 크기는 웨이트 사이즈에 대응한다.

도6에 나타난 COG 좌표계에서는 각 균형장애의 종류마다 3개의 영역으로 나눠지고, 각 영역은 벡터의 크기에 따라 3개의 부영역으로 나뉘어 진다. 따라서, 도 6에서는 총 36개의 부영역이 정의되며, 36개의 부영역은 환자의 몸통의 영역, 즉, 발란스 보정 조끼의 영역과 대응하게 된다. 도 6에서는 36개의 부영역이 정의되나, 본 개시는 이에 한정되지 않으며, 36개 미만 또는 초과하는 개수의 부영역이 정의 될 수도 있다.

이하, 상기 처리부(20B)가 상기 COG 값(CGx, CGy)을 기반으로 환자의 균형장애가 도 6의 어느 영역에 속하는지를 결정하는 프로세스를 설명하도록 한다.

상기 처리부(20B)의 웨이트 부착 위치 결정부(50)은 상기 COG 값(CGx, CGy)을 기반으로 우선 균형장애가 속하는 영역을 특정하고, 그 후 웨이트가 발란스 보정 조끼에 부착되어야 하는 위치를 결정하게 된다. 즉, 상기 COG 값(CGx, CGy)에 의해 특정된 36개 영역중 하나를 기반으로 웨이트의 부착위치가 결정되게 된다.

상기 웨이트 부착 위치 결정부(50)는 상기 저장부(20C)의 DB(300)에 저장된 상기 COG 값(CGx, CGy)과 A~L의 영역의 대응 테이블을 이용하여 환자의 균형장애가 도 6에 도시된 A~L의 영역중 어느 영역에 속하는지를 결정할 수 있다.

도 6에 있어서, 예를 들면, 벡터의 방향이 A 영역으로 결정되면, A1 영역, A2 영역, 또는 A3 영역에 속하는 지는 벡터의 크기에 의해 결정된다. 예를 들면, A1과 A2는 제 1기준값, A2와 A3는 제 2기준값을 바탕으로 A1, A2, A3에 속할지는 판단한다. 벡터의 크기(W1) 즉, 계산된 웨이트 사이즈가 제 2기준값 이하일 경우, A3에 속하고, 제 2기준값 초가 제 1기준값 이하일 경우엔, A2 영역에 속하고, 제 1기준값을 초과할 경우엔, A1 영역에 속한다. 예를 들면, 제 1기준값은 환자의 몸무게의 2%가 설절될 수 있고, 제 2기준값은 1%가 설정될 수도 있다. 이는 다른 영역 (B~L)영역에도 동일하게 적용한다.

A1 영역의 균형장애를 겪고 있는 환자는 A2영역의 균형장애를 겪고있는 환자보다 훨씬 심각한 균형장애를 가지고 있는 것을 나타낸다. 이는 나머지 영역에 대해서도 동일하게 적용된다.

본 실시예에서는 각 영역을 예를 들면, A1, A2, A3의 부영역으로 분할하였지만, 이는 일 예이며, 4이상의 영역으로 분할 할 수도 있다. 또한, 전체를 12개의 영역으로 분할하고 각 영역을 3개의 영역으로 세분화 하였지만, 이는 일 예이며, 보다 많은 영역으로 분할 할 수도 있다. 마찬가지로 발란스 보정 조끼의 영역도 보다 많은 영역을 설정할 수 있다.

벡터(V)의 방향은 균형장애의 종류에 대응하고, 벡터(V)의 크기는 균형장애의 심각도에 대응한다. 벡터(V)의 방향은 웨이트가 부착되는 발란스 보정 조끼의 위치에 대응하고, 벡터(V)의 크기는 웨이트의 크기, 즉 무게에 대응한다.

상기 처리부(20B)가 상기 COG 값(CGx, CGy)를 기반으로 환자의 균형장애 영역을 결정하고, 웨이트가 부착되어야 할 위치를 웨이트의 사이즈를 기반으로 도 7 및 도 8에 도시된 이미지, 바람직하게는 3D 이미지를 이용하여 인간의 몸통(즉 조끼)를 표시하고, 표시된 3D 이미지에 웨이트가 부착되어 여야 할 하나 이상의 영역을 표시하게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, -X+Y 평면 (즉, A1~A3, B1~B3, C1~C3)과 +X+Y평면 (즉, D1~D3, E1~E3, F1~F3)는 발란스 보정 조끼의 뒷부분에 해당하는 영역이며, 도 8에 도시된 바와 같이 +X-Y평면 (즉, G1~G3, H1~H3, I1~I3)와 -X-Y평면(즉, J1~J3, K1~K3, L1~L3)는 발란스 보정 조끼의 앞부분에 해당하는 영역이다.

좌측 균형장애의 경우엔, 환자의 오른쪽 어깨위, 옆구리, 또는 오른쪽 앞뒤 (예를 들면, B2, K2)에 대칭으로 벡터의 크기에 따라 웨이트를 부착하고, 우측 균형장애의 경우엔, 환자의 왼쪽 어깨위, 옆구리, 또는 왼쪽 앞뒤 (예를 들면, E2, H2)에 대칭으로 벡터의 크기에 따라 웨이트를 부착한다.

보다 상세하게 설명하면, 도 6에서 A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, 또는 C3 영역중 하나에 벡터(V)가 위치하게 되면, 발란스 보정 조끼의 뒷부분 오른쪽 (A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, 또는 C3)의 대응하는 위치를 중심으로 웨이트가 부착되어야 하며, D1, D2, D3, E1, E2, E3, F1, F2, 또는 F3 영역에 벡터(V)가 위치하게 되면, 발란스 보정 조끼의 뒷부분 왼쪽 (D1, D2, D3, E1, E2, E3, F1, F2, 또는 F3)의 대응하는 위치를 중심으로 웨이트가 부착되어야 하는 것을 의미한다.

도 6 내지 도 8에 나타낸 영역을 나타내는 A1, A2, A3, B1, B2, B3, ..., L1, L2, L3는 서로 같은 참조번호들끼리 대응 관계를 나타낸다. 즉, 벡터(V)가 A1영역에 위치하게 되면, 웨이트는 조끼의 A1 영역을 중심으로 부착되게 된다.

