WO2019231263A1 - 가상현실 기반 재활치료 시스템 및 방법 - Google Patents

가상현실 기반 재활치료 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2019231263A1
WO2019231263A1 PCT/KR2019/006525 KR2019006525W WO2019231263A1 WO 2019231263 A1 WO2019231263 A1 WO 2019231263A1 KR 2019006525 W KR2019006525 W KR 2019006525W WO 2019231263 A1 WO2019231263 A1 WO 2019231263A1
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rehabilitation
virtual reality
subject
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server
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PCT/KR2019/006525
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English (en)
French (fr)
Inventor
최동훈
서한길
이승학
Original Assignee
Choi Dong Hoon
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    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H10/00—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data
    • G16H10/60—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data for patient-specific data, e.g. for electronic patient records
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/30—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to physical therapies or activities, e.g. physiotherapy, acupressure or exercising

Definitions

  • the present invention relates to a virtual reality-based rehabilitation treatment system and method, and more particularly, to a virtual reality-based rehabilitation treatment system and method for providing a rehabilitation training method for each individual to those who need rehabilitation training using virtual reality will be.
  • rehabilitation therapy can be thought of separately from treatment-oriented medicine. While treatment-based medicine mainly uses drugs or surgical methods, rehabilitation refers to the intervention of the patient's activity and treatment using physical stimuli to restore and maintain body function.
  • Examples of major rehabilitation therapies include exercise therapy and occupational therapy.
  • Exercise therapy is to help the therapist make manual movements of the patient's joints, or to educate and assist in walking so that the patient's motor function can be restored and maintained.
  • Occupational therapy is practiced to perform or compensate for normal daily movements. It is to let.
  • the rehabilitation server may generate the diagnostic information of the rehabilitation subject based on the status information received from the rehabilitation mechanism.
  • the diagnostic terminal device for receiving the diagnostic information generated from the rehabilitation server may be further included.
  • the diagnosis terminal device may generate rehabilitation recommendation information based on the received diagnosis information and counseling information of the rehabilitation subject, and then transmit the generated rehabilitation recommendation information to the rehabilitation server.
  • the rehabilitation server may provide the virtual reality rehabilitation content based on the rehabilitation recommendation information to the rehabilitation organization, at the request of the rehabilitation target subject.
  • the virtual reality-based rehabilitation treatment method providing different virtual reality rehabilitation content for each body part that requires rehabilitation, subjects of rehabilitation training to test content of the virtual reality rehabilitation content Regenerating, regenerating state information on the current body, and reflecting the generated state information in the diagnosis of the rehabilitation subject according to a demonstration result of the rehabilitation subject.
  • the method may further include generating diagnostic information of the rehabilitation subject based on the generated state information.
  • the method may further include generating rehabilitation recommendation information based on the generated diagnosis information and counseling information of the rehabilitation subject.
  • the method may further include providing virtual reality rehabilitation content based on rehabilitation recommendation information at the request of the rehabilitation subject.
  • the specialized VR rehabilitation content is applied to the rehabilitation training using the results of direct demonstration, so that the contents necessary for rehabilitation training are accurately reflected to the patient's physical condition. It is effective to provide a virtual reality-based rehabilitation treatment system and method to provide a screen.
  • FIG. 1 is a network diagram of a virtual reality-based rehabilitation system according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a rehabilitation server using a virtual reality according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 3 to 5 are diagrams illustrating a user interface provided by the rehabilitation server shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a virtual reality-based rehabilitation method according to an embodiment of the present invention.
  • an element, component, device, or system is referred to as including a component made up of a program or software, even if no explicit mention is made, the element, component, device, or system may be executed or operated by the program or software. It should be understood to include the hardware necessary to run (eg, memory, CPU, etc.) or other programs or software (eg, an operating system or drivers needed to run the hardware, etc.).
  • an element may be implemented in software, hardware, or any form of software and hardware, unless otherwise specified in the implementation of any element (or component).
  • FIG. 1 is a network diagram of a virtual reality-based rehabilitation system according to a preferred embodiment of the present invention.
  • a virtual reality-based rehabilitation system includes a rehabilitation server 100, a rehabilitation apparatus 200, and a diagnosis terminal device 300.
  • Rehabilitation server 100 provides different virtual reality (VR) rehabilitation content (hereinafter referred to as 'VR rehabilitation content') for each body part requiring rehabilitation training.
  • VR virtual reality
  • VR rehabilitation content is content specialized for each body part. For example, for a rehabilitation subject who needs rehabilitation on a leg part, content about a training method for moving a leg may be provided. More specifically, various types of content may be provided, such as a ball kicking away, a ball hitting a nearby place, and a stepping on a mark on the floor.
