WO2024167176A1 - 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법 및 시스템 - Google Patents

뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법 및 시스템 Download PDF

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rehabilitation
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한종태
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    • A61B2505/00—Evaluating, monitoring or diagnosing in the context of a particular type of medical care
    • A61B2505/09—Rehabilitation or training

Definitions

  • the present invention relates to a bedside rehabilitation method and system based on electromyography signals of stroke patients.
  • Stroke is a major cause of disability worldwide, and the most common symptoms include muscle weakness and contraction, motor control disorders, and functional independence in performing daily life, quality of life, and activities.
  • Conventional exercise rehabilitation treatment for stroke involves therapists guiding patients one-on-one, allowing patients to sit, stand, and walk on their own, and providing appropriate assistance so that patients can control their muscles and perform movements at their own will. At this time, it is very important for the appropriate muscle activation according to the movement to perform successful movements, and increasing the activity of muscles that have been reduced due to brain damage can be important in improving the effectiveness of the treatment.
  • due to the current state of insurance and hospitals it is difficult for therapists to continuously instruct patients, so there is a problem that a sufficient amount of rehabilitation treatment cannot be provided to patients. Therefore, a safe and effective rehabilitation protocol outside of treatment time is required for stroke patients.
  • the current form of rehabilitation in hospitals is that therapists directly conduct rehabilitation one-on-one, and the amount of rehabilitation treatment provided to patients in the current insurance and hospital systems is insufficient, and quantitative measurements that take a long time are not sufficiently provided.
  • existing exercise program provision applications it is difficult to specifically identify patients and only simple information about patients is used, so they provide unspecified rehabilitation programs, and since appropriate feedback cannot be provided when implementing the rehabilitation program, they do not have a form of rehabilitation system that patients can apply on their own.
  • the technical problem that the present invention seeks to solve is to provide a bed rehabilitation method and system based on electromyography signals of stroke patients.
  • the technical problem that the present embodiment seeks to achieve is not limited to the technical problem described above, and other technical problems can be inferred from the following embodiments.
  • a bedside rehabilitation method based on an electromyography signal of a stroke patient may include a step of classifying a level of a patient on a bed based on the Brunnstrom stage and the lower extremity muscle power (LE Motor Power) grades by region, wherein the highest level among at least one classifiable level is assigned to the patient; a step of classifying a detailed step based on the lower extremity muscle power grades by region within the classified level, wherein the highest detailed step among at least one classifiable detailed step is assigned to the patient; a step of determining at least one bedside rehabilitation motion corresponding to a combination of the classified level and the detailed step, and providing information about the at least one determined bedside rehabilitation motion to the patient or a manager; a step of measuring an electromyography signal of the patient performing the at least one bedside rehabilitation motion on the bed according to the provided information in real time; and a step of providing information about the electromyography signal measured in real time to the patient
  • a bedside rehabilitation method based on an electromyography signal of a stroke patient may include: a step of measuring an electromyography signal of a patient on a bed; a step of classifying a level of the patient based on an amplitude of the measured electromyography signal, wherein the level is classified by assigning the patient a highest level among at least one classifiable level; a step of classifying a detailed step based on an amplitude of the measured electromyography signal within the classified level, wherein the detailed step is classified by assigning the patient a highest detailed step among at least one classifiable level; a step of determining at least one bedside rehabilitation movement corresponding to a combination of the classified level and the detailed step, and providing information about the determined at least one bedside rehabilitation movement to the patient or a manager; a step of measuring an electromyography signal of the patient performing the at least one bedside rehabilitation movement on a bed according to the provided information in real time; and a step of providing information about the electromyography signal measured in real time
  • a bedside rehabilitation system based on electromyography signals of a stroke patient comprises a memory; and at least one processor connected to the memory, wherein the at least one processor is configured to: classify a level of a patient on a bed based on the Brunnstrom stage and the lower extremity muscle strength grades by region, wherein the level is classified to assign the patient a highest level among at least one classifiable level; classify a sub-step within the classified level based on the lower extremity muscle strength grades by region, wherein the sub-step is classified to assign the patient a highest sub-step among the at least one classifiable level; determine at least one bedside rehabilitation movement corresponding to a combination of the classified level and the sub-step, and provide information about the at least one determined bedside rehabilitation movement to the patient or a manager; measure in real time an electromyography signal of the patient performing the at least one bedside rehabilitation movement on the bed according to the provided information; and provide in real time information about the electromyography signal measured in real time to the patient or the manager.
  • a bedside rehabilitation system based on an electromyography signal of a stroke patient comprises a memory; and at least one processor connected to the memory, wherein the at least one processor is configured to: measure an electromyography signal of a patient on a bed; classify a level of the patient based on an amplitude of the measured electromyography signal, wherein the level is classified to assign the patient a highest level among at least one classifiable level; classify a sub-step based on an amplitude of the measured electromyography signal within the classified level, wherein the sub-step is classified to assign the patient a highest sub-step among at least one classifiable level; determine at least one bedside rehabilitation movement corresponding to a combination of the classified level and the sub-step, and provide information about the at least one determined bedside rehabilitation movement to the patient or a manager; measure an electromyography signal of the patient performing the at least one bedside rehabilitation movement on the bed according to the provided information in real time; and provide information about the electromyography signal measured in real time to the
  • a computer-readable storage medium can record a program for performing a method according to the above embodiments.
  • the bed rehabilitation system of the present invention provides medical services specialized in bedside rehabilitation management of stroke patients.
  • the bed rehabilitation system can provide a service that allows the patient to perform rehabilitation movements without leaving the bed, thereby reducing the risk of falling.
  • the bed rehabilitation system can determine the type, intensity, and number of rehabilitation movements customized for the patient according to the patient's condition, thereby allowing the patient to perform an appropriate type of rehabilitation movement with sufficient intensity and number of times.
  • the bed rehabilitation system provides both safety and sufficient rehabilitation effects to the patient by inducing rehabilitation movements with sufficient intensity and number of times within the limit that ensures the patient's safety.
  • the bedside rehabilitation system can measure the electromyography signals of a patient performing rehabilitation movements in real time and provide feedback on the same, thereby allowing the patient or manager (e.g., medical personnel or guardian) to more easily determine whether the patient's rehabilitation movements have been sufficiently performed. Accordingly, the bedside rehabilitation system provides a more improved rehabilitation effect to the patient.
  • the bed rehabilitation system can provide the above services without additional intervention from a manager or a third party only with the patient's EMG signals.
  • the bed rehabilitation system can provide the above services without additional intervention from a manager or a third party only with the patient's Brunnstrom stage and lower extremity muscle strength grades by region. Therefore, since the patient can use the bed rehabilitation system by himself, the bed rehabilitation system provides the effect that the patient can effectively proceed with rehabilitation on his own without the help of a manager or a third party.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a bed rehabilitation system according to one embodiment.
  • Figure 2 is a table showing the classification of patient levels and detailed steps according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a table showing bed rehabilitation movements corresponding to combinations of levels and detailed steps according to one embodiment.
  • Figure 4 is a table showing posture settings for each bed rehabilitation movement according to one embodiment.
  • Figure 5 is a table showing detailed descriptions of posture settings according to one embodiment.
  • connection may include one element/feature being directly connected or coupled to another element/feature, or indirectly connected or coupled via another element/feature, and does not necessarily mean directly mechanically connected or coupled.
  • connection may include one element/feature being directly connected or coupled to another element/feature, or indirectly connected or coupled via another element/feature, and does not necessarily mean directly mechanically connected or coupled.
  • transmitting or “receiving” in this specification may include not only directly transmitting or receiving information between a transmitter and a receiver, but also transmitting or receiving information through another entity, unless otherwise stated.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a bed rehabilitation system according to one embodiment.
  • the bed rehabilitation system (100) may include a processor (110) and a memory (120) and may receive signals from a patient and provide information to the patient.
  • the bed rehabilitation system (100) illustrated in FIG. 1 only illustrates components related to the present embodiments. Therefore, it is obvious to those skilled in the art that the bed rehabilitation system (100) may further include other general components in addition to the components illustrated in FIG. 1, and the bed rehabilitation system (100) may be implemented in the form of one or more servers/devices.
  • the bed rehabilitation system (100) may operate independently, or may operate in conjunction with a server and/or a mobile terminal. In this case, the bed rehabilitation system (100) may provide an interface for triggering each operation to the server and/or the mobile terminal.
  • a bed rehabilitation system (100) is provided to provide medical services specialized in bedside rehabilitation management of stroke patients.
  • the bed rehabilitation system (100) aims to restore motor function of the lower extremities of stroke patients, and can provide a service that allows the patient to perform rehabilitation movements without leaving the bed. Accordingly, the bed rehabilitation system (100) can reduce the risk of falling when the patient performs rehabilitation movements by utilizing the bed rehabilitation system (100) alone.
  • the bed rehabilitation system (100) can determine the type, intensity, and number of rehabilitation movements customized for the patient according to the patient's condition, thereby allowing the patient to perform an appropriate type of rehabilitation movement with sufficient intensity and number of times. That is, the bed rehabilitation system (100) can provide both safety and sufficient rehabilitation effects to the patient by inducing rehabilitation movements with sufficient intensity and number of times within the limit that ensures the patient's safety.
