WO2021086155A2 - 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ict 기반의 재활치료 및 평가 방법/시스템 - Google Patents

이중과제 스태킹 콘을 이용한 ict 기반의 재활치료 및 평가 방법/시스템 Download PDF

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WO2021086155A2
WO2021086155A2 PCT/KR2020/015151 KR2020015151W WO2021086155A2 WO 2021086155 A2 WO2021086155 A2 WO 2021086155A2 KR 2020015151 W KR2020015151 W KR 2020015151W WO 2021086155 A2 WO2021086155 A2 WO 2021086155A2
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evaluation
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박지혁
김영
원경아
임승주
김대겸
이정아
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연세대학교 원주산학협력단
대한민국(국립재활원장)
순천향대학교 산학협력단
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb

Definitions

  • the present invention relates to an ICT (Information and Communication Technology)-based rehabilitation treatment and evaluation method using a dual task stacking cone, and more specifically, the accuracy of motion for the elderly or patients with central nervous system damage such as stroke, traumatic brain injury, etc. , Performance time, etc. are evaluated as quantified values, and by analyzing the evaluated values, feedback of modified rehabilitation training to the patient, and applying ICT to stacking cones used in traditional rehabilitation hand function training, are simple and repetitive.
  • the present study relates to an ICT-based rehabilitation treatment and evaluation method using a dual task stacking cone that can perform effective dual task rehabilitation training for motor and cognitive functions according to the patient's functional level, away from human rehabilitation training.
  • the elderly or patients with central nervous system damage such as stroke and traumatic brain injury often show disabilities such as childbirth, cognitive impairment, perceptual impairment, and sensory impairment, among which motor impairment is the most frequent phenomenon.
  • injured upper limbs (hands, wrists, elbows, shoulders) function is considered to be one of the important goals in the field of rehabilitation treatment because the improvement of motor function for the injured upper limbs is considered to be one of the important goals because it results in limiting independent daily life.
  • cognitive impairment as well as motor impairment is one of the important dysfunctions occurring after neurological impairment, and it has been reported that cognitive impairment negatively affects daily activities in various studies. Therefore, training to improve cognitive function impaired after central nervous system injury occupies an important area in the field of rehabilitation treatment.
  • Human movements are characterized by performing more than one motor task at the same time, and many daily life movements include a dual task in which two tasks such as motor tasks and cognitive tasks are simultaneously performed.
  • the evaluation stage of rehabilitation treatment measures motor function and cognitive function, respectively, and a standardized evaluation tool for measuring the correlation between the motor function and cognitive function of a patient and the level of double task performance has not yet been developed. to be.
  • the present invention was invented to solve the above-described problems, and evaluates the accuracy of motion and execution time as quantified values for the elderly or patients with central nervous system damage such as stroke, traumatic brain injury, etc., and analyzes the evaluated values.
  • This is a dual task that allows patients to receive rehabilitation training that has been revised, so that they can perform differentiated rehabilitation training according to the condition and degree of the patient's motor function, cognitive function, etc., away from simple repetitive rehabilitation training. It aims to provide an ICT-based rehabilitation treatment and evaluation method/system using a stacking cone.
  • the rehabilitation treatment and evaluation method to achieve the above object is, in the rehabilitation treatment and evaluation method performed by the evaluation terminal of the ICT-based rehabilitation treatment and evaluation system using a dual task stacking cone, the wrist worn on the patient's wrist Receiving a value obtained by measuring an inclination of the wrist movement and a degree of vibration from a band; Receiving a sensing value for the cone from the stacking board; And evaluating the motor function of the patient based on a measured value received from the wristband and a detected value received from the stacking board.
  • the rehabilitation treatment and evaluation method described above includes: transmitting an on/off control signal to an LED installed corresponding to each cell of the stacking board; And evaluating the patient's motor and cognitive functions based on a measured value received from the wristband and a detected value received from the stacking board in response to the transmitted on/off control signal. have.
  • the rehabilitation treatment and evaluation method described above after the patient positions the first cone on the stacking board, calculates a first time from the first cone to the point where the hand is released to grab the next second cone. step; And calculating a second time from a time point when the patient releases a hand from the first cone to a time point at which the next second cone is placed on the stacking board.
  • the evaluation step evaluates the motor function or motor and cognitive function of the patient in consideration of the calculated first time and the second time.
  • the rehabilitation treatment and evaluation method described above includes the steps of counting the number of successes and the number of failures, respectively, based on a measurement value received from the wristband and a detection value received from the stacking board; And calculating a success rate based on the number of successes and the number of failures respectively counted.
  • the evaluation step evaluates the motor function or motor and cognitive function of the patient in consideration of the calculated success rate.
  • the stacking board is made of a square of a set standard, and may be implemented to be expandable by connecting different stacking boards to each side.
  • the above-described rehabilitation treatment and evaluation method may further include modifying a rehabilitation training level corresponding to the patient among a plurality of preset rehabilitation training levels according to a value evaluated by the evaluation step.
  • the on/off control signal transmission step transmits an on/off control signal to an LED installed corresponding to each cell of the stacking board in response to the rehabilitation training level corrected by the rehabilitation level correction step.
  • An ICT-based rehabilitation treatment and evaluation system using a dual task stacking cone for achieving the above object is worn on a patient's wrist, and measures the inclination of the movement of the wrist and the degree of tremor.
  • Wrist band A stacking board divided into a plurality of cells, equipped with a pressure sensor corresponding to each of the cells, and sensing a cone by the pressure sensor; And a data receiver configured to receive a value measured by the wristband and a value sensed by the stacking board.
  • a function evaluation unit that evaluates the patient's motor function based on values received from the wristband and the stacking board.
  • the stacking board includes an LED (Light Emitting Diode) mounted corresponding to each of the cells, wherein the evaluation terminal includes an LED control unit for on/off control of an LED corresponding to each cell of the stacking board; It may further include.
  • the function evaluation unit evaluates the motion and cognitive function of the patient based on the measured value of the wristband and the detected value of the stacking board received in response to the control of the LED controller.
  • the evaluation terminal includes a first time after the patient places the first cone on the stacking board and then releases the hand from the first cone to grab the next second cone, and the patient places the first cone on the stacking board. It may further include a time calculation unit that calculates a time including a second time from the point when the hand is released from the point to place the next second cone on the stacking board. In this case, the function evaluation unit evaluates the motor function or the motor and cognitive functions of the patient in consideration of the time calculated by the time calculation unit.
  • the evaluation terminal may include a count counting unit for counting the number of successes and the number of failures, respectively, based on data received through the data receiving unit; And a success rate calculation unit that calculates a success rate based on the number of successes and the number of failures respectively counted by the number counting unit.
  • the function evaluation unit evaluates the motor function or the motor and cognitive functions of the patient in consideration of the success rate calculated by the success rate calculation unit.
  • the stacking board is formed in a square of a set standard, and may be implemented to be expandable by connecting different stacking boards to each side.
  • the evaluation terminal may further include a training level modifying unit for modifying a rehabilitation training level corresponding to the patient among a plurality of preset rehabilitation training levels according to a value evaluated by the function evaluation unit.
