KR101129556B1 - 하지 재활 치료 장치 및 그것의 하지 재활 치료 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하지 재활 치료 장치에 관한 것이다. 본 발명의 하지 재활 치료 장치는 재활 치료 환자의 일측 하지의 지지면에서 제공되는 하중을 감지하는 제 1 센서, 일측 하지의 관절부의 각도를 감지하는 제 2 센서, 재활 치료 환자의 타측 하지 위치를 감지하는 제 3 센서, 및 제 1 센서, 제 2 센서, 및 제 3 센서와 통신하고, 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보, 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보, 및 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 근거하여 하지 재활 치료 성공 여부를 판단하는 재활 치료 판단기를 포함한다.
Description
본 발명은 재활 치료 장치에 관한 것으로, 특히 마비가 발생한 하지의 지지력 향상을 위한 하지 재활 치료 장치 및 그것의 하지 재활 치료 방법에 관한 것이다.
뇌졸중, 외상성 뇌손상 등으로 인한 신체 마비가 생기면 마비된 근육은 필요한 순간에 힘을 내지 못하고, 필요한 크기의 힘을 생성하지 못하게 된다. 신체 마비 중에서도 하지 마비는 일상 생활에서 직립 시 균형을 잡지 못하고, 보행에 있어서도 이상 보행을 하게 된다. 현재 이러한 하지 마비 환자에 대해서 하지의 강제적 사용을 치료법으로 활용하려는 시도들이 증가하는 추세에 있다.
그러나, 하지 마비 환자들은 마비가 발생한 하지를 자유롭게 사용하지 못함에 따라서 마비가 발생한 하지로 인해 정상적인 생활을 하는데 불편함이 따르게 된다. 그럼에도 불구하고, 하지 마비 환자들은 마비가 발생한 하지에 대해서는 사용하지 않으려는 경향으로 인해 마비가 발생한 하지의 기능이 저하된다.
이러한 하지 마비는 직립이나 보행 등에 이동을 위한 중심 축, 즉 지지대 역할을 하는 하지의 지지력 기능을 정상적으로 수행할 수 없게 만든다. 이러한 하지의 기능을 정상화하기 위한 적절한 하지 재활 치료 장치에 대한 필요성이 있었다.
본 발명의 목적은 마비가 발생한 하지의 지지력 향상을 위한 하지 재활 치료 장치 및 그것의 하지 재활 치료 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 마비가 발생한 하지의 지지력 상향을 위한 재활 치료 동작을 사용자에게 피드백할 수 있는 하지 재활 치료 장치 및 그것의 하지 재활 치료 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 하지 재활 치료 장치는 재활 치료 환자의 일측 하지의 지지면에서 제공되는 하중을 감지하는 제 1 센서, 상기 일측 하지의 관절부의 각도를 감지하는 제 2 센서, 상기 재활 치료 환자의 타측 하지 위치를 감지하는 제 3 센서, 및 상기 제 1 센서, 상기 제 2 센서, 및 상기 제 3 센서와 통신하고, 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보, 상기 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보, 및 상기 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 근거하여 하지 재활 치료 성공 여부를 판단하는 재활 치료 판단기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 의해 상기 타측 하지의 위치가 목표 위치로의 도달을 감지하는 동안, 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 미만 또는 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 포함되지 못하면 재활 치료 실패로 판단한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 의해 상기 타측 하지의 위치가 목표 위치로의 도달을 감지하지 못하면, 하지 재활 치료 실패로 판단한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 의해 상기 타측 하지의 위치가 목표 위치로의 도달을 감지하는 동안, 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 이상이고, 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 포함되면 하지 재활 치료 성공으로 판단한다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 1 센서는 상기 지지면을 통해 상기 일측 하지로부터 제공되는 하중을 감지하는 하중 센서이다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 2 센서는 상기 재활 치료 환자의 일측 하지의 관절 부위에 부착되어 관절 부위의 각도를 측정하는 각도 센서이다.
이 실시예에 있어서, 상기 제 3 센서는 상기 재활 치료 환자의 타측 하지에 부착되어 상기 타측 하지의 위치를 감지하는 위치 센서이다.
이 실시예에 있어서, 상기 위치 센서는 미리 설정된 기준점을 중심으로 위치한 거리 정보를 출력하는 동작 측정 센서임을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 위치 센서는 미리 설정된 위치 정보를 갖는 복수개의 터치 센서들 중 하나와의 접촉에 의해 위치 정보를 수신하는 터치 센서임을 특징으로 한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보, 상기 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보, 및 상기 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 근거하여 재활 치료 환자에게 게임 기능을 제공하는 재활 치료 판단기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 1 센서, 상기 2 센서, 및 상기 제 3 센서와 통신하는 센서 인터페이스부, 상기 센서 인터페이스부를 통해 상기 제 1 센서, 상기 제 2 센서, 상기 제 3 센서와 연결되고, 상기 제 3 센서의 위치 정보가 상기 목표 위치에 도달하는 동안 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 미리 설정된 기준 하중 이상이고, 상기 제 2 센서에서 측정된 각도 정보가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 포함되면 동작 성공 정보를 생성하고, 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 상기 기준 하중 미만이거나 상기 제 2 센서에서 측정된 각도 정보가 상기 기준 각도 범위 내에 포함되지 않으면 동작 실패 정보를 생성하는 제어부, 및 상기 동작 성공 정보와 상기 동작 실패 정보를 출력하는 출력부를 포함한다.
본 발명의 하지 재활 치료 장치는 재활 치료 환자의 일측 하지의 지지면에서 제공되는 하중을 감지하는 제 1 센서, 상기 재활 치료 환자의 타측 하지 위치를 감지하는 제 2 센서, 및 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서와 통신하고, 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보와 상기 제 2 센서를 통해 수신된 위치 정보에 근거하여 하지 재활 치료 성공 여부를 판단하는 재활 치료 판단기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 2 센서를 통해 수신된 위치 정보에 의해 상기 타측 하지의 위치가 목표 위치로의 도달을 감지하는 동안 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 미만이면 하지 재활 치료 실패로 판단한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 2 센서를 통해 수신된 위치 정보에 의해 상기 타측 하지의 위치가 목표 위치로의 도달을 감지하는 동안 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 이상이면 하지 재활 치료 성공으로 판단한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 1 센서와 상기 제 2 센서와 통신하는 센서 인터페이스부, 상기 센서 인터페이스부를 통해 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서와 연결되고, 상기 제 2 센서의 위치 정보가 목표 위치에 도달되는 동안, 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 미리 설정된 기준 하중 이상이면, 동작 성공 정보를 생성하고, 상기 제 2 센서의 위치 정보가 목표 위치에 도달되는 동안 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 상기 기준 하중 미만이면, 동작 실패 정보를 생성하는 제어부, 및 상기 동작 성공 정보와 상기 동작 실패 정보를 출력하는 출력부를 포함한다.
