WO2024112140A1 - 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법 - Google Patents

사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2024112140A1
WO2024112140A1 PCT/KR2023/019070 KR2023019070W WO2024112140A1 WO 2024112140 A1 WO2024112140 A1 WO 2024112140A1 KR 2023019070 W KR2023019070 W KR 2023019070W WO 2024112140 A1 WO2024112140 A1 WO 2024112140A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
user
exercise
exercise prescription
cardiac rehabilitation
prescription
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/019070
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이혜영
Original Assignee
(주)엘앤에이치랩스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엘앤에이치랩스 filed Critical (주)엘앤에이치랩스
Publication of WO2024112140A1 publication Critical patent/WO2024112140A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
    • 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
    • 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
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/70—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for mining of medical data, e.g. analysing previous cases of other patients

Definitions

  • the present invention relates to a technology for providing a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service. More specifically, the present invention relates to a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service that provides specialized cardiac rehabilitation services to patients with heart disease to recognize the risk of recurrence in advance and manage it periodically. It relates to devices and methods.
  • Cardiac rehabilitation prevents recurrence and complications through multifaceted education on nutrition, risk factor control, and improvement of medication compliance, including exercises to strengthen the heart muscle and cardiopulmonary endurance of patients with heart and vascular diseases such as angina, myocardial infarction, and heart failure.
  • the participation rate is low.
  • One embodiment of the present invention seeks to provide a device and method for providing a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service that can recognize the risk of recurrence in advance and manage it periodically by providing specialized cardiac rehabilitation services to patients with heart disease.
  • One embodiment of the present invention can monitor whether the user performs a cardiac rehabilitation exercise prescription and provides a customized cardiac rehabilitation exercise service to perform the exercise prescription according to the user's response to the exercise prescription, thereby lowering the recurrence rate and promoting health.
  • One embodiment of the present invention seeks to provide a device and method for providing a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service that can increase the participation rate and accessibility of patients' own rehabilitation by easily performing exercise prescriptions in real life regardless of time and place.
  • the device for providing a user-customized cardiac rehabilitation exercise service includes a user biometric situation determination unit that determines the user's biological situation based on the user's biometric signals, and a user movement device that determines the user's movement situation based on the user's mobility.
  • a situation determination unit an exercise prescription performance inquiry unit that determines suitability for performing the exercise prescription based on the user's movement situation and, if so, inquires whether the exercise prescription can be performed to the user; and an exercise prescription performance inquiry unit that determines whether the exercise prescription can be performed by the user and an exercise prescription execution processing unit that determines completion of execution of the exercise prescription based on the mobility and the amount of change in the bio-signal when execution is determined.
  • the user biometric situation determination unit may collect biosignals including at least one of the user's heart rate, electrocardiogram (ECG), and stress index through a wearable device worn by the user.
  • biosignals including at least one of the user's heart rate, electrocardiogram (ECG), and stress index through a wearable device worn by the user.
  • ECG electrocardiogram
  • the user's biological condition determination unit may apply the user's biological signals to a pre-implemented deep learning learning model to analyze changes in the biological signals over time and classify the user's biological condition as normal or abnormal to determine the user's biological condition. .
  • the exercise prescription execution processing unit may record the time and location of the user to exclude the inquiry.
  • the exercise prescription performance processing unit provides cardiac rehabilitation exercise content according to the exercise prescription to the user terminal, collects the user's exercise motion data in the process of performing the exercise prescription, and collects the collected exercise motion data and standard rehabilitation exercise data of the exercise prescription. As a result of comparing the similarity, the user's exercise prescription performance can be evaluated.
  • a method of providing a user-customized cardiac rehabilitation exercise service includes determining the user's biological situation based on the user's biosignal, determining the user's movement situation based on the user's mobility, and moving the user. Determining suitability for performing the exercise prescription based on the situation, and if so, querying the user whether the exercise prescription can be performed, and if performance of the exercise prescription is determined by the user, the mobility and the biological signal It includes the step of determining completion of execution of the exercise prescription based on the amount of change.
  • the disclosed technology can have the following effects. However, since it does not mean that a specific embodiment must include all of the following effects or only the following effects, the scope of rights of the disclosed technology should not be understood as being limited thereby.
  • the apparatus and method for providing a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service can provide specialized cardiac rehabilitation services to patients with heart disease, recognize the risk of recurrence in advance, and manage it periodically.
  • An apparatus and method for providing a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service is capable of monitoring whether a user performs a cardiac rehabilitation exercise prescription and performs a customized cardiac rehabilitation exercise for performing the exercise prescription according to the user's response to performing the exercise prescription.
  • the device and method for providing a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service can increase the participation rate and accessibility of patients' own rehabilitation by easily performing exercise prescriptions in real life regardless of time and place.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a system for providing user-tailored cardiac rehabilitation exercise services according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the system configuration of the cardiac rehabilitation exercise service providing device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the functional configuration of the cardiac rehabilitation exercise service providing device in FIG. 1.
  • Figure 4 is a flowchart explaining a method of providing a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service according to the present invention.
  • Figure 5 is a diagram illustrating an exercise prescription execution processing process according to an embodiment.
  • first and second are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
  • identification codes e.g., a, b, c, etc.
  • the identification codes do not explain the order of each step, and each step clearly follows a specific order in context. Unless specified, events may occur differently from the specified order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the opposite order.
  • the present invention can be implemented as computer-readable code on a computer-readable recording medium
  • the computer-readable recording medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system.
  • Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage devices.
  • the computer-readable recording medium may be distributed in a computer system connected to a network, so that the computer-readable code may be stored and executed in a distributed manner.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a system for providing user-tailored cardiac rehabilitation exercise services according to the present invention.
  • the user-customized cardiac rehabilitation exercise service providing system 100 may include a user terminal 110, a wearable device 130, a cardiac rehabilitation exercise service providing device 150, and a database 170.
  • the user terminal 110 may correspond to a computing device that can check and use cardiac rehabilitation exercise services in conjunction with the wearable device 130, and may be implemented as a smartphone, laptop, or computer, but is not necessarily limited thereto, It can also be implemented with various devices such as tablet PCs.
  • the user terminal 110 may be connected to the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 through a network, and a plurality of user terminals 110 may be simultaneously connected to the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150.
  • the user terminal 110 may request connection with the wearable device 130 and install and execute a dedicated program or application for linking with the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150.
  • a dedicated program or application may be implemented to access the user-customized cardiac rehabilitation exercise service provision system 100 to connect to the wearable device 130 or provide a user-customized cardiac rehabilitation exercise service, and may provide various functions as needed. It can be implemented including.
  • the wearable device 130 is a computing device that can be connected to the user terminal 110 and the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 through a network.