  • the LED control unit turns on/off the LED corresponding to each cell of the stacking board in response to the rehabilitation training level corrected by the training level correction unit.
  • the accuracy of motion and execution time are evaluated as quantified values for the elderly or patients with central nervous system damage such as stroke, traumatic brain injury, etc., and feedback modified rehabilitation training to the patient by analyzing the evaluated values.
  • feedback it is possible to perform differentiated rehabilitation training according to the state and degree of the patient's motor function and cognitive function, away from simple repetitive rehabilitation training.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an ICT-based rehabilitation treatment and evaluation system using a double task stacking cone according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a stacking board applied to FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the evaluation terminal shown in FIG. 1.
  • 4 to 6 are diagrams showing examples of rehabilitation training levels modified according to a patient's motor function and cognitive function, respectively.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of simultaneously performing rehabilitation training for a plurality of patients by expanding the stacking board of FIG. 2.
  • FIGS. 8 and 9 are flow charts showing a rehabilitation treatment and evaluation method according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention. These terms are for distinguishing the constituent element from other constituent elements, and the nature, order, or order of the constituent element is not limited by the term.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an ICT-based rehabilitation treatment and evaluation system according to an embodiment of the present invention.
  • an ICT-based rehabilitation treatment and evaluation system using a dual task smart stacking cone includes a wristband 100, a stacking board 200, and an evaluation terminal 300. Includes.
  • the wrist band 100 is worn on the patient's wrist, and in the rehabilitation training of the patient picking up the cone 10 and transferring it to the stacking board 200, the tilt of the wrist movement and the degree of tremor are measured.
  • the wrist band 100 measures the movement of the muscle strength of the wrist, measures the angle at which the wrist is inclined with respect to the reference line, and may measure the number of tremors per unit time.
  • the wristband 100 may have a short-range wireless communication function such as Bluetooth, and may transmit a measured value as a wireless signal.
  • the stacking board 200 is divided into a plurality of cells 210, and a pressure sensor (not shown) is mounted corresponding to each cell 210. At this time, each pressure sensor senses the weight of the cone 10 when the patient picks up the cone 10 and places it on the corresponding cell of the stacking board 200.
  • the stacking board 200 has a short-range wireless communication function such as Bluetooth, and may transmit a value sensed by a pressure sensor and an identification number of a cell corresponding thereto as a wireless signal. 2 illustrates that the stacking board 200 is divided into 4 ⁇ 4 cells 210, the number of cells 210 divided is not limited thereto, and may be divided into various numbers.
  • a light emitting diode (LED) 220 may be installed corresponding to each cell 210.
  • each LED 220 may emit light in a different color, or each LED 220 may be implemented to selectively emit light of two or more colors.
  • the stacking board 200 may induce the patient to place the cone 10 on the cell 210 in the ON state by turning on/off each of the LEDs 220.
  • the stacking board 200 recognizes the wristband 100 or the cone 10 approaching within a set range, and accordingly may transmit an access signal for notifying the approach of the cone 10.
  • the evaluation terminal 300 receives the measurement signal transmitted by the wristband 100 and the detection signal transmitted by the stacking board 200, and based on the received measurement signal and the detection signal, the patient's motor function or exercise Assess function and cognitive function. At this time, the evaluation terminal 300 stores the unit weight of the cone 10, and determines how many cones 10 are placed in a specific cell 210 based on the detection signal received from the stacking board 200. I can. In addition, the evaluation terminal 300 compares the detection signal received from each pressure sensor of the stacking board 200 with the unit weight of the cone 10, so that whether the patient has knocked down the existing cone 10 or the patient It may be determined whether the cone 10 is erroneously placed so as to span two or more cells 210.
  • the evaluation terminal 300 may determine that the patient has incorrectly placed the cone 10 so as to span two or more cells 210.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the evaluation terminal shown in FIG. 1.
  • the evaluation terminal 300 includes a data receiving unit 310, a function evaluation unit 320, an LED control unit 330, a time calculation unit 340, a count count unit 350, and a success rate calculation unit 360. ) And training level correction unit 370.
  • the data receiver 310 receives a value measured by the wristband 100 and a value detected by the stacking board 200.
  • the data receiving unit 310 is implemented as a short-range wireless communicator that communicates at the same frequency as a short-range wireless communicator installed on the wristband 100 and the stacking board 200, respectively.
  • the function evaluation unit 320 may evaluate the patient's motor function based on the measurement signal of the wristband 100 and the detection signal of the stacking board 200 received through the data receiving unit 310. For example, when the patient moves the cone 10 to the designated specific cell 210 of the stacking board 200, the function evaluation unit 320 positions the cone 10 on the stacking board 200 The time required to release the hand, from the time the patient places the cone 10 on the stacking board 200 and releases the hand until the next cone 10 is moved and placed on the stacking board 200. It is possible to evaluate the motor function of the patient by calculating the required time and the like and determining whether the cone 10 is normally placed in the designated specific cell 210.
  • the function evaluation unit 320 determines that the cone 10 is located on the stacking board 200 based on the access signal received from the stacking board 200 or detects a signal from the pressure sensor of the stacking board 200. It may be determined that the cone 10 is positioned on the stacking board 200 from the moment when is received.
  • the function evaluation unit 320 includes the weight value of the detection signal received from any one pressure sensor or the sum of the weight values of each detection signal received from two or more pressure sensors equal to the unit weight value of the cone 10. Or, in the case of a multiple of that, it can be determined that the patient has released his hand from the cone 10.
  • the LED controller 330 controls on/off the LED 220 corresponding to each cell 210 of the stacking board 200. At this time, the LED control unit 330 turns on the LED 220 corresponding to the cell 210 so that the patient can move the cone 10 to the specific cell 210 of the stacking board 200, and the patient The on state may be maintained until the cone 10 is placed on the corresponding cell 210. In addition, the LED control unit 330 classifies the level of rehabilitation training into a plurality of levels according to the patient's motor function and cognitive function, and each cell 210 of the stacking board 200 in a different manner corresponding to each level. The LED 220 corresponding to) may be controlled on/off. For example, as shown in FIG.
  • the LED control unit 330 sequentially controls on/off a plurality of LEDs 220 each corresponding to a specific cell for a set time, and all the corresponding LEDs 220 are After being turned off, the patient may move the cone 10 according to the order in which each LED 220 was turned on.
  • the LED control unit 330 as shown in Figure 5, simultaneously on/off control a plurality of LEDs 220 for a set time in a set pattern, and after the corresponding LEDs 220 are turned off, the patient It is also possible to place the cone 10 on the cells 210 corresponding to the positions of the 220.
  • the LED control unit 330 as shown in Fig.
  • the cone 10 may be placed on the cell 210 corresponding to the position where the LED of a specific color was turned on.
