KR20210049697A - 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법 - Google Patents

Abstract

전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법이 개시된다. 상기 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법은 적어도 하나의 센서를 포함하는 복수의 셀(cell)들로 구성되고, 사용자의 신체 일부에 착용되어 특정 부위의 손상된 근육에 전기자극을 가하는 패드 및 상기 적어도 하나의 센서의 동작을 동적 제어하여, 상기 패드에 가해지는 전기자극의 세기 및 범위를 조절하는 컨트롤러를 포함함으로써, 측정점 및 자극점이 군집 또는 분산된 다양한 패턴 배열을 적용하여 전기자극에 따른 특정 부위의 근육이 반응 정도를 지속적으로 측정 및 분석하고, 근육의 반응 정도가 일정 기준 이하로 측정될 경우 측정 범위 및 전기자극의 세기를 동적으로 재설정하여 사용자의 재활 효과를 향상시킨, 고성능, 고효율 및 고신뢰성의 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법을 제공할 수 있다.

Description

전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법{APPARATUS FOR SUPPORTING REHABILITATION AND METHOD FOR SUPPORTING REHABILITATION USING THE SAME}

본 발명은 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법에 관한 것으로, 측정점 및 자극점이 군집 또는 분산된 다양한 패턴 배열을 적용하여 근육의 손상 정도를 동적 측정하는, 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법에 관한 것이다.

오늘날, 재활 치료는 의사 또는 물리치료사 등의 전문 의료진의 관리 통제 하에 환자 별로 적절한 재활 치료 장치를 적용하여 치료하는 형태로 진행되고 있다.

일반적으로 재활 치료는 장기간 반복적으로 수행될 경우 치료 효과가 높으나, 한정된 의료 수가에 의해 충분한 시간을 할애하기는 어려운 실정이다.

이에, 종래에는 정보과학기술의 발전 및 사용자 중심의 사회 트랜드 변화에 의해, 별도의 의료기관의 방문 없이도 사용자의 정보를 수집하여 건강 서비스를 제공받는 다양한 디지털 재활 치료 장치가 등장하고 있다.

뇌졸증 등에 의한 근기능 손실을 재활하기 위한 종래의 재활 치료 장치로는 전기자극 기반의 재활 치료 장치가 제공되고 있다.

종래의 전기자극 기반 재활 치료 장치로는 재활 프로그램 컨텐츠와 게임화 솔루션을 통해 환자의 움직임을 돕는 기능을 수행하고, 밴딩 센서를 기반으로 환자의 움직임을 측정하여, 재활 프로그램을 게임화 하는 재활 치료 장치가 제공되고 있다.

그러나, 종래의 전기 자극 기반 재활 치료 장치는 환자의 상태에 따라 자동으로 초기화 하거나 치료도중 동적으로 설정을 바꾸기 어려우며, 환자의 상태 호전에 따른 측정 및 자극 부위와 세기의 동적 조정이 어려우므로, 의료진 또는 엔지니어의 도움을 받아 설정을 변경해야만 하는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고성능, 고효율 및 고신뢰성의 전기자극 기반의 재활 치료 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 고성능 고효율 및 고신뢰성의 전기자극 기반의 재활 치료 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치는 적어도 하나의 센서를 포함하는 복수의 셀(cell)들로 구성되고, 사용자의 신체 일부에 착용되어 특정 부위의 손상된 근육에 전기자극을 가하는 패드 및 상기 적어도 하나의 센서의 동작을 동적 제어하여, 상기 패드에 가해지는 전기자극의 세기 및 범위를 조절하는 컨트롤러를 포함한다.

이때, 상기 적어도 하나의 센서는, 근육에 전기자극을 가하는 자극 센서 및

상기 자극 센서의 전기자극 세기에 의한 근육의 반응 정도를 측정하는 측정 센서를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 컨트롤러는, 메모리(memory) 및 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(processor)를 포함하되, 상기 적어도 하나의 명령은, 사용자 정보를 획득하도록 하는 명령, 특정 신체 부위로의 상기 패드 착용을 돕기 위해 상기 사용자 정보를 출력시키도록 하는 명령, 외부로부터 동작 신호를 수신할 경우, 패턴 맵으로부터 적어도 하나의 상기 셀이 군집 또는 분산된 형태로 패턴화된 특정 패턴 배열을 선정하여, 상기 패턴 배열을 기준으로 상기 센서의 초기 설정 값을 설정하도록 하는 명령 및 상기 초기 설정 값에 따른 근육의 반응 정도를 측정하여, 상기 센서의 설정 값을 재조정하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.

