KR20220121461A - 하지 근기능 평가를 통한 맞춤형 재활훈련 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재활훈련 전 하지 근기능 평가 시 측정된 균형 능력, 의자 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도가 미리 정해진 기준 값 미만일 경우, 근력 훈련, 근파워 훈련 및 세부 운동변수 중 적어도 하나 이상을 추천하는 맞춤형 재활훈련 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램에 관한 것이다.

Description

하지 근기능 평가를 통한 맞춤형 재활훈련 방법 {CUSTOMIZED REHABILITATION METHOD USING LOWER-LIMB MUSCLE FUNCTIONAL ASSESSMENT}
본 발명은 하지 근기능 평가를 통한 맞춤형 재활훈련 방법으로서, 훈련 전 평가 결과에 따라 근력 또는 근파워 훈련 모드와 세부 운동변수를 선택하는 알고리즘 또는 해당 알고리즘을 구현하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램을 포함한다. 또한 근력 훈련 또는 근파워 훈련 후 근기능 평가를 통해 훈련 효과와 하지 근기능 호전 정도를 정량적으로 자동 평가하고 피드백하는 알고리즘 또는 해당 알고리즘을 구현하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램을 포함한다.
고령인구의 증가와 함께 고령자의 근감소증 및 무릎 퇴행성 관절염 빈도가 증가하고 있다. 근감소증과 무릎 관절염은 고령자의 신체기능 저하와 낙상/부상 등의 2차질환으로 확대되어 노인의 건강수명을 크게 위협하고 있다. 그에 따라 병원진료 이외에도 편안한 집이나 익숙한 지역사회에서 지속적으로 생활하면서 나이 들어가는 커뮤니티 실버 케어 서비스 관심이 높아지고, COVID-19로 인한 비대면 운동 수요의 증가로 병원 외 비대면 재활 운동기기에 대한 의료 수요가 급증하고 있다.
그러나, 종래에는 근력강화훈련, 근파워 훈련 등 각각의 훈련법을 별도의 운동장비에 적용하였으며, 고령자 상태에 맞춘 효과적인 하지 훈련 프로토콜이 존재하지 않았다. 과거에는 하지 기능 향상을 위해 물리치료사의 경험에 의존하여 환자의 개별적 특성을 고려하지 않고 일률적이고 정형화된 치료를 시행하는 보조적인 재활치료를 하였다. 최근에는 IT 기술의 도입으로 가상현실과 로봇을 활용하여 재활훈련을 하고 있지만 여전히 환자에게 개별화된 치료가 어렵고 주로 병원에서 시행되고 있다. 종래기술 중 하나인 Eccentron은 편심성 근력강화 훈련 장비로, 큰 설치공간이 필요하여 가정에서 사용이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 하지 근기능 평가를 통한 맞춤형 재활훈련 방법으로서, 훈련 전 평가 결과에 따라 근력 또는 근파워 훈련 모드와 세부 운동변수가 선택된다.
여러 단계/장소에서 신체 검사가 필요하고 근기능저하 요소 정밀 파악이 어려웠던 기존의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 훈련 전후 하지 근기능을 평가해 근기능 개선 여부를 정량적으로 측정할 수 있다.
본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 하지 근기능 평가를 통한 맞춤형 재활훈련 방법은 재활훈련 전 하지 근기능 평가 시 측정된 균형 능력, 의자 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도가 미리 정해진 기준 값 미만일 경우, 근력 훈련, 근파워 훈련 및 세부 운동변수 중 적어도 하나 이상을 추천하는 맞춤형 재활훈련 방법을 구현하기 위한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방법은 재활훈련 후 하지 근기능 평가 시 측정된 균형 능력, 의자 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도를 상기 재활훈련 전 하지 근기능 평가 시 측정된 균형 능력, 의자 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도와 비교하여, 추천된 근력 훈련 또는 근파워 훈련의 효과 및 하지 근기능 호전 정도를 정량적으로 평가하고 피드백하는 맞춤형 재활훈련 방법을 구현하기 위한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램을 포함할 수 있다.
본 발명은 근력, 근파워 훈련을 통해 근감소증 및 무릎 퇴행성 관절염 악화를 예방하고 삶의 질 향상 및 고령자의 건강수명을 증대한다. 또한 이로 인해, 본 발명은 가정, 복지관, 요양시설 등 고령자가 있는 곳에서 원하는 시간에 안전성과 편의성 높은 재활운동을 하며 환자가 병원에 방문하지 않고도 비대면으로 개인 맞춤형 훈련 가이드라인을 제시하고 검증된 고령 맞춤 재활 프로토콜을 제공한다.
도 1은 하지 근기능 평가를 통한 맞춤형 재활훈련 방법의 개략도이다.