여기서, 벡터(V)이 크기가 어느 한 영역에 대응한 경우에, 그 어느 한 영역에 웨이트를 부착시키 수도 있지만, 그 영역 한곳에 결정된 사이즈의 웨이트를 한꺼번에 부착하는 것은 바람직하지 않으므로, 벡터(V)가 위치하는 영역을 중심으로 결정된 사이즈의 웨이트를 부착하는 것이 바람직하다. 예를 들면, C1의 영역이 부착위치로 결정된 경우에, D1, C1, B1, C2 등에도 웨이트가 부착될 수 있다.

이러한, 좌표계의 균형장애 영역과 발란스 보정 조끼의 영역과의 대응관계는 대응테이블 형태로 상기 저장부(20C)에 저장되어 있는 것이 바람직하다.

도 7 및 도8의 예에서는 A1, B1, C1, D1, E1, F1, G1, H1, I1, J1, K1, L1이 조끼의 윗부분에 위치하고 A3, B3, C3, D3, E3, F3, G3, H3, I3, J3, K3, L3이 조끼의 아랫부분에 위치하는 것으로 되어 있다. 이는 환자의 몸통의 윗부분에 웨이트를 부착할 경우에 웨이트 부착효과가 크기 때문이다. 다시 말하자면, 예를 들면, A1의 위치에 동일한 웨이트를 부착할 경우, A3의 위치에 동일한 웨이트를 부착한 경우에 비해, 환자의 COG를 원점에 가깝게 하기 때문이다.

상기 설명한 균형장애외에 환자는 회전균형장애를 가질 수 도 있다. 여기서 회전균형장애는 환자가 U턴을 하거나, 좌회전 또는 우회전을 할 때 균형을 잃는 것을 말한다. (5) 좌전방 균형 장애, (6) 우전방 균형 장애, (7) 좌후방 균형 장애, (8) 우후방 균형 장애는 대부분은 회전 균형 장애를 수반하고 있다.

환자가 회전균형장애를 가지는 경우엔, 환자의 척추를 중심으로 균형장애의 종류 및 벡터의 크기에 따라 D, C, J, I 계열의 영역을 중심으로 웨이트를 부착하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 처리부(20B)는 COG 값 요동도 계산부(70)를 더 포함할 수 있다. 상기 COG 값 요동도 계산부(70)는 상기 COG 값 측정부(60)에 의해 측정된 COG 값(CGx, CGy)의 요동정도를 계산한다.

상기 COG 값 요동도는 COG 값이 요동하는 정도를 나타내는 값으로써, 예를 들면, 상기 COG 값 요동도 계산부(70)는 상기 Wx와 Wy의 평균값을 중심으로 하여 일정 시간동안 COG 값이 요동하는 정도를 계산할 수도 있다.

또는, 소정의 간격으로 측정된 직전의 Wx 및 Wy값과 현재의 Wx 및 Wy의 차이를 이용하여 일정 시간 동안 COG 값이 요동하는 정도를 계산할 수도 있다.

즉, 상기 COG 값 요동도는 환자가 전후 방향과 좌우 방향으로 어느 정도 몸을 떨고 (흔들거리고) 있는 지를 나태내는 값이다.

도 14는 상기 COG 값 요동도 계산부(70)가 계산한 COG 값 (CGx, CGy)의 요동 정도를 나타낸다. COG 값 요동도를 무게 단위를 이용하였지만 COG 값과 같은 단위를 통해 나타낼 수도 있다. 환자(A)의 COG 값이 (-CGx, +CGy) 이므로 도 14에서 CGx 요동도 (Fluctuation weight (lb))에서 음의 값은 환자(A)의 몸이 원점을 향하여 (본 예에서는 오른쪽방향) 움직이는 것을 나타내고, 양의 값은 환자(A)의 몸이 원점으로부터 (본 예에서는 왼쪽 방향) 멀어지는 것을 나타낸다. 또한, CGy 요동도 (Fluctuation weight)에서 음의 값은 환자(A)의 몸이 원점으로 부터 (본 예에서는 전방으로) 멀어지는 것을 나타내고, 양의 값은 환자(A)의 몸이 원점을 향해 (본 예에서는 후방으로) 움직이는 것을 나타낸다.

도 14에서 CGx 요동도 (Fluctuation lb) 음의 값의 횟수는 23회인 반면, 양의 값은 13회이고, CGy 요동도 (Fluctuation lb)의 양의 값의 횟수는 15인 반면, 음의 값은 21번임을 알 수 있다.

CGx 요동도 (Fluctuation lb)의 -X 축방향 (좌측방향)의 평균값은 0.346파운드이고, +X 축방향 (우측방향)의 평균값은 0.186파운드이므로 환자 (A)는 좌우 방향으로 약 0.532파운드의 폭을 가지고 요동하게 됨을 나타낸다.

또한, CGy 요동도 (Fluctuation lb)의 -Y축방향 (전방)의 평균값은 0.677파운드 이고, +Y축 방향 (후방)의 평균값은 0.483파운드이므로 환자(A)는 전후 방향으로 약 1.16파운드의 폭을 가지고 요동하게 됨을 나타낸다.

즉, 전후 방향의 요동 (CGy 요동도)은 좌우 방향의 요동 (CGx 요동도)에 비해 2배 정도 전후 요동이 심하다는 것을 나타낸다. 특히, CGy 요동도 (Fluctuation lb)의 다수가 음의 값을 나타내고 있기 때문에 환자의 몸이 앞으로 더 기울어 짐을 나타낸다. 그러나, CGx 요동도 (Fluctuation lb)의 다수는 음의 값을 나타내고 있으므로 원점으로 가려는 경향이 강하므로 왼편으로 몸이 기울어지기는 하나 그 정도가 앞으로 기울어 지는 것에 비해 약함을 나타낸다.

이를 종합해 볼 때, 환자(A)는 좌전방 균형장애로 판단되지만, 좌우방향으로 흔들거리면서 좌측으로 몸의 중심이 기울어지는 것 보다, 전후 방향으로 흔들거리면서 전방으로 심하게 기울어진 다는 것을 알 수 있다. 이는 환자의 전후 방향의 떨림 (Tremor)를 보정해야 함을 나타낸다.

도 13을 참조하면, 환자(A)의 경우는 2.97 파운드에서 3.3파운드의 범위내에서 웨이트 사이즈를 결정하고, 단순히 환자의 COG를 원점으로 위치시키기 위한 보정을 위해서는 환자의 몸통 윗부분과 옆구리에 웨이트를 부탁하는 것이 바람직하고, 몸의 떨림 (tremor)를 줄이기 위해서는 인간의 몸의 COG가 있는 허리라인부분에 웨이트를 부착하는 것이 바람직하다.