  • the rehabilitation server 100 is a server having VR rehabilitation contents necessary for the virtual reality-based rehabilitation treatment system according to the preferred embodiment of the present invention, and rehabilitation according to the VR rehabilitation contents provided by the rehabilitation server 100.
  • the effectiveness of training may vary.
  • Rehabilitation server 100 will be described in more detail in FIG.
  • the rehabilitation apparatus 200 is to provide VR rehabilitation contents to the rehabilitation subjects, and collectively refer to mechanisms for implementing virtual reality.
  • a head mounted display (HMD) worn on a head and a motion controller worn on a hand may be included.
  • HMD head mounted display
  • the rehabilitation apparatus 200 may include more instruments according to the type of VR rehabilitation content.
  • the rehabilitation apparatus 200 may further include a mechanism for detecting the movement of the waist by wearing on the leg, and a mechanism for detecting the movement of the waist by wearing on the waist.
  • a new mechanism may be further provided to support the corresponding function according to the contents of the updated VR rehabilitation content.
  • the rehabilitation subject can demonstrate the VR rehabilitation content provided by the rehabilitation server 100 through the rehabilitation apparatus 200, thereby providing accurate information about his or her body to a diagnosis person, for example, a doctor and a therapist.
  • the diagnostic person determines the state of the patient from the contents delivered by the patient or an image obtained through an imaging device such as X-rays or CT.
  • an imaging device such as X-rays or CT.
  • these methods are difficult to accurately determine the differences that may appear for each person according to the habits and muscle conditions of the patient.
  • it is possible to grasp the accurate information about the body of the rehabilitation subject through the VR rehabilitation content.
  • the diagnosis terminal device 300 is a device for rehabilitation of the rehabilitation target subject through the exchange of information with the rehabilitation server 100 by accessing the rehabilitation server 100 through a network, which is used by a diagnoser, that is, a doctor and a therapist. It is a terminal device.
  • the diagnosis terminal device 300 receives diagnostic information through a network communication with the rehabilitation server 100.
  • the diagnosis terminal device 300 generates rehabilitation recommendation information based on the diagnosis information received from the rehabilitation server 100 and the consultation information of the rehabilitation subject. Thereafter, the diagnosis terminal device 300 may transmit rehabilitation recommendation information to the rehabilitation server 100.
  • the counseling information of the rehabilitation subject may be information input by the diagnosis person through direct consultation with the rehabilitation subject, or may be information input by the rehabilitation subject in the form of a questionnaire.
  • FIG. 2 is a block diagram of a rehabilitation server using a virtual reality according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the rehabilitation server 100 using a virtual reality is a network interface unit 110, diagnostic information generation unit 120, rehabilitation content extraction unit 130, VR rehabilitation content Database (DB) 140, and the controller 150.
  • DB VR rehabilitation content Database
  • the network interface unit 110 supports network communication of the rehabilitation server 100. That is, the network interface unit 110 allows the rehabilitation server 100 to communicate with the rehabilitation mechanism 200 and the diagnosis terminal device 300 to exchange predetermined information with each other.
  • the network interface unit 110 transmits the VR rehabilitation content to the rehabilitation mechanism 200 to allow the rehabilitation target person to perform rehabilitation using the corresponding content.
  • the network interface unit 110 receives the state information transmitted from the rehabilitation mechanism 200.
  • the network interface unit 110 transmits the diagnostic information to the diagnoser terminal device 300.
  • the diagnosis information generating unit 120 generates diagnosis information of the rehabilitation subject based on the state information received from the rehabilitation mechanism 200.
  • the rehabilitation content extraction unit 130 extracts the VR rehabilitation content to be reproduced by the rehabilitation mechanism 200. More specifically, among the plurality of rehabilitation subjects, suitable VR rehabilitation content for the current rehabilitation subjects to perform rehabilitation is extracted from the VR rehabilitation content DB (140).
  • the VR rehabilitation content DB 140 stores various VR rehabilitation contents.
  • the VR rehabilitation content includes test content used for testing for recognizing the physical condition of the rehabilitation subject, and general content for rehabilitation subjects who have completed the physical condition identification through the test content. Such VR rehabilitation content may be updated from time to time.
  • VR rehabilitation content includes various contents specialized for each part by body part. That is, contents for arm rehabilitation, contents for leg rehabilitation, contents for waist rehabilitation, contents for neck rehabilitation, and the like may be divided and stored. In addition, the contents of each body part may be further divided according to the degree of disability, rehabilitation progress, diagnosis status.