도 2는 하지 근기능을 평가하고 하지 근력 훈련 및 근파워 훈련을 시행하는 재활 운동장비의 예시이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 제한되지 않는다.
맞춤형 재활훈련 방법은 훈련 전 평가한 하지 근기능 정보를 기초로 근력 훈련, 근파워 훈련 중 하나를 선택하여 환자를 훈련하게 할 수 있다. 추가적으로, 맞춤형 재활훈련 방법은 훈련 전 평가한 하지 근기능 정보를 활용하여 운동학습모델에 적용함으로써 개인별 훈련 강도, 훈련 빈도, 훈련시간 등 세부적인 훈련 가이드라인을 제공할 수 있다.
근력 훈련 및 근파워 훈련 후에는 재활훈련 전과 동일하게 하지 근기능 평가를 재시행하여 훈련 전 평가 결과와 비교하여 재활훈련 효과를 정량적으로 측정하고 피드백한다.
도 1은 하지 근기능 평가를 통한 맞춤형 재활훈련 방법의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 저하된 하지 근기능 판정 알고리즘은 재활훈련 전 측정된 균형 능력 평가, 의자에서 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도를 포함한 수치가 미리 정해진 기준 값 미만일 경우, 환자의 하지 근기능이 저하되었다고 판정할 수 있다. 저하된 하지 근기능 판정 알고리즘은 하지 근기능 평가 결과를 기초로, 균형 능력 저하, 근력 저하 및 근지구력 저하 중 적어도 하나 이상에 대한 결과를 도출할 수 있다. 저하된 하지 근기능 판정 알고리즘에 의한 동작은 적어도 부분적으로 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 훈련 전 하지 기능 평가 단계의 상기 균형 능력 평가는 균형 능력 측정기를 통해 수행될 수 있다. 균형 능력 측정기는 재활기기의 발판 위에 올라선 환자의 발의 위치를 측정함으로써 재활 환자의 무게중심의 교란 정도에 따른 환자의 체중지지면적의 변화가 적정한지를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 균형 능력 측정기는 발판에 올라선 환자의 무게중심을 측정하는 무게중심측정부를 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 경우 발위치측정부에 의해 측정된 환자의 발의 위치와 함께 무게중심측정부에서 측정된 환자의 무게중심으로부터 교란 정도에 따른 환자의 체중지지면적의 변화가 적정한지를 판단할 수 있다.
균형 능력 측정기는 측정된 반응시간, 속도, 이동방향, 이동거리, 무게중심의 이동거리, 무게중심의 변화 정도를 읽어 들여 환자의 체중지지면적 변화를 파악하고, 파악된 환자의 체중지지면적 변화를 미리 기록되어 저장된 정상인의 움직임 즉, 정상인의 체중지지면적 변화와 비교하여 환자의 체중지지면적 변화가 적정한지를 판단할 수 있다.
저하된 하지 근기능 판정 알고리즘은 균형 능력 측정기에서 측정된 환자의 균형 능력을 기초로, 미리 설정된 기준 값보다 미만인 경우, 균형 능력 저하라고 판정할 수 있다.
일 실시예에서, 훈련 전 하지 기능 평가 단계에서 일정한 시간 동안 의자에서 앉았다 일어나기 횟수에 따라 환자의 하지 기능을 평가할 수 있다. 예를 들어, 단계별로 기준 횟수를 미리 정해두고, 미리 지정된 시간 간격(예컨대, 15분)마다 의자에서 앉았다 일어나기를 반복해 결과에 따라 운동강도, 회수, 시간 등 세부 운동변수를 선택하여 훈련할 수 있다.
저하된 하지 근기능 판정 알고리즘은 측정된 의자에서 앉았다 일어나기 횟수가 미리 설정된 기준 값 미만일 경우, 근력 저하라고 판정할 수 있다.
일 실시예에서, 훈련 전 하지 기능 평가 단계는 보행 속도를 기준으로 환자의 하지 기능을 평가할 수 있다. 예를 들어, 일정한 시간(예컨대, 6분) 동안 특정한 거리를 이동함에 있어서, 보행 속도에 따라 운동강도, 회수, 시간 등 세부 운동변수를 선택하여 훈련할 수 있다.
저하된 하지 근기능 판정 알고리즘은 측정된 보행 속도가 미리 설정된 기준 값 미만일 경우, 근지구력 저하라고 판정할 수 있다.
재활훈련 후 하지 기능 평가 단계 또한 재활훈련 전 하지 기능 평가 단계와 동일하게 균형 능력, 의자에서 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도를 측정할 수 있다.
상기 훈련 전 하지 기능 평가 시 측정된 균형 능력, 의자 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도의 결과인 제1 수치와 훈련 후 훈련 결과 평가 단계에서 측정된 균형 능력, 의자 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도의 결과인 제2 수치를 비교하여 하지 근기능 호전 여부를 정량적으로 자동 평가할 수 있다.