또한, 웨이트 사이즈를 최소한으로 하는 것이 바람직하므로 2.97파운드에서 시작하여 환자가 균형을 잡을 때까지 3.3파운드로 점점 증가시키는 것이 바람직하다.

한편, CGx 요동도와 CGy 요동도는 상기 표시부(10B)를 통해 예를 들면 0.1 sec 또는 0.5 sec의 단위로 측정하여 표시되는 것이 바람직하며, 정상인의 CGx 요동도와 CGy 요동도와 비교하여 환자의 CGx 요동도와 CGy 요동도를 예를 들면, 늘어났다 줄었다하는 막대그래프 등을 통해 실시간 상기 표시부(10B)를 통해 표시하는 것이 바람직하다.

이 경우, 웨이트가 적정한 위치에 부착될 경우, 환자의 CGx 요동도와 CGy 요동도가 정상인의 CGx 요동도와 CGy 요동도 일정 범위 내에 들어 갈 경우, 소리나 표시등을 통해 알려주는 것이 바람직하다.

또한, 상기 COG 값 요동도는 도 6 에서와 같이 도시된 바와 같이 상기 표시부(10B)에 표시된 상기 COG 값(CGx, CGy)의 변화의 궤적을 추적기능 (Tracking function)을 통해 표시함으로써 관찰 할 수 도 있다. 예를 들면, 상기 COG 값(CGx, CGy)이 변화하는 경로(궤적)가 특정 색갈을 통해 표시하도록 할 수 있다.

이 경우, 발란스 보정 조끼를 착용하기 전에는 상기 COG 값(CGx, CGy)이 변화하는 경로(궤적)가 상대적으로 많은 범위에 걸쳐 특정 색갈을 통해 표시되지만, 웨이트가 적정한 사이즈와 위치에 부착된 발란스 보정 조끼를 착용할 경우, COG 값(CGx, CGy)이 원점 부근에서 미세한 요동으로 움직이기 때문에 발란스 보정 조끼를 착용전과 비교하여 그 개선 효과를 쉽게 확인할 수 있다.

도 19 및 도 20는 도 13의 Wx값과 Wy값을 이용하여 COG 값 요동도를 산출하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 19는 환자의 몸이 좌우로 흔들리는 정도, 즉 CGx 값의 요동도를 산출하는 방법을 나타내는 도면이다. 1 sec 간격으로 측정된 직전의 Wx값과 현재의 Wx의 차이 (Wx_previous - Wx_current) 를 이용하여 일정 시간 동안 COG 값이 요동하는 정도를 계산하고 있다.

도 19에서 직전의 Wx값과 현재의 Wx의 차이 (Wx_previous - Wx_current)가 음수 값을 나타내면 환자의 몸이 오른쪽으로 향하는 것을 나타내며, 양수 값을 나타내면 왼쪽으로 향하는 것을 나타낸다. 직전의 Wx값과 현재의 Wx의 차이 (Wx_previous - Wx_current)를 나타내는 값들이 동일한 부호를 가지면 계속하여 같은 방향으로 움직이고 있는 것을 의미하므로 동일한 부호를 가지는 값들의 합이 CGx값의 요동도를 나타낸다. 도 19에서 CGx fluctuation에 해당하는 값들을 의미한다. CGx fluctuation (%)는 환자의 몸무게의 몇 퍼센트(%)가 좌우로 흔들리고 있는 가를 나타낸다.

도 20는 환자의 몸이 앞뒤로 흔들리는 정도, 즉 CGy 값의 요동도를 산출하는 방법을 나타내는 도면이다. 1 sec 간격으로 측정된 직전의 Wy값과 현재의 Wy의 차이 (Wy_previous - Wy_current) 를 이용하여 일정 시간 동안 COG 값이 요동하는 정도를 계산하고 있다.

도 20에서 직전의 Wy값과 현재의 Wy의 차이 (Wy_previous - Wy_current)가 음수 값을 나타내면 환자의 몸이 앞쪽으로 향하는 것을 나타내며, 양수 값을 나타내면 뒤쪽으로 향하는 것을 나타낸다. 직전의 Wy값과 현재의 Wy의 차이 (Wy_previous - Wy_current)를 나타내는 값들이 동일한 부호를 가지면 계속하여 같은 방향으로 움직이고 있는 것을 의미하므로 동일한 부호를 가지는 값들의 합이 CGy값의 요동도를 나타낸다. 도 20에서 CGy fluctuation에 해당하는 값들을 의미한다. CGy fluctuation (%)는 환자의 몸무게의 몇 퍼센트(%)가 앞뒤로 흔들이고 있는 가를 나타낸다.

도 19 및 도 20에서 CGx fluctuation (%) 및 CGy fluctuation에 해당하는 값들이 소정의 값 (예를 들면, 0.5%)이하를 가질 때 정상인 사람의 범위에 들에 가는 것으로 볼 수 있다.

도 21은 COG 보정 프로그램의 동작화면 (1000)을 나타내는 도면이다. 동작화면(1000)은 COG 좌표계(1100), COGy값 요동도 그래프(1200), 및 COGx값 요동도 그래프(1300)로 이루어 져 있다.

COG 좌표계(1100)는 원형의 커서 (1100A)를 가지고 있으며, 이 커서 (1100A)의 위치는 환자의 COG 위치를 좌표상에서 나타낸다. 도 21은 측정 후 결과를 나타낸 화면이기 때문에 커서 (1100A)는 원점에 위치하고 있다. COG 좌표계(1100)의 4개의 코너에는 각 센서로부터의 측정값 LC1, LC2, LC3, LC3를 표시하게 된다. 도 21은 환자가 COG 측정장치위에 있지 않기 때문에 LC1, LC2, LC3, LC3로서 각각 -1.767, 1.167, -1.653, 1.055를 표시하고 있다. LC1, LC2, LC3, LC3이 0으로 설정되어야 하지만 정확도가 매우 높은 로드셀을 사용하였으므로 이러한 값을 표시하고 있고, COG 측정장치의 레벨이 올바르게 맞추어지게 되면 이들은 0에 가까운 값을 가지게 된다.

COG 좌표계(1100) 하단의 AVG 2.743~2.305는 측정된 환자의 웨이 사이즈 범위를 나타내고 있다.

COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)는 0.1 초단위로 60초 동안 측정한 결과를 표시하고 있으며, 환자가 발란스 조끼를 착용하고 있지 않았을 때의 그래프이다.

COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)는 도 19와 도 20과 유사한 방식으로 계산된 CGx fluction (%)와 CGy fluctuation (%)를 0.1 초단위로 30초 동안 측정한 결과를 표시한 그래프이다.

또한 동작화면에는 COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)를 기록하기 위한 레코더 (recorder)의 측정간격 (interval)을 설정하기 위한 부분과, 측정 시간 (duration)을 설정하기 위한 부분과, 레코드 시작 버튼이 배치되어 있다.

COGy값 요동도 그래프(1200)에서 음의 값은 앞쪽으로의 흔들림을 나타내고, 양의 값은 뒤쪽으로의 흔들림을 나타내며, COGx값 요동도 그래프(1300)에서 음의 값은 오른쪽으로의 흔들림을 나타내고, 양의 값은 왼쪽으로의 흔들림을 타내난다.

따라서, 운영자는 그래프의 피크 (peak)값을 보고 환자의 앞쪽으로의 떨림과 뒤쪽으로의 떨림을 비교할 수 있고, 오른쪽으로의 떨림과 왼쪽으로의 떨림을 비교할 수 있어, 웨이트 부착위치를 조정하는데 참조할 수 있다.

COG 보정프로그램을 실행한 후, 환자가 COG 측정장치(100)에 서있게 되면, COG 좌표계(1100)의 커서 (1100A)가 환자의 COG 값(CGx, CGy)를 좌표계에서 표시하게 되고, 측정시간과 측정간격을 설정한후, 레코드 시작버튼을 누르게 되면, 측정시한후에 도 21과 같은 화면이 표시되게 된다.

환자의 몸의 떨림을 측정하기 위한 COG 값 요동도 측정은 도 19와 20의 방식으로 측정하게 되며, 환자가 반드시 도 2에 표시된 FL과 FR에 서있을 필요가 없다. 즉, 앞의 값과 현재의 값을 비교하기 대문에, 상기 웨이트 사이즈 계산부 (40)를 통해 웨이트 사이즈가 측정된 후에는, 환자의 몸의 떨림을 측정하기 위한 COG 값 요동도 측정에서는 환자는 가능한 편안한 자세로 COG 측정 장치 (100)위에 서있으면 된다.

따라서, 운영자나 환자는, 환자의 COG 값 뿐만 아니라 환자의 좌우 흔들림과 앞뒤 흔들림을 그래프를 통해 표시되게 되므로, 환자의 좌우 흔들림과 앞뒤 흔들림 이해하기 쉽게 된다.

도 22는 발란스 보정 조끼를 착용한 후 환자의 COG 값 요동도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다. 도 22에서 알 수 있는 바와 같이 웨이트 사이즈 계산부 (40)에 의해 계산된 웨이트 사이즈를 웨이트 부착위치 결정부 (50)에 의해 결정된 부착위치에 부착하였을 때 환자의 COG는 원점에 근접하게 되며, 환자의 COG 값 요동도도 정상 범위에 근접하게 된다. 따라서, 환자의 COG 값 요동도가 정상 범위에 위치하게 되면, 환자의 몸의 떨림이 개선되고, 따라서 환자는 일상적인 활동을 하는데 많이 도움이 된다. 환자가 몸의 떨림(Tremor)으로 인해, 예를 들면, 두통이 가지고 있고 복시로 인해 시력에 문제가 있는 경우에, 이러한 증상들이 현저하게 개선 되며, 따라서, 환자의 몸의 피로도가 감소하게 되고, 몸의 생리 생태가 현저하게 개선된다.

도 21과 도 22에는 보행 시 발란스를 개선하고 몸의 떨림을 개선할 수 있는 범위로 환자의 몸무게의 0.5%를 설정하여 붉은색 점선으로 표시하고 있어, 환자의 몸의 떨림이 문제가 되고 있는지 또한 조끼 착용시 몸의 떨림이 개선되었는지를 알기 쉽게 하고 있다.

도 21에 나타낸 COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)는 실시간으로 표시할 수도 있다. 즉, COG 보정 프로그램이 실행된 후, 환자가 COG 측정장치 (100) 위에 서게 되면, 도 21과 유사한 방식으로 COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)가 표시된다. 이때, 환자의 웨이트 사이즈가 결정되면, 결정된 웨이트 사이즈를 이용하여 COG 측정장치 (100) 위에 서있는 환자에게 웨이트를 부착하게 되면, 실시간으로 COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300) 실시간으로 변화면서 표시되므로, 환자의 COG가 개선되는지와 환자의 몸의 떨림이 개선되는지가 COG 좌표계(1100), COGy값 요동도 그래프(1200), 및 COGx값 요동도 그래프(1300)를 통해 쉽게 알 수 있어, 환자의 COG와 환자의 몸의 떨림을 장시간 소요하지 않고도 쉽게 보정할 수 있게 된다. 또한, 웨이트가 벨크로등을 가지고 있어 탈부착 가능할 경우에, 결정된 웨이트 사이즈를 이용하여 COG 측정장치 (100) 위에 서있는 환자에게 웨이트를 붙였다 떼었다 하면서, 환자의 몸의 떨림을 줄이는 부착위치를 정확하게 찾을 수 있다.

도 23은 도 22에서 레코더 기능을 실행한 후, 기록되는 테이블 (Table)에 들어가는 항목을 나타 내는 도면이다.

레코더 기능을 한번 실행하게 되면, 도 22에 도시된 COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)가 표시됨가 동시에, 도 23에 도시된 테이블 (Table)에는 환자의 몸무게, 환자의 평균 COG 좌표 (CGx, CGy), 웨이트 사이즈 범위가 각각 저장된다. 또한, 레코더 기능을 한번 실행하게 되면, 양의 값 CGy fluctuation, 음의 값 CGy fluctuation, 양의 값 CGx fluctuation, 음의 값 CGx fluctuation가 각각 가장 큰 값을 포함한, 예를 들면, 3개의 값이 각각 저장된다.

운영자는 웨이트부착위치 결정부 (50)에서 결정한 부착위치에 웨이트 사이즈 계산부(40)가 계산한 웨이트 사이즈를 부착하였을 때 환자의 COG와 몸의 떨림을 보정하는데 충분하지 않다고 COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)를 통해 판단할 경우, 도 23의 테이블 (Table)에 기록된 값을 참조하여 웨이트 사이즈와 부착위치를 임의로 조절할 수 있게 된다.