  • the wearable device 130 includes a watch type, an accessory type, a fabric/clothing type, and a body type. It is implemented as a wearable device that can be worn by the user, such as an attachment type or a bioimplant type, and can measure the user's biological signals periodically or aperiodically, but is not limited to this and is implemented as a portable device. Biosignals can also be measured under user control.
  • the wearable device 130 contacts the user's body or penetrates a specific body to measure heart rate, electrocardiogram (ECG) related to heartbeat, ballistic chart (BCG) related to heartbeat dynamics, stress, sleep time, It can generate biosignals including at least one of activity level, blood pressure, and diabetes, and can be implemented with sensor modules that sense each. Additionally, the wearable device 130 may include various sensors to measure the user's movements.
  • ECG electrocardiogram
  • BCG ballistic chart
  • the wearable device 130 may include various sensors to measure the user's movements.
  • the user terminal 110 and the wearable device 130 may be implemented as mutually independent computing devices, but are not necessarily limited to this and may be integrated into one computing device.
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may be implemented as a server corresponding to a computer or program that performs the user-customized cardiac rehabilitation exercise service providing method according to the present invention.
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may be connected to the user terminal 110 and the wearable device 130 through a wired network or a wireless network such as Bluetooth, WiFi, LTE, etc., and may exchange information through the network. .
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may be implemented to operate in connection with an independent external system (not shown in FIG. 1) to provide cardiac rehabilitation exercise services.
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may be implemented as a cloud server and can meet various needs of consumers regarding big data analysis and cardiac rehabilitation exercise services through cloud services.
  • the database 170 may correspond to a storage device that stores various information required during the operation of the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150.
  • the database 170 may store information about the user's exercise prescription and performance of the exercise prescription, but is not necessarily limited thereto, and may be collected or processed in various forms in the process of providing a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service. Information can be stored.
  • the database 170 is shown as a device independent of the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150, but is not necessarily limited thereto, and is a logical storage device that is attached to the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150. Of course, it can be included and implemented.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the system configuration of the cardiac rehabilitation exercise service providing device shown in FIG. 1.
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may include a processor 210, a memory 230, a user input/output unit 250, and a network input/output unit 270.
  • the processor 210 can execute a cardiac rehabilitation exercise service provision procedure according to an embodiment of the present invention, and manage the memory 230 that is read or written in this process, and the volatile memory and Synchronization times between non-volatile memories can be scheduled.
  • the processor 210 can control the overall operation of the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 and is electrically connected to the memory 230, the user input/output unit 250, and the network input/output unit 270 to flow data between them. can be controlled.
  • the processor 210 may be implemented as a CPU (Central Processing Unit) or GPU (Graphics Processing Unit) of the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150.
  • the memory 230 is implemented as a non-volatile memory such as a solid state disk (SSD) or a hard disk drive (HDD) and may include an auxiliary memory device used to store all data required for the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150. and may include a main memory implemented as volatile memory such as RAM (Random Access Memory). Additionally, the memory 230 can store a set of instructions for executing the method for providing cardiac rehabilitation exercise services according to the present invention by being executed by the electrically connected processor 210.
  • SSD solid state disk
  • HDD hard disk drive
  • RAM Random Access Memory
  • the user input/output unit 250 includes an environment for receiving user input and an environment for outputting specific information to the user, and includes an input adapter such as, for example, a touch pad, a touch screen, an on-screen keyboard, or a pointing device. It may include an output device including a device and an adapter such as a monitor or touch screen.
  • the user input/output unit 250 may correspond to a computing device connected through a remote connection, and in such case, the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may be performed as an independent server.
  • the network input/output unit 270 provides a communication environment for connection to the user terminal 110 through a network, for example, a local area network (LAN), a metropolitan area network (MAN), a wide area network (WAN), and It may include an adapter for communication such as VAN (Value Added Network). Additionally, the network input/output unit 270 may be implemented to provide short-range communication functions such as WiFi and Bluetooth or wireless communication functions of 4G or higher for wireless transmission of learning data.
  • LAN local area network
  • MAN metropolitan area network
  • WAN wide area network
  • VAN Value Added Network
  • the network input/output unit 270 may be implemented to provide short-range communication functions such as WiFi and Bluetooth or wireless communication functions of 4G or higher for wireless transmission of learning data.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the functional configuration of the cardiac rehabilitation exercise service providing device in FIG. 1.
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 includes a user biometric situation determination unit 310, a user movement situation determination unit 330, an exercise prescription execution inquiry unit 350, and an exercise prescription performance processing unit 370. and a control unit 390.
  • the user biometric situation determination unit 310 may determine the user's biometric situation based on the user's biometric signals.
  • the user biometric situation determination unit 310 may collect the user's biometric signals through the wearable device 130 worn by the user.
  • the user's biosignal may include the user's heart rate, and may optionally further include electrocardiogram (ECG) data, stress index, etc.
  • ECG electrocardiogram
  • An electrocardiogram is a test that records the interval and intensity of the electrical signal that causes the heart to beat.
  • An electrical heart rate sensor can be used to record your heartbeat, and then the recording can be used to determine whether atrial fibrillation, a form of irregular heartbeat, is occurring.
  • Stress is measured through heart rate variability (HRV) testing.
  • HRV heart rate variability
  • HRV heart rate variability
  • the periodic change in heart rate over time is called heart rate variability (HRV), which is an evaluation tool that can track the homeostatic control mechanism of the autonomic nervous system in response to internal and external environmental factors.
  • the interval between heartbeats measures constant changes, and by analyzing minute changes in heartbeat as waveforms, the body's autonomic nervous response to stress is visualized and the current state of health and psychophysiological stability are determined. You can check it. In particular, it is possible to measure emotions, body temperature, body position, lighting, dysautonomia, cardiovascular disease, neuropathy, stress, and aging.
  • the user biometric condition determination unit 310 can predict the user's biometric condition and biometric changes by deep learning analysis of the user's biosignals.
  • the user biometric situation determination unit 310 collects biosignals including at least one of the user's heart rate data, electrocardiogram data, and stress index measurements, and performs deep learning analysis on the collected biosignals to determine the user's biometric data. You can decide the situation.
  • the user biometric situation determination unit 310 may pre-implement a user biometric situation determination model using user biometric signals as input through deep learning.
  • the user biometric situation determination unit 310 may apply the user's biosignals to a pre-implemented deep learning learning model to analyze trends in the user's heart rate and electrocardiogram changes over time.
  • the user's biological condition determination unit 310 may classify the user's biological condition as normal or abnormal as an analysis result and determine the user's biological condition by predicting biometric changes.
  • the user movement status determination unit 330 may determine the user's movement status based on the user's mobility.
  • the user movement situation determination unit 330 may collect and analyze the user's movement signals in real time through the wearable device 130 worn by the user and measure the mobility indicating the user's activity level.
  • the user's mobility may include activity data regarding the user's movement information.
