KR20220007464A - System and method for testing manuaul muscle using mobile terminal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모바일 단말을 기반으로 대상자의 도수근력검사를 수행에 있어 보다 간편하고 효율적인 검사를 진행할 수 있는 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manual muscle strength test system and method using a mobile terminal, and more particularly, to a manual muscle strength test using a mobile terminal that can perform a simpler and more efficient test in performing a manual muscle test of a subject based on a mobile terminal It relates to an inspection system and method.
도수근력검사는 근육이 중력과 외부 저항에 대항하는 능력을 평 가하는 것으로서 일련의 정해진 과정을 통해 검사가 진행된다. 이러한 과정에서 대상자은 기 정행진 공간으로 위치하여 검사를 진행하게 된다. 그러나, 이러한 경우 한정된 공간에서 검사를 일률적으로 진행하게 되어 공간의 제약이 뒤따르게 되는 문제점이 있다. 또한, 검사 대상자의 여러 여건(예 : 거동 불편, 이동의 제약 등)이 고려되지 못하고 오로지 검사수단 자체에 초점을 맞추어 검사가 진행될 수밖에 없는 문제점이 있다. 또한, 도수근력검사 이후에 대상자의 상태에 따라 효과적인 조치를 통해 효과적인 재촬 및 치료를 가능케 하는 것이 필요하나 이러한 부분을 효과적으로 만족시키는 방안이 부재한 문제점이 있다.The manual strength test evaluates the ability of a muscle to resist gravity and external resistance. Inspection proceeds through a series of fixed processes. In this process, the subject is positioned in the space for the advance march and proceeds with the examination. However, in this case, there is a problem in that the examination is uniformly performed in a limited space, and thus the space is limited. In addition, there is a problem in that various conditions (eg, inconvenience of movement, restriction of movement, etc.) of the test subject are not taken into account, and the test has no choice but to focus on the test means itself. In addition, it is necessary to enable effective re-photography and treatment through effective measures according to the condition of the subject after the manual muscle strength test, but there is a problem in that there is no method to effectively satisfy this part.
본 발명은, 모바일 단말을 기반으로 대상자의 도수근력검사를 수행에 있어 보다 간편하고 효율적인 검사를 진행할 수 있는 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a manual muscular strength test system and method using a mobile terminal that can perform a more convenient and efficient test based on a mobile terminal.
본 발명은, 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템으로서, 모바일 단말장치를 기반으로 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하기 위한 관절가동범위 측정장치; 및 상기 관절가동범위 측정장치를 통해 비정상으로 판단된 진료 대상자의 신체에 적용하기 위한 운동 치료시스템을 포함하며, 관절가동범위 측정장치는, 영상을 표시하는 표시부와, 신체의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 감지하는 3D 센서부와, 상기 진료 대상자가 따라서 동작을 수행하도록 상기 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동에 상응하는 측정 동작을 나타내는 안내 영상을 상기 표시부를 통해 표시하고, 상기 3D 센서부를 통해 감지되는 상기 복수의 특징점 중 상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 고정점, 기준점, 및 운동점을 특정하고, 특정된 고정점, 기준점, 및 운동점을 이용하여 상기 측정하고자 하는 부위 및 운동에 대한 관절가동범위를 측정하는 제어부를 포함하는 모바일 단말을 포함하며, 상기 운동 치료시스템은, 대상자의 대퇴부에 착용되는 제1프레임유닛과, 대상자의 하퇴부에 착용되고 상기 제1프레임유닛과 회동 가능하게 결합되는 제2프레임유닛을 포함하여 구성되는 프레임부와; 상기 제1프레임유닛에 결합되고, 제어신호에 의하여 구동 제어되는 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 상기 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 상기 제1프레임유닛의 회동각을 조절하는 제1각도조절부와; 상기 제2프레임유닛에 결합되며, 제어신호에 의하여 구동 제어되고 상기 제1각도조절부와 독립된 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 상기 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 상기 제2프레임유닛의 회동각을 조절하는 제2각도조절부와; 상기 제1각도조절부와 상기 제2각도조절부 각각으로 제어신호를 전송하여 상기 제1프레임유닛의 회동각과 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하되, 대상자의 재활시기와 재활시기에 따른 대상자의 무릎관절의 회동각도에 따라 상기 제1프레임유닛의 회동각과, 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하여 대상자의 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 하지 재활을 위한 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템을 제공한다.The present invention provides a manual muscle strength test system using a mobile terminal, comprising: a joint range of motion measuring device for measuring a range of motion of a patient to be treated based on a mobile terminal device; and an exercise treatment system for applying to the body of a patient determined to be abnormal through the joint range of motion measuring device, wherein the joint range of motion measuring device includes: a display unit for displaying an image; and a plurality of feature points of the body A 3D sensor unit for sensing coordinates, and a guide image indicating a measurement motion corresponding to a region and motion to measure a joint range of motion of the subject to be treated so that the subject performs an operation accordingly, are displayed through the display unit, and the A fixed point, a reference point, and a motion point are specified according to the part and motion to be measured among the plurality of feature points sensed through the 3D sensor unit, and the part to be measured using the specified fixed point, reference point, and motion point and a mobile terminal including a control unit for measuring a joint range of motion for exercise, wherein the exercise treatment system includes a first frame unit worn on the thigh of a subject, and a first frame unit worn on the lower leg of the subject and with the first frame unit a frame portion configured to include a second frame unit rotatably coupled; A first angle adjustment that is coupled to the first frame unit, rotates by a driving source driven and controlled by a control signal, and is configured to limit rotation by the frame unit when rotating, to adjust the rotation angle of the first frame unit wealth; It is coupled to the second frame unit, is driven by a control signal, rotates by a driving source independent of the first angle control unit, and is configured to limit rotation by the frame unit during rotation, so that the rotation of the second frame unit a second angle adjusting unit for adjusting the angle; By transmitting a control signal to each of the first angle adjusting unit and the second angle adjusting unit, the rotation angle of the first frame unit and the rotation angle of the second frame unit are controlled, respectively, according to the rehabilitation period and the rehabilitation period of the subject. A control unit that controls the angle of rotation of the first frame unit and the angle of rotation of the second frame unit according to the rotation angle of the knee joint of the subject to control the bending angle and extension angle of the subject's knee joint; lower extremity rehabilitation comprising a It provides a manual muscular strength test system using a mobile terminal for
또한, 상기 제1프레임유닛은, 대퇴부의 전면 또는 후면을 감싸도록 형성되는 제1프레임과, 일단이 상기 제1프레임의 양단부에 각각 결합되어 대퇴부의 양측면에 각각 위치하고, 타단은 무릎을 향하여 하방향으로 연장 형성된 제2프레임과, 상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 대퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 대퇴부에 고정시키는 제1결합밴드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모바일 단말을 이용할 수 있다.In addition, the first frame unit, a first frame formed to cover the front or rear of the thigh, one end is coupled to both ends of the first frame, respectively, located on both sides of the thigh portion, the other end is directed downward toward the knee A second frame extending to and coupled to at least any one of the first frame or the second frame, the first frame enclosing the thigh and detachably coupled to fix the first frame and the second frame to the thigh portion It is possible to use a mobile terminal, characterized in that it is configured to include a bonding band.
또한, 상기 제1프레임유닛은, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 내측에 결합되는 제1쿠션부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the first frame unit is formed in a shape corresponding to the shape of the first frame and the second frame, further comprising a first cushion member coupled to the inside of the first frame and the second frame can be configured.
또한, 상기 제2프레임유닛은, 하퇴부의 후면 또는 전면을 감싸도록 형성되는 제3프레임과, 하퇴부의 양측면에 각각 위치하며, 일단이 상기 제3프레임의 양단부에 각각 결합되고, 타단은 무릎을 향하여 상방향으로 연장 형성되어 상기 제2프레임의 타단과 대향되도록 위치하는 제4프레임과, 상기 제3프레임 또는 상기 제4프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 하퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 상기 제3프레임과 상기 제4프레임을 하퇴부에 고정시키는 제2결합밴드를 포함할 수 있다.In addition, the second frame unit, a third frame formed to cover the rear or front of the lower leg, is respectively located on both sides of the lower leg, one end is respectively coupled to both ends of the third frame, the other end toward the knee A fourth frame extending upward and positioned to face the other end of the second frame, coupled to at least one of the third frame or the fourth frame, and removably coupled to surround the lower leg, the second frame It may include a second coupling band for fixing the third frame and the fourth frame to the lower leg.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 방법으로서, 모바일 단말장치를 기반하는 관절가동범위 측정장치를 통해 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하는 단계; 및 상기 관절가동범위 측정장치를 통해 비정상으로 판단된 진료 대상자의 신체에 운동 치료시스템을 적용하는 단계를 포함하며, 상기 관절가동범위를 측정하는 단계는, 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 측정을 위한 동작을 나타내는 영상을 표시하는 단계와, 신체의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 감지하는 단계와, 상기 감지된 복수의 특징점 중 상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 기준점, 고정점, 및 운동점을 특정하는 단계와, 상기 특정된 기준점, 고정점, 및 운동점을 이용하여 상기 측정하고자 하는 부위 및 운동에 대한 관절가동범위를 측정하는 단계를 포함하며, 상기 운동 치료시스템은, 대상자의 대퇴부에 착용되는 제1프레임유닛과, 대상자의 하퇴부에 착용되고 상기 제1프레임유닛과 회동 가능하게 결합되는 제2프레임유닛을 포함하여 구성되는 프레임부와; 상기 제1프레임유닛에 결합되고, 제어신호에 의하여 구동 제어되는 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 상기 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 상기 제1프레임유닛의 회동각을 조절하는 제1각도조절부와; 상기 제2프레임유닛에 결합되며, 제어신호에 의하여 구동 제어되고 상기 제1각도조절부와 독립된 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 상기 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 상기 제2프레임유닛의 회동각을 조절하는 제2각도조절부와; 상기 제1각도조절부와 상기 제2각도조절부 각각으로 제어신호를 전송하여 상기 제1프레임유닛의 회동각과 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하되, 대상자의 재활시기와 재활시기에 따른 대상자의 무릎관절의 회동각도에 따라 상기 제1프레임유닛의 회동각과, 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하여 대상자의 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 하지 재활을 위한 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a manual muscle strength test method using a mobile terminal, the method comprising: measuring a joint range of motion of a subject to be treated through a joint range measuring device based on a mobile terminal device; and applying an exercise treatment system to the body of the subject to be treated, which is determined to be abnormal through the joint range of motion measurement device, wherein the step of measuring the joint range of motion includes: Displaying an image representing an operation for measurement according to the step, detecting three-dimensional coordinates of a plurality of feature points of the body, a reference point, a fixed point, a reference point, a fixed point, and specifying a motion point, and measuring a joint range of motion for the region and motion to be measured using the specified reference point, fixed point, and motion point, wherein the motion treatment system comprises: a frame part configured to include a first frame unit worn on the thigh of the subject and a second frame unit worn on the subject's lower leg and rotatably coupled to the first frame unit; A first angle adjustment that is coupled to the first frame unit, rotates by a driving source driven and controlled by a control signal, and is configured to limit rotation by the frame unit when rotating, to adjust the rotation angle of the first frame unit wealth; It is coupled to the second frame unit, is driven by a control signal, rotates by a driving source independent of the first angle control unit, and is configured to limit rotation by the frame unit during rotation, so that the rotation of the second frame unit a second angle adjusting unit for adjusting the angle; By transmitting a control signal to each of the first angle adjusting unit and the second angle adjusting unit, the rotation angle of the first frame unit and the rotation angle of the second frame unit are controlled, respectively, according to the rehabilitation period and the rehabilitation period of the subject. A control unit that controls the angle of rotation of the first frame unit and the angle of rotation of the second frame unit according to the rotation angle of the knee joint of the subject to control the bending angle and extension angle of the subject's knee joint; lower extremity rehabilitation comprising a It provides a manual strength test method using a mobile terminal for
또한, 상기 제1프레임유닛은,대퇴부의 전면 또는 후면을 감싸도록 형성되는 제1프레임과, 일단이 상기 제1프레임의 양단부에 각각 결합되어 대퇴부의 양측면에 각각 위치하고, 타단은 무릎을 향하여 하방향으로 연장 형성된 제2프레임과, 상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 대퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 대퇴부에 고정시키는 제1결합밴드를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the first frame unit, A first frame formed to cover the front or rear of the thigh, one end is coupled to both ends of the first frame, respectively, located on both sides of the thigh portion, the other end is directed downward toward the knee A second frame extending to and coupled to at least any one of the first frame or the second frame, the first frame enclosing the thigh and detachably coupled to fix the first frame and the second frame to the thigh portion It may be configured to include a coupling band.
또한, 상기 제1프레임유닛은, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 내측에 결합되는 제1쿠션부재를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the first frame unit is formed in a shape corresponding to the shape of the first frame and the second frame, further comprising a first cushion member coupled to the inside of the first frame and the second frame can be configured.