한편, 운영자는 웨이트 사이즈 계산부 (40)에 계산한 웨이트 사이즈와, 웨이트 부착위치 결정부 (50)이 결정한 부착위치를 참조로 하여, 도 21에 도시된 COG 보정 프로그램의 동작화면을 보고서, 운영자 임의로 웨이트 사이즈와 부착위치를 조절하여도 된다.

즉, COG 좌표계(1100)를 보면서 환자의 COG가 원점에 올 수 있도록 웨이트 사이즈와 부착위치를 조절하고, COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)를 보면서, 환자의 몸의 떨림이 정상 범위에 들어가도록 웨이트 사이즈와 부착 위치를 조절할 수 있다.

한편, 웨이트 사이즈 계산부 (40)에 계산한 웨이트 사이즈 전체를 처음부터 환자의 몸에 부착하게 되면, 환자는 웨이트 사이즈의 부착에 익숙해 있지 않으므로 매우 무겁고 불편하게 느끼게 된다.

이때, 중요한 것은 환자의 COG가 base of support 범위 내에 들어가게 되면, 환자는 일단 서있을 수 있게 된다. 따라서, 환자의 COG가 원점으로 오지는 않더라도 base of support 범위에 안정적으로 들어가는 한도에서 웨이트 사이즈를 줄일 수 있다. 그러나, 이때 환자의 몸의 떨림이 정상 범위에 들어가지 않게 되면, 환자는 보행은 부자연스럽게 보이며, 균형을 유지할 수 없게 된다. 따라서, 몸의 떨림을 정상 범위에 들어가는 한, 웨이트 사이즈를 줄일 수 있다. 인간의 신체 특성상 좌우 떨림 보다는 앞뒤 떨림이 더 크므로, 몸의 앞뒤 떨림을 정상범위내로 들어가게 하는 것은 몸의 떨림으로 인한, 예를 들면, 두통이나 복시를 개선하는 데 매우 중요하다.

또한, 환자의 COG가 base of support 범위에 안정적으로 들어가 있는 경우엔, CGy는 원점에 반드시 위치할 필요가 없다. 그러나, 환자가 균형을 잡는데 있어 몸의 좌우 균형 (CGx)은 매우 중요하므로 최대한 원점에 위치시키는 것이 중요하다. CGx가 원점에 위치하지 않게 되면, 몸의 좌우 균형이 무너지게 되므로 걸음걸이가 매우 부자연스럽게 된다. 따라서, 환자에게 부착하는 웨이트 사이즈를 줄이기 위해 환자의 CGx가 최대한 0의 값을 갖도록 하면서, CGy 값을 보정하기 위한 웨이트 사이즈를 줄임으로서 전체 적인 웨이트 사이즈를 줄일 수 있다.

한편, 상기 웨이트 부착 위치 결정부(50)은 웨이트 부착 영역의 조합을 2-3개 준비하여 상기 표시부(20D)를 통해 제시하고, 환자가 발란스 보정조끼를 실제로 착용하여 성능이 우수한 조합을 선택하도록 하여도 된다.

예를 들면, 환자(A)의 경우엔, C1, B1, A1, B2, A2, L2의 조합과, E1, D1, C1, B1, A2, L2의 조합과, C1,D2, C2, B2, A2, L2의 조합의 3가지 조합을 표시하고, 운영자는 이를 각각 환자에게 적용하고, COG 보정 프로그램의 동작화면(1000)을 보면서 환자의 발란스와 떨림의 보정 정도를 확인하고, 최종적으로 보행 테스트, Lunging 테스트, 회전 테스트, tandem stance 테스트, 의자에 앉았다 섰다 의 반복 테스트 등을 통해 보다 적합한 조합을 최종적으로 선택하는 것이 바람직하다.

상기 처리부(20B)는 도 15에 도시된 바와 같이 환자의 COG 값(CGx, CGy), 균형장애 종류, 웨이트 사이즈, COG 값 요동도, 최종적인 웨이트 부착위치의 조합등을 대응하여 데이터베이스에 발란스 보정 이력정보로 저장하여도 된다.

도 15는 상기 데이터 베이스(300)에 저장되어 있는 발란스 이력정보를 나타내고 있다. 상기 DB(300)에 여러 환자의 발란스 보정 이력정보가 저장될 경우, 상기 처리부(20B)는 예를 들면, 기계학습(machine learning)을 통해 학습을 수행하게 되고, 균형장애의 종류, 웨이트 사이즈, COG 값 요동도를 기반으로 보다 적절한 웨이트 부착위치를 결정할 수 있게되어, 보다 우수한 발란스 보정 성능을 실현할 수 있게 된다.

도 16a 내지 도 16c는 상기 COG값 (CGx, CGy)를 바탕으로 하여 상기 처리부 (20B)가 균형장애의 종류를 특정하고, COG 값 요동도에 따라서, 웨이트 부착 위치를 결정하는 방법(알고리즘)을 나타내는 예이다. 본 개시는 상기 도 16a 내지 도 16c의 예에 한정되지 않으며, 다른 방식의 조합을 통해서도 웨이트 사이즈와 부착위치를 결정할 수도 있다.

본 실시예에서는 상기 COG 측정장치(100)과 상기 정보처리장치(200)가 각각 다른 장치로 구현되는 예를 설명하였으나, 상기 COG 측정장치(100)과 상기 정보처리장치(200)의 기능은 하나의 장치에 구현될 수도 있다. 예를 들면, 상기 정보처리장치의 상기 처리부(20B)와 상기 저장부(20C)이 상기 COG 측정 장치(100)내에서 구현될 수도 있다.

또한, 상기 발란스 보정 이력정보를 저장하고 있는 DB(300) 및 도 16a 내지 도 16c에 나타난 알고리즘이 상기 정보처리장치(200)에 설치되는 것으로 설명하였으나, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 DB(300)은 상기 정보처리장치(200)와 유 또는 무선으로 연결된 서버장치 (400)에 설치되어 보관될 수도 있다. 이경우, 여러 개의 정보처리장치(200)가 예를 들면, 네트워크를 통해 연결되어 보다 많은 환자들의 발란스 보정 이력정보를 이용하여 웨이트 사이즈와 부착위치를 결정 할 수 있게 된다.

