WO2014042323A1 - 상지 재활 훈련용 마우스 - Google Patents

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WO2014042323A1
WO2014042323A1 PCT/KR2013/001116 KR2013001116W WO2014042323A1 WO 2014042323 A1 WO2014042323 A1 WO 2014042323A1 KR 2013001116 W KR2013001116 W KR 2013001116W WO 2014042323 A1 WO2014042323 A1 WO 2014042323A1
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hand
rehabilitation training
mouse
patient
upper limb
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PCT/KR2013/001116
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이춘영
이양수
강오현
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경북대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a mouse, and relates to a mouse for upper limb rehabilitation training to perform both a mouse function for PC use and a rehabilitation device function for upper limb rehabilitation training.
  • Such physical therapy is mainly performed by a practitioner such as a professional therapist, which requires a lot of trouble and time for the practitioner, and can only be treated in a specific place where a professional practitioner is located, thereby increasing the inconvenience of patients with discomfort. There was this.
  • a physical therapy apparatus that performs the above-described repeated operation while the patient's procedure is mounted is also used, but the conventional physical therapy apparatus merely replaces an operation by a manpower with a mechanical force, and the state of the patient. Judgment and consequent operational control could not be achieved, so proper treatment according to the patient's condition could not be achieved, and while the device was in operation, a professional manpower was needed to observe and judge the patient's treatment status and adjust the operation of the treatment device accordingly Therefore, it does not solve the problem of physical therapy by manpower.
  • the present invention relates to a physiotherapy device and method for limb stiffness patients in Korea Patent No. 10-0815477, and sets the range of treatment operation according to the rigidity and mobility of the surgical unit by detecting the rotational position of the device driving motor, Disclosed is a physiotherapy device and method for stiff limbs in which a patient undergoes an optimized procedure according to a patient's treatment state by determining a change in a patient's state through detection of torque applied to a driving unit.
  • Such a conventional device of the present invention in the physical therapy device to perform rehabilitation and treatment of the body part by repeatedly folding and expanding the upper limbs or lower extremities of the patient with anxiety symptoms, the upper and lower limbs of the patient One base to support; A second base supporting the lower part or the lower part of the patient and rotatably installed with respect to the first base to allow the patient to fold or unfold the upper or lower extremities; A motor that bidirectionally rotates the second pedestal with respect to the first pedestal; A rotary encoder connected to the motor and detecting a rotation position of the motor; Power supply means for supplying operating power to the motor; And control means for setting and storing the rotation range of the motor according to the signal input by the rotary encoder, and controlling the power supply of the motor through the power supply means to rotate bidirectionally within the set rotation range.
  • An object of the present invention to solve the above problems is to provide a device capable of manipulating a mouse for use of a PC, such as a hand difficult patients such as hand movement, and to easily perform a variety of upper limb rehabilitation training programs provided on a computer It is to provide a mouse device for upper limb rehabilitation training.
  • the cylindrical arm support portion is open to the top of the patient arm can be placed; Extends with the arm rest; An upper hand and one side of which is open to support the hand of the patient; At least two half ring cradles positioned below the arm rests to support the arm rests; in a plate shape, at least two grooves are formed to be detachable from the arm rests, and an under foot portion detecting a movement position. ;
  • the hand motion detection unit the box-shaped, the through-hole is formed on the side to mount the rod-shaped handle, the center to detect the movement of the lower finger; And a tilt sensor or a gyro sensor for sensing left and right rotations of the hand rest on the side part.
  • the underlay portion may include a plate-shaped housing and an optical sensor configured to detect movement of the underlay portion at the center of the lower portion of the housing, and the underlay portion may have a lower portion for planar movement of the underlay portion.
  • At least three ball casters may be installed at the side parts.
  • a bevel or bearing is installed in the groove of the bottom plate needle to rotate the cradle, and if the gyro sensor is equal to or greater than a specific value of the left and right rotational angles, it is preferably set as a click of the mouse.
  • the camera may take a picture of the finger movement, and measure the grip 3 ⁇ 4 of the finger by measuring a displacement between the fingers through a finger movement image.
  • Such a present invention allows a patient having difficult hand and arm movements to easily perform a mouse operation in a stable posture, thereby facilitating the use of a PC or the like, and providing a computer on the computer to sense fine movements of the hand and arm.
  • a mouse device for upper limb rehabilitation training that can facilitate the various upper limb rehabilitation training program that can help the patient rehabilitation training.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the upper limb rehabilitation training mouse according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view of the hand motion detection unit of the upper limb rehabilitation training mouse according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view showing the base of the lower portion of the upper limb rehabilitation training mouse according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a plan view showing the base of the lower portion of the upper limb rehabilitation training mouse according to an embodiment of the present invention.