  • the function evaluation unit 320 corresponds to the control of the LED control unit 330, based on the measured value of the wristband 100 received through the data receiving unit 310 and the detected value of the stacking board 200, the patient Can evaluate the motor and cognitive function of the child. That is, the function evaluation unit 320 calculates the number of successes, the number of failures, the success rate, the time required, etc. by placing the cone 10 by the patient according to the LED 220 that is randomly controlled on/off, and calculates the patient's memory. It can be evaluated and comprehensively evaluate the patient's motor and cognitive function accordingly.
  • the time calculation unit 340 includes a first time from when the patient places the first cone on the stacking board 200 and then releases the hand from the first cone for the next second cone, and the patient receives the first cone.
  • the second time from when the hand is released to the time when the next second cone is placed on the stacking board 200 may be calculated.
  • the time calculation unit 340 is the time when the access signal received from the stacking board 200 is received or the time when the detection signal is received from the pressure sensor (the detection signal received from the pressure sensor at this time is a weight value smaller than the weight of the cone).
  • the time calculation unit 340 may calculate the total rehabilitation execution time from the start of the rehabilitation treatment and evaluation of the patient to the end of the rehabilitation treatment and evaluation.
  • the time calculated by the time calculation unit 340 is not limited to the described times, and various times may be calculated for evaluation of rehabilitation treatment.
  • the function evaluation unit 320 may evaluate the motor function or the motor function and cognitive function of the patient in consideration of the time calculated by the time calculation unit 340.
  • the function evaluation unit 320 stores the average value of the first time and the average value of the second time spent by the normal person, and the average value corresponding to the first time, the second time, etc. Compare and evaluate the patient's motor function, or motor function and cognitive function according to the difference.
  • the number of times counting unit 350 counts the number of successes and the number of failures of the patient, respectively, based on a measured value of the wristband 100 and a detected value of the stacking board 200 received through the data receiving unit 310. At this time, the number count unit 350 counts the number of successes when the cone 10 is normally placed under the control of the LED controller 330, and is placed in the wrong cell 210 or over two or more cells. The number of failures may be counted when a case or a set time elapses.
  • the success rate calculation unit 360 calculates a success rate based on the number of successes and the number of failures respectively counted by the number counting unit 350. In this case, the success rate calculation unit 360 may calculate a success rate based on a count value of the number of successes with respect to the total number of attempts attempted in the rehabilitation treatment.
  • the function evaluation unit 320 compares the success rate in the rehabilitation treatments performed before the rehabilitation treatment with the success rate in the rehabilitation treatment, and analyzes the change according to the rehabilitation treatment to analyze the patient's motor function or motor function and Can evaluate cognitive function.
  • the training level modifying unit 370 modifies a rehabilitation training level corresponding to a patient among a plurality of preset rehabilitation training levels according to a value evaluated by the function evaluation unit 320. For example, if the success rate and the required time in the current rehabilitation treatment are improved by more than a set value compared to the evaluation received by a specific patient in the previous rehabilitation treatment, the training level correction unit 370 is By modifying the level of rehabilitation training corresponding to the evaluation of the rehabilitation treatment of the patient, the subsequent rehabilitation treatment and evaluation can be made. In this case, the LED controller 330 controls on/off the LED 220 corresponding to each cell of the stacking board 200 in response to the rehabilitation training level corrected by the training level correction unit.
  • the ICT-based rehabilitation treatment and evaluation system can perform rehabilitation treatment by raising or lowering the level of the patient's rehabilitation training according to the patient's rehabilitation treatment and evaluation thereof.
  • ICT-based rehabilitation treatment and evaluation system has been described as an example for one patient.
  • the ICT-based rehabilitation treatment and evaluation system can perform rehabilitation treatment and evaluation for a plurality of patients at the same time by expanding the stacking board 200 as shown in FIG. 7.
  • the stacking board 200 is made of a square of a set standard, and by connecting different stacking boards 200 to each side, the stacking board 200 according to the number of patients to simultaneously perform rehabilitation treatment and evaluation. Can be expanded. Through this, competition among patients performing rehabilitation treatment at the same time may be induced, and motivation for rehabilitation treatment may be induced by performing a cooperative task among patients.
  • FIG. 8 and 9 are flow charts showing a rehabilitation treatment and evaluation method according to an embodiment of the present invention.
  • the rehabilitation treatment and evaluation method according to an embodiment of the present invention may be performed by the evaluation terminal 300 shown in FIG. 3.
  • the evaluation terminal 300 may not transmit the LED control signal to the stacking board 200 according to the selection of the manager (rehabilitation training therapist) (S100). In this case, the evaluation terminal 300 evaluates the patient's motor function based on the measurement signal received from the patient's wristband 100 and the detection signal received from the stacking board 200 (S200). In addition, the evaluation terminal 300 may transmit the LED control signal to the stacking board 200 by setting the rehabilitation level of the patient according to the evaluation of the previous rehabilitation treatment or according to the selection of the manager. In this case, the evaluation terminal 300 responds to the LED control signal, based on the measurement signal received from the wristband 100 of the patient and the detection signal received from the stacking board 200, the motor function and cognitive function of the patient. It can be evaluated (S300).
  • the evaluation terminal 300 may modify the level of rehabilitation training for the patient according to the evaluated motor function of the patient, or the motor function and cognitive function of the patient, and in the following rehabilitation treatment according to the modified level of rehabilitation training.
  • the LED control signal of may be selected and transmitted to the stacking board 200 (S400).
  • the evaluation terminal 300 receives a value obtained by measuring the inclination of the movement of the wrist and the degree of tremor from the wrist band 100 worn on the patient's wrist for rehabilitation treatment and evaluation of the patient (S110).
  • the evaluation terminal 300 receives a detection value for the cone 10 from the stacking board 200 (S120).
  • the evaluation terminal 300 may calculate a first time from the first cone to the point when the patient releases his hand from the first cone to grab the next second cone after placing the first cone on the stacking board 200 (S130). ). In addition, the evaluation terminal 300 may calculate a second time from the time the patient releases the hand from the first cone to the time when the next second cone is placed on the stacking board (S140). In addition, the evaluation terminal 300 counts the number of successes and the number of failures, respectively, based on a measurement value received from the wristband 100 and a detection value received from the stacking board 200 (S150), and the number of successes each counts. And it is also possible to calculate the success rate based on the number of failures (S160).
  • the evaluation terminal 300 may evaluate the motor function of the patient, or the motor function and cognitive function in consideration of the calculated first time and second time, a success rate, and the like.
  • the evaluation terminal 300 determines the rehabilitation level for the next attempted rehabilitation treatment to the patient based on the current evaluation values of the patient's motor function, or motor function and cognitive function, and accordingly, a stacking board ( It is also possible to control the LED 220 installed corresponding to each of the cells 210 of 200).
  • the accuracy of motion and execution time are evaluated as quantified values for the elderly or patients with central nervous system damage such as stroke, traumatic brain injury, etc., and feedback modified rehabilitation training to the patient by analyzing the evaluated values.
  • feedback it is possible to perform differentiated rehabilitation training according to the state and degree of the patient's motor function and cognitive function, away from simple repetitive rehabilitation training.