  • the controller 150 controls signal input and output between the network interface 110, the diagnostic information generator 120, the rehabilitation content extraction unit 130, and the VR rehabilitation content DB 140. That is, the controller 150 controls the rehabilitation server 100 to communicate with the rehabilitation apparatus 200 and the diagnoser terminal device 300 through the network interface unit 110. In addition, the controller 150 controls the rehabilitation content extraction unit 130 to extract the appropriate VR rehabilitation content from the VR rehabilitation content DB 140 when the rehabilitation mechanism 200 operates.
  • 3 to 5 are diagrams illustrating a user interface provided by the rehabilitation server shown in FIG.
  • FIG. 3 one example of the VR rehabilitation content for the rehabilitation of the arm of the body part, the case of wearing a rehabilitation mechanism 200 and rehabilitation training through ball receiving practice.
  • A illustrates a screen provided to the rehabilitation subject through the HMD worn by the rehabilitation subject.
  • B illustrates the actual state of rehabilitation subjects in the place where the rehabilitation apparatus 200 is provided, for example, a hospital, a rehabilitation center, and a home.
  • the rehabilitation subjects exemplified a state in which the rehabilitation subject is wearing the HMD on his head and holding the motion controller in his hand to receive the ball.
  • the rehabilitation subject performs the operation of receiving the ball thrown by the character C while holding the motion controller. do.
  • FIG. 3 illustrates a screen B showing a training state of the rehabilitation subject on the screen A viewed by the rehabilitation subject for convenience of explanation. However, this is to help the understanding of the description, the screen that the rehabilitation subjects see through the HMD does not include their actual appearance in Figure 3a.
  • FIGS. 4 and 5 illustrate screens provided to a diagnosis person, that is, a doctor or a rehabilitation person.
  • the character (C) in the VR rehabilitation content is the same as that of the screen (A) provided to the rehabilitation subject, but the menu (D, E, F) for adjusting the rehabilitation degree of the rehabilitation subject in addition to the screen seen by the rehabilitation subject. Is provided further.
  • a mode selection window E capable of selecting among various modes such as a recording management window D, a basic mode, and a speed mode for recording management for a rehabilitation subject may be further provided.
  • an adjustment menu D for adjusting the degree of rehabilitation of the rehabilitation subject may be further provided. That is, the adjustment menu (D) that can adjust the distance, speed, height, direction, radius, period, etc. throwing the ball may be further provided.
  • the previous embodiment exemplified the content to practice receiving the ball thrown by the character (C) in the virtual reality space as the VR rehabilitation content.
  • the practice of tapping a nail with a hammer the practice of playing a xylophone, the practice of moving a spaceship in space, the practice of throwing or receiving a ball, the cup Content to practice to move the small food in the container to put, and content to practice raising the soap bubbles by hand can be provided.
  • the VR rehabilitation content does not simply repeat the movement movement in rehabilitation of the body parts, but is determined to the rehabilitation subject according to the judgment of the diagnoser who has made an accurate diagnosis according to the state of the rehabilitation subject.
  • the VR rehabilitation content DB 140 is already built.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a virtual reality-based rehabilitation method according to an embodiment of the present invention.
  • the VR rehabilitation content received from the rehabilitation server 100 through the rehabilitation mechanism 200 is reproduced. Through this, the rehabilitation subject demonstrates VR rehabilitation contents.
  • the VR rehabilitation content may be test content (S410).
  • the rehabilitation apparatus 200 When the rehabilitation subject finishes the demonstration of the VR rehabilitation content, the rehabilitation apparatus 200 generates the state information on the current body according to the demonstration result of the rehabilitation subject, and then transmits the state information generated to the rehabilitation server 100. (S420).
  • the rehabilitation server 100 if the status information is transmitted from the rehabilitation mechanism 200, after generating the diagnostic information for the rehabilitation subjects based on the transmitted state information, the rehabilitation server 100 is a diagnostic terminal terminal diagnostic information
  • the apparatus 300 transmits the data to the device 300 (S430).
  • the diagnosis terminal device 300 generates rehabilitation recommendation information based on the diagnosis information received from the rehabilitation server 100 and the consultation information provided from the rehabilitation target. After the diagnosis terminal 300 generates rehabilitation recommendation information, the rehabilitation recommendation information is transmitted to the rehabilitation server 100 (S440), and the rehabilitation server 100 rehabilitation training to the VR rehabilitation content DB (140) Save for each person. Through this, when the rehabilitation target person later accesses the rehabilitation server 100, based on the rehabilitation recommendation information to provide the appropriate VR rehabilitation training content.