  • the upper limb hand rehabilitation mouse is a cylindrical arm support 300, the upper portion is open so that the arm of the patient can be placed;
  • a hand support 400 extending from the arm support 300 and supporting an upper hand and one side thereof to support the hand of the patient;
  • At least two half ring holders (200) positioned below the arm rests (300) to support the arm rests (300); Plate-shaped, at least two grooves 113 are formed so that the holder 200 is detachable, and an underlay portion 100 for detecting a movement position;
  • a rod-shaped handle 500 vertically erected from the bottom of the hand support 400; It is installed on the top of the bar-shaped handle 500, and comprises a hand motion detection unit 600 for detecting the left and right rotation of the hand, the finger motion.
  • the present invention provides a device for performing rehabilitation training through a computer program to a patient with upper extremity paralysis.
  • the gyro sensor and the camera 630 detect the movement, and thus A rehabilitation training mouse device in which a computer rehabilitation training program is performed is provided.
  • the upper limb hand rehabilitation mouse is a cylindrical arm support 300, the upper portion is open so that the arm of the patient can be placed;
  • a hand support 400 extending from the arm support 300 and supporting an upper hand and one side thereof to support the hand of the patient;
  • At least two half ring holders (200) positioned below the arm rests (300) to support the arm rests (300); Plate-shaped, at least two grooves 113 are formed so that the holder 200 is detachable, and an underlay portion 100 for detecting a movement position;
  • a rod-shaped handle 500 vertically erected from the bottom of the hand support 400; Is installed on top of the rod-shaped handle 500, including the hand motion detection unit 600 for detecting the left and right rotation of the hand, the finger motion detection It is composed.
  • the present invention provides a device for performing rehabilitation training through a computer program for upper extremity paralyzed patients.
  • the gyro sensor and the camera 630 detect the movement, and thus A rehabilitation training mouse device in which a computer rehabilitation training program is performed is provided.
  • the upper limb rehabilitation training mouse is a plate-shaped bottom pedestal and the bottom of the ball caster 150 is installed in the lower portion to enable forward movement, A half ring holder 200 installed in two straight grooves 113, an arm support 300 which is seated on the holder 200 to support and support a patient's arm, and the arm support part ( And a hand rest extended to support and support the hand of the patient, a rod-shaped handle 500 standing vertically at the center of the bottom of the hand rest, a camera 630 and a gyro sensor to detect hand movement. It comprises a hand motion detection unit 600 is installed on top of the rod-shaped handle 500 to perform a click function of the mouse.
  • the present invention performs a mouse function for operating a computer device for rehabilitation training of a patient who is paralyzed due to paralysis of hands and arms, and allows a patient to perform a rehabilitation training program using the mouse device.
  • an upper limb rehabilitation mouse that assists in the use of computer equipment as well as rehabilitation training.
  • 2 is a side view of the hand motion detector 600 of the upper limb rehabilitation training mouse according to an embodiment of the present invention.
  • the hand motion detection unit 600 includes a box-shaped housing, a camera 630 mounted at the center, and a gyro sensor book mounted at a side thereof.
  • the tilt sensor detects left and right movements (rotation in a roll direction), and when a finger moves, a finger motion is detected through a camera 630 located above to detect a motion (appearing on a computer screen) to grab an object. It becomes possible.
  • the patient seats the arm and hand in the upper limb rehabilitation training mouse according to an embodiment of the present invention, and performs the mouse function by holding the handle 500, the hand of the patient rotates left and right (Roll direction rotation) and You can take finger motion.
  • the hand motion of the patient detects the operation of the operation function by dividing the motion of the hand into two rotational and grasping motions to perform various computer operation functions among the rehabilitation training programs appearing on the computer.
  • a camera 630 is installed at the center of the hand motion detection unit 600, and the camera 630 detects the movement of a finger at the bottom when the patient grasps the handle 500. Will be performed.
  • the camera 630 captures the movement of the finger of the patient, determines the grip by recognizing the distance or displacement between the fingers in the photographed image, and thus grasping an object or grabbing fruit in a rehabilitation training program provided on the computer.
  • Picking training will be available. Such training stimulates the nerves in the patient's hands and allows the patient to perform rehabilitation training by checking whether the hand movements he or she has selected in response to changes in the external environment allow the patient to concentrate and have fun. This has the advantage of increasing participation in training.
  • Figure 3 and Figure 4 of the upper rehabilitation training mouse according to an embodiment of the present invention It is a perspective view and a top view which show the base stand part 100 in a structure.
  • the lower support portion 100 of the upper limb rehabilitation training mouse is a plate-shaped housing, the movement of the lower support portion 100 in the lower center of the housing It comprises a light sensor 130 for sensing, and the ball caster 150 for free movement of the base portion 100 on the lower bottom surface.
  • the bottom support part 100 forms at least two straight grooves 113 at a bottom thereof to seat the half ring holder 200, and includes a lor 115 inside the groove 113.
