KR20190118537A

KR20190118537A - 발란스 보정 장치, 신체중심 측정 장치, 발란스 보정 시스템, 및 발란스 보정 방법

Info

Publication number: KR20190118537A
Application number: KR1020190069044A
Authority: KR
Inventors: 안기철; 안연우
Original assignee: 안기철
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2019-10-18
Also published as: US20210161458A1; US20190307387A1; US20190357838A1; EP3773196A4; EP3773196B1; WO2019200009A1; EP3773196A1; KR102075606B1; US11497433B2; KR20190118526A

Abstract

본 발명은 균형장애를 가진 사람들이 발란스를 보정하기 위해 착용하는 발란스 보정 조끼를 제작하는데 사용되는 발란스 보정 시스템에 관한 것으로서, 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

발란스 보정 장치, 신체중심 측정 장치, 발란스 보정 시스템, 및 발란스 보정 방법{Balance compensating device, Body center measuring device, Balance compensation system, and Balance compensation method}

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

예를 들면, 파킨슨 병, 실조증 (Ataxia), 교통사고 등으로 인해 소뇌가 퇴화된 사람들은 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 섭동(perturbation) 테스트와 같은 여러 가지 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 여러 가지 테스트를 수행해야 한다. 더구나, 발란스 보정을 위해 조끼에 부착하는 웨이트의 사이즈와 부착 위치가 물리치료사의 경험과 감에 의해 결정되므로 물리치료사에 따라 환자는 자신에 필요에 맞는 발란스 보정 조끼를 구입할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있었다.

또한, 파킨슨 병이나 실조증(Ataxia)을 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 보정장치 (예를 들면, 조끼) 및, 발란스 보정장치를 제작하는데 사용되는 신체중심 측정 장치, 발란스 보정 시스템, 및 발란스 보정 방법을 제공하는 것이다.

본 개시의 또 다른 목적은 파킨슨 병이나 실조증(Ataxia)을 가진 환자들과 같이 몸의 떨림을 가진 환자들의 몸의 떨림을 감소시킬 수 있는 떨림(tremor) 보정장치 (예를 들면, 조끼) 및 떨림 보정 장치를 제작하는데 사용되는 신체중심(또는 떨림) 측정 장치, 발란스(또는 떨림) 보정 시스템, 및 발란스(또는 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 신체중심 측정 장치를 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 (또는 떨림) 보정 장치를 제공할 수 있다.

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

도 1은 본 개시의 발란스 보정 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 신체중심 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 신체중심 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 센서의 측정값을 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 결정하여 발란스 보정 조끼를 제작하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 11은 정보처리장치가 상기 신체중심 측정 장치에 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 16은 신체중심 측정 장치의 지지판을 터치나 압력을 감지하는 센서 플레이트로 구성하는 것을 나타내는 도면이다.
도 17은 발란스 보정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 18은 도 13의 Wx값을 이용하여 COG 값 (CGx) 요동도를 산출하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 19는 도 13의 Wy값을 이용하여 COG 값 (CGy) 요동도를 산출하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 20은 발란스 보정프로그램의 동작화면(1000)을 나타내는 도면이며, 발란스 조끼를 착용하지 않은 상태에서 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 21은 발란스 보정 프로그램의 동작화면(1000)을 나타내는 도면이며, 발란스 조끼를 착용한 상태에서 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 22는 발란스 보정 프로그램의 레코더 기능을 실행한 결과 저장되는 테이블(Table)을 나타내는 도면이다.
도 23은 0.1초 단위로 30초 동안 환자의 COG값을 측정하여 나타낸 분포도이다.
도 24는 도 24의 분포도에 포함된 COG값들 중 정상범위(NR) 내의 COG값을 제외한 비정상적인 COG값들을 나타내는 분포도이다.
도 25는 도 24의 분포도에 포함된 비정상적인 COG값들 중 환자의 발란스에 영향을 주는 대표적인 보정 대상 COG값들만을 나타내는 도면이다.
도 26은 도 25에 나타난 점들 즉 COG값들을 이용하여 웨이트 사이즈와 웨이트부착위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 테이블이다.
도 27은 상기와 같이 결정된 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치를 상기 도 7 및 도 8에 나타낸 도면에 표시하는 예를 나타내는 도면이다.
도 28은 도 23 내지 도 27에 나타난 과정을 통해 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치를 결정하여 발란스 보정 조끼를 제작하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 29는 9축센서를 이용하여 산출하는 인간의 Yaw, Pitch, Roll 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 발란스 보정장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 31은 발란스 보정장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 따른 발란스 (떨림) 보정장치, 신체중심 (떨림) 측정 장치, 발란스 (떨림) 보정 시스템, 및 발란스 (떨림) 보정 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

본 개시에서는 예를 들면, 파킨슨 병, 실조증 (Ataxia), 교통사고 등으로 인해 소뇌가 퇴화되어 균형장애를 가진 사람들의 발란스 (Balance)를 보정하기 위한 발란스 보정장치 및 떨림 보정장치로써 발란스 보정 조끼를 위주로 설명하지만 이는 일 예이며, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 균형장애를 가진 사람들의 발란스 (Balance)를 보정장치는, 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 줄이기 위한 장치로써 떨림 보정 조끼를 위주로 설명하지만 이는 일 예이며, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.

또한, 발란스 보정 장치, 신체중심 측정 장치, 발란스 보정시스템, 발란스 보정 방법과, 떨림 보정 장치, 떨림 측정장치, 발란스 보정시스템, 발란스 보정방법은 각각 다른 것일 수도 있고 각각 동일한 것일 수도 있다. 즉, 이들은 각각의 기능에 따라 구별이 가능하다. 본 개시는 발란스 보정 장치, 신체중심 측정 장치, 발란스 보정시스템, 발란스 보정 방법과, 떨림 보정 장치, 떨림 측정장치, 발란스 보정시스템, 발란스 보정방법을 개시하고 있지만, 이들은 각각의 기능에 따라 구별 가능하므로, 설명의 편의를 위해 발란스 보정 장치, 신체중심 측정 장치, 발란스 보정시스템, 발란스 보정 방법을 위주로 설명하고 떨림기능에 관한 것에서는 떨림 보정 장치, 떨림 측정장치, 발란스 보정시스템, 발란스 보정방법로 해석될 수 있다.

또한, 본 개시에서는 환자의 발란스 및/또는 떨림을 보정하기 위한 물체 또는 자극물로써 웨이트(weight)를 예로써 설명하지만, 이는 단지 일 예이며, 환자의 발란스 및/또는 떨림을 보정하기 위한 물체 또는 자극물은 환자의 발란스 및/또는 떨림을 보정하는데 사용될 수 있는 한 특정물체에 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 신체중심 측정 장치(100)와 정보처리장치(200)로 구성되어 있다.

신체중심 측정 장치(100)는 환자의 신체중심과 같은 환자의 정보를 측정하기 위한 장치이고, 정보처리장치(200)는 신체중심 측정 장치(100)로부터 오는 측정 신호 또는 측정 값을 이용하여 환자의 신체중심과 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, 신체중심 측정 장치(100)는 떨림 측정 장치로도 불릴 수 있다. 이러한 의미에서, 발란스 보정 시스템(1000)은 떨림 보정 시스템으로도 불릴 수 있다.

여기서 상기 신체중심 측정 장치(100)가 환자의 신체중심을 측정한다는 것은 환자의 신체중심이 정상적인 위치에 있는가 아닌가를 알 수 있도록 하는 신호를 출력하는 것을 말하며, 환자의 신체중심이 정상적인 위치에 있는가 아닌가를 알 수 있도록 각 센서에서 측정한 측정값을 표시장치를 통해 그대로 표시하거나, 측정신호 또는 측정값을 이용하여 후술하는 좌표계(예를 들면, 도 6)를 통해 환자의 신체중심을 보여주는 것도 포함한다.

환자의 신체중심은 Center of Gravity (COG)와 같이 환자가 서있거나 걷거나 달리거나 할 때의 환자의 자세를 유지시켜주는 신체의 중심을 나타내며, 본 명세서에서는 COG를 예를 들어 설명하지만, 환자의 신체중심은 COG에 한정되지 않으며, 예를 들면, Center of Pressure (COP), Center of Mass (COM)와 같은 정보가 사용될 수도 있다.

신체중심 측정 장치(100)는, 예를 들면, 환자의 몸무게를 측정할 수 있는 저울(Scale) 형태를 가진다. 그러나, 본 개시의 신체중심 측정 장치(100)는 저울형태에 제한되지 않으며, 환자의 신체중심을 측정할 수 있고 그것을 디스플레이할 수 있으면 특정 장치에 제한되지 않는다. 본 개시를 이해하기 쉽게 하기 위해 본 개시를 저울형태를 예를 들어 설명하기로 한다.