  • the bed rehabilitation system (100) can provide the above-described services without additional intervention from a manager or a third party only with the patient's EMG signal.
  • the bed rehabilitation system (100) can provide the above-described services without additional intervention from a manager or a third party only with the patient's Brunnstrom stage and segmental lower extremity muscle strength grades. Accordingly, since the patient can use the bed rehabilitation system (100) by himself, the bed rehabilitation system (100) can provide the effect that the patient can effectively proceed with rehabilitation by himself without the help of a manager or a third party.
  • the manager can also use the bed rehabilitation system (100), and it goes without saying that the patient can proceed with rehabilitation even with the intervention or help of the manager based on information from the bed rehabilitation system (100).
  • the bed rehabilitation system (100) can measure the electromyography signal of a patient on the bed to diagnose the patient's condition, determine rehabilitation movements on the bed tailored to the patient based on the diagnosis results, and provide information about this to the patient or a manager, etc.
  • the manager can include a third party other than the patient, such as a medical professional or a guardian.
  • the bedside rehabilitation system (100) can determine bedside rehabilitation movements tailored to the patient based on predetermined Brunnstrom stages and segmental lower extremity muscle strength grades for the patient without measuring the patient's EMG signals on the bed, and provide information about this to the patient, a manager, etc.
  • the patient's Brunnstrom stages and segmental lower extremity muscle strength grades can be, for example, diagnosed and recorded in advance by the manager.
  • the processor (110) may be configured to perform each step performed by the bed rehabilitation system (100). Meanwhile, in another embodiment, certain steps may be performed under the intervention of an administrator. Hereinafter, a specific operation method performed by the bed rehabilitation system (100) using the processor (110) will be described in detail.
  • the bed rehabilitation system (100) can measure electromyography signals of a patient on a bed.
  • the bed rehabilitation system (100) can record the amplitude of signals received from at least one electromyography sensor attached to each part of the patient, for each part of the patient.
  • the patient has electromyography sensors attached to parts of the patient to measure electromyography signals, and each electromyography sensor can sense electromyography signals for the corresponding parts.
  • the bed rehabilitation system (100) can receive the sensed electromyography signals, convert them into waveforms or numbers, and display, record, and store them.
  • the measured electromyography signals can indicate the degree of muscle contraction or performance ability, and thus can be used to diagnose the patient's condition.
  • the bed rehabilitation system (100) can calculate the patient's Brunnstrom stage and regional lower limb muscle power (LE Motor Power) grades based on the amplitude of the measured EMG signal.
  • the Brunnstrom stage defines the recovery stage of a stroke patient.
  • the Brunnstrom stage is defined from stage 1 to stage 6, and a higher stage indicates a higher degree of recovery.
  • the bed rehabilitation system (100) can determine whether the amplitude of the measured EMG signal exceeds different thresholds for the Brunnstrom stage.
  • the thresholds can be set based on prior data on the Brunnstrom stage and stored in advance in the memory (120).
  • the bed rehabilitation system (100) can calculate the Brunnstrom stage as a higher stage when the amplitude of the measured EMG signal exceeds a higher threshold among the thresholds. For example, the bed rehabilitation system (100) can calculate the Brunnstrom stage as the first stage when the amplitude of the EMG signal is less than or equal to a first threshold, calculate the Brunnstrom stage as the second stage when it exceeds the first threshold and is less than or equal to a second threshold that is greater than the first threshold, and calculate the Brunnstrom stage as the third stage when it exceeds the second threshold.
  • the lower extremity muscle strength grade is a numerical representation of the contraction ability or performance ability of a muscle in a specific part of the lower extremity, and this grade may correspond to the size of the amplitude of an electromyography signal measured in a specific part of the lower extremity. For example, a correspondence between the size of the amplitude and the lower extremity muscle strength grade may be stored in advance in the memory (120). In the above correspondence, the lower extremity muscle strength grade may also be set to be larger as the amplitude size increases.
  • the lower extremity muscle strength grades by part are terms that encompass the lower extremity muscle strength grades for each part.
  • the bedside rehabilitation system (100) can utilize pre-determined Brunnstrom stages and regional lower extremity strength grades for the patient without calculating the patient's Brunnstrom stages and regional lower extremity strength grades based on the amplitude of the EMG signals.
  • the bed rehabilitation system (100) can classify the patient's level based on the generated (or predetermined) Brunnstrom stage and the lower limb muscle strength grades by region.
  • the bed rehabilitation system (100) can assign the patient the highest level among at least one classifiable level. For example, if the levels that can be classified based on the patient's EMG signal are the first level and the second level, the bed rehabilitation system (100) can finally classify the patient to the second level.
  • the classification of the patient's level will be described in more detail with reference to FIG. 2.
  • the bed rehabilitation system (100) can classify detailed steps based on lower limb muscle strength grades by region within the classified level.
  • the lower limb regions can include regions on the paralyzed side and regions on the healthy side. That is, the patient's detailed steps can be classified by considering both the muscle strength grades for regions on the paralyzed side and regions on the healthy side, or the patient's detailed steps can be classified by considering only the muscle strength grades for regions on the paralyzed side.
  • the segment-specific lower extremity muscle strength grades may include, for example, a grade for each of the hip flexor (HF), knee extensor (KE), ankle dorsiflexor (ADF), hip abductor (Habd), knee flexor (KF), and ankle plantar flexor (APF).
  • HF hip flexor
  • KE knee extensor
  • ADF ankle dorsiflexor
  • Habd hip abductor
  • KF knee flexor
  • API ankle plantar flexor
  • the bed rehabilitation system (100) can assign the patient the highest sub-step among at least one sub-step that can be classified. For example, if the sub-steps that can be classified based on the patient's EMG signal are the first step and the second step, the bed rehabilitation system (100) can finally classify the patient as the second step.
  • the classification of the patient's sub-step will be described in more detail with reference to FIG. 2.
  • the bed rehabilitation system (100) can classify a patient's level based on the amplitude of the patient's EMG signal.
  • the bed rehabilitation system (100) can classify the patient's substeps based on the amplitude of the patient's EMG signal within the classified levels.
  • the bed rehabilitation system (100) can classify the levels and substeps based only on the patient's EMG signal without determining the patient's Brunnstrom stage and lower extremity muscle strength grades by region.
  • the bed rehabilitation system (100) can classify the patient's level and substep based on whether the amplitude of the patient's EMG signal exceeds predetermined thresholds for the level and substep.
  • the bed rehabilitation system (100) can determine at least one bed rehabilitation action corresponding to a combination of classified levels and detailed steps.
  • the bed rehabilitation action corresponding to each combination of levels and detailed steps can be stored in advance in the memory (120). This will be described in more detail with reference to FIG. 3.
  • the bed rehabilitation system (100) can provide information about at least one determined bed rehabilitation movement to the patient or the administrator.
  • the bed rehabilitation system (100) can further include an output device such as a display or a speaker, and can provide information to the patient or the administrator through these output devices.
  • the bed rehabilitation system (100) can display the type, intensity, and number of times of the at least one determined bed rehabilitation movement on the display or output it audibly through the speaker.
  • the patient can perform bed rehabilitation movements according to the provided information.
  • the bed rehabilitation system (100) can measure in real time the electromyography signal of the patient performing at least one bed rehabilitation movement on the bed according to the provided information.
  • the bed rehabilitation system (100) can receive the electromyography signal from the electromyography sensor attached to the affected muscle with the largest muscle contraction rate during the bed rehabilitation movement at the site of the patient to be measured.
  • the bed rehabilitation system (100) can diagnose the degree and ability of the muscle performance of the patient performing the rehabilitation movement by measuring the electromyography signal of the patient in real time.
  • the bed rehabilitation system (100) can provide information on the amplitude of an electromyography signal of a patient performing a rehabilitation movement to the patient or a manager in real time. At this time, the bed rehabilitation system (100) can provide information to the patient or a manager by displaying the waveform or amplitude value of the electromyography signal. The bed rehabilitation system (100) can also provide the patient or manager in real time the ratio of the amplitude of the current electromyography signal to the amplitude of the electromyography signal at the time of maximum contraction of the muscle.
  • the bed rehabilitation system (100) can display in real time to the patient or the manager whether the amplitude of the EMG signal measured in real time is 50% or more of the amplitude of the EMG signal at the maximum contraction of the muscle. Since the rehabilitation movement is sufficiently performed when the muscle contracts more than 50% of the maximum contraction of the muscle, the bed rehabilitation system (100) can determine whether 50% is achieved based on the amplitude of the EMG signal. Here, the bed rehabilitation system (100) counts the number of times the rehabilitation movement is performed only when the current amplitude is 50% or more, and provides information about the counted number to the patient or the manager, so that the patient can sufficiently perform the rehabilitation movement. The bed rehabilitation system (100) can store the counted number in the memory (120). Meanwhile, depending on the condition of the patient or the type of the rehabilitation movement, the bed rehabilitation system (100) can change the reference value to a value other than 50%.
  • the bed rehabilitation system (100) can reclassify the patient's level and substep based on the amplitude of the EMG signal measured in real time during the patient's bed rehabilitation movement.