  • the holder 200 When the ball is installed, the holder 200 is seated in the groove 113, and the patient places the arm on the arm support part 300 placed on the holder 200, and the left and right pivots, the holder 200 It proposes a structure that can be rotated naturally by the ball (115) in contact with the base of the bottom.
  • the hand motion detection unit 600 the patient rotates from side to side to hold the bar-shaped handle 500 to perform a click function.
  • the arm support unit ( 300 and the hand support 400 is extended to be an integrated structure, so that the hand and arm of the patient should be naturally rotated in accordance with the rotation, the bottom support portion 100 in contact with the cradle 200
  • the roller 115 ball is installed inside the groove 113 of the left and right rotation (Roll direction rotation) to propose a structure.
  • the optical sensor 130 used in the mouse uses an optical sensor and DSP technology, and is a device configured to detect motion by light using optical technology using an ultra-precision lens. That is, the light coming from the light sensor 130 is reflected on the floor is input to the sensor, when the mouse moves, the light is emitted to the floor from the small diode LED that emits a red light, reflected from the floor in contact with the mouse Light is again input to the mouse's optical sensor.
  • the photo sensor 130 plays the same role as the CCD screen of the video camera and recognizes the subtle difference in the floor, and the digital signal processing (DSP) chip After analyzing, calculate the moving distance and send the coordinates to the computer.
  • the computer moves the cursor on the screen based on the coordinates received from the mouse. This is repeated hundreds of times a second, so the cursor or pointer on the screen moves very smoothly.
  • a pointer that appears on the computer Or it performs a function that recognizes the movement of the cursor.
  • Ball caster 150 Has a cylindrical leg and a lower ball 155 on the lowermost part of the leg to allow the base portion 100 to move freely in all directions.
  • the embodiment of the present invention allows the arm and hand of the patient to rest freely in the upper limb rehabilitation training mouse through the ball caster 150, and detects the position where the light sensor 130 is moved on the computer screen. It is a structure that recognizes the movement of the pointer or cursor that appears, and when the patient grabs the rod-shaped handle 500 and rotates left and right (Roll direction rotation), the mouse click function is performed at the position of the cursor, and the finger movement of the patient is performed.
  • the present invention proposes a hand training recycled mouse device that can be detected by the camera 630 of the motion detection unit 600 to recognize a grabbing motion through a finger.
  • the present invention allows a patient having difficult hand and arm movements to easily perform a mouse operation in a stable posture, thereby facilitating the use of a PC or the like, and detecting a fine movement of the hand movements.
  • By providing a variety of upper limb rehabilitation training programs can be easily carried out to provide a mouse device for upper limb rehabilitation training that can enjoy a great help in rehabilitation training of patients.
  • the present invention provides a device for upper limb rehabilitation training that can easily perform a variety of upper limb rehabilitation training programs provided on the computer, while providing a device capable of operating a mouse for the use of a PC, such as patients with difficult hand movements. It relates to the upper extremity rehabilitation training mouse to provide, and there exists industrial applicability.

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Abstract

본 발명은 상지 재활 훈련용 마우스에 관한 것으로, 환자의 팔이 안치 가능하도록 상부가 개방되는 원통형 팔 받침부(300); 상기 팔 받침부(300)와 연장되고, 상부 및 어느 한쪽 측면이 개방되어 상기 환자의 손을 받치는 손 받침부(400); 상기 팔 받침부(300) 하부에 위치하여 상기 팔 받침부(300)를 지지하는 적어도 2개의 반링형(half ring) 거치대(200); 판형으로, 상기 거치대(200)가 탈착 가능하도록 적어도 2개의 홈(113)이 형성되고, 이동 위치를 감지하는 밑 받침부(100); 상기 손 받침부(400)의 밑면에서 수직으로 세워지는 막대형 손잡이(500); 상기 막대형 손잡이(500) 상단에 설치되어, 상기 손의 좌우 회전을 감지하고, 손가락 모션을 감지하는 손 모션 감지부(600)를 포함한다. 이와 같이, 본 발명은 손 동작 등의 거동이 힘든 환자가 안정된 자세에서 용이하게 마우스 조작을 수행하도록 하여 PC 등의 사용을 용이하게 할 뿐만 아니라, 손 동작의 미세한 움직임 등을 감지하도록 하여 컴퓨터 상에서 제공되는 다양한 상지 상지 재활 훈련 프로그램을 용이하게 수행할 수 있도록 하여 환자의 재활 훈련에 큰 도움을 줄 수 있는 상지 재활 훈련용 마우스 장치를 제공한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
상지 재활 훈련용 마우스
[기술분야】
본 발명은 마우스에 관한 것으로， PC 사용을 위한 마우스 기능과 상지 재활 훈련을 위한 재활 장치 기능을 동시에 수행하는 상지 재활 훈련용 마우스에 관한 것이다.