본 발명의 하지 재활 치료 장치는 재활 치료 환자의 일측 하지의 지지면에서 제공되는 하중을 감지하는 제 1 센서, 상기 일측 하지의 관절부의 각도를 감지하는 제 2 센서, 및 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서와 통신하고, 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보와 상기 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보에 근거하여 하지 재활 치료 성공 여부를 판단하는 재활 치료 판단기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 2 센서의 각도 정보가 미리 설정된 각도 범위 내에 존재하는 동안 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 미만이면, 하지 재활 치료 실패로 판단한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보가 미리 설정된 각도 범위 내에 존재하는 동안 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 이상이면 하지 재활 치료 성공으로 판단한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 판단기는 상기 제 1 센서와 상기 2 센서와 통신하는 센서 인터페이스부, 상기 센서 인터페이스부를 통해 상기 제 1 센서및 상기 제 2 센서와 연결되고, 상기 제 2 센서의 각도 정보가 기준 각도 범위 내에 존재하는 동안 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 상기 기준 하중 이상이면 동작 성공 정보를 생성하고, 상기 제 2 센서의 각도 정보가 기준 각도 범위 내에 존재하는 동안 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 상기 기준 하중 미만이면 동작 실패 정보를 생성하는 제어부, 및 상기 동작 성공 정보와 상기 동작 실패 정보를 출력하는 출력부를 포함한다.
본 발명의 하지 재활 치료 장치의 하지 재활 치료 방법은 재활 치료 환자의 일측 하지의 위치 정보를 감지하는 단계, 상기 재활 치료 환자의 타측 하지의 지지면에 의해 제공되는 하중 정보를 감지하는 단계, 및 상기 위치 정보와 상기 하중 정보에 근거하여 상기 재활 치료 환자의 재활 치료 성공 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 성공 여부를 판단하는 단계는 상기 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안 상기 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 미만이면 하지 재활 치료 실패로 판단하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 성공 여부를 판단하는 단계는 상기 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안 상기 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 이상이면, 하지 재활 치료 성공으로 판단하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 일측 하지의 관절 부위의 각도 정보를 감지하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 성공 여부를 판단하는 단계는 상기 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안, 상기 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 미만 또는 상기 각도 정보가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 포함되지 않으면, 하지 재활 치료 실패로 판단하는 단계를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 재활 치료 성공 여부를 판단하는 단계는 상기 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안 상기 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 이상이고, 상기 각도 정보가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 포함되면, 하지 재활 치료 성공으로 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 하지 재활 치료 장치는 마비가 발생한 하지의 지지력 향상을 위한 하지 재활 치료를 할 수 있다. 또한, 본 발명의 하지 재활 치료 장치는 마비가 발생한 하지의 지지력 상향을 위한 재활 치료 동작을 사용자에게 피드백할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 하지 재활 치료 장치는 일예로, 뇌졸중, 외상성 뇌손상 등으로 인한 하지 마비 환자의 재활 치료에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활 치료 장치를 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 재활 치료 재활 치료 판단기를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 거리 정보를 이용하여 구현된 하지 재활 치료 장치를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 재활 치료 환자에 의한 하지 재활 치료 동작을 도시한 도면,
도 5는 도 1에 도시된 하지 재활 치료 장치의 하지 재활 치료 동작을 도시한 순서도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활 치료 장치를 이용한 재활 치료 동작의 구현을 도시한 도면, 및
도 7은 도 6의 하지 재활 치료 장치에 게임 기능 적용에 따른 출력부의 디스플레이 화면을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 재활 치료 재활 치료 판단기를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 거리 정보를 이용하여 구현된 하지 재활 치료 장치를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 재활 치료 환자에 의한 하지 재활 치료 동작을 도시한 도면,
도 5는 도 1에 도시된 하지 재활 치료 장치의 하지 재활 치료 동작을 도시한 순서도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활 치료 장치를 이용한 재활 치료 동작의 구현을 도시한 도면, 및
도 7은 도 6의 하지 재활 치료 장치에 게임 기능 적용에 따른 출력부의 디스플레이 화면을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명은 마비가 발생한 하지의 지지력 향상을 위한 하지 재활 치료 장치 및 그것의 하지 재활 치료 방법을 제공한다.
일반적으로 하지는 서 있거나 보행을 하는데 있어서 지지대 역할을 수행한다. 하지만, 하지 마비 환자의 하지는 이러한 지지대 역할을 정상적으로 수행할 수 없다.
따라서, 본 발명의 하지 재활 치료 장치는 하지 마비 환자의 양측 하지 중에서 이러한 지지대 역할이 저하된 하지의 재활 치료에 사용될 수 있다. 재활 치료 환자는 본 발명에서 제안된 재활 치료 장치를 통해 마비 등에 의해 기능이 저하된 일측 하지로 몸을 지지한 상태에서 타측 하지를 움직이는 훈련을 통해 재활 치료를 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 하지 재활 치료 장치는 기능이 저하된 일측 하지로부터 하중 변화를 측정하는 동안 타측 하지를 여러 위치로 변화하는 훈련을 할 수 있다. 이때, 하지 재활 치료 장치는 일측 하지에 일정한 기준 하중 이상이 인가되는지의 판단을 통해 재활 치료 환자의 재활 치료를 할 수 있다.
즉, 기능이 저하된 일측 하지의 하중이 기준 하중 미만이면, 재활 치료 환자의 지지력 유지 훈련이 실패한 것으로 판단한다. 이와 달리, 기능이 저하된 일측 하지의 하중이 기준 하중 이상이면 재활 치료 환자의 지지력 유지 훈련이 성공한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 하지 재활 치료 장치는 일측 하지의 관절의 동작에 따른 관절 부위의 각도(일예로, 무릎이 굽혀지는 정도)를 추가로 측정할 수 있다. 여기서, 관절은 슬관절, 고관절, 족관절 중 적어도 하나가 될 수 있다. 일측 하지로부터 일정한 기준 하중 이상이 인가된 상태에서, 일측 하지의 관절 부위의 각도(또는 굴곡) 변화가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 포함되는지의 판단을 통해 재활 치료 환자의 재활 치료를 할 수 있다.
관절 부위의 각도를 추가로 측정하는 경우, 기능이 저하된 일측 하지의 하중이 기준 하중 이상인 상태에서 관절 부위의 각도가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 포함되면, 재활 치료 환자의 지지력 유지 훈련이 성공한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 일측 하지의 하중이 기준 하중 미만이거나 관절 부위의 각도가 기준 하중 미만이면, 재활 치료 환자의 지지력 유지 훈련이 실패한 것으로 판단할 수 있다.
이러한 일측 하지의 하중 변화(및/또는 일측 하지의 슬관절 부위 각도 변화)를 통해 재활 훈련 성공 여부를 판단하는 동안 타측 하지의 위치를 변화시킴으로서 타측 하지의 동작에 따른 일측 하지의 지지력 향상 훈련을 할 수 있다.