또한, 상기 제2프레임유닛은, 하퇴부의 후면 또는 전면을 감싸도록 형성되는 제3프레임과, 하퇴부의 양측면에 각각 위치하며, 일단이 상기 제3프레임의 양단부에 각각 결합되고, 타단은 무릎을 향하여 상방향으로 연장 형성되어 상기 제2프레임의 타단과 대향되도록 위치하는 제4프레임과, 상기 제3프레임 또는 상기 제4프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 하퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 상기 제3프레임과 상기 제4프레임을 하퇴부에 고정시키는 제2결합밴드를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the second frame unit, a third frame formed to cover the rear or front of the lower leg, is respectively located on both sides of the lower leg, one end is respectively coupled to both ends of the third frame, the other end toward the knee A fourth frame extending upward and positioned to face the other end of the second frame, coupled to at least one of the third frame or the fourth frame, and removably coupled to surround the lower leg, the second frame It may be configured to include a second coupling band for fixing the third frame and the fourth frame to the lower leg.
본 발명에 따른 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템 및 방법에 의하면 모바일 단말을 기반으로 대상자의 도수근력검사를 수행하여 특정된 공간에서 일률적인 검사를 진행하지 않아 검사 공간의 제약을 벗어날 수 있게 해주는 효과가 있다. According to the manual muscular strength test system and method using a mobile terminal according to the present invention, the manual muscle strength test of the subject is performed based on the mobile terminal, and the uniform test is not performed in a specified space, thereby escaping the limitation of the test space. there is
또한, 검사 대상자의 여러 여건(예 : 거동 불편, 이동의 제약 등)을 고려하여 대상자에 편의에 따른 효율적인 검사를 진행할 수 있다.In addition, it is possible to conduct an efficient examination according to the convenience of the subject in consideration of the various conditions of the subject (eg, movement discomfort, restriction of movement, etc.).
또한, 대상자에 대한 검사를 수행하는 실시자가 모바일 단말을 기반으로 보다 간편하고 편리하게 도수근력검사에 필요한 과정을 진행할 수 있다.In addition, the practitioner performing the examination on the subject can proceed with the process required for the manual muscle strength test more simply and conveniently based on the mobile terminal.
또한, 실시자가 모바일 단말을 이용하여 대상자를 체크하는 과정에서 손떨림이나 취급 미숙으로 인하여 잘못된 측정을 수행하더라도 추후 진행되는 재활 및 치료를 위한 운동 치료시스템을 적용하여 장착시킴으로써 추가적인 2차 체킹이 가능하다.In addition, even if an operator performs an erroneous measurement due to hand tremor or inexperienced handling in the process of checking a subject using a mobile terminal, an additional secondary checking is possible by applying an exercise therapy system for subsequent rehabilitation and treatment.
또한, 도수근력검사 이후 재활 및 치료를 수행함에 있어, 모터제어를 통하여 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도 각각의 설정이 용이하며, 제한되는 각도범위가 다양하고 제어각도를 보다 세분화시킬 수 있어 정밀한 무릎각도 제어가 가능하다.In addition, in performing rehabilitation and treatment after manual muscle strength test, it is easy to set each bending and unfolding angle of the knee joint through motor control, and the limited angle range is diverse and the control angle can be further subdivided, so the precise knee angle control is possible.
또한, 도수근력검사 이후 재활 및 치료를 수행함에 있어 제어 각도를 다양한 범위로 설정할 수 있기 때문에 착용하는 대상자 각각의 재활프로그램(신체상태)에 대응하여 그 설정 무릎각도를 변경 및 조정할 수 있으며, 이에 따라 효과적인 맞춤형 재활 및 치료가 가능하다.In addition, since the control angle can be set in various ranges in performing rehabilitation and treatment after the manual muscle strength test, the set knee angle can be changed and adjusted in response to the rehabilitation program (physical state) of each wearer, and accordingly Effective customized rehabilitation and treatment are possible.
또한, 도수근력검사 이후 재활 및 치료를 수행함에 있어 재활 경과시간 등에 따라 무릎각도를 자동으로 설정 및 제어할 수 있으며, 또한 이를 휴대단말기의 어플리케이션 또는 중앙서버를 통하여 열람및 제어할 수 있도록 하여 편의성 및 활용성을 증대시킬 수 있다.In addition, in performing rehabilitation and treatment after the manual muscular strength test, the knee angle can be automatically set and controlled according to the elapsed time of rehabilitation, etc. usability can be increased.
또한, 도수근력검사 이후 재활 및 치료를 수행함에 있어 각도측정센서를 통하여 착용하는 대상자 개개인의 신체능력에 따라 무릎각도를 보정 및 조정하여 맞춤형 재활 및 치료가 용이하다.In addition, in performing rehabilitation and treatment after the manual muscle strength test, customized rehabilitation and treatment are easy by correcting and adjusting the knee angle according to the physical ability of the individual wearing it through the angle measuring sensor.
또한, 도수근력검사 이후 재활 및 치료를 수행함에 있어 구조가 간단하여 제조가 용이함은 물론, 착용이 용이하고, 쿠션부재를 통하여 사용상 편의성을 향상시킬 수 있다.In addition, in performing rehabilitation and treatment after the manual muscle strength test, the structure is simple, so that it is easy to manufacture, as well as easy to wear, and the convenience of use can be improved through the cushion member.
도 1a는 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템의 구성들을 도시한 블록도이다.
도 1b은 도 1a에 따른 따른 관절가동범위 측정을 위한 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1b에 따른 관절가동범위 측정을 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 1b에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 도 1b에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 1b에 따른 따라 관절가동범위 측정을 위해 특정할 수 있는 신체의 특징점을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1b에 따른 관절가동범위 측정을 위한 좌표 평면을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1b에 따른 관절가동범위 측정을 위한 고정점, 기준점 및 이동점을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1b에 따른 관절가동범위의 측정값을 보정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10 및 도 11은 도 1a에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 10에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 13은 도 10에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 14는 도 10에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템에서 제2스토퍼부에 의한 무릎 펴짐각도를 조절하는 원리를 개념적으로 나타내는 측면도이다.
도 15는 도 10에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템에서 제2스토퍼부에 의한 무릎 굽힘각도를 조절하는 원리를 개념적으로 나타내는 측면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템에서 제어부의 제어흐름을 나타내는 블록도이다.
도 17은 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.1A is a block diagram illustrating the configurations of a manual muscular strength test system using a mobile terminal.
FIG. 1B is a diagram for explaining the configuration of a system for measuring a joint range of motion according to FIG. 1A.
Figure 2 is a block diagram for explaining the configuration of the device for measuring the joint range of motion according to Figure 1b.
3 is a flowchart for explaining a method for measuring a joint range of motion according to FIG. 1B.
3 is a flowchart for explaining a method for measuring a joint range of motion according to FIG. 1B.
4 is a view for explaining the characteristic points of the body that can be specified for the measurement of the joint range of motion according to FIG. 1B.
FIG. 5 is a view for explaining a coordinate plane for measuring a joint range of motion according to FIG. 1B.
6 is a view for explaining a fixed point, a reference point, and a moving point for measuring the joint range of motion according to FIG. 1B.
FIG. 7 is a view for explaining a method for correcting the measured value of the joint range of motion according to FIG. 1B.
8 is a flowchart for explaining a method for measuring a joint range of motion according to another embodiment of the present invention.
9 is a flowchart for explaining a method for measuring a joint range of motion according to another embodiment of the present invention.
10 and 11 are perspective views illustrating the configuration of an exercise therapy system for lower extremity rehabilitation according to FIG. 1A.
12 is a side view illustrating the configuration of an exercise treatment system for lower extremity rehabilitation according to FIG. 10 .
13 is a front view illustrating the configuration of an exercise therapy system for lower extremity rehabilitation according to FIG. 10 .
14 is a side view conceptually illustrating the principle of adjusting the knee extension angle by the second stopper unit in the exercise treatment system for lower extremity rehabilitation according to FIG. 10 .
15 is a side view conceptually illustrating a principle of adjusting a knee bending angle by a second stopper unit in the exercise treatment system for lower extremity rehabilitation according to FIG. 10 .
16 is a block diagram illustrating a control flow of a controller in an exercise therapy system for lower extremity rehabilitation according to an embodiment of the present invention.
17 is a flowchart sequentially illustrating a manual muscular strength test method using a mobile terminal.
도 1a에는 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템의 구성들이 도시되어 있다. 도 1a를 참조하면, 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템은 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템으로서, 모바일 단말장치를 기반으로 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하기 위한 관절가동범위 측정장치; 및 관절가동범위 측정장치를 통해 비정상으로 판단된 진료 대상자의 신체에 적용하기 위한 운동 치료시스템을 포함한다. 1A shows the configurations of a manual muscular strength test system using a mobile terminal. Referring to FIG. 1A , the manual muscle strength test system using a mobile terminal is a manual muscle strength test system using a mobile terminal, and includes: a joint range of motion measuring device for measuring a joint range of motion of a subject to be treated based on a mobile terminal device; And it includes an exercise treatment system for applying to the body of the patient determined to be abnormal through the joint range of motion measurement device.
이하에서는 관절가동범위 측정을 위한 구성들에 대해서 자세히 설명하기로 한다. 도 1b은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1b을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 시스템은 측정 장치(100)(예 : 모바일 단말 등) 및 사용자 장치(200)를 포함한다.Hereinafter, the components for measuring the joint range of motion will be described in detail. 1B is a view for explaining the configuration of a system for measuring a joint range of motion according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1B , a system for measuring a joint range of motion according to an embodiment of the present invention includes a measuring device 100 (eg, a mobile terminal, etc.) and a
측정 장치(100)는 본 발명의 실시예에 따라 측정 대상, 예컨대, 환자의 관절가동범위를 측정하기 위한 장치이며, 환자의 관절가동범위를 측정한 후, 그 측정 결과를 사용자 장치(200)로 전송할 수 있다.The measuring
사용자 장치(200)는 환자 자신 혹은 의사가 사용하는 장치이다. 사용자 장치(200)는 컴퓨팅 연산을 수행하며, 유선 혹은 무선으로 데이터 통신을 수행할 수 있는 기기라면 어떤 종류라도 무방하다. 이러한 사용자 장치(200)는 스마트폰, 테블릿 PC, 패블릿 PC, PDA, 노트북, 랩탑컴퓨터 등을 예시할 수 있다. 환자는 사용자 장치(200)를 통해 측정 결과를 확인할 수 있다. 또한, 의사는 사용자 장치(200)를 통해 측정 결과를 확인하고, 환자의 상태를 진단할 수 있다. 그러면, 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 장치에 대해서 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. The
도 1b 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 측정 장치(100)는 예컨대 모바일 단말로서 3D센서부(110), 통신부(120), 카메라부(130), 입력부(150), 표시부(160), 저장부(170) 및 제어부(180)을 포함한다. 3D센서부(110)는 비접촉 방식으로 인체의 특징점에 대한 3차원 좌표를 획득하기 위한 센서이다. 3D센서부(110)는 진료 대상자를 지향하여 설치되며, 진료 대상자의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 출력하여 제어부(180)로 전달한다. 3D센서부(110)는 레이저, 적외선, 가시광 등을 이용하는 다양한 방식의 센서를 이용할 수 있다. 이러한 3D센서부(110)는 TOP(Time of Flight), 위상변위(Phase-shift) 및 Online Waveform Analysis 중 어느 하나를 이용하는 레이저 방식 3차원 스캐너, 광 삼각법을 이용하는 레이저 방식 3차원 스캐너, 백색광 혹은 변조광을 이용하는 광학방식 3차원 스캐너, Handheld Real Time 방식의 PHOTO, 광학방식 3차원 스캐너, Pattern Projection 혹은 Line Scanning을 이용하는 광학방식, 레이저 방식 전신 스캐너, 사진 측량(Photogrammetry)을 이용하는 사진방식 스캐너, 키네틱(Kinect Fusion)을 이용하는 실시간(Real Time) 스캐너 등을 예시할 수 있다. 통신부(120)는 사용자 장치(200)와 통신하기 위한 수단이다. 통신부(120)는 예컨대, NFC(Near Field Communication), 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), IrDA(Infrared Data Association) 등의 통신 방식을 이용하여 사용자장치(200)와 직접 통신할 수 있다. 또는, 통신부(120)는 네트워크를 통해 사용자 장치(200)와 통신할 수 있다. 통신부(120)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF(Radio Frequency) 송신기(Tx) 및 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기(Rx)를 포함할 수 있다. 그리고 통신부(120)는 송신되는 신호를 변조하고, 수신되는 신호를 복조하는 모뎀(Modem)을 포함할 수 있다. 카메라부(130)는 영상을 촬영하기 위한 것으로, 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는 피사체에서 반사되는 빛을 입력받아 전기신호로 변환하며, CCD(Charged Coupled Device), CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등을 기반으로 구현될 수 있다. 카메라부(130)는 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있으며, 이미지 센서에서 출력되는 전기신호를 디지털 수열로 변환하여 제어부(180)로 출력할 수 있다.1B and 2 , the measuring
