KR20220054334A - 손-눈 반응 능력을 측정하기 위한 측정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복잡한 신경인지 작업의 경우 반응 시간 곡선을 재현 가능하게 측정하기 위한 측정 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 실험을 수행할 때 인간의 영향을 크게 방지한다. 외부 데이터 처리의 결과로, 측정 시스템은 독립적으로 성장하는 익명의 데이터 기반을 형성할 수 있으며, 이는 내부 데이터의 지속적인 증가로 인해 정확도가 증가한다. 이것은 또한 신경변성 질환의 표시 및/또는 식별까지 반응 시간의 잠재적으로 위험한 변화에 대해 진술할 수 있도록 한다.

Description

손-눈 반응 능력을 측정하기 위한 측정 시스템

본 발명은 복잡한 신경인지 운동 과제를 수행할 때 인간의 손-눈 반응 능력을 측정하기에 적합한 측정 시스템에 관한 것이다.

복잡한 신경인지 운동 과제는 주로 개인의 손-눈 반응 능력, 주의력 및 파지 기능에 의해 영향을 받는다.

피험자의 손-눈 반응 능력, 주의력 및 파지 기능을 검출하기 위한 테스트 설정의 최소 예는 낙하 막대 테스트이다.

가장 간단한 경우에, 적절한 길이, 종종 대략 50cm 내지 100cm의 막대가 검사자에 의해 한 손에 수직으로 유지된다. 이 경우, 유지된 막대는 측정할 피험자의 손 위에 있거나 느슨하게 위치된다. 검사자는 막대를 놓는다. 이 막대는 지구의 중력에 의해 가속되어 잠시 후 피험자에게 잡힌다. 막대가 이동한 거리는 자유 낙하의 물리 법칙으로부터 피험자의 반응 시간에 대한 결론을 이끌어낼 수 있다. 이 해결책은 피험자의 반응 성능에 영향을 줄 수 있는 다양한 제한 사항이 있다. 최소한의 예는 설명된 테스트 설정에서 약간의 객관성을 갖는다.

기술을 사용하여 낙하 막대 테스트 결과의 재현성을 증가시키기 위한 몇 가지 해결책이 선행기술에 공지되어 있다.

대만 특허공개공보 TW 2011052894 A1호는 스톱워치가 통합된 낙하 막대 테스트를 개시하고 있다. 측정 전에 막대는 수직으로 매달리는 방식으로 유지 장치에 연결된다. 유지 장치는 예를 들어, 전자석이다. 측정의 시작은 유지 장치를 개방하는 검사자에 의해 결정되고, 전자석의 경우 버튼을 눌러 전원 공급을 차단한다. 막대 내부의 스톱워치가 시작되고, 막대는 지구의 중력장에 의해 가속된다. 제2 스위치는 막대의 외부에 위치된다. 막대가 걸리면 스톱워치가 멈추고, 측정된 시간 차이가 막대의 디스플레이에 직접 표시된다.

미국 특허출원공개공보 US 2010/0324443 A1호는 광범위한 유형의 반응 능력을 측정하기 위한 소형 장치를 개시하고 있다. 예를 들어, 이 장치는 다양한 색상의 LED로 구현된 광학 자극 또는 음향 자극을 통해 피험자에게 장치의 특정 버튼을 누르라는 지시를 내린다. 피험자가 행동을 수행하는데 필요한 시간을 측정한다. 자극의 유형과 용도에 따라 다른 반응 시간이 기록될 수 있다. 간단한 반응 시간 외에도 결정 또는 선택 구성요소가 운동 작업에 통합할 수도 있다. 상기 장치는 가속도계를 또한 갖는다. 이는 가속도의 변화를 검출하여 스톱워치를 구현한다. 상기 장치에는 각각의 경우에 측정된 시간 차이에 대한 정보를 출력하는 간단한 디스플레이가 있다.

일본 공개특허공보 JP 55-43019호는 트리거링(시계의 시작)이 특정 자극에 의해 표시되는 전자기적으로 유지되는 낙하 막대를 개시하고 있다. 예를 들어, 피험자의 눈을 감기고, 검사자가 음향 신호를 선택한다. 이 신호가 트리거링 신호인 경우에, 순수한 음향 자극에 대해 수행될 운동 작업의 반응 시간은 광학 분석기를 끈 상태에서 측정될 수 있다. 유사하게는, 다양한 램프가 측정 설정에 부착된다. 검사자는 램프를 켠다. 트리거링 신호가 있는 램프가 표시되면, 피험자가 반응해야 하며 손-눈 반응 시간이 측정된다.

선행기술에서는 오로지 2개의 측정된 시점으로부터 피험자의 반응 시간에 관한 생리학적 진술을 도출하는 측정 시스템만이 제안되었다. 언급된 기술 해결책 중 어느 것도 무작위로 시작된 스톱워치의 기능을 넘어서는 측정 작업을 수행할 수 없다.