【배경기술】
각종 사고나 질병， 또는 그 후유증 등으로 인해 척수나 뇌에 이상이 생겨 상지나 하지를 제대로 움직이지 못하는 환자의 치료 및 재활을 위하여 다양한 방식의 물리치료가 행해지고 있는데， 이러한 마비 환자의 치료방법의 하나로서 과제를 반복적으로 수행하게 함으로써 기능을 향상시키는 과제지향적 훈련이 점점 더 많이 사용되고 있다.
이러한 물리치료는 전문치료사와 같은 시술자에 의해 주로 이루어 지는데, 이는 시술자에게 많은 수고와 시간을 요하고， 전문시술자가 있는 특정 장소에서만 치료를 받을 수 있기 때문에, 몸이 불편한 환자들의 불편을 가중시키는 문제점이 있었다.
이에 따른 불편을 줄이고자, 환자의 시술 부위를 거치한 상태로 상기한 반복 동작을 행하는 물리치료장치도 사용되고 있으나， 종래의 물리치료장치는 인력에 의한 동작을 기계력으로 대치한 정도일 뿐， 환자의 상태 판단 및 그에 따른 작동 제어가 이루어지지 못하여 환자 상태에 따른 적합한 치료가 이루어질 수 없었고, 장치가 작동되는 동안, 환자의 치료 상태를 관찰 및 판단하고 그에 따라 치료장치의 작동을 조절하기 위한 전문인력이 필요하여 인력에 의한 물리치료의 문제점을 해소시키지 못하고 있다.
이에 한국 등록특허 10-0815477호에서 사지 강직 환자용 물리치료 장치 및 방법에 관한 것으로， 시술부의 강직도와 운동성에 따른 치료동작 범위를 장치 구동모터의 회전위치 검출을 통해 설정하고, 치료동작이 이루어지는 동안 환자의 상태 변화를 구동부에 부하되는 토크 검출을 통해 판단하여 환자의 치료 상태에 따른 최적화된 시술이 이루어지도록 한 사지 강직환자용 물리치료 장치 및 방법을 개시하고 있다.
이와 같은 종래의 특허발명의 장치는， 강직증상이 있는 환자의 상지 또는 하지를 반복적으로 접고 펼치는 동작을 통해 해당 신체부위의 재활 및 치료를 수행하는 물리치료장치에 있어서， 환자의 상박부 또는 상퇴부를 지지하는 게 1받침대; 환자의 하박부 또는 하퇴부를 지지하며 , 환자가 상지 또는 하지를 접거나 펼 수 있도록 상기 제 1받침대에 대하여 회동 가능하게 설치된 계 2받침대; 상기 계 2받침대를 제 1받침대에 대하여 양방향 회동시키는 모터; 상기 모터에 연결 설치되어 모터의 회전위치를 검출하는 회전엔코더; 상기 모터에 작동 전원을 공급하는 전원공급수단; 및 상기 회전엔코더에 의해 입력된 신호에 따라 모터의 회전범위를 설정 및 저장하고， 설정된 회전범위 내에서 양방향 회전되도록 상기 전원공급수단을 통한 모터의 전원공급을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된다.
그러나， 상술한 종래의 발명은 상지 마비 환자들이 손과 팔 등의 미세한 움직임을 모니터하고， 원하는 동작을 수행할 수 있는지 여부를 정확히 체크할 수 없고， 일반적으로 많이 사용하게 되는 PC 등의 전자기기의 사용을 위해 마우스 조작이 필요하지만, 동시에 일반적인 마우스의 사용이 어렵다는 문제점이 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
상술한 문제를 해결하고자 하는 본 발명의 과제는 손 동작 등의 거동이 힘든 환자가 PC 등의 사용을 위한 마우스 조작이 가능한 장치 제공과 함께， 컴퓨터 상에서 제공되는 다양한 상지 재활 훈련 프로그램을 용이하게 수행할 수 있는 상지 재활 훈련용 마우스 장치를 제공하고자 함이다. 【기술적 해결방법】
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 환자의 팔이 안치 가능하도톡 상부가 개방되는 원통형 팔 받침부; 상기 팔 받침부와 연장되고， 상부 및 어느 한쪽 측면이 개방되어 상기 환자의 손을 받치는 손 받침부; 상기 팔 받침부 하부에 위치하여 상기 팔 받침부를 지지하는 적어도 2개의 반링형 (half ring) 거치대； 판형으로, 상기 거치대가 탈착 가능하도록 적어도 2개의 홈이 형성되고, 이동 위치를 감지하는 밑 받침부; 상기 손 받침부의 밑면에서 수직으로 세워지는 막대형 손잡이; 상기 막대형 손잡이 상단에 설치되어， 상기 손의 좌우 회전을 감지하고， 손가락 모션을 감지하는 손 모션 감지부를 포함한다.