오디오부(140)는 본 발명의 실시예에 따른 안내 영상의 오디오 신호를 출력하기 위한 스피커(SPK)와, 사용자의 음성과 같은 오디오 신호를 수집하기 위한 마이크(MIKE)를 포함한다. 즉, 오디오부(140)는 제어부(180)의 제어에 따라 오디오 신호를 스피커(SPK)를 통해 출력하거나, 마이크(MIKE)를 통해 입력된 오디오 신호를 제어부(180)로 전달할 수 있다.The
입력부(150)은 측정 장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고 입력 신호를 생성하여 제어부(180)에 전달한다. 입력부(150)은 측정 장치(100)를 제어하기 위한 각 종 키들을 포함할 수 있다. 입력부(150)은 표시부(160)이 터치스크린으로 이루어진 경우, 각 종 키들의 기능이 표시부(160)에서 이루어질 수 있으며, 터치스크린만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력부(150)은 생략될 수도 있다. 표시부(160)는 측정 장치(100)의 메뉴, 입력된 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공한다. 표시부(160)은 측정 장치(100)의 부팅 화면, 대기 화면, 메뉴 화면, 등의 화면을 출력하는 기능을 수행한다. 특히, 표시부(160)은 본 발명의 실시예에 따른 열화상을 화면으로 출력하는 기능을 수행한다. 이러한 표시부(160)은 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다. 한편, 표시부(160)은 터치스크린으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 표시부(160)은 터치센서를 포함한다. 터치센서는 사용자의 터치 입력을 감지한다. 터치센서는 정전용량 방식(capacitive overlay), 압력식, 저항막 방식(resistive overlay), 적외선 감지 방식(infrared beam) 등의 터치 감지 센서로 구성되거나, 압력 감지 센서(pressure sensor)로 구성될 수도 있다. 센서들 이외에도 물체의 접촉 또는 압력을 감지할 수 있는 모든 종류의 센서 기기가 본 발명의 터치센서로 이용될 수 있다. 터치센서는 사용자의 터치 입력을 감지하고, 감지 신호를 발생시켜 제어부(180)로 전송한다. 특히, 표시부(160)이 터치스크린으로 이루어진 경우, 입력부(150) 기능의 일부 또는 전부는 표시부(160)을 통해 이루어질 수 있다.The
저장부(170)은 측정 장치(100)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 특히, 저장부(170)은 측정 장치(100)의 사용에 따라 발생하는 사용자 데이터, 예컨대, 관절가동범위(ROM)의 측정값이 저장되는 영역이다. 저장부(170)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다. 제어부(180)는 측정 장치(100)의 전반적인 동작 및 측정 장치(100)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 기본적으로, 측정 장치(100)의 각종 기능을 제어하는 역할을 수행한다. 제어부(180)는 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit), 디지털신호 처리기(DSP: Digital Signal Processor) 등을 예시할 수 있다. 이러한 제어부(180)의 동작에 대해서는 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.The
본 발명의 실시예에 따르면, 관절가동범위를 측정하기 전, 3D센서부(110)와 지면이 수평을 맞추는 캘리브레이션이 요구된다. 제어부(180)는 3D센서부(110)가 지면과 수평이 되도록 카메라부(130)를 통해 촬영된 영상과 3D센서부(110)가 검출한 복수의 특징점 및 수평 격자를 표시부(160)를 통해 표시할 수 있다. 그런 다음, 제어부(180)는 표시된 영상에서 바닥면과 수평 격자가 평행하게 되도록 3D센서부(110)를 조절할 수 있다. 다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 관절가동범위 측정을 위해 특정할 수 있는 신체의 특징점을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 좌표 평면을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 고정점, 기준점 및 이동점을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위의 측정값을 보정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 전술한 바와 같이, 제어부(180)는 3D센서부(110)를 통해 신체에서 복수의 특징점을 감지할 수 있다. 이러한 신체의 특징점은 다음의 표 1과 같다.According to an embodiment of the present invention, before measuring the joint range of motion, calibration is required in which the
[표 1][Table 1]
일 실시예에 따르면, 표 1과 같이, 3D센서부(110)를 통해 신체에서 25개의 특징점을 특정할 수 있다. 이러한 특징점은 도 4에 도시된 바와 같다. 도 3을 참조하면, 제어부(180)는 S110 단계에서 진료 대상자, 예컨대 환자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동을 결정한다. 이러한 결정은 사용자에 의해 입력부(150)를 통해 입력될 수 있다. 또한, 의사가 사용자 장치(200)를 통해 측정하고자하는 부위 및 운동을 입력하면, 이는 사용자 장치(200)로부터 측정 장치(100)로 전달될 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는 통신부(120)를 통해 이러한 측정하고자하는 부위 및 운동(측정 부위 및 측정 운동)을 수신하여, 수신된 바에 따라 결정될 수 있다. 다음의 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 측정 부위의 일부를 표로 정리한 것이다. 표 2에 좌측 및 우측 각각의 어깨, 팔, 둔부 및 무릎과, 중앙의 머리를 포함하는 9개만이 정리되었지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 표 1 및 도 4와 같이 3D센서부(110)를 통해 3차원 좌표가 검출되는 모든 특징점이 측정 부위가 될 수 있다.According to an embodiment, as shown in Table 1, 25 feature points in the body may be specified through the
[표 2][Table 2]
또한, 각각의 측정 부위는 각각 굽힘(flexion), 폄(extension), 모음(adduction), 벌림(abduction) 및 회전(rotation)을 포함하는 5종의 측정 운동에 따라 관절가동범위를 측정할 수 있다. 도 6에 우측 둔부의 굽힘(flexion) 및 폄(extension)과 좌측 둔부의 모음(adduction)의 일례가 도시되었다. 따라서 측정 부위 및 측정 운동이 결정되면, 진료 대상자가 측정 시, 취해야할 동작, 즉, 측정 동작이 결정된다. 이에 따라, 제어부(180)는 S120 단계에서 오디오부(140) 및 표시부(160)를 통해 안내 영상을 제공한다. 안내 영상은 측정 시, 측정하고자하는 부위 및 운동에 상응하여 진료 대상자가 측정 시, 취해야할 동작,즉, 측정 동작을 나타내는 영상이다. 진료 대상자는 안내 영상을 통해 이러한 측정 동작에 따라 동작을 수행할 수 있다.In addition, each measurement site can measure the joint range of motion according to five types of measurement movements including flexion, extension, adduction, abduction, and rotation, respectively. . An example of flexion and extension of the right hip and adduction of the left hip is shown in FIG. 6 . Accordingly, when the measurement site and the measurement motion are determined, the operation to be taken by the patient when measuring, that is, the measurement operation is determined. Accordingly, the
안내 영상에 따라 진료 대상자가 측정 동작을 취하면, 제어부(180)는 S130 단계에서 해당 측정 부위 및 측정 운동에 따라 관절가동범위를 측정한다. S130 단계에 대해 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 자세히 설명하기로 한다. S130 단계에서 제어부(180)는 먼저, 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동(측정 부위 및 측정 운동)에 따라 대응하는 2차원 좌표 평면을 결정하고(도 5 참조), 복수의 특징점(도 4 참조) 중 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)을 특정한다(도 6 참조). 좌표 평면은 도 5 및 도 6을 참조하면, 측정 운동에 따라 결정된다. 일례로, 도 5의 (A) 및 도 6의 (가) 및 (나)를 참조하면, 측정 운동이 폄(extension)인 경우, 우측 둔부의 측정 운동 폄(extension)은 y-z 좌표 평면이 이용된다. 다른 예로, 도 5의 (B) 및 도 6의 (다)를 참조하면, 측정 운동이 모음(adduction)인 경우, 측정 운동모음(adduction)은 x-y 좌표 평면이 이용된다.When the patient takes a measurement operation according to the guidance image, the
기준점(a1) 및 운동점(a2)은 표 2, 도 4 및 도 6을 참조하면, 측정 부위에 따라 결정된다. 일례로, 표 2, 도 4 및 도 6의 (가) 및 (나)를 참조하면, 측정 부위가 우측 둔부이면, 우측 둔부를 나타내는 특징점(Hip_Right)이 기준점(a1)이 되고, 우측 무릅을 나타내는 특징점(Knee_Right)이 운동점(a2)이 된다. 다른 예로, 표 2, 도 4 및 도 6의 (다)를 참조하면, 측정 부위가 좌측 둔부이면, 좌측 둔부를 나타내는 특징점(Hip_Left)이 기준점(a1)이 되고, 좌측 무릅을 나타내는 특징점(Knee_Left)이 운동점(a2)이 된다. Referring to Table 2, FIGS. 4 and 6 , the reference point a1 and the motion point a2 are determined according to the measurement site. As an example, referring to Table 2, FIGS. 4 and 6 (A) and (B), if the measurement site is the right hip, the feature point (Hip_Right) representing the right hip becomes the reference point (a1), and represents the right knee The feature point Knee_Right becomes the motion point a2. As another example, referring to Table 2, FIGS. 4 and 6 (c), if the measurement site is the left hip, the feature point (Hip_Left) representing the left hip becomes the reference point (a1), and the feature point (Knee_Left) representing the left knee This becomes the motion point a2.
고정점(a0)은 결정된 좌표 평면 및 기준점(a1) 및 운동점(a2)에 따라 결정된다. 고정점(a0)은 결정된 좌표 평면상에서 기준점(a1)으로부터 바닥면 방향으로 기준점(a1)과 운동점(a2) 간의 거리와 동일한 거리만큼 수직으로 이격된 점을 의미한다.The fixed point a0 is determined according to the determined coordinate plane and the reference point a1 and the motion point a2. The fixed point a0 refers to a point vertically spaced apart from the reference point a1 on the determined coordinate plane by a distance equal to the distance between the reference point a1 and the motion point a2 in the direction of the floor.
일례로, 표 2, 도 4, 도 5의 (A) 및 도 6의 (가) 및 (나)를 참조하면, 기준점(a1)인 우측 둔부를 나타내는 특징점(Hip_Right)과 운동점(a2)인 우측 무릅을 나타내는 특징점(Knee_Right) 간의 거리가 30(cm)라고 할 때, 고정점(a0)은 y-z 좌표 평면 상에서 기준점(a1, Hip_Right)으로부터 바닥면 방향으로 30(cm) 수직으로 이격된 점이 된다. 다른 예로, 표 2, 도 4, 도 5의 (B) 및 도 6의 (다)를 참조하면, 기준점(a1)인 좌측 둔부를 나타내는 특징점(Hip_Left)과 운동점(a2)인 좌측 무릅을 나타내는 특징점(Knee_Left) 간의 거리가 30(cm)라고 할 때, 고정점(a0)은 y-z 좌표 평면 상에서 기준점(a1, Hip_Left)으로부터 바닥면 방향으로 30(cm) 수직으로 이격된 점이된다. 전술한 바와 같은 방법으로, 2차원의 좌표 평면 및 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)이 특정되면, 제어부(180)는 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)의 3차원 좌표로부터 앞서 결정된 2차원 좌표 평면에 따라 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)의 2차원 좌표를 도출하고, 도출된 2차원 좌표를 이용하여 다음의 수학식 1,2 및 3에 따라 관절가동범위의 2차원 측정값을 산출한다.As an example, referring to Table 2, FIGS. 4 and 5 (A) and 6 (A) and (B), the feature point (Hip_Right) and the motion point (a2) representing the right hip as the reference point (a1) are When the distance between the feature points (Knee_Right) representing the right knee is 30 (cm), the fixed point (a0) is a point vertically spaced from the reference point (a1, Hip_Right) by 30 (cm) in the direction of the floor on the yz coordinate plane. . As another example, referring to Table 2, FIGS. 4, 5 (B) and 6 (C), the feature point (Hip_Left) representing the left hip as the reference point (a1) and the left knee as the exercise point (a2) are shown When the distance between the feature points Knee_Left is 30 (cm), the fixed point a0 is a point vertically spaced from the reference point (a1, Hip_Left) by 30 (cm) in the floor direction on the yz coordinate plane. As described above, when the two-dimensional coordinate plane and the fixed point a0, the reference point a1, and the motion point a2 are specified, the
수학식 1
수학식 2
수학식 3
여기서, 은 2차원 측정값을 나타낸다. 관절가동범위의 3차원 측정값은 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)의 2차원 좌표로부터 도출한 벡터를 이용하여 산출된 값을 의미한다. 또한, v1은 2차원 좌표 상에서 기준점(a1)으로부터 고정점(a0) 방향의 벡터이다. 그리고 v2는 2차원 좌표 상에서 기준점(a1)으로부터 운동점(a2) 방향의 벡터를 나타낸다. 또한, 수학식 1은 각도가 180도를 넘지 않는 경우의 수학식이고, 수학식 2는 각도가 180도를 넘는 경우의 수학식을 나타낸다.Here, denotes a two-dimensional measured value. The three-dimensional measurement value of the joint range of motion means a value calculated using vectors derived from the two-dimensional coordinates of the fixed point (a0), the reference point (a1), and the motion point (a2). Also, v1 is a vector in a direction from the reference point a1 to the fixed point a0 on the two-dimensional coordinates. And v2 represents a vector in a direction from the reference point a1 to the motion point a2 on the two-dimensional coordinates. In addition,
한편, 제어부(180)는 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)의 3차원 좌표를 이용하여 다음의 수학식 4에 따라 관절가동범위의 3차원 측정값을 산출한다.Meanwhile, the
수학식 4
여기서, 은 관절가동범위의 3차원 측정값을 나타낸다. 관절가동범위의 3차원 측정값은 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)의 3차원 좌표로부터 도출한 벡터를 이용하여 산출된 값을 의미한다. 또한, k1은 3차원 좌표 상에서 기준점(a1)으로부터 고정점(a0)까지의 벡터이다. 그리고 k2는 3차원 좌표 상에서 기준점(a1)으로부터 운동점(a2)까지의 벡터를 나타낸다. 관절가동범위의 3차원 측정값은 관절가동범위의 2차원 측정값을 사용할지 여부를 결정하는데에 사용된다. 이에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 전술한 바와 같이, 관절가동범위는 측정하고자 하는 운동(측정 운동)에 따라 좌표 평면이 결정된다. 이에 따라, 진료 대상자는 안내 영상에 따라 좌표 평면을 따라 동작을 수행하여야 한다. 일례로, 도 5의 (A) 및 도 6의 (가) 및 (나)를 참조하면, 측정 운동이 굽힘(flexion), 폄(extension)인 경우, 우측 둔부의 측정 운동은 y-z 좌표 평면 상에서 이루어져야 한다. 즉, 진료 대상자는 자신을 기준으로 앞 측 혹은 뒤 측으로 다리, 즉, 우측 둔부로부터 우측 무릅까지의 허벅지를 움직여야 한다. 하지만, 진료대상자는 굽힘(flexion) 혹은 폄(extension) 동작만을 수행하지 않고, 다른 동작, 즉 모음(adduction), 벌림(abduction) 혹은 회전(rotation) 동작을 섞어서 수행할 수 있다. 이와 같이, 다른 동작(adduction, abduction, rotation) 성분이 과다한 경우, 해당 관절가동범위의 측정값을 진료에 사용하는 것은 부적합하다.here, represents the three-dimensional measurement of the joint range of motion. The three-dimensional measurement value of the joint range of motion refers to a value calculated using a vector derived from the three-dimensional coordinates of the fixed point (a0), the reference point (a1), and the motion point (a2). Also, k1 is a vector from the reference point a1 to the fixed point a0 on the three-dimensional coordinates. And k2 represents a vector from the reference point (a1) to the motion point (a2) on the three-dimensional coordinates. The three-dimensional measured value of the joint range of motion is used to decide whether to use the two-dimensional measured value of the joint range of motion. A more detailed description of this is as follows. As described above, the coordinate plane is determined according to the movement to be measured (measured movement) for the joint range of motion. Accordingly, the patient to be treated must perform an operation along the coordinate plane according to the guidance image. For example, referring to FIGS. 5 (A) and 6 (A) and (B), when the measurement movement is flexion or extension, the measurement movement of the right hip must be performed on the yz coordinate plane. do. That is, the patient must move the leg, that is, the thigh from the right hip to the right knee, from the front side or the back side with respect to the patient. However, the patient does not perform only the bending (flexion) or extension (extension) motion, and other motions, that is, the vowel (adduction), abduction (abduction) or rotation (rotation) motion can be mixed and performed. As such, when other motion (adduction, abduction, rotation) components are excessive, it is inappropriate to use the measured value of the corresponding joint range of motion for treatment.