상술한 기능을 갖도록 구현된 하지 재활 치료 장치는 하기의 도 1 내지 도 5를 통해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활 치료 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 하지 재활 치료 장치는 제 1 센서(10), 제 2 센서(20), 제 3 센서(30), 및 재활 치료 판단기(40)를 포함한다.
제 1 센서(10)는 재활 치료 환자의 일측 하지의 지지면을 통해 제공되는 하중을 측정하기 위한 센서이다. 제 1 센서(10)는 일측 하지의 지지력 변화에 의해 발생되는 하중을 감지할 수 있다. 제 1 센서(10)는 일측 하지의 지지면을 통해 제공되는 하중 정보를 발생한다. 여기서, 제 1 센서(10)를 통해 하중 정보를 발생하는 일측 하지는 기능이 저하된 하지이고, 지지력 향상을 위한 재활 치료 훈련 대상이 되는 하지이다.
제 2 센서(20)는 재활 치료 환자의 일측 하지의 관절 부위의 근육의 운동(수축 또는 이완)에 따른 관절 각도(또는, 굴곡)를 측정하기 위한 센서이다. 여기서, 관절은 슬관절, 고관절, 족관절 중 적어도 하나의 관절을 포함한다. 제 2 센서는 재활 치료 환자의 일측 하지의 관절(일예로, 슬관절, 고관절, 족관절 중 적어도 하나의 관절) 부위에 부착될 수 있다. 제 2 센서(20)는 재활 치료 환자의 일측 하지의 관절 부위 근육 운동에 따라 하지의 각도 정보를 발생한다.
제 3 센서(30)는 재활 치료 환자의 타측 하지의 동작을 감지하기 위한 센서이다. 제 3 센서(30)는 재활 치료 환자의 타측 하지에 부착될 수 있다. 일예로, 재활 치료 환자의 발 또는 신발 등에 부착될 수 있다. 제 3 센서(20)는 부착된 타측 하지의 동작에 따른 위치 정보를 발생한다.
재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10), 제 2 센서(20), 및 제 3 센서(30) 각각과 통신할 수 있다. 재활 치료 판단기(40)는 센서들(10, 20, 30)과 유선 또는 무선 방식으로 통신할 수 있다. 재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)로부터 하중 정보를 수신할 수 있다. 재활 치료 판단기(40)는 제 2 센서(20)로부터 각도 정보를 수신할 수 있다. 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30)로부터 위치 정보를 수신할 수 있다.
재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)의 하중 정보의 변화를 감지하는 동안 제 3 센서(30)의 위치 정보를 수신할 수 있다. 재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)의 하중 정보와 위치 정보를 통해 재활 치료 동작의 성공 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 미만일 수 있다. 이때, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작 실패로 판단한다. 하지만, 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 이상이고, 제 3 센서(30)의 위치 정보가 미리 설정된 목표 위치에 해당할 수 있다. 이때, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작 성공으로 판단한다.
재활 치료 판단기는 제 1 센서(10)의 하중 정보의 변화를 감지하는 동안 제 2 센서(20)의 각도 정보를 수신할 수 있다. 재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)의 하중 정보와 각도 정보를 통해 재활 치료 동작의 성공 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 미만일 수 있다. 이때, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작 실패로 판단한다. 하지만, 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 이상이고, 제 2 센서(20)의 각도 정보가 기준 각도 범위 내에 존재할 수 있다. 이때, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작 성공으로 판단한다.
또한, 재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)의 하중 정보의 변화를 감지하는 동안 제 2 센서(20)의 각도 정보와 제 3 센서(30)의 위치 정보를 수신할 수 있다. 재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)의 하중 정보, 제 2 센서(20)의 각도 정보, 제 3 센서(30)의 위치 정보를 통해 재활 치료 동작의 성공 여부를 판단할 수도 있다. 즉, 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 미만, 제 2 센서(20)의 각도 정보가 기준 각도 범위 밖에 존재, 및/또는 제 3 센서(30)의 위치 정보가 목표 위치에 해당하지 않을 수 있다. 이때, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작 실패로 판단한다. 하지만, 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 이상이고, 제 2 센서(20)의 각도 정보가 기준 각도 범위 내에 존재할 수 있다. 이때, 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30)의 위치 정보가 미리 설정된 목표 위치에 해당하면, 재활 치료 동작 성공으로 판단한다.
재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 환자에게 하지 재활 치료 동작 성공 여부를 출력할 수도 있다. 이를 통해, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 환자(또는, 의사, 간호사 등)에게 하지 재활 치료를 위한 정보를 피드백할 수 있다.
따라서, 본 발명의 재활 치료 장치(40)는 제 2 센서(20)의 각도 정보와 제 3 센서(30)의 위치 정보 중 적어도 하나와 제 1 센서(10)의 하중 정보를 사용하여 재활 치료의 성공 또는 실패를 판단함으로서 재활 치료 환자에게 재활 치료를 제공할 수 있다.
일예로, 재활 치료 환자는 왼쪽 하지의 지지력 향상을 위한 재활 치료 동작을 수행한다고 가정한다.
재활 치료 환자의 왼쪽 하지는 제 1 센서(10)의 지지면(일예로, 발판)에 위치한다. 제 2 센서(20)는 재활 치로 환자의 왼쪽 하지의 관절(슬관절, 고관절, 족관절 중 적어도 하나)에 부착된다. 이때, 제 3 센서(30)는 재활 치료 환자의 오른쪽 하지에 부착된다.
재활 치료 환자는 왼쪽 하지를 중심으로 균형을 유지한다. 이때, 왼쪽 하지의 발바닥과 제 1 센서(10)의 지지면을 통해 지지력(하중)이 작용한다. 따라서, 제 1 센서(10)는 지지력에 따라 발생된 하중 정보, 일예로 하중을 센싱한다.
또한, 재활 치료 환자의 왼쪽 하지에는 제 2 센서(20)가 부착된다. 제 2 센서(20)는 관절 주위의 근육의 수축 또는 이완에 따라 슬관절 부위의 각도(굴곡) 정보를 센싱한다.
만약, 오른쪽 하지의 전후-좌우-상하 방향의 여섯 가지 방향 중 적어도 하나의 방향으로 위치 변화에 따라 제 3 센서(30)는 위치 정보를 출력한다. 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30)로부터 위치 정보가 수신되는 동안에도 제 1 센서(10)로부터 하중 정보와 제 2 센서(20)의 각도 정보를 수신할 수 있다. 이때, 재활 치료 환자의 왼쪽 하지의 지지력이 감소하면, 재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)에서 출력되는 하중 정보를 통해 하중이 감소함을 확인할 수 있다. 또한, 재활 치료 판단기(40)는 제 2 센서(20)에서 출력되는 각도 정보를 통해 관절의 신전, 즉 수축과 이완이 적절한지를 판단할 수 있다.