여기서， 손 모션 감지부는， 박스형으로， 측면에 상기 막대형 손잡이를 장착하는 관통홀이 형성되고， 중심부에 하부의 손가락 움직임을 감지하는 카메라; 및 측면부에 상기 손 받침부의 좌우 회전을 감지하는 기울기 센서 또는 자이로 센서를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 바람직하게는 상기 밑 받침부는， 판형의 하우징과， 상기 하우징 하부 중심에 상기 밑 받침부의 움직임을 감지하는 광 감지센서가 설치된 것이 수 있고, 상기 밑 받침부는， 상기 받침부의 평면 이동을 위해 하부 측면부에 적어도 3개의 볼캐스터가 설치되는 것일 수 있다.
더하여, 상기 밑 판침부의 홈에는 상기 거치대를 회동시킬 수 있는 를러 또는 베어링이 설치되는 것이 바람직하고， 상기 자이로 센서에서 감지된 좌우 회동각의 특정한 값 이상인 경우 상기 마우스의 클릭으로 설정되는 것이 바람직하며， 상기 카메라는， 상기 손가락 움직임올 촬영하고 , 손가락 움직임 영상을 통해 상기 손가락 사이의 변위를 측정하여 상기 손가락의 움켜 ¾을 측정하는 것이 바람직하다 .
【유리한 효과】
이와 같은 본 발명은 손과 팔 동작이 힘든 환자가 안정된 자세에서 용이하게 마우스 조작을 수행하도록 하여 PC 등의 사용올 용이하게 할 뿐만 아니라， 손과 팔의 미세한 움직임 등을 감지하도톡 하여 컴퓨터 상에서 제공되는 다양한 상지 재활 훈련 프로그램을 용이하게 수행할 수 있도록 하여 환자의 재활 훈련에 큰 도움을 줄 수 있는 상지 재활 훈련용 마우스 장치를 제공한다. 【도면의 간단한 설명】
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스의 구성을 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스의 구성 중 손 모션 감지부의 측면도이고,
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스의 구성 중 밑 받침부를 나타내는 사시도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스의 구성 중 밑 받침부를 나타내는 평면도이다.
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스의 구성을 나타낸 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이 , 본 발명의 실시예에 따른 상지 손 재활 마우스는 환자의 팔이 안치 가능하도록 상부가 개방되는 원통형 팔 받침부 (300); 상기 팔 받침부 (300)와 연장되고, 상부 및 어느 한쪽 측면이 개방되어 상기 환자의 손을 받치는 손 받침부 (400); 상기 팔 받침부 (300) 하부에 위치하여 상기 팔 받침부 (300)를 지지하는 적어도 2개의 반링형 (half ring) 거치대 (200); 판형으로， 상기 거치대 (200)가 탈착 가능하도록 적어도 2개의 홈 (113)이 형성되고， 이동 위치를 감지하는 밑 받침부 (100); 상기 손 받침부 (400)의 밑면에서 수직으로 세워지는 막대형 손잡이 (500); 상기 막대형 손잡이 (500) 상단에 설치되어， 상기 손의 좌우 회전을 감지하고， 손가락 모션을 감지하는 손 모션 감지부 (600)를 포함하여 구성된다.
이처럼 본 발명은 상지 마비 환자 등에게 컴퓨터 프로그램을 통해 재활 훈련을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것으로, 마우스 기능을 수행하는 포인터의 움직임을 조작하기 위해 환자의 팔을 안치시켜 전후좌우 움직임을 조작하고， 포인터가 특정 지점에서 클릭하거나 움켜쥐는 기능을 조작하기 위해 환자가 손을 좌우로 회동시키고， 손가락으로 움켜쥐는 동작을 수행하게 되면, 상기 자이로 센서 및 카메라 (630)에 의해 움직임을 감지하고, 이에 따라 컴퓨터 재활훈련 프로그램이 수행되는 재활 훈련 마우스 장치를 제공한다. 【발명의 실시를 위한 형태】
본 발명의 이점 및 특징， 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지， 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 명세서에서 "및 /또는' '이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한， 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한， 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는' '으로 언급된 구성요소, 단계， 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소， 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다. 이하에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스의 구성을 나타낸 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상지 손 재활 마우스는 환자의 팔이 안치 가능하도록 상부가 개방되는 원통형 팔 받침부 (300); 상기 팔 받침부 (300)와 연장되고， 상부 및 어느 한쪽 측면이 개방되어 상기 환자의 손을 받치는 손 받침부 (400); 상기 팔 받침부 (300) 하부에 위치하여 상기 팔 받침부 (300)를 지지하는 적어도 2개의 반링형 (half ring) 거치대 (200); 판형으로， 상기 거치대 (200)가 탈착 가능하도록 적어도 2개의 홈 (113)이 형성되고， 이동 위치를 감지하는 밑 받침부 (100); 상기 손 받침부 (400)의 밑면에서 수직으로 세워지는 막대형 손잡이 (500); 상기 막대형 손잡이 (500) 상단에 설치되어, 상기 손의 좌우 회전을 감지하고, 손가락 모션을 감지하는 손 모션 감지부 (600)를 포함하여 구성된다.