이에 따라, 제어부(180)는 관절가동범위의 3차원 측정값과 2차원 측정값의 차이가 기 설정된 값을 초과하면, 2차원 측정값을 소거하여 사용하지 않는다. 반면, 3차원 측정값과 2차원 측정값의 차이가 기 설정된 값 미만이면, 2차원 측정값을 관절가동범위의 측정값으로 결정한다. 한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 이전에 측정된 관절가동범위의 측정값을 이용하여 2차원 측정값을 보정할 수 있다. 진료 대상자는 안내 영상을 통해 측정 동작을 수행하며, 제어부(180)는 안내 영상을 통해 진료 대상자가 측정 동작을 수행할 때 천천히 측정 동작을 따라 하도록 안내한다. 따라서 진료 대상자는 예컨대, 측정 동작이 굽힘(flexion)인 경우, 진료 대상자는 소정 범위 이내의 속도로 허벅지를 자신의 몸쪽으로 가까이 가져가는 동작을 서서히 진행한다. 따라서 측정 동작에 따른 측정 부위의 관절가동범위의 측정값의 변화는 소정 범위 내에서 이루어진다. 따라서 이전에 측정된 관절가동범위의 측정값의 변화 또한 소정 범위 내에서 이루어진다. 따라서 제어부(180)는 이전에 측정된 관절가동범위의 측정값을 이용하여 2차원 측정값을 보정할 수 있다. 이에 따라, 제어부(180)는 이전에 측정된 소정 수의 관절가동범위의 2차원 측정값을 보정한 보정값과 현재 2차원 측정값에 가중치를 적용하여 현재 측정값을 보정한다.Accordingly, when the difference between the three-dimensional measured value and the two-dimensional measured value of the joint range of motion exceeds a preset value, the
예컨대, 도 7을 참조하면, 3개의 이전 값을 이용한다고 가정한다. 제어부(180)는 관절가동범위의 2차원 측정값은 시간 순서대로 rn-3, rn-2, rn-1일 때, 본 발명의 실시예에 따라 보정하여 Rn-3, Rn-2, Rn-1로 보정하였다고 가정한다. 또한, 현재 2차원 측정값은 rn이라고 가정한다. 그러면, 제어부(180)는 다음의 수학식 5에 따라 현재2차원 측정값을 보정한다.For example, referring to FIG. 7 , it is assumed that three previous values are used. When the two-dimensional measurement value of the joint range of motion is rn-3, rn-2, and rn-1 in chronological order, the
수학식 5Equation 5
여기서, w1, w2, w3는 가중치를 의미하며, 각각, 0.3, 0.3 및 0.4의 값을 가질 수 있다. 전술한 바와 같은 방법으로 관절가동범위를 측정하고, 보정하여 관절가동범위의 측정값을 산출한 후, 제어부(180)는 S140 단계에서 기 설정된 측정 시간이 만료되었는지를 판단하고, 만료되지 않은 경우, 측정값을 저장부(170)에 저장하고, 앞서 설명된 S130 단계 및 S140 단계를 반복한다. 한편, 기 설정된 측정 시간이 만료된 경우, 제어부(180)는 S160 단계에서 앞서 저장된 복수의 측정값 중 최대값을 관절가동범위로 선정한다.Here, w1, w2, and w3 denote weights, and may have values of 0.3, 0.3, and 0.4, respectively. After measuring and correcting the joint range of motion in the same way as described above and calculating the measured value of the range of motion, the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 통증에 의해 관절가동범위의 제약이 있는 경우, 통증이 있는 순간의 관절가동범위를 측정할 수 있다. 이는 통증 치료에 있어서 중요한 진단 자료가 될 수 있다. 따라서 본 발명은 통증이 있는 순간의 관절가동범위를 측정하는 방법에 대해서 제안한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진료 대상자의 음성을 통해 측정 동작 중 통증이 발생하는 순간을 특정하고, 그 순간의 관절가동범위를 측정한다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, when the joint range of motion is restricted due to pain, the range of motion of the joint at the moment of pain may be measured. This can be an important diagnostic data in the treatment of pain. Therefore, the present invention proposes a method for measuring the joint range of motion at the moment of pain. According to another embodiment of the present invention, the moment when pain occurs during the measurement operation is specified through the patient's voice, and the joint range of motion at that moment is measured. 8 is a flowchart for explaining a method for measuring a joint range of motion according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 제어부(180)는 S210 단계에서 진료 대상자, 예컨대 환자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동(측정 부위 및 측정 운동)을 결정한다. 이러한 S210 단계는 도 3의 S110 단계와 동일하기 때문에 보다 자세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 8 , in step S210 , the
측정 부위 및 측정 운동이 결정되면, 진료 대상자가 측정 시, 취해야할 동작, 즉, 측정 동작이 결정된다. 이에따라, 제어부(180)는 S220 단계에서 오디오부(140) 및 표시부(160)를 통해 안내 영상을 제공한다. 안내 영상은 측정 시, 측정하고자하는 부위 및 운동에 상응하여 진료 대상자가 측정 시, 취해야할 동작, 즉, 측정 동작을 나타내는 영상이다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 안내 영상은 측정 부위에 대한 측정 운동을 천천히 수행하도록 하며, 측정 운동 중 통증이 발생할 때, 소리를 내도록 하는 내용을 포함한다.When the measurement site and the measurement motion are determined, an action to be taken by the patient when measuring, that is, a measurement action is determined. Accordingly, the
안내 영상에 따라 진료 대상자가 측정 동작을 취하면, 제어부(180)는 S230 단계에서 해당 측정 부위 및 측정 운동에 따라 관절가동범위를 지속적으로 측정한다. 이러한 S230 단계는 도 3의 S130 단계와 동일하기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다. 이와 같이, 지속적으로 관절가동범위를 측정하는 중에 제어부(180)는 S240 단계에서 기 설정된 측정 시간이 만료되었는지를 판단하고, 만료되지 않은 경우, S250 단계로 진행한다. When the subject to be treated takes a measurement operation according to the guidance image, the
제어부(180)는 S250 단계에서 오디오부(140)를 통해 오디오 신호를 수신하여 수신된 오디오 신호가 진료 대상자의 통증을 호소하는 오디오 신호인지 여부를 판단한다. 통증을 호소하는 오디오 신호는, 예컨대, 통증에 의한 신음 소리, '아파요'라는 음성 등을 예시할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 진료 대상자의 오디오 신호를 수신하여, 수신된 오디오 신호가 통증에 의한 것인지 여부를 판단하기 위해 음성을 인식하고 분류하는 음성인식기를 사용할 수 있다. 이러한 음성인식기는 예컨대, 음성사전, 발음사전 등이 저장된 사전 데이터베이스와, 음성 인식을 위한 인식 네트워크를 포함할 수 있다. 이에 따라, 예컨대, 통증에 의한 신음 소리, '아파요'라는 음성 등을 학습하여 수신된 오디오 신호가 통증에 의한 것인지 여부를 판단할 수 있다. The
또한, 음성인식기는 인공신경망을 이용할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 인공신경망 중 컨볼루션 신경망(Convolutional Neural Network : CNN)을 이용하는 것이 바람직하다. 컨볼루션 신경망은 입력층(input laeyr), 은닉층(hidden layer) 및 출력층(output layer)을 포함하며, 은닉층은 적어도 하나의 컨볼루션층(convolution layer), 적어도 하나의 풀링층(pooling layer) 및 완전연결층(fully-connected layer)을 포함한다. 이에 따라, 제어부(180)는 인공신경망의 입력층에 통증에 의한 신음소리, '아파요'라는 음성 등을 학습 데이터로 입력하여 역전파(backpropagation) 알고리즘을 통해 인공신경망을학습(training)시킬 수 있다. In addition, the speech recognizer may use an artificial neural network. At this time, according to an embodiment of the present invention, it is preferable to use a convolutional neural network (CNN) among artificial neural networks. A convolutional neural network includes an input layer, a hidden layer, and an output layer, and the hidden layer includes at least one convolution layer, at least one pooling layer, and a full a fully-connected layer. Accordingly, the
충분히 학습된 후, 제어부(180)는 오디오부(140)를 통해 입력되는 오디오 신호를 인공신경망(300)에 입력하여 인공신경망(300)이 출력을 통해 입력된 오디오 신호가 통증을 호소하는 오디오 신호인지 여부를 판단할 수 있다. S250 단계의 판단 결과, 입력된 오디오 신호가 통증을 호소하는 오디오 신호인 경우, 제어부(180)는 S260 단계로 진행하여, 오디오 신호를 통해 확인한 통증이 발생한 시점에 산출된 측정값을 저장부(170)에 저장한다. 이와 같이, 제어부(180)는 기 설정된 측정 시간의 만료 전에 S230 단계 내지 S260 단계를 반복한다. 한편, 제어부(180)는 S240 단계에서 기 설정된 측정 시간이 만료되었는지를 판단하고, 만료된 경우, S270 단계로 진행하여, 앞서(S260) 저장된 복수의 측정값 중 최소값을 통증이 있는 경우 최대로 움직일 수 있는 관절가동 범위로 결정한다.After being sufficiently learned, the
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 통증에 의해 관절가동범위의 제약이 있는 경우, 통증이 있는 순간의 관절가동범위를 측정할 수 있다. 이는 통증 치료에 있어서 중요한 진단 자료가 될 수 있다. 하지만, 진료 대상자가 스스로 통증이 발생하는 순간 그 측정 동작을 멈추고 그 순간의 관절가동범위를 측정하는 것은 통증의 크기에 따라 수행하기 어렵고, 그 결과 또한 정확하지 않다. 따라서 본 발명은 얼굴 표정을 이용하여 측정 동작중 통증이 발생하는 순간을 특정하고, 그 순간의 관절가동범위를 측정할 수 있다. 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, when the joint range of motion is restricted due to pain, it is possible to measure the range of motion of the joint at the moment of pain. This can be an important diagnostic data in the treatment of pain. However, it is difficult to perform the measurement according to the size of the pain to stop the measurement operation and measure the joint range of motion at that moment when the patient experiences pain on their own, and the result is also inaccurate. Therefore, the present invention can use facial expressions to specify a moment when pain occurs during a measurement operation, and measure a joint range of motion at that moment. 9 is a flowchart for explaining a method for measuring a joint range of motion according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 제어부(180)는 S310 단계에서 진료 대상자, 예컨대 환자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동(측정 부위 및 측정 운동)을 결정한다. 이러한 S310 단계는 도 3의 S110 단계 혹은 도 8의 S210 단계와 동일하기 때문에 보다 자세한 설명은 생략한다. 이와 같이, 측정 부위 및 측정 운동이 결정되면, 진료 대상자가 측정 시, 취해야할 동작, 즉, 측정 동작이 결정된다. 이에 따라, 제어부(180)는 S320 단계에서 오디오부(140) 및 표시부(160)를 통해 안내 영상을 제공한다. 이러한 S320 단계는 도 3의 S120 단계 혹은 도 8의 S220단계와 동일하기 때문에 보다 자세한 설명은 생략한다. 안내 영상에 따라 진료 대상자가 측정 동작을 취하면, 제어부(180)는 S330 단계에서 해당 측정 부위 및 측정 운동에 따라 관절가동범위를 지속적으로 측정한다. Referring to FIG. 9 , in step S310 , the
이러한 S330 단계는 도 3의 S130 단계 혹은 도 8의 S230 단계와 동일하기 때문에 보다 자세한 설명은 생략한다. 이와 같이, 지속적으로 관절가동범위를 측정하는 중에 제어부(180)는 S340 단계에서 기 설정된 측정 시간이 만료되었는지를 판단하고, 만료되지 않은 경우, S350 단계로 진행한다. 제어부(180)는 S350 단계에서 카메라부(130)를 통해 촬영된 진료 대상자의 얼굴 이미지를 통해 진료 대상자의 얼굴 표정을 관찰하여 진료 대상자의 얼굴 표정이 통증에 의해 변화하는지 여부를 판별한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 진료 대상자의 얼굴 표정을 관찰하여 진료 대상자의 얼굴 표정이 통증에 의해 변화하는 것을 감지하기 위하여 인공신경망을 이용할 수 있다. Since step S330 is the same as step S130 of FIG. 3 or step S230 of FIG. 8, a more detailed description will be omitted. As such, while continuously measuring the joint range of motion, the