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

도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 신체중심 측정 장치(100)는 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 센서 (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 이루어지며, 각각에 가해지는 중량을 측정하여 측정 신호를 출력한다. 본 실시예에서는 4개의 로드셀을 이용하여 신체중심을 측정하는 예를 설명하고 있지만, 상기 센서의 개수는 4개로 한정되지 않으며, 신체중심을 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. Force Plate의 경우엔, 신체중심으로서 Center of Pressure가 사용된다.

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 신체중심이 요동하는 것으로 되기 때문에 이러한 경우엔 소정의 필터 처리, 예를 들면, 상기 측정값 LC1, LC2, LC3, 및 LC4를 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 신제중심 측정을 위해 서 있게 되는 플레이트이다. 상기 지지판(10C)의 "C"는 지지판(10C) 자체의 중심 즉 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 분산시킬 수 있는 모양을 가지며, 바람직하게는 상기 지지판(10C)은 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 있어야 하는 양 발의 COG에 대응하는 위치(FL, FR)가 표시되어 있다. 즉, 균형장애를 가지지 않는 정상인이 그 양 발의 COG를 위치(FL, FR)에 두고 서 있을 경우, 상기 지지판의 COG인 "C"와 그 사람의 COG가 일치하게 된다.

즉, 상기 위치(FL)는 "C"와 센서 (10LC4) 사이의 중간위치와 "C"와 센서 (10LC1) 사이의 중간위치를 연결하는 선분의 중간 지점이고, 상기 위치(FR)는 "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 앞 부분의 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 에러를 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 신체중심 측정 장치(100)의 지지판(100C)에 서 있을 경우에 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)의 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)을 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 신체중심 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 동일할 때, 발란스 보정 조끼를 통해 환자의 COG가 정상적인 COG로 보정된 것을 한 눈에 알 수 있게 된다. 즉, 상기 정보처리장치의 도움 없이도, 상기 신체중심 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 신체중심 측정 장치(100)는 상기 지지판(100C)의 각 센서의 높이를 조절할 수 있는 높이조절기구와, 상기 지지판(100C)의 상기 센서 (10LC1, 10LC2, 10LC3, 10LC4)에 동일한 하중이 인가되도록 상기 지지판(100C)의 레벨이 기울어짐 없이 평평하게 맞추어 져 있는 지를 나타내는 레벨기구를 포함할 수 있다.

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

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

상기 정보처리장치(200)는 입력부(20A)와, 처리부(20B)와, 저장부(20C)와 표시부(20D)로 이루어진다.

상기 입력부(20A)는 상기 신체중심 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 인터페이스이다. 즉, 상기 신체중심 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 정보를 저장하는 데이터베이스(DB)(300)를 가지고 있다.

발란스 보정이력 정보는 후술하는 환자의 신체중심값 (COG 값(CGx, CGy)) (예를 들면, 평균값), 균형장애 타입, 웨이트 사이즈, 신체중심(COG) 값 요동도 (fluctuation), 최종적인 웨이트 부착위치 등을 포함하는 정보이다. 이하, 설명의 편의를 위해 신체중심값으로서 COG 값을 예로 들어 설명하기로 한다.

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/또는 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 후술하기로 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 쇄골 또는 어깨 뒷부분을 밀거나 잡아당김으로써 상기 균형장애 중 하나를 특정하였다.

그러나, 본 실시예에 따른 상기 신체중심 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 균형장애를 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 신체중심 측정 장치(100)만을 이용할 경우, 예를 들면, 발란스 보정 조끼 제작자나, 물리 치료사 등 환자의 발란스 보정에 도움을 주는 사람(이하 "운영자")이 직접 수행할 수도 있으며, 상기 신체중심 측정 장치(100)와 상기 정보처리장치(200)가 유선 또는 무선 연결되어 있을 경우에는, 상기 처리부(20B)가 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4) 즉, COG 값(CGx, CGy)을 기반으로 수행할 수도 있다.

균형장애를 가진 환자는 다음과 같은 특정되는 균형장애 중 적어도 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 신체중심 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 신체중심값을 산출하는 신체중심값 산출부이며, 상기 측정값 (LC1, LC2, LC3, LC4)을 이용하여 COG 값(CGx, CGy)을 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 Y축 위치(길이)를 나타낸다.

도 12는 실조증(ataxia)을 가진 환자(A)의 COG 값을 1 sec 단위로 측정한 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, 109.55 inches Х 19.55 inches의 사이즈를 가진 상기 지지판(10C)을 가진 신체중심 측정 장치(100)를 이용하여 측정할 결과이다. 이하 설명에서는 도 12이하에서 사용된 실측 데이터는 19.55 inches Х 19.55 inches의 사이즈를 가진 상기 지지판(10C)을 가진 신체중심 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) (예를 들면, 평균COG값)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, 수식(2)와 같이, 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.

Wx=Wtotal/2/LxХCGx

Wy=Wtotal/2/LyХCGy ...(2)

수식(2)에서 Wtotal는 환자의 몸무게를 나타내고, Lx는 지지판의 가로방향의 길이를 나타내고, Ly는 지지판의 세로방향의 길이를 나타낸다.

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

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

W1은 Wx의 제곱과 Wy의 제곱의 합의 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 발란스 보정조끼에 부착할 웨이트사이즈를 결정하고, 바람직하게는 상기 제 1웨이트사이즈(W1)와 상기 제 2웨이트 사이즈(W2)의 범위를 결정하고 상기 표시부(20D)를 통해 웨이트 사이즈로서 표시하도록 한다.

상기 웨이트사이즈 결정부(40)는 바람직하게는 소정시간 동안의 평균(AVERAGE)를 구하여 상기 제 1웨이트사이즈(W1)와 상기 제 2웨이트 사이즈(W2)의 범위를 결정하여도 좋다.

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

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 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 발란스 보정 프로그램을 읽고 메모리에 전개하여 실행함에 따라 실현될 수도 있다.

도 6은 상기 처리부(20B)가 환자의 COG 값을 계산하여 상기 표시부(20D)를 통해 표시하는 예를 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 균형장애이고, -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 구별하고 좌측과 우측을 구별하기 위해 사용된 것이다.

이러한 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.

도 6에 나타난 COG 좌표계에서는 각 균형장애의 종류마다 3개의 영역으로 나눠지고, 각 영역은 벡터의 크기에 따라 3개의 부영역으로 나눠진다. 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 정의될 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 영역 중 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 영역 중 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 크기 또는 COG값 요동도에 의해 결정된다. 예를 들면, A1과 A2는 제 1기준값, A2와 A3는 제 2기준값을 바탕으로 A1, A2, A3에 속할지는 판단한다. 상기 제 1기준값 및 상기 제 2기준값은 동일한 종류의 값일 수 있고, 다른 종류의 값일 수도 있다. 예를 들면, 상기 제 1기준값 및 상기 제 2기준값은 모두 웨이트사이즈일 수도 있고, COG값 요동도일 수도 있다. 또한, 상기 제 1기준값 및 상기 제 2기준값 중 하나는 웨이트 사이즈 일수도 있고, 다른 하나는 COG값 요동도 일 수도 있다. 이는 다른 영역 (B~L)영역에도 동일하게 적용한다.

A1 영역의 균형장애를 겪고 있는 환자는 A2 영역의 균형장애를 겪고 있는 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, 4 이상의 영역으로 분할할 수도 있다. 또한, 전체를 12개의 영역으로 분할하고 각 영역을 3개의 영역으로 세분화하였지만, 이는 일 예이며, 보다 많은 영역으로 분할할 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)을 기반으로 환자의 균형장애 영역 또는 방향과 웨이트가 부착되어야 할 위치를 결정하고, 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 어깨 위, 옆구리, 또는 오른쪽 앞뒤 (예를 들면, B2, K2)에 대칭으로 벡터의 크기에 따라 웨이트를 부착하고, 우측 균형장애의 경우엔, 환자의 왼쪽 어깨 위, 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 영역 중 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 부착시킬 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.

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.

그러나, 웨이트를 환자의 몸통을 상부와 하부로 나눌 때 상부에 위치하게 되면, 몸통자체의 COG가 위로 상승하게 되고, 환자 신체의 COG도 함께 위로 상승하게 되어 환자의 몸이 균형을 잡기 더 어렵게 된다. 따라서, 웨이트를 부착할 경우에, 환자 몸통의 하부에 웨이트를 집중적으로 배치하는 것이 바람직하며, 환자 몸이 쉽게 또는 갑자기 어느 한방향으로 기울어 질 경우엔, 일부의 웨이트를 해당하는 위치에서 몸통 상부 또는 중간부에 부착하는 것이 바람직하다.

상기 설명한 균형장애 외에 환자는 회전균형장애를 가질 수도 있다. 여기서 회전균형장애는 환자가 U턴을 하거나, 좌회전 또는 우회전을 할 때 균형을 잃는 것을 말한다.