  • the bed rehabilitation system (100) can reclassify the patient's level and substep based on the changed amplitude of the EMG signal remeasured after the patient's bed rehabilitation movement is completed.
  • the bedside rehabilitation system (100) can reclassify the patient's level and substeps based on the patient's changed Brunnstrom stage and segmental lower extremity muscle strength grades after the patient completes the bedside rehabilitation maneuvers.
  • the bed rehabilitation system (100) can repeatedly and continuously provide rehabilitation services through feedback on the patient's level and detailed steps.
  • the bed rehabilitation system (100) can repeatedly measure the patient's EMG signal even after the patient's bed rehabilitation motion is completed to reclassify the patient's level and detailed steps. If the patient's level and detailed steps are changed due to the reclassification, the bed rehabilitation system (100) can provide the patient or manager with information about different bed rehabilitation motions according to the changed combination.
  • the processor (110) may correspond to a processor (110) provided in various types of computing devices such as a personal computer (PC), a server device, a mobile device, an embedded device, an Internet of Things (IoT) device, etc.
  • the processor (110) may correspond to a processor (110) such as a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), an application processor (AP), a neural processing unit (NPU), etc., but is not limited thereto.
  • the processor (110) may be implemented as an array of a plurality of logic gates, or may be implemented as a combination of a general-purpose microprocessor and a memory (120) storing a program that can be executed on the microprocessor. Additionally, it will be understood by those skilled in the art to which the present embodiment pertains that the processor (110) may be implemented as other types of hardware.
  • the memory (120) is hardware that stores various data processed by the processor (110), and can store information about, for example, data received from a patient or user, data transmitted to a patient or user, and data generated by the bed rehabilitation system (100). In addition, the memory (120) can store various programs or applications to be driven by the processor (110).
  • the memory (120) may include at least one of volatile memory and nonvolatile memory.
  • Nonvolatile memory includes Read Only Memory (ROM), Programmable ROM (PROM), Electrically Programmable ROM (EPROM), Electrically Erasable and Programmable ROM (EEPROM), flash memory, Phase-change RAM (PRAM), Magnetic RAM (MRAM), Resistive RAM (RRAM), Ferroelectric RAM (FeRAM), etc.
  • Volatile memory includes Dynamic RAM (DRAM), Static RAM (SRAM), Synchronous DRAM (SDRAM), PRAM, Magnetic RAM (MRAM), Resistive RAM (RRAM), etc.
  • the memory (120) may be implemented as at least one of a Hard Disk Drive (HDD), a Solid State Drive (SSD), a compact flash (CF), a secure digital (SD), a micro secure digital (Micro-SD), a mini secure digital (Mini-SD), an extreme digital (xD), or a Memory Stick.
  • HDD Hard Disk Drive
  • SSD Solid State Drive
  • CF compact flash
  • SD secure digital
  • Micro-SD micro secure digital
  • Mini-SD mini secure digital
  • xD extreme digital
  • Memory Stick a Memory Stick
  • Figure 2 is a table showing the classification of patient levels and detailed steps according to one embodiment.
  • Figure 2 shows the detailed steps for each level, the reference values for the lower extremity muscle strength grades for each region, and the corresponding relationship between the Brunnstrom stage-LE (Lower Extremity) and the levels.
  • the Brunnstrom stage-LE (Lower Extremity) indicates the recovery stage in the lower extremities of stroke patients.
  • the reference values for the lower extremity muscle strength grades by region are the first grade ('1' in FIG. 2), the second grade ('2' in FIG. 2), and the third grade ('3' in FIG. 3), where the second grade is higher than the first grade, and the third grade is higher than the second grade.
  • the first, second, and third grades may be preset based on previous data for each region and stored in the memory.
  • the first, second, and third grades may also be set in consideration of the relationship with the Brunnstrom stage.
  • the second grade may be set in consideration of the minimum lower extremity muscle strength grade expected for the patient when the Brunnstrom stage is the third stage
  • the third grade may be set in consideration of the minimum lower extremity muscle strength grade expected for the patient when the Brunnstrom stage is the fourth stage or higher.
  • the bed rehabilitation system can classify a patient as level 1 if the calculated Brunnstrom stage is level 1 or 2 and all lower extremity muscle strength grades by region are level 2 or lower.
  • the bed rehabilitation system can classify a patient into level 2 if the calculated Brunnstrom stage is level 2 to level 3 and at least one of the lower extremity muscle strength grades by region is level 2 or higher.
  • the bed rehabilitation system can classify a patient into level 3 if the calculated Brunnstrom stage is level 3 to level 6 and at least one of the lower extremity muscle strength grades by region is level 3 or higher.
  • the bedside rehabilitation system can ultimately classify the patient into the highest level.
  • the bed rehabilitation system can classify the patient's level and then classify the patient's detailed steps.
  • the bed rehabilitation system can classify a patient into the first step (‘A’ in Fig. 2) if both the grades for the knee joint extensors and the ankle dorsiflexors are below grade 1, classify the patient into the second step (‘B’ in Fig. 2) if the grade for the knee joint extensors exceeds grade 1 and the grade for the ankle dorsiflexors is below grade 1, and classify the patient into the third step (‘C’ in Fig. 2) if the grade for the ankle dorsiflexors exceeds grade 1.
  • the bed rehabilitation system can classify the patient into step 1 if the grade for hip flexors is grade 2 or higher, into step 2 if the grade for knee extensors is grade 2 or higher, and into step 3 if the grade for ankle dorsiflexors is grade 2 or higher.
  • the bed rehabilitation system may classify patients into Step 1 if the hip flexor grade is Grade 3 or higher, into Step 2 if the knee extensor grade is Grade 3 or higher, and into Step 3 if the ankle dorsiflexor grade is Grade 3 or higher.
  • the bed rehabilitation system can ultimately classify the patient into the highest sub-step among them. For example, if the patient corresponds to step 1 and step 2, and can be classified into both step 1 and step 2, the bed rehabilitation system can classify the patient into step 2.
  • FIG. 3 is a table showing bed rehabilitation movements corresponding to combinations of levels and detailed steps according to one embodiment.
  • Fig. 3 At least one bed rehabilitation movement corresponding to each detailed step within each level is displayed. Such a corresponding relationship can be stored in memory in advance.
  • the bed rehabilitation system can determine at least one bed rehabilitation motion corresponding to a combination of classified levels and detailed steps by querying data stored in the memory.
  • the bed rehabilitation system can provide information about the determined at least one bed rehabilitation motion to the patient or the administrator.
  • the bed rehabilitation system may display '1. Bring knees to chest' and '2. Spread and bring legs together' as bed rehabilitation movements.
  • the bed rehabilitation system may display only some of the movements or display the movements in an appropriate order based on the patient's bed rehabilitation movement performance history and health information among at least one determined bed rehabilitation movement.
  • the bed rehabilitation system may determine and display a movement curriculum such as the type of bed rehabilitation movement as well as the number of times performed, number of sets, number of sessions, and number of days performed.
  • the bed rehabilitation system may determine, based on the patient's bed rehabilitation exercise performance history and health information, from among the determined at least one bed rehabilitation exercise, no more than four bed rehabilitation exercises for the patient to perform during a week, and may provide information about the no more than four bed rehabilitation exercises to the patient or a manager. For example, the system may preferentially select exercises that have not been performed before, or may exclude some exercises based on additional information about the patient's health.
  • the bed rehabilitation system may determine 'number of times per set, number of sets per session, number of sessions per day (number of times/set, number of sets/session, number of sessions/day)' for the bed rehabilitation movement based on the patient's bed rehabilitation movement performance history and health information, within the range of '5 to 10 times per set, 3 to 5 sets per session, 2 to 3 sessions per day (5-10 times/set, 3-5 sets/session, 2-3 sessions/day)', and may provide information on the determined 'number of times per set, number of sets per session, number of sessions per day (number of times/set, number of sets/session, number of sessions/day)' to the patient or a manager.
  • the bed rehabilitation system may provide the patient or caregiver with information about bed rehabilitation movements, for example, to perform bed preparation exercises for 10 minutes.
  • Figure 4 is a table showing posture settings for each bed rehabilitation movement according to one embodiment.
  • Figure 4 shows the postures in which each bed rehabilitation movement can be performed. Such information can be stored in advance in memory.
  • the bed rehabilitation system may provide information on at least one bed rehabilitation motion to a patient or a manager by retrieving data stored in the memory, and may also provide information on a corresponding posture setting. That is, the information on at least one bed rehabilitation motion provided by the bed rehabilitation system may include information on a posture setting.
  • Hip Lift' since it can only be performed in a semi-reclining position and a supine position, it is necessary to set the posture to a semi-reclining position or a supine position. Therefore, when the bed rehabilitation system provides information on the '5. Hip Lift' movement, it can also provide information that the movement can be performed in a semi-reclining position or a supine position.
  • Figure 5 is a table showing detailed descriptions of posture settings according to one embodiment.
  • Figure 5 shows a more detailed description of each posture setting. Such information can be stored in memory in advance.
  • the bed rehabilitation system can provide posture setting information to a patient or administrator by retrieving data stored in memory, along with a detailed description as shown in Fig. 5.