본 발명에 의해 해결된 문제점은 측정 데이터의 필연적으로 조밀한 포인트 클라우드가 기록되는 측정 시스템을 제안하는 것이며, 이는 측정 시스템에 피험자에 의해 가해진 힘의 곡선 및 잡는 동안과 잡은 직후에 기기의 가속 거동을 로깅하고, 이러한 방식으로 얻어진 데이터를 처리하고, 이를 한계 값 및/또는 규범 데이터베이스의 데이터와 비교한다.

문제점은 메인 청구항의 구성과 추가 독립항의 구성에 의해 해결된다. 바람직한 디자인은 종속항의 주제이며 각각의 경우에 다시 참조된다.

이 경우의 측정 시스템은 복잡한 신경인지 운동 과제에서 손-눈 반응 능력을 측정하기 위한 적어도 하나의 측정 몸체를 포함한다. 상기 측정 몸체는 적어도 하나의 힘 소스에 의해 적어도 하나의 유지 장치로부터 가속된다. 이 경우, 가속도를 측정하도록 설계된 제1 센서 유닛은 시간에 따른 가속도 곡선을 검출한다. 가속도 곡선을 측정하는 것 외에도 추가 센서 측정 변수는 적어도 제2 센서 유닛에 의해 검출된다.

이러한 방식으로 얻어진 센서 데이터는 데이터 전송을 위한 적어도 하나의 인터페이스를 통해 데이터 처리 유닛에 컴퓨터-판독 가능 신호로 전송될 수 있다.

데이터 처리 유닛은 전송된 센서 데이터를 처리한다.

반응 시간과 파지 기능을 정량화하는 방법은 비교 가능한 데이터를 제공하는데 사용된다. 상기 방법은,

a) 손-눈 반응 능력 및 파지 기능을 측정하기 위한 측정 시스템을 제공하는 단계,

b) 측정 시스템에 대해 피험자를 위치시키는 단계,

c) 측정을 시작하는 단계,

d) 무작위로 힘 효과를 트리거하는 단계,

e) 측정 기간 동안 가속도 곡선을 검출하는 단계,

f) 모든 추가 센서 정보를 검출하는 단계,

g) 모든 센서 데이터를 데이터 처리 유닛으로 전송하는 단계,

a. 결정된 데이터를 로깅하는 단계,

b. 결정된 데이터를 저장하는 단계,

c. 획득한 데이터를 기존 데이터 세트, 규범 데이터 및/또는 필요한 경우 질병별 한계 값과 비교하는 단계,

d. 곡선 값을 분석하는 단계,

h) 평가 결과를 출력하는 단계를 포함한다.

사용된 용어는 아래에서 더 자세히 정의된다.

측정 몸체: 측정 몸체는 측정에 필요한 센서 유닛, 트리거링 유닛 또는 그 유지 지점, 및 힘과 데이터 전송을 위한 인터페이스를 고정 및/또는 유지하는데 사용된다. 힘 소스는 가속력으로 측정 몸체에 작용한다.

힘 소스: 힘 소스는 측정 몸체에 가속 작업을 수행할 수 있다. 이 경우 수행된 가속도 작업의 시간 곡선은 충분히 알려져 있거나 센서 유닛에 의해 검출된다. 이는 물체를 가속하기 위한 기술적 장치와 동일한 방식으로 지구의 중력장이 포함되지만 이에 국한되지 않는다.

트리거링 유닛: 트리거링 유닛은 초기에 작용력 소스의 저항에 대해 측정 몸체를 유지하거나 또는 힘 소스에 반대되는 유지 효과를 생성하는데 적합한 기계적 및/또는 전자기적 구성요소를 포함한다. 이 경우 상기 구성요소는 자유롭게 선택 가능한 시점에서 전환되어야 하며 전환 프로세스 후에 유지 효과가 중지된다. 이 경우 트리거링 시퀀스의 패턴 형성에 의한 임의의 잠재의식 영향 또는 인간 검사자의 영향을 가능한 한 최소화하기 위해, 트리거링 유닛의 전환 프로세스를 기존의 난수 생성기에 결합하는 것이 유용하다.

센서 유닛: 이 경우 센서 유닛은 적어도 하나의 센서 부분, 공급부 및 전송 부분을 포함한다.

센서 부분은 적어도 하나의 물리적 또는 화학적 특성, 바람직하게는 측정된 변수의 정성적 또는 정량적 검출을 위해 설계된 기술적 구성요소이다. 이 경우, 물리적 특성은 예를 들어, 열량, 온도, 압력, 음장 변수, 밝기 또는 가속도를 포함하고, 화학적 특성은 예를 들어, pH, 이온 강도 또는 전기화학적 포텐셜을 포함한다. 상기 구성요소는 종종 주변의 재료 특성을 검출하도록 설계된다.

이들 변수는 물리적 또는 화학적 효과를 통해 검출되고 전기 신호로 변환된다.

공급부는 센서 유닛을 작동하는데 필요한 에너지를 제공한다. 여기에는 측정된 변수를 전기 신호로 변환하고 이를 전송하는데 필요한 에너지도 포함된다. 이것은 종종 배터리, 충전식 배터리 또는 커패시터와 같은 에너지 소스 또는 에너지 저장소에 의해 제공된다.