환자가 회전균형장애를 가지는 경우엔, 환자의 척추를 중심으로 균형장애의 종류 및 벡터의 크기에 따라 환자의 척추에 대응하는 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 신체중심값요동도을 계산하는 신체중심값요동도계산부이며, 상기 COG 값 산출부(60)에 의해 측정된 COG 값(CGx, CGy)의 요동정도를 계산한다.

상기 COG 값 요동도는 신체중심값의 요동도이며, 신체중심값 즉 COG 값이 요동하는 정도를 나타내는 값으로서, 예를 들면, 상기 COG 값 요동도 계산부(70)는 상기 Wx와 Wy의 평균값을 중심으로 하여 일정시간 동안 COG 값이 요동하는 정도를 계산할 수도 있다.

또는, 소정의 간격으로 측정된 직전의 Wx 및 Wy값과 현재의 Wx 및 Wy의 차이를 이용하여 일정시간 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. 도 14에 나타낸 예에서는, COG 값 요동도를 무게 단위를 이용하였지만 COG 값과 같은 단위를 통해 나타낼 수도 있다. 환자(A)의 평균 COG 값이 (-CGx, +CGy) 이므로 도 14에서 CGx 요동도(Fluctuation weight (lb))에서 음의 값은 환자(A)의 몸통이 원점을 향하여 (본 예에서는 오른쪽 방향) 움직이는 것을 나타내고, 양의 값은 환자(A)의 몸통이 원점으로부터 (본 예에서는 왼쪽 방향) 멀어지는 것을 나타낸다. 또한, CGy 요동도(Fluctuation weight (lb))에서 음의 값은 환자(A)의 몸통이 원점으로부터 (본 예에서는 전방으로) 멀어지는 것을 나타내고, 양의 값은 환자(A)의 몸통이 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 몸통이 앞으로 더 기울어짐을 나타낸다. 그러나, CGx 요동도 (Fluctuation lb)의 다수는 음의 값을 나타내고 있으므로 원점으로 가려는 경향이 강하다는 것을 나타내지만, 좌우방향의 흔들림은 사람의 신체 구조상 앞뒤방향의 흔들림보다 사람의 발란스에 큰 영향을 준다. 따라서, 정상범위 밖의 좌우 흔들림은 앞뒤 흔들림과 맞물릴 때 환자의 보행에 큰 영향을 주게 된다.

이를 종합해 볼 때, 환자(A)는 좌전방 균형장애로 판단되지만, 전후 방향의 흔들림이 크고, 좌우방향으로 흔들거리면서 좌측으로 몸의 중심이 기울어지는 균형장애로 판단하여 웨이트 부착위치와 웨이트 사이즈를 결정해야 한다.

도 13을 참조하면, 환자(A)의 경우는 2.97 파운드에서 3.3파운드의 범위 내에서 웨이트 사이즈를 결정하고, 단순히 환자의 COG를 원점으로 위치시키기 위한 보정을 위해서는 환자의 몸통 윗부분과 옆구리에 웨이트를 부착하는 것이 바람직하고, 몸의 떨림 (tremor)를 줄이기 위해서는 몸통의 상부와 하부가 연결되는 부분인 갈비뼈 중 T9과 T7사이에 해당하는 위치에 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 관찰할 수도 있다. 예를 들면, 상기 COG 값(CGx, CGy)이 변화하는 경로(궤적)가 특정 색깔을 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 색깔을 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 발란스 개선 효과를 쉽게 확인할 수 있다.

도 18 및 도 19는 도 13의 Wx값과 Wy값을 이용하여 COG 값 요동도를 산출하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 18은 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 일정시간 동안 COG 값이 요동하는 정도를 계산하고 있다.

도 18에서 직전의 Wx값과 현재의 Wx의 차이 (Wx_previous - Wx_current)가 음수 값을 나타내면 환자의 몸통이 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. 같은 부호를 가진 값들의 합산 값은 도 19에서 CGx fluctuation에 해당한다. CGx fluctuation (%)는 환자의 몸무게의 몇 퍼센트(%)가 좌우로 흔들리고 있는 가를 나타낸다.

도 19는 환자의 몸통이 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 일정시간 동안 COG 값이 요동하는 정도를 계산하고 있다.

도 19에서 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. 같은 부호를 가진 값들의 합산 값은 도 19에서 CGy fluctuation에 해당한다. CGy fluctuation(%)는 환자의 몸무게의 몇 퍼센트(%)가 앞뒤로 흔들이고 있는가를 나타낸다.

도 18과 도 19에 나타낸 바와 같이, 직전의 Wx값과 현재의 Wx의 차이 (Wx_previous - Wx_current)과 직전의 Wy값과 현재의 Wy의 차이 (Wy_previous - Wy_current)를 이용하여 환자의 떨림을 측정하게 되면, 직전의 값과 현재의 값만을 가지고 측정을 하기 때문에, 환자가 서있는 위치에 상관없이 환자의 COG값 요동도 즉 떨림을 측정할 수 있는 장점이 있다. 즉, 환자가 어느 특정위치에 정확하게 서 있지 않더라도 환자의 떨림을 정확하게 측정할 수 있다. 이는 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치가 결정되어 발란스 보정조끼가 1차적으로 완성되어 환자가 입었을 때, 서 있는 위치와 상관없이 환자의 떨림을 정확하게 측정할 수 있음으로 매우 편리하다. 떨림이 정상범위로부터 벗어나 있을 경우, 기본적인 웨이트 부착위치를 바꾸지 않고 위아래 위치만을 조정함으로써 떨림을 줄일 수 있으므로 매우 편리하다.

도 18 및 도 19에서 CGx fluctuation (%) 및 CGy fluctuation(%)에 해당하는 값들이 소정의 값 (예를 들면, 0.5%)이하를 가질 때 정상인 사람의 범위에 들에 가는 것으로 볼 수 있다.

도 20은 발란스 보정프로그램의 동작화면 (1000)을 나타내는 도면이다. 동작화면(1000)은 COG 좌표계(1100), COGy값 요동도 그래프(1200), 및 COGx값 요동도 그래프(1300)로 이루어져 있다.

COG 좌표계(1100)는 원형의 커서 (1100A)를 가지고 있으며, 이 커서 (1100A)의 위치는 환자의 COG 위치를 좌표상에서 나타낸다. 도 20은 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 20은 환자가 신체중심 측정 장치 위에 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, 신체중심 측정 장치의 레벨이 올바르게 맞추어지게 되면 이들은 0에 가까운 값을 가지게 된다.

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

COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)는 0.1 초 단위로 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 18과 도 19과 유사한 방식으로 계산된 CGx fluction (%)과 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.

발란스보정프로그램을 실행한 후, 환자가 신체중심 측정 장치(100)에 서있게 되면, COG 좌표계(1100)의 커서 (1100A)가 환자의 COG 값(CGx, CGy)를 좌표계에서 표시하게 되고, 측정시간과 측정간격을 설정한 후, 레코드 시작버튼을 누르게 되면, 측정시한 후에 도 20과 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 때문에, 상기 웨이트 사이즈 계산부(40)를 통해 웨이트 사이즈가 측정된 후에는, 환자의 몸의 떨림을 측정하기 위한 COG 값 요동도 측정에서는 환자는 가능한 편안한 자세로 신체중심 측정 장치(100) 위에 서있으면 된다.

따라서, 운영자나 환자는, 환자의 COG 값뿐만 아니라 환자의 좌우 흔들림과 앞뒤 흔들림을 그래프를 통해 표시되게 되므로, 환자의 좌우 흔들림과 앞뒤 흔들림 이해하기 쉽게 된다. 따라서, 환자의 좌우 흔들림과 앞뒤 흔들림을 보고 결정된 기본적인 웨이트 부착위치내에서 떨림을 줄이기위한 조정을 할 수 있게 된다.

도 21은 발란스 보정 조끼를 착용한 후 환자의 COG 값 요동도를 측정한 결과를 나타내는 도면이다. 도 21에서 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 개선되며, 따라서, 환자의 몸의 피로도가 감소하게 되고, 몸의 생리 생태가 현저하게 개선된다.

도 20과 도 21에는 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 20에 나타낸 COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)는 실시간으로 표시할 수도 있다. 즉, 발란스 보정 프로그램이 실행된 후, 환자가 신체중심 측정 장치 (100) 위에 서게 되면, 도 20과 유사한 방식으로 COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)가 표시된다. 이때, 환자의 웨이트 사이즈가 결정되면, 결정된 웨이트 사이즈를 이용하여 신체중심 측정 장치 (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 벨크로 등을 가지고 있어 탈부착 가능할 경우에, 결정된 웨이트 사이즈를 이용하여 신체중심 측정 장치 (100) 위에 서있는 환자에게 웨이트를 붙였다 떼었다 하면서, 환자의 몸의 떨림을 줄이는 부착위치를 정확하게 찾을 수 있다.

도 22는 도 21에서 레코더 기능을 실행한 후, 기록되는 테이블 (Table)에 들어가는 항목을 나타내는 도면이다.