재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)로부터 재활 치료 환자가 유지해야하는 최소 하중 미만의 하중이 인가되는지의 판단을 한다. 재활 치료 판단기(40)의 판단을 통해 재활 치료 환자의 하지 재활 치료 동작의 성공 여부를 확인할 수 있다.
이와 반대로, 오른쪽 하지의 지지력 향상을 위한 재활 치료 동작을 수행하는 경우, 재활 치료 환자의 오른쪽 하지는 제 1 센서(10)의 지지면(일예로, 발판)에 위치한다. 재활 치료 환자의 오른쪽 하지의 관절 주위에 제 2 센서(20)가 부착된다. 이때, 제 3 센서(30)는 재활 치료 환자의 왼쪽 하지에 부착된다.
본 발명에서 제 2 센서(20)는 선택적으로 사용될 수 있다. 재활 치료 장치는 제 2 센서(20)를 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다.
본 발명에서 제안된 하지 재활 치료 장치를 통해 재활 치료 환자는 하지의 지지력 훈련을 통한 재활 치료를 할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 재활 치료 판단기를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 재활 치료 판단기(40)는 센서 인터페이스부(41), 입력부(42), 제어부(43), 출력부(44), 및 메모리(45)를 포함한다.
센서 인터페이스부(41)는 제 1 센서(10)와 통신하고, 제 1 센서(10)의 하중 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 제 1 센서(10)의 하중 정보는 하지의 하중 감지에 따른 정보이다. 센서 인터페이스부(41)는 제 2 센서(20)와 통신하고, 제 2 센서(20)의 각도 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 제 2 센서(20)의 각도 정보는 관절 주변 근육의 수축 또는 이완에 따라 굽혀진 하지의 각도의 감지에 따른 정보이다. 센서 인터페이스부(41)는 제 3 센서(30)와 통신하고, 제 3 센서(30)의 위치 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 제 3 센서(30)의 위치 정보는 하지의 위치 감지에 따른 정보이다.
한편, 센서 인터페이스부(41)는 제 1 센서(10), 제 2 센서(20), 및 제 3 센서(30) 각각과 유선 또는 무선 방식으로 통신할 수 있다.
입력부(42)는 사용자로부터 재활 치료 판단기(40)의 동작 제어를 위한 제어 신호 또는 재활 치료 환자 정보 등을 입력받을 수 있다. 예를 들어, 재활 치료 환자 정보는 성명, 나이, 키, 몸무게, 또는 재활 치료 기록 정보 등을 포함한다. 입력부(42)는 키보드, 마우스, 터치펜, 및 터치 패드 등을 통해 구현될 수 있다.
제어부(43)는 센서 인터페이스부(41)로부터 제 1 센서(10)의 하중 정보, 제 2 센서(20)의 각도 정보, 제 3 센서(30)의 위치 정보를 수신한다.
제어부(43)는 제 1 센서(10)의 하중 정보를 기준 하중과 비교한다. 제어부(43)는 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 미만이면, 동작 실패 정보를 생성한다.
제어부(43)는 제 2 센서(20)의 각도 정보를 기준 각도 범위 내에 존재하는지 판단한다. 제어부(43)는 제 2 센서(20)의 각도 정보가 기준 각도 범위 내에 존재하지 않으면, 동작 실패 정보를 생성한다.
또한, 제어부(43)는 제 3 센서(30)의 위치 정보가 목표 위치에 해당하는지를 판단한다. 제어부(43)는 제 3 센서의 위치 정보가 목표 위치에 도달하지 못하면, 동작 실패 정보를 생성한다.
한편, 제어부(43)에 의해 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 이상으로 판단되고, 제 2 센서(20)의 각도 정보가 기준 각도 범위 이상으로 판단될 수 있다. 이때, 제 3 센서(30)의 위치 정보가 목표 위치에 도달하면, 제어부(43)는 동작 성공 정보를 생성한다.
즉, 제 3 센서(30)를 통해 수신되는 위치 정보를 통해 타측 하지의 위치가 목표 위치에 도달하는 동안, 제어부(43)에 의해 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 이상으로 판단되고, 제 2 센서(20)의 각도 정보가 기준 각도 이상으로 판단되면, 제어부(43)는 동작 성공 정보를 생성한다.
각 센서들(10, 20, 30)로부터 센싱한 센싱 정보들이 기준치(일예로, 기준 하중, 기준 각도 범위, 및 목표 위치 등)를 모두 만족하면, 제어부(43)는 동작 성공 정보를 출력할 수 있다.
제어부(43)는 입력부(42) 등을 통해 입력된 재활 치료 환자 정보를 동작 실패 정보 또는 동작 성공 정보와 함께 메모리(45)에 저장할 수 있다. 또한, 제어부(43)는 각 재활 치료 환자들 각각에 대해 재활 치료 시 시도 회수와 성공 회수 등을 카운트하고, 카운트된 정보를 메모리(45)에 저장할 수 있다.
이때, 제어부(43)는 재활 치료 동작에 관련된 정보들을 출력부(44)를 통해 출력할 수 있다.
출력부(44)는 제어부(43)에서 생성된 동작 실패 정보를 출력한다. 또한, 동작 성공 정보를 출력할 수도 있다. 출력부(44)는 디스플레이 장치 또는 스피커 등을 포함할 수 있다.
메모리(45)는 재활 치료 판단기(40) 동작을 위한 구동 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(45)는 제 3 센서(30)의 위치 정보에 대응되는 목표 위치 정보를 저장할 수 있다. 또한, 재활 치료 판단기(40)에 게임 기능이 연동되면, 메모리(45)는 게임 프로그램을 저장할 수 있다.
메모리(45)는 재활 치료 환자의 치료에 관련된 다양한 정보(환자 정보, 환자 치료 기록(일예로, 시도 회수, 성공 회수) 등)를 저장할 수 있으며, 상술한 정보들 이외에 다양한 정보들을 추가로 저장할 수 있다.
상술한 본 발명의 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 환자의 하지 지지력 향상을 위해 재활 치료 동작 상태를 재활 치료 환자에게 피드백할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 거리 정보를 이용하여 구현된 하지 재활 치료 장치를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하지 재활 치료 장치는 제 1 센서(10), 제 3 센서(30a, 30b), 및 재활 치료 판단기(40)를 포함한다.
제 1 센서(10)는 일예로, 왼쪽 하지 또는 오른쪽 하지의 지지면을 통해 인가되는 하중을 측정한다. 제 1 센서(10)는 재활 치료 환자가 위치하기 위한 지지면(발판)을 갖는다. 제 1 센서(10)는 측정된 하중 정보를 재활 치료 판단기(40)로 출력한다.
제 3 센서(30a)는 재활 치료 환자의 오른쪽 하지의 동작을 측정하기 위해 오른쪽 하지(일예로, 오른발)에 부착된다. 제 3 센서(30b)는 재활 치료 환자의 왼쪽 하지의 동작을 측정하기 위해 왼쪽 하지(일예로, 왼쪽발)에 부착될 수 있다.