전송 부분은 센서 부분에 형성된 전기 신호를 통신할 수 있는 센서 장치의 부분이다. 이것은 신호 전송에 적합한 인터페이스를 통해 발생한다. 이들 인터페이스는 물리적 인터페이스에 국한되지 않는다.

데이터 처리 유닛: 이 경우 데이터 처리 유닛은 센서 유닛에 의해 결정된 데이터를 수신하고 알고리즘을 사용하여 상기 데이터를 처리하도록 설계된 적어도 하나의 데이터 처리 시스템을 포함한다. 데이터 처리 유닛은 이러한 목적을 위한 전송 및 수신 장치를 또한 포함한다.

측정된 데이터는 규범 데이터베이스의 값과 비교된다. 이전에 측정된 값은 원시 데이터 및/또는 정제된 데이터의 형태로 상기 규범 데이터베이스에서 사용될 수 있다. 이들 규범 데이터는 예를 들어, 이전 과정 곡선, 질병별 한계 값 또는 이전 방법의 디지털화된 문헌 값을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 몸체는 바람직하게는 원형 단면을 갖는 튜브 또는 막대이다. 그 외부 치수에서, 상기 튜브 또는 막대는 바람직하게는 10cm 내지 120cm 범위의 길이 및/또는 4mm 내지 55mm 범위의 직경 및/또는 50g 내지 1500g 범위의 질량을 가지고, 필름 센서의 사용으로 인해 최대 10g의 더 작은 질량도 생각할 수 있다. 이 경우에 생각할 수 있는 최대 질량은 궁극적으로 피험자의 체형과 피험자가 부상 없이 단단한 떨어지는 측정 몸체를 잡을 수 있는지 여부에 의해 제한된다(예를 들어, 3000g). 측정 몸체를 가속하기 위한 힘 소스는 이 경우 지구의 중력장이며 튜브 또는 막대는 지구의 중력장에서 수직으로 배치된다.

튜브 또는 막대는 바람직하게는 목재 또는 플라스틱과 같은 전기 절연체, 예를 들어 폴리에틸렌, 또는 경금속, 또는 예를 들어 알루미늄, 또는 유리 섬유 강화 알루미늄 또는 유리 섬유 강화 플라스틱 재료와 같은 복합 재료로 제조된다.

이는 텔레미터 측정 데이터 전송의 전송 및/또는 수신 유닛이 해당 장치의 전송 및/또는 수신 성능을 과도하게 손상시키지 않고 튜브 또는 막대의 내부로 가져올 수 있기 때문에 유리하다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 몸체는 고체 재료로 제조된다. 필요한 캐비티는 예를 들어, 밀링 및/또는 드릴링과 같은 일반적인 연마 기계 가공 공정을 사용하여 고체 재료, 바람직하게는 목재 또는 플라스틱 재료, 예를 들어 폴리에틸렌, 또는 경금속, 예를 들어 알루미늄에 도입된다. 이는 현재의 방법을 사용하여 다양한 최종 사용자를 위한 디자인에서 가능한 한 높은 수준의 개별성을 달성할 수 있도록 하는데 유리하다. 예를 들어, 웨이트 트레이닝 분야에서는 총 질량이 큰 측정 몸체가 사용되는데, 그 이유는 질량이 증가하면 관성이 클수록 측정이 더 잘 되기 때문이다. 또한, 피험자는 더 높은 체력을 가지고 있으므로 고려해야 한다. 예를 들어, 약한 사람이 쉽게 잡을 수 있는 더 가벼운 측정 몸체도 이러한 방식으로 제조될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 몸체는 일반적인 사출 성형 공정으로 생산된다. 이는 대량의 균일한 수의 품목을 빠르고 경제적으로 생산할 수 있기 때문에 유리하다.

3D 프린팅 공정에 사용하기에 적합한 재료(예를 들어, PLA 또는 ABS)가 특히 바람직하다. 따라서, 이는 측정 시스템의 개별화된 생산이 달성될 수 있기 때문에 유리하다. 결과적으로, 연마 공정으로 구현될 수 없는 구조가 가능해진다. 이러한 방식으로, 측정 시스템의 무게 중심이 최적화될 수 있다.

광범위한 최종 사용자 기반은 측정 몸체의 다양한 제조 공정 및 실시예들에 의해 유리하게 달성된다.

실시예들에서, 튜브 또는 막대는 전기 구성요소가 손상되지 않고 습한 환경에서 사용될 수 있는 방식으로 밀봉될 수 있다. 이는 피험자가 이전의 신체 단련으로 인해 땀에 젖은 손으로 측정하는 경우에 유리하다.