이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 인공신경망 중 컨볼루션 신경망(Convolutional Neural Network :CNN)을 이용하는 것이 바람직하다. 컨볼루션 신경망은 입력층(input laeyr), 은닉층(hidden layer) 및 출력층(output layer)을 포함하며, 은닉층은 적어도 하나의 컨볼루션층(convolution layer), 적어도 하나의 풀링층(pooling layer) 및 완전연결층(fully-connected layer)을 포함한다. 이에 따라, 제어부(180)는 인공신경망의 입력층에 통증이 있는 경우의 사람의 얼굴을 촬영한 사진 혹은 영상을 학습 데이터로 입력하여 역전파(backpropagation) 알고리즘을 통해 인공신경망을 학습(training)시킬 수 있다. 충분히 학습된 후, 제어부(180)는 카메라부(130)를 통해 촬영된 진료 대상자의 얼굴 영상을 인공신경망(300)에 입력하여 인공신경망(300)이 출력을 통해 진료 대상자의 얼굴 표정이 통증에 의해 변화하는 것인지 여부를 판단할 수 있다. S350 단계의 판단 결과, 카메라부(130)를 통해 촬영된 진료 대상자의 얼굴 영상으로부터 진료 대상자의 얼굴 표정이 통증에 의해 변화된 것으로 판단한 경우, 얼굴 표정이 변화된 시점을 통증이 발생한 시점으로 판단하고, 제어부(180)는 S360 단계로 진행하여, 통증이 발생한 시점에 산출된 측정값을 저장부(170)에 저장한다. 이와 같이, 제어부(180)는 기 설정된 측정 시간의 만료 전에 S330 단계 내지 S360 단계를 반복한다.At this time, according to an embodiment of the present invention, it is preferable to use a convolutional neural network (CNN) among artificial neural networks. A convolutional neural network includes an input layer, a hidden layer, and an output layer, and the hidden layer includes at least one convolution layer, at least one pooling layer, and a full a fully-connected layer. Accordingly, the
한편, 제어부(180)는 S340 단계에서 기 설정된 측정 시간이 만료되었는지를 판단하고, 만료된 경우, S370 단계로 진행하여, 앞서(S360) 저장된 복수의 측정값 중 최소값을 최대로 움직일 수 있는 관절가동범위로 결정한다. 한편, 앞서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 다양한 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. On the other hand, the
기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. The program instructions recorded on the recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. For example, the recording medium includes magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floppy disks ( magneto-optical media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions may include not only machine language wires such as those generated by a compiler, but also high-level language wires that can be executed by a computer using an interpreter or the like. Such hardware devices may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이하에서는 운동 치료 시스템에 대해서 자세히 설명하기로 한다. 먼저, 본 발명의 실시예에 따른 운동 치료 시스템(이하 '운동 치료 시스템'이라 한다)은, 하지의 대퇴부와 하퇴부에 착용되고, 서로 독립된 구동원을 이용하여 대퇴부와 하퇴부의 회동 각도를 각각 조절하도록 구성되어, 대상자의 재활시기와 재활시기에 따른 대상자의 설정된 슬관절(무릎)의 회동각도에 따라 무릎의 굽힘각도 및 펴짐각도를 각각 세분화하여 정밀하게 제어할 수 있으며 이를 통해 착용 대상자의 신체상태에 대응하여 효과적인 맞춤 재활 및 치료가 가능하다. Hereinafter, the exercise therapy system will be described in detail. First, the exercise therapy system (hereinafter referred to as 'exercise therapy system') according to an embodiment of the present invention is worn on the thigh and lower leg of the lower extremities, and is configured to adjust the rotation angle of the thigh and lower leg using independent driving sources, respectively. Thus, it is possible to subdivide and precisely control the bending angle and extension angle of the knee according to the patient's set knee joint (knee) rotation angle according to the patient's rehabilitation period and the rehabilitation period. Effective customized rehabilitation and treatment are possible.
이러한 본 발명에 대하여 도 1b 내지 도 4를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 운동 치료 시스템은, 프레임부(1100)와, 제1각도조절부(1200)와, 제2각도조절부(1300)와, 제어부(1500)를 포함하여 구성될 수 있다.Looking at this invention with reference to FIGS. 1B to 4 , the exercise therapy system according to an embodiment of the present invention includes a frame unit 1100 , a first
프레임부(1100)는, 제1프레임유닛(1110)과, 제2프레임유닛(1120)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1프레임유닛(1110)은, 대퇴부에 착용되며, 제1프레임(1111)과, 제2프레임(1112)과, 제1결합밴드(1113,1114)를 포함하여 구성될 수 있다.The frame unit 1100 may include a
제1프레임(1111)은, 대퇴부의 전면 또는 후면을 감싸도록 형성되며, 도시된 바와 같이 대퇴부의 전면 또는 후면을 향하여 볼록하게 절곡되어 형성될 수 있다. The
제2프레임(1112)은, 일단이 제1프레임(1111)의 양단부에 각각 결합되어 대퇴부의 양측면에 각각 위치하고, 타단은 무릎을 향하여 하방향으로 연장 형성되어 있다. 여기서, 제2프레임(1112)은 도시된 바와 같이 길이방향이 대퇴부의 길이방향에 대하여 평행하게 위치할 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.The
한편, 제1프레임(1111)과 제2프레임(1112)은, 설정 폭을 갖는 플레이트 형상으로 도시된 바와 같이 일체로 형성될 수 있으나, 일 실시예로 착용 성 등을 고려하여 제1프레임(1111)과 제2프레임(1112)을 서로 링크결합 시키는 등 다양한 결합이 가능하다. On the other hand, the
제1프레임(1111)과 제2프레임(1112)은, 수지 재질 또는 금속재질 등 착용 후 내구성을 유지할 수 있는 재질이라면 모두 적용 가능하다. The
제1결합밴드(1113,1114)는, 제1프레임(1111)과 제2프레임(1112)에 결합되어 제1프레임(1111)과 제2프레임(1112)을 대퇴부에 고정시키는 역할을 한다. 제1결합밴드(1113,1114)는, 대퇴부를 감쌀 수 있도록 플렉서블한 재질로 형성되고, 착용이 가능하도록 착탈수단에 의하여 양단부가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. The
여기서, 제1결합밴드(1113,1114)는, 통기성이 좋고 실용적인 페브릭(1fabric)재질로 형성될 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 그리고 착탈수단은 공지의 벨크로(1velcro)를 적용할 수 있으나 이외 착탈가능한 후크 등 한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 구성이 가능하다. 제1결합밴드(1113,1114)는, 도시된 바와 같이 2개로 형성되어 제1프레임(1111)과 제2프레임(1112)에 각각 결합되고 대퇴부의 전면과 후면을 각각 감싸도록 구성될 수 있으나, 이는 일 실시예로 착용하는 대상자의 체격 등에 따라 그 개수와 결합위치를 달리 할 수 있음은 물론이다. Here, the
한편, 제1프레임유닛(1110)은, 제1프레임(1111)과 제2프레임(1112)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 제1프레임(1111)과 제2프레임(1112)의 내측에 결합되는 제1쿠션부재(1115)가 구비될 수 있다. 제1쿠션부재(1115)는, 설정된 두께를 갖고 있으며, 착용 후 활동 시 제1프레임(1111) 및 제2프레임(1112)과 대퇴부 사이에 발생할 수 있는 마찰 및 압력을 완화하여 착용자로 하여금 불편함을 해소시킬 수 있다. 제1쿠션부재(1115)는, 공지의 스펀지소재 등을 적용할 수 있으며 이에 한정하지는 않는다. On the other hand, the
제2프레임유닛(1120)은, 하퇴부에 착용되며, 제3프레임(1121)과, 제4프레임(1122)과, 제2결합밴드(1123,1124)를 포함하여 구성될 수 있다.The
제3프레임(1121)은, 하퇴부의 후면 또는 전면을 감싸도록 형성되며, 도시된 바와 같이 하퇴부의 전면 또는 후면을 향하여 볼록하게 절곡되어 형성될 수 있다.The
제4프레임(1122)은, 일단이 제3프레임(1121)의 양단부에 각각 결합되어 하퇴부의 양측면에 각각 위치하고, 타단은 무릎을 향하여 상방향으로 연장 형성되어 제2프레임(1112)의 타단과 대향되게 위치하도록 구성된다. 여기서, 제4프레임(1122)은 길이방향이 하퇴부의 길이방향에 대하여 평행하게 위치할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. The
제3프레임(1121)과 제4프레임(1122)은, 설정 폭을 갖는 플레이트 형상으로 도시된 바와 같이 일체로 형성될 수 있으나, 일 실시예로 착용 성 등을 고려하여 제3프레임(1121)과 제4프레임(1122)을 다양하게 결합이 가능하다. 또한, 제3프레임(1121)과 제4프레임(1122)은, 전술한 제1프레임(1111)과 제2프레임(1112)과 동일한 수지 재질 또는 금속재질 등 착용 후 내구성을 유지할 수 있는 재질이라면 모두 적용 가능하다. The
한편, 제2프레임유닛(1120)은 제1프레임유닛(1110)과 회동 가능하게 결합된다. 이를 위해 도시된 바와 같이, 제2프레임(1112)의 타단부와 제4프레임(1122)의 타단부는 중심회전축(1130)에 의하여 축결합되어 회동 가능하게 결합될 수 있다. Meanwhile, the
제2결합밴드(1123,1124)는, 제3프레임(1121)과 제4프레임(1122)에 결합되고, 제3프레임(1121)과 제4프레임(1122)을 하퇴부에 고정시키는 역할을 한다. 제2결합밴드(1123,1124)는, 하퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합될 수 있으며, 제1결합밴드(1113,1114)와 동일한 재질 및 구성으로 구성될 수 있다. The
제2결합밴드(1123,1124)는, 도시된 바와 같이 2개로 형성되어 제3프레임(1121)과 제4프레임(1122)에 각각 결합되고, 하퇴부의 전면 또는 후면을 감싸도록 구성될 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. The
제2프레임유닛(1120)은, 제3프레임(1121)과 제4프레임(1122)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 제3프레임(1121)과 제4프레임(1122)의 내측에 결합되는 제2쿠션부재(1125)를 구비할 수 있다. The
제2쿠션부재(1125)는, 착용 후 활동 시 제3프레임(1121) 및 제4프레임(1122)과 대퇴부 사이에 발생할 수 있는 마찰이나 압력을 완화하여 착용성을 향상시키는 역할을 한다. The
한편, 운동 치료 시스템은, 제2프레임(1112)의 타단부와 제4프레임(1122)의 타단부에 각각 결합하여, 제2프레임(1112)과 제4프레임(1122) 사이의 각도를 통하여 무릎각도를 측정하고, 측정된 무릎각도값을 제어부(1500)로 전송하는 각도측정센서(1400,ROM sensor)를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the exercise therapy system is coupled to the other end of the
여기서, 각도측정센서(1400)는, 제2프레임(1112)과 제4프레임(1122)을 각각의 축으로 하고, 활동 시 제2프레임(1112)과 제4프레임(1122)의 상대 각도를 측정하도록 구성되며, 공지의 전자식 롬센서 또는 기계식 각도센서 등 한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 구성이 적용될 수 있다. Here, the
한편, 본 발명의 운동 치료 시스템은, 제1프레임유닛(1110)과 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 조절하여, 착용하는 대상자의 무릎 관절각도를 조절할 수 있도록 구성된다. 구체적으로 본 발명의 운동 치료 시스템은, 무릎관절의 펴짐각도와 굽힘각도를 각각 제한할 수 있도록 구성되어, 재활중인 대상자이 무리하게 무릎을 펴거나 굽히지 않도록 할 수 있다. On the other hand, the exercise treatment system of the present invention, by adjusting the rotation angle of the
이하에서는 우선, 무릎의 굽힘 각도를 조절하는 구성에 대하여 살펴보기로 한다. 먼저, 무릎의 굽힘 각도 조절은, 무릎이 굽혀지는 각도를 조절하여 무릎이 굽혀질 수 있는 각도를 제한하는 것을 의미한다. Hereinafter, first, a configuration for adjusting the bending angle of the knee will be described. First, adjusting the bending angle of the knee means limiting the angle at which the knee can be bent by adjusting the bending angle of the knee.