또한, 상기 사용자 정보는, 사용자별 전기자극의 측정 세기 정보, 자극의 범위 정보, 착용 위치 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.

이때, 상기 사용자 정보는, 사전 저장된 사용자의 기존 정보를 활용하거나 또는 사용자로부터 신규 입력 받아 획득할 수 있다.

상기 센서의 초기 설정 값을 설정하도록 하는 명령은, 사용자로부터 상기 작동 신호 및 상기 패턴 배열 정보를 수신하도록 하는 명령, 상기 패턴 배열 내 셀(cell) 영역에 포함된 적어도 하나의 상기 센서로부터 전기자극의 세기에 따른 근육의 반응 정도를 측정하여, 적정 자극 세기를 설정하도록 하는 명령 및 상기 패턴 배열을 기준으로 전기자극의 범위를 넓히며 근육의 반응 정도를 측정하여, 측정 대상 범위를 설정하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.

이때, 상기 초기 설정 값에 따른 근육의 반응 정도를 측정한 측정 데이터는, 사용자별 개별 데이터로 분류되어 저장될 수 있다.

또한, 상기 센서의 설정 값을 재조정하여 획득한 실시간 측정 데이터 및 설정 데이터를 사용자의 개별 학습 모델을 생성 또는 갱신시키기 위한 훈련 데이터로 활용될 수 있다.

한편, 상기 센서의 설정 값을 재조정하도록 하는 명령에서는, MMT(Manual Muscle Testing) 등급표를 이용하여 상기 초기 설정 값에 따른 근육의 반응 정도 측정값을 분석함으로써 전기자극의 세기를 결정할 수 있다.

또한, 상기 센서의 설정 값을 재조정하도록 하는 명령에서는, 특정 기준값에서 전기자극의 세기를 점진적으로 증가시켜, 이에 따른 근육의 반응 정도의 변화에 따라 전기자극의 세기를 결정할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른, 적어도 하나의 센서를 포함하는 복수의 셀(cell)들로 구성되고, 사용자의 신체 일부에 착용되어 특정 부위의 손상된 근육에 전기자극을 가하는 패드 및 상기 적어도 하나의 센서의 동작을 동적 제어하여, 상기 패드에 가해지는 전기자극의 세기 및 범위를 조절하는 컨트롤러를 포함하는 전기자극 기반의 재활 치료 장치를 이용한 재활 치료 방법은, 사용자 정보를 획득하는 단계, 특정 신체 부위로의 상기 패드 착용을 돕기 위해 상기 사용자 정보를 출력시키는 단계, 외부로부터 동작 신호를 수신할 경우, 패턴 맵으로부터 적어도 하나의 상기 셀이 군집 또는 분산된 형태로 패턴화된 특정 패턴 배열을 선정하여, 상기 패턴 배열을 기준으로 상기 센서의 초기 설정 값을 설정하는 단계 및 상기 초기 설정 값에 따른 근육의 반응 정도를 측정하여, 상기 센서의 설정 값을 재조정하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 적어도 하나의 센서는, 근육에 전기자극을 가하는 자극 센서 및

상기 자극 센서의 전기자극 세기에 의한 근육의 반응 정도를 측정하는 측정 센서를 포함할 수 있다.

또한, 상기 사용자 정보는, 사용자별 전기자극의 측정 세기 정보, 자극의 범위 정보, 착용 위치 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.

이때, 상기 사용자 정보는, 사전 저장된 사용자의 기존 정보를 활용하거나 또는 사용자로부터 신규 입력 받아 획득할 수 있다.

한편, 상기 센서의 초기 설정 값을 설정하는 단계는, 사용자로부터 상기 작동 신호 및 상기 패턴 배열 정보를 수신하는 단계, 상기 패턴 배열 내 셀(cell) 영역에 포함된 적어도 하나의 상기 센서로부터 전기자극의 세기에 따른 근육의 반응 정도를 측정하여, 적정 자극 세기를 설정하는 단계 및 상기 패턴 배열을 기준으로 전기자극의 범위를 넓히며 근육의 반응 정도를 측정하여, 측정 대상 범위를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 상기 초기 설정 값에 따른 근육의 반응 정도를 측정한 측정 데이터는, 사용자별 개별 데이터로 분류되어 저장될 수 있다.