이 경우의 다른 이점은 전기 에너지의 유도 공급이 금속 케이싱에 비해 플라스틱 케이싱에 의해 상당히 단순화된다는 것이다. 또한, 측정 시스템의 전체 질량에 미치는 영향은 무시될 수 없다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 몸체는 서로에 대해 이동 가능하도록 배치되고 적절한 유지 장치에 의해 서로 연결되는 플라스틱 세그먼트로 형성된다. 이는 이러한 방식으로 저장부의 경우 작은 공간 요구 사항이 달성될 수 있기 때문에 유리하다. 또한, 유연한 외부 케이싱은 잘못된 사용으로 인해 발생할 수 있는 부상 위험을 최소화한다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 몸체로의 전기 에너지의 유도 결합부는 홀더, 특히 트리거링 유닛에 배치된다.

예를 들어, 2개의 전자석(하나는 측정 몸체 내부에 그리고 다른 하나는 측정 몸체 외부에 있음)은 측정 몸체를 정지 위치에 유지할 수 있다. 전자석 중 하나에서 전류 방향이 역전되면 전자석 사이에 힘 효과가 발생한다. 측정 몸체는 내부에 위치된 전자석에 의해 가속된다. 따라서, 이들 전자석은 트리거링 유닛 및 힘 소스로서 에너지를 공급하는데 사용된다.

본 발명의 실시예들에서, 적어도 제2 센서는,

- 바람직하게는 광학 거리 센서인 거리 센서,

- 예를 들어, 기본 가속 축에 수직인 가속 거동을 로깅하는 가속도 센서,

- 파지력 측정에 적합한 힘 센서로부터 선택된다. 힘 센서는 바람직하게는 피에조 저항형 압력 센서, 피에조 전기 압력 센서 또는 용량성 압력 센서에 의해 구현된다.

이는 이러한 방식으로 피험자의 실제 반응 시간과의 상관관계에 따라 추가 데이터가 획득되고 평가될 수 있기 때문에 유리하다.

예를 들어, 가속도 곡선과 파지력의 상관관계 측정을 통해 운동 시스템 관련 맥락에서, 신경근 특성, 신경학적 경향 및/또는 근육 관련 경향에 대한 결론이 도출될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 가속도 센서 유닛은 막대 또는 튜브의 내부에 장착된다. 파지력을 측정하기 위한 센서 유닛은 막대의 표면을 따라 표면 센서에 의해 구현된다. 이는 이러한 방식으로 전체 측정 시스템의 설계 복잡성과 경제적 비용이 낮게 유지되기 때문에 유리하다.

본 발명의 실시예들에서, 센서 유닛은 튜브 또는 막대의 표면에 장착되거나 또는 이에 기계적으로 연결된다. 이 경우 센서 유닛의 캐스케이드가 파지력과 표면에 대한 힘 분포의 2차원 이미지를 모두 기록하는데 사용된다. 이는 이러한 방식으로 측정된 값이 수정될 수 있기 때문에 유리하다. 예를 들어, 파지 반응이 이미 발생했을 수 있지만 최대 파지력은 시간 지연이 있어야만 사용될 수 있다. 또한, 개별 손가락이 가하는 힘이 측정될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서, 적어도 하나의 센서 유닛과 적어도 하나의 데이터 처리 유닛은 텔레미터로 서로 연결된다. 이는 센서에서 감지한 데이터의 비접촉 원격 전송을 가능하게 한다. 이 텔레미터 전송은 분산된 데이터 평가를 위한 알고리즘이 예를 들어, 기존 IT 클라우드 솔루션을 사용하는 고성능 데이터 처리 시스템에서 실행될 수 있도록 하기 때문에 유리하다.

본 발명의 실시예들에서, 국부적 평가가 가능하다. 이 경우 데이터는 표준 전송, 예를 들어, WLAN을 통해 범위 내에 위치된 데이터 처리 시스템에 전송되고, 현장에 있는 직원에 의해 평가 및 해석된다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 시스템은 신체 훈련 분야에서 반응 시간 곡선의 측정을 수행하는데 사용된다. 이는 부하 강도, 훈련량 및 훈련 장비와 훈련 내용의 선택의 최적 제어 측면에서, 무술을 포함하는 다양한 스포츠의 경쟁적인 운동 선수와 항공 우주 분야의 사람들이 훈련 프로세스에서 신체적 성능을 최적화하기 위해 반응 시간 곡선에 대한 정확한 지식에 의존하기 때문에 유리하다.

장기간 우주 체류와 같이 근육이 퇴화하는 환경에 있는 사람들은 특정 상황에서 위험을 피할 수 있도록 손-눈 반응 능력을 모니터링하고 최적할 것이 요구된다. 측정 시스템은 이 신체 훈련 분야에서도 사용되며, 이 경우 측정 몸체를 가속하기 위한 힘 소스는 지구의 중력장과 무관한 힘 소스이다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 시스템은 훈련 프로세스 전에 퍼포먼스를 결정하고, 훈련 프로세스 동안 퍼포먼스를 제어하고, 치료 기간이나 훈련 프로세스의 말미에 퍼포먼스를 정량화하기 위해, 특히 의료 응용 분야에서, 재활에서 치료적으로, 피트니스 스포츠에서 예방적으로 사용된다. 유리하게는, 후자는 퍼포먼스 상태가 궁극적으로 있어야 하는 정의된 목표 범위에 기초하여 퍼포먼스 상태의 변화를 평가하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 시스템은 레크리에이션 스포츠에 의해 야기되는 손-눈 조정 및 파지 기능의 개선을 모니터링하는데 사용된다.