이에, 본 발명의 운동 치료 시스템은, 제1각도조절부(1200)를 통하여 제1프레임유닛(1110)의 회동각을 조절하여 무릎의 굽힘 각도를 조절할 수 있도록 구성된다.Accordingly, the exercise treatment system of the present invention is configured to adjust the bending angle of the knee by adjusting the rotation angle of the
이러한 제1각도조절부(1200)에 대하여 구체적으로 살펴보면, 제1각도조절부(1200)는, 제1프레임유닛(1110)에 결합되며, 제어신호에 의하여 구동 제어되는 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 프레임부(1100)에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 제1프레임유닛(1110)의 회동각을 조절하도록 구성될 수 있다.Looking at the first
세부적으로, 제1각도조절부(1200)는, 제1모터(1210)와, 제1기어(1220)와, 제1회전기어(1230)와, 제1스토퍼부(1240)를 포함하여 구성될 수 있다.In detail, the first
제1모터(1210)는, 2프레임의 외측에 결합되어 그 위치가 고정되고, 제어부(1500)로부터 수신된 제어신호에 의하여 구동 제어된다. 제1모터(1210)는, 별도의 전원을 공급받을 필요가 없도록 충전식 배터리에 의하여 구동될 수 있으며, 제어부(1500)로부터 제어신호를 수신할 수 있도록 통신부가 구성될 수 있다. 제1기어(1220)는, 제1모터(1210)의 회전축에 축결합되어 제1모터(1210)에 의하여 회전하도록 구성된다. The
제1회전기어(1230)는, 제1기어(1220)와 치합되어 제1기어(1220)와 연동하여 회전하도록 구성된다. 여기서, 제1기어(1220)와 제1회전기어(1230)는, 각각 기어비를 조절하여 제1기어(1220)의 피치회전에 대한 제1회전기어(1230)의 회동각을 조절할 수 있으며, 이러한 회동각 조절은 장치 크기와 설정 회동각 등을 고려하여 다양하게 설계할 수 있다. 한편, 제1회전기어(1230)는, 전술한 중심회전축(1130)을 회전축으로 회동 가능하게 결합되어 무릎의 측부에 위치될 수 있다. The
제1스토퍼부(1240)는, 제1회전기어(1230)에 결합되어, 제1회전기어(1230)의 회동각이 제한되도록 하는 역할을 한다. 세부적으로, 제1스토퍼부(1240)는, 제1결합부(1241)와, 제1걸림부재(1242)를 포함하여 구성될 수 있다.The
제1결합부(1241)는, 제1회전기어(1230)의 반경방향을 따라 돌출되도록 제1회전기어(1230)의 외주면에 고정 결합되고, 제1회전기어(1230)의 회동에 따라 회동하도록 구성된다.The first coupling part 1241 is fixedly coupled to the outer circumferential surface of the
제1걸림부재(1242)는, 일단은 제1결합부(1241)에 결합되고, 타측은 프레임부(1100)를 향하여 연장형성되어, 제1회전기어(1230)의 회동에 따라 제2프레임(1112)의 타측 또는 제4프레임(1122)의 타측에 걸려 제1회전기어(1230)의 회동을 제한하도록 구성된다. 즉, 제1걸림부재(1242)는, 회동 시 제2프레임(1112)과 제4프레임(1122)에 의하여 이동이 제한되고, 이에 의하여 제1회전기어(1230)의 회동도 제한되도록 하는 역할을 한다. The first locking member 1242, one end is coupled to the first coupling portion 1241, the other side is formed to extend toward the frame portion 1100, according to the rotation of the
한편, 제1스토퍼부(1240)는, 그 위치가 조정되어 무릎의 굽힘각도를 조절할 수 있는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. On the other hand, the
다음으로, 무릎의 펴짐각도를 조절하는 구성에 대하여 살펴보기로 한다. 우선, 이때 무릎의 펴짐각도 조절은, 무릎이 펴지는 각도를 조절하여, 무릎이 펴질 수 있는 각도를 제한하는 것을 의미한다. Next, a configuration for adjusting the angle of extension of the knee will be looked at. First of all, in this case, the knee extension angle adjustment means limiting the knee extension angle by adjusting the knee extension angle.
이에, 본 발명의 운동 치료 시스템은, 제2각도조절부(1300)를 통하여 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 조절하여 무릎의 펴짐 각도를 조절할 수 있도록 구성된다.Accordingly, the exercise treatment system of the present invention is configured to adjust the angle of knee extension by adjusting the rotation angle of the
구체적으로, 제2각도조절부(1300)는, 제2프레임유닛(1120)에 결합되며, 제어신호에 의하여 구동 제어되고 제1각도조절부(1200)와 독립된 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 프레임부(1100)에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 조절하도록 구성될 수 있다. 이때, 제2각도조절부(1300)는, 제1각도조절부(1200)와 독립된 구동원을 통해 구동되어, 제1각도조절부(1200)와 개별제어될 수 있다. Specifically, the second
제2각도조절부(1300)는, 제2모터(1310)와, 제2기어(1320)와, 제2회전기어(1330)와, 제2스토퍼부(1340)를 포함하여 구성될 수 있다. The second
제2모터(1310)는, 제4프레임(1122)의 외측에 결합되어 그 위치가 고정되고, 제어부(1500)로부터 수신된 제어신호에 의하여 구동 제어된다. 제2모터(1310)는, 제1모터(1210)와 마찬가지로 충전식 배터리에 의하여 구동될 수 있으며, 제어부(1500)로부터 제어신호를 수신할 수 있도록 통신부가 구성될 수 있다. The
제2기어(1320)는, 제2모터(1310)의 회전축에 축결합되어 제2모터(1310)에 의하여 회전하도록 구성된다. The
제2회전기어(1330)는, 제2기어(1320)와 치합되어 제1기어(1220)와 연동하여 회전하도록 구성되며, 중심회전축을 회전축으로 하여 회동 가능하게 결합되어 제1회전기어(1230)의 전방 또는 후방에 동축으로 결합될 수 있다. The
제2기어(1320)와 제2회전기어(1330)는, 각각 기어비를 조절하여 제2기어(1320)의 피치회전에 대한 제2회전기어(1330)의 회동각을 조절할 수 있으며, 장치 크기와 설정 회동각 등을 고려하여 다양하게 설계할 수 있다. The
제2스토퍼부(1340)는, 제2회전기어(1330)에 결합되어, 제2회전기어(1330)의 회동이 제한되도록 하는 역할을 한다. 제2스토퍼부(1340)는, 제2결합부(1341)와, 제2걸림부재(1342)를 포함하여 구성될 수 있다. The
제2결합부(1341)는, 제2회전기어(1330)의 반경방향을 따라 돌출되도록 제2회전기어(1330)의 외주면에 고정 결합되고, 제2회전기어(1330)의 회동에 따라 회동하도록 구성된다.The
제2걸림부재(1342)는, 일단은 제2결합부(1341)에 결합되고, 타측은 프레임부(1100)를 향하여 연장 형성되고, 제2회전기어(1330)의 회동에 따라 제2프레임(1112)의 일측 또는 제4프레임(1122)의 일측에 걸려 제2회전기어(1330)의 회동각이 제한하는 역할을 한다. 여기서, 제2스토퍼부(1340)의 구성은, 전술한 제1스토퍼부(1240)의 구성과 대응되도록 구성되어 서로 대칭이 되도록 위치할 수 있다. The
도 5 및 도 6은 제2스토퍼부(1340)와 제1스토퍼부(1240)에 의하여 무릎관절의 펴짐각도 조절원리와 굽힘각도 조절원리를 개념적으로 나타낸 도면으로, 이를 참조하여 본 발명의 제1각도조절부(1200)와, 제2각도조절부(1300)의 작동에 대하여 각각 살펴보기로 한다.5 and 6 are views conceptually illustrating the principle of adjusting the opening angle and the bending angle of the knee joint by the
먼저, 도 5는 제2각도조절부(1300)에 의하여 펴짐각도가 조절되는 원리를 나타낸다. 도면을 참조하면, 제2각도조절부(1300)는 제4프레임(1122)의 회동 각도를 조절하여, 제4프레임(1122)이 설정된 펴짐 각도 내에서만 회동이 이루어지도록 구성될 수 있다. First, FIG. 5 shows the principle that the unfolding angle is adjusted by the second
구체적으로, 제2각도조절부(1300)는, 제4프레임(1122)의 회동에 따라 제2스토퍼부(1340)도 연동하여 회동하게 되는데, 이때의 제4프레임(1122)의 회동은 제2스토퍼부(1340)에 의하여 그 회동이 제한되게 된다. 이는, 제4프레임(1122)은 도시된 바와 같이 펴지는 회동 동작에 따라 제2스토퍼부(1340)가 시계방향으로 이동하게 되면서 제2프레임(1112)에 간섭되어 이동이 제한되기 때문이다. Specifically, the second
한편, 본 발명에서 제2각도조절부(1300)는, 제2스토퍼부(1340)의 위치를 조정하여 펴짐각도 범위를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이, 제4프레임(1122)과 제2프레임(1112)이 일직선상으로 배치될 정도로 무릎관절이 모두 펴진 상태를 a2라고 하고, 무릎관절이 설정각도 내에서만 펴질 수 있도록 제한된 상태를 a1이라고 할 때, 제2스토퍼부(1340)의 위치를 조절하여 펴짐각도를 조절할 수 있다. 도면에서 은선으로 표시된 제2스토퍼부(1340)는 펴지기 전의 위치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 제2스토퍼부(1340)는, 그 위치가 시계방향으로 전진하여 이동될수록 제4프레임(1122)의 펴짐 각도가 제한된다는 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, in the present invention, the second
한편, 제2스토퍼부(1340)는, 제어부(1500)에 의하여 그 위치가 조절될 수 있으며, 이를 위해 제어부(1500)는, 제2모터(1310)를 회전시켜 제2기어(1320)를 설정 회동각에 따라 회전시키고, 제2기어(1320)의 회전에 의하여 제2회전기어(1330)와 제2스토퍼부(1340)의 위치가 변경되어 제2프레임유닛(1120)의 회동각이 조절되도록 구성될 수 있다. On the other hand, the position of the
다음으로, 굽힘각도가 조절되는 원리에 대하여 살펴보기로 한다. 도 6을 참조하면, 제1각도조절부(1200)는 제2프레임(1112)의 회동 각도를 조절하여, 제2프레임(1112)이 설정된 굽힘 각도 내에서만 회동이 이루어지도록 구성될 수 있다. Next, the principle of adjusting the bending angle will be described. Referring to FIG. 6 , the first
세부적으로, 제1각도조절부(1200)는, 제2프레임(1112)의 회동에 따라 제1스토퍼부(1240)도 연동하여 회동하게 되고, 이때의 제2프레임(1112)의 회동은 제1스토퍼부(1240)에 의하여 그 회동이 제한된다. 이는 도시된 바와 같이 제2프레임(1112)은 굽힘 동작에 따라 제1스토퍼부(1240)가 시계방향으로 이동하다가 제4프레임(1122)에 의하여 간섭 접촉되면서 이동이 제한되기 때문이다. In detail, the first
본 발명에서 제1각도조절부(1200)는, 제1각도조절부(1200)와 마찬가지로 제1스토퍼부(1240)의 위치를 조절하여 굽힘각도 범위를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 도면을 참조하면, 제2프레임(1112)이 수평한 상태로 굽혀진 상태를 b2라고 하고, 무릎관절이 설정각도 내에서만 굽혀질 수 있도록 제한된 상태를 b1이라고 할 때, 제1스토부의 위치를 조절하여 굽힘각도를 조절할 수 있다. 이때 도면에서 은선으로 표시된 제1스토퍼부(1240)는 각각 굽혀지기 전의 위치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 제1스토퍼부(1240)의 위치를 시계방향으로 전진하여 이동될수록 제2프레임(1112)의 굽힘 각도가 제한된다는 것을 확인할 수 있다. In the present invention, the first