  • the rehabilitation server 100 may be provided with a variety of VR rehabilitation content, it is possible to provide a specialized VR rehabilitation content for each rehabilitation subject. Accordingly, the rehabilitation target subjects can rehabilitation training to increase the effect of rehabilitation by accurately reflecting the physical condition of the body parts, in particular, their own body that requires rehabilitation.
  • the present invention can be used as a treatment device that can be treated by providing a real situation through various virtual reality to various people for rehabilitation.

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Abstract

가상현실 기반 재활치료 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 기반 재활치료 시스템은, 재활훈련이 필요한 신체부위별로 서로 다른 가상현실(Virtual reality) 재활컨텐츠를 제공하는 재활서버, 및 가상현실 재활컨텐츠 중 테스트컨텐츠를 재활훈련 대상자가 시연 가능하게 재생한 후, 재활훈련 대상자의 시연 결과에 따라 현재 신체에 대한 상태정보를 생성하며, 생성된 상태정보를 상기 재활서버로 전송하는 재활기구를 포함한다.

Description

가상현실 기반 재활치료 시스템 및 방법
본 발명은 가상현실 기반 재활치료 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가상현실을 이용하여 재활훈련이 필요한 사람에게 각 개인별로 특화된 재활 훈련법을 제공하는 가상현실 기반 재활치료 시스템 및 방법에 관한 것이다.
재활 훈련 혹은 치료에 대하여 살펴보면, 넓은 의미에서는 장애를 가진 사람이 가질 수 있는 최적의 신체적, 감각적, 지능적, 심리적, 사회적 수준을 성취하고 유지하려는 노력으로 수행하는 모든 치료를 말한다. 또한 장애가 없더라고 통증이나 일시적 질환, 외상 등으로 인해 환자가 영위하는 삶의 질이 떨어질 때, 이를 회복시키기 위한 모든 치료를 뜻한다.
한편, 재활 치료가 가지는 좁은 의미는 치료 중심의 의학과 구분하여 생각할 수 있다. 치료 중심의 의학이 약물이나 수술적 용법을 주로 사용하는 데 반하여, 재활 치료는 신체 기능을 회복, 유지시키기 위해 환자의 활동에 대해 중재를 시행하고 물리적 자극을 이용하여 치료하는 것을 뜻한다.
주요한 재활 치료의 예를 살펴보면, 운동 치료와 작업 치료가 있다. 운동 치료는 치료사가 환자의 관절 움직임을 수동적으로 만들어 주거나, 보행을 교육하고 조력하여 환자의 운동 기능이 회복되고 유지될 수 있도록 돕는 것이고, 작업 치료는 일반적인 일상생활 동작을 수행하거나 보상할 수 있도록 연습시키는 것이다.
이러한 재활 치료가 효과를 거두기 위해서는, 의사 혹은 치료사가 환자의 재활에 도움이 되는 적합한 치료법을 추천하고, 환자가 이 치료법을 제대로 이행하도록 도와주어야 한다. 하지만, 현재의 재활치료에서는 의료기기를 통해 나타난 환자의 상태에 따라 일반적으로 알려진 운동법을 추천하는 정도만 가능하다.
또한, 장애나 통증을 일으킨 원인에 따라 그 경과가 다양하여 일률적으로 재활 치료의 경과를 진단하는 것은 매우 위험한 행위이며, 환자의 재활에 아무런 도움이 되지 않을 수 있다.
의사나 치료사로부터 진단받은 재활치료를 성실히 이행하더라도, 일부 환자는 수일 내에 원하는 재활 치료의 목표를 달성하기도 하지만, 대부분 장기간의 재활 치료가 필요하다. 이러한 경우, 환자가 장기간으로 병원 혹은 재활센터를 내원하여 치료를 받는다는 것이 매우 어려울 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가상현실을 통해 재활훈련이 필요한 사람의 실제 상황을 파악함으로써, 개인별 특성이 반영된 재활 치료법을 제공하기 위한 가상현실 기반 재활치료 시스템 및 방법을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따른 가상현실 기반 재활치료 시스템은, 재활훈련이 필요한 신체부위별로 서로 다른 가상현실(Virtual reality) 재활컨텐츠를 제공하는 재활서버, 및 가상현실 재활컨텐츠 중 테스트컨텐츠를 재활훈련 대상자가 시연 가능하게 재생한 후, 재활훈련 대상자의 시연 결과에 따라 현재 신체에 대한 상태정보를 생성하며, 생성된 상태정보를 상기 재활서버로 전송하는 재활기구를 포함한다.
바람직하게, 재활서버는 재활기구로부터 전송받은 상태정보에 기초하여 재활훈련 대상자의 진단정보를 생성할 수 있다.