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Abstract

이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활치료 및 평가 방법/시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 방법은, 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템의 평가 단말기에 의해 수행되는 재활 치료 및 평가 방법에 있어서, 환자의 손목에 착용되는 손목 밴드로부터 손목의 움직임의 기울기와 떨림의 정도를 측정한 값을 수신하는 단계; 스태킹 보드로부터 콘에 대한 감지 값을 수신하는 단계; 및 손목 밴드로부터 수신되는 측정 값과 스태킹 보드로부터 수신되는 감지 값에 기반하여 환자의 운동 기능을 평가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활치료 및 평가 방법/시스템
본 발명은 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT(Information and Communication Technology) 기반의 재활 치료 및 평가 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노인이나 뇌졸중, 외상성뇌손상 등의 중추신경계가 손상된 환자에 대하여 동작의 정확성, 수행시간 등을 정량화된 수치로 평가하며, 평가된 수치를 분석하여 환자에게 수정된 재활 훈련을 피드백(feedback)하고, 전통적인 재활치료 손 기능 훈련에서 사용되는 스태킹 콘에 ICT를 적용함으로써, 단순한 반복적인 재활 훈련에서 벗어나 환자의 기능 수준에 따라 운동 및 인지기능에 효과적인 이중과제 재활 훈련을 수행할 수 있는, 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 평가 방법에 관한 것이다.
노인이나 뇌졸중, 외상성뇌손상 등의 중추신경계가 손상된 환자는 종종 애, 인지장애, 지각장애, 감각장애 등의 장애현상을 보이며, 그 중 운동장애가 가장 빈번하게 초래되는 현상이다.
특히, 손상된 상지(손, 손목, 팔꿈치, 어깨) 기능은 독립적인 일상생활을 제한하는 결과를 초래하기 때문에 재활 치료 분야에서는 손상된 상지에 대한 운동기능의 향상을 중요한 목표 중의 하나로 여긴다.
또한, 운동장애뿐만 아니라 인지장애 또한 신경학적 손상 후에 발생하는 기능 장애 중의 중요한 하나이며, 다양한 연구에서 인지장애가 일상생활의 활동에 부정적인 영향을 미친다고 보고되어 왔다. 따라서, 중추신경계 손상 후에 손상된 인지기능을 향상시키기 위한 훈련도 재활 치료 분야에서 중요한 영역을 차지한다.
인간의 움직임은 한 가지 이상의 운동 과제를 동시에 수행하는 특징이 있으며, 많은 일상생활 수행 동작이 운동 과제, 인지 과제 등과 같은 두 가지 과제를 동시 수행하는 이중과제를 포함한다.
하지만, 뇌졸증과 같은 신경계손상 환자들의 대부분은 음식 준비하기, 집안일 하기, 쇼핑하기, 실외에서 걷기 등과 같은 한 가지 이상의 일상생활 수행에 제한이 있는 것으로 나타나며, 다양한 선행 연구에서 신경계 손상 환자를 대상으로 이중과제를 수행한 결과, 단일과제 수행에 비하여 환자의 운동기능 및 인지기능의 향상에 효과적이라는 결과가 보고되었다.
그러나, 일반적인 재활 치료는 환자의 운동기능 및 인지기능을 종합적으로 고려하지 않은 단일과제 훈련을 중심으로 이루어져 체계화된 이중과제 훈련은 아직까지 이루어지고 있지 않다.
또한, 일반적으로 재활 치료 평가 단계는 운동기능과 인지기능을 각각 측정하고 있으며, 환자의 운동기능과 인지기능 간의 상관관계 및 이중과제 수행 수준을 측정하는 표준화된 평가도구는 아직까지 개발되어 있지 않은 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 노인이나 뇌졸중, 외상성뇌손상 등의 중추신경계가 손상된 환자에 대하여 동작의 정확성, 수행시간 등을 정량화된 수치로 평가하며, 평가된 수치를 분석하여 환자에게 수정된 재활 훈련을 피드백(feedback)할 수 있도록 함으로써, 단순한 반복적인 재활 훈련에서 벗어나 환자의 운동 기능, 인지 기능 등의 상태 및 정도에 따라 차별화된 재활 훈련을 수행할 수 있는, 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 방법/시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 재활 치료 및 평가 방법은, 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템의 평가 단말기에 의해 수행되는 재활 치료 및 평가 방법에 있어서, 환자의 손목에 착용되는 손목 밴드로부터 상기 손목의 움직임의 기울기와 떨림의 정도를 측정한 값을 수신하는 단계; 스태킹 보드로부터 콘에 대한 감지 값을 수신하는 단계; 및 상기 손목 밴드로부터 수신되는 측정 값과 상기 스태킹 보드로부터 수신되는 감지 값에 기반하여 상기 환자의 운동 기능을 평가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 재활 치료 및 평가 방법은, 상기 스태킹 보드의 각각의 셀에 대응하여 설치된 LED에 온/오프 제어신호를 전송하는 단계; 및 전송된 상기 온/오프 제어신호에 대응하여, 상기 손목 밴드로부터 수신되는 측정 값과 상기 스태킹 보드로부터 수신되는 감지 값에 기반하여 상기 환자의 운동 및 인지 기능을 평가하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 전술한 재활 치료 및 평가 방법은, 상기 환자가 상기 스태킹 보드에 제1 콘을 위치시킨 후 다음의 제2 콘을 잡기 위해 상기 제1 콘으로부터 손을 놓은 시점까지의 제1시간을 계산하는 단계; 및 상기 환자가 상기 제1 콘으로부터 손을 놓은 시점부터 다음의 상기 제2 콘을 상기 스태킹 보드에 위치시키는 시점까지의 제2시간을 계산하는 단계;를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 평가 단계는 계산되는 상기 제1시간 및 상기 제2시간을 고려하여 상기 환자의 운동 기능, 또는 운동 및 인지 기능을 평가한다.
전술한 재활 치료 및 평가 방법은, 상기 손목 밴드로부터 수신되는 측정 값과 상기 스태킹 보드로부터 수신되는 감지 값에 기반하여 성공횟수 및 실패횟수를 각각 카운트하는 단계; 및 각각 카운트되는 상기 성공횟수 및 상기 실패횟수에 기반하여 성공률을 계산하는 단계;를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 평가 단계는 계산되는 상기 성공률을 고려하여 상기 환장의 운동 기능, 또는 운동 및 인지 기능을 평가한다.
여기서, 상기 스태킹 보드는 설정된 규격의 사각형으로 이루어지며, 각각의 측면에 서로 다른 스태킹 보드를 연결하여 확장이 가능하도록 구현될 수 있다.