이때, 제1스토퍼부(1240)는, 제어부(1500)에 의하여 그 위치가 조절될 수 있으며, 이를 위해 제어부(1500)는, 제1모터(1210)를 회전시켜 제1기어(1220)를 설정 회동각에 따라 회전시키고, 제1기어(1220)의 회전에 의하여 제1회전기어(1230)와 제1스토퍼부(1240)의 위치가 변경되어 제1프레임유닛(1110)의 회동각이 조절되도록 구성될 수 있다.At this time, the position of the
한편, 에서, 제1스토퍼부(1240)와 제2스토퍼부(1340)는 제2프레임(1112)과 제4프레임(1122)의 측면에 접촉 간섭되면서 그 이동이 구속되는 것을 실시예로 나타내었으나, 이는 일 실시예로 제1스토퍼부(1240)와 제2스토퍼부(1340)의 이동이 제한될 수 있다면 제2프레임(1112)과 제4프레임(1122) 외 설계에 따라 그 구속대상을 다양하게 할 수 있음은 물론이며, 굽힘각도 범위와 펴짐각도 범위를 다양하게 설정하여 설계할 수 있음은 물론이다. 또한, 도 5에서는 제2각도조절부(1300)만이 조절되는 원리를 도 6에는 제1각도조절부(1200)만이 조절되는 원리를 나타내었으나, 도시하지 않았지만 제1각도조절부(1200)와 제2각도조절부(1300)가 함께 조절되어 굽힘각도와 펴짐각도가 조절될 수도 있다. Meanwhile, in , the
이하에서는, 제어부(1500)에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the
제어부(1500)는, 제1각도조절부(1200)와 제2각도조절부(1300) 각각으로 제어신호를 전송하여, 제1프레임유닛(1110)의 회동각과, 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 각각 제어하는 역할을 하며, 세부적으로는, 대상자의 재활시기와 재활시기에 따른 대상자의 설정된 무릎관절의 회동각도에 따라 제1프레임유닛(1110)의 회동각과, 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 각각 제어하여 대상자의 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 각각 제어하도록 구성될 수 있다. The
세부적으로, 도 7을 참조하면, 제어부(1500)는, 제1각도조절부(1200)의 제1모터(1210)로 제어신호를 전송하여 제1스토퍼부(1240)의 위치를 조정함으로서 제1프레임유닛(1110)의 회동각을 조절할 수 있다.In detail, referring to FIG. 7 , the
또한, 제어부(1500)는, 제2각도조절부(1300)의 제2모터(1310)로 제어신호를 전송하여 제2스토퍼부(1340)의 위치를 조정함으로써 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 조절할 수 있다. In addition, the
이때, 제어부(1500)는, 대상자의 재활상태 및 신체상태에 따라 제1프레임유닛(1110)과 제2프레임유닛(1120) 각각의 회동각을 제어할 수 있으며, 의사 또는 치료사와 같은 관리자의 단말기의 어플리케이션 등을 통해 제어신호를 전송할 수 있다. At this time, the
한편, 제어부(1500)는, 한 바와 같이 대상자의 신체상태에 따라 제1프레임유닛(1110)과 제2프레임유닛(1120)을 제어함에 있어, 보다 세밀하고 대상자에 대한 맞춤 재활관리가 가능하도록 다양한 방법을 통하여 제1프레임유닛(1110)과 제2프레임유닛(1120)을 제어할 수 있다.On the other hand, the
이에 대하여 살펴보면, 제어부(1500)는, 대상자의 재활시기에 따라 제1프레임유닛(1110)의 회동각과 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 각각 제어하여 대상자의 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 각각 제어할 수 있다. Looking at this, the
이에 대한 실시예로, 제어부(1500)는, 대상자의 재활계획(1재활프로그램)을 토대로 재활 경과주차에 따른 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도를 미리 설정하고, 대상자의 재활시작시점부터 경과시간에 따라 제1프레임유닛(1110)의 회동각과 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 각각 설정 회동각으로 자동 제어되도록 제1각도조절부(1200)와 제2각도조절부(1300)를 제어할 수 있다. In an embodiment for this, the
가령, 시간이 경과함에 따라 대상자의 재활치료의 효과가 발휘되고 대상자의 신체상태가 호전되어 더 회복된다고 봤을 때, 제어부(1500)는, 재활시작시점부터 설정시간 경과 시마다 제1프레임유닛(1110)의 회동각과 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 점진적으로 증가시키도록 제어하여, 무릎관절의 굽힘허용 각도와 펴짐 허용각도를 늘릴 수 있다. For example, when it is seen that the effect of the subject's rehabilitation treatment is exerted over time and the subject's physical condition is improved and is further recovered, the
한편, 에서 제어부(1500)는, 재활계획이나 재활프로그램을 토대로 제1각도조절부(1200)와 제2각도조절부(1300)를 설정된 회동각으로 자동제어 한다고 하였으나, 이는 일 실시예로 관리자가 대상자에 대하여 자동 제어되는 회동값을 임의적으로 선택 및 설정하여 제1각도조절부(1200)와 제2각도조절부(1300)를 자동 제어할 수 있음은 물론이다. On the other hand, in the
다음으로, 제어부(1500)는, 대상자의 재활시기에 따른 무릎관절의 회동각도에 따라 제1프레임유닛(1110)의 회동각과 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 각각 제어하여, 대상자의 무릎상태에 따라 맞춤형으로 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 각각 제어할 수 있다. Next, the
이에 대하여 살펴보면, 우선 전술한 바에 따르면, 제어부(1500)는, 무릎관절의 굽힘 및 펴짐 각도를 미리 설정하고, 설정된 각도에 맞추어 자동으로 제1각도조절부(1200)와 제2각도조절부(1300)를 제어하도록 구성됨을 기재한 바 있다. Looking at this, first, according to the above-mentioned bar, the
이러한 경우, 무릎관절의 굽힘 및 펴짐각도를 재활치료 전 미리 설정해놓은 것이기 때문에, 재활이 시작되고 그 효과에 따라 그 설정값이 오차가 발생할 수 있다. 이에, 제어부(1500)는, 이러한 개인의 재활치료 효과에 대응하여 그 설정값을 개인 맞춤식으로 설정할 수 있다. In this case, since the bending and unfolding angles of the knee joint are set in advance before rehabilitation treatment, rehabilitation is started, and an error may occur in the set values depending on the effect. Accordingly, the
이를 위해, 제어부(1500)는, 각도측정센서(1400)로부터 무릎각도값을 수신하여 대상자의 무릎관절운동을 모니터링 하고, 모니터링된 무릎각도값과 설정된 제1프레임유닛(1110)의 회동각과 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 각각 비교하여 설정된 대퇴부프레임의 회동각과 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 보정하도록 구성될 수 있다.To this end, the
이때, 제어부(1500)는, 각도측정센서(1400)를 통하여 대상자의 재활치료 중 설정기간 내 굽힘각도 최대값과 최소값 및 펴짐각도 최대값 및 최소값을 각각 수신하고, 이를 통해 설정기간 내 굽힘각도 변화량의 평균범위, 최대 굽힘 각도, 펴짐각도 변화량의 평균범위, 최대 펴짐각도 등을 모니터링하여, 대상자의 실제 재활상태를 모니터링 하도록 구성될 수 있다. At this time, the
즉, 제어부(1500)는, 각도측정센서(1400)로부터 해당 대상자의 무릎관절 각도변화를 모니터링 하여 무릎관절의 회복속도와 근력을 판단하고, 이를 통하여 설정 값을 조정하여 무릎관절의 굽힘 및 펴짐의 허용각도를 보다 늘리거나 줄일 수 있다. That is, the
이에 대한 실시예로, 제어부(1500)는, 모니터링된 해당 대상자의 굽힘각도 최대값 및 굽힘각도 변화량 평균범위와, 펴짐각도 최대값과 펴짐각도 변화량 평균범위와, 설정된 제1프레임유닛(1110)의 회동각과 제2프레임유닛(1120)의 회동각을 각각 비교 분석한다. In this embodiment, the
이때, 제어부(1500)는, 해당 대상자의 실제 굽힘각도 최대값과 굽힘각도 변화량 평균범위를 설정된 제1프레임유닛(1110)의 회동각과 비교하여, 해당 대상자의 실제 무릎관절 굽힘정도가 설정된 값에 미치지 못하는 경우, 해당 대상자의 회복이 느린 것으로 판단하여 설정값을 다음단계로 변화시키지 않고 그대로 연장시킬 수 있다. At this time, the
반면, 제어부(1500)는, 실제 무릎 굽힘각도와 설정 회동각과 비교하여, 해당 대상자의 실제 무릎 굽힘각도 최대값이 설정 회동각에 대응되고 최대값의 도달 횟수가 설정횟수 범위에 해당되면 미리 설정된 회동각에 따라 제1각도조절부(1200)를 통하여 회동각을 제어를 진행한다. 한편, 이때 실제 무릎 굽힘각도 최대값의 도달횟수에 따라 회동각 진행단계를 조절할 수 있는데, 실제 무릎각도 최대값 도달횟수가 설정횟수 범위를 초과하면 회복이 빠른 것으로 판단하여 회동각을 보다 늘려 다음단계로 변동시킬 수 있다. On the other hand, the
다음으로, 제어부(1500)는, 해당 대상자의 실제 펴짐각도 최대값과 펴짐각도 변화량 평균범위를 설정된 제2프레임유닛(1120)의 회동각과 비교하여, 해당 대상자의 실제 무릎관절 펴짐정도가 설정된 값에 미치지 못하는 경우, 해당 대상자의 회복이 느린 것으로 판단하여 설정값을 다음단계로 변화시키지 않고 그대로 연장시킬 수 있다. Next, the
반면, 제어부(1500)는, 실제 무릎 펴짐각도와 설정 회동각과 비교하여, 해당 대상자의 실제 무릎 펴짐각도 최대값이 설정 회동각에 대응되고 최대값의 도달 횟수가 설정횟수 범위에 해당되면 미리 설정된 회동각에 따라 제2각도조절부(1300)를 통하여 회동각을 제어를 진행한다. 이때, 실제 무릎 굽펴짐각도 최대값의 도달횟수가 설정횟수 범위를 초과하면 회복이 빠른 것으로 판단하여 회동각을 보다 늘려 다음단계로 변동시킬 수 있다. On the other hand, the
한편, 제어부(1500)는, 제1각도조절부(1200)와 제2각도조절부(1300)를 각각 개별 제어하여 전술한 바와 같이 무릎의 굽힘각도와 펴짐각도를 제어함에 있어, 무릎굽힘각도와 펴짐각도를 서로 연동시켜 서로의 상대각도를 고려하여 각 회동각을 설정할 수 있다.On the other hand, the
이하, 도 16을 참조하여 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 방법(S10)을 설명하기로 한다. 도 16을 참조하면, 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 방법(S10)으로서, 모바일 단말장치를 기반하는 관절가동범위 측정장치를 통해 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하는 단계(S11); 및 관절가동범위 측정장치를 통해 비정상으로 판단된 진료 대상자의 신체에 운동 치료시스템을 적용하는 단계(S12)를 포함한다.Hereinafter, a manual muscle strength test method ( S10 ) using a mobile terminal will be described with reference to FIG. 16 . Referring to FIG. 16 , there is provided a manual muscle strength test method (S10) using a mobile terminal, comprising: measuring a joint range of motion of a subject to be treated through a joint range measuring device based on a mobile terminal device (S11); and applying the exercise treatment system to the body of the patient determined to be abnormal through the joint range of motion measurement device (S12).