레코더 기능을 한번 실행하게 되면, 도 21에 도시된 COGy값 요동도 그래프(1200) 및 COGx값 요동도 그래프(1300)가 표시됨과 동시에, 도 22에 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 22의 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)가 결정한 부착위치를 참조로 하여, 도 20에 도시된 발란스 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 정상범위 내로 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.

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 조합 등을 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 있게 되어, 보다 우수한 발란스 보정 성능을 실현할 수 있게 된다.

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

또한, 상기 발란스 보정 이력정보를 저장하고 있는 DB(300) 및 발란스보정프로그램이 상기 정보처리장치(200)에 설치되는 것으로 설명하였으나, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 DB(300)은 상기 정보처리장치(200)와 유 또는 무선으로 연결된 서버장치(400)에 설치되어 보관될 수도 있다. 이 경우, 여러 개의 정보처리장치(200)가 예를 들면, 네트워크를 통해 연결되어 보다 많은 환자들의 발란스 보정 이력정보를 이용하여 수행된 학습에 의해 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 기계학습 등을 수행하여 보다 개선된 발란스보정프로그램을 제공할 수 있고, 이에 보다 개선된 발란스보정프로그램을 통해 상기 정보처리장치(200)는 보다 적절한 웨이트사이즈 및 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 배꼽 바로 아래에 위치하게 된다.

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

발란스 보정 조끼의 재질은 가벼우면서도 그 형태를 유지할 수 있는 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 떼었다를 수시로 반복 할 수 있고, 환자의 발란스가 충분이 보정되어 개선되었다고 판단될 경우에, 최종적으로 웨이트 사이즈와 부착위치를 결정할 수 있다.

또한, 환자가 있는 옷에 웨이트 부착위치를 표시하여 바느질(sewing)등을 통해서 발란스 보정조끼에 고정적으로 부착하여 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 고정적으로 부착할 수 있다.

상기 발란스 보정 조끼는 일 예이며, 여러 가지 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 여성의 스포츠 브라나 멜빵같은 형태에 웨이트를 부착할 수도 있다. 또한, 예를 들면, 발란스보정장치는 상기 발란스보정시스템 1000에 의해 결정된 웨이트사이즈와 웨이트부착위치를 가진 보조기 (orthotic), 브레이스(brace), 또는 물체일 수도 있다. 상기 발란스보정시스템 1000에 의해 결정된 웨이트사이즈와 웨이트부착위치를 가진 물체는 3D프린터 등에 의해 제작될 수도 있다. 즉, 발란스보정장치와 웨이트가 일체로 형성될 수도 있다.

한편, 웨이트의 소재는 특별히 한정되지 않으며, 고무, 실리콘, 젤, 물과 같은 액체 물질 (liquid) 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), 0.25 파운드(lb), 및 0.125 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 신체중심 측정 장치 (100)의 지지판(100C)에 올라갔을 때 시작한다.

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

스텝S110에서 환자가 상기 신체중심 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.

스텝S130에서, 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 측정값을 받은 표시부(10B)는 상기 센서부에서 측정된 하중을 각각 표시하게 된다.

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

상기 신체중심 측정 장치(100)가 상기 정보처리장치(200)와 유선 또는 무선으로 연결되어 있지 않을 경우에, 스텝S150 내지 S180의 처리는 수행되지 않으나, 웨이트의 사이즈와, 웨이트가 부착되는 상기 발란스 보정 조끼의 위치를 결정하는 처리 (스텝S180)와 환자의 발란스가 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)을 계산하여 도 6과 같이 상기 표시부(20D)에 표시한다.

그후, 스텝S180에서, 상기 처리부(20B)는 도 7 내지 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.

스텝S190에서 상기 스텝S180에서 결정된 웨이트 사이즈 와 웨이트부착위치를 가진 발란스보정조끼를 환자에게 입히고, 환자가 상기 신체중심 측정 장치(100)위에 다시 올라가거나, 환자에게 조끼를 입히고 신체중심측정장치(100) 위에 올라간 상태에서 상기 정보처리장치(200)가 결정하여 표시한 사이즈의 웨이트를 상기 발란스 보정 조끼의 대응하는 위치를 부착하여, 환자의 발란스가 보정되는 지 확인한다.

상기 스텝S180에서 결정한 웨이트의 사이즈와, 웨이트가 부착되는 상기 발란스 보정 조끼의 위치를 통해 스텝S190에서 환자의 발란스가 보정되는지는 상기 표시부(10B)에서 표시하는 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4) 통해 확인하거나, 상기 표시부(20D)에서 표시하는 도 20 내지 도 22에 나타낸 발란스보정프로그램의 동작화면과 테이블을 통해서 확인할 수 있다.

즉, 상기 표시부(10B)에서 표시하는 상기 측정값(LC1, LC2, LC3, LC4)이 모두 동일할 때, 환자의 발란스가 보정되었다고 말할 수 있으며, 환자의 발란스가 보정될 경우엔, 환자의 COG가 발란스보정프로그램의 동작화면에서 "C"의 위치에 오게 되고, COG값요동도 또한 정상범위내에 들어가게 된다.

따라서, 전문적으로 훈련받은 물리치료사가 아니더라도, 환자의 발란스를 보정할 수 있는 발란스보정조끼를 용이하게 제작할 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, 환자가 지지판(10C)의 위치 (FL, FR)에 올바로 서 있지 않은 상태에서 보정 처리가 수행될 경우, 상기에서 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 조합을 선택하면서 만족할 만한 발란스 개선을 이루는 것이 바람직하다.

도 10은 발란스 보정 조끼에 부착하는 웨이트의 사이즈 및 부착위치를 결정하여 발란스 보정 조끼를 제작하는 과정을 나타내는 순서도이다.

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

스텝S220에서, 상기 측정신호를 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 테스트 등을 통해서 최적의 조합을 최종적으로 결정하는 것이 바람직하다. 그후, 상기에서 결정된 웨이트사이즈와 웨이트부착위치에 따라 웨이트를 발란스 보정조끼에 부착한다.

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

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

스텝S320에서, 상기 측정신호로부터 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 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 신체중심 측정 장치(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 신체중심 측정 장치(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 신체중심 측정 장치(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 신체중심 측정 장치(100)의 지지판(10C)에 표시한 위치(FL, FR)에 정확하게 위치하지 않을 경우엔, 환자의 COG가 "C"와 완벽하게 일치하지 않을 수도 있다. 이 경우, 운영자가 상술한 바와 같은 방식으로 결정된 웨이트의 사이즈와 웨이트의 부착위치를 세밀하게 조정할 수 도 있다.

환자의 경우엔, 상기 신체중심 측정 장치(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 양 발의 COG 좌표를 검출 할 수 있는 센서 플레이트(10C')로 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기 센서 플레이트 (10C')로 검출한 환자의 양 발의 COG 좌표들(P1 및 P2)을 연결하는 직선을 X'축으로 하고, 환자의 양 발의 COG 좌표들 사이의 중심점을 원점으로 하고, 상기 원점을 통과하는 직선을 Y'축으로 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 X'축과 Y'축과의 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 판정 등을 수행하도록 한다.

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

또 다른 예로써, 우선 상기 센서 플레이트 (10C')로 검출한 환자의 양 발의 COG 좌표들(P1 및 P2)을 연결하는 직선을 X'축으로 하고, 환자의 양 발의 COG 좌표들 사이의 중심점의 좌표(Cx, Cy)를 구하고, 환자의 COG 값 (CGx, CGy)을 구한다.

그 후, (CGx-Cx, CGy-Cy)를 구한다. 이는 원래의 원점(C)에 대응하는 좌표로 변환한 것이며, 이 상태에서는 단지 P1과 P2를 연결하는 직선이 x축과 평행하지 않는 좌표에 해당한다. 그 후, P1과 P2를 연결하는 직선과 x축과의 각도 (q) 를 계산하고, (CGx-Cx, CGy-Cy)를 각도 (q)만큼 회전 변환함으로써 원점(C)에 대한 환자의 신체중심 (CGx', CGy')을 최종적으로 계산할 수 있다. (CGx-Cx, CGy-Cy)를 각도 (q)만큼 회전 변환하는 것은 수식(3) 및 수식(4)에 의해 수행될 수 있다. 수식(3)은 q가 시계방향인 경우에 해당하는 수식이며, 수식(4)는 q가 반시계방향인 경우에 해당하는 수식이다

CGx' = x cosq + y sinq, CGy' = y cosq - x sinq ...(3)

CGx' = x cosq - y sinq, CGy' = y cosq + x sinq ...(4)

(여기서, x=CGx-Cx, y=CGy-Cy)

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.

한편, 상술한 예에서는 소정기간 동안 측정된 환자의 COG값들의 평균값을 이용하여 웨이트사이즈와 웨이트부착위치를 결정하는 예에 대해 설명하였다. 이는 흔들림이 적은 환자들에게 효과적이다.