  • the order of the processing described in the method or bed rehabilitation system and process disclosed in this specification is described as an example. Therefore, the order of each step may be adjusted within the spirit of the present invention as needed.
  • the device and system disclosed in this specification may include means capable of performing the functions described in this specification, and may be implemented as an independent device or system as needed, or may exist in a form linked or integrated with another system.
  • the operations described with reference to FIGS. 1 to 5 may be performed or implemented in a computer-readable storage medium recording a program. And the commands stored in the computer-readable medium may cause a processor in each device or system to perform methods and processing related to the commands.
  • computer-readable media can include RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage devices, or any other storage medium that can be used to store desired program code means in the form of instructions or data structures and that can be accessed by a general-purpose or special-purpose computer, or a general-purpose or special-purpose processor.
  • Disk and disc includes compact disc (CD), laser disc, optical disc, digital versatile disc (DVD), floppy disk, and Blu-ray disc, wherein disks usually reproduce data magnetically, while discs reproduce data optically with lasers. Combinations of the above should also be included within the scope of computer-readable storage media.

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Abstract

뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법은, 침상 위의 환자의 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 환자의 레벨을 분류하는 단계로서, 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 레벨들 중 가장 높은 레벨을 부여하는, 레벨을 분류하는 단계; 분류한 레벨 내에서, 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 세부 스텝을 분류하는 단계로서, 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 세부 스텝들 중 가장 높은 세부 스텝을 부여하는, 세부 스텝을 분류하는 단계; 분류한 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 결정하고, 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 제공하는 단계; 제공한 정보에 따라 침상 위에서 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정하는 단계; 및 실시간으로 측정한 근전도 신호에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 실시간으로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법 및 시스템
본 발명은 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법 및 시스템에 관한 것이다.
뇌졸중은 전 세계적으로 장애의 주요 원인이며, 가장 흔한 증상으로는 근력 약화 및 수축, 운동 조절 장애 등이 있으며 그 결과 일상생활 및 삶의 질, 활동을 수행함에 있어 기능적 독립성이 감소하게 된다. 종래의 뇌졸중에 대한 운동 재활 치료는 치료사가 환자를 일대일로 지도하며 환자가 스스로 앉고, 서고, 보행을 할 수 있도록 하며, 적절한 보조를 함께 제공하여 환자 본인의 의지로 근육을 조정하며 동작을 수행하도록 하고 있다. 이때, 동작에 따른 적절한 근육의 활성도가 성공적인 동작을 수행하는 것이 매우 중요하며, 뇌 손상으로 인해 저하된 근육의 활성도를 증가시키는 것이 치료의 효과를 개선하는 데 중요할 수 있다. 하지만, 보험과 병원의 실정상 치료사가 지속적으로 환자에게 지도를 하기는 어려우므로 환자에게 충분한 양의 재활치료를 제공할 수가 없다는 문제가 있다. 이에, 치료시간 이외의 안전하고 효과적인 재활 프로토콜이 뇌졸중 환자에게 요구된다.
예컨대, 현재 병원에서 이루어지는 재활의 형태는 치료사가 일대일로 직접 재활을 진행하고 있으며, 현 보험 및 병원의 체계에서 환자에게 제공되는 재활치료의 양이 부족하며 시간이 오래 걸리는 정량적 측정 역시 충분히 제공되고 있지 못하는 실정이다. 기존의 운동프로그램 제공 애플리케이션의 경우 환자가 구체적으로 특정되기 어렵고 환자의 간단한 정보만을 이용하므로, 세분화되지 못한 재활 프로그램을 제공하게 되며 재활 프로그램을 실시할 때 적절한 피드백을 제공할 수 없기 때문에 환자 스스로 적용할 수 있는 재활 시스템의 형태를 갖추지 못하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 일 실시예에 따른 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법은, 침상 위의 환자의 브룬스트롬 단계 (Brunnstrom stage) 및 부위별 하지 근력 (LE Motor Power) 등급들에 기초하여 상기 환자의 레벨을 분류하는 단계로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 레벨들 중 가장 높은 레벨을 부여하는, 상기 레벨을 분류하는 단계; 상기 분류한 레벨 내에서, 상기 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 세부 스텝을 분류하는 단계로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 세부 스텝들 중 가장 높은 세부 스텝을 부여하는, 상기 세부 스텝을 분류하는 단계; 상기 분류한 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 상기 환자 또는 관리자에게 제공하는 단계; 상기 제공한 정보에 따라 침상 위에서 상기 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 상기 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정하는 단계; 및 상기 실시간으로 측정한 근전도 신호에 대한 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법은, 침상 위의 환자의 근전도 신호를 측정하는 단계; 상기 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 상기 환자의 레벨을 분류하는 단계로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 레벨들 중 가장 높은 레벨을 부여하는, 상기 레벨을 분류하는 단계; 상기 분류한 레벨 내에서, 상기 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 세부 스텝을 분류하는 단계로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 세부 스텝들 중 가장 높은 세부 스텝을 부여하는, 상기 세부 스텝을 분류하는 단계; 상기 분류한 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 상기 환자 또는 관리자에게 제공하는 단계; 상기 제공한 정보에 따라 침상 위에서 상기 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 상기 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정하는 단계; 및 상기 실시간으로 측정한 근전도 신호에 대한 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 시스템은, 메모리; 및 상기 메모리에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는: 침상 위의 환자의 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 상기 환자의 레벨을 분류하는 것으로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 레벨들 중 가장 높은 레벨을 부여하는, 상기 레벨을 분류하고; 상기 분류한 레벨 내에서, 상기 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 세부 스텝을 분류하는 것으로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 세부 스텝들 중 가장 높은 세부 스텝을 부여하는, 상기 세부 스텝을 분류하고; 상기 분류한 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 상기 환자 또는 관리자에게 제공하고; 상기 제공한 정보에 따라 침상 위에서 상기 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 상기 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정하고; 그리고 상기 실시간으로 측정한 근전도 신호에 대한 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하도록, 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 시스템은, 메모리; 및 상기 메모리에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는: 침상 위의 환자의 근전도 신호를 측정하고; 상기 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 상기 환자의 레벨을 분류하는 것으로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 레벨들 중 가장 높은 레벨을 부여하는, 상기 레벨을 분류하고; 상기 분류한 레벨 내에서, 상기 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 세부 스텝을 분류하는 것으로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 세부 스텝들 중 가장 높은 세부 스텝을 부여하는, 상기 세부 스텝을 분류하고; 상기 분류한 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 상기 환자 또는 관리자에게 제공하고; 상기 제공한 정보에 따라 침상 위에서 상기 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 상기 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정하고; 그리고 상기 실시간으로 측정한 근전도 신호에 대한 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하도록, 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 상기 실시예들에 따른 방법을 수행하는 프로그램을 기록할 수 있다.
본 발명의 침상 재활 시스템은, 뇌졸중 환자의 침상 위에서의 재활 관리에 특화된 의료 서비스를 제공한다.
침상 재활 시스템은 환자가 침상을 벗어나지 않으며 재활 동작을 수행할 수 있도록 하는 서비스를 제공하여, 낙상의 위험도를 낮출 수 있다. 동시에, 침상 재활 시스템은 환자의 상태에 따라 환자 맞춤의 재활 동작의 종류, 강도 및 횟수를 결정함으로써 환자가 적절한 종류의 재활 동작을 충분한 강도 및 횟수로 수행할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 침상 재활 시스템은 환자의 안전을 보장하는 한도 내에서 충분한 강도 및 횟수의 재활 동작을 유도함으로써, 환자에게 안전과 충분한 재활 효과를 동시에 제공한다.
침상 재활 시스템은 재활 동작을 수행 중인 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정하고 이에 대한 피드백을 제공함으로써, 환자 또는 관리자 (의료인 또는 보호자 등) 가 환자의 재활 동작이 충분히 수행되었는지를 보다 용이하게 판단하게 할 수 있다. 이에 따라, 침상 재활 시스템은 환자에게 더욱 개선된 재활 효과를 제공한다.
아울러, 침상 재활 시스템은 환자의 근전도 신호만으로 관리자 또는 제 3 자의 부가적인 개입 없이도 상기와 같은 서비스들을 제공할 수 있다. 또는, 침상 재활 시스템은 환자의 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들만으로 관리자 또는 제 3 자의 부가적인 개입 없이 상기와 같은 서비스들을 제공할 수 있다. 따라서, 환자가 혼자서 침상 재활 시스템을 이용할 수 있으므로, 침상 재활 시스템은 환자가 관리자 또는 제 3 자의 도움 없이도 스스로 효과적인 재활을 진행할 수 있다는 효과를 제공한다.
본 발명의 효과가 상술한 효과로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 일 실시예에 따른 침상 재활 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2 는 일 실시예에 따른 환자의 레벨 및 세부 스텝의 분류를 나타내는 표이다.
도 3 은 일 실시예에 따른 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 침상 재활 동작을 나타내는 표이다.
도 4 는 일 실시예에 따른 침상 재활 동작별 자세 세팅을 나타내는 표이다.