현재, 제 3 센서(30a)를 부착한 오른쪽 하지가 동작하고 있으며, 제 3 센서(30a)는 오른쪽 하지에 따른 위치 정보를 출력한다.
일예로, 제 3 센서(30a)는 제 1 센서(10) 상에 결정된 기준점(40)의 위치를 기준으로 거리(d)를 측정할 수 있다. 제 3 센서(30a)는 제 1 센서(10)와의 거리 변화를 통해 동작을 감지할 수 있다.
제 3 센서(30a)가 제 1 센서(10)와의 거리 변화를 측정하여 제 3 센서(30a)를 부착한 하지의 위치 정보를 재활 치료 판단기(40)로 출력한다.
여기서, 재활 치료 환자의 왼쪽 하지의 지지력을 훈련하는 동작을 도시하고 있으며, 이때, 오른쪽 하지에 부착된 제 3 센서(30a)로부터 수신된 위치 정보를 수신할 수 있다. 이때, 재활 치료 환자는 오른쪽 하지를 동작하는 동안 왼쪽 하지에 대한 지지력 훈련을 할 수 있다.
재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)와 제 3 센서(30a)로부터 센싱된 센싱 정보(일예로, 하중 정보, 위치 정보)를 수신한다. 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30a)로부터의 위치 정보가 변화하는 동안 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 이상인지의 여부를 판단한다. 또는 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30a)로부터의 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 이상인지의 여부를 판단한다.
제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 이상이면, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작 성공으로 판단한다. 하지만, 제 1 센서(10)의 하중 정보가 기준 하중 이하이면, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작 실패로 판단한다.
한편, 제 2 센서(20)를 추가로 구비하고, 제 2 센서(20)의 각도 정보가 기준 각도 범위 내에 존재하는지를 추가로 판단하여 재활 치료 동작의 성공 여부를 판단할 수 도 있다.
제 2 센서(20)를 사용하는 경우, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 환자에게 일측 하지에 일정한 하중을 유지한 상태에서, 일측 하지의 관절의 수축 또는 이완이 적절히 되기 위한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 재활 치료 판단기(40)는 타측 하지가 목표한 위치에 도달한 경우에 동작 성공 정보를 출력함으로서 재활 치료 환자의 치료 동작을 유도할 수 있다.
한편, 제 3 센서(30)를 사용하지 않고, 하지 재활 치료 장치는 제 1 센서(10)와 제 2 센서(20)만으로도 재활 치료 환자에게 재활 치료를 제공할 수 있다.
또한, 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30a)로부터 타측하지의 위치 정보가 미리 결정된 시간 동안 수신되는지를 추가로 판단하여 동작 성공으로 판단할 수도 있다. 그리고, 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30a)의 위치 정보로부터 타측 하지의 동작 속도가 미리 설정된 기준 속도 이상으로 동작하는 경우에 동작 실패로 판단할 수 있다. 따라서, 재활 치료 환자의 타측 하지를 천천히 움직이도록 하여 재활 치료 동작의 효율성을 향상시킬 수도 있다.
재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작 실패 시 재활 치료 환자에게 디스플레이 장치 또는 스피커 등을 통해 재활 치료 동작 실패 정보를 출력할 수 있다. 이를 통해 재활 치료 환자는 자신의 잘못된 재활 치료 동작을 교정함으로서 재활 치료 동작의 효율성을 향상시킬 수 있다.
즉, 재활 치료 환자는 동작 실패 여부를 통보 받지 않기 위해, 왼쪽 하지에 일정한 지지력을 유지하면서, 오른쪽 하지를 동작시킬 수 있다. 그러므로, 재활 치료 환자의 왼쪽 하지의 지지력이 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 재활 치료 환자에 의한 하지 재활 치료 동작을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제 1 센서(10)는 재활 치료 환자기 위치하는 지지면을 포함한다. 제 1 센서(10)는 제 1 센서(10)의 지지면을 통해 인가되는 하중을 측정한다.
제 1 센서(10)는 환자의 왼쪽 하지의 하중을 측정하기 위한 하중 센서를 포함할 수 있다.
제 2 센서(20a, 20b)는 재활 치료 환자의 하지에 부착될 수 있다. 재활 치료 환자의 왼쪽 하지의 관절(일예로, 슬관절)에 제 2 센서(20a)가 부착되어 있고, 오른쪽 하지에 제 2 센서(20b)가 부착되어 있다. 재활 치료 환자의 재활 치료 부위에 따라 제 2 센서(20a)와 제 2 센서(20b) 중 어느 하나만이 부착될 수도 있다.
제 2 센서(20a, 20b) 각각은 각도 정보를 측정하기 위한 각도 측정 센서를 포함할 수 있다.
일예로, 제 2 센서(20b) 는 관절 주변의 근육의 수축 또는 이완에 따라서 하지에서 형성되는 각도 정보를 생성한다.
제 3 센서(30a, 30b)는 재활 치료 환자의 하지에 부착될 수 있다. 재활 치료 환자의 오른쪽 하지에 제 3 센서(30a)가 부착되어 있고, 왼쪽 하지에 제 3 센서(30b)가 부착되어 있다. 재활 치료 환자의 재활 치료 부위에 따라 제 3 센서(30a)와 제 3 센서(30b) 중 어느 하나만이 부착될 수도 있다.
제 3 센서(30a, 30b) 각각은 거리 정보를 측정하기 위한 동작 측정 센서를 포함할 수 있다.
일예로, 제 3 센서(30a)는 제 1 센서(10) 상에 결정된 기준점(40)을 중심으로 기준점으로부터 이동한 거리를 포함한 위치 정보를 생성한다. 이때, 제 3 센서(30a)의 이동 영역(41)이 기준점(40)을 중심으로 도시되어 있다.
제 1 센서(10)는 일측 하지에 일정 크기 이상의 지지력이 유지되고 있는지를 감지하기 위한 하중 센서이다. 제 2 센서(20)는 일측 하지의 관절 주변 근육이 적절히 수축 또는 이완 되는지를 판단하기 위한 각도 측정 센서이다. 제 3 센서(30a)는 재활 치료를 위한 일정한 동작 수행에 따른 위치를 감지하기 위한 위치 센서이다.
예를 들어, 제 3 센서(30a)는 제 3 센서(30a)의 이동 역역 내의 미리 결정된 위치에 설치된 복수개의 터치 센서들(미도시)과의 접촉을 통해 위치 정보를 출력할 수도 있다. 이때, 복수 개의 터치 센서들 각각은 내부에 터치 센서의 위치 정보를 저장할 수 있고, 위치 정보를 접촉되는 제 3 센서(30a)로 제공할 수 있다. 이때, 제 3 센서(30a)는 터치 센서들을 통해 획득한 위치 정보를 재활 치료 판단기(40)로 제공할 수 있다.
한편, 제 3 센서(30a)는 위치 정보가 아닌 하지 동작을 나타내기 위한 다른 정보, 일예로 가속도 정보 등과 같은 동작 정보를 생성할 수도 있다.