또한, 상기 센서의 설정 값을 재조정하여 획득한 실시간 측정 데이터 및 설정 데이터를 사용자의 개별 학습 모델을 생성 또는 갱신시키기 위한 훈련 데이터로 활용될 수 있다.

한편, 상기 센서의 설정 값을 재조정하는 단계에서는, MMT(Manual Muscle Testing) 등급표를 이용하여 상기 초기 설정 값에 따른 근육의 반응 정도 측정값을 분석함으로써 전기자극의 세기를 결정할 수 있다.

또한, 상기 센서의 설정 값을 재조정하는 단계에서는, 특정 기준값에서 전기자극의 세기를 점진적으로 증가시켜, 이에 따른 근육의 반응 정도의 변화에 따라 전기자극의 세기를 결정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법은 적어도 하나의 센서를 포함하는 복수의 셀(cell)들로 구성되고, 사용자의 신체 일부에 착용되어 특정 부위의 손상된 근육에 전기자극을 가하는 패드 및 상기 적어도 하나의 센서의 동작을 동적 제어하여, 상기 패드에 가해지는 전기자극의 세기 및 범위를 조절하는 컨트롤러를 포함함으로써, 측정점 및 자극점이 군집 또는 분산된 다양한 패턴 배열을 적용하여 전기자극에 따른 특정 부위의 근육이 반응 정도를 지속적으로 측정 및 분석하고, 근육의 반응 정도가 일정 기준 이하로 측정될 경우 측정 범위 및 전기자극의 세기를 동적으로 재설정하여 사용자의 재활 효과를 향상시킨, 고성능, 고효율 및 고신뢰성의 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치 내 패드의 이미지이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치 내 컨트롤러의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 방법 중 패드와 컨트롤러의 연동 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 방법 중 패드의 초기 설정 값을 설정하는 방법을 설명하기 위한 이미지이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법에서의 전기자극은 마비된 근육에 적절한 강도의 전기자극을 순차적으로 가하여 주어진 기능을 수행하도록 하는 치료 행위를 의미한다.

전기자극은 기능적 전기자극 및 신경근 전기자극을 포함할 수 있다. 기능적 전기자극은 근육을 움직이게 하는 전기 자극을 주어 근육이 제 기능을 할 수 있도록 돕는 것을 의미한다.

또한, 신경근 전기자극은 근육이 상부운동신경계와 단절된 뒤 나타나는 근위축을 방지하거나 지연시켜 근육의 기능이 퇴화하는 것을 막고, 근육이 가지는 본래의 운동 기능을 지속할 수 있도록 재교육하는 것을 의미한다.

기능적 전기 자극을 위한 구성 요소는 전극, 자극기, 조절기로 이루어진다. 전극의 형태는 단극 전극 및 쌍극 전극이 이용되며 부착방법에 따라 경피 자극에 사용되는 표면전극, 피하 혹은 근육 내로 삽입하여 사용하는 삽입 전극, 이식형 전극으로 나눌 수 있다.

또한 질병에 종류에 따라 다양한 전기자극 조절 치료가 가능하다. 그러나 의료진의 관리 통제가 없이 환자가 직접 착용하고 활용하기 위해서는 삽입이나 이식형이 아닌 표면전극 부착형 기반한 착용형 재활 치료 장치가 유리할 수 있다.

이에, 하기에서는 첨부한 도면들을 참조하여, 전기자극 기반의 착용형 재활 치료 장치에 대한 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 전기자극 기반의 재활 치료 장치(1000)는 전기자극을 이용한 치료용 기기일 수 있다.

실시예에 따르면, 전기자극 기반의 재활 치료 장치(1000)는 패드(1100) 및 컨트롤러(1500)를 포함할 수 있다. 패드(1100)에 대해서는 하기 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하겠다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치 내 패드의 이미지이다.

도 2를 참조하면, 패드(1100)는 사용자의 신체 일부에 부착 또는 착용될 수 있다.

실시예에 따르면, 패드(1100)는 부착형 밴드 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라, 골격 또는 근육 등 체형이 다른 다양한 사용자들이 제약 없이 용이하게 부착 또는 착용할 수 있다.

패드(1100)는 복수의 셀(cell)들이 배열된 형태로 제공될 수 있다.