광범위하고 익명의 데이터베이스를 만드는 것은 신체 훈련의 광범위한 적용 분야에서 측정 시스템을 사용할 때 유리하다. 이는 잠재적으로 거대한 제어 그룹을 생성하고, 필요한 경우 네트워크 기반 데이터 처리 시스템(예를 들어, 클라우드 솔루션)의 사용으로 인해 비교 가능성도 생성한다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 시스템은 의료 분야에서 사용된다. 특히, 측정 시스템은 초기 단계에서도 신경변성 질환이 있는 피험자의 반응 시간 곡선과 파지 기능을 측정할 때 사용된다.

측정 시스템은 특히, 예를 들어 파킨슨병, 다계통 위축 및 루이소체 치매와 같은 관절염 그룹의 신경변성 질환의 표시 및/또는 식별에 사용되거나 또는 예를 들어 알츠하이머병과 같은 타우병증 그룹의 신경변성 질환의 표시에 사용된다.

신경변성 질환의 표시 및/또는 식별을 위해 의료 응용 분야에서 측정 시스템을 사용하는 이점은 하나 이상의 규범 데이터베이스의 생성 및 확장과 함께 광범위하고 익명의 데이터베이스를 생성한다는 것이다. 이러한 방식으로, 관련 질병에 대해 잠재적으로 거대한 제어 그룹이 생성되고, 필요한 경우 네트워크 기반 데이터 처리 시스템, 예를 들어, 클라우드 솔루션의 사용으로 인해 비교 가능성도 제공한다.

스크리닝 테스트의 맥락에서 신경변성 질환의 비-침습적 조기 표시 및/또는 식별은 규범 데이터베이스의 잘 기반된 데이터 상황에 의해 유리하게 가능하다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 몸체는 50cm의 길이를 갖는 막대이고, 힘 소스는 10m/s²의 측정 몸체의 평균 검증을 생성하는 리턴 스프링이다. 서스펜션 수단에서 리턴 스프링은 인장되고 막대는 홀더에 고정된다.

센서 기록이 시작된다. 트리거링 유닛은 막대와 홀더 사이의 연결을 분리하고 스프링을 해제시킨다. 막대가 가속되고, 가속 거리를 통과한 후 피험자에 의해 잡힌다. 따라서, 가속도의 급격한 증가는 가속도 측정 곡선에 대해 초기에 측정된다. 그 다음에는 가속도가 이상적으로 0이고 측정 몸체가 직선으로 계속 움직이는 짧은 단계가 이어진다. 피험자가 측정 몸체를 잡은 결과 측정 몸체에 음의 가속도가 작용한다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 몸체는 치수가 4mm × 30mm인 직사각형 단면 및 길이가 120mm인 막대이다. 이 경우 센서 유닛은 평면형이고 측정 몸체의 표면에 배치된다. 힘 소스는 지구의 중력장이고 막대는 중력장 내에서 수직으로 배치된다. 막대는 서스펜션 수단에 떨어지지 않도록 고정된다. 센서 기록이 시작된다. 트리거링 유닛은 막대와 홀더 사이의 연결을 분리하고, 막대는 자유 낙하한다. 막대가 가속되고, 가속 거리를 통과한 후 피험자에 의해 잡힌다.

본 발명의 실시예들에서, 트리거링 유닛은 전자기 트리거링 유닛 및/또는 기계적인 트리거링 유닛이다. 순수한 전자기 트리거링 유닛의 이점은 설계 및 구성이 간단하다는 것이다. 예를 들어, 릴레이 기술과 유사하게 자체적으로 알려진 전자석을 사용함으로써, 전기 에너지를 공급하여 상태를 유지에서 해제로 전환할 수 있다.

기계적인 트리거링 유닛은 멈춤쇠, 클램프 및/또는 못과 같은 수동 시스템을 의미하는 것으로 이해된다. 능동의 기계적인 트리거링 유닛은 유압 또는 공압과 같은 압력-작동 시스템을 의미하는 것으로 이해된다.

순전히 수동의 기계적인 트리거링 유닛의 이점은 외부 에너지 소스로부터의 독립성이다.

이 경우 결합(영구 자석의 기계적인 공정)은 전자기 및/또는 기계적으로 간주된다.

본 발명의 실시예들에서, 측정 몸체(튜브 또는 막대)는 바람직하게는 이동 자유도를 병진 자유도로 감소시키는 가이드 시스템에 연결된다. 이는 무작위 측정 오류가 크게 방지되기 때문에 유리하다. 가이드 시스템은 경로 제한을 구현하는데 사용될 수도 있다. 이는 막대나 튜브가 잡히지 않을 경우 부상의 위험을 최소화하기 때문에 유리하다.