관절가동범위를 측정하는 단계(S11)는, 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 측정을 위한 동작을 나타내는 영상을 표시하는 단계와, 신체의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 감지하는 단계와 감지된 복수의 특징점 중 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 기준점, 고정점, 및 운동점을 특정하는 단계와, 특정된 기준점, 고정점, 및 운동점을 이용하여 측정하고자 하는 부위 및 운동에 대한 관절가동범위를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. The step (S11) of measuring the joint range of motion includes: displaying an image representing an operation for measurement according to a region and motion for which the joint range of motion is to be measured; and detecting three-dimensional coordinates of a plurality of characteristic points of the body. and specifying a reference point, a fixed point, and a motion point according to the part and motion to be measured among the detected plurality of feature points; It may include the step of measuring the joint range of motion.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
1 : 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템
2 : 관절가동범위 측정장치
3: 운동 치료시스템
100: 측정 장치
110: 3D센서부
120: 통신부
130: 카메라부
140: 오디오부
150: 입력부
160: 표시부
170: 저장부
180: 제어부
200: 사용자 장치
300: 인공 신경망1: Manual muscular strength test system using a mobile terminal
2: Joint range of motion measurement device
3: Exercise therapy system
100: measuring device
110: 3D sensor unit
120: communication department
130: camera unit
140: audio unit
150: input unit
160: display unit
170: storage
180: control unit
200: user device
300: artificial neural network
Claims (10)
모바일 단말장치를 기반으로 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하기 위한 관절가동범위 측정장치; 및
상기 관절가동범위 측정장치를 통해 비정상으로 판단된 진료 대상자의 신체에 적용하기 위한 운동 치료시스템을 포함하며,
상기 관절가동범위 측정장치는,
영상을 표시하는 표시부와,
신체의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 감지하는 3D 센서부와, 상기 진료 대상자가 따라서 동작을 수행하도록 상기 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동에 상응하는 측정 동작을 나타내는 안내 영상을 상기 표시부를 통해 표시하고, 상기 3D 센서부를 통해 감지되는 상기 복수의 특징점 중 상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 고정점, 기준점, 및 운동점을 특정하고, 특정된 고정점, 기준점, 및 운동점을 이용하여 상기 측정하고자 하는 부위 및 운동에 대한 관절가동범위를 측정하는 제어부를 포함하는 모바일 단말을 포함하는 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템.As a manual muscular strength test system using a mobile terminal,
a joint range of motion measurement device for measuring a range of motion of a patient to be treated based on a mobile terminal device; and
It includes an exercise treatment system for applying to the body of a subject to be treated as abnormal through the joint range of motion measurement device,
The joint range of motion measurement device,
a display unit for displaying an image;
A 3D sensor unit that detects three-dimensional coordinates of a plurality of characteristic points of the body, and a guide image showing a measurement motion corresponding to a motion and a region to measure the joint range of motion of the subject to be treated so that the subject performs the motion accordingly A fixed point, a reference point, and a motion point are specified according to the part and motion to be measured among the plurality of feature points detected through the 3D sensor unit and displayed through the display unit, and the specified fixed point, reference point, and motion point are specified. Manual muscular strength test system using a mobile terminal including a mobile terminal including a control unit for measuring the joint range of motion for the part and motion to be measured by using the mobile terminal.
상기 운동 치료시스템은,
대상자의 대퇴부에 착용되는 제1프레임유닛과, 대상자의 하퇴부에 착용되고 상기 제1프레임유닛과 회동 가능하게 결합되는 제2프레임유닛을 포함하여 구성되는 프레임부와;
상기 제1프레임유닛에 결합되고, 제어신호에 의하여 구동 제어되는 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 상기 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 상기 제1프레임유닛의 회동각을 조절하는 제1각도조절부와;
상기 제2프레임유닛에 결합되며, 제어신호에 의하여 구동 제어되고 상기 제1각도조절부와 독립된 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 상기 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 상기 제2프레임유닛의 회동각을 조절하는 제2각도조절부와;
상기 제1각도조절부와 상기 제2각도조절부 각각으로 제어신호를 전송하여 상기 제1프레임유닛의 회동각과 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하되, 대상자의 재활시기와 재활시기에 따른 대상자의 무릎관절의 회동각도에 따라 상기 제1프레임유닛의 회동각과, 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하여 대상자의 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 하지 재활을 위한 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템.The method according to claim 1,
The exercise therapy system,
a frame unit comprising a first frame unit worn on the subject's thigh and a second frame unit worn on the subject's lower leg and rotatably coupled to the first frame unit;
A first angle adjustment that is coupled to the first frame unit, rotates by a driving source driven and controlled by a control signal, and is configured to limit rotation by the frame unit when rotating, to adjust the rotation angle of the first frame unit wealth;
It is coupled to the second frame unit, is driven by a control signal, rotates by a driving source independent of the first angle control unit, and is configured to limit rotation by the frame unit during rotation, so that the rotation of the second frame unit a second angle adjusting unit for adjusting the angle;
By transmitting a control signal to each of the first angle adjusting unit and the second angle adjusting unit, the rotation angle of the first frame unit and the rotation angle of the second frame unit are controlled, respectively, according to the rehabilitation period and the rehabilitation period of the subject. A control unit that controls the angle of rotation of the first frame unit and the angle of rotation of the second frame unit according to the rotation angle of the knee joint of the subject to control the bending angle and extension angle of the subject's knee joint; lower extremity rehabilitation comprising a Manual muscular strength test system using a mobile terminal for
상기 제1프레임유닛은,
대퇴부의 전면 또는 후면을 감싸도록 형성되는 제1프레임과,
일단이 상기 제1프레임의 양단부에 각각 결합되어 대퇴부의 양측면에 각각 위치하고, 타단은 무릎을 향하여 하방향으로 연장 형성된 제2프레임과,
상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 대퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 대퇴부에 고정시키는 제1결합밴드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템.3. The method according to claim 2,
The first frame unit,
A first frame formed to cover the front or rear of the thigh, and
A second frame having one end coupled to both ends of the first frame and positioned on both sides of the thigh, the other end extending downward toward the knee;
It is coupled to at least any one of the first frame or the second frame, and is configured to include a first coupling band which is detachably coupled to the thigh to fix the first frame and the second frame to the thigh. Manual muscular strength test system using a mobile terminal.
상기 제1프레임유닛은,
상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 내측에 결합되는 제1쿠션부재를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 시스템.4. The method according to claim 3,
The first frame unit,
Using a mobile terminal, characterized in that it is formed in a shape corresponding to the shape of the first frame and the second frame, and further comprises a first cushion member coupled to the inside of the first frame and the second frame Manual muscular strength test system.
상기 제2프레임유닛은,
하퇴부의 후면 또는 전면을 감싸도록 형성되는 제3프레임과,
하퇴부의 양측면에 각각 위치하며, 일단이 상기 제3프레임의 양단부에 각각 결합되고, 타단은 무릎을 향하여 상방향으로 연장 형성되어 상기 제2프레임의 타단과 대향되도록 위치하는 제4프레임과,
상기 제3프레임 또는 상기 제4프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 하퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 상기 제3프레임과 상기 제4프레임을 하퇴부에 고정시키는 제2결합밴드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 운동 치료 시스템. 4. The method according to claim 3,
The second frame unit,
And a third frame formed to cover the rear or front of the lower leg;
A fourth frame positioned on both sides of the lower leg, one end coupled to both ends of the third frame, the other end extending upward toward the knee and positioned to face the other end of the second frame,
It is coupled to at least one of the third frame or the fourth frame, and is configured to include a second coupling band that is detachably coupled to the lower leg and secures the third frame and the fourth frame to the lower leg. Exercise therapy system for lower extremity rehabilitation.
모바일 단말장치를 기반하는 관절가동범위 측정장치를 통해 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하는 단계; 및
상기 관절가동범위 측정장치를 통해 비정상으로 판단된 진료 대상자의 신체에 운동 치료시스템을 적용하는 단계를 포함하며,
상기 관절가동범위를 측정하는 단계는,
관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 측정을 위한 동작을 나타내는 영상을 표시하는 단계와,
신체의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 감지하는 단계와
상기 감지된 복수의 특징점 중 상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 기준점, 고정점, 및 운동점을 특정하는 단계와,
상기 특정된 기준점, 고정점, 및 운동점을 이용하여 상기 측정하고자 하는 부위 및 운동에 대한 관절가동범위를 측정하는 단계를 포함하며,As a manual muscular strength test method using a mobile terminal,
Measuring the joint range of motion of the patient through a joint motion range measuring device based on the mobile terminal device; and
Including the step of applying the exercise treatment system to the body of the treatment subject determined to be abnormal through the joint range of motion measurement device,
Measuring the joint range of motion,
Displaying an image representing the motion for measurement according to the part and motion to measure the joint range of motion;
detecting three-dimensional coordinates of a plurality of feature points of the body;
specifying a reference point, a fixed point, and a motion point according to the part and motion to be measured among the plurality of detected feature points;
Using the specified reference point, fixed point, and motion point to measure the joint range of motion for the part to be measured and the motion,
상기 운동 치료시스템은,
대상자의 대퇴부에 착용되는 제1프레임유닛과, 대상자의 하퇴부에 착용되고 상기 제1프레임유닛과 회동 가능하게 결합되는 제2프레임유닛을 포함하여 구성되는 프레임부와;
상기 제1프레임유닛에 결합되고, 제어신호에 의하여 구동 제어되는 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 상기 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 상기 제1프레임유닛의 회동각을 조절하는 제1각도조절부와;
상기 제2프레임유닛에 결합되며, 제어신호에 의하여 구동 제어되고 상기 제1각도조절부와 독립된 구동원에 의하여 회전하며 회전 시 상기 프레임부에 의하여 회동이 제한되도록 구성되어, 상기 제2프레임유닛의 회동각을 조절하는 제2각도조절부와;
상기 제1각도조절부와 상기 제2각도조절부 각각으로 제어신호를 전송하여 상기 제1프레임유닛의 회동각과 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하되, 대상자의 재활시기와 재활시기에 따른 대상자의 무릎관절의 회동각도에 따라 상기 제1프레임유닛의 회동각과, 상기 제2프레임유닛의 회동각을 각각 제어하여 대상자의 무릎관절 굽힘각도와 펴짐각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 하지 재활을 위한 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 방법7. The method of claim 6,
The exercise therapy system,
a frame unit comprising a first frame unit worn on the subject's thigh and a second frame unit worn on the subject's lower leg and rotatably coupled to the first frame unit;
A first angle adjustment that is coupled to the first frame unit, rotates by a driving source driven and controlled by a control signal, and is configured to limit rotation by the frame unit when rotating, to adjust the rotation angle of the first frame unit wealth;
It is coupled to the second frame unit, is driven by a control signal, rotates by a driving source independent of the first angle control unit, and is configured to limit rotation by the frame unit during rotation, so that the rotation of the second frame unit a second angle adjusting unit for adjusting the angle;
By transmitting a control signal to each of the first angle adjusting unit and the second angle adjusting unit, the rotation angle of the first frame unit and the rotation angle of the second frame unit are controlled, respectively, according to the rehabilitation period and the rehabilitation period of the subject. A control unit that controls the angle of rotation of the first frame unit and the angle of rotation of the second frame unit according to the rotation angle of the knee joint of the subject to control the bending angle and extension angle of the subject's knee joint; lower extremity rehabilitation comprising a Manual strength test method using a mobile terminal for
상기 제1프레임유닛은,
대퇴부의 전면 또는 후면을 감싸도록 형성되는 제1프레임과,
일단이 상기 제1프레임의 양단부에 각각 결합되어 대퇴부의 양측면에 각각 위치하고, 타단은 무릎을 향하여 하방향으로 연장 형성된 제2프레임과,
상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 대퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 대퇴부에 고정시키는 제1결합밴드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 방법.8. The method of claim 7,
The first frame unit,
A first frame formed to cover the front or rear of the thigh, and
A second frame having one end coupled to both ends of the first frame and positioned on both sides of the thigh, the other end extending downward toward the knee;
It is coupled to at least any one of the first frame or the second frame, and is configured to include a first coupling band which is detachably coupled to the thigh to fix the first frame and the second frame to the thigh. A manual strength test method using a mobile terminal with
상기 제1프레임유닛은,
상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 내측에 결합되는 제1쿠션부재를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 방법.9. The method of claim 8,
The first frame unit,
Using a mobile terminal, characterized in that it is formed in a shape corresponding to the shape of the first frame and the second frame, and further comprises a first cushion member coupled to the inside of the first frame and the second frame Manual muscular strength test method.
상기 제2프레임유닛은,
하퇴부의 후면 또는 전면을 감싸도록 형성되는 제3프레임과,
하퇴부의 양측면에 각각 위치하며, 일단이 상기 제3프레임의 양단부에 각각 결합되고, 타단은 무릎을 향하여 상방향으로 연장 형성되어 상기 제2프레임의 타단과 대향되도록 위치하는 제4프레임과,
상기 제3프레임 또는 상기 제4프레임 중 적어도 어느 하나에 결합되고, 상기 하퇴부를 감싸며 착탈 가능하게 결합되어 상기 제3프레임과 상기 제4프레임을 하퇴부에 고정시키는 제2결합밴드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모바일 단말을 이용한 도수근력검사 방법.9. The method of claim 8,
The second frame unit,
And a third frame formed to cover the rear or front of the lower leg;
A fourth frame positioned on both sides of the lower leg, one end coupled to both ends of the third frame, the other end extending upward toward the knee and positioned to face the other end of the second frame,
It is coupled to at least one of the third frame or the fourth frame, and is configured to include a second coupling band that is detachably coupled to the lower leg and secures the third frame and the fourth frame to the lower leg. A manual strength test method using a mobile terminal with
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KR1020200085724A KR20220007464A (en) | 2020-07-10 | 2020-07-10 | System and method for testing manuaul muscle using mobile terminal |
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---|---|---|---|---|
KR20060069673A (en) | 2004-12-17 | 2006-06-22 | (주)아이블포토닉스 | Kinesiology power measuring system using sensor with piezoelectric materials |
-
2020
- 2020-07-10 KR KR1020200085724A patent/KR20220007464A/en not_active Application Discontinuation
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KR20060069673A (en) | 2004-12-17 | 2006-06-22 | (주)아이블포토닉스 | Kinesiology power measuring system using sensor with piezoelectric materials |
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