즉, 여러 대의 정보처리장치(200)가 서버 장치 (400)에 연결되어 각각의 정보처리장치(200)가 취득한 발란스 보정 이력정보를 서버장치의 DB(300)에 저장하면, 서버장치에서 예를 들면 기계학습등을 수행하여 보다 개선된 알고리즘 (도 16a 내지 도 16c 참조)을 제공할 수 있고, 이에 보다 개선된 알고리즘(도 16a 내지 도16c 참조)을 통해 상기 정보처리장치(200)는 보다 적절한 웨이트 부착위치를 결정할 수 있게 되어, 보다 우수한 발란스 보정 성능을 실현할 수 있게 된다.

한편, 발란스 보정조끼에 관련하여서는 환자의 몸에 딱 맞는 조끼를 입는 것이 바람직하다. 특히, 발란스 보정조끼의 하단은 인간의 COG와 대응하도록 하단의 길이를 조정하는 것이 바람직하다.

여자의 경우엔 신장의 55% 위치, 남자의 경우엔 신장의 57% 위치에 COG가 위치하게 된다. 즉, 보통 인간의 COG는 베꼽 바로 아래에 위치하게 된다.

즉, 발란스 보정 조끼의 맨 하단의 위치가 환자의 COG의 위치와 일치시키는 것이 바람직하다.

발란스 보정 조끼의 재질은 가벼우면서도 그 형태를 유지하고, 신축성있는 재질이 바람직하다. 예를 들면, 웨이트에는 벨크로(VELCRO)의 후크 (Hook) 부분이 부착되고, 발란스 보정조끼의 안쪽에 벨크로의 후크가 고정될 수 있는 재질로 구성하면, 환자가 조끼를 입은 상태에서 웨이트를 붙였다 떼었 다를 수시로 반복 할 수 있고, 환자의 COG가 충분이 보정되어 개선 되었다고 판단될 경우에, 최종적으로 웨이트 사이즈와 부착위치를 결정할 수 있다.

또한, 환자가 있는 옷에 웨이트 부착위치를 표시하여 바느질(sewing)등을 통해서 발란스 보정조끼에 영구 고정하여 신속하게 발란스 보정 조끼를 제작할 수도 있다.

즉, 발란스 보정조끼를 여러 사람의 체형에 맞게 미리 제작한 상태에서, 환자가 방문할 때 환자에 체형에 맞는 조끼를 고르고, 본 실시예의 발란스 보정 시스템 (1000)을 이용하여 웨이트의 사이즈가 부착위치가 결정되면, 신속하게 웨이트를 그 자리에서 착탈 가능 또는 영구 부착할 수 있다.

상기 발란스 보정 조끼는 일예이며, 여러 가지 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 여성의 스포츠 브라나 멜빵같은 형태에 웨이트를 부착할 수도 있다.

한편, 웨이트의 소재는 특별히 한정되지 않으며, 고무, 실리콘, 젤 등을 이용하여도 된다. 예를 들면, Ironwear에서 개발 판매하는 Flexible Metal을 웨이트의 소재로 사용할 수도 있다.

미세한 발란스 조정을 위해 바람직하게는 웨이트의 사이즈는 1파운드(lb), 0.5파운드(lb), 및 0.2 파운드(lb) 단위로 제작할 수 있다. 즉, 결정된 부착위치에 결정된 웨이트 사이즈를 만족시키도록 하나의 웨이트를 사용하여도 되고 여러 개의 웨이트를 이용하여도 된다.

다음으로, 본 실시 예의 발란스 보정 시스템(1000)의 동작을 순서도를 이용하여 설명하도록 한다.

도 9는 발란스 보정 시스템(1000)의 동작을 나타내는 순서도이다.

본 실시예의 발란스 보정 시스템(1000)의 동작은 환자가 상기 COG 측정 장치 (100)의 지지판(100C)에 올라갔을 때 시작한다.

스텝S110에서, 환자가 상기 COG 측정 장치 (100)의 지지판(100C)에 올라갔는지를 판단한다.

스템S110에서 환자가 상기 COG 측정 장치 (100)의 지지판(100C)에 올라갔다고 판단되면, 스텝S120에서 상기 센서(10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)는 각각 인가되는 하중을 측정하여 측정신호를 상기 처리부(10C)에 제공한다.

스템S130에서, 상기 처리부(10C)는 상기 측정신호에 신호증폭이나 디지털변환과 같은 소정의 처리를 하여, 측정값을 얻고, 상기 측정값 (LC1, LC2, LC3, LC4)을 상기 표시부(10B)에 제공하게 된다.

스텝S140에서, 상기 측정신호를 받은 표시부(10B)는 상기 센서부에서 측정된 하중을 각각 표시하게 된다.

한편, 상기 COG 측정장치(100)이 상기 정보처리장치(200)와 유선 또는 무선으로 연결되어 있을 경우에, 스텝S150에서, 상기 COG 측정장치(100)는 상기 측정신호 또는 상기 측정값을 상기 정보처리장치(200)로 전송하게 된다.

상기 COG 측정장치(100)이 상기 정보처리장치(200)와 유선 또는 무선으로 연결되어 있지 않을 경우에, 스텝150내지 S180의 처리는 수행되지 않으나, 웨이트의 사이즈와, 웨이트가 부착되는 상기 발란스 보정 조끼의 위치를 결정하는 처리 (스텝S180)와 환저의 COG가 보정되는지 확인하는 처리(스텝S190)는 운영자가 상기 표시부(10B)에 표시되는 측정값을 보고 상술한 방법에 근거하여 수동으로 수행할 수 있다.

스텝S160에서 상기 입력부(20A)는 상기 측정신호 또는 측정값을 수신하여, 상기 처리부(20B)로 제공한다.

스텝S170에서, 상기 처리부(20B)는 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 기반으로 상술한 바와 같이 환자의 COG값 (CGx, CGy)를 계산하여 도 6과 같이 상기 표시부(20D)에 표시한다.

그후, 스텝S180에서, 상기 처리부(20B)는 도 7내지 도8에서와 같이 상기 COG값 (CGx, CGy)을 기반으로 환자의 균형장애의 종류를 특정하고, 균형장애를 보정하기 위한 웨이트의 사이즈와, 웨이트가 부착되는 상기 발란스 보정 조끼의 위치를 결정하여, 상기 표시부(20D)를 통해 표시한다.

