KR20200050101A

KR20200050101A - 하지부동 측정을 위한 보조도구 및 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법

Info

Publication number: KR20200050101A
Application number: KR1020180132651A
Authority: KR
Inventors: 채동식; 강경일
Original assignee: 가톨릭관동대학교산학협력단
Priority date: 2018-11-01
Filing date: 2018-11-01
Publication date: 2020-05-11
Also published as: KR102174173B1; WO2020091359A1

Abstract

본 발명은 하지부동 측정을 위한 보조도구 및 스마트 폰 등을 이용하여 이를 착용한 착용자의 하지부동 정도를 측정하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 하지부동 측정용 보조도구는 일정 길이를 갖는 띠 형상으로 형성되어 인체의 요부에 착용되는 제1 벨트 본체; 및 상기 제1 벨트 본체에 구비되고, 상기 제1 벨트 본체의 길이 방향을 따라 위치의 이동이 가능하도록 구비되는 한 쌍의 제1 마커;를 구비한다.
본 발명에 따른 보조도구는 간편하게 촬영함으로써 스마트폰 등을 이용하여 하지부동의 정도를 측정함에 있어서 필요한 정보를 획득할 수 있도록 하며, 또한 본 발명에 따른 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법은 하지부동의 정도 이외에도 하지부동의 원인 또는 하지부동에 기인하여 발생할 수 있는 척추 측만증 정도를 판단할 수 있도록 하고, 이와 함께 임시적으로 하지부동을 교정할 수 있는 깔창의 높이 등의 교정관련 정보를 제공할 수 있다.

Description

하지부동 측정을 위한 보조도구 및 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법{An auxiliary tool for measurement of leg length discrepancy and measurement method of leg length discrepancy using smart terminal}

본 발명은 하지부동 측정을 위한 보조도구 및 스마트 폰 등을 이용하여 이를 착용한 착용자의 하지부동 정도를 측정하는 방법에 관한 것이다.

다리 길이가 차이가 나는 것을 하지 부동이라하는데, 한 쪽의 다리가 다른쪽에 비하여 길거나 짧은 것을 말한다. 성장기에 일시적으로 조금의 차이가 나는 것은 드물지 않은 일이나, 길이의 차이가 약 2cm 이상이라면 임상적인 문제가 있을 수 있다.

골의 성장 변화에 의하여 하지 부동이 일어나게 되는데, 이는 골절, 감염, 종양 또는 다른 알려지지 않은 이유에 의해서도 가능하며, 드물게는 선천성 마곡족, 또는 다른 골격계 증후군(syndrome)과 함께 선천적으로 동반하기도 한다.

하지부동의 정도가 2cm 이하인 경우에는 특별한 치료가 필요치 않으나, 2cm 부터 5cm에 이르는 경우에는 짧은 쪽 다리의 신발굽을 높이거나 뼈의 성장이 끝난 시점에 정상 다리의 성장판이 자라지 못하도록 하는 수술을 시행할 수 있다. 일반적으로 하지부동의 정도가 3 내지 5cm 이상인 경우에는 하지연장술을 시행할 수 있다. 일자형, 혹은 우너통형 외고정장치를 뼈에 고정시키고 서서히 늘이게 된다.

다만, 이와 같이 병원에서의 정밀 진단과 치료에는 시간 및 비용이 소모되며, 병원에서의 진단 및 치료 이전에 임시적으로 간편하게 진행할 수 있는 하지부동의 측정방법이 필요하다.

이러한 다리 길이를 측정하는 기술의 일 예로서, 등록실용 20-0470728호 "다리길이 차이 측정장치"(이하 선행기술 1이라 함)를 들 수 있다.

선행기술 1은 하지부동의 정도를 직접적으로 측정하는 도구에 대하여 기재하고 있으나, 휴대 등이 불편하고 하지부동의 수치에 따른 정보 이외에는 얻을 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은 간편한 방법으로 하지부동의 정도를 측정하는 보조도구 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 하지부동의 정도 이외에도 하지부동에 기인하여 발생할 수 있는 측방 골반 뒤틀림 또는 척추 측만증 정도를 제공하는 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 이와 같이 제공되는 정보와 함께 임시적으로 하지부동을 교정할 수 있는 깔창의 높이 등의 교정관련 정보를 제공하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 하지부동 측정용 보조도구는 일정 길이를 갖는 띠 형상으로 형성되어 인체의 요부에 착용되는 제1 벨트 본체 및 상기 제1 벨트 본체에 구비되고, 상기 제1 벨트 본체의 길이 방향을 따라 위치의 이동이 가능하도록 구비되는 한 쌍의 제1 마커를 구비한다.