  • the wearable device 130 may be implemented including various sensors capable of measuring the user's movement information. For example, sensors for measuring user movement may include gyro, acceleration, GPS, IMU sensors, etc., but are not necessarily limited thereto.
  • the user's activity data may include the user's movement change amount and change pattern, and the movement change amount may include information about the movement vector per unit time, that is, the movement direction and movement distance.
  • the user's activity data may include speed and direction as user's movement information, and the user movement situation determination unit 330 may determine the user movement situation related to the user's movement based on the corresponding information.
  • the user movement situation determination unit 330 may determine the user movement situation, such as a walking situation, a running situation, or an external environment situation, based on the user's activity data.
  • the external environmental situation may mean whether the space in which the user moves is indoors or outdoors.
  • the exercise prescription performance inquiry unit 350 may determine the suitability of the exercise prescription based on the user's movement situation and query the user as to whether the exercise prescription can be performed. In one embodiment, the exercise prescription performance inquiry unit 350 determines the user's exercise prescription and determines the suitability of performing the exercise movement given in the exercise prescription based on the user's movement situation. Here, the exercise prescription performance inquiry unit 350 can determine the exercise cycle, type, intensity, and time according to the user's situation and generate a user-customized cardiac rehabilitation exercise prescription.
  • the exercise prescription performance inquiry unit 350 may transmit the exercise prescription to the user terminal 110 and inquire whether the exercise prescription can be performed.
  • the user can receive an exercise prescription through the user terminal 110 and respond to a query regarding whether the exercise prescription can be performed.
  • the user can check the prescribed exercise through the user terminal 110 and determine whether it can be performed.
  • the exercise prescription execution processing unit 370 may determine completion of the exercise prescription based on the user's mobility and the amount of change in the biosignal. If the exercise prescription execution processing unit 370 is not determined by the user, the exercise prescription execution processing unit 370 may record the user's time and location to exclude the inquiry. The user's location may be recorded based on the location of the user terminal 110. In one embodiment, the exercise prescription execution processing unit 370 may provide the user terminal 110 with user-tailored cardiac rehabilitation exercise content according to the exercise prescription determined for the user.
  • the cardiac rehabilitation exercise content may correspond to various contents implemented to support the patient's cardiac rehabilitation exercise.
  • cardiac rehabilitation exercise content may include various exercise content such as stretching for each body part, strength exercise using tools, and aerobic exercise, as well as cardiac rehabilitation training content based on the Cardiac Rehabilitation Society and ACSM guidelines.
  • Exercise content according to the user-customized exercise prescription can be displayed through the user terminal 110, and at this time, the user can perform the exercise movement given in the exercise prescription by moving the body according to the guide line of the corresponding exercise image.
  • the exercise prescription execution processing unit 370 may collect the user's mobility and biometric signals in real time in the process of performing the exercise prescription.
  • the exercise prescription execution processing unit 370 can collect real-time exercise information through the wearable device 130 and check training results through bio-signal measurement.
  • the exercise prescription execution processing unit 370 may collect real-time exercise movement data related to the user's exercise prescription from the wearable device 130.
  • the exercise prescription execution processing unit 370 may collect biosignals such as heart rate, electrocardiogram, and stress index in real time from the wearable device 130 while the user is performing the exercise prescription.
  • the exercise prescription execution processing unit 370 may monitor and evaluate the user's exercise prescription execution process based on the amount of change in the user's mobility and biological signals according to the collected real-time exercise motion data.
  • the exercise prescription performance processing unit 370 may determine completion of performance of the user's exercise prescription through evaluation of the user's exercise prescription performance.
  • the exercise prescription performance processing unit 370 may provide the user's exercise prescription performance evaluation details to the user terminal 110.
  • the exercise prescription performance processing unit 370 may evaluate the user's exercise prescription performance as a result of comparing the user's exercise motion data with the standard rehabilitation exercise data of the corresponding exercise prescription for similarity, and may evaluate the user's exercise prescription performance based on the similarity.
  • the user's exercise prescription performance evaluation can be graded.
  • the exercise prescription execution processing unit 370 can provide information on cardiac rehabilitation exercise improvement, cardiorespiratory endurance, muscular endurance, muscle strength, balance, flexibility, and aerobic capacity based on the user's mobility and change in biosignals. .
  • Information on the user's exercise prescription performance may be accumulated and stored in the database 170, and the exercise prescription performance processing unit 370 may compare the previous information and current information regarding the user's cardiac rehabilitation exercise based on the accumulated and stored data. By performing this, training result information such as improvement and number of cardiac rehabilitation exercises can be generated. Meanwhile, training result information can be quantified on a weekly or monthly basis and expressed in the form of a graph or the like.
  • the control unit 390 controls the overall operation of the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150, and includes a user biometric situation determination unit 310, a user movement situation determination unit 330, an exercise prescription performance inquiry unit 350, and an exercise prescription Control flow or data flow between the execution processing units 370 can be managed.
  • Figure 4 is a flowchart explaining a method of providing a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service according to the present invention.
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may determine the user's biometric condition based on the user's biometric signal through the user's biometric condition determination unit 310 (step S410).
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may determine the user's movement situation based on the user's mobility through the user movement situation determination unit 330 (step S430).
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 can determine the suitability of performing an exercise prescription based on the user's movement situation through the exercise prescription performance inquiry unit 350 and query the user whether the exercise prescription can be performed. (step S450).
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may determine completion of the exercise prescription based on the amount of change in mobility and biosignals (step S470).
  • the exercise prescription execution processing unit 370 may record the time and location of the user and exclude the inquiry if the execution of the exercise prescription is not determined by the user.
  • Figure 5 is a diagram illustrating an exercise prescription execution processing process according to an embodiment.
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may provide an exercise prescription according to the user's situation to the user terminal 110 and confirm the user's performance of the exercise prescription.
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may collect the user's bio-signals through the wearable device 130 worn by the user and determine the user's bio-situation based on the user's bio-signals.
  • the user's biometric situation may be provided to the user terminal 110 as shown in (a).
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 provides personal information such as the user's age, gender, height, weight, and body age as well as heart rate and body mass index measurement values through the user terminal 110. can be visualized and provided.
  • the user can receive an exercise prescription from the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 by selecting the “Today’s Exercise” menu at the top of the user terminal 110.
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may generate an exercise prescription according to the user's situation, as shown in (b), according to the user's exercise prescription request. Referring to (b) of FIG. 5, a “walking with knees raised” exercise prescription may be created, and at this time, the user terminal 110 may display an exercise image of a virtual trainer or an actual trainer along with a description of the exercise movement given in the exercise prescription. there is. The user can perform the exercise movements given in the exercise prescription according to the exercise image displayed on the user terminal 110.
  • the cardiac rehabilitation exercise service providing device 150 may provide training results to the user terminal 110 as shown in (c) as a result of executing the exercise prescription.