그러나, 흔들림이 많은 환자들의 경우엔, 환자의 발란스에 영향을 미치는 적어도 둘이상의 COG 값을 이용하여 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치를 결정하는 것이 바람직하다. 이는 많은 환자들이 어느 한 방향으로의 흔들림만을 가지고 있지 않기 때문에, 즉, 여러 방향으로의 흔들림을 가지고 있는 경우가 많기 때문에 여러 방향에서의 발란스 문제를 파악하여 발란스 문제가 있는 각 방향에서 웨이트 사이즈와 부착위치를 결정하는 것이 바람직하다.

도 23 내지 도 27은 웨이트사이즈 및 웨이트 부착위치를 결정하는 발란스보정과정의 다른 예를 나타내는 도면들이다.

도 23는 0.1단위로 30초동안 환자의 COG값을 측정하여 나타낸 분포도이다. 도 23에 나타낸 바와 같이, 환자의 COG값은 +X+Y평면과, -X+Y평면과 -X-Y평면에 집중적으로 분포되어 있다. 이는 우전방 방향, 좌전방 방향, 좌후방 방향으로 환자의 몸이 흔들리는 것을 의미한다.

도 24는 도 23의 분포도에 포함된 COG값들중 정상범위(NR) 내의 COG값을 제외한 비정상적인 COG값들을 나타내는 분포도이다. 예를 들면, 정상인들의 분포도를 분석하여 소정의 CGx 범위와 소정의 CGy범위를 정상범위로 설정할 수 있으며, 도 24는 -0.15 인치~ +0.15 인치를 정상적인 CGx 범위로 설정하였고, -0.3 인치 ~ +0.3 인치를 정상적인 CGy범위로 설정하여 이 정상적인 범위 내에 포함된 COG 값들을 제외한 비정상적인 COG값들 만을 나타내는 예이다.

도 24에 나타난 바와 같이 정상적인 COG값들을 제외할 때, 환자의 발란스에 영향을 주는 COG값은 +X+Y평면과, -X+Y평면과 -X-Y평면에 집중적으로 분포되어 있다는 것을 알 수 있다.

도 25은 도 24의 분포도에 포함된 비정상적인 COG값들중 환자의 발란스에 영향을 주는 대표적인 보정 대상 COG값들만을 나타내는 도면이다. 이러한 보정대상 COG 값들은 도 6에 나타낸 바와 같이 전체 360도를 30도씩 나누어 총 12방향으로 설정한 후, 각 방향에서 가장 큰 벡터값 (CGx의 제곱근과 CGy의 제곱근의 합의 루트값) 또는 W1을 가지는 COG값을 추출함으로써 얻어질 수 있다. 여기서 총 12방향은 환자의 발란스가 무너질 수 있는 방향을 말하며, 방향의 개수는 12개에 한정되지 않는다. 즉, 8개의 방향으로 설정될 수도 있고, 16개의 방향으로 설정할 수도 있다.

각 COG값들이 어느 방향에 속하는지는 COG값 좌표(CGx, CGy)가 위치하는 각도를 수식(5)에 의해 구함으로써 알 수 있다.

ATAN2(CGx,CGy)*180/PI() ...(5)

그 후, 0~30도, 30~60도, 60~90도, 90~120도, 120~150도, 150~180도, -0~-30도, -30~-60도, -60~-90도, -90~-120도, -120~-150도, -150~-180도로 구분하여 12방향을 설정하고 이 각도 범위 내의 COG값의 벡터값들 중 가장 큰 값 하나는 추출하면, 도 25에 나타난 점들의 그래프가 얻어진다.

여기서, 0~30도, 30~60도, 60~90도, 90~120도, 120~150도, 150~180도, -0~-30도, -30~-60도, -60~-90도, -90~-120도, -120~-150도, -150~-180는, 도 6 내지 도 8에 나타난 F영역, E영역, D영역, C영역, B영역, A영역, G영역, H영역, I영역, J영역, K영역, L영역에 각각 해당한다.

도 26은 도 25에 나타난 점들 즉 COG값들을 이용하여 웨이트 사이즈와 웨이트부착위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 테이블이다. 도 26에서, x1, y1은 도 25에 나타난 COG값들의 CGx, CGy를 각각 나타내며, W_1는 그에 해당하는 무게를 나타낸다. x2, y2는 원점(C)과 COG값 (x1, y1)을 연결하는 가상의 선분과 정상범위(NR)가 교차하는 점들의 x좌표, y좌표를 각각 나타내며, W_2는 그에 해당하는 무게를 나타낸다. W_com은 발란스보정을 필요한 weight을 말하며, W_1로부터 W_2를 감산 (W_1 - W_2)함으로써 얻어진다. 즉, 도 25에 나타난 COG값들의 W_1에서 정상범위(NR)에 속하는 W_2를 뺌으로써 해당 방향에서의 보정해야할 무게를 얻을 수 있다.

도 26에서는 W_com이 총 3.115 lb로 결정되지만, 이는 106lb의 환자에게 너무 무거울 수 있음으로 상기에서 구한 웨이트사이즈 범위(W1~W2)를 고려하여 2.8 파운드(lb)를 웨이트 사이즈로 결정하고 해당하는 각 방향의 웨이트 사이즈를 나타내고 있다.

W_com%는 각 방향에서의 W_com의 합에 대한 각 방향에서의 W_com의 비율을 나타낸다.

도 26에서 %input은 운영자가 입력할 수 있는 필드이며, 예를 들면, 2.5를 입력하면 환자 몸무게의 2.5%가 입력값으로 입력되며, 환자 몸무게의 2.5%인 2.8파운드가 입력값으로 입력된다. 그 후 각 방향에서의 W_com%에 해당하는 웨이트가 결정되어 최종적인 웨이트 사이즈로 결정되게 된다.

즉, 최종적인 웨이트사이즈는 도 26에서 나타낸 W_com으로 결정할 수도 있지만, 해당 방향의 비율(도 26에서는 W_com%로 나타냄)을 바탕으로 하여 상기에서 구한 웨이트사이즈 범위(W1~W2)를 고려하여 최종적으로 결정할 수 있다.

또한, W_1의 해당방향의 비율(도 26에서는 W_1%로 나타냄)을 바탕으로 상기에서 구한 웨이트사이즈 범위(W1~W2)를 고려하여 최종적으로 결정할 수도 있다.

또한, 환자 몸무게의 3%범위 내에서 운영자가 총 웨이트 사이즈를 결정하고 상기 도 26에 나타난 W_com의 비율 (W_com%) 또는 W_1의 비율을 바탕으로 해당 부착위치의 웨이트사이즈를 결정할 수도 있다.

도 26에서 y1/x1은 각 COG값들의 기울기를 나타내며, x2, y2를 구할 때 y2=a/bХx2의 함수를 사용하는데, 각 COG값(CGx, CGy)와 원점(C)을 연결하는 가상이 선분이 정상적인 CGx범위와 교차할지 정상적인 CGy와 교차할지를 결정할 때 사용된다. 즉, b/a (y1/x1)의 절대값이 2보다 크면 정상적인 CGy 범위 (상기 예에서는 -0.3 또는 0.3)과 교차하며, 그렇지 않을 경우 정상적인 CGx 범위 (상기 예에서는 -0.15 또는 0.15)와 교차하게 된다. 따라서, b/a (또는 y1/x1)가 2보다 크면, y1의 부호에 따라 y2로서 ±0.3이 사용되고, b/a (또는 y1/x1)가 2보다 적의면, x1의 부호에 따라 x2로서 ±0.15가 사용되고, b/a (또는 y1/x1)가 2이면, x1과 y1의 부호에 따라 x2 및 y2로서 ±0.15와 ±0.3이 사용된다.

도 27은 상기와 같이 결정된 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치를 상기 도 7 및 도 8에 나타낸 도면에 표시하는 예를 나타내는 도면이다. 도 27과 같이 상기와 같이 결정된 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치를 2D화면으로 표시할 수도 있고, 사람의 몸통모양을 나타내는 3D화면을 통해 표시할 수도 있다. 따라서, 도 27과 같이 최종적으로 결정된 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치가 표시됨으로 운영자는 이러한 표시화면만을 보고 발란스 보정 조끼를 제작할 수 있음으로 매우 용이하며, 매우 정확하게 환자의 발란스문제를 보정할 수 있다.

이때, 도 27과 같이 제시된 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치를 가진 조끼를 환자가 입고 상기 신체중심 측정장치(100)의 지지판(10C)에 서게 되면, 도 23내지 도 26의 과정을 반복하게 되면 환자의 신체중심값들의 분포가 정상범위(NR) 내에 들어가 있는지를 측정할 수 있고, 또한, COGy값 요동도 그래프(1200), 및 COGx값 요동도 그래프(1300)를 통해 환자의 떨림을 측정할 수 있다.