이때에는 제 3 센서(30a)는 가속도 센서 등으로 구현되어 하지의 동작에 따른 가속도 정보를 재활 치료 판단기(40)로 출력할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제 1 센서(10), 제 2 센서(20(20a, 20b)), 및 제 3 센서(30(30a, 30b))는 상술한 센서들 이외의 다양한 센서들로 구현될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 하지 재활 치료 장치의 하지 재활 치료 동작을 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, S110단계에서, 제 1 센서(10), 제 2 센서(20), 및 제 3 센서(30)는 각각 센싱 동작을 수행한다. 제 1 센서(10)는 재활 치료 환자가 올라설 수 있는 센서이고, 타측 하지와의 지지면을 통해 인가되는 하중을 센싱한다. 제 2 센서(20)는 하지의 관절 주변의 각도를 센싱한다. 제 3 센서(30)는 재활 치료 환자의 일측 하지에 부착되고, 일측 하지의 동작을 센싱한다. 제 1 센서(10), 제 2 센서(20), 및 제 3 센서(30)는 센싱 정보, 일예로 하중 정보를 재활 치료 판단기(40)로 출력한다.
S120단계에서 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30)의 동작을 감지하는 동안 제 1 센서(10)로부터 수신한 하중 정보가 임계값(일예로, 임계 하중) 미만인지 판단한다. 즉, 재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)로부터 수신된 하중이 기준 하중 미만인지 판단한다.
S120단계에서, 제 1 센서(10)의 하중 정보를 기준 하중(임계값) 미만으로 판단하면, 재활 치료 판단기(40)는 S180단계로 진행한다.
S180단계에서, 재활 치료 판단기(40)는 동작 실패 정보를 출력하고, 재활 치료 동작을 종료한다. 또는, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작을 초기화할 수 있다.
S120단계에서, 제 1 센서(10)의 하중 정보를 기준 하중 미만이 아닌 것(즉, 기준 하중 이상)으로 판단하면, 재활 치료 판단기(40)는 S130단계로 진행한다.
S130단계에서, 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30)의 동작을 감지하는 동안 제 2 센서(20)로부터 수신한 센싱 정보, 즉 각도 정보가 미리 설정된 기준 각도 범위내에 존재하는지 판단한다.
S130단계에서, 제 3 센서(30)의 제 2 센서의 각도 정보를 기준 각도 범위 내에 존재하지 않는 것으로 판단하면, 재활 치료 판단기(40)는 S180단계로 진행한다.
S130단계에서, 제 3 센서(30)의 제 2 센서의 각도 정보를 기준 각도 범위 내에 존재하는 것으로 판단하면, 재활 치료 판단기(40)는 S140단계로 진행한다.
S140단계에서, 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30)의 위치 정보가 목표 위치에 도달하였는지 판단한다. S140단계에서, 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30)를 통해 목표 위치에서 일정 시간 위치하고 있는 지의 판단을 할 수 있다. S140단계에서, 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30)의 위치 정보 등을 통해 미리 결정된 일정 속도 범위 내(일정 속도보다 빠르거나 일정 속도 보다 느린 경우 실패로 판단하기 위해)에서 동작하고 있는지의 판단을 할 수 있다. S140단계에서 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안 재활 치료 판단기(40)에서 S120단계 내지 S130단계의 판단 동작은 지속적으로 수행된다. 따라서, S140단계에서, 재활 치료 판단기(40)는 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안 S120단계 내지 S130단계의 조건을 만족하지 않으면, S180단계로 진행할 수 있다.
따라서, S120단계 내지 S140단계는 설명의 편의를 위한 것으로 서로 다른 순서로 수행되거나, 서로 동시에 수행될 수도 있다. 여기서도, 일예로, 제 2 센서(130)를 사용하지 않는 경우 S130단계는 존재하지 않을 수 있다.
S140단계에서, 제 3 센서(30)의 위치 정보가 목표 위치에 도달하지 않으면, 재활 치료 판단기(40)는 S180단계로 진행한다.
S140단계에서, 제 3 센서(30)의 위치 정보가 목표 위치에 도달하면, 재활 치료 판단기(40)는 S150단계로 진행한다.
S150단계에서, 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30)의 동작이 종료하였는지 판단한다. S150단계에서, 제 3 센서(30)의 동작이 종료하지 않은 경우, 재활 치료 판단기(40)는 S110단계로 진행한다.
S150단계에서, 제 3 센서(30)의 동작이 종료한 경우, 재활 치료 판단기(40)는 S160단계로 진행한다.
S160단계에서, 재활 치료 판단기(40)는 동작 성공 정보를 출력하고 S170단계로 진행한다.
S170단계에서 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작을 종료할 것인지를 확인한다. 재활 치료 동작을 종료하지 않는 경우, 재활 치료 판단기(40)는 S110단계로 진행하여 제 1 센서(10), 제 2 센서(20), 및 제 3 센서(30)를 통한 센싱 정보를 수신한다.
재활 치료 동작을 종료하는 경우, 재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 동작을 종료한다.
본 발명에서는 양측 하지 중 기능이 정상적이 못한 하지의 지지력 향상을 위한 하지 재활 치료 장치를 제안한다. 본 발명의 하지 재활 치료 장치는 마비가 발생한 일측 하지의 지지력과 관절의 신장력을 측정하기 위한 센서들(제 1 센서(10)와 제 2 센서(20))과 마비가 발행하지 않은 타측 하지의 동작을 감지하는 센서(제 3 센서(30))를 포함한다. 본 발명의 하지 재활 치료 장치는 두 개의 센서(제 1 센서(10)와 제 3 센서(30)) 또는 세 개의 센서(제 1 센서(10), 제 2 센서(20), 및 제 3 센서(30))를 통해 수신된 정보를 사용하여 마비 발생 하지의 지지력 변화를 사용자에게 피드백함으로서 마비 발생 하지의 지지력을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하지 재활 치료 장치를 이용한 재활 치료 동작의 구현을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 하지 재활 치료 장치에 게임 기능을 적용하여 하지 재활 치료에 사용할 수 있다.
하지 재활 치료 장치는 제 1 센서(10), 제 2 센서(20a), 제 3 센서(30a), 및 재활 치료 판단기(40)를 포함한다.
제 1 센서(10)는 재활 치료 환자의 오른쪽 하지를 통해 인가되는 하중을 측정한다. 제 1 센서(10)는 하중 정보를 출력한다.
제 2 센서(20a)는 재활 치료 환자의 오른쪽 하지에 부착되고, 슬관절 부위의 운동에 따라 슬관절이 형성하는 각도를 측정한다. 제 2 센서(20a)는 각도 정보를 출력한다.
제 3 센서(30a)는 재활 치료 환자의 왼쪽 하지에 부착되고, 왼쪽 하지의 운동에 따른 동작을 센싱한다. 제 3 센서(30a)는 위치 정보를 출력한다.