도 5 는 일 실시예에 따른 자세 세팅의 상세 설명을 나타내는 표이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 달리 언급되지 않는다면, "접속되는" 또는 “연결되는” 은 하나의 엘리먼트/특징이 다른 엘리먼트/특징과 직접적으로 접속 또는 연결되는 것 또는 타 엘리먼트/특징을 개재하여 간접적으로 접속 또는 연결되는 것을 포함할 수 있고, 반드시 기계적으로 바로 접속 또는 연결되는 것만을 의미하는 것은 아니다. 따라서, 도면들에 도시된 다양한 모식도들은 엘리먼트들과 컴포넌트들의 예시적인 배열들을 도시하지만, 추가의 중재 엘리먼트들, 디바이스들, 특징들 또는 컴포넌트들이 (도시된 엘리먼트들의 기능이 악영향을 받지 않는다고 가정할 때) 실제 실시형태에서 존재할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 "전송하는" 또는 "수신하는" 은 전송자와 수신자 간에 정보를 직접 전송 또는 수신하는 것뿐만 아니라, 달리 언급되지 않는다면 타 객체를 개재하여 정보를 전송 또는 수신하는 것을 포함할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1 는 일 실시예에 따른 침상 재활 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 1 을 참조하면, 침상 재활 시스템 (100) 은 프로세서 (110) 및 메모리 (120) 를 포함할 수 있고, 환자로부터 신호를 수신하고 환자에게 정보를 제공할 수 있다.
도 1 에 도시된 침상 재활 시스템 (100) 에는 본 실시예들과 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 침상 재활 시스템 (100) 에 도 1 에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음은 당업자에게 자명하며, 침상 재활 시스템 (100) 은 하나 또는 그 이상의 서버/장치의 형태로 구현될 수 있다.
도 1 에는 도시되지 않았지만, 침상 재활 시스템 (100) 은 독자적으로 동작할 수 있고, 또는 서버 및/또는 모바일 단말 등과 연동하여서도 동작할 수 있다. 이 경우, 침상 재활 시스템 (100) 은 각 동작을 트리거하는 인터페이스를 서버 및/또는 모바일 단말에 제공할 수 있다.
본 발명에서는 뇌졸중 환자의 침상 위에서의 재활 관리에 특화된 의료 서비스를 제공하기 위한 침상 재활 시스템 (100) 이 제공된다. 침상 재활 시스템 (100) 은 뇌졸중 환자의 하지의 운동 기능 회복을 목표로 하며, 환자가 침상을 벗어나지 않으며 재활 동작을 수행할 수 있도록 하는 서비스를 제공할 수 있다. 이에 따라, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자 혼자서 침상 재활 시스템 (100) 을 활용하여 재활 동작을 수행할 때 낙상의 위험도를 낮출 수 있다. 동시에, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 상태에 따라 환자 맞춤의 재활 동작의 종류, 강도 및 횟수를 결정함으로써 환자가 적절한 종류의 재활 동작을 충분한 강도 및 횟수로 수행할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 안전을 보장하는 한도 내에서 충분한 강도 및 횟수의 재활 동작을 유도함으로써, 환자에게 안전과 충분한 재활 효과를 동시에 제공할 수 있다.
아울러, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 근전도 신호만으로 관리자 또는 제 3 자의 부가적인 개입 없이 상기와 같은 서비스들을 제공할 수 있다. 또는, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들만으로 관리자 또는 제 3 자의 부가적인 개입 없이 상기와 같은 서비스들을 제공할 수 있다. 따라서, 환자가 혼자서 침상 재활 시스템 (100) 을 이용할 수 있으므로, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자가 관리자 또는 제 3 자의 도움 없이도 스스로 효과적인 재활을 진행할 수 있다는 효과를 제공할 수 있다. 다만, 관리자 또한 침상 재활 시스템 (100) 을 이용할 수 있으며, 침상 재활 시스템 (100) 으로부터의 정보에 기초한 관리자의 개입 또는 도움 하에서도 환자가 재활을 진행할 수 있음은 물론이다.
일 실시예에서, 침상 재활 시스템 (100) 은 침상 위의 환자의 근전도 신호를 측정하여 환자의 상태를 진단하고, 진단 결과에 따라 환자 맞춤의 침상에서의 재활 동작을 결정하고, 이에 대한 정보를 환자 또는 관리자 등에게 제공할 수 있다. 여기서, 관리자는 의료인 또는 보호자 등 환자 외의 제 3 자를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 침상 재활 시스템 (100) 은 침상 위의 환자의 근전도 신호를 측정함 없이, 환자에 대해 미리 결정된 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들에 따라 환자 맞춤의 침상에서의 재활 동작을 결정하고, 이에 대한 정보를 환자 또는 관리자 등에게 제공할 수 있다. 환자의 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들은, 예컨대, 관리자에 의해 미리 진단되고 기록된 것일 수 있다.
프로세서 (110) 는 침상 재활 시스템 (100) 에 의해 수행되는 각 단계들을 수행하도록 구성될 수 있다. 한편, 다른 실시예에서, 소정의 단계들은 관리자의 개입 하에 수행될 수도 있다. 이하에서는 침상 재활 시스템 (100) 이 프로세서 (110) 를 이용하여 수행하는 구체적인 동작 방법에 대해 상세히 설명한다.
침상 재활 시스템 (100) 은 침상 위의 환자의 근전도 신호를 측정할 수 있다. 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 부위별로 부착된 적어도 하나의 근전도 센서들로부터 수신한 신호의 진폭을 환자의 부위별로 기록할 수 있다. 환자에게는 근전도 신호를 측정할 부위들에 근전도 센서가 부착되어 있고, 각 근전도 센서마다 해당 부위에 대한 근전도 신호를 센싱할 수 있다. 침상 재활 시스템 (100) 은 센싱된 근전도 신호를 수신하여 이를 파형 또는 수치 등으로 변환하여 표시, 기록 및 저장할 수 있다. 측정된 근전도 신호는 근육의 수축 정도 또는 수행 능력 등을 나타낼 수 있으므로, 환자의 상태를 진단하는 데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 침상 재활 시스템 (100) 은 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 환자의 브룬스트롬 단계 (Brunnstrom stage) 및 부위별 하지 근력 (LE Motor Power) 등급들을 산출할 수 있다. 브룬스트롬 단계란 뇌졸중 환자의 회복 단계를 정의한 것이다. 브룬스트롬 단계는 제 1 단계부터 제 6 단계까지로 정의되며, 높은 단계일수록 회복의 정도가 높음을 나타낸다.
구체적으로, 침상 재활 시스템 (100) 은 측정한 근전도 신호의 진폭의 크기가 브룬스트롬 단계에 대한 상이한 임계값들을 초과하는지 여부를 결정할 수 있다. 임계값들은 브룬스트롬 단계에 관한 종래의 데이터에 기반하여 설정되고, 메모리 (120) 에 미리 저장될 수 있다.
침상 재활 시스템 (100) 은 측정한 근전도 신호의 진폭의 크기가 임계값들 중 높은 임계값을 초과할수록 브룬스트롬 단계를 높은 단계로 산출할 수 있다. 예컨대, 침상 재활 시스템 (100) 은 근전도 신호의 진폭의 크기가, 제 1 임계값 이하일 경우 브룬스트롬 단계를 제 1 단계로 산출하고, 제 1 임계값을 초과하고 제 1 임계값보다 큰 제 2 임계값 이하일 경우 제 2 단계로 산출하고, 제 2 임계값을 초과하는 경우 제 3 단계로 산출할 수 있다.
하지 근력 등급은 하지의 특정 부위에서 근육의 수축 능력 또는 수행 능력을 수치로 나타낸 것으로서, 이 등급은 하지의 특정 부위에서 측정된 근전도 신호의 진폭의 크기에 대응할 수 있다. 예컨대, 진폭의 크기와 하지 근력 등급 간의 대응관계가 메모리 (120) 에 미리 저장되어 있을 수 있다. 상기 대응관계에서는 진폭의 크기가 클수록 하지 근력 등급 또한 크게 설정되어 있을 수 있다. 부위별 하지 근력 등급들은 각 부위 마다의 하지 근력 등급을 포괄하는 용어이다.
다른 실시예에서, 침상 재활 시스템 (100) 은 근전도 신호의 진폭에 기초하여 환자의 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들을 산출하는 과정 없이, 환자에 대해 미리 결정된 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들을 이용할 수 있다.
침상 재활 시스템 (100) 은 산출한 (또는 미리 결정된) 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 환자의 레벨을 분류할 수 있다. 여기서, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 레벨들 중 가장 높은 레벨을 부여할 수 있다. 예컨대, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 근전도 신호에 기초하여 분류될 수 있는 레벨이 제 1 레벨 및 제 2 레벨인 경우, 최종적으로 환자를 제 2 레벨로 분류할 수 있다. 환자의 레벨 분류에 관해서는 도 2 를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
침상 재활 시스템 (100) 은 분류한 레벨 내에서, 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 세부 스텝을 분류할 수 있다. 여기서, 하지의 부위들은, 마비된 측의 부위들과 건강한 측의 부위들을 포함할 수 있다. 즉, 마비된 측의 부위들과 건강한 측의 부위들에 대한 근력 등급들을 모두 고려하여 환자의 세부 스텝이 분류되거나, 또는, 마비된 측의 부위들에 대한 근력 등급만을 고려하여 환자의 세부 스텝이 분류될 수도 있다.