만일 도 27의 배치에서 환자에게 떨림이 발생할 경우, COGy값 요동도 그래프(1200), 및 COGx값 요동도 그래프(1300)를 통해 나타난 피크값들을 보고 전방으로 피크값이 나타나게 되면, J2영역과, I2영역으로 또는 J1영역과 I1영역으로 결정된 웨이트 사이즈(0.81파운드와 1.1파운드)를 분산시킴으로써 바람직하게는 갈비뼈 T9과 T7에 해당하는 영역에 분산시킴으로써 떨림을 정상범위 내로 줄일 수 있다. 또한, 회전에 문제가 있을 경우에도 마찬가지로 J2영역과, I2영역으로 또는 J1영역과 I1영역으로 결정된 웨이트 사이즈(0.81파운드와 1.1파운드)를 분산시킴으로써 미세하게 조정할 수도 있다. 이는 상술한 바와 같이 J1과 I1영역에 배치될 경우 J3와 I3 영역에 배치된 경우보다 환자의 몸통을 뒤로 잡아당기는 힘이 더 강하기 때문이다.

또한, 도 27과 같이 제시된 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치를 가진 조끼를 환자가 입고 상기 신체중심 측정장치(100)의 지지판(10C)에 서게 되면, 도 23과 같은 신체중심 분포도를 얻을 수 있고, 신체중심을 나타내는 좌표들이 정상범위(NR)보다 작은 경우에는 W_com%를 기반으로 도 26에서 결정된 총 웨이트사이즈를 감소시킬 수 있고, 정상범위(NR)보다 큰 경우에는 W_com%를 기반으로 도 26에서 결정된 총 웨이트사이즈를 증가시킬 수도 있다.

한편, 상기 도 23 내지 도 27을 참조하여 설명한 웨이트사이즈 및 웨이트 부착위치를 결정하는 발란스보정과정은 신체중심 측정장치(100)를 이용하여 수행되는 것으로 설명하였지만 이는 단지 일 예이다. 즉, 신체중심 측정장치(100)가 아닌 센서장치로부터의 측정값을 이용하여 도 23과 유사한 측정값의 분포도를 작성하고, 도 24및 도 25와 유사한 필터처리를 통해 소정 개수의 방향에서 발란스에 영향을 주는 측정값을 추출하고, 각 방향에서의 웨이트사이즈의(W_com) 비율(%)을 구하는 것이면 신체중심 측정장치(100)가 아닌 다른 센서장치를 사용하여도 된다.

예를 들면, 가속도센서, 자이로센서, 지자기 센서(컴파스)의 기능을 가지고 소정의 필터(예를 들면, Kalman filter)를 적용한 9축센서를 이용하여 도 23과 유사한 측정값의 분포도를 작성하고, 도 24및 도 25와 유사한 필터처리를 통해 소정 개수의 방향에서 발란스에 영향을 주는 측정값을 추출하고, 각 방향에서의 그 웨이트사이즈 (W_com)의 비율(%)을 구할 수 있으며, 구한 비율(%)에 환자 체중의 소정의 비율 (예를 들면 3%이내)을 적용하거나 상기의 웨이트사이즈 범위를 적용하여 최종적인 각 방향에서의 웨이트 사이즈를 구할 수 있다. 9축센서가 블루투스 기능을 가지는 경우엔, 환자가 소정시간 한자리에 서있으면서 측정하여 측정값을 취득할 수도 있고, 환자가 소정시간 걷고 있는 동안 측정하여 측정값을 취득할 수도 있다. 걷고 있는 동안 측정하는 경우에도 정상인의 측정값의 범위에 해당하는 정상범위 NR을 설정하여 상기와 같은 필터처리를 수행할 수도 있다. 환자가 걸었을 때의 발란스에 영향을 주는 측정값을 소정의 방향에서 취득할 수 있으므로, 보다 발란스 보정 성능이 향상된다.

보다 구체적으로, 도 29는 9축센서를 이용하여 산출하는 인간의 Yaw, Pitch, Roll 각도를 설명하기 위한 도면이다. 9축센서를 이용하면, 환자의 몸통에 9축센서를 부착하고 Yaw, Pitch, Roll 각도를 구하면 환자의 신체중심위치를 구할 수 있다. 또는, 가속도계만을 이용하는 경우도 환자가 서있는 상태에서 x, y값을 측정할 수 있으므로 환자의 신체중심위치를 구할 수 있다.

발란스 보정을 위하여 우선, 소정시간 동안 발란스문제를 가지지 않는 정상인들의 몸통에 9축센서를 고정 부착하고 한자리에 서있게 하거나 또는 걷고 있게 하면서 발란스 장애를 가지지 않는 정상인의 Yaw, Pitch, Roll 각도를 측정값으로서 구하여 서 있을 때 와 보행 시 각각의 정상범위(NR)를 구하여 설정할 수 있다. 9축센서의 Yaw, Pitch, Roll 각도는 각속도센서 기능, 자이로 센서 기능, 지자기 센서 (컴파스)의 기능을 종합적으로 이용하여 소정의 필터처리를 가하여 얻어질 수 있다.

그 후, 발란스 장애를 가진 환자의 발란스 조끼를 제작하기 위하여, 환자의 몸통에 9축센서를 고정부착하고 소정시간 동안 환자에게 한자리에 서 있게 하거나 또는 걷고 있게 하면서 Yaw, Pitch, Roll 각도를 측정하여 도 23과 유사한 3차원 분포도를 작성하고, 정상범위(NR)를 적용한 필터링 처리를 통해 도 24와 유사한 비정상적인 Yaw, Pitch, Roll 각도를 추출한다. 이러한 비정상적인 Yaw, Pitch, Roll 각도들은 환자의 발란스에 영향을 미치는 각도들이다.

여기서, Yaw 각도는 인간의 몸이 척추를 중심으로 할 때 회전하는 방향을 나타내는 것이며, 발란스에 영향을 미치는 측정값이 도 6에 나타난 어느 영역에 속하는지를 나타내는 각도로 사용할 수도 있다. 즉 Yaw 각도는 상술한 12개의 각도 범위 중 어디에 속하는지를 나타내는 각도로써 사용할 수도 있다. 또한, 상술한 12개의 각도 범위 중 어디에 속하는지를 나타내는 각도는 Pitch 각도를 y값으로 하고, Roll 각도를 x값으로 이용하여 수식(5)를 이용하여 구할 수도 있다. Pitch 각도는 사람이 앞뒤방향에서 회전하는 각도를 말하며, Roll 각도는 좌우 방향에서 회전하는 각도를 말한다.

그 후 도 25와 유사하게 12각도 범위에서 가장 큰 Pitch, Roll 각도를 추출한 후, 도 26과 유사하게 각 방향에서의 그 웨이트사이즈 (W_com)의 비율(%)을 구할 수 있고, 환자 체중의 소정의 비율 (예를 들면 3%이내)을 적용하거나 상기의 웨이트사이즈 범위를 적용하여 도 27과 유사한 최종적인 각 방향에서의 웨이트 사이즈를 구할 수 있다.

또한, 상기와 같이 센서장치를 통해 제시된 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치를 가진 조끼를 환자가 입고 서있거나 걸으면서 상기와 같은 측정을 수행하여 Pitch각도와 Roll각도를 얻을 수 있고, Pitch각도와 Roll 각도를 나타내는 좌표들이 정상범위(NR)보다 작은 경우에는 W_com%를 기반으로 도 26에서 결정된 총 웨이트사이즈를 감소시킬 수 있고, 정상범위(NR)보다 큰 경우에는 W_com%를 기반으로 도 26에서 결정된 총 웨이트사이즈를 증가시킬 수도 있다.

환자가 서있는 상태에서는 9축 센서 대신에 가속도센서만을 이용하여 x, y좌표값을 측정값으로 구하여 상기 도 23 내지 도 27의 과정에 적용할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 적어도 하나 이상의 방향에서 발란스에 영향을 주는 측정값을 추출하여 각 방향에서의 그 웨이트사이즈 (W_com)의 비율(%)을 구하고, 그에 따라 발란스장애를 보정할 수 있으면, 센서장치는 한정되지 않는다.

상술한 예에서는, 발란스보장장치를 벨크로를 통해 웨이트를 탈부착가능한 발란스보정조끼로 설명하였지만 이는 일 예이며, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 벨크로를 포함한 조끼의 경우엔 벨크로가 부착되어야 하기 때문에 통풍에 문제가 될 수 있고 내피를 자유롭게 사용할 수 없는 단점이 있다. 또한, 벨크로가 마모될 경우 등엔 웨이트가 조끼로부터 떨어질 위험이 있다.