전술한 재활 치료 및 평가 방법은, 상기 평가 단계에 의해 평가되는 값에 따라, 기 설정된 복수의 재활훈련 레벨 중에서 상기 환자에 대응하는 재활훈련 레벨을 수정하는 단계;를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 온/오프 제어신호 전송단계는 상기 재활훈련 레벨 수정단계에 의해 수정된 재활훈련 레벨에 대응하여 상기 스태킹 보드의 각각의 셀에 대응하여 설치된 LED에 온/오프 제어신호를 전송한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템은, 환자의 손목에 착용되며, 상기 손목의 움직임의 기울기와 떨림의 정도를 측정하는 손목 밴드; 복수의 셀(cell)로 구분되며, 각각의 상기 셀에 대응하여 압력센서가 장착되고, 상기 압력센서에 의해 콘(cone)을 감지하는 스태킹 보드(stacking board); 및 상기 손목 밴드에 의해 측정되는 값과 상기 스태킹 보드에 의해 감지되는 값을 수신하는 데이터 수신부; 및 상기 손목 밴드와 상기 스태킹 보드로부터 수신되는 값에 기반하여 상기 환자의 운동 기능을 평가하는 기능 평가부;를 포함하는 평가 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 스태킹 보드는 각각의 상기 셀에 대응하여 장착된 LED(Light Emitting Diode);를 포함하며, 상기 평가 단말기는 상기 스태킹 보드의 각각의 셀에 대응하는 LED를 온/오프 제어하는 LED 제어부;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 기능 평가부는 상기 LED 제어부의 제어에 대응하여 수신되는 상기 손목 밴드의 측정 값과 상기 스태킹 보드의 감지 값에 기반하여 상기 환자의 운동 및 인지 기능을 평가한다.
상기 평가 단말기는, 상기 환자가 상기 스태킹 보드에 제1 콘을 위치시킨 후 다음의 제2 콘을 잡기 위해 상기 제1 콘으로부터 손을 놓은 시점까지의 제1시간, 및 상기 환자가 상기 제1 콘으로부터 손을 놓은 시점부터 다음의 상기 제2 콘을 상기 스태킹 보드에 위치시키는 시점까지의 제2시간을 포함하는 시간을 계산하는 시간 계산부;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 기능 평가부는 상기 시간 계산부에 의해 계산되는 시간을 고려하여 상기 환자의 운동 기능, 또는 운동 및 인지 기능을 평가한다.
상기 평가 단말기는, 상기 데이터 수신부를 통해 수신되는 데이터에 기반하여 성공횟수 및 실패횟수를 각각 카운트하는 횟수 카운트부; 및 상기 횟수 카운트부에 의해 각각 카운트되는 성공횟수 및 실패횟수에 기반하여 성공률을 계산하는 성공률 계산부;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 기능 평가부는 상기 성공률 계산부에 의해 계산되는 성공률을 고려하여 상기 환장의 운동 기능, 또는 운동 및 인지 기능을 평가한다.
상기 스태킹 보드는 설정된 규격의 사각형으로 이루어지며, 각각의 측면에 서로 다른 스태킹 보드를 연결하여 확장이 가능하도록 구현될 수 있다.
상기 평가 단말기는, 상기 기능 평가부에 의해 평가되는 값에 따라, 기 설정된 복수의 재활훈련 레벨 중에서 상기 환자에 대응하는 재활훈련 레벨을 수정하는 훈련레벨 수정부;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 LED 제어부는 상기 훈련레벨 수정부에 의해 수정된 재활훈련 레벨에 대응하여 상기 스태킹 보드의 각각의 셀에 대응하는 LED를 온/오프 제어한다.
본 발명에 따르면, 노인이나 뇌졸중, 외상성뇌손상 등의 중추신경계가 손상된 환자에 대하여 동작의 정확성, 수행시간 등을 정량화된 수치로 평가하며, 평가된 수치를 분석하여 환자에게 수정된 재활 훈련을 피드백(feedback)할 수 있도록 함으로써, 단순한 반복적인 재활 훈련에서 벗어나 환자의 운동 기능, 인지 기능 등의 상태 및 정도에 따라 차별화된 재활 훈련을 수행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 적용되는 스태킹 보드의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 평가 단말기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 환자의 운동기능 및 인지기능에 따라 수정되는 재활훈련 레벨의 예를 각각 도시한 도면이다.
도 7은 도 2의 스태킹 보드를 확장하여 복수의 환자에 대한 재활훈련을 동시에 수행하는 예를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 재활 치료 및 평가 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이중과제 스마트 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템은 손목 밴드(100), 스태킹 보드(stacking board)(200) 및 평가 단말기(300)를 포함한다.
손목 밴드(100)는 환자의 손목에 착용되며, 환자가 콘(cone)(10)을 집어 스태킹 보드(200)로 옮겨 쌓는 과정의 재활 훈련에서 손목의 움직임의 기울기와 떨림의 정도를 측정한다. 이때, 손목 밴드(100)는 손목의 근력의 움직임을 측정하며, 손목이 기준선에 대하여 기울어진 각도를 측정하고, 단위시간 당 떨리는 횟수를 측정할 수도 있다. 또한, 손목 밴드(100)는 블루투스(Bluetooth)와 같은 근거리 무선통신기능을 구비할 수 있으며, 측정된 값을 무선신호로 송출할 수 있다.
스태킹 보드(200)는 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 셀(cell)(210)로 구분되며, 각각의 셀(210)에 대응하여 압력센서(도시하지 않음)가 장착된다. 이때, 각각의 압력센서는 환자가 콘(10)을 집어 스태킹 보드(200)의 대응하는 셀 위에 놓았을 때에 해당 콘(10)의 무게를 감지한다. 이 경우, 스태킹 보드(200)는 블루투스와 같은 근거리 무선통신기능을 구비하며, 압력센서에 의해 감지된 값과 그에 대응하는 셀의 식별번호를 무선신호로 송출할 수 있다. 도 2에는 스태킹 보드(200)가 4 x 4의 셀(210)로 구분된 것으로 도시하였지만, 구분되는 셀(210)의 수는 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 수로 구분될 수 있음은 물론이다.
한편, 스태킹 보드(200)는 각각의 셀(210)에 대응하여 LED(Light Emitting Diode)(220)가 설치될 수 있다. 이때, 각각의 LED(220)는 서로 다른 색으로 발광하거나, 각각의 LED(220)가 둘 이상의 복수의 색을 선택적으로 발광하도록 구현될 수 있다. 또한, 스태킹 보드(200)는 각각의 LED(220)를 온(ON)/오프(OFF) 하여 환자가 콘(10)을 온 상태의 셀(210)에 놓도록 유도할 수 있다.
또한, 스태킹 보드(200)는 설정된 범위 내로 접근한 손목 밴드(100) 또는 콘(10)을 인식하며, 그에 따라 콘(10)의 접근을 알리기 위한 접근신호를 송출할 수도 있다.