본 발명의 실시예들에서, 방법 단계 a) 내지 c) 및/또는 방법 단계 d) 내지 f) 및/또는 방법 단계 g) b. 내지 g) d.는 각 경우에 임의의 순서로 수행된다.

본 발명을 구현하기 위해, 전술한 실시예들와 특허청구범위의 특징을 조합하는 것이 또한 편리하다.

본 발명은 일부 실시예들 및 첨부 도면을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다. 실시예들은 본 발명을 제한하지 않고 설명하도록 의도된다.

도 1은 실시예의 사시도이다. 유지 장치를 갖는 스탠드, 막대로 설계된 측정 시스템 및 제어되지 않은 방식으로 넘어지지 않도록 측정 시스템을 고정하는 가이드 케이블을 볼 수 있다.
도 2는 측정 시스템이 높이-조절 가능 스탠드에 놓여 있는 실시예의 가능한 치수를 도시한다. 높이-조절 가능 스탠드의 최소 높이가 도면에 표시되어 있다. 스탠드는 접힌 상태로 있다.
도 3은 측정 시스템이 높이-조절 가능 스탠드에 놓여 있는 실시예의 가능한 치수를 도시한다. 높이-조절 가능 스탠드의 최대 높이가 도면에 표시되어 있다. 스탠드는 확장된 상태로 있다.
도 4는 공통 시간 축에 대한 3개의 직교 가속도 센서의 가속도 곡선 측정치를 도시한다. 페이지 상단의 다이어그램은 x-축을 따르는 가속도를 도시한다. 이 경우 x-축은 엄격하게 앞으로 뻗어있는 피험자의 시야 방향을 가정한다.
중간 다이어그램은 y-축을 따르는 가속도 시간 곡선을 도시한다. 이 경우 y-축은 평행 또는 역평행 방식으로 수평선을 따른다.
페이지 하단의 다이어그램은 z-축을 따르는 가속도를 도시한다. x-축 및 y-축에 수직인 z-축은 지구의 반지름을 따라 가리킨다.
특히, z-축 다이어그램에서, 0.95초 시점에서 가속도의 음의 곡선을 볼 수 있다. 이는 트리거링 유닛이 무작위로 막대를 해제하는 순간이다. 그 다음에는 대략 1초 내지 1.15에서 지속되는 일정한 가속도의 단계가 이어진다. 여기에서 막대는 자유 낙하한다. 이후에, 1.25초에서 가속도의 가파른 양의 편향을 볼 수 있다. 여기에서 피험자는 막대를 잡고 다음 시간 동안 막대를 유지한다.
x-축과 y-축의 데이터로부터 막대의 떨림 움직임이 막대를 잡은 직후 측정될 수 있다.
도 5는 가속도 곡선의 측정치 이외에 거리와 파지력의 측정치를 도시한다. 이 경우의 시간 베이스는 도 4와 동일하다. 페이지 상단의 다이어그램에서 막대의 상부인 상부 캡에서 유지 장치까지의 거리의 광학적으로 측정된 곡선이 시간에 따라 표시된다. 중간 다이어그램에서 계산된 거리 값은 가속도의 기계적 법칙의 결과로 표시된다. 이 경우 1.25초에서 막대를 잡은 후 거리가 지속적으로 증가하는 것은 막대와 유지 장치가 물리적으로 서로 접근하는 것이 아니라 데이터 분석의 인공물이다.
페이지 하단의 다이어그램에서 측정된 파지력은 시간에 따라 표시된다. 센서의 자발적이고 강력한 릴리스는 1.25초에서 짧은 과반응을 보장한다. 막대를 단단히 잡고 뇌에서 정보를 처리한 후에는 파지력의 감소(이완 상태)가 발생한다.
도 6은 방법 및 측정 작업의 개략적인 흐름도이다. 이는 연령, 성별, 신체 상태 또는 이전 질병과 같은 개인 데이터의 입력으로 시작된다. 테스트는 시작 및 완료되고, 개인 데이터와 측정 데이터의 조합이 데이터 처리 유닛(클라우드 솔루션)으로 전송된다. 그곳에서 데이터는 익명화되고 규범 데이터베이스의 기존 데이터 세트와 비교된다. 완료된 평가 결과는 터미널로 전송된다. 사용자는 로그로 제공되는 분석 결과를 출력할지 여부를 결정할 수 있다. 결과 데이터 세트는 절차가 완료된 후 추가 사용을 위해 규범 데이터베이스에 입력된다.

일 실시예에서, 손-눈 반응 능력을 측정하기 위한 측정 시스템은 구성요소: 막대, 높이-조절 가능 스탠드, 충전 플랫폼 및 소프트웨어를 포함한다.

막대는 구성요소 "상부 캡"과 "몸체"로 나뉜다.