도 30은 발란스 보정장치의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 30에 도시된 바와 같이 발란스 보정장치(500)은 조끼의 형태를 가질 수도 있으나 몸통을 보조하는 보조기구의 형태를 가질 수 있으며, 그 형태는 제한되지 않는다. 발란스보정장치(500)의 앞면(500A)과 뒷면(500B)으로 구성되어 있다. 앞면(500A)과 뒷면(500B)은 각각 구조체(800)와 상기 구조체(800)의 내측에 고정되는 적어도 하나의 레일(700)과 상기 레일(700)에 고정되는 적어도 하나의 웨이트(600)로 구성된다. 상기 구조체(800)는 환자의 몸에 부착되어 지지되며 조끼와 같이 옷감으로 만들 수도 있고, 보조기기 등과 같이 플라스틱으로 만들 수도 있다. 상기 레일(700)은 상기 웨이트(600)가 슬라이드 이동 가능하게 하는 경로를 제공하는 역할을 한다. 즉, 상기 웨이트(600)는 상기 레일(700)에 대응하여 레일(700)에 맞물려서 슬라이드 이동할 수 있는 부분이 형성되어 있으며, 상기 웨이트(600)은 레일에 (700)에 끼워져 수직레일(700A, 700C)를 따라 상하방향으로 이동 가능하고, 수평레일(700B)를 따라 좌우방향으로 이동 가능하게 된다. 상기 수직레일(700A, 700C)은 수평방향에서 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 수평레일(700B)은 수직방향으로 적어도 하나 이상 형성된다.

또한, 도시되어 있지는 않지만, 상기 레일(700)과 상기 웨이트(600)은 서로 고정할 수 있는 스크류 등과 같은 고정기구를 가지고 있으며, 이러한 고정기구를 통해 상기 레일(700)과 상기 웨이트(600)이 고정될 경우에 상하방향과 좌우방향의 움직임이 제한된다.

상기 수평레일(700B)은 발란스보정장치(500)의 앞면(500A)과 뒷면(500B)에서 서로 연속적으로 연결되도록 구성될 수도 있으며, 허리라인을 따라 연장되는 것이 바람직하다. 상기 수직레일(700B, 700C)은 사람의 척추를 따라 연장되는 것이 바람직하다.

도 31을 참조하면, 상기 발란스 보정장치(500)는 제어부(900A)와, 상술한 9축센서와 같은 센서부(900B)와, 상기 웨이트에 내장된 모터엑츄에이터부(600A)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(900A)는 상술한 정보처리장치(200)의 기능 즉 발란스보정프로그램을 내장하고 있으며, 상술한 균형장애 특정, 웨이트사이즈 결정, 웨이트 부착위치 결정, 신체중심위치 산출, COG값 요동도 산출 기능 등을 가지고 있다.

이 경우, 상기 웨이트(600)는 상기 레일(700)을 따라 이동할 수 있는 모터엑츄에이터를 내장하고 있으며, 상기 제어장치(900)로부터 유선 또는 무선으로 전송된 제어 신호에 따라 상기 레일(700)을 통해 이동 가능하도록 구성된다. 유선의 경우엔 레일을 통해 모터엑츄에이터에 제어신호를 전송할 수도 있다.

환자가 보행 시 또는 서있는 때 9축센서와 같은 센서부(900B)는 환자의 측정값 (예를 들면, Yaw, Pitch, Roll 각도)를 실시간 측정하여 제어부(900A)에 전송한다. 상기 제어부(900A)는 환자의 측정값 (Yaw, Pitch, Roll 각도)이 정상적인 범위(NR) 내에 있는지를 실시간 판단하고, 측정값이 정상적인 범위(NR)로부터 벗어날 경우 대응하는 방향과 웨이트사이즈를 계산하여 해당 웨이트사이즈의 웨이트(600)의 모터엑츄에이터(600A)를 구동하여 발란스 보정위치로 이동시킴으로써 실시간 발란스를 보정하도록 한다. 이러한 발란스 보정동작은 환자가 이동하는 동안 계속 이루어진다.

또한, 상기 제어부(900A)는 환자의 보행 시 또는 서있는 때에 환자의 떨림(COG값 요동도 또는 Yaw, Pitch, Roll 각도의 요동도)를 측정하여 환자의 떨림을 보정하도록 웨이트(600)을 이동시킬 수 있다. 이 경우, 상기 레일(700)은 한 쌍의 레일이 양방향 이동이 가능하도록 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 모터엑츄에이터의 이동을 통한 웨이트(600)의 이동이 방해받지 않도록 레일(700)을 터널처럼 덮을 수 있는 원통형 또는 사각형통형의 레일 하우징이 구비될 수도 있다.

이러한 구성의 발란스/떨림 보정장치에 따르면, 환자의 발란스/떨림을 실시간 보정하므로 환자의 발란스/떨림을 크게 개선할 수 있다.

상기 웨이트(600)가 제어부(900A)로부터의 제어신호에 따라 상기 엑츄에이터(600A)에 따라 이동되는 구성에 있어서, 환자가 상기 발란스보정장치(500)을 처음으로 착용할 경우, 상기 제어부(900A)는 각 방향에서의 웨이트사이즈의 퍼센트와 웨이트배치위치를 상술한 방법을 이용하여 자동으로 결정하고 결정된 각 방향에서의 웨이트사이즈의 퍼센트와 웨이트배치위치에 따라 상기 웨이트(600)을 엑츄에이터(600A)를 통해 이동시킨다.

그 후, 상기 제어부(900A)는 환자의 상기 측정값 (예를 들면, Yaw, Pitch, Roll 각도)이 정상범위(NR) 내에 있는지를 지속적으로 모니터하고 상술한 바와 같이 발란스보정절차를 수행한다.

상기 발란스보정장치(500)에 기본적으로 포함되는 총웨이트사이즈는 환자의 몸무게의 3% 이하로 하는 것이 바람직하다.

또 다른 예로써 액체 물질 (liquid)이 상기 웨이트(600)으로써 사용될 수 있다. 도 31은 본 개시에 따른 발란스보정장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.

발란스보정장치(1000)의 앞면(1000A)과 뒷면(1000B)으로 구성되어 있다. 앞면(1000A)과 뒷면(1000B)은 각각 구조체(800)와 상기 구조체(800)의 내측에 고정되는 적어도 하나의 액체채널(2100)과, 상기 액체채널(2100)에 연결된 적어도 하나의 액체포켓(2200)과, 상기 액체포켓(2200)에 대응하여 배치되는 적어도 하나의 펌프(2300), 및 액체물질(2400)으로 이루어 진다.

상기 구조체(800)는 환자의 몸에 부착되어 지지되며 조끼와 같이 옷감으로 만들 수도 있고, 보조기기 등과 같이 플라스틱으로 만들 수도 있다.

상기 액체채널(2100)은 상기 액체물질(2400)이 이동 가능하게 하는 경로를 제공하는 역할을 한다. 상기 액체채널(2100)은 상기 액체물질(2400)이 수직 또는 수평방향으로 이동 가능하도록 적어도 하나의 수직채널(2100A)과 적어도 하나의 수평채널 (2100B)로 이루어져 있으며, 상기 액체물질(2400)이 양방향으로 이동 가능하도록 상기 수직채널(2100A) 및 상기 수평채널(2100B) 각각으로써 한 쌍의 채널이 형성되는 것이 바람직하다. 앞면(1000A)에 있는 수평채널(2100B)와 뒷면(1000B)에 있는 수평채널(2100B)은 서로 연결되도록 구성될 수 있다.

상기 펌프(2300)는 제어부(2000A)로부터의 제어신호에 따라 상기 액체포켓(2200)들 상이에서 상기 액체물질(2400)이 이동시키는 역할을 한다.

상기 액체포켓(2200)은 상기 액체물질(2400)을 저장하며, 상술한 도 6에 도시된 영역 또는 부영역의 위치와 개수에 대응하도록 형성될 수 있다.

상기 발란스 보정장치(1000)은 제어부(2000A)와, 상술한 9축센서와 같은 센서부(2100B)와, 상술한 정보처리장치(200)의 기능을 실현할 수 있는 프로그램, 즉, 발란스보정프로그램을 저장하는 저장부(미도시)를 포함한다.

상기 제어부(2000A)는 상기 프로그램을 실행함으로써 상술한 균형장애 특정, 웨이트사이즈 결정, 웨이트 부착위치 결정, 신체중심위치 산출, COG값 요동도 산출 기능 등을 가지고 있다.

상기 펌프(2300)은 각 액체포켓(2200)에 대응하여 설치되는 것이 바람직하며, 상기 제어부(2000A)로부터 유무선을 통해 전송된 제어신호에 따라 웨이트인 상기 액체물질(2400)을 상기 액체포켓(2200)에 주입하거나 상기 액체포켓(2200)로부터 배출하는 역할을 한다.

상기 제어신호는 상기 제어부(2000A)로부터 상기 펌프(2300)로, 예를 들면, 블루투스를 이용하여 무선 전송할 수 있으며, 상기 액체채널(2100)을 유선 전송로로 이용하여 유선 전송할 수도 있다.