재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 환자의 재활 치료 동작의 효율성 향상을 위해 게임 기능을 구비할 수 있다. 여기서, 재활 치료 판단기(40)는 디스플레이 형태로 구현된 출력부(44)를 포함한다.
따라서, 재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10), 제 2 센서(20a), 및 제 3 센서(30a)를 통해 수신되는 센싱 정보를 사용하여 게임 기능을 구현할 수 있다. 재활 치료 판단기(40)는 각 센서들(제 1 센서(10), 제 2 센서(20a), 및 제 3 센서(30a))을 통해 수신되는 센싱 정보를 사용하여 게임을 구동할 수 있다.
재활 치료 판단기(40)는 재활 치료 환자의 신체를 지지하는 하지에 일정한 하중 이상이 부하된 상태에서, 지지된 하지의 적절한 신전 운동(또는 굴곡)을 적절히 유지되기 위한 정보를 사용자에게 제공한다. 이때, 재활 치료 판단기(40)는 타측 하지의 다양한 운동을 유발시킴으로서 재활 치료 환자에게 재활 치료(일예로, 왼쪽 하지의 지지력 향상)를 제공할 수 있다.
도 7은 도 6의 하지 재활 치료 장치에 게임 기능 적용에 따른 출력부의 디스플레이 화면을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 출력부의 디스플레이 화면(44)은 게임 기능 구현에 따른 게임 기능을 위한 이미지 데이터가 출력된다.
디스플레이 화면(44)은 일예로, 칠판 지우개(board cleaner) 게임이 적용되어 있다고 가정한다. 디스플레이 화면(44)은 칠판 영역(210), 하중 정보 표시 영역(220), 각도 정보 표시 영역(230), 성공 확률 표시 영역(240), 타이머 표시 영역(250), 및 기능 선택 영역(260)을 포함한다.
디스플레이 화면(44)을 통해 구현되는 칠판 지우개 게임 기능은 도 6에 도시된 재활 치료 동작에 관련된다고 가정한다.
칠판 영역(210)은 칠판 지우개(211)를 포함하고 있다. 이때, 칠판 지우개(211)는 일예로, 오른발에 위치한 센서의 동작에 따라 칠판 영역 내에서 이동할 수 있다. 재활 치료 동작 조건에 따른 동작이 성공적으로 수행되면, 칠판 지우개(211)가 이동한 칠판 영역(210)의 디스플레이 색상이 변경(칠판이 지워지는 것과 같은 형상을 디스플레이함)될 수 있다. 칠판 지우개(211)를 동작하기 위해서 재활 치료 판단기(40)는 제 3 센서(30a)로부터 수신된 위치 정보를 사용할 수 있다.
하중 정보 표시 영역(220)은 재활 치료 환자의 일측 하지, 일예로 왼쪽 하지를 통해 인가되는 하중 정보를 표시할 수 있다. 하중 정보 표시 영역(220)에 하중 정보를 표시하기 위해 재활 치료 판단기(40)는 제 1 센서(10)로부터 수신된 하중 정보를 사용할 수 있다.
각도 정보 표시 영역(230)은 재활 치료 환자의 일측 하지, 일예로 왼쪽 하지의 슬관절을 통해 인가되는 각도 정보를 표시할 수 있다. 하중 정보 표시 영역(220)에 각도 정보를 표시하기 위해 재활 치료 판단기(40)는 제 2 센서(20a)로부터 수신된 각도 정보를 사용할 수 있다.
성공 확률 표시 영역(240)은 재활 치료 환자에 의해 발생된 제 1 센서(10), 제 2 센서(20a), 제 3 센서(30a)로부터 수신된 센싱 정보가 만족한 상태에서의 전체 칠판 영역 대비 지워진 칠판 영역에 따른 비율을 나타내는 영역이다. 또는 성공 확률 표시 영역(240)은 재활 치료 동작에 따른 전체 시도 회수 대비 성공 회수를 나타낼 수도 있다.
타이머 표시 영역(250)은 칠판 지우개 게임을 시작한 시작 시점부터의 경과 시간에 대한 정보를 나타내는 영역이다.
기능 선택 영역(260)은 게임 기능 제어를 위한 다양한 키 버튼들이 디스플레이된다. 이때, 기능 선택 영역(260)은 재활 치료 환자 등으로부터 게임 기능 구현에 따른 종료, 재시작, 일시 정지 등의 다양한 기능을 제어하기 위한 키 버튼들을 포함할 수 있다. 기능 선택 영역(260)은 터치 스크린 형태로 구현될 수도 있다. 터치 스크린 형태로 구현된 기능 선택 영역(260)을 통해 재활 치료 환자로부터 입력 신호를 발생시킬 수도 있다.
따라서, 재활 치료 환자는 재활 치료 기기에 구현된 게임 기능을 통해 재활 치료 훈련의 흥미를 가질 수 있게 한다. 또한, 재활 치료 환자는 게임 기능을 구현한 재활 치료 기기를 통한 재활 치료 훈련의 효율성을 향상시킬 수 있다.
일예로, 본 발명의 하지 재활 치료 장치는 뇌졸중, 외상성 뇌손상 등으로 인한 하지 마비 환자의 재활 치료에 적용될 수 있다.