또한 일정 길이를 갖는 띠 형상으로 형성되어 인체의 대퇴부측 다리에 착용되는 제2 벨트 본체와, 상기 제2 벨트 본체에 구비되는 제2 마커를 구비하는 한 쌍의 제2 벨트; 및 띠 형상으로 형성되어 상기 제1 벨트 본체의 양측면에 일 단부가 연결되고, 타 단부는 상기 제2 벨트에 연결되는 연결부재;를 포함할 수 있다.

또한 상기 연결부재는 상기 제1 벨트와 상기 제2 벨트 사이에서 길이 조정이 가능하도록 형성될 수 있다.

또한 상기 제1 마커 및 상기 제2 마커는 발광소자, 일정한 색으로 구분되는 컬러마커 및 특정 모양으로 형성되는 형상마커 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

상기의 하지부동 측정용 보조도구를 착용한 착용자에 대하여 하지부동 정도를 측정하는 방법으로서, 상기 제1 벨트를 착용한 착용자의 양 전상장골극에 대응하는 위치에 상기 한 쌍의 제1 마커를 각각 이동시키는 제1 단계; 스마트 단말의 카메라부를 이용하여 상기 제1 벨트를 착용한 착용자를 촬영하는 단계; 상기 스마트 단말이 상기 한 쌍의 제1 마커를 잇는 선분과 수평선의 각도인 제1 각도를 산출하는 제3 단계; 및 상기 스마트 단말이 상기 산출된 제1 각도로부터 측방 골반 뒤틀림(pelvic obliquity) 및 하지부동 정도의 추정치 중 적어도 어느 하나를 산출하는 제4 단계:를 포함한다.

또한 상기 제1 단계에서, 상기 착용자가 상기 제2 벨트를 착용한 상태에서 상기 제2 마커들을 상기 착용자의 대퇴골 대전자부에 대응하는 위치로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 제3 단계에서, 상기 스마트 단말이 상기 제2 마커들을 잇는 선분과 수평선이 이루는 각도인 제2 각도를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 제2 각도를 반영하여 상기 제1 각도를 보정 또는 검증하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 스마트 단말은 산출된 측만증 정도 및 하지부동 정도의 추정치에 대응하는 하지 부동 임시 교정을 위한 교정 깔창의 높이를 제공하는 제5 단계를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 제5 단계는, 상기 촬영된 착용자의 이미지로부터 상기 한 쌍의 제1 마커 각각으로부터 대응하는 위치의 다리 단부까지 길이를 산출하는 제5-1 단계; 및 상기 산출된 다리 단부까지의 길이들을 비교하여 상기 교정 깔창의 높이를 산출하는 제5-2 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 보조도구는 간편하게 촬영함으로써 스마트폰 등을 이용하여 하지부동의 정도를 측정함에 있어서 필요한 정보를 획득할 수 있도록 한다.

또한 본 발명에 따른 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법은 하지부동의 정도 이외에도 하지부동의 원인 또는 하지부동에 기인하여 발생할 수 있는 척추 측만증 정도를 판단할 수 있도록 하고, 이와 함께 임시적으로 하지부동을 교정할 수 있는 깔창의 높이 등의 교정관련 정보를 제공할 수 있다.

즉, 다리길이를 직접 산출하지 않거나 부수적으로 산출하면서도 간단한 방법으로 하지부동의 정도 및 척추 측만증의 정도를 산출하여 병원에서의 정밀 진단 전까지 임시적으로 하지부동을 교정할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하지부동 측정용 보조도구를 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법을 나타내는 순서도이다.
도 3 내지 도 6은 하지부동을 측정하기 위한 기초 정보로서의 인체의 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 하지부동 측정방법의 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법을 나타내는 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.

도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 하지부동 측정용 보조도구를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하지부동 측정용 보조도구를 나타내는 개략적인 사시도이다.

본 발명에 따른 하지부동 측정용 보조도구(100)는 제1 벨트(110), 연결부재(150) 및 제2 벨트(200)를 포함한다.

