KR100745034B1 - 근육기능의 통합 진단분석장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단일 장치에서 근력, 운동 각도(경사도) 및 근전도 신호 등을 동시에 검출하고, 이 검출된 신호를 분석하여 운동 진단이나 재활의학 진단 등 매우 정밀한 진단 및 이에 따른 치료가 가능하도록 한 근력, 운동 각도 및 근전도 등 근육기능의 통합 진단 분석 장치에 관한 것으로, 피측정자의 근력을 감지하여 이를 신호 처리하여 출력하는 근력감지센서(110)와, 피측정자의 피측정 신체부위의 운동 방향에 대한 3D 좌표를 검출하여 이를 신호 처리하여 출력하는 3D 각도검출센서(120)와, 피측정부위의 근전도 신호를 검출하는 근전도 측정센서(130)와, 상기 근력감지센서(110), 3D 각도검출센서(120) 및 근전도 측정센서(130)로부터 감지된 각각의 신호를 입력받아 이를 신호 증폭하여 출력하는 계측증폭부(140)와, 상기 계측증폭부(140)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D변환부(150)와, 상기 A/D변환부(150)로부터 출력된 신호를 입력받아 근력데이터 및 근전도 데이터와, 운동 각도(경사각) 데이터를 산출 및 생성하고, 이를 메모리에 저장하는 마이콤(160)과, PC(200)와 상기 마이콤(160)이 데이터를 교환할 수 있도록 하여주는 통신인터페이스부(170)를 포함하여 된 것이다.
근력, 운동, 각도, 경사도, 측정, 근전도, 재활, 분석
Description
도 1은 본 발명에 따른 근육기능의 통합 진단 분석 장치의 회로 블록도,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 근력 및 운동 각도 측정 시의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 근육기능의 통합 진단 분석 장치의 제어 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 진단 및 분석 장치 110: 근력감지센서
120: 3D 각도검출센서 130: 근전도 측정센서
140: 계측증폭부 150: A/D변환부
160: 마이콤 161: ROM
162: RAM 170: 통신인터페이스부
200: PC P: 측정프로브
본 발명은 근력, 운동 각도 및 근전도 등 근육기능을 측정하는 통합 진단 분석 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 장치에서 상기 근력, 운동 각도(경사도) 및 근전도 신호 등을 동시에 검출하고, 이 검출된 신호를 분석하여 운동 진단이나 재활의학 진단 등 매우 정밀한 진단 및 이에 따른 치료가 가능하도록 한 근육기능의 통합 진단 분석 장치에 관한 것이다.
주지한 바와 같은, 근력이나 근전도를 측정하는 장치는 종래에도 많이 안출된 바 있다.
상기 근력이란 어떤 근육이 근의 길이를 바꾸지 않고 발휘하는 최대장력으로 나타내고, 보통 사람의 경우 kg단위로 표시하며, 근력계, 배근력계 등으로 계측된다.
또한, 상기 근전도란 근육이 활동할 때 생기는 전류를 그래프에 기록한 그림으로, 인체의 피부에 표면에 전극을 부착하여 전위를 인도하는 표면 도출법과, 침상전극을 근육에 꽂아 넣고 근육 내의 한 지점에 생긴 활동전위를 이끌어 내어 운동단위의 활동을 검출하는 바늘전극법이 있다.
이와 같은 근력이나, 근전도를 측정하는 장치들은, 피측정자의 상태를 체크하여 이상부위를 검출하고, 이에 따른 치료가 가능하도록 그에 대응되는 운동 또는 재활의학에 대한 데이터를 제공하게 되는 것이다.
그러나 종래의 장치들은 각각 독립적으로 구성되어, 근력을 체크하여 나온 데이터와, 근전도를 체크하여 나온 데이터를 이용하여, 현재 상태나 처방 등을 내려야 하는 2중의 번거로움 있었으며, 특히 피측정자의 피측정 신체부위에 대한 근력 및 근전도 만을 검출하는 관계로, 실제 피측정 신체부위가 운동할 수 있는 방향, 반대로 근육 등의 손상으로 피측정 신체부위가 운동(움직)하지 못하는 방향을 정확하고 세분하여 검출할 수 있는 방법이 없었다.