낙하 막대의 몸체인 "몸체"는 단면이 원형이다. 나일론은 전파에 투명하고 통신 유닛을 방해하지 않기 때문에, 막대는 3D 프린팅을 통해 나일론으로 제조되고, 다음과 같은 외형 치수를 갖는다:

직경: 30mm,

막대 길이: 767.1mm,

낙하 막대의 총 질량: 405g.

2개의 힘 센서가 막대의 외부 표면에 장착되고, 이에 기계적으로 연결된다. 이들 힘 센서는 길이가 610mm인 긴 스트립으로 설계된다. 그 결과 힘-민감성 표면의 길이가 다음과 같이 된다:

- 힘 센서의 측정 범위 길이: 610mm.

몸체는 막대 내부의 제어 작업을 위한 마더 보드, 전원 공급부, WiFi 통신 유닛, 센서용 인터페이스 및 펌웨어가 있는 프로세서 CPU를 수용한다.

막대의 전원 공급부는 충전 플랫폼의 외부 에너지 소스와 독립적으로 데이터 수집, 저장 및 전송을 가능하게 하기 위해 리튬-이온 배터리 형태로 설계된다.

막대의 상부 단부 캡(상부 캡)은 막대와 동일한 재료로 제조된다. 상부 캡은 다음과 같은 외부 치수를 갖는다:

- 길이: 108mm,

- 폭: 118mm,

- 높이: 13mm.

충전 플랫폼을 사용하여 충전 기능을 위한 인터페이스로서 3개의 스프링 접촉부가 상부 캡의 상부 표면에 설치된다. 가속도 센서 외에 광학 거리 센서도 상부 캡에 통합되어 있다.

가속도 센서는 3개의 직교 공간 방향을 측정하도록 배치된다. 가속도 센서는 주로 정확한 포획 시간을 결정한다. 막대의 상부 에지부와 충전 플랫폼 사이의 거리는 광학 거리 센서를 통해 측정된다. 시작 위치에서 손의 하부 에지부에 의해 정의되는 정확한 제로 라인을 지정할 필요가 없다.

광학 거리 센서 시스템은 충전 플랫폼과 상부 캡 사이의 낙하 거리를 측정하고, 가속도 센서는 무엇보다도 포획 시간을 기록한다. 또한, 상부 캡에는 자유 낙하를 트리거하기 위해 유지 장치를 개방하는 유닛이 있다.

측정 시스템은 높이-조절 가능 스탠드에 통합되어 있어서, 키가 1.50m에서 1.93m인 환자가 서있거나 앉아있을 때 표준화된 측정이 가능하다. 앉아 있는 동안의 측정은 신체 크기가 규정된 한계를 벗어난 사람 및/또는 예를 들어, 휠체어에 의존하는 등의 이유로 서 있는 동안의 측정이 불가능한 사람을 위한 것이다. 팔꿈치 높이를 고려하여 개별 테스트 위치가 지속적으로 조정된다.

또한, 측정 기기의 베이스에 있는 퍼-에스터(pur-ester) 음향 폼으로 만들어진 댐핑 레이어는 막대의 충격을 완충한다.

충전 플랫폼은 낙하 막대의 센서 유닛에 에너지를 제공한다. 이를 위해 3개의 금속 구리 접촉 표면이 막대와 충전 플랫폼 사이의 기계적인 인터페이스에서 충전 플랫폼에 부착된다. 막대가 충전 플랫폼과 기계적으로 접촉하는 경우에, 막대는 접촉 표면이 상부 캡의 스프링 접촉부와 접촉하여 전기 에너지가 전달될 수 있도록 기계적으로 조정된다. 이러한 방식으로, 막대의 리튬-이온 배터리가 충전된다. 충전 플랫폼과 관련하여 막대를 의도한 대로 지향시키고 지면에 떨어진 후 제어되지 않은 방식으로 낙하 막대가 넘어지지 않도록 고정하기 위해, 2개의 가이드 와이어가 막대를 통해 연장되고 막대의 포획 장치에 부착되는 충전 플랫폼에 부착된다. 전기 에너지를 제공할 수 있도록 충전 플랫폼에는 전원 공급을 위한 전원 어댑터용 인터페이스가 있다. 영구 자석과 전자석은 충전 플랫폼에 내장되어 충전 플랫폼에 막대를 유지시킨다. 이 전자석은 WiFi-기반 통신 부재에 의해 전환되거나 제어될 수 있다. 이런한 방식으로 유지 상태가 변경될 수 있다. 이는 무작위 생성기에 의해 소프트웨어 측에서 구현된다. 배향 신호를 수신한 후 6초 이내에 막대가 무작위로 떨어진다.

- 길이(충전 플랫폼 포함)는 795.3mm이다.

소프트웨어는 또한 데이터 수집 및 데이터 처리를 허용하고, 클라우드를 통해 이용 가능한 규범적 데이터베이스에 액세스한다.

소프트웨어는 WLAN-지원 터미널에 의해 작동될 수 있다. 사용자 인터페이스는 복수의 레이어를 가지고 있다. 이들 레이어는,

- 입력 페이지 "입력 페이지",

- 테스트 인터페이스 "테스트",

- 출력 페이지 "출력 페이지" 및

- 리포트 페이지 "리포트 페이지"이다.