부위별 하지 근력 등급들은, 예를 들어, 고관절 굽힘근 (HF; Hip flexor), 무릎관절 폄근 (KE; Knee extensor), 발목배측굴곡근 (ADF; Ankle dorsiflexor), 고관절 벌림근 (Habd; Hip abductor), 무릎관절 굽힘근(KF; Knee flexor) 및 발목저측굴곡근 (APF; Ankle plantar flexor) 각각에 대한 등급을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하며 필요에 따라 상술한 부위들 외에 하지의 다른 부위들도 제한 없이 포함될 수 있다.
여기서, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 세부 스텝들 중 가장 높은 세부 스텝을 부여할 수 있다. 예컨대, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 근전도 신호에 기초하여 분류될 수 있는 세부 스텝이 제 1 스텝 및 제 2 스텝인 경우, 최종적으로 환자를 제 2 스텝으로 분류할 수 있다. 환자의 세부 스텝 분류에 관해서는 도 2 를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
또 다른 실시예에서, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 근전도 신호의 진폭에 기초하여 환자의 레벨을 분류할 수 있다. 침상 재활 시스템 (100) 은 분류한 레벨 내에서 환자의 근전도 신호의 진폭에 기초하여 환자의 세부 스텝을 분류할 수 있다. 이 경우, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들을 파악함 없이, 환자의 근전도 신호만으로 레벨 및 세부 스텝을 분류할 수 있다. 예컨대, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 근전도 신호의 진폭이 레벨 및 세부 스텝에 대한 소정의 임계값들을 초과하는지 여부에 따라 환자의 레벨 및 세부 스텝을 분류할 수 있다.
침상 재활 시스템 (100) 은 분류한 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 결정할 수 있다. 레벨 및 세부 스텝의 조합마다 그에 대응하는 침상 재활 동작은 메모리 (120) 에 미리 저장되어있을 수 있다. 이에 관해서는 도 3 을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
침상 재활 시스템 (100) 은 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 제공할 수 있다. 예컨대, 침상 재활 시스템 (100) 은 디스플레이 또는 스피커 등의 출력 장치를 더 포함하고, 이들 출력 장치를 통해 환자 또는 관리자에게 정보를 제공할 수 있다. 이 경우, 침상 재활 시스템 (100) 은 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들의 유형, 강도 및 횟수 등을 디스플레이에 표시하거나 스피커를 통해 음성으로 출력할 수 있다.
환자는 제공받은 정보에 따라 침상 재활 동작을 수행할 수 있다. 이때, 침상 재활 시스템 (100) 은 제공한 정보에 따라 침상 위에서 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정할 수 있다. 구체적으로, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 측정하고자 하는 부위에서, 침상 재활 동작 시 근육의 수축률이 가장 큰 환측 근육 상에 부착된 근전도 센서로부터 근전도 신호를 수신할 수 있다. 침상 재활 시스템 (100) 은 실시간으로 환자의 근전도 신호를 측정함으로써, 재활 동작을 수행 중인 환자의 근육 수행의 정도 및 능력을 진단할 수 있다.
침상 재활 시스템 (100) 은 재활 동작을 수행 중인 환자의 근전도 신호의 진폭에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 실시간으로 제공할 수 있다. 이때, 침상 재활 시스템 (100) 은 근전도 신호의 파형 또는 진폭의 수치 등을 표시하는 방법으로 환자 또는 관리자에게 정보를 제공할 수 있다. 침상 재활 시스템 (100) 은 근육의 최대 수축시의 근전도 신호의 진폭에 대한 현재 근전도 신호의 진폭의 비율을 실시간으로 환자 또는 관리자에게 제공할 수도 있다.
침상 재활 시스템 (100) 은 실시간으로 측정한 근전도 신호의 진폭이 근육의 최대 수축 시의 근전도 신호의 진폭의 50 % 이상이 되는지 여부를 환자 또는 관리자에게 실시간으로 표시할 수 있다. 근육의 최대 수축에서 50 % 이상 근육의 수축이 이루어져야 재활 동작이 충분히 이루어진 것이므로, 침상 재활 시스템 (100) 은 근전도 신호의 진폭을 기준으로 50 % 의 달성 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 침상 재활 시스템 (100) 은 현재 진폭이 50 % 이상이 되는 경우에만 재활 동작의 수행 횟수를 카운트하고, 카운트한 횟수에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 제공하여, 환자로 하여금 재활 동작을 충분히 수행할 수 있도록 유도할 수 있다. 침상 재활 시스템 (100) 은 상기 카운트 횟수를 메모리 (120) 에 저장할 수 있다. 한편, 환자의 상태 또는 재활 동작의 유형에 따라, 침상 재활 시스템 (100) 은 그 기준 수치를 50 % 외의 다른 수치로 변경할 수도 있다.
일 실시예에서, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 침상 재활 동작 중에 실시간으로 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 환자의 레벨 및 세부 스텝을 재분류할 수 있다. 또는, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 침상 재활 동작 완료 후에 재측정하여 변화된 근전도 신호의 진폭에 기초하여 환자의 레벨 및 세부 스텝을 재분류할 수 있다.
다른 실시예에서, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 침상 재활 동작 완료 후에 환자의 변화된 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들에 에 기초하여 환자의 레벨 및 세부 스텝을 재분류할 수 있다.
이와 같이, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 레벨 및 세부 스텝에 대한 피드백을 통해 재활 서비스를 반복적이고 계속적으로 제공할 수 있다.
또한, 침상 재활 시스템 (100) 은 환자의 침상 재활 동작이 완료된 후에도, 환자의 근전도 신호를 반복적으로 측정하여 환자의 레벨 및 세부 스텝을 재분류할 수 있다. 재분류로 인해 환자의 레벨 및 세부 스텝이 변경될 경우, 침상 재활 시스템 (100) 은 변경된 조합에 따른 상이한 침상 재활 동작에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 제공할 수 있다.
프로세서 (110) 는 PC(personal computer), 서버 디바이스, 모바일 디바이스, 임베디드 디바이스, IoT(Internet of Things) 디바이스 등의 다양한 종류의 컴퓨팅 디바이스들에 구비된 프로세서 (110) 에 해당할 수 있다. 예를 들어, 프로세서 (110) 는 CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit), AP(application processor), NPU(neural processing unit) 등과 같은 프로세서 (110) 에 해당할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
프로세서 (110) 는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리 (120) 의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
메모리 (120) 는 프로세서 (110) 에 의해 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 예를 들어, 환자 또는 이용자로부터 수신한 데이터, 환자 또는 이용자에게 전송한 데이터 및 침상 재활 시스템 (100) 에서 생성한 데이터 등에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 메모리 (120) 는 프로세서 (110) 에 의해 구동될 다양한 프로그램들 또는 애플리케이션들 등을 저장할 수 있다.
메모리 (120) 는 휘발성 메모리(volatile memory) 또는 불휘발성 메모리(nonvolatile memory) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 불휘발성 메모리는 ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Electrically Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), 플래시 메모리, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), FeRAM(Ferroelectric RAM) 등을 포함한다. 휘발성 메모리는 DRAM(Dynamic RAM), SRAM(Static RAM), SDRAM(Synchronous DRAM), PRAM, MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM) 등을 포함한다. 실시예에 있어서, 메모리 (120) 는 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital) 또는 Memory Stick 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
도 2 는 일 실시예에 따른 환자의 레벨 및 세부 스텝의 분류를 나타내는 표이다.
도 2 에는, 각 레벨 마다의 세부 스텝이 표시되고, 부위별 하지 근력 등급들의 기준치와, 브룬스트롬 단계-하지 (Brunnstrom stage - LE; Lower Extremity) 와 레벨의 대응관계가 표시되어 있다. 브룬스트롬 단계-하지 (Brunnstrom stage - LE; Lower Extremity) 는 뇌졸중 환자의 하지 부분에서의 회복 단계를 나타낸다.
여기서, 부위별 하지 근력 등급들에 대한 기준치들은 제 1 등급 (도 2 의 '1'), 제 2 등급 (도 2 의 '2') 및 제 3 등급 (도 3 의 '3') 으로서, 제 2 등급은 제 1 등급보다 높은 등급이고, 제 3 등급은 제 2 등급보다 높은 등급이다. 제 1 등급, 제 2 등급 및 제 3 등급은 각 부위에 대한 종래의 데이터 등에 기초하여 미리 설정되고 메모리에 저장될 수 있다. 제 1 등급, 제 2 등급 및 제 3 등급은 브룬스트롬 단계와의 관계를 고려하여서도 설정될 수 있다. 예컨대, 제 2 등급은 브룬스트롬 단계가 제 3 단계일 경우 환자에게 예상되는 최소 하지 근력 등급을 고려하여 설정될 수 있고, 제 3 등급은 브룬스트롬 단계가 제 4 단계 이상일 경우 환자에게 예상되는 최소 하지 근력 등급을 고려하여 설정될 수 있다.
침상 재활 시스템은 산출한 브룬스트롬 단계가 제 1 단계 내지 제 2 단계이고 부위별 하지 근력 등급들이 모두 제 2 등급 이하인 경우, 환자를 제 1 레벨로 분류할 수 있다.