제1 벨트(110)는 본체가 인체의 요부에 착용가능 하도록 일정 길이를 갖는 띠 형상으로 형성된다. 제1 벨트(110)의 본체는 착용이 간편하도록 일반적인 벨트의 버클 등을 구비하는 것도 가능하며 탄성부재로 형성되어 늘어난 상태에서 착용할 수 있도록 형성하는 것도 가능하다. 즉, 제1 벨트(110)는 다양한 형태 및 구성을 통하여 인체의 허리에 착용할 수 있도록 하며, 그 구성면에서의 특별한 제한은 없다.

제1 벨트(110)의 본체에는 한 쌍의 제1 마커(111)가 구비된다. 제1 마커(111)는 제1 벨트(110)의 길이 방향을 따라 이동함으로써 수평 위치를 이동시킬 수 있도록 구비된다. 마찬가지로 제1 마커(111)는 클립 방식이나, 제1 벨트(110)의 둘레를 싸는 별도의 부재를 이용하여 구현하는 것도 가능하며 특별한 구성면에서의 제한은 없다.

제2 벨트(200)는 제1 벨트(110)와 마찬가지로 일정 길이를 갖는 띠 형상으로 형성되어 인체의 다리 대퇴부측에 착용될 수 있도록 한다. 제2 벨트(200)는 좌우측 다리에 대응하도록 한 쌍으로 구비되며, 각각의 제2 벨트(200)에는 하나씩의 제2 마커(210)가 구비된다. 제1 마커(111) 하나에는 하나의 제2 벨트(200)가 대응한다.

연결부재(150)는 한 쌍으로 구비되며, 각각 띠 형상으로 형성된다. 연결부재(150)는 일 단부측은 제1 벨트(110)의 양측면에 각각 연결되고, 타 단부측은 제2 벨트(200)에 연결된다. 연결부재(150)는 스트랩 등의 길이를 조절하기 위한 길이조절부들을 포함할 수 있다.

한편, 제1 마커(111) 및 제2 마커(210)들은 각각 촬영된 이미지 상에서의 구분이 가능하도록 구비된다. 즉, 제1 마커(111) 및 제2 마커(210)들은 발광소자를 포함하거나, 이미지 상에서 구분이 가능하도록 일정한 색으로 형성되는 컬러마커이거나 특정 형상으로 형성되는 형상마커일 수 있으며, 이들의 조합으로도 형성될 수 있다.

예를 들어, 형상 및 색의 조합에 의한 마커의 경우, 촬영된 이미지의 화소값 분석을 통하여 이미지 상에서의 제1 마커(111) 및 제2 마커(210)들의 위치를 산출할 수 있다.

도 2 내지 도 8을 참조하여 일 실시예에 따른 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법을 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법을 나타내는 순서도이고, 도 3 내지 도 6은 하지부동을 측정하기 위한 기초 정보로서의 인체의 구조를 설명하기 위한 개략도이며, 도 7은 일 실시예에 따른 하지부동 측정방법의 원리를 설명하기 위한 개략도이다. 또한 도 8은 다른 실시예에 따른 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법은 상술한 하지부동 측정용 보조도구를 착용한 착용자에 대하여 하지부동 정도를 측정하는 방법에 관한 것이다.

스마트 단말은 일반적인 스마트폰 등이 이에 해당할 수 있으며, 이하의 하지부동 정도를 측정하는 방법은 스마트폰의 카메라부를 이용하는 어플리케이션으로 구현할 수 있다. 즉, 이하의 하지부동 정도를 측정하거나 관련 정보를 제공하는 것은 스마트폰의 어플리케이션의 촬영 이미지 분석 및 분석 결과의 처리로부터 얻을 수 있다.

본 실시예에 따른 하지부동 측정방법은 상기 제1 벨트를 착용한 착용자의 양 전상장골극에 대응하는 위치에 상기 한 쌍의 제1 마커를 각각 이동시키는 제1 단계(S10), 스마트 단말의 카메라부를 이용하여 상기 제1 벨트를 착용한 착용자를 촬영하는 제2 단계(S20), 상기 스마트 단말이 상기 한 쌍의 제1 마커를 잇는 선분과 수평선의 각도인 제1 각도를 산출하는 제3 단계(S30) 및 상기 스마트 단말이 상기 산출된 제1 각도로부터 측만증 정도 및 하지부동 정도의 추정치 중 적어도 어느 하나를 산출하는 제4 단계(S40)를 포함한다.