일 실시예에서, 재활훈련 후 하지 근기능 평가 시 측정된 균형 능력, 의자 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도를 저하된 하지 근기능 판정 알고리즘에 다시 적용할 수 있다. 재활훈련 후에도 저하된 하지 근기능 판정 알고리즘이 균형 능력, 근력, 근지구력 중 적어도 하나 이상이 저하되었다고 판정할 경우 환자에게 피드백하고, 다시 재활훈련을 하도록 추천할 수 있다.
맞춤형 재활훈련 방법은 훈련 후 저하된 하지 근기능 알고리즘에서 판정된 하지 근기능 정보를 기초로 근력 훈련, 근파워 훈련 중 하나를 선택하여 환자를 다시 훈련하게 할 수 있다. 또한 훈련 후의 하지 근기능 정보를 운동학습모델에 적용함으로써 개인별 훈련 강도, 훈련 빈도, 훈련시간 등 세부적인 훈련 가이드라인을 다시 제공할 수 있다.
도 2는 하지 근기능을 평가하고 하지 근력 훈련 및 근파워 훈련을 시행하는 재활 운동장비의 예시이다.
도 2를 참조하면, 재활 운동장비는 환자의 다양한 하지 근기능 정보를 획득하는데 사용되는 기기이다. 상기 재활 운동장비는 하지 근기능 정보를 출력하는 디스플레이부; 환자의 두 발과 결속되는 두 발판; 및 발판과 연결되어 상기 환자의 하지 근기능을 측정하는 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 재활 운동장비는 환자가 착석 가능한 좌석부를 더 포함할 수 있다.
환자는 재활 운동장비와 상호작용하여 근력을 강화하는 훈련을 수행한다. 재활 운동장비는 환자의 몰입도를 증가시키며, 근파워 훈련 등의 훈련이 가능한 프로그램을 더 실행할 수도 있다.
본 발명은 근력, 근파워 훈련을 통해 근감소증 및 무릎 퇴행성 관절염 악화를 예방하고 삶의 질 향상 및 고령자의 건강수명을 증대한다. 또한 여러 단계/장소에서 신체 검사가 필요하고 근기능저하 요소 정밀 파악이 어려웠던 기존의 문제점을 해결하여, 가정, 복지관, 요양시설 등 고령자가 있는 곳에서 원하는 시간에 안전성과 편의성 높은 재활운동을 하며 환자가 병원에 방문하지 않고도 비대면으로 환자에게 개인 맞춤형 훈련 가이드라인을 제시하고 검증된 고령자 맞춤 재활 프로토콜을 제공한다.
이상에서 설명한 실시예들에 따른 맞춤형 재활훈련 방법에 의한 동작은 적어도 부분적으로 컴퓨터 프로그램으로 구현되어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 예를 들어, 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체로 구성되는 프로그램 제품과 함께 구현되고, 이는 기술된 임의의 또는 모든 단계, 동작, 또는 과정을 수행하기 위한 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 맞춤형 재활훈련 방법은 프로세서를 포함한 컴퓨팅 장치에 의해 수행될 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치는 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 노트북, 스마트 폰 또는 이와 유사한 것과 같은 컴퓨팅 장치일 수도 있고 통합될 수도 있는 임의의 장치일 수 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 대체적이고 특별한 목적의 프로세서, 메모리, 저장공간, 및 네트워킹 구성요소(무선 또는 유선 중 어느 하나)를 가지는 장치다. 상기 컴퓨터는 예를 들어, 마이크로소프트의 윈도우와 호환되는 운영 체제, 애플 OS X 또는 iOS, 리눅스 배포판(Linux distribution), 또는 구글의 안드로이드 OS와 같은 운영 체제(operating system)를 실행할 수 있다.
상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 신원확인 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장신원확인 장치 등을 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 실시예가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (2)

  1. 재활훈련 전 하지 근기능 평가 시 측정된 균형 능력, 의자 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도가 미리 정해진 기준 값 미만일 경우, 근력 훈련, 근파워 훈련 및 세부 운동변수 중 적어도 하나 이상을 추천하는 맞춤형 재활훈련 방법을 구현하기 위한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램.
  2. 제1항에 있어서,
    재활훈련 후 하지 근기능 평가 시 측정된 균형 능력, 의자 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도를 상기 재활훈련 전 하지 근기능 평가 시 측정된 균형 능력, 의자 앉았다 일어나기 횟수, 보행 속도와 비교하여, 추천된 근력 훈련 또는 근파워 훈련의 효과 및 하지 근기능 호전 정도를 정량적으로 평가하고 피드백하는 맞춤형 재활훈련 방법을 구현하기 위한, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램.
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KR102540112B1 (ko) 2023-06-07

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