이처럼 본 발명은 상지 마비 환자 등에게 컴퓨터 프로그램을 통해 재활 훈련을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것으로, 마우스 기능을 수행하는 포인터의 움직임을 조작하기 위해 환자의 팔을 안치시켜 전후좌우 움직임을 조작하고, 포인터가 특정 지점에서 클릭하거나 움켜쥐는 기능을 조작하기 위해 환자가 손을 좌우로 회동시키고, 손가락으로 움켜쥐는 동작을 수행하게 되면， 상기 자이로 센서 및 카메라 (630)에 의해 움직임을 감지하고, 이에 따라 컴퓨터 재활훈련 프로그램이 수행되는 재활 훈련 마우스 장치를 제공한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 도 1에 나타낸 바와 같이， 본 발명의 실시예에 다른 상지 재활 훈련용 마우스는 전방향 이동이 가능하도록 볼캐스터 (150)가 하부에 설치되는 판형의 밑 받침대와, 상기 받침대의 2개의 일자형 홈 (113)에 설치된 반링형 (half ring) 거치대 (200)와, 상기 거치대 (200) 상부에 안착되어 환자의 팔을 받치고 지지하는 팔 받침부 (300)와, 상기 팔 받침부 (300)와 연장되고 환자의 손을 받치고 지지하는 손 받침대와， 상기 손 받침대 밑면의 중앙부에서 수직으로 세워진 막대형 손잡이 (500)와， 카메라 (630)와 자이로 센서를 구비하여 손의 움직임을 감지하고, 마우스의 클릭 기능을 수행하도록 하는 상기 막대형 손잡이 (500)의 상부에 설치된 손 모션 감지부 (600)를 포함하여 구성된다. 이처럼 본 발명은 손 및 팔 등의 상지가 마비되어 거동이 불편한 환자의 재활 훈련을 위해 컴퓨터 기기의 조작을 위한 마우스 기능을 수행하고, 재활 훈련 프로그램을 환자가 상기 마우스 장치를 사용하여 수행하도록 함으로써, 재활 훈련과 동시에 컴퓨터 기기의 사용을 보조해 주는 상지 재활 훈련용 마우스를 제안한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스의 구성 중 손 모션 감지부 (600)의 측면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이， 손 모션 감지부 (600)는， 박스형 하우징과 중심부에 장착된 카메라 (630) 및 측면에 장착된 자이로 센서서를 포함하여 구성하는데, 박스형 하우징 측면에 형성된 관통홀에 상기 막대형 손잡이 (500)부를 삽입시켜 장착함으로써， 환자가 상시 손잡이 (500)부를 잡고 좌우로 회동시키는 경우， 기울기 센서 또는 자이로 센서에 의해 좌우희동 (ROLL방향 회전)을 감지하고， 손가락을 움직이는 경우 상부에 위치한 카메라 (630)를 통해 손가락 모션을 감지하여 물건을 움켜쥐는 (컴퓨터 화면상에 나타나는) 모션 등을 감지할 수 있게 된다.
즉， 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스에 환자가 팔과 손을 안착시키고， 상기 손잡이 (500)부를 잡고 마우스 기능을 수행하게 되는데, 환자의 손은 좌우회동 (Roll 방향 회전)과 손가락 모션을 취할 수 있게 된다. 이와 같은 환자의 손 모션은 컴퓨터상에 나타나는 재활 훈련 프로그램 중 다양한 컴퓨터 조작 기능을 수행할 수 있도록 상기 손의 모션을 회동과 움켜쥠 2개로 나누어 조작 기능 동작을 감지하게 된다. 도 2에 나타낸 바와 같이， 손 모션 감지부 (600)의 중앙부에는 카메라 (630)가 설치되는데, 상기 카메라 (630)는 환자가 손잡이 (500)부를 잡는 경우 하단의 손가락의 움직임을 감지하는 기능을 수행하게 된다. 상기 카메라 (630)는 환자의 손가락 움직임을 촬영하고, 촬영된 영상에서 손가락 사이의 거리 또는 변위를 인식하여 움켜쥠을 판단하고， 이에 따라 컴퓨터상에서 제공되는 재활 훈련 프로그램에서 물건을 쥐어 잡거나， 열매 등을 따는 훈련을 수행할 수 있게 된다. 이와 같은 훈련은 환자의 손에 있는 신경을 자극하고, 외부 환경의 변화에 따라 자신이 직접 선택한 손 동작의 수행여부를 확인하여 재활 훈련을 수행할 수 있도록 하여， 환자로 하여금 집중력과 재미를 높여 재활 훈련 참여를 높일 수 있게 하는 장점이 있다.