또한 바람직하게, 재활서버로부터 생성된 진단정보를 전송받는 진단자 단말장치를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 진단자 단말장치는 전송받은 진단정보 및 재활훈련 대상자의 상담정보에 기초하여 재활추천정보를 생성한 후, 생성한 재활추천정보를 재활서버로 전송할 수 있다.
또한 바람직하게, 재활서버는 재활훈련 대상자의 요청에 따라, 재활기구에 재활추천정보에 기반한 가상현실 재활컨텐츠를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가상현실 기반 재활치료 방법은, 재활훈련이 필요한 신체부위별로 서로 다른 가상현실 재활컨텐츠를 제공하는 단계, 가상현실 재활컨텐츠 중 테스트컨텐츠를 재활훈련 대상자가 시연 가능하게 재생하는 단계, 재활훈련 대상자의 시연 결과에 따라, 현재 신체에 대한 상태정보를 생성하는 단계, 및 생성된 상태정보를 재활훈련 대상자의 진단에 반영하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 생성된 상태정보에 기초하여 재활훈련 대상자의 진단정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 생성된 진단정보 및 재활훈련 대상자의 상담정보에 기초하여 재활추천정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 재활훈련 대상자의 요청에 따라, 재활추천정보에 기반한 가상현실 재활컨텐츠를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 단순한 정보를 통해 환자의 상태를 파악하는 것이 아니라, 특화된 VR 재활컨텐츠를 직접 시연한 결과를 이용하여 재활훈련에 적용함으로써, 환자의 신체 상태를 정확히 반영하여 재활훈련에 필요한 컨텐츠를 선별하여 제공하는 가상현실 기반 재활치료 시스템 및 방법을 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 기반 재활치료 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실을 이용한 재활서버의 블럭도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시한 재활서버에서 제공하는 사용자 인터페이스를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 기반 재활치료 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 기반 재활치료 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 기반 재활치료 시스템은, 재활서버(100), 재활기구(200), 및 진단자 단말장치(300)로 이루어진다.
재활서버(100)는 재활훈련이 필요한 신체부위별로 서로 다른 가상현실(virtual reality : VR) 재활컨텐츠(이하, 'VR 재활컨텐츠'라 한다)를 제공한다.
VR 재활컨텐츠는, 각 신체부위별로 그에 적합하게 특화된 컨텐츠이다. 예를 들면, 다리 부위에 재활이 필요한 재활훈련 대상자를 위해서는, 다리를 움직이게 하는 훈련 방법에 관한 컨텐츠를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 공을 멀리차게 하는 연습, 가까운 곳에 공을 맞추는 연습, 걸어서 바닥에 있는 표식을 밟는 연습과 같은 다양한 형태의 컨텐츠를 제공할 수 있다.
이와 같이, 재활서버(100)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 기반 재활치료 시스템에서 꼭 필요한 VR 재활컨텐츠를 보유하고 있는 서버로, 재활서버(100)에서 제공하는 VR 재활컨텐츠에 따라 재활훈련의 효과가 달라질 수 있다. 재활서버(100)에 관하여는 후술하는 도 2에서 보다 상세히 설명한다.
재활기구(200)는 재활훈련 대상자에게 VR 재활컨텐츠를 제공하기 위한 것으로, 가상현실을 구현하기 위한 기구들을 통칭한다. 가상현실을 구현하기 위해서는, 머리에 착용하는 HMD(Head mounted Display), 및 손에 착용하는 모션 컨트롤러(Motion controller)를 포함할 수 있다.
이외에도, 재활기구(200)로는 VR 재활컨텐츠의 종류에 따라 더 많은 기구들이 포함될 수 있다. 예를 들면, 재활기구(200)로는 다리에 착용하여 다리 움직임을 파악하기 위한 기구, 및 허리에 착용하여 허리의 움직임을 파악하기 위한 기구들이 더 포함될 수 있다.
또한, 재활기구(200)는 재활서버(100)의 VR 재활컨텐츠가 업데이트되면, 업데이트된 VR 재활컨텐츠의 내용에 따라 해당 기능을 지원하기 위하여 새로운 기구가 더 구비될 수 있다.
재활훈련 대상자는 재활서버(100)에서 제공하는 VR 재활컨텐츠를 재활기구(200)를 통해 시연함으로써, 자신의 신체에 대한 정확한 정보를 진단자 예를 들면, 의사 및 치료사에게 제공할 수 있다.