실시예에 따르면, 패드(1100) 내 복수의 셀(cell)들은 8X3의 다중 배열 형태로 제공될 수 있다. 그러나, 개시된 바에 국한되지 않고, 패드(1100)는 사용자의 신체 내 부착 위치 및 범위에 따라 다양한 배열 형태로 제공될 수 있다.

패드(1100)의 복수의 셀(cell)들에는 적어도 하나의 센서 및 액추에이터가 포함될 수 있다.

실시예에 따르면, 패드(1100)의 셀(cell)에는 측정 센서 및 자극 센서가 포함될 수 있다.

여기서, 측정 센서는 사용자의 실시간 상태 및 근육의 피로도 또는 회복 속도를 측정하는 센서일 수 있다.

또한, 자극 센서는 사용자의 근육에 전기자극을 제공하는 센서일 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 자극 센서는 후술될 컨트롤러(1500)에 의해 세기가 조절된 전기자극을 손상된 근육에 제공함으로써, 상부 운동 신경계와 단절되어 발생하는 근위축을 방지하거나 지연시킬 수 있다. 다시 말하면, 자극 센서는 근육의 퇴화를 방지시키고, 근육이 가지는 본래의 운동 기능을 지속할 수 있도록 자극하는 역할을 수행할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 컨트롤러(1500)는 사용자로부터 적어도 하나의 정보를 입력 받아, 측정 센서 및 자극 센서의 동작을 제어할 수 있다. 다시 말하면, 컨트롤러(1500)는 사용자의 실시간 상태 정보를 수신하여, 사용자의 실시간 상태에 따라 패드(1000)의 동작을 동적 제어할 수 있다.

컨트롤러(1500)는 패드(1000)와 일체형으로 제공되거나 또는 분리되어 독립된 구성으로 제공될 수 있다.

실시예에 따르면, 컨트롤러(1500)는 컴퓨팅 보드, 모바일, 태블릿 PC, 데스크탑 PC 등 다양한 컴퓨팅 모듈로 제공될 수 있다.

컨트롤러(1500)에 대해서는 하기 도 3을 참조하여 구성별로 보다 자세히 설명하겠다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치 내 컨트롤러의 블록 구성도이다.

도 3을 참조하면, 전기자극 기반의 재활 치료 장치 내 컨트롤러(1500)는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(100) 및 상기 메모리의 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(200)를 포함할 수 있다.

또한, 전기자극 기반의 재활 치료 장치(1000) 내 컨트롤러(1500)는 송수신 장치(300), 입력 인터페이스 장치(400), 출력 인터페이스 장치(500), 저장 장치(600) 등을 더 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 전기자극 기반의 재활 치료 장치(1000)에 포함된 각각의 구성 요소들(100, 200, 300, 400, 500, 600)은 버스(bus, 700)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

컨트롤러(1500)의 상기 구성들(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) 중, 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

메모리(100)는 후술될 프로세서(200)에 의해 실행될 적어도 하나의 명령을 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 적어도 하나의 명령은, 사용자 정보를 획득하도록 하는 명령, 특정 신체 부위로의 상기 패드 착용을 돕기 위해 상기 사용자 정보를 출력시키도록 하는 명령, 외부로부터 동작 신호를 수신할 경우, 패턴 맵으로부터 적어도 하나의 상기 셀이 군집 또는 분산된 형태로 패턴화된 특정 패턴 배열을 선정하여, 상기 패턴 배열을 기준으로 상기 센서의 초기 설정 값을 설정하도록 하는 명령 및 상기 초기 설정 값에 따른 근육의 반응 정도를 측정하여, 상기 센서의 설정 값을 재조정하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.

프로세서(200)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.

프로세서(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 메모리(100)에 저장된 적어도 하나의 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다.

실시예에 따르면, 프로세서(200)는 메모리(100)에 저장된 적어도 하나의 명령에 따라 적어도 하나의 명령을 실행할 수 있다.

송신 장치(300)는 상기 프로세서(200)를 통해 실행되는 네트워크와 연결되어 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(300)는 I2C 통신, 시리얼 통신, 네트워크 통신 및 블루투스 통신 중 적어도 하나의 통신 환경을 제공할 수 있다.

입력 인터페이스 장치(400)는 사용자로부터 동작 신호를 수신하기 위한 인터페이스 장치일 수 있다. 예를 들면, 입력 인터페이스 장치(400)는 버튼 입력에 따른 입력 신호를 수신하거나 또는 음성 인식에 따른 입력 신호를 수신할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치를 설명하였다.