  • a user-tailored cardiac rehabilitation exercise service providing device can increase cardiac rehabilitation participation rate and accessibility by providing cardiac rehabilitation digital healthcare services specialized for heart disease patients, and contribute to reducing medical costs and improving welfare as well as preventing heart disease recurrence. You can.
  • Exercise prescription execution query unit 370 Exercise prescription execution processing unit

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

본 발명은 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 장치는 사용자의 생체신호를 기초로 사용자의 생체상황을 결정하는 사용자 생체상황 결정부, 사용자의 이동도를 기초로 사용자의 이동상황을 결정하는 사용자 이동상황 결정부, 상기 사용자의 이동상황을 기초로 운동처방의 수행 적합성을 결정하고, 그렇다면 상기 사용자에게 상기 운동처방의 수행 가능여부를 질의하는 운동처방 수행 질의부, 및 상기 사용자에 의해 상기 운동처방의 수행이 결정되면 상기 이동도 및 상기 생체신호의 변화량을 기초로 상기 운동처방의 수행 완결을 결정하는 운동처방 수행 처리부를 포함한다.

Description

사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법
본 발명은 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 심장질환자에게 특화된 심장재활 서비스를 제공하여 재발의 위험을 사전에 인지하고 주기적으로 관리할 수 있는 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법에 관한 것이다.
심혈관질환 환자는 예후 관리를 위해 3개월 동안 총 36회의 심장재활이 필요하다고 권고된다. 심장재활은 협심증, 심근경색, 심부전 등 심장 및 혈관질환자들의 심장근육과 심폐지구력 강화 운동을 비롯한 영양, 위험인자 조절, 복약순응도 향상 등에 대한 다각적인 교육을 통해 재발과 합병증을 예방하는 것이다. 하지만 참여율은 낮은 실정이다.
국내 심장재활 현황을 보면, 전국 164개 경피적관상동맥중재술(PCI) 시행병원 중 심장재활을 진행하는 곳은 47개에 불과하다. 심장재활을 시행하는 병원은 수도권 또는 대도시에 편중돼 있다. 게다가 병원 기반 심장재활 참여율은 국제 평균이 15~30%로 낮지만, 우리나라는 2017~2019년에 심장재활 관련 교육 또는 평가, 치료 중 하나 이상 받은 비율이 11%로 국제 평균보다 크게 낮다.
낮은 참여율을 개선하기 위해 전통적인 병원 기반에서 가정 기반 심장재활로 전환되는 방안이 제안되었다. 가정 기반 심장재활을 효과적으로 시행할 수 있도록 스마트폰, 웨어러블 기기, 디지털치료제 등을 도입하는 시도도 이뤄지고 있다.
또한, 코로나19 대유행으로 헬스시장에서도 비대면 서비스 수요가 증가하면서 디지털화가 빠르게 추진되고 있다. 디지털 헬스 중에서도 모바일 헬스(mHealth) 분야가 급속도로 확산되고 있는 가운데, 심장재활을 받기 어려운 환자를 위한 디지털 케어 서비스의 필요성이 요구되었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
한국등록특허 제10-2030894호 (2019.10.02)
본 발명의 일 실시예는 심장질환자에게 특화된 심장재활 서비스를 제공하여 재발의 위험을 사전에 인지하고 주기적으로 관리할 수 있는 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 사용자의 심장재활 운동처방 수행 여부를 모니터링할 수 있고 운동처방 수행의 사용자 반응에 따라 운동처방을 수행하기 위한 맞춤형 심장재활 운동 서비스를 제공하여 재발율을 낮추고 건강 증진을 도모할 수 있는 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 시간 및 장소에 상관없이 실생활에서 쉽게 운동처방을 수행함으로써 환자 스스로의 재활에 대한 참여율과 접근성을 높일 수 있는 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치는 사용자의 생체신호를 기초로 사용자의 생체상황을 결정하는 사용자 생체상황 결정부, 사용자의 이동도를 기초로 사용자의 이동상황을 결정하는 사용자 이동상황 결정부, 상기 사용자의 이동상황을 기초로 운동처방의 수행 적합성을 결정하고, 그렇다면 상기 사용자에게 상기 운동처방의 수행 가능여부를 질의하는 운동처방 수행 질의부, 및 상기 사용자에 의해 상기 운동처방의 수행이 결정되면 상기 이동도 및 상기 생체신호의 변화량을 기초로 상기 운동처방의 수행 완결을 결정하는 운동처방 수행 처리부를 포함한다.
상기 사용자 생체상황 결정부는 상기 사용자에 의해 착용되는 웨어러블 기기를 통해 상기 사용자의 심박수, 심전도(ECG) 및 스트레스 지수 중 적어도 하나 이상을 포함하는 생체신호를 수집할 수 있다.
상기 사용자 생체상황 결정부는 상기 사용자의 생체신호를 사전 구현된 딥러닝 학습 모델에 적용하여 시간에 따른 생체신호의 변화를 분석하고 사용자 생체 상태를 정상 또는 비정상으로 분류하여 사용자의 생체상황을 결정할 수 있다.
상기 운동처방 수행 처리부는 상기 사용자에 의해 상기 운동처방의 수행이 결정되지 않으면 상기 사용자의 시간 및 위치를 기록하여 상기 질의를 배제시킬 수 있다.
상기 운동처방 수행 처리부는 운동처방에 따른 심장재활 운동 컨텐츠를 사용자 단말에 제공하고 운동처방이 수행되는 과정에서 상기 사용자의 운동동작 데이터를 수집하고 수집한 운동동작 데이터와 해당 운동처방의 표준 재활운동 데이터와 유사도를 비교하여 비교한 결과로서 사용자의 운동처방 수행을 평가할 수 있다.
실시예들 중에서, 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 방법은 사용자의 생체신호를 기초로 사용자의 생체상황을 결정하는 단계, 사용자의 이동도를 기초로 사용자의 이동상황을 결정하는 단계, 상기 사용자의 이동상황을 기초로 운동처방의 수행 적합성을 결정하고, 그렇다면 상기 사용자에게 상기 운동처방의 수행 가능여부를 질의하는 단계, 및 상기 사용자에 의해 상기 운동처방의 수행이 결정되면 상기 이동도 및 상기 생체신호의 변화량을 기초로 상기 운동처방의 수행 완결을 결정하는 단계를 포함한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법은 심장질환자에게 특화된 심장재활 서비스를 제공하여 재발의 위험을 사전에 인지하고 주기적으로 관리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법은 사용자의 심장재활 운동처방 수행 여부를 모니터링할 수 있고 운동처방 수행의 사용자 반응에 따라 운동처방을 수행하기 위한 맞춤형 심장재활 운동 서비스를 제공하여 재발율을 낮추고 건강 증진을 도모할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법은 시간 및 장소에 상관없이 실생활에서 쉽게 운동처방을 수행함으로써 환자 스스로의 재활에 대한 참여율과 접근성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 심장재활 운동 서비스 제공 장치의 시스템 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 심장재활 운동 서비스 제공 장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 운동처방 수행 처리 과정을 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 시스템(100)은 사용자 단말(110), 웨어러블 기기(130), 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150) 및 데이터베이스(170)를 포함할 수 있다.