일반적으로, 진단자는 환자에 대한 상태를 환자가 전달하는 내용이나 엑스레이, CT와 같은 촬영장치를 통해 획득한 영상으로부터 판단한다. 하지만, 이러한 방법들은 환자의 습관, 및 근육상태에 따라 개인별로 나타날 수 있는 차이에 대해서는 정확한 판단이 어려운 실정이다. 이에, 본 발명에서는 VR 재활컨텐츠를 통해 재활훈련 대상자의 신체에 대한 정확한 정보를 파악할 수 있다.
진단자 단말장치(300)는 재활서버(100)에 네트워크를 통해 접속하여 재활서버(100)와의 정보 교환을 통해 재활훈련 대상자에 대한 재활을 돕는 장치로, 진단자 즉, 의사 및 치료사가 사용하는 단말장치이다.
진단자 단말장치(300)는 재활서버(100)와의 네트워크 통신을 통해, 진단정보를 전송받는다. 또한, 진단자 단말장치(300)는 재활서버(100)로부터 전송받은 진단정보 및 재활훈련 대상자의 상담정보에 기초하여, 재활추천정보를 생성한다. 이후, 진단자 단말장치(300)는 재활추천정보를 재활서버(100)로 전송할 수 있다. 여기서, 재활훈련 대상자의 상담정보는 진단자가 재활훈련 대상자와의 직접 상담을 통해 입력한 정보일 수 있고, 혹은 설문 형식으로 재활훈련 대상자가 입력한 정보일 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실을 이용한 재활서버의 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실을 이용한 재활서버(100)는 네트워크 인터페이스부(110), 진단정보 생성부(120), 재활컨텐츠 추출부(130), VR 재활컨텐츠 데이터베이스(DataBase : DB)(140), 및 제어부(150)를 포함한다.
네트워크 인터페이스부(110)는 재활서버(100)의 네트워크 통신을 지원한다. 즉, 네트워크 인터페이스부(110)는 재활서버(100)가 재활기구(200), 및 진단자 단말장치(300)들과 통신을 하여 상호간에 소정 정보를 주고받을 수 있도록 한다.
보다 구체적으로, 네트워크 인터페이스부(110)는 재활기구(200)로 VR 재활컨텐츠를 전송하여 재활훈련 대상자가 해당 컨텐츠를 이용하여 재활훈련을 할 수 있도록 한다. 또한, 네트워크 인터페이스부(110)는 재활기구(200)에서 전송되는 상태정보를 수신한다. 또한, 네트워크 인터페이스부(110)는 진단정보를 진단자 단말장치(300)로 전송한다.
진단정보 생성부(120)는 재활기구(200)로부터 전송받은 상태정보에 기초하여, 재활훈련 대상자의 진단정보를 생성한다.
재활컨텐츠 추출부(130)는 재활기구(200)에서 재생할 VR 재활컨텐츠를 추출한다. 보다 구체적으로, 다수의 재활훈련 대상자들 중, 현재 재활훈련을 수행할 재활훈련 대상자에 대하여 적합한 VR 재활컨텐츠를 VR 재활컨텐츠 DB(140)로부터 추출한다.
VR 재활컨텐츠 DB(140)는 다양한 VR 재활컨텐츠를 저장한다. 여기서, VR 재활컨텐츠는 재활훈련 대상자의 신체 상태 파악을 위한 테스트용으로 사용되는 테스트컨텐츠와, 테스트컨텐츠를 통해 신체 상태 파악을 마친 재활훈련 대상자를 위한 일반컨텐츠를 포함한다. 이러한 VR 재활 컨텐츠는 수시로 업데이트될 수 있다.
VR 재활컨텐츠는 신체부위별로 각 부위에 특화된 다양한 컨텐츠를 포함한다. 즉, 팔 재활을 위한 컨텐츠, 다리 재활을 위한 컨텐츠, 허리 재활을 위한 컨텐츠, 및 목 재활을 위한 컨텐츠 등을 세분화되어 저장될 수 있다. 또한, 각 신체부위별 컨텐츠들도 장애 정도, 재활 진행 정도, 진단 상황 등에 따라 보다 더 세분화되어 있을 수 있다.
제어부(150)는 네트워크 인터페이스부(110), 진단정보 생성부(120), 재활컨텐츠 추출부(130), VR 재활컨텐츠 DB(140)들 간의 신호 입출력을 제어한다. 즉, 제어부(150)는 네트워크 인터페이스부(110)를 통해 재활서버(100)가 재활기구(200)와 진단자 단말장치(300)와 통신할 수 있도록 제어한다. 또한, 제어부(150)는 재활기구(200)가 동작할 때 재활컨텐츠 추출부(130)가 VR 재활컨텐츠 DB(140)로부터 적절한 VR 재활컨텐츠를 추출하도록 제어한다.