그리고， 마우스의 기능 중 가장 중요한 요소가 사용자가 선택한 지점에서 다음 명령을 수행하도록 엔터키 또는 클릭 기능을 수행할 수 있어야 하는데, 본 발명의 실시예에서는 환자가 막대형 손잡이 (500)를 잡고 좌우로 회전하게 되면 (Roll 방향 회전)， 손 모션 감지부 (600)의 측면에 설치된 자이로 센서 또는 기울기 센서가 회전올 감지하여， 컴퓨터 화면상의 포인터 위치에서 클릭 기능을 수행하도록 하게 됨으로써， 다양한 훈련 프로그램을 수행할 수 있게 되고， 일반적인 PC 조작까지도 가능하게 하는 장점이 있다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스의 구성 중 밑 받침부 (100)를 나타내는 사시도 및 평면도이다. 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스의 밑 받침부 (100)는 판형의 하우징과, 상기 하우징 하부 중심에 상기 밑 받침부 (100)의 움직임을 감지하는 광 감지센서 (130)와, 하부 저면에 밑 받침부 (100)의 자유로운 이동을 위한 볼캐스터 (150)를 포함하여 구성된다. 그리고 밑 받침부 (100)는 상기 반링형 (half ring) 거치대 (200)를 안착시키기 위해， 밑 면에 적어도 2개의 일자형 홈 (113)을 형성하고， 상기 홈 (113) 내부에 를러 (115) 볼을 설치하여, 상기 거치대 (200)를 상기 홈 (113)에 안착시키고, 거치대 (200) 상부에 놓여지는 팔 받침부 (300)에 환자가 팔을 놓이고 좌우회동을 하는 경우， 거치대 (200)의 밑면부에 접촉되는 상기 를러 (115) 볼에 의해 자연스럽게 회동 될 수 있는 구조를 제안한다.
즉, 손 모션 감지부 (600)에서 환자가 막대형 손잡이 (500)를 잡고 클릭 기능을 수행하도록 좌우로 회동시키는 동작올 하게 되는데， 이를 위해 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이， 팔 받침부 (300)와 손 받침부 (400)가 연장되어 일체화된 구조이어서 안치된 환자의 손과 팔이 회동에 따라 자연스럽게 회동할 수 있는 구조이어야 하므로， 상기 거치대 (200)와 접촉하는 밑 받침부 (100)의 홈 (113) 내부에 롤러 (115) 볼을 설치하여 좌우 회동 (Roll 방향 회전) 구조를 제안하는 것이다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이 , 밑 받침부 (100)의 중심 바닥면에 광 감지센서 (130)를 설치하여, 상기 밑 받침부 (100)의 이동 위치를 감지하여 마우스의 포인터 위치를 감지하는 역할을 수행하게 된다. .
마우스에 사용되는 광 감지센서 (130)는 광센서와 DSP 기술을 사용하는 것으로， 초정밀 렌즈를 이용한 광학 기술을 이용해 빛으로 움직임을 감지하도톡 구성된 장치이다. 즉, 광 감지센서 (130) 아래에서 나오는 빛이 바닥에 반사되는 것이 센서에 입력되는데, 마우스를 움직이면 빨간 불빛을 내는 작은 다이오드 LED 부분에서 빛이 바닥으로 쏘아지고, 마우스와 접하고 있는 바닥에서 반사된 빛은 다시 마우스의 광 센서에 입력되는 구조이다.
광 감지센서 (130)는 비디오카메라의 CCD 화면과 같은 역할을 하여 바닥의 미묘한 차이를 인지하고， 이를 디지털 신호 처리 (DSP) 칩에서 분석한 다음 이동 거리를 산출하여 좌표를 컴퓨터로 보내고, 컴퓨터는 마우스에서 받은 좌표를 기초로 하여 화면 위에 있는 커서를 움직이는 것이다. 이것은 1초에도 수백 번씩 반복되기 때문에 화면의 커서 또는 포인터는 매우 부드럽게 움직이게 된다.
이처럼 본 발명의 실시예에서는 밑 받침부 (100) 하부면에 광 감지센서 (130)를 설치하여 환자의 손 및 팔을 안치하고 있는 상지 재활 훈련용 마우스의 이동을 감지하여, 컴퓨터 상에 나타나는 포인터 또는 커서의 움직임일 인지하는 기능을 수행하게 된다.