사용자 단말(110)은 웨어러블 기기(130)와 연동하여 심장재활 운동 서비스를 확인하고 이용할 수 있는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 스마트폰, 노트북 또는 컴퓨터로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 태블릿 PC 등 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다. 사용자 단말(110)은 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 사용자 단말(110)들은 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)와 동시에 연결될 수 있다.
또한, 사용자 단말(110)은 웨어러블 기기(130)와의 연결을 요청하고 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)와 연동하기 위한 전용 프로그램 또는 어플리케이션을 설치하여 실행할 수 있다. 예를 들어, 전용 프로그램 또는 어플리케이션은 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 시스템(100)에 접근하여 웨어러블 기기(130)와의 연결이나 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스를 제공하도록 구현될 수 있으며, 필요에 따라 다양한 기능을 포함하여 구현될 수 있다.
웨어러블 기기(130)는 사용자 단말(110) 및 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)와 네트워크를 통해 연결될 수 있는 컴퓨팅 장치로서, 일 실시예에서, 시계 타입, 액세서리 타입, 직물/의류 일체 타입, 신체부착 타입이나 생체이식 타입과 같은 사용자 착용형의 웨어러블 디바이스(wearable device)로 구현되어 사용자의 생체신호를 주기 또는 비주기적으로 측정할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 포터블 디바이스(portable device)로 구현되어 사용자의 제어 하에 생체신호를 측정할 수도 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 기기(130)는 사용자의 신체와 접촉하거나 특정 신체에 침투하여 심박수, 심장의 박동과 관련된 심전도(ECG), 심장박동의 동태와 연관된 심탄도(BCG), 스트레스, 수면시간, 활동량, 혈압 및 당뇨 중 적어도 하나를 포함하는 생체신호를 생성할 수 있고, 각각에 관해 센싱하는 센서 모듈들이 포함되어 구현될 수 있다. 또한, 웨어러블 기기(130)는 사용자의 움직임을 측정하기 위한 다양한 센서들을 포함할 수 있다.
여기에서, 사용자 단말(110) 및 웨어러블 기기(130)는 상호 독립적인 컴퓨팅 장치로서 구현될 수 있고, 반드시 이에 한정되지 않고 하나의 컴퓨팅 장치에 통합적으로 구현될 수도 있다.
심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 본 발명에 따른 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 방법을 수행하는 컴퓨터 또는 프로그램에 해당하는 서버로 구현될 수 있다. 또한, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 사용자 단말(110) 및 웨어러블 기기(130)와 유선 네트워크 또는 블루투스, WiFi, LTE 등과 같은 무선 네트워크로 연결될 수 있고, 네트워크를 통해 정보를 주고받을 수 있다.
또한, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 심장재활 운동 서비스 제공을 위하여 독립된 외부 시스템(도 1에 미도시함)과 연결되어 동작하도록 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 클라우드 서버로 구현될 수 있으며, 클라우드 서비스를 통해 빅데이터 분석과 심장재활 운동 서비스에 관한 수요자들의 다양한 니즈(needs)를 충족시킬 수 있다.
데이터베이스(170)는 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)의 동작 과정에서 필요한 다양한 정보들을 저장하는 저장장치에 해당할 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스(170)는 사용자의 운동처방 및 운동처방의 수행에 관한 정보를 정보를 저장할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 과정에서 다양한 형태로 수집 또는 가공된 정보들을 저장할 수 있다.
또한, 도 1에서, 데이터베이스(170)는 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)와 독립적인 장치로서 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 논리적인 저장장치로서 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)에 포함되어 구현될 수 있음은 물론이다.
도 2는 도 1에 있는 심장재활 운동 서비스 제공 장치의 시스템 구성을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 프로세서(210), 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)를 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 본 발명의 실시예에 따른 심장재활 운동 서비스 제공 프로시저를 실행할 수 있고, 이러한 과정에서 읽혀지거나 작성되는 메모리(230)를 관리할 수 있으며, 메모리(230)에 있는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리 간의 동기화 시간을 스케줄 할 수 있다. 프로세서(210)는 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)의 동작 전반을 제어할 수 있고, 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)와 전기적으로 연결되어 이들 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다. 프로세서(210)는 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)의 CPU(Central Processing Unit) 또는 GPU(Graphics Processing Unit)로 구현될 수 있다.
메모리(230)는 SSD(Solid State Disk) 또는 HDD(Hard Disk Drive)와 같은 비휘발성 메모리로 구현되어 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)에 필요한 데이터 전반을 저장하는데 사용되는 보조기억장치를 포함할 수 있고, RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리로 구현된 주기억장치를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(230)는 전기적으로 연결된 프로세서(210)에 의해 실행됨으로써 본 발명에 따른 심장재활 운동 서비스 제공 방법을 실행하는 명령들의 집합을 저장할 수 있다.
사용자 입출력부(250)은 사용자 입력을 수신하기 위한 환경 및 사용자에게 특정 정보를 출력하기 위한 환경을 포함하고, 예를 들어, 터치 패드, 터치 스크린, 화상 키보드 또는 포인팅 장치와 같은 어댑터를 포함하는 입력장치 및 모니터 또는 터치 스크린과 같은 어댑터를 포함하는 출력장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 입출력부(250)은 원격 접속을 통해 접속되는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 그러한 경우, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 독립적인 서버로서 수행될 수 있다.
네트워크 입출력부(270)은 네트워크를 통해 사용자 단말(110)과 연결되기 위한 통신 환경을 제공하고, 예를 들어, LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), WAN(Wide Area Network) 및 VAN(Value Added Network) 등의 통신을 위한 어댑터를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크 입출력부(270)는 학습 데이터의 무선 전송을 위해 WiFi, 블루투스 등의 근거리 통신 기능이나 4G 이상의 무선 통신 기능을 제공하도록 구현될 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 심장재활 운동 서비스 제공 장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 사용자 생체상황 결정부(310), 사용자 이동상황 결정부(330), 운동처방 수행 질의부(350), 운동처방 수행 처리부(370) 및 제어부(390)를 포함할 수 있다.