평가 단말기(300)는 손목 밴드(100)에 의해 송출된 측정신호 및 스태킹 보드(200)에 의해 송출된 감지신호를 수신하며, 수신되는 측정신호 및 감지신호에 기반하여 환자의 운동기능, 또는 운동기능 및 인지기능을 평가한다. 이때, 평가 단말기(300)는 콘(10)의 단위 무게를 저장하며, 스태킹 보드(200)로부터 수신한 감지신호에 기반하여 특정 셀(210)에 몇 개의 콘(10)이 놓였는지를 판단할 수 있다. 또한, 평가 단말기(300)는 스태킹 보드(200)의 각각의 압력센서로부터 수신되는 감지신호를 콘(10)의 단위 무게와 비교함으로써, 환자가 기존의 놓여진 콘(10)을 쓰러뜨렸는지 또는 환자가 콘(10)을 둘 이상의 셀(210)에 걸쳐지도록 잘못 놓았는지를 판단할 수도 있다. 예를 들어, 환자가 콘(10)을 스태킹 보드(200)에 놓았을 때, 각각의 압력센서로부터 수신되는 감지신호가 서로 인접한 셀(210)에 대응하며 각각의 감지 값이 콘(10)의 단위 무게보다 작다고 가정하면, 평가 단말기(300)는 환자가 콘(10)을 둘 이상의 셀(210)에 걸치도록 잘못 놓은 것으로 판단할 수 있다.
도 3은 도 1에 나타낸 평가 단말기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 평가 단말기(300)는 데이터 수신부(310), 기능 평가부(320), LED 제어부(330), 시간 계산부(340), 횟수 카운트부(350), 성공률 계산부(360) 및 훈련레벨 수정부(370)를 포함할 수 있다.
데이터 수신부(310)는 손목 밴드(100)에 의해 측정되는 값과 스태킹 보드(200)에 의해 감지되는 값을 수신한다. 이때, 데이터 수신부(310)는 손목 밴드(100) 및 스태킹 보드(200)에 각각 설치된 근거리 무선통신기와 동일한 주파수로 통신하는 근거리 무선통신기로 구현된다.
기능 평가부(320)는 데이터 수신부(310)를 통해 수신되는 손목 밴드(100)의 측정신호 및 스태킹 보드(200)의 감지신호에 기반하여 환자의 운동기능을 평가할 수 있다. 예를 들어, 기능 평가부(320)는 환자가 스태킹 보드(200)의 지정된 특정 셀(210)로 콘(10)을 이동시킬 경우에 해당 콘(10)을 스태킹 보드(200)에 위치시킨 후 손을 놓는 시점까지 소요되는 시간, 환자가 해당 콘(10)을 스태킹 보드(200)에 위치시켜 손을 놓은 시점부터 다음의 다른 콘(10)을 이동시켜 스태킹 보드(200)에 위치시키기까지의 소요되는 시간 등을 계산하며, 해당 콘(10)이 지정된 특정 셀(210)에 정상적으로 놓여졌는지의 여부를 판단함으로써, 환자의 운동기능을 평가할 수 있다. 이때, 기능 평가부(320)는 스태킹 보드(200)로부터 수신되는 접근신호에 기반하여 콘(10)이 스태킹 보드(200)에 위치되는 것을 판단하거나, 스태킹 보드(200)의 압력센서로부터 감지신호가 수신되는 순간부터 콘(10)이 스태킹 보드(200)에 위치되는 것을 판단할 수 있다. 또한, 기능 평가부(320)는 어느 하나의 압력센서로부터 수신되는 감지신호의 무게 값 또는 둘 이상의 압력센서로부터 수신되는 각각의 감지신호의 무게 값의 합이 콘(10)의 단위 무게 값과 같거나 그 배수일 경우에 환자가 해당 콘(10)으로부터 손을 놓은 것으로 판단할 수 있다.
LED 제어부(330)는 스태킹 보드(200)의 각각의 셀(210)에 대응하는 LED(220)를 온/오프 제어한다. 이때, LED 제어부(330)는 환자가 스태킹 보드(200)의 특정 셀(210)에 콘(10)을 이동시켜 놓을 수 있도록 해당 셀(210)에 대응하는 LED(220)를 온 시키고, 환자가 콘(10)을 해당 셀(210)에 놓을 때까지 온 상태를 유지할 수 있다. 또한, LED 제어부(330)는 환자의 운동기능 및 인지기능에 따라 재활훈련의 레벨을 복수의 레벨로 분류하며, 각각의 레벨에 대응하여 서로 다른 방식으로 스태킹 보드(200)의 각각의 셀(210)에 대응하는 LED(220)를 온/오프 제어할 수도 있다. 예를 들어, LED 제어부(330)는 도 4에 도시한 바와 같이, 특정 셀에 각각 대응하는 복수의 LED(220)를 각각 설정된 시간 동안 순차적으로 온/오프 제어하며, 해당 LED(220)들이 모두 오프 된 후에 각각의 LED(220)가 온 되었던 순서에 따라 환자가 콘(10)을 이동시키도록 할 수 있다. 또한, LED 제어부(330)는 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 LED(220)를 설정된 패턴으로 설정된 시간 동안 동시에 온/오프 제어하며, 해당 LED(220)들이 오프 된 후에, 환자가 해당 LED(220)들의 위치에 각각 대응하는 셀(210)에 콘(10)을 놓도록 할 수도 있다. 또한, LED 제어부(330)는 도 6에 도시한 바와 같이, 서로 다른 색으로 각각의 LED(220)를 순차적으로 설정된 시간 동안 온 제어하며, 모든 LED(220)가 오프 된 후에, 환자가 순차적으로 온 제어된 LED들 중에서 특정 색의 LED가 온 되었던 위치에 대응하는 셀(210)에 콘(10)을 놓도록 할 수도 있다.
이때, 기능 평가부(320)는 LED 제어부(330)의 제어에 대응하여, 데이터 수신부(310)를 통해 수신되는 손목 밴드(100)의 측정 값과 스태킹 보드(200)의 감지 값에 기반하여 환자의 운동 및 인지기능을 평가할 수 있다. 즉, 기능 평가부(320)는 무작위로 온/오프 제어되는 LED(220)에 따라 환자가 콘(10)을 위치시켜 성공한 횟수, 실패한 횟수, 성공률, 소요시간 등을 계산하며, 환자의 기억력을 평가하여 그에 따라 환자의 운동 및 인지기능을 종합적으로 평가할 수 있다.
시간 계산부(340)는 환자가 스태킹 보드(200)에 제1콘을 위치시킨 후, 다음의 제2콘을 위해 제1콘으로부터 손을 놓은 시점까지의 제1시간과, 환자가 제1콘으로부터 손을 놓은 시점부터 다음의 제2콘을 스태킹 보드(200)에 위치시키는 시점까지의 제2시간을 계산할 수 있다. 이때, 시간 계산부(340)는 스태킹 보드(200)로부터 수신되는 접근신호의 수신시점 또는 압력센서로부터 감지신호가 수신되는 시점(이때의 압력센서로부터 수신되는 감지신호는 콘의 무게보다 작은 무게 값을 포함한다)부터 제1콘의 무게가 감지되는 시점까지의 시간을 제1시간으로 계산할 수 있으며, 제1콘의 무게가 감지되는 시점부터 제2콘에 대한 접근신호가 수신되는 시점까지의 시간을 제2시간으로 계산할 수 있다. 또한, 시간 계산부(340)는 환자에 대한 재활 치료 및 평가가 시작되는 시점부터 재활 치료 및 평가가 종료되는 시점까지의 전체 재활 수행시간을 계산할 수도 있다. 그러나, 시간 계산부(340)가 계산하는 시간은 기재된 시간들에 한정되는 것은 아니며, 재활 치료의 평가를 위해 다양한 시간을 계산할 수도 있다. 이 경우, 기능 평가부(320)는 시간 계산부(340)에 의해 계산되는 시간을 고려하여 환자의 운동기능, 또는 운동기능 및 인지기능을 평가할 수 있다. 예를 들어, 기능 평가부(320)는 정상인에 의해 소요되는 제1시간의 평균값, 제2시간의 평균값 등을 저장하며, 환자에 의해 소요되는 제1시간, 제2시간 등을 대응하는 평균값과 비교하고, 그 차이에 따라 환자의 운동기능, 또는 운동기능 및 인지기능을 평가할 수 있다.