이하에서는 상기 전기자극 기반의 재활 치료 장치 내 컨트롤러의 프로세서 동작에 의해 실행되는 전기자극 기반의 재활 치료 방법을 설명하겠다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 4를 참조하면, 전기자극 기반의 재활 치료 장치 내 컨트롤러(1500)의 프로세서(200)는 사용자 정보를 획득할 수 있다(S1000).

일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 저장 장치(600)에 사전 저장된 사용자의 기존 정보를 사용자 정보로 활용할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 저장 장치(600)에 사전 저장된 사용자 정보가 없을 경우, 사용자로부터 적어도 하나의 정보를 신규 입력 받아 획득할 수 있다.

이후, 프로세서(200)는 사용자로부터 신규 입력 받은 적어도 하나의 정보는 저장 장치(600)에 저장할 수 있다.

프로세서(200)는 출력 인터페이스 장치(500)를 실행하여 사용자 정보를 출력할 수 있다(S2000). 이에 따라, 사용자는 출력된 사용자 정보를 바탕으로, 패드를 적절한 위치에 착용할 수 있다.

이후, 프로세서(200)는 사용자로부터 동작 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(200)는 패드의 동작을 위한 적어도 하나의 센서의 초기 설정 값을 설정할 수 있다(S3000). 다시 말하면, 프로세서(200)는 사용자로부터 동작 신호를 입력 받을 경우 패턴 배열, 측정 센서 및 자극 센서의 초기 설정 값 및 패턴 배열을 설정할 수 있다.

상기 센서의 초기 설정 값을 설정하는 단계에 대해서는 하기 도 4를 참조하여 보다 자세히 설명하겠다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 방법 중 패드와 컨트롤러의 연동 이미지이다.

도 5를 참조하면, 프로세서(200)는 송수신 장치(300)에 의해 패드와 연동될 수 있다. 이에 따라, 프로세서(200)는 센서의 초기 설정 값을 설정할 수 있다.

상기 패드 내 적어도 하나의 센서의 초기 설정 값을 설정하는 단계에 대해서는 하기 도 6을 참조하여 보다 자세히 설명하겠다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 방법 중 센서의 초기 설정 값을 설정하는 방법을 설명하기 위한 이미지이다.

도 6을 참조하면, 프로세서(200)는 패턴 맵을 이용하여 전기자극을 받고자 하는 셀(cell) 영역을 지정할 수 있다. 다시 말하면, 프로세서(200)는 패턴 맵을 이용하여, 전기자극을 받고자 하는 근육 측정 범위를 설정할 수 있다.

여기서, 패턴 맵은 측정 센서 및 자극 센서가 포함된 적어도 하나의 셀(cell)이 군집 또는 분산된 형태로 제공되는 적어도 하나의 패턴 배열(P1, P2, P3)을 포함할 수 있다.

프로세서(200)는 상기 적어도 하나의 패턴 배열(P1, P2, P3)을 출력 인터페이스 장치(500)에 출력하여, 사용자로부터 어느 하나의 패턴 배열을 선택받을 수 있다.

이후, 프로세서(200)는 선택된 패턴 배열을 기준으로, 상기 패턴 배열에 포함된 적어도 하나의 센서에 대한 근육의 반응 측정 범위 및 전기자극의 세기 값을 미세 조정할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전기자극의 세기를 낮은 강도에서 높은 강도로 점진적으로 높여 이에 따른 근육의 반응 정도를 측정함으로써, 전기자극의 적정 세기 값을 설정할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 선택된 패턴 배열을 기준으로 전기자극 범위를 점차 넓히며 근육의 반응 정도를 측정함으로써, 측정 대상 범위를 설정할 수 있다.

이후, 프로세서(200)는 측정된 적어도 하나의 측정값들을 저장 장치(600)에 저장할 수 있다. 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 적어도 하나의 측정값들을 사용자별로 분류하여 저장할 수 있다. 다시 말하면, 적어도 하나의 측정값들은 사용자의 개별 데이터로 구축될 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 프로세서(200)는 측정 센서로부터 측정된 사용자의 근육 반응 정도를 지속적으로 측정할 수 있다.