침상 재활 시스템은 산출한 브룬스트롬 단계가 제 2 단계 내지 제 3 단계이고 부위별 하지 근력 등급들 중 적어도 하나의 등급이 제 2 등급 이상인 경우, 환자를 제 2 레벨로 분류할 수 있다.
침상 재활 시스템은 산출한 브룬스트롬 단계가 제 3 단계 내지 제 6 단계이고 부위별 하지 근력 등급들 중 적어도 하나의 등급이 제 3 등급 이상인 경우, 환자를 제 3 레벨로 분류할 수 있다.
환자가 복수의 레벨로 분류된 경우엔, 침상 재활 시스템은 최종적으로 환자를 그 중 제일 높은 레벨로 분류할 수 있다.
침상 재활 시스템은 환자의 레벨을 분류한 후, 환자의 세부 스텝을 분류할 수 있다.
제 1 레벨 내에서, 침상 재활 시스템은 무릎관절 폄근 및 발목배측굴곡근에 대한 등급들이 모두 제 1 등급 이하인 경우 환자를 제 1 스텝 (도 2 의 'A') 으로 분류하고, 무릎관절 폄근에 대한 등급이 제 1 등급을 초과하고 발목배측굴곡근에 대한 등급이 제 1 등급 이하인 경우 환자를 제 2 스텝 (도 2 의 'B') 으로 분류하고, 발목배측굴곡근에 대한 등급이 제 1 등급을 초과하는 경우 환자를 제 3 스텝 (도 2 의 ‘C’) 으로 분류할 수 있다.
제 2 레벨 내에서, 침상 재활 시스템은 고관절 굽힘근에 대한 등급이 제 2 등급 이상인 경우 환자를 제 1 스텝으로 분류하고, 무릎관절 폄근에 대한 등급이 제 2 등급 이상인 경우 환자를 제 2 스텝으로 분류하고, 발목배측굴곡근에 대한 등급이 제 2 등급 이상인 경우 환자를 제 3 스텝으로 분류할 수 있다.
제 3 레벨 내에서, 침상 재활 시스템은 고관절 굽힘근에 대한 등급이 제 3 등급 이상인 경우 환자를 제 1 스텝으로 분류하고, 무릎관절 폄근에 대한 등급이 제 3 등급 이상인 경우 환자를 제 2 스텝으로 분류하고, 발목배측굴곡근에 대한 등급이 제 3 등급 이상인 경우 환자를 제 3 스텝으로 분류할 수 있다.
여기서, 복수의 세부 스텝으로 분류 가능한 경우에는, 침상 재활 시스템은 최종적으로 환자를 그 중 가장 높은 세부 스텝으로 분류할 수 있다. 예컨대, 환자가 제 1 스텝 및 제 2 스텝에 해당하여, 제 1 스텝 및 제 2 스텝 모두로 분류 가능할 경우, 침상 재활 시스템은 환자를 제 2 스텝으로 분류할 수 있다.
도 3 은 일 실시예에 따른 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 침상 재활 동작을 나타내는 표이다.
도 3 에는, 각 레벨 내에서의 세부 스텝마다 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들이 표시된다. 이와 같은 대응 관계는 메모리에 미리 저장될 수 있다.
침상 재활 시스템은 메모리에 저장된 데이터를 조회하여, 분류된 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작을 결정할 수 있다. 침상 재활 시스템은 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 제공할 수 있다.
예컨대, 환자가 제 1 레벨의 제 1 스텝으로 분류된 경우, 침상 재활 시스템은 침상 재활 동작으로서, '1.무릎을 가슴으로 가져가기' 및 '2. 다리 벌리고 모으기'를 표시할 수 있다.
침상 재활 시스템은 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들 중, 환자의 침상 재활 동작 수행 이력 및 건강 정보에 기초하여 일부 동작들만 표시하거나 적절한 순서에 따라 동작들을 표시할 수 있다. 침상 재활 시스템은 침상 재활 동작의 종류뿐 아니라 수행 횟수, 세트수, 세션수, 수행 일수 등의 동작 커리큘럼을 결정하고, 이를 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 침상 재활 시스템은 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들 중, 환자의 침상 재활 동작 수행 이력 및 건강 정보에 기초하여 환자가 1 주일 동안 수행할 4 개 이하의 침상 재활 동작들을 결정하고, 4 개 이하의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 제공할 수 있다. 예컨대, 기존에 수행하지 않았던 동작을 우선적으로 선택한다거나, 환자의 건강에 대한 추가 정보에 따라 일부 동작을 배제할 수도 있다.
다른 실시예에서, 침상 재활 시스템은 환자의 침상 재활 동작 수행 이력 및 건강 정보에 기초하여 침상 재활 동작에 대한 '세트 당 횟수, 세션 당 세트수, 일 당 세션수 (횟수/세트, 세트수/세션, 세션수/일)'를, '세트 당 5 내지 10 회, 세션 당 3 내지 5 세트, 일 당 2 내지 3 세션 (5-10회/세트, 3-5세트/세션, 2-3세션/일)'의 범위 내에서 결정하고, 결정한 '세트 당 횟수, 세션 당 세트수, 일 당 세션수 (횟수/세트, 세트수/세션, 세션수/일)'에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 제공할 수 있다.
한편, 침상 재활 시스템은 침상 재활 동작에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 제공하기 전에, 예를 들어, 10 분간 침상 준비 운동을 실시하라는 정보를 환자 또는 관리자에게 제공할 수 있다.
도 4 는 일 실시예에 따른 침상 재활 동작별 자세 세팅을 나타내는 표이다.
도 4 에는, 각 침상 재활 동작이 수행될 수 있는 자세가 표시된다. 이와 같은 정보는 메모리에 미리 저장될 수 있다.
침상 재활 시스템은 메모리에 저장된 데이터를 조회하여, 적어도 하나의 침상 재활 동작에 대한 정보를 환자 또는 관리자에게 제공하는 데 있어, 그에 대응하는 자세 세팅에 대한 정보를 함께 제공할 수 있다. 즉, 침상 재활 시스템이 제공하는 적어도 하나의 침상 재활 동작에 대한 정보는 자세 세팅에 대한 정보를 포함할 수 있다.
예컨대, '5. 엉덩이 들어올리기'의 경우 반 누운 자세 및 바로 누운 자세에서만 수행이 가능하므로, 반 누운 자세 또는 바로 누운 자세로의 자세 세팅이 필요하다. 따라서, 침상 재활 시스템은'5. 엉덩이 들어올리기' 동작에 대한 정보를 제공할 때, 반 누운 자세 또는 바로 누운 자세에서 동작 수행이 가능하다는 정보를 함께 제공할 수 있다.
도 5 는 일 실시예에 따른 자세 세팅의 상세 설명을 나타내는 표이다.
도 5 에는, 각 자세 세팅에 대한 보다 자세한 설명이 표시된다. 이와 같은 정보는 메모리에 미리 저장될 수 있다.
침상 재활 시스템은 메모리에 저장된 데이터를 조회하여, 자세 세팅 정보를 환자 또는 관리자에게 제공하는 데 있어, 도 5 에 표시된 상세 설명을 함께 제공할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 개시된 방법 또는 침상 재활 시스템과 프로세스에서 설명된 처리의 순서는 일 예로서 설명된 것이다. 따라서 필요에 따라 각 단계들의 순서는 본 발명의 사상 내에서 조정될 수 있다. 또한 본 명세서에서 개시된 디바이스 및 시스템은 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행할 수 있는 수단들을 포함할 수 있고, 필요에 따라 독립된 디바이스 또는 시스템으로 구현되거나 또는 다른 시스템과 연동되거나 통합된 형태로 존재할 수도 있다.
도 1 내지 도 5 를 참조하여 설명한 동작들은 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에서 수행되거나 구현될 수 있다. 그리고 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 명령들은 각 디바이스 또는 시스템에서 프로세서에 의해 그 명령과 관련된 방법 및 처리가 수행되게 할 수 있다.