횟수 카운트부(350)는 데이터 수신부(310)를 통해 수신되는 손목 밴드(100)의 측정 값과 스태킹 보드(200)의 감지 값에 기반하여 환자의 성공횟수 및 실패횟수를 각각 카운트한다. 이때, 횟수 카운트부(350)는 LED 제어부(330)의 제어에 따라 콘(10)이 정상적으로 놓여지는 경우에 성공횟수를 카운트하며, 잘못된 셀(210)에 놓여지거나 둘 이상의 셀에 걸쳐지게 놓여지는 경우, 또는 설정된 시간을 경과하는 경우에 실패횟수를 카운트할 수 있다.
성공률 계산부(360)는 횟수 카운트부(350)에 의해 각각 카운트되는 성공횟수 및 실패횟수에 기반하여 성공률을 계산한다. 이때, 성공률 계산부(360)는 해당 재활 치료에서 시도된 전체 시도 횟수에 대한 성공횟수의 카운트 값에 기반하여 성공률을 계산할 수 있다. 이때, 기능 평가부(320)는 해당 재활 치료 이전에 수행하였던 재활 치료들에서의 성공률과 해당 재활 치료에서의 성공률을 비교하며, 재활 치료에 따른 변화를 분석함으로써 환자의 운동기능, 또는 운동기능 및 인지기능을 평가할 수 있다.
훈련레벨 수정부(370)는 기능 평가부(320)에 의해 평가되는 값에 따라, 기 설정된 복수의 재활훈련 레벨 중에서 환자에 대응하는 재활훈련 레벨을 수정한다. 예를 들어, 특정 환자가 직전의 재활 치료에서 받았던 평가에 비하여 현재의 재활 치료에서 성공률, 소요시간 등이 설정된 값 이상 향상되었다면, 훈련레벨 수정부(370)는 기 설정된 복수의 재활훈련 레벨 중에서 현재의 재활 치료의 평가에 대응하는 재활훈련 레벨로 수정함으로써 이후의 재활 치료 및 평가가 이루어지도록 할 수 있다. 이 경우, LED 제어부(330)는 훈련레벨 수정부에 의해 수정된 재활훈련 레벨에 대응하여 스태킹 보드(200)의 각각의 셀에 대응하는 LED(220)를 온/오프 제어한다.
이로써, 본 발명의 실시예에 따른 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템은 환자의 재활 치료와 그에 대한 평가에 따라 환자의 재활 훈련의 레벨을 높이거나 낮추어 재활 치료를 수행할 수 있게 된다.
한편, 전술한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템은 한 명의 환자를 대상으로 하는 경우를 예로서 설명하였다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따른 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템은 도 7에 도시한 바와 같이, 스태킹 보드(200)를 확장함으로써 복수의 환자에 대하여 동시에 재활 치료 및 평가를 수행할 수 있다. 이를 위해, 스태킹 보드(200)는 설정된 규격의 사각형으로 이루어지며, 각각의 측면에 서로 다른 스태킹 보드(200)를 연결함으로써 동시에 재활 치료 및 평가를 수행하기 위한 환자의 수에 따라 스태킹 보드(200)를 확장시킬 수 있다. 이를 통해, 동시에 재활 치료를 수행하는 환자들 간에 경쟁을 유발시킬 수 있으며, 또한 환자들 사이에 협동 과제를 수행시킴으로써 재활 치료의 동기를 유발할 수도 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 재활 치료 및 평가 방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 재활 치료 및 평가 방법은 도 3에 나타낸 평가 단말기(300)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 평가 단말기(300)는 관리자(재활 훈련 치료사)의 선택에 따라 스태킹 보드(200)에 LED 제어신호를 전송하지 않을 수 있다(S100). 이 경우, 평가 단말기(300)는 환자의 손목 밴드(100)로부터 수신되는 측정 신호와 스태킹 보드(200)로부터 수신되는 감지신호에 기반하여 환자의 운동기능을 평가한다(S200). 또한, 평가 단말기(300)는 환자에 대해 이전의 재활 치료의 평가에 따라 또는 관리자의 선택에 따라 환자의 재활훈련 레벨을 설정하여 스태킹 보드(200)에 LED 제어신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 평가 단말기(300)는 LED 제어신호에 대응하여, 환자의 손목 밴드(100)로부터 수신되는 측정 신호와 스태킹 보드(200)로부터 수신되는 감지신호에 기반하여 환자의 운동기능 및 인지기능을 평가할 수 있다(S300). 이때, 평가 단말기(300)는 평가된 환자의 운동기능, 또는 환자의 운동기능 및 인지기능에 따라 환자에 대한 재활훈련의 레벨을 수정할 수 있으며, 수정된 재활훈련의 레벨에 따라 다음의 재활치료에서의 LED 제어신호를 선택하여 스태킹 보드(200)에 전송할 수 있다(S400).
여기서, 평가 단말기(300)는 환자의 재활 치료 및 평가를 위하여, 환자의 손목에 착용되는 손목 밴드(100)로부터 손목의 움직임의 기울기와 떨림의 정도를 측정한 값을 수신한다(S110).
또한, 평가 단말기(300)는 스태킹 보드(200)로부터 콘(10)에 대한 감지 값을 수신한다(S120).
이때, 평가 단말기(300)는 환자가 스태킹 보드(200)에 제1 콘을 위치시킨 후 다음의 제2 콘을 잡기 위해 제1 콘으로부터 손을 놓은 시점까지의 제1시간을 계산할 수 있다(S130). 또한, 평가 단말기(300)는 환자가 제1 콘으로부터 손을 놓은 시점부터 다음의 제2 콘을 스태킹 보드에 위치시키는 시점까지의 제2시간을 계산할 수도 있다(S140). 또한, 평가 단말기(300)는 손목 밴드(100)로부터 수신되는 측정 값과 스태킹 보드(200)로부터 수신되는 감지 값에 기반하여 성공횟수 및 실패횟수를 각각 카운트하며(S150), 각각 카운트되는 성공횟수 및 실패횟수에 기반하여 성공률을 계산할 수도 있다(S160).
이 경우, 평가 단말기(300)는 계산되는 제1시간 및 제2시간, 성공률 등을 고려하여 환자의 운동 기능, 또는 운동기능 및 인지 기능을 평가할 수 있다.