그리고, 도 4에 나타낸 바와 같이， 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 훈련용 마우스의 밑 받침부 (100) 바닥면에는 4개의 볼캐스터 (150)가 설치된 구조를 제안한다..볼캐스터 (150)는 원통형 다리부와， 상기 다리부 최하면에 를러 볼 (155)을 두어 상기 밑 받침부 (100)가 자유롭게 전 방향으로 이동 가능하도록 하는 구조이다.
이처럼 본 발명의 실시예는 볼캐스터 (150)를 통해 상지 재활 훈련용 마우스에 환자의 팔과 손을 안치하고 자유롭게 이동 가능하도록 하여, 광 감지센서 (130)가 이동되는 위치를 감지하여 컴퓨터 화면상에서 나타나는 포인터 또는 커서의 움직임을 인지하는 구조이고， 환자가 막대형 손잡이 (500)를 잡고 좌우회동 (Roll 방향 회전)하게 되면， 상기 커서의 위치에서 마우스 클릭 기능을 수행되고, 환자의 손가락 움직임을 손 모션 감지부 (600)의 카메라 (630)가 감지하여 손가락을 통한 움켜쥠 동작을 인식할 수 있는 손 훈련 재활용 마우스 장치를 제안한다.
이와 같이, 본 발명은 손과 팔 동작이 힘든 환자가 안정된 자세에서 용이하게 마우스 조작을 수행하도록 하여 PC 등의 사용을 용이하게 할 뿐만 아니라, 손 동작의 미세한 움직임 등을 감지하도록 하여 컴퓨터 상에서 제공되는 다양한 상지 상지 재활 훈련 프,로그램을 용이하게 수행할 수 있도록 하여 환자의 재활 훈련에 큰 도움을 즐 수 있는 상지 재활 훈련용 마우스 장치를 제공한다. 이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다. 【산업상 이용가능성】
본 발명은 손 동작 등의 거동이 힘든 환자가 PC 등의 사용을 위한 마우스 조작이 가능한 장치 제공과 함께, 컴퓨터 상에서 제공되는 다양한 상지 재활 훈련 프로그램을 용이하게 수행할 수 있는 상지 재활 훈련용 마우스 장치를 제공하는 상지 재활 훈련용 마우스에 관한 것으로, 산업상 이용 가능성이 있다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
환자의 팔이 안치 가능하도톡 상부가 개방되는 원통형 팔 받침부; 상기 팔 받침부와 연장되고， 상부 및 어느 한쪽 측면이 개방되어 상기 환자의 손을 받치는 손 받침부;
상기 팔 받침부 하부에 위치하여 상기 팔 받침부를 지지하는 적어도 2개의 반링형 (half ring) 거치대;
판형으로， 상기 거치대가 탈착 가능하도톡 적어도 2개의 홈이 형성되고， 이동 위치를 감지하는 밑 받침부;
상기 손 받침부의 밑면에서 수직으로 세워지는 막대형 손잡이;
상기 막대형 손잡이 상단에 설치되어， 상기 손의 좌우 회전을 감지하고, 손가락 모션을 감지하는 손 모션 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 재활 훈련용 마우스.
【청구항 2】
제 1항에 있어서，
손 모션 감지부는，
박스형으로， 측면에 상기 막대형 손잡이를 장착하는 관통홀이 형성되고，
중심부에 하부의 손가락 움직임을 감지하는 카메라; 및
측면부에 상기 손 받침부의 좌우 회전을 감지하는 기울기 센서 또는 자이로 센서를 포함하는 것올 특징으로 하는 상지 재활 훈련용 마우스.
【청구항 3】
제 2항에 있어서，
상기 밑 받침부는，
판형의 하우징과, 상기 하우징 하부 중심에 상기 밑 받침부의 움직임을 감지하는 광 감지센서가 설치된 것을 특징으로 하는 상지 재활 훈련용 마우스.
【청구항 4】
제 2항에 있어서，
상기 밑 받침부는,
상기 받침부의 평면 이동을 위해 하부 측면부에 적어도 3개의 볼캐스터가 설치되는 것을 특징으로 하는 상지 재활 훈련용 마우스.
【청구항 5】
제 3항 또는 제 4항에 있어서，
상기 밑 판침부의 홈에는 상기 거치대를 회동시킬 수 있는 롤러 또는 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 상지 재활 훈련용 마우스.
【청구항 6】
제 2항에 있어서，
상기 자이로 센서에서 감지된 좌우 회동각의 특정한 값 이상인 경우 상기 마우스의 클릭으로 설정되는 것을 특징으로 하는 상지 재활 훈련용 마우스.
【청구항 7】
제 6항에 있어서,
상기 카메라는，
상기 손가락 움직임을 촬영하고,
손가락 움직임 영상을 통해 상기 손가락 사이의 변위를 측정하여 상기 손가락의 움켜쥠을 측정하는 것을 특징으로 하는 상지 재활 훈련용 마우스.
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