스템S190에서 환자에게 조끼를 입히고, 환자는 상기 COG 측정장치(100)위에 다시 올라가며, 상기 정보처리장치(200)가 결정하여 표시한 사이즈의 웨이트를 상기 발란스 보정 조끼의 대응하는 위치를 부착하여, 환자의 COG가 보정되는 지 확인한다.

상기 스텝S180에서 결정한 웨이트의 사이즈와, 웨이트가 부착되는 상기 발란스 보정 조끼의 위치를 통해 스텝S190에서 환자의 COG가 보정되는지는 상기 표시부(10B)에서 표시하는 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4) 통해 확인하거나, 상기 표시부(20D)에서 표시하는 도 6의 좌표계를 통해서 확인할 수 있다.

즉, 상기 표시부(10B)에서 표시하는 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)이 모두 동일 할 때, 환자의 COG가 보정되었다고 말할 수 있으며, 환자의 COG가 보정될 경우엔, 환자의 COG가 도 6에서 나타낸 "C"의 위치에 오게 된다.

따라서, 전문적으로 훈련 받은 물리치료사가 아니더라도, 용이하게 환자의 COG를 보정할 수 있게 된다. 또한, 환자는 자신의 COG가 정상으로부터 벗어나 있고, 자신이 어떠한 균형장애를 가지는 지를 이해할 수 있으며, 발란스 보정 조끼를 통해서 자신의 발란스가 보정되는 것을 한눈에 알 수 있다.

그러나, 상기 표시부(10B)나 상기 표시부(20D)를 통해서 환자의 COG와 지지판(10C)의 "C"가 확인되었다고 할지라도, 상술한 바와 같이, 환자의 COG와 지지판(10C)의 "C"를 일치시키지 않은 상태에서 상기 발란스 보정 처리가 수행될 경우, 상기 에서 제시한 웨이트 사이즈를 제시한 부착위치에 부착하여도 만족할 만하게 환자의 발란스가 보정되지 않을 수도 있다.

따라서, 상기 웨이트가 부착된 상태에서 보행테스트를 할 필요가 있다. 특히, 전진 보행, 좌회전, 우회전, 발꿈치로 가기 (tandem stance walking or toe-to-toe walking)등의 테스트를 통해서 발란스 보정을 최종적으로 점검하여야 하며, 테스트 도중 상기와 같이 제시된 웨이트 사이즈 및 부착위치를 미세하게 조정하거나, 상기 표시부(20D)를 통해 제시된 부착위치의 조함을 선택하면서 만족할 만한 발란스 개선을 이루는 것이 바람직하다.

도 10은 발란스 보정 조끼에 부착하는 웨이트의 사이즈 및 부착위치를 결정하는 방법을 나타내는 순서도이다.

스텝S210에서, 환자가 상기 COG 측정장치(100) 의 지지판(10C)위에 올라 갔을 때, 상기 센서(10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)는 각각에 인가된 하중을 나타내는 측정신호를 출력한다.

스텝S220에서, 상기 측정신호로를 수신하여 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 계산한다.

스텝S230에서, 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)으로부터 벡터(V)의 좌표 (CGx, CGy)와 벡터(V)의 크기 (즉 웨이트의 사이즈 (

) 를 구한다.

스텝S240에서, 벡터(V)의 좌표 (CGx, CGy)와 벡터(V)의 크기 (W1)를 바탕으로 균형장애의 종류를 특정하고 균형장애가 해당하는 영역을 특정한다.

스텝S250에서, COG 값 요동도를 계산한다.

스텝S260에서, 특정된 균형장애가 해당하는 영역에 대응하는 조끼의 영역을 특정하고, 특정된 조끼의 영역과 COG 값 요동도를 기반으로 웨이트 부착위치를 결정한다. 이때, 특정된 균형장애에 해당하는 영역은 적어도 하나 이상의 영역의 조합으로 제시될 수 있으며, 복수의 영역의 조합이 제실 될 경우, 상술한 테스트등을 통해서 최적의 조합을 최종적으로 결정하는 것이 바람직하다.

도 11은 상기 정보처리장치(200)가 상기 COG 측정장치(100)에 연결되어 있지 않을 경우 환자의 발란스를 보정하는 방법을 나타내는 순서도이다.

스텝S310에서, 환자가 상기 COG 측정장치(100)의 지지판(10C)위에 올라가고, 상기 센서(10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)는 각각에 인가된 하중을 나타내는 측정신호를 출력한다.

스텝S320에서, 상기 측정신호로로 부터 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 계산한다.

스텝S320에서, 상기 표시부(10B)는 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 표시한다. 이때, 도 6에 도시된 COG 값(CGx, CGy)가 표시된 화면이 XY좌표계가 표시될 수도 있다.

스텝S330에서, 상기 운영자는 상기 표시부(10B)에 표시된 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 보고, 예를 들면, 수식 (1)과,

를 이용하여 벡터(V)의 좌표(CGx, CGy) 및 벡터(V)의 크기를 계산한다.

스텝S340에서, 상기 운영자는 벡터(V)의 좌표 및 벡터(V)의 크기를 바탕으로 균형장애의 종류를 특정하고 균형장애가 해당하는 영역을 특정한다.

스텝S350에서, COG 값 요동도를 계산한다.

스텝S360에서, 상기 운영자는 환자가 상기 COG 측정장치(100)의 지지판(10C)위에 올라가 있는 상태에서, 균형장애 영역에 대응하는 특정된 발란스 보정 영역에 상기 벡터(V)의 크기에 대응하는 웨이트를 COG 값 요동도를 고려하여 부착하도록 한다.

이때, 환자가 상기 COG 측정장치(100)의 지지판(10C)에 표시한 위치(FL, FR)에 정확하게 위치하지 않을 수도 있다. 이 경우, 측정값에 오차가 발생하기 때문에 이로 인해서 상기와 같은 방식으로 결정된 웨이트의 사이즈와 웨이트의 부착위치가 환자의 발란스를 완벽하게 보정할 수 있는 이상적인 웨이트의 사이즈와 웨이트의 부착위치로부터 약간 벗어 날수도 있다.

이러한 것을 방지하기 위하여 환자가 상기 COG 측정장치(100)의 지지판(10C)에 올라가는 단계에서부터 상기 측정신호로부터 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 계산하는 단계를 복수 회 수행될 수 있고, 복수 회 얻어진 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4) 측정값 들로부터 하나를 채용하거나, 평균값을 채용하거나 할 수 도 있다.