10: 제 1 센서 20, 20a, 20b: 제 2 센서
30, 30a, 30b: 제 3 센서
40: 재활 치료 판단기 41: 센서 인터페이스부
42: 입력부 43: 제어부
44: 출력부 45: 메모리
30, 30a, 30b: 제 3 센서
40: 재활 치료 판단기 41: 센서 인터페이스부
42: 입력부 43: 제어부
44: 출력부 45: 메모리
Claims (25)
- 재활 치료 환자의 일측 하지의 지지면에서 제공되는 하중을 감지하는 제 1 센서;
상기 일측 하지의 관절부의 각도를 감지하는 제 2 센서;
상기 재활 치료 환자의 타측 하지 위치를 감지하는 제 3 센서; 및
상기 제 1 센서, 상기 제 2 센서, 및 상기 제 3 센서와 통신하고, 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보, 상기 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보, 및 상기 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 근거하여 하지 재활 치료 성공 여부를 판단하는 재활 치료 판단기를 포함하고,
상기 재활 치료 판단기는 상기 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 의해 상기 타측 하지의 위치가 목표 위치로의 도달을 감지하는 동안, 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 이상이고, 상기 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 포함되면 하지 재활 치료 성공으로 판단하는 하지 재활 치료 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 재활 치료 판단기는 상기 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 의해 상기 타측 하지의 위치가 상기 목표 위치로의 도달을 감지하는 동안, 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보가 상기 기준 하중 미만 또는 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보가 상기 기준 각도 범위 내에 포함되지 못하면 재활 치료 실패로 판단하는 하지 재활 치료 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 재활 치료 판단기는 상기 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 의해 상기 타측 하지의 위치가 상기 목표 위치로의 도달을 감지하지 못하면, 하지 재활 치료 실패로 판단하는 하지 재활 치료 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 센서는 상기 지지면을 통해 상기 일측 하지로부터 제공되는 하중을 감지하는 하중 센서인 하지 재활 치료 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 센서는 상기 재활 치료 환자의 일측 하지의 관절 부위에 부착되어 관절 부위의 각도를 측정하는 각도 센서인 하지 재활 치료 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 3 센서는 상기 재활 치료 환자의 타측 하지에 부착되어 상기 타측 하지의 위치를 감지하는 위치 센서인 하지 재활 치료 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 위치 센서는 미리 설정된 기준점을 중심으로 위치한 거리 정보를 출력하는 동작 측정 센서임을 특징으로 하는 하지 재활 치료 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 위치 센서는 미리 설정된 위치 정보를 갖는 복수개의 터치 센서들 중 하나와의 접촉에 의해 위치 정보를 수신하는 터치 센서임을 특징으로 하는 하지 재활 치료 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 재활 치료 판단기는 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보, 상기 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보, 및 상기 제 3 센서를 통해 수신된 위치 정보에 근거하여 재활 치료 환자에게 게임 기능을 제공하는 재활 치료 판단기를 포함하는 하지 재활 치료 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 재활 치료 판단기는
상기 제 1 센서, 상기 2 센서, 및 상기 제 3 센서와 통신하는 센서 인터페이스부;
상기 센서 인터페이스부를 통해 상기 제 1 센서, 상기 제 2 센서, 및 상기 제 3 센서와 통신하고, 상기 제 3 센서로부터의 위치 정보가 상기 목표 위치에 도달하는 동안 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 상기 기준 하중 이상이고, 상기 제 2 센서에서 측정된 각도 정보가 상기 기준 각도 범위 내에 포함되면 동작 성공 정보를 생성하고, 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 상기 기준 하중 미만이거나 상기 제 2 센서에서 측정된 각도 정보가 상기 기준 각도 범위 내에 포함되지 않으면, 동작 실패 정보를 생성하는 제어부; 및
상기 동작 성공 정보와 상기 동작 실패 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 하지 재활 치료 장치. - 재활 치료 환자의 일측 하지의 지지면에서 제공되는 하중을 감지하는 제 1 센서;
상기 재활 치료 환자의 타측 하지 위치를 감지하는 제 2 센서; 및
상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서와 통신하고, 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보와 상기 제 2 센서를 통해 수신된 위치 정보에 근거하여 하지 재활 치료 성공 여부를 판단하는 재활 치료 판단기를 포함하고,
상기 재활 치료 판단기는 상기 제 2 센서를 통해 수신된 위치 정보에 의해 상기 타측 하지의 위치가 목표 위치로의 도달을 감지하는 동안 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 이상이면 하지 재활 치료 성공으로 판단하는 하지 재활 치료 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 재활 치료 판단기는 상기 제 2 센서를 통해 수신된 위치 정보에 의해 상기 타측 하지의 위치가 상기 목표 위치로의 도달을 감지하는 동안 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보가 상기 기준 하중 미만이면 하지 재활 치료 실패로 판단하는 하지 재활 치료 장치. - 삭제
- 제 12 항에 있어서,
상기 재활 치료 판단기는
상기 제 1 센서와 상기 2 센서와 통신하는 센서 인터페이스부;
상기 센서 인터페이스부를 통해 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서와 연결되고, 상기 제 2 센서의 위치 정보가 상기 목표 위치에 도달되는 동안 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 상기 기준 하중 이상이면 동작 성공 정보를 생성하고, 상기 제 2 센서의 위치 정보가 상기 목표 위치에 도달되는 동안 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 상기 기준 하중 미만이면 동작 실패 정보를 생성하는 제어부; 및
상기 동작 성공 정보와 상기 동작 실패 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 하지 재활 치료 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 재활 치료 환자의 일측 하지의 지지면에서 제공되는 하중을 감지하는 제 1 센서;
상기 일측 하지의 관절부의 각도를 감지하는 제 2 센서; 및
상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서와 통신하고, 상기 제 1 센서를 통해 수신된 하중 정보와 상기 제 2 센서를 통해 수신된 각도 정보에 근거하여 하지 재활 치료 성공 여부를 판단하는 재활 치료 판단기를 포함하고,
상기 재활 치료 판단기는
상기 제 1 센서와 상기 2 센서와 통신하는 센서 인터페이스부;
상기 센서 인터페이스부를 통해 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서와 통신하고, 상기 제 2 센서의 각도 정보가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 존재하는 동안 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 미리 설정된 기준 하중 이상이면 동작 성공 정보를 생성하고, 상기 제 2 센서의 각도 정보가 상기 기준 각도 범위 내에 존재하는 동안 상기 제 1 센서에서 측정된 하중이 상기 기준 하중 미만이면 동작 실패 정보를 생성하는 제어부; 및
상기 동작 성공 정보와 상기 동작 실패 정보를 출력하는 출력부를 포함하는 하지 재활 치료 장치. - 재활 치료 환자의 일측 하지의 위치 정보를 감지하는 단계;
상기 재활 치료 환자의 타측 하지의 지지면에 의해 제공되는 하중 정보를 감지하는 단계; 및
상기 위치 정보와 상기 하중 정보에 근거하여 상기 재활 치료 환자의 재활 치료 성공 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 재활 치료 성공 여부를 판단하는 단계는 상기 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안 상기 하중 정보가 미리 설정된 기준 하중 이상이면, 하지 재활 치료 성공으로 판단하는 단계를 포함하는 하지 재활 치료 장치의 하지 재활 치료 방법. - 제 20 항에 있어서,
상기 재활 치료 성공 여부를 판단하는 단계는
상기 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안 상기 하중 정보가 상기 기준 하중 미만이면 하지 재활 치료 실패로 판단하는 단계를 포함하는 하지 재활 치료 장치의 하지 재활 치료 방법. - 삭제
- 제 20 항에 있어서,
상기 일측 하지의 관절 부위의 각도 정보를 감지하는 단계를 더 포함하는 하지 재활 치료 장치의 하지 재활 치료 방법. - 제 23 항에 있어서,
상기 재활 치료 성공 여부를 판단하는 단계는
상기 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안, 상기 하중 정보가 상기 기준 하중 미만 또는 상기 각도 정보가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 포함되지 않으면, 하지 재활 치료 실패로 판단하는 단계를 포함하는 하지 재활 치료 장치의 하지 재활 치료 방법. - 제 23 항에 있어서,
상기 재활 치료 성공 여부를 판단하는 단계는
상기 위치 정보가 목표 위치에 도달하는 동안 상기 하중 정보가 상기 기준 하중 이상이고, 상기 각도 정보가 미리 설정된 기준 각도 범위 내에 포함되면, 하지 재활 치료 성공으로 판단하는 단계를 포함하는 하지 재활 치료 장치의 하지 재활 치료 방법.
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