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시한 재활서버에서 제공하는 사용자 인터페이스를 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 신체부위 중 팔의 재활을 위한 VR 재활컨텐츠 중 한가지 예로, 재활기구(200)를 착용하고 공받기 연습을 통한 재활훈련을 하는 경우를 예시하였다.
도시한 바와 같이, A는 재활훈련 대상자가 착용한 HMD를 통해 재활훈련 대상자에게 제공되는 화면을 예시한 것이다. B는 재활훈련 대상자가 재활기구(200)가 구비된 장소 예를 들면, 병원, 재활원, 및 가정에서 재활훈련을 하는 실제 모습을 예시한 것이다. 여기서, 재활훈련 대상자는 HMD를 머리에 착용하고, 모션 컨트롤러를 손에 들고 공을 받는 재활훈련을 하고 있는 상태임을 예시하였다.
도시한 바와 같이, VR 재활컨텐츠 내의 캐릭터(C)가 주기적으로 재활훈련 대상자에게 공을 던져주면, 재활훈련 대상자는 모션 컨트롤러를 손에 쥔 상태에서 캐릭터(C)가 던져주는 공을 받는 동작을 수행한다.
도 3은 설명의 편의상 재활훈련 대상자가 보는 화면(A)에 재활훈련 대상자의 훈련 모습을 보여주는 화면(B)을 함께 도시하였다. 하지만, 이는 설명의 이해를 돕기 위한 것으로, 재활훈련 대상자가 HMD를 통해 보게 되는 화면은 도 3a에서 자신의 실제 모습은 포함되지 않는다.
도 4 및 도 5에서는 진단자 즉, 의사 혹은 재활담당자에게 제공되는 화면을 예시하였다. VR 재활컨텐츠 내의 캐릭터(C)는 재활훈련 대상자에게 제공되는 화면 (A)의 것과 동일하지만, 재활훈련 대상자가 보는 화면 이외에도 재활훈련 대상자의 재활훈련 정도를 조절하기 위한 메뉴(D, E, F)가 더 제공된다.
도 4에 예시한 바와 같이, 재활훈련 대상자에 대한 기록 관리를 위한 기록관리 창(D), 기본 모드, 스피드 모드와 같은 여러 모드 중 선택이 가능한 모드 선택 창(E)이 더 제공될 수 있다.
또한, 도 5에 예시한 바와 같이 기록 관리 창(D) 및 모드 선택 창(E) 이외에도, 재활훈련 대상자의 재활훈련 정도를 조절하기 위한 조절 메뉴(D)가 더 제공될 수 있다. 즉, 공을 던지는 거리, 속도, 높이, 방향, 반경, 주기 등을 조절할 수 있는 조절 메뉴(D)가 더 제공될 수 있다.
한편, 이전 실시예에서는 VR 재활컨텐츠로 가상현실 공간 내에서 캐릭터(C)가 던져주는 공을 받는 연습을 하는 컨텐츠를 예시하였다. 이는 VR 재활컨텐츠 중 팔에 대한 재활을 위한 컨텐츠의 한 예를 보인 것으로, VR 재활컨텐츠는 각 신체부위별로 다양하게 구비된다.
예를 들어, 도시하지는 않았지만, 망치로 못을 두드리는 연습을 하는 컨텐츠, 실로폰을 연주하는 연습을 하는 컨텐츠, 우주환경에서 우주선을 이동시키는 연습을 하는 컨텐츠, 공을 던지거나 받는 연습을 하는 컨텐츠, 컵에 있는 작은 음식을 그릇으로 옮겨 담는 연습을 하는 컨텐츠, 및 손으로 비누방울을 쳐서 올리는 연습을 하는 컨텐츠 등이 제공될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서 VR 재활컨텐츠는 신체부위별 재활훈련을 함에 있어서, 단순히 운동 동작을 반복시키는 것이 아니라, 재활훈련 대상자의 상태에 따라 정확한 진단을 내린 진단자의 판단에 따라, 재활훈련 대상자에 적합한 VR 재활컨텐츠를 선별하여 제공함은 물론, 유사한 동작을 수행함에 있어서도 다양한 흥미 요소를 주어 재활훈련 대상자가 흥미롭게 재활훈련을 진행할 수 있도록 도와줄 수 있다. 또한, VR 재활컨텐츠 DB(140)는 이미 구축되어있음을 전제로 설명한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 기반 재활치료 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
여기에서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가상현실 기반 재활치료 방법을 설명한다. 또한, VR 재활컨텐츠 DB(140)는 이미 구축되어있음을 전제로 설명한다.