이후, 프로세서(200)는 특정 기준값과 측정값을 비교하여, 근육의 반응 측정 범위 및 전기자극의 세기를 재조정할 수 있다(S4000). 다시 말해, 프로세서(200)는 특정 기준값과 측정값을 비교하여, 상기 센서의 설정 값을 실시간으로 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 특정 기준값은 손목의 MMT(Manual Muscle Testing) 등급표로 제공될 수 있다. 이에 따라, 프로세서(200)는 MMT 등급표에 의해, 손상된 특정 부위의 근육을 치료하기 위한 전기자극의 세기를 조정할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전기자극의 강도를 점진적으로 증가시켜, 이에 따른 근육의 반응 측정값의 변화 정도를 분석하여 전기자극의 세기를 재조정할 수 있다.

종래의 전기자극 기반의 재활 치료 장치는 장치의 구동 중 설정 값의 동적 제어가 어려운 단점이 있다. 다시 말해, 종래의 전기자극 기반의 재활 치료 장치는 사용 전 초기 설정된 기준점 및 사용자의 가동범위 값을 치료 종료 시까지 유지해야 하는 단점이 있다.

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치(1000)는 치료 중에도 사용자의 근육 반응 정도를 실시간으로 측정 및 분석하여, 측정 범위 및 자극의 세기를 동적 조정함으로써, 사용자의 회복 능력을 실시간 반영하는 고성능, 고효율 및 고편의의 전기자극 기반의 재활 치료 장치를 제공할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 프로세서(200)는 치료가 종료될 경우, 치료 중 획득한 적어도 하나의 실시간 측정 데이터 및 설정 데이터들을 저장 장치(600)에 저장할 수 있다(S5000).

이후, 프로세서(200)는 저장 장치(600)에 저장된 적어도 하나의 데이터들을 바탕으로, 학습 모델을 생성하거나 또는 사전 생성된 학습 모델을 갱신할 수 있다(S6000). 다시 말해, 프로세서(200)는 상기 실시간 측정 데이터 및 설정 데이터를 사용자의 개별 학습 모델을 생성 또는 갱신시키기 위한 훈련 데이터로 활용할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 방법은 사용자별 맞춤형 치료를 제공할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법을 설명하였다.

본 발명의 실시예에 따른 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법은 적어도 하나의 센서를 포함하는 복수의 셀(cell)들로 구성되고, 사용자의 신체 일부에 착용되어 특정 부위의 손상된 근육에 전기자극을 가하는 패드 및 상기 적어도 하나의 센서의 동작을 동적 제어하여, 상기 패드에 가해지는 전기자극의 세기 및 범위를 조절하는 컨트롤러를 포함함으로써, 측정점 및 자극점이 군집 또는 분산된 다양한 패턴 배열을 적용하여 전기자극에 따른 특정 부위의 근육이 반응 정도를 지속적으로 측정 및 분석하고, 근육의 반응 정도가 일정 기준 이하로 측정될 경우 측정 범위 및 전기자극의 세기를 동적으로 재설정하여 사용자의 재활 효과를 향상시킨, 고성능, 고효율 및 고신뢰성의 전기자극 기반의 재활 치료 장치 및 이를 이용한 재활 치료 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.

실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1000: 재활 치료 장치 100: 메모리
200: 프로세서 300: 송수신 장치
400: 입력 인터페이스 장치 500: 출력 인터페이스 장치
600: 저장 장치 700: 버스(BUS)

Claims (1)

1. 적어도 하나의 센서를 포함하는 복수의 셀(cell)들로 구성되고, 사용자의 신체 일부에 착용되어 특정 부위의 손상된 근육에 전기자극을 가하는 패드; 및
   상기 적어도 하나의 센서의 동작을 동적 제어하여, 상기 패드에 가해지는 전기자극의 세기 및 범위를 조절하는 컨트롤러를 포함하되,
   상기 컨트롤러는,
   메모리(memory); 및
   상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(processor)를 포함하되,
   상기 적어도 하나의 명령은,
   사용자 정보를 획득하도록 하는 명령,
   특정 신체 부위로의 상기 패드 착용을 돕기 위해 상기 사용자 정보를 출력시키도록 하는 명령,
   외부로부터 동작 신호를 수신할 경우, 패턴 맵으로부터 적어도 하나의 상기 셀이 군집 또는 분산된 형태로 패턴화된 특정 패턴 배열을 선정하여, 상기 패턴 배열을 기준으로 상기 센서의 초기 설정 값을 설정하도록 하는 명령 및
   상기 초기 설정 값에 따른 근육의 반응 정도를 측정하여, 상기 센서의 설정 값을 재조정하도록 하는 명령을 포함하는, 전기자극 기반의 재활 치료 장치.

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