사용자 생체상황 결정부(310)는 사용자의 생체신호를 기초로 사용자의 생체상황을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 생체상황 결정부(310)는 사용자에 의해 착용되는 웨어러블 기기(130)를 통해 사용자의 생체신호를 수집할 수 있다. 여기에서, 사용자의 생체신호는 사용자의 심박수를 포함할 수 있고, 심전도(Electrocardiogram, ECG) 데이터, 스트레스 지수 등을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
심전도(ECG)는 심장을 박동하게 하는 전기 신호의 간격과 강도를 기록하는 검사이다. 전기 심박 센서를 사용하여 심장 박동을 기록한 다음 이 기록에서 불규칙한 박동의 한 형태인 심방세동이 발생하고 있는지 확인할 수 있다. 스트레스는 심박변이도(HRV) 검사를 통해 측정한다. 시간에 따른 심박의 주기적인 변화를 심박변이도(HRV)라 하며 이는 내외적인 환경 요인에 대한 자율신경계의 항상성 조절 메커니즘을 추적할 수 있는 평가수단이다. 심박동과 심박동 사이의 간격(RR interval)은 끊임없이 변화하는 것을 측정하게 되며, 심박동의 미세한 변화를 파형으로 분석하여 스트레스에 대한 인체의 자율신경 반응을 가시화하고 현재의 건강상태 및 정신생리학적 안정상태를 확인할 수 있다. 특히 감정, 체온, 체위, 조명 등과 자율신경실조, 심혈관 질환, 신경병증, 스트레스, 노화 등의 측정이 가능하다.
사용자 생체상황 결정부(310)는 사용자의 생체신호를 딥러닝 분석하여 사용자의 생체 상태 및 생체 변화를 예측할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 생체상황 결정부(310)는 사용자의 심박수 데이터, 심전도 데이터, 스트레스 지수 측정값 중 적어도 하나 이상을 포함하는 생체신호를 수집하고 수집한 생체신호를 딥러닝 분석하여 사용자의 생체상황을 결정할 수 있다. 이를 위해, 사용자 생체상황 결정부(310)는 사용자 생체신호를 입력으로 하는 사용자 생체상황 결정 모델을 딥러닝 학습하여 사전 구현할 수 있다. 사용자 생체상황 결정부(310)는 사용자의 생체신호를 사전 구현된 딥러닝 학습 모델에 적용하여 시간에 따른 사용자의 심박수, 심전도 변화 추이를 분석할 수 있다. 사용자 생체상황 결정부(310)는 분석결과로서 사용자 생체 상태를 정상(normal) 또는 비정상(abnormal)으로 분류하고 생체 변화를 예측하여 사용자의 생체상황을 결정할 수 있다.
사용자 이동상황 결정부(330)는 사용자의 이동도를 기초로 사용자의 이동상황을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 이동상황 결정부(330)는 사용자에 의해 착용되는 웨어러블 기기(130)를 통해 실시간으로 사용자의 이동신호를 수집하고 분석하여 사용자의 활동량을 나타내는 이동도를 측정할 수 있다. 여기에서, 사용자의 이동도는 사용자의 움직임정보에 관한 활동 데이터를 포함할 수 있다. 웨어러블 기기(130)는 사용자의 움직임정보를 측정할 수 있는 다양한 센서들을 포함하여 구현될 수 있다. 예컨대, 사용자 움직임 측정 센서들은 자이로, 가속도, GPS, IMU 센서 등이 포함될 수 있고, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
또한, 사용자의 활동 데이터는 사용자의 움직임 변화량 및 변화패턴 등을 포함할 수 있고, 움직임 변화량은 단위시간당 이동벡터, 즉 이동방향과 이동거리에 관한 정보를 포함할 수 있다. 특히, 사용자의 활동 데이터는 사용자의 움직임 정보로서 속도 및 방향을 포함할 수 있고, 사용자 이동상황 결정부(330)는 해당 정보를 기초로 사용자의 움직임과 연관된 사용자 이동상황을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 이동상황 결정부(330)는 사용자의 활동 데이터를 기초로 걷고 있는 상황, 달리는 상황, 외부 환경 상황 등의 사용자 이동상황을 결정할 수 있다. 여기에서, 외부 환경 상황은 사용자가 움직이는 공간이 실내인지 실외인지를 의미할 수 있다.
운동처방 수행 질의부(350)는 사용자의 이동상황을 기초로 운동처방의 수행 적합성을 결정하고 사용자에게 운동처방의 수행 가능여부를 질의할 수 있다. 일 실시예에서, 운동처방 수행 질의부(350)는 사용자의 운동처방을 결정하고 사용자의 이동상황을 기초로 운동처방에서 주어진 운동동작의 수행 적합성을 결정할 수 있다. 여기에서, 운동처방 수행 질의부(350)는 사용자의 상황에 따라 운동주기, 종류, 강도 및 시간을 결정하여 사용자 맞춤형 심장재활 운동처방을 생성할 수 있다.
운동처방 수행 질의부(350)는 사용자의 이동상황이 운동처방을 수행하기 적합하다면 사용자 단말(110)에 운동처방을 전송함과 아울러 운동처방의 수행 가능여부를 질의할 수 있다. 사용자는 사용자 단말(110)을 통해 운동처방을 받을 수 있고 해당 운동처방의 수행 가능여부 질의에 대해 응답할 수 있다. 사용자는 사용자 단말(110)을 통해 처방된 운동을 확인할 수 있고 수행 가능여부를 결정할 수 있다.
운동처방 수행 처리부(370)는 사용자에 의해 운동처방의 수행이 결정되면 사용자의 이동도 및 생체신호의 변화량을 기초로 운동처방의 수행 완결을 결정할 수 있다. 운동처방 수행 처리부(370)는 사용자에 의해 운동처방의 수행이 결정되지 않으면 사용자의 시간 및 위치를 기록하여 질의를 배제시킬 수 있다. 사용자의 위치는 사용자 단말(110)의 위치를 기초로 기록될 수 있다. 일 실시예에서, 운동처방 수행 처리부(370)는 사용자에게 결정된 운동처방에 따른 사용자 맞춤형 심장재활 운동 컨텐츠를 사용자 단말(110)에 제공할 수 있다. 여기에서, 심장재활 운동 컨텐츠는 환자의 심장재활 운동을 지원하기 위해 구현된 다양한 컨텐츠에 해당할 수 있다. 즉, 심장재활 운동 컨텐츠는 신체 부위별 스트레칭, 도구를 이용한 근력운동, 유산소운동 등의 다양한 운동컨텐츠와 심장재활학회 및 ACSM 가이드라인 기반의 심장재활 훈련 컨텐츠를 포함할 수 있다. 사용자 맞춤형 운동처방에 따른 운동컨텐츠는 사용자 단말(110)을 통해 디스플레이될 수 있고, 이때 사용자는 해당 운동영상의 가이드 라인에 신체를 움직임으로써 운동처방에서 주어진 운동동작을 수행할 수 있다.