또한, 평가 단말기(300)는 환자의 운동기능, 또는 운동기능 및 인지기능의 현재의 평가 값에 기반하여 해당 환자에게 다음에 시도되는 재활 치료에 대한 재활훈련 레벨을 결정하고, 그에 따라 스태킹 보드(200)의 각각의 셀(210)에 대응하여 설치된 LED(220)를 제어할 수도 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명에 따르면, 노인이나 뇌졸중, 외상성뇌손상 등의 중추신경계가 손상된 환자에 대하여 동작의 정확성, 수행시간 등을 정량화된 수치로 평가하며, 평가된 수치를 분석하여 환자에게 수정된 재활 훈련을 피드백(feedback)할 수 있도록 함으로써, 단순한 반복적인 재활 훈련에서 벗어나 환자의 운동 기능, 인지 기능 등의 상태 및 정도에 따라 차별화된 재활 훈련을 수행할 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템의 평가 단말기에 의해 수행되는 재활 치료 및 평가 방법에 있어서,
    환자의 손목에 착용되는 손목 밴드로부터 상기 손목의 움직임의 기울기와 떨림의 정도를 측정한 값을 수신하는 단계;
    스태킹 보드로부터 콘에 대한 감지 값을 수신하는 단계; 및
    상기 손목 밴드로부터 수신되는 측정 값과 상기 스태킹 보드로부터 수신되는 감지 값에 기반하여 상기 환자의 운동 기능을 평가하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스태킹 보드의 각각의 셀에 대응하여 설치된 LED에 온/오프 제어신호를 전송하는 단계; 및
    전송된 상기 온/오프 제어신호에 대응하여, 상기 손목 밴드로부터 수신되는 측정 값과 상기 스태킹 보드로부터 수신되는 감지 값에 기반하여 상기 환자의 운동 및 인지 기능을 평가하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 환자가 상기 스태킹 보드에 제1 콘을 위치시킨 후 다음의 제2 콘을 잡기 위해 상기 제1 콘으로부터 손을 놓은 시점까지의 제1시간을 계산하는 단계; 및
    상기 환자가 상기 제1 콘으로부터 손을 놓은 시점부터 다음의 상기 제2 콘을 상기 스태킹 보드에 위치시키는 시점까지의 제2시간을 계산하는 단계;
    를 더 포함하며,
    상기 평가 단계는 계산되는 상기 제1시간 및 상기 제2시간을 고려하여 상기 환자의 운동 기능, 또는 운동 및 인지 기능을 평가하는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 손목 밴드로부터 수신되는 측정 값과 상기 스태킹 보드로부터 수신되는 감지 값에 기반하여 성공횟수 및 실패횟수를 각각 카운트하는 단계; 및
    각각 카운트되는 상기 성공횟수 및 상기 실패횟수에 기반하여 성공률을 계산하는 단계;
    를 더 포함하며,
    상기 평가 단계는 계산되는 상기 성공률을 고려하여 상기 환장의 운동 기능, 또는 운동 및 인지 기능을 평가하는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스태킹 보드는 설정된 규격의 사각형으로 이루어지며, 각각의 측면에 서로 다른 스태킹 보드를 연결하여 확장이 가능하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 평가 단계에 의해 평가되는 값에 따라, 기 설정된 복수의 재활훈련 레벨 중에서 상기 환자에 대응하는 재활훈련 레벨을 수정하는 단계;
    를 더 포함하며,
    상기 온/오프 제어신호 전송단계는 상기 재활훈련 레벨 수정단계에 의해 수정된 재활훈련 레벨에 대응하여 상기 스태킹 보드의 각각의 셀에 대응하여 설치된 LED에 온/오프 제어신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 방법.
  7. 환자의 손목에 착용되며, 상기 손목의 움직임의 기울기와 떨림의 정도를 측정하는 손목 밴드;
    복수의 셀(cell)로 구분되며, 각각의 상기 셀에 대응하여 압력센서가 장착되고, 상기 압력센서에 의해 콘(cone)을 감지하는 스태킹 보드(stacking board); 및
    상기 손목 밴드에 의해 측정되는 값과 상기 스태킹 보드에 의해 감지되는 값을 수신하는 데이터 수신부; 및 상기 손목 밴드와 상기 스태킹 보드로부터 수신되는 값에 기반하여 상기 환자의 운동 기능을 평가하는 기능 평가부;를 포함하는 평가 단말기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT(Information and Communication Technology) 기반의 재활 치료 및 평가 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스태킹 보드는 각각의 상기 셀에 대응하여 장착된 LED(Light Emitting Diode);를 포함하며,
    상기 평가 단말기는 상기 스태킹 보드의 각각의 셀에 대응하는 LED를 온/오프 제어하는 LED 제어부;를 더 포함하고,
    상기 기능 평가부는 상기 LED 제어부의 제어에 대응하여 수신되는 상기 손목 밴드의 측정 값과 상기 스태킹 보드의 감지 값에 기반하여 상기 환자의 운동 및 인지 기능을 평가하는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 평가 단말기는,
    상기 환자가 상기 스태킹 보드에 제1 콘을 위치시킨 후 다음의 제2 콘을 잡기 위해 상기 제1 콘으로부터 손을 놓은 시점까지의 제1시간, 및 상기 환자가 상기 제1 콘으로부터 손을 놓은 시점부터 다음의 상기 제2 콘을 상기 스태킹 보드에 위치시키는 시점까지의 제2시간을 포함하는 시간을 계산하는 시간 계산부;를 더 포함하며,
    상기 기능 평가부는 상기 시간 계산부에 의해 계산되는 시간을 고려하여 상기 환자의 운동 기능, 또는 운동 및 인지 기능을 평가하는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 평가 단말기는,
    상기 데이터 수신부를 통해 수신되는 데이터에 기반하여 성공횟수 및 실패횟수를 각각 카운트하는 횟수 카운트부; 및 상기 횟수 카운트부에 의해 각각 카운트되는 성공횟수 및 실패횟수에 기반하여 성공률을 계산하는 성공률 계산부;를 더 포함하며,
    상기 기능 평가부는 상기 성공률 계산부에 의해 계산되는 성공률을 고려하여 상기 환장의 운동 기능, 또는 운동 및 인지 기능을 평가하는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 스태킹 보드는 설정된 규격의 사각형으로 이루어지며, 각각의 측면에 서로 다른 스태킹 보드를 연결하여 확장이 가능하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 평가 단말기는,
    상기 기능 평가부에 의해 평가되는 값에 따라, 기 설정된 복수의 재활훈련 레벨 중에서 상기 환자에 대응하는 재활훈련 레벨을 수정하는 훈련레벨 수정부;를 더 포함하며,
    상기 LED 제어부는 상기 훈련레벨 수정부에 의해 수정된 재활훈련 레벨에 대응하여 상기 스태킹 보드의 각각의 셀에 대응하는 LED를 온/오프 제어하는 것을 특징으로 하는 이중과제 스태킹 콘을 이용한 ICT 기반의 재활 치료 및 평가 시스템.
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