재활훈련을 필요로 하는 재활훈련 대상자는 재활서버(100)에 VR 재활컨텐츠 제공을 요청하고, 이에 응답하여 재활서버(100)에서는 재활훈련 대상자에게 적합한 VR 재활컨텐츠를 추출하여 재활기구(200)로 전송한다(S400).
재활훈련 대상자가 재활기구(200)를 착용하면, 재활기구(200)를 통해 재활서버(100)로부터 전송받은 VR 재활컨텐츠가 재생된다. 이를 통해, 재활훈련 대상자는 VR 재활컨텐츠를 시연한다. 이때, VR 재활컨텐츠는 테스트컨텐츠일 수 있다(S410).
재활훈련 대상자가 VR 재활컨텐츠의 시연을 마치면, 재활기구(200)에서는 재활훈련 대상자의 시연 결과에 따라 현재 신체에 대한 상태정보를 생성한 후, 재활서버(100)로 생성한 상태정보를 전송한다(S420).
재활서버(100)에서는 재활기구(200)로부터 상태정보가 전송되면, 이 전송된 상태정보에 기초하여 재활훈련 대상자에 대한 진단정보를 생성한 후, 재활서버(100)는 진단정보를 진단자 단말장치(300)로 전송한다(S430).
진단자 단말장치(300)는 재활서버(100)로부터 전송받은 진단정보와 재활훈련 대상자로부터 제공받은 상담정보에 기초하여, 재활추천정보를 생성한다. 진단자 단말장치(300)는 재활추천정보를 생성한 후, 이 재활추천정보를 재활서버(100)로 전송하고(S440), 재활서버(100)에서는 이를 VR 재활컨텐츠 DB(140)에 재활훈련 대상자별로 저장한다. 이를 통해, 추후 재활훈련 대상자가 재활서버(100)에 접속해 오면, 재활추천정보에 기반하여 적합한 VR 재활훈련 컨텐츠를 제공한다.
상술한 바와 같이, 재활서버(100)에서는 다양한 VR 재활컨텐츠를 구비하고, 재활훈련 대상자별로 특화된 VR 재활컨텐츠를 제공할 수 있다. 이에 따라, 재활훈련 대상자는 재활이 필요한 신체부위별 특히, 자신의 신체 상태를 정확히 반영하여 재활의 효과를 높일 수 있는 재활훈련이 가능하다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 재활을 위한 다양한 사람에게 다양한 가상현실을 통해 실제 상황을 제공하여 치료할 수 있도록 하는 치료 장치로 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 재활훈련이 필요한 신체부위별로 서로 다른 가상현실(Virtual reality) 재활컨텐츠를 제공하는 재활서버; 및
    상기 가상현실 재활컨텐츠 중 테스트컨텐츠를 재활훈련 대상자가 시연 가능하게 재생한 후, 상기 재활훈련 대상자의 시연 결과에 따라 현재 신체에 대한 상태정보를 생성하며, 상기 생성된 상태정보를 상기 재활서버로 전송하는 재활기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 재활치료 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재활서버는, 상기 재활기구로부터 상기 전송받은 상태정보에 기초하여 상기 재활훈련 대상자의 진단정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 재활치료 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 재활서버로부터 상기 생성된 진단정보를 전송받는 진단자 단말장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 재활치료 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 진단자 단말장치는, 상기 전송받은 진단정보 및 상기 재활훈련 대상자의 상담정보에 기초하여 재활추천정보를 생성한 후, 상기 생성한 재활추천정보를 상기 재활서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 재활치료 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 재활서버는, 상기 재활훈련 대상자의 요청에 따라, 상기 재활기구에 상기 재활추천정보에 기반한 가상현실 재활컨텐츠를 제공하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 재활치료 시스템.
  6. 재활훈련이 필요한 신체부위별로 서로 다른 가상현실 재활컨텐츠를 제공하는 단계;
    상기 가상현실 재활컨텐츠 중 테스트컨텐츠를 재활훈련 대상자가 시연 가능하게 재생하는 단계;
    상기 재활훈련 대상자의 시연 결과에 따라, 현재 신체에 대한 상태정보를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 상태정보를 상기 재활훈련 대상자의 진단에 반영하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 재활치료 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 생성된 상태정보에 기초하여 상기 재활훈련 대상자의 진단정보를 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 재활치료 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 생성된 진단정보 및 상기 재활훈련 대상자의 상담정보에 기초하여 재활추천정보를 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 재활치료 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 재활훈련 대상자의 요청에 따라, 상기 재활추천정보에 기반한 가상현실 재활컨텐츠를 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 재활치료 방법.
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