구체적으로 제1 단계(S10)에서는 앞서 설명한 바와 같이, 보조 도구를 착용한 착용자를 대상으로 제1 마커와 제2 마커를 정위치로 세팅한다.

도 3에 도시된 바와 같이 전상장골극(ASIS)은 장골의 전면 윗부분에 위치하는 전면을 향하여 돌출된 부분으로서 인체 골격 중 그 위치를 촉감에 의하여 용이하게 찾을 수 있는 부분에 해당한다. 일반적인 정상인의 경우 골반 양측에서 전면을 향하여 돌출된 부분을 쉽게 인지할 수 있으며, 정상적인 경우 두 전상장골극을 잇는 선분은 수평선에 대하여 평행하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 대퇴골은 인체 중 넙적다리의 뼈를 의미하며, 대퇴골 중 측면방향으로 돌출된 돌기를 대퇴골 대전자부라 한다.

한편, 도 5를 참조하여 설명하면, 요추 5번(L5)은 요추 중 제일 하부에 위치하는 부분으로서 골반의 측방 뒤틀림이 발생하면 요추 5번(L5)의 기울어짐이 발생하며 이는 척추 측만증을 유발할 수 있다.

도 6을 참조하여 설명하면, 제1 마커는 앞서 설명한 전상장골극(ASIS, P1)에 각각 위치하도록 이동을 시키며, 제2 마커는 대퇴골 대전자부(P2)에 대응하는 위치로 이동을 시킨다.

제2 단계(S20)에서는 스마트 폰 등의 스마트 단말을 이용하여 착용자의 이미지를 촬영한다. 이 때 상술한 제1 마커 및 제2 마커가 모두 포함되도록 촬영을 하여야 하며, 인체의 다리가 모두 포함되도록 촬영하는 것이 바람직하다.

제3 단계(S30)에서는 촬영된 이미지로부터 제1 각도(θ2)를 산출한다. 제1 각도(θ2)는 한 쌍의 제1 마커를 잇는 선분(P1-P1)과 수평선의 각도를 의미하며, 이러한 제1 각도(θ2)로부터 정면 또는 후면 기준 요추 5번(L5)의 수평각도(θ1)로 추정되거나, 약간의 보정을 통하여 요추 5번(L5)의 수평각도(θ1)를 산출하는 기초 데이터로서 활용될 수 있다.

또한 제3 단계에서는 추가적으로 스마트 단말이 제2 마커들을 잇는 선분(P2-P2)과 수평선이 이루는 각도인 제2 각도를 산출할 수 있다. 산출된 제2 각도를 반영하여 앞서 산출된 제1 각도를 보정하거나 검증하는데에 이용될 수 있다.

제4 단계(S40)에서는 스마트 단말이 산출된 제1 각도로부터 측만증 정도 및/또는 하지부동 정도의 추정치를 산출한다. 앞서 설명한 바와 같이 측만증 정도는 요추 5번이 휜 정도로부터 알 수 있다. 즉, 요추 5번의 각도는 측만증 원인이 되는 각도로서, 그 휜 정도는 위에서 설명한 바와 같이 양 전상장골극을 잇는 선분이 수평선에 대하여 이루는 각도로부터 추정할 수 있다.

하지부동의 정도는 전상장골극의 높이차로부터 추정할 수 있다. 즉 Sin(θ2)는 수평선을 기준으로 두 전상장골극의 높이차를 나타내는 수식이다. 이와 같은 계산식을 이용하여 하지부동의 정도를 추정할 수 있다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 도출된 정보를 활용하여 착용자가 임시로 활용할 수 있는 교정관련 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

제5 단계(S50)에서는 앞서 설명한 두 전상장골극의 높이차를 나타내는 식을 이용한 하지부동의 정도를 이용하여 임시로 교정할 교정 깔창등의 높이를 제시할 수 있으며, 추가적인 방법을 이용하여 이러한 정보를 제시하는 것도 가능하다.