또한, 운영자는 상기와 같은 방식으로 결정된 사이즈의 웨이트를 제시된 웨이트의 부착위치에 부착하였을 때, 환자가 상기 COG 측정장치(100)의 지지판(10C)에 표시한 위치(FL, FR)에 정확하게 위치하지 않을 경우엔, 환자의 COG가 "C"와 완벽하기 일치하지 않을 수도 있다. 이 경우, 운영자가 상술한 바와 같은 방식으로 결정된 웨이트의 사이즈와 웨이트의 부착위치를 세밀하게 조정할 수 도 있다.

환자의 경우엔, 상기 COG 측정장치(100)의 지지판(10C)에 표시한 위치(FL, FR)에 정확하게 위치하기가 쉽지 않기 때문에, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 지지판(10C)를 터치나 압력을 감지하여 환자의 양발의 COG 좌표를 검출 할 수 있는 센서 플레이트(10C')로 구성 할 수도 있다. 이 경우, 상기 센서 플레이트 (10C')로 검출한 환자의 양발의 COG 좌표들(P1 및 P2)을 연결하는 직선을 X축으로 하고, 환자의 양발의 COG 좌표들 사이의 중심점을 원점으로 하고, 상기 원점을 통과하는 직선을 Y축으로 하여 좌표계 (제 2좌표계)를 형성한다.

또한, 도 6과 같은 COG 좌표계(제 1좌표계)를 통해 COG 값 (CGx, CGy) (제 1COG 값)을 산출한다. 상기 COG 값 (CGx, CGy)과 제 2좌표계의 X축과 Y축과의 거리를 산정하여 새로운 COG 값 (CGx', CGy') (제 2 COG 값)를 구한다. 제 2 COG 값 (CGx', CGy')을 이용하여, 상술한 바와 같은 방식으로, 균형장애의 종류 특정, COG 값 요동도 산출, 웨이트 사이즈 산출, 웨이트 부착위치 판정등을 수행하도록 한다.

이와 같이 상기 지지판(10C)를 센서 플레이트로 구성하므로, 환자는 정확한 COG 측정을 위해 정해진 위치에 발을 놓지 않아도 되므로 매우 편리하며, 보다 정확한 COG 측정이 실현된다.

스텝S370에서, 환자의 COG가 "C"의 위치와 일치하는 지를 표시부(10B, 20D)를 통해 확인하고, 일치할 경우, 발란스 보정 조끼의 제작에 들어가게 된다.

스텝S370에서, 환자의 COG가 "C"의 위치와 일치하지 않을 경우, 상술 한 바와 같이 운영자는 수동으로 웨이트의 사이즈와 웨이트의 부착위치를 세밀하게 조정한다.

상술한 바와 같이, 본 개시에 따르면, 전문적으로 훈련된 물리치료사의 도움 없이도 환자가 가지고 있는 균형장애를 판단하고, 균형장애를 보정할 수 있는 웨이트의 사이즈와 웨이트 부착위치를 결정하여 환자에게 맞는 발란스 보정 조끼를 제작할 수 있다. 또한, 환자는 장시간 동안 여러가지 테스트를 받을 필요가 없다.

더구나, 발란스 보정을 위해 조끼에 부착하는 웨이트의 사이즈와 위치가 물리치료사의 경험에 의해 결정되지 않고, 컴퓨터 프로그램을 통해 정확히 결정되므로 환자는 자신의 필요에 맞는 발란스 보정 조끼를 구입할 수 있다.

또한, 컴퓨터 프로그램을 통해서 환자의 몸의 떨림 정도를 확인할 수 있고, 떨림 보정 조끼를 착용시 몸의 떨림 정도가 줄어드는 지를 짧은 시간에 확인할 수 있다. 따라서, 환자 자신의 필요에 맞는 발란스 보정조끼를 착용하고 있는 지를 환자와 운영자가 여러 번의 시행착오없이 짧은 시간에 확인할 수 있다.

본 개시는 발란스 보정 조끼를 위주로 설명하였으나 이는 단지 일예이며, 환자의 균형장애의 종류를 특정하고, 웨이트 사이즈와 위치를 결정하여 환자의 균형장애를 보정하는 예를 들면, 웨어러블장치 등 환자의 몸에 부착될 수 있는 모든 기구 또는 장치 등에 본 개시를 적용할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

100: COG 측정 장치
10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC3: 센서
10A: 처리부
10B: 표시부
200: 정보처리장치
20A: 입력부
20B: 처리부
20C: 저장부
20D: 표시부

Claims

특정인으로부터 각각에 인가되는 하중을 측정하여 측정신호를 출력하는 복수의 센서;
상기 복수의 센서로부터의 측정신호에 소정의 처리를 하여 복수의 측정값을 얻는 처리부; 및
상기 처리부로부터의 상기 복수의 측정값을 상기 특정인의 COG (center of gravity)가 정상적인지 아닌지를 알 수 있도록 각각 표시하는 표시부;를 포함하는 COG 측정장치.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 센서가 정상적인 COG (center of gravity)를 가진 사람으로부터 인가되는 하중을 측정하였을 때 상기 복수의 측정값은 모두 동일한 것을 특징으로 하는 COG 측정 장치.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 센서가 비정상적인 COG (center of gravity)를 가진 사람으로부터 인가되는 하중을 측정하였을 때 상기 복수의 측정값은 모두 동일하지 않는 것을 특징으로 하는 COG 측정 장치.
균형장애를 가진 사람들이 발란스를 보정하기 위해 착용하는 발란스 보정 조끼를 제작하는데 사용되는 발란스 보정 시스템에 있어서,
특정인으로부터 각각에 인가되는 하중을 측정하여 측정신호를 출력하는 복수의 센서;
상기 측정신호에 소정의 처리를 하여 얻어지는 복수의 측정값을 상기 특정인의 COG (center of gravity)가 정상적인지 아닌지를 알 수 있도록 각각 표시하는 표시부; 및
상기 복수의 측정값을 이용하여 균형장애의 종류를 특정하고, 상기 발란스 보정 조끼에 부착하는 웨이트의 사이즈와, 상기 웨이트의 부착위치를 특정하는 처리부; 를 포함하는 발란스 보정 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 센서가 정상적인 COG (center of gravity)를 가진 사람으로부터 인가되는 하중을 측정하였을 때 상기 복수의 측정값은 모두 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 발란스 보정 시스템.