또한, 운동처방 수행 처리부(370)는 운동처방을 수행하는 과정에서 실시간으로 사용자의 이동도 및 생체신호를 수집할 수 있다. 운동처방 수행 처리부(370)는 웨어러블 기기(130)를 통해 실시간 운동정보를 수집하고 생체신호 측정을 통해 훈련 결과를 확인할 수 있다. 일 실시예에서, 운동처방 수행 처리부(370)는 웨어러블 기기(130)로부터 사용자의 운동처방에 관한 실시간 운동동작 데이터를 수집할 수 있다. 또한, 운동처방 수행 처리부(370)는 웨어러블 기기(130)로부터 사용자의 운동처방 수행 중 심박수, 심전도, 스트레스 지수 등의 생체신호를 실시간 수집할 수 있다. 운동처방 수행 처리부(370)는 수집된 실시간 운동동작 데이터에 따른 사용자의 이동도 및 생체신호의 변화량을 기초로 사용자의 운동처방 수행 과정을 모니터링하고 수행 평가할 수 있다. 운동처방 수행 처리부(370)는 사용자의 운동처방 수행 평가를 통해 사용자의 운동처방의 수행 완결을 결정할 수 있다. 운동처방 수행 처리부(370)는 사용자의 운동처방 수행 평가 내역을 사용자 단말(110)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 운동처방 수행 처리부(370)는 사용자의 운동동작 데이터를 해당 운동처방의 표준 재활운동 데이터와 유사도를 비교하여 비교한 결과로서 사용자의 운동처방 수행을 평가할 수 있으며 유사도를 기초로 해당 사용자의 운동처방 수행 평가를 등급화할 수 있다. 또한, 운동처방 수행 처리부(370)는 사용자의 이동도 및 생체신호의 변화량을 기초로 심장재활 운동 향상도, 심폐지구력, 근지구력, 근력, 평형성, 유연성 및 유산소 능력 등에 관한 정보를 제공할 수 있다. 사용자의 운동처방 수행에 관한 정보는 누적되어 데이터베이스(170)에 저장될 수 있으며, 운동처방 수행 처리부(370)는 누적 저장된 데이터를 기초로 사용자의 심장재활 운동에 관한 이전 정보와 현재 정보 간의 비교를 수행하여 심장재활 운동의 향상도, 횟수 등의 훈련 결과 정보를 생성할 수 있다. 한편, 훈련 결과 정보는 한주 또는 한달 단위로 수치화 되어 그래프 등의 형태로 표현될 수 있다.
제어부(390)는 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)의 전체적인 동작을 제어하고, 사용자 생체상황 결정부(310), 사용자 이동상황 결정부(330), 운동처방 수행 질의부(350) 및 운동처방 수행 처리부(370) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 사용자 생체상황 결정부(310)를 통해 사용자의 생체신호를 기초로 사용자의 생체상황을 결정할 수 있다(단계 S410). 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 사용자 이동상황 결정부(330)를 통해 사용자의 이동도를 기초로 사용자의 이동상황을 결정할 수 있다(단계 S430).
또한, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 운동처방 수행 질의부(350)를 통해 사용자의 이동상황을 기초로 운동처방의 수행 적합성을 결정할 수 있고, 사용자에게 운동처방의 수행 가능여부를 질의할 수 있다(단계 S450). 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 운동처방 수행 처리부(370)를 통해 사용자에 의해 운동처방의 수행이 결정되면 이동도 및 생체신호의 변화량을 기초로 운동처방의 수행 완결을 결정할 수 있다(단계 S470). 여기에서, 운동처방 수행 처리부(370)는 사용자에 의해 운동처방의 수행이 결정되지 않으면 사용자의 시간 및 위치를 기록하여 질의를 배제시킬 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 운동처방 수행 처리 과정을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 사용자의 상황에 따른 운동처방을 사용자 단말(110)에 제공하고 사용자의 운동처방 수행을 확인할 수 있다. 여기에서, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 사용자에 의해 착용되는 웨어러블 기기(130)를 통해 사용자의 생체신호를 수집하고 사용자의 생체신호를 기초로 사용자의 생체상황을 결정할 수 있다. 사용자의 생체상황은 사용자 단말(110)에 (a)와 같이 제공될 수 있다. 도 5의 (a)를 보면, 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 사용자 단말(110)을 통해 사용자의 연령, 성별, 키, 몸무게, 신체나이 등의 신상정보와 함께 심박수, 체질량 지수 측정 값을 시각화하여 제공할 수 있다. 이때, 사용자는 사용자 단말(110)의 상단에 있는 “오늘의 운동” 메뉴 선택을 통해 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)로부터 운동처방을 받을 수 있다.
심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 사용자의 운동처방 요구에 따라 (b)와 같이 사용자의 상황에 따른 운동처방을 생성할 수 있다. 도 5의 (b)을 보면, “무릎 높여 걷기” 운동처방이 생성될 수 있으며 이때 사용자 단말(110)에는 해당 운동처방에 주어진 운동동작 설명과 함께 가상 트레이너 또는 실제 트레이너의 운동 영상이 디스플레이될 수 있다. 사용자는 사용자 단말(110)에 디스플레이되는 운동영상에 따라 운동처방에 주어진 운동동작을 수행할 수 있다. 심장재활 운동 서비스 제공 장치(150)는 운동처방 수행 결과로서 (c)와 같이 사용자 단말(110)에 트레이닝 결과를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치는 심장질환자에 특화된 심장재활 디지털 헬스케어 서비스를 제공하여 심장재활 참여율 및 접근성을 높일 수 있고 심장질환 재발 예방과 더불어 의료비 절감 효과 및 복지 향상에 기여할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
과제고유번호: ITAS2005220110100001000200200
부처:　과학기술정보통신부
연구관리 전문기관:　정보통신산업진흥원
지원사업명: 2022∼23년 지역SW서비스사업화지원 사업
지원과제명:　심장질환자 맞춤형 피지컬 피트니스 증진을 위한 디지털 케어제 개발 및 서비스 사업화
기여율: 1/1
[부호의 설명]
100: 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 시스템
110: 사용자 단말 130: 웨어러블 기기
150: 심장재활 운동 서비스 제공 장치
170: 데이터베이스
210: 프로세서 230: 메모리
250: 사용자 입출력부 270: 네트워크 입출력부
310: 사용자 생체상황 결정부 330: 사용자 이동상황 결정부
350: 운동처방 수행 질의부 370: 운동처방 수행 처리부
390: 제어부

Claims (6)

  1. 사용자의 생체신호를 기초로 사용자의 생체상황을 결정하는 사용자 생체상황 결정부;
    사용자의 이동도를 기초로 사용자의 이동상황을 결정하는 사용자 이동상황 결정부;
    상기 사용자의 이동상황을 기초로 운동처방의 수행 적합성을 결정하고, 그렇다면 상기 사용자에게 상기 운동처방의 수행 가능여부를 질의하는 운동처방 수행 질의부; 및
    상기 사용자에 의해 상기 운동처방의 수행이 결정되면 상기 이동도 및 상기 생체신호의 변화량을 기초로 상기 운동처방의 수행 완결을 결정하는 운동처방 수행 처리부를 포함하는 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사용자 생체상황 결정부는
    상기 사용자에 의해 착용되는 웨어러블 기기를 통해 상기 사용자의 심박수, 심전도(ECG) 및 스트레스 지수 중 적어도 하나 이상을 포함하는 생체신호를 수집하는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치
  3. 제2항에 있어서, 상기 사용자 생체상황 결정부는
    상기 사용자의 생체신호를 사전 구현된 딥러닝 학습 모델에 적용하여 시간에 따른 생체신호의 변화를 분석하고 사용자 생체 상태를 정상 또는 비정상으로 분류하여 사용자의 생체상황을 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치
  4. 제1항에 있어서, 상기 운동처방 수행 처리부는
    상기 사용자에 의해 상기 운동처방의 수행이 결정되지 않으면 상기 사용자의 시간 및 위치를 기록하여 상기 질의를 배제시키는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 운동처방 수행 처리부는
    운동처방에 따른 심장재활 운동 컨텐츠를 사용자 단말에 제공하고 운동처방이 수행되는 과정에서 상기 사용자의 운동동작 데이터를 수집하고 수집한 운동동작 데이터와 해당 운동처방의 표준 재활운동 데이터와 유사도를 비교하여 비교한 결과로서 사용자의 운동처방 수행을 평가하는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치.