예를 들어, 촬영된 착용자의 이미지의 영상처리를 통하여 좌측의 제1 마커와 해당 제1 마커의 하부에 위치하는 다리 단부까지 길이를 산출하고, 우측의 제1 마커와 해당 제1 마커의 하부에 위치하는 다리 단부까지 길이를 산출한다. 이어서 산출된 제1 마커들로부터 다리 단부까지의 길이들을 비교하여 교정 깔창의 높이를 산출할 수 있다. 이러한 방법의 경우 앞서 설명한 전상장골극의 높이차를 이용한 방법에 비하여 실제 다리길이를 반영할 수 있다는 차이가 있다. 한편, 다리의 단부, 즉 발바닥 또는 발가락의 위치는 촬영된 이미지의 이진화, 에지 추출 후 형상분석을 통하여 진행할 수 있으며, 다리의 단부 위치를 산출하는 경우 앞서 산출된 이미지 상에서의 전상장골극의 위치와 함께 활용하여 다리길이를 산출할 수 있다.

이와 같이 교정 깔창의 높이를 간편하면서도 신뢰성있도록 산출함으로써 후천적 장애들이 발생하거나 더 진행하는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양하게 구현될 수 있다.

100: 하지부동 측정용 보조도구
110: 제1 벨트
111: 제1 마커
150: 연결부재
200: 제1 벨트
210: 제2 마커

Claims

일정 길이를 갖는 띠 형상으로 형성되어 인체의 요부에 착용되는 제1 벨트 본체; 및
상기 제1 벨트 본체에 구비되고, 상기 제1 벨트 본체의 길이 방향을 따라 위치의 이동이 가능하도록 구비되는 한 쌍의 제1 마커;를 구비하는 하지부동 측정용 보조도구.
제1항에 있어서,
일정 길이를 갖는 띠 형상으로 형성되어 인체의 다리 대퇴부측에 착용되는 제2 벨트 본체와, 상기 제2 벨트 본체에 구비되는 제2 마커를 구비하는 한 쌍의 제2 벨트; 및
띠 형상으로 형성되어 상기 제1 벨트 본체의 양측면에 일 단부가 연결되고, 타 단부는 상기 제2 벨트에 연결되는 연결부재;를 포함하는 하지부동 측정용 보조도구.
제2항에 있어서,
상기 연결부재는 상기 제1 벨트와 상기 제2 벨트 사이에서 길이 조정이 가능하도록 형성되는 하지부동 측정용 보조도구.
제3항에 있어서,
상기 제1 마커 및 상기 제2 마커는 발광소자, 일정한 색으로 구분되는 컬러마커 및 특정 모양으로 형성되는 형상마커 중 적어도 어느 하나인 하지부동 측정용 보조도구.
제1항 내지 제5항에 따른 하지부동 측정용 보조도구를 착용한 착용자에 대하여 하지부동 정도를 측정하는 방법으로서,
상기 제1 벨트를 착용한 착용자의 양 전상장골극에 대응하는 위치에 상기 한 쌍의 제1 마커를 각각 이동시키는 제1 단계;
스마트 단말의 카메라부를 이용하여 상기 제1 벨트를 착용한 착용자를 촬영하는 단계;
상기 스마트 단말이 상기 한 쌍의 제1 마커를 잇는 선분과 수평선의 각도인 제1 각도를 산출하는 제3 단계; 및
상기 스마트 단말이 상기 산출된 제1 각도로부터 측만증 정도 및 하지부동 정도의 추정치 중 적어도 어느 하나를 산출하는 제4 단계:를 포함하는 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법.
제5항에 있어서,
상기 제1 단계에서,
상기 착용자가 상기 제2 벨트를 착용한 상태에서 상기 제2 마커들을 상기 착용자의 대퇴골 대전자부에 대응하는 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하는 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법.
제6항에 있어서,
상기 제3 단계에서,
상기 스마트 단말이 상기 제2 마커들을 잇는 선분과 수평선이 이루는 각도인 제2 각도를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 제2 각도를 반영하여 상기 제1 각도를 보정 또는 검증하는 단계를 더 포함하는 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법.
제5항에 있어서,
상기 스마트 단말은 산출된 측방 골반 뒤틀림(pelvic obliquity) 및 하지부동 정도의 추정치에 대응하는 하지 부동 임시 교정을 위한 교정 깔창의 높이를 제공하는 제5 단계를 더 포함하는 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법.
제8항에 있어서,
상기 제5 단계는,
상기 촬영된 착용자의 이미지로부터 상기 한 쌍의 제1 마커 각각으로부터 대응하는 위치의 다리 단부까지 길이를 산출하는 제5-1 단계; 및
상기 산출된 다리 단부까지의 길이들을 비교하여 상기 교정 깔창의 높이를 산출하는 제5-2 단계;를 포함하는 스마트 단말을 이용한 하지부동 측정방법.