비제한적인 예로서, 컴퓨터 판독 가능 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광디스크 스토리지, 자기디스크 스토리지 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드 수단을 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 저장하는 데 사용될 수 있으며 범용 또는 특수-목적 컴퓨터, 또는 범용 또는 특수-목적 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 저장 매체를 포함할 수 있다. 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는, 본원에서 사용할 때, 컴팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다기능 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 Blu-ray 디스크를 포함하며, 디스크들 (disks) 은 데이터를 자기적으로 보통 재생하지만, 디스크들 (discs) 은 레이저로 데이터를 광학적으로 재생한다. 앞에서 언급한 것들의 조합들이 또한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 침상 재활 시스템
110: 프로세서
120: 메모리

Claims (19)

  1. 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법으로서,
    침상 위의 환자의 브룬스트롬 단계 (Brunnstrom stage) 및 부위별 하지 근력 (LE Motor Power) 등급들에 기초하여 상기 환자의 레벨을 분류하는 단계로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 레벨들 중 가장 높은 레벨을 부여하는, 상기 레벨을 분류하는 단계;
    상기 분류한 레벨 내에서, 상기 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 세부 스텝을 분류하는 단계로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 세부 스텝들 중 가장 높은 세부 스텝을 부여하는, 상기 세부 스텝을 분류하는 단계;
    상기 분류한 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 상기 환자 또는 관리자에게 제공하는 단계;
    상기 제공한 정보에 따라 침상 위에서 상기 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 상기 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정하는 단계; 및
    상기 실시간으로 측정한 근전도 신호에 대한 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하는 단계를 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레벨을 분류하는 단계는,
    상기 브룬스트롬 단계가 제 1 단계 내지 제 2 단계이고 상기 부위별 하지 근력 등급들이 모두 제 2 등급 이하인 경우, 상기 환자를 제 1 레벨로 분류하고,
    상기 브룬스트롬 단계가 제 2 단계 내지 제 3 단계이고 상기 부위별 하지 근력 등급들 중 적어도 하나의 등급이 제 2 등급 이상인 경우, 상기 환자를 제 2 레벨로 분류하고,
    상기 브룬스트롬 단계가 제 3 단계 내지 제 6 단계이고 상기 부위별 하지 근력 등급들 중 적어도 하나의 등급이 제 3 등급 이상인 경우, 상기 환자를 제 3 레벨로 분류하는 단계를 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부위별 하지 근력 등급들은 고관절 굽힘근, 무릎관절 폄근 및 발목배측굴곡근 각각에 대한 등급을 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 세부 스텝을 분류하는 단계는,
    상기 제 1 레벨 내에서, 상기 무릎관절 폄근 및 상기 발목배측굴곡근에 대한 등급들이 모두 제 1 등급 이하인 경우 상기 환자를 제 1 스텝으로 분류하고, 상기 무릎관절 폄근에 대한 등급이 제 1 등급을 초과하고 상기 발목배측굴곡근에 대한 등급이 제 1 등급 이하인 경우 상기 환자를 제 2 스텝으로 분류하고, 상기 발목배측굴곡근에 대한 등급이 제 1 등급을 초과하는 경우 상기 환자를 제 3 스텝으로 분류하고,
    상기 제 2 레벨 내에서, 상기 고관절 굽힘근에 대한 등급이 제 2 등급 이상인 경우 상기 환자를 제 1 스텝으로 분류하고, 상기 무릎관절 폄근에 대한 등급이 제 2 등급 이상인 경우 상기 환자를 제 2 스텝으로 분류하고, 상기 발목배측굴곡근에 대한 등급이 제 2 등급 이상인 경우 상기 환자를 제 3 스텝으로 분류하고,
    상기 제 3 레벨 내에서, 상기 고관절 굽힘근에 대한 등급이 제 3 등급 이상인 경우 상기 환자를 제 1 스텝으로 분류하고, 상기 무릎관절 폄근에 대한 등급이 제 3 등급 이상인 경우 상기 환자를 제 2 스텝으로 분류하고, 상기 발목배측굴곡근에 대한 등급이 제 3 등급 이상인 경우 상기 환자를 제 3 스텝으로 분류하는, 단계를 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레벨을 분류하는 단계 이전에,
    상기 환자의 근전도 신호를 측정하는 단계; 및
    상기 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 상기 환자의 상기 브룬스트롬 단계 및 상기 부위별 하지 근력 등급들을 산출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 레벨을 분류하는 단계는, 상기 산출한 브룬스트롬 단계 및 상기 산출한 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 상기 환자의 레벨을 분류하는 단계를 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 근전도 신호를 측정하는 단계는,
    상기 환자의 부위별로 부착된 적어도 하나의 근전도 센서들로부터 수신한 신호의 진폭을 상기 환자의 부위별로 기록하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 브룬스트롬 단계 및 상기 부위별 하지 근력 등급들을 산출하는 단계는,
    상기 측정한 근전도 신호의 진폭의 크기가 상기 브룬스트롬 단계에 대한 임계값들을 초과하는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 측정한 근전도 신호의 진폭의 크기가 상기 임계값들 중 높은 임계값을 초과할수록 상기 브룬스트롬 단계를 높은 단계로 산출하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 브룬스트롬 단계 및 상기 부위별 하지 근력 등급들을 산출하는 단계는,
    상기 측정한 근전도 신호의 진폭의 크기에 대응하는 상기 부위별 하지 근력 등급들을 산출하고, 상기 측정한 근전도 신호의 진폭의 크기가 클수록 높은 하지 근력 등급에 대응하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하는 단계 이후에,
    상기 환자의 변화된 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 상기 환자의 레벨 및 세부 스텝을 재분류하는 단계를 더 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  10. 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법으로서,
    침상 위의 환자의 근전도 신호를 측정하는 단계;
    상기 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 상기 환자의 레벨을 분류하는 단계로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 레벨들 중 가장 높은 레벨을 부여하는, 상기 레벨을 분류하는 단계;
    상기 분류한 레벨 내에서, 상기 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 세부 스텝을 분류하는 단계로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 세부 스텝들 중 가장 높은 세부 스텝을 부여하는, 상기 세부 스텝을 분류하는 단계;
    상기 분류한 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 상기 환자 또는 관리자에게 제공하는 단계;
    상기 제공한 정보에 따라 침상 위에서 상기 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 상기 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정하는 단계; 및
    상기 실시간으로 측정한 근전도 신호에 대한 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하는 단계를 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 제공하는 단계는,
    상기 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들 중, 상기 환자의 침상 재활 동작 수행 이력 및 건강 정보에 기초하여 상기 환자가 1 주일 동안 수행할 소정 개수의 침상 재활 동작들을 결정하고, 상기 소정 개수의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 제공하는 단계를 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 제공하는 단계는,
    상기 환자의 침상 재활 동작 수행 이력 및 건강 정보에 기초하여 침상 재활 동작에 대한, 세트 당 횟수, 세션 당 세트수, 일 당 세션수를 결정하고, 상기 결정한 세트 당 횟수, 세션 당 세트수, 일 당 세션수에 대한 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 제공하는 단계를 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 근전도 신호를 실시간으로 측정하는 단계는,
    상기 환자의 측정하고자 하는 부위에서, 침상 재활 동작 시 근육의 수축률이 가장 큰 환측 근육 상에 부착된 근전도 센서로부터 근전도 신호를 수신하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  14. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하는 단계는,
    상기 실시간으로 측정한 근전도 신호의 진폭이 근육의 최대 수축 시의 근전도 신호의 진폭의 50 % 이상이 되는지 여부를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 표시하는 단계를 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 환자 또는 관리자에게 실시간으로 표시하는 단계는,
    상기 환자가 상기 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 중에, 상기 실시간으로 측정한 근전도 신호의 진폭이 근육의 최대 수축 시의 근전도 신호의 진폭의 50 % 이상이 되는 횟수를 카운트하고, 상기 카운트 정보를 상기 환자 또는 관리자에게 제공하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하는 단계 이후에,
    상기 환자의 변화된 근전도 신호의 진폭에 기초하여 상기 환자의 레벨 및 세부 스텝을 재분류하는 단계를 더 포함하는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 방법.
  17. 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 시스템으로서,
    메모리; 및
    상기 메모리에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는:
    침상 위의 환자의 브룬스트롬 단계 및 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 상기 환자의 레벨을 분류하는 것으로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 레벨들 중 가장 높은 레벨을 부여하는, 상기 레벨을 분류하고;
    상기 분류한 레벨 내에서, 상기 부위별 하지 근력 등급들에 기초하여 세부 스텝을 분류하는 것으로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 세부 스텝들 중 가장 높은 세부 스텝을 부여하는, 상기 세부 스텝을 분류하고;
    상기 분류한 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 상기 환자 또는 관리자에게 제공하고;
    상기 제공한 정보에 따라 침상 위에서 상기 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 상기 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정하고; 그리고
    상기 실시간으로 측정한 근전도 신호에 대한 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하도록, 구성되는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 시스템.
  18. 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 시스템으로서,
    메모리; 및
    상기 메모리에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는:
    침상 위의 환자의 근전도 신호를 측정하고;
    상기 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 상기 환자의 레벨을 분류하는 것으로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 레벨들 중 가장 높은 레벨을 부여하는, 상기 레벨을 분류하고;
    상기 분류한 레벨 내에서, 상기 측정한 근전도 신호의 진폭에 기초하여 세부 스텝을 분류하는 것으로서, 상기 환자에게 분류 가능한 적어도 하나의 세부 스텝들 중 가장 높은 세부 스텝을 부여하는, 상기 세부 스텝을 분류하고;
    상기 분류한 레벨 및 세부 스텝의 조합에 대응하는 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 결정하고, 상기 결정된 적어도 하나의 침상 재활 동작들에 대한 정보를 상기 환자 또는 관리자에게 제공하고;
    상기 제공한 정보에 따라 침상 위에서 상기 적어도 하나의 침상 재활 동작들을 수행하는 상기 환자의 근전도 신호를 실시간으로 측정하고; 그리고
    상기 실시간으로 측정한 근전도 신호에 대한 정보를 상기 환자 또는 상기 관리자에게 실시간으로 제공하도록, 구성되는, 뇌졸중 환자의 근전도 신호에 기반한 침상 재활 시스템.
  19. 제 1 항 및 제 10 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
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