  6. 사용자의 생체신호를 기초로 사용자의 생체상황을 결정하는 단계;
    사용자의 이동도를 기초로 사용자의 이동상황을 결정하는 단계;
    상기 사용자의 이동상황을 기초로 운동처방의 수행 적합성을 결정하고, 그렇다면 상기 사용자에게 상기 운동처방의 수행 가능여부를 질의하는 단계; 및
    상기 사용자에 의해 상기 운동처방의 수행이 결정되면 상기 이동도 및 상기 생체신호의 변화량을 기초로 상기 운동처방의 수행 완결을 결정하는 단계를 포함하는 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 방법.
PCT/KR2023/019070 2022-11-24 2023-11-24 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법 WO2024112140A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20220159477 2022-11-24
KR10-2022-0159477 2022-11-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024112140A1 true WO2024112140A1 (ko) 2024-05-30

Family

ID=91196334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/019070 WO2024112140A1 (ko) 2022-11-24 2023-11-24 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024112140A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110022548A (ko) * 2009-08-27 2011-03-07 주식회사 누가의료기 운동 처방 시스템
KR20190023611A (ko) * 2017-08-29 2019-03-08 주식회사 라이프시맨틱스 웨어러블 기기 기반 운동 가이드 시스템
KR102065577B1 (ko) * 2017-12-06 2020-01-13 (사)한국인지과학산업협회 지능정보기술을 활용한 생활밀착형 운동수행분석 및 운동추천 시스템
KR102335011B1 (ko) * 2015-06-26 2021-12-06 삼성전자주식회사 운동 가이드 정보 제공 방법 및 그 장치
KR102467212B1 (ko) * 2022-05-10 2022-11-16 (주)씨어스테크놀로지 웨어러블 심전도 패치를 이용한 재택 심장 재활 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110022548A (ko) * 2009-08-27 2011-03-07 주식회사 누가의료기 운동 처방 시스템
KR102335011B1 (ko) * 2015-06-26 2021-12-06 삼성전자주식회사 운동 가이드 정보 제공 방법 및 그 장치
KR20190023611A (ko) * 2017-08-29 2019-03-08 주식회사 라이프시맨틱스 웨어러블 기기 기반 운동 가이드 시스템
KR102065577B1 (ko) * 2017-12-06 2020-01-13 (사)한국인지과학산업협회 지능정보기술을 활용한 생활밀착형 운동수행분석 및 운동추천 시스템
KR102467212B1 (ko) * 2022-05-10 2022-11-16 (주)씨어스테크놀로지 웨어러블 심전도 패치를 이용한 재택 심장 재활 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ellis et al. A validated smartphone-based assessment of gait and gait variability in Parkinson’s disease
Byrom et al. Measuring free-living physical activity in COPD patients: deriving methodology standards for clinical trials through a review of research studies
US8126542B2 (en) Methods for performing physiological stress tests
WO2015199258A1 (ko) 진단모델 생성 시스템 및 방법
Clark et al. Automated electrocardiogram interpretation programs versus cardiologists' triage decision making based on teletransmitted data in patients with suspected acute coronary syndrome
US20110288379A1 (en) Body sign dynamically monitoring system
Brainard et al. The prehospital 12-lead electrocardiogram's effect on time to initiation of reperfusion therapy: a systematic review and meta-analysis of existing literature
WO2021040373A1 (ko) 복합적 스트레스 지수에 기반한 스트레스 관리 방법
Merilahti et al. Compliance and technical feasibility of long-term health monitoring with wearable and ambient technologies
WO2015129975A1 (ko) It 기반 일주기 생체리듬 관리 시스템 및 그 방법
JP2022501163A (ja) 神経疾患を特定するための不整脈情報の処理及び表示システム及び方法
WO2024090758A1 (ko) 심장재활 맞춤형 컨텐츠 제공 장치 및 방법
WO2017146512A1 (en) Apparatus and method for detection of chronotropic incompetence
Zhong et al. Gait Assessment of Younger and Older Adults with Portable Motion‐Sensing Methods: A User Study
Golden et al. Should consistent command-following be added to the criteria for emergence from the minimally conscious state?
Concheiro-Moscoso et al. Quality of sleep data validation from the Xiaomi Mi Band 5 against polysomnography: comparison study
JP7002168B1 (ja) 心電図分析装置、心電図分析方法及びプログラム
WO2024112140A1 (ko) 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법
WO2012115295A1 (ko) 생체 감성 지표 및 상황 정보로부터 생성된 학습 감성 지표에 기반하여 사용자의 학습 효과를 향상시키기 위한 유비쿼터스-러닝용 학습 효과 향상 장치
Angelucci et al. Fitbit data to assess functional capacity in patients before elective surgery: pilot prospective observational study
Tardo et al. The diagnostic role of T wave morphology biomarkers in congenital and acquired long QT syndrome: A systematic review
WO2024112141A1 (ko) 동작분석 기반의 사용자 맞춤형 심장재활 운동 서비스 제공 장치 및 방법
WO2022181947A1 (ko) 심전계를 이용한 실시간 다중 모니터링 장치 및 방법
US20210282641A1 (en) Wearable electrocardiogram devices and system for early detection, diagnostics and monitoring of infections
KR20230065424A (ko) 가상현실 기반의 산림치유 콘텐츠 제공 방법 및 장치