예시적인 테스트 절차에서, 연령, 성별, 훈련 상태 또는 이전 질병과 같은 관련 개인 참조 변수가 "입력 페이지" 레이어에 입력된다.

테스트 및/또는 시험의 시작은 "테스트" 레이어를 통해 시작된다. 예를 들어, 센서 유닛의 감도와 같은 테스트 파라미터도 설정 및 변경될 수 있다. 또한, 특히 지구의 중력장과 무관한 제어 가능한 힘 소스를 사용할 때, 사용되는 가속도가 설정 및/또는 조정될 수 있다.

측정 결과는 "출력 페이지" 레이어에 시각적으로 표시되고 출력된다. 이 경우 데이터는 절대 값으로 표시되며 규범 데이터베이스와 연령별 및 질병별 한계 값과의 비교를 기반으로 해석된다.

마지막으로 "리포트 페이지"가 PDF 파일 형식으로 생성되어 해석 및 간략한 설명을 포함한 모든 결과를 명확하게 보여준다. 모든 측정치는 클라우드에 저장된다. 한 사람의 여러 측정치에 대한 데이터 보호 준수 비교도 제공된다.

1 상부 캡 및 충전 플랫폼
2 막대
3 높이 조절 가능 스탠드
4 가이드 와이어
5 가이드 와이어 및 댐핑 레이어를 위한 인장 기구를 포함하는 포획 장치
6 발 스탠드
7 전원 코드
8 지속적인 높이 조절을 위한 레버
9 전원 어댑터

Claims (11)

1. 손-눈 반응을 측정하기 위한 측정 시스템으로,
   측정 몸체를 포함하며,
   - 적어도 하나의 힘 소스,
   - 적어도 하나의 유지 장치,
   - 적어도 하나의 트리거링 유닛,
   - 가속도를 측정하도록 설계되는 적어도 하나의 제1 센서 유닛,
   - 적어도 하나의 제2 센서 유닛,
   - 컴퓨터-판독 가능 신호를 전송하도록 설계되는 데이터 전송을 위한 적어도 하나의 인터페이스, 및
   - 적어도 하나의 데이터 처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   측정 몸체는 막대이고, 10cm 내지 120cm 범위의 길이 및/또는 4mm 내지 55mm 범위의 직경 및/또는 범위는 50g 내지 1500g 범위의 질량을 갖는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   트리거링 유닛은 자기 트리거링 유닛, 전자 트리거링 유닛, 전자기 트리거링 유닛 또는 기계적인 트리거링 유닛인 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 제2 센서는, 거리 센서, 바람직하게는 광학 거리 센서, 가속도 센서 및/또는 파지력 측정에 적합한 힘 센서, 바람직하게는 피에조 저항형 압력 센서, 피에조 전기 압력 센서 또는 용량성 압력 센서로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 하나의 센서 유닛과 데이터 처리 유닛은 텔레미터로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   측정 시스템은 움직임, 움직임 분석 및 신체 훈련 분야에서 반응 시간 곡선을 측정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   레저, 경쟁 스포츠 및 피트니스 스포츠로서의 신체 훈련은 특히 재활 분야에 있는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   측정 시스템은 신경변성 질환의 경우 의학 분야에서 반응 시간 곡선을 측정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   신경변성 질환이 시누클레인병증의 그룹으로부터 유래되고, 바람직하게는 파킨슨병, 다계통 위축 및 루이소체 치매로부터 선택되거나 또는 타우병증의 그룹으로부터 유래되고, 바람직하게는 알츠하이머병으로부터 유래되는 것을 특징으로 하는 측정 시스템.
10. 반응 시간을 정량화하는 방법으로,
    a) 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 측정 시스템을 제공하는 단계,
    b) 측정 시스템에 대해 피험자를 위치시키는 단계,
    c) 측정을 시작하는 단계,
    d) 무작위로 힘 효과를 트리거하는 단계,
    e) 측정 기간 동안 가속도 곡선을 검출하는 단계,
    f) 모든 추가 센서 정보를 검출하는 단계,
    g) 모든 센서 데이터를 데이터 처리 유닛으로 전송하는 단계로,
    a. 결정된 데이터를 로깅하는 단계,
    b. 결정된 데이터를 저장하는 단계,
    c. 획득된 데이터를 기존 데이터 세트와 비교하는 단계,
    d. 곡선 값을 분석하는 단계를 포함하는, 모든 센서 데이터를 데이터 처리 유닛으로 전송하는 단계,
    h) 평가 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응 시간 정량화 방법.
11. 제10항에 있어서,
    방법 단계 a) 내지 c) 및/또는 방법 단계 d) 내지 f) 및/또는 방법 단계 g) b. 내지 g) d.는 각 경우에 임의의 순서로 수행될 수 있는 것을 특징으로 하는 반응 시간 정량화 방법.

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