환자가 보행 시 또는 서있는 때, 9축센서와 같은 센서부(2100B)는 환자의 측정값 (예를 들면, Yaw, Pitch, Roll 각도)를 실시간 측정하여 제어부(2000A)에 전송한다. 상기 제어부(2000A)는 환자의 측정값 (Yaw, Pitch, Roll 각도)이 정상적인 범위(NR) 내에 있는지를 실시간 판단하고, 측정값이 정상적인 범위(NR)로부터 벗어날 경우 대응하는 방향과 웨이트사이즈를 계산하여 상기 펌프(2300)을 구동하여 해당 웨이트사이즈의 액체물질(2400)을 발란스 보정위치로 이동시킴으로써 실시간 발란스르 보정하도록 한다. 이러한 발란스 보정동작은 환자가 이동하는 동안 계속 이루어 진다.

또한, 상기 제어부(2000A)는 환자의 보행시 또는 서있는 때에 환자의 떨림(COG값 요동도 또는 Yaw, Pitch, Roll 각도의 요동도)를 측정하여 환자의 떨림을 보정하도록 액체물질(2400)을 이동시킬 수 있다.

상기 액체물질(2400)가 제어부(900A)로부터의 제어신호에 따라 상기 엑츄에이터(600A)에 따라 이동되는 구성에 있어서, 환자가 상기 발란스보정장치(1000)를 처음으로 착용할 경우, 상기 제어부(2000A)는 각 방향에서의 웨이트사이즈의 퍼센트(%)와 웨이트배치위치를 상술한 방법을 이용하여 자동으로 결정하고 결정된 각 방향에서의 웨이트사이즈의 퍼센트와 웨이트배치위치에 따라 상기 액체물질(2400)을 펌프(2300) 구동을 통해 이동시킨다.

그 후, 상기 제어부(2000A)는 환자의 상기 측정값 (예를 들면, Yaw, Pitch, Roll 각도)이 정상범위(NR) 내에 있는지를 지속적으로 모니터하고 상술한 바와 같이 발란스보정절차를 수행한다.

상기 발란스보정장치(1000)에 기본적으로 포함되는 총웨이트사이즈는 환자의 몸무게의 3%이하로 하는 것이 바람직하다.

도 28는 도 23 내지 도 27에 나타난 과정을 통해 웨이트 사이즈와 웨이트 부착위치를 결정하여 발란스 보정 조끼를 제작하는 과정을 나타내는 순서도이다.

스텝S410에서, 환자가 상기 신체중심 측정 장치(100)의 지지판(10C)위에 올라 갔을 때, 소정기간 동안 소정시간 단위로 신체중심값(즉, COG값(CGx,CGy))을 구하고, 도 23와 같은 신체중심값 분포도를 작성한다.

스텝S420에서, 신체중심값 분포도에서 정상범위(NR) 내의 COG값을 제외한 비정상적인 COG값들의 분포도를 작성한다.

스텝S430에서, 설정된 소정개수의 방향에서 비정상적인 COG값들 중 환자의 발란스에 영향을 주는 대표적인 보정 대상 COG값들을 추출한다.

스텝S440에서, 대표적인 보정 대상 COG값들의 무게값에서 정상범위(NR)에 속하는 무게값을 감산하여 해당방향에서 보상해야 할 웨이트 사이즈(W_com)를 구한다.

스텝S450에서, 제 1웨이트사이즈(W1)과 상기 제 2웨이트 사이즈(W2)의 범위를 고려하여 최종적으로 해당방향에서 보상해야 할 웨이트 사이즈 구한다. 스텝S440에서 구한 해당방향에서 보상해야 할 웨이트 사이즈(W_com)가 제 1웨이트사이즈(W1)과 상기 제 2웨이트 사이즈(W2)의 범위 내에 포함될 경우, 스텝S450은 생략할 수도 있다.

스텝S460에서, 환자의 COG값 요동도를 고려하여 부착위치 내에서 결정된 웨이트사이즈의 분포를 조절하여 환자의 떨림을 정상범위 내로 줄인다.

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 여러 가지 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 일 예이며, 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.

또한, 발란스 보정을 위주로 설명하였으나, 상술한 신체중심 측정장치(100)와 정보처리장치(200)에서 떨림을 측정하고 보정하는 기능만을 구현한 장치 또는 시스템이 별도로도 구현될 수도 있다. 이 경우에도 본 발명의 범위에 속하는 것은 당업자에 의해 당연한 것이다.

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

Claims

신체의 일부의 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 나타내는 측정값을 취득하는 센서장치; 및
상기 센서장치의 상기 측정값을 바탕으로 상기 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 보정하기 위한 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 산출하여 출력하는 정보처리장치;
를 포함하는 발란스 보정 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 센서장치는 신체의 일부에 부착되고 가속도 센서와 자이로 센서 중 적어도 하나의 센서 기능을 가지고 있는 발란스 보정 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 센서장치는 몸통에 부착되고, 상기 측정값은 몸통의 앞뒤방향 및 좌우방향에서의 상기 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 나타내는 발란스 보정 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 정보처리장치는 복수의 방향에서 상기 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 보정하기 위한 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 산출하여 출력하는 발란스 보정 시스템.
제 4항에 있어서,
상기 정보처리장치는 상기 복수의 방향에서 얻어진 상기 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 나타내는 측정값들 중 각 방향에서의 대표값을 구하고, 상기 대표값을 바탕으로 상기 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 산출하여 출력하는 발란스 보정 시스템.
제 5항에 있어서,
상기 정보처리장치는 상기 균형 및 떨림 중 적어도 하나의 측정값들이 정상에 해당하는 것인지를 나타내는 정상범위를 설정하고, 상기 정상범위 밖의 측정값들 중에서 상기 대표값을 구하는 발란스 보정 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 측정값은 몸통의 앞뒤방향 및 좌우방향에서의 상기 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 나타내고, 상기 앞뒤방향에서의 상기 정상범위와 상기 좌우방향에서의 상기 정상범위는 서로 다른 발란스 보정 시스템.
제 5항에 있어서,
상기 신체의 일부를 지지하고, 상기 정보처리장치가 취득한 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나를 나타내는 정보에 기반하여 자극물이 부착된 발란스 보정 장치를 더 포함하는 발란스 보정 시스템.
제 8항에 있어서,
상기 발란스 보정 장치는 상기 복수의 방향에 대응하는 복수의 영역을 상기 자극물의 배치위치로서 가지고 있고, 상기 정보처리장치는 상기 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 상기 복수의 영역에 대응하도록 출력하는 발란스 보정 시스템.
제 5항에 있어서,
상기 대표값의 크기는 상기 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나에 대응하는 발란스 보정 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 센서장치와 상기 정보처리장치는 무선통신을 통해 연결되고, 상기 센서장치는 보행중에 상기 측정값을 취득하는 발란스 보정 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 센서장치의 상기 측정값을 바탕으로 상기 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 보정을 위한 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나가 동적으로 조정되는 발란스 보정 시스템
제 1항에 있어서,
상기 정보처리장치에서 산출된 다수의 정보 중 적어도 두명의 신체에서 산출 된 정보를 저장하는 저장장치;
를 더 포함하는 발란스 보정 시스템.
신체의 적어도 일부의 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 나타내는 측정값을 취득하는 센서장치를 신체의 적어도 일부에 부착하는 단계;
서 있는 중 또는 보행 중에 신체의 적어도 일부의 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 나타내는 측정값을 취득하는 단계; 및
상기 센서장치의 상기 측정값을 바탕으로 상기 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 보정하기 위한 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 산출하여 출력하는 단계;
를 포함하는 발란스 보정 방법.
제 14항에 있어서,
상기 센서장치는 복수의 방향에서 상기 측정값을 측정하고,
상기 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나를 나타내는 정보는 상기 복수의 방향에 대응하여 산출되는 것인 발란스 보정 방법.
제 15항에 있어서,
상기 신체의 일부를 지지하며, 상기 복수의 방향에 대응하는 복수의 영역을 상기 자극물의 배치위치로서 가진 발란스 보정 장치에 상기 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 바탕으로 상기 복수의 영역 중 적어도 하나에 자극물을 부착하는 단계를 더 포함하는 발란스 보정 방법.
제 16항에 있어서,
상기 측정값을 취득하는 단계는 몸통의 앞뒤방향 및 좌우방향에서의 상기 균형 및 떨림 중 적어도 하나를 나타내는 측정값을 취득하는 것을 특징으로 하는 발란스 보정 방법.
제 15항에 있어서,
상기 측정값은 소정시간동안 취득되고,
상기 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 산출하여 출력하는 단계는 상기 소정시간동안 취득한 측정값들 중 상기 복수의 방향 각각에서 대표값을 추출하고, 상기 대표값을 바탕으로 상기 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 산출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 발란스 보정 방법.
제 18항에 있어서,
상기 대표값의 크기는 상기 자극물의 사이즈 및 배치위치 중 적어도 하나에 대응하는 발란스 보정 방법.