상기 운동방향의 검출은 피측정 신체부위의 측정에 있어서 매우 중요한 기능이다. 즉 피측정 신체부위가 움직이지 못하는 방향을 파악해야지만 근육의 정확한 장애부위를 판단할 수 있기 때문이다. 이렇게 측정된 근육기능이상은 신경ㅇ근ㅇ골격계 이상을 반영하는 하나의 지표로서, 신경·근·골격계 이상을 평가하는 중요한 지표로 활용될 수 있다.
본 발명은 상기한 배경 하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 단일 장치에서 상기 근력, 운동 각도(경사도) 및 근전도 신호 등을 동시에 검출하고, 이 검출된 신호를 분석하여 신경·근·골격계의 이상을 반영하는 근육기능을 평가함으로써 운동 진단이나 재활의학 진단 등 매우 정밀한 진단 및 이에 따른 치료가 가능하도록 한 근력, 운동 각도 및 근전도 등 근육기능의 통합 진단 분석 장치를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 피측정자의 악력이나 측정자가 검사를 위해 피측정자의 피측정 신체부위에 가하는 힘에 대해 저항하는 상기 피측정 신체부위의 근력을 감지하여 이를 신호 처리하여 출력하는 근력감지센서와; 피측정자의 피측정 신체부위의 운동 방향에 대한 3D 좌표를 검출하여 이를 신호 처리하여 출력하는 3D 각도검출센서와; 상기 피측정부위의 근전도 신호를 검출하는 근전도 측정센서와; 상기 근력감지센서, 3D 각도검출센서 및 근전도 측정센서로부터 감지된 각각의 신호를 입력받아 이를 신호 증폭하여 출력하는 계측증폭부와; 상기 계측증폭부로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D변환부와; 상기 A/D변환부로부터 출력된 신호를 입력받아 근력데이터 및 근전도 데이터와, 운동 각도(경사각) 데이터를 산출 및 생성하고, 이를 메모리에 저장하는 마이콤과; PC와 상기 마이콤이 데이터를 교환할 수 있도록 하여주는 통신인터페이스부를 포함하여 된 특징을 가진다.
또한, 본 발명의 근력감지센서 및 3D 각도검출센서는 측정프로브에 내장되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 마이콤은 상기 3D 각도검출센서로부터 검출된 측정프로브의 3D 좌표(x,y,z)의 변화치(x',y',z')를 검출하여, 운동 각도(경사도) 데이터를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 근력감지센서는 피측정자의 손을 이용하여 악력을 측정하거나 일측면이 측정자의 손에 접촉(연결)되도록 하고, 타측면은 피측정자의 피측정 신체부위에 접촉(연결)되도록 구성하여, 측정자가 검사를 위해 가하는 힘에 대해 상기 피측정자가 자신의 피측정 신체부위를 움직이는 힘을 가함으로써 피측정자의 근육기능을 반영하는 압력을 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 3D각도 검출센서는 소정의 벨크로(velcro) 형 띠나, 테입 부착형으로 구성하여, 피측정자의 피측정 신체부위에 감기거나, 부착되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 마이콤은 산출된 근력데이터, 근전도 데이터 및 운동 각도(경사각) 데이터를 분석하여 운동 진단 및 재활 진단에 따른 치료정보 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들은 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 근력, 운동 각도 및 근전도 등 근육기능의 통합 진단 분석 장치의 회로 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 근력, 운동 각도 및 근전도 통합 진단 분석 장치(100)는 근력감지센서(110), 3D 각도검출센서(120), 근전도 측정센서(130), 계측증폭부(140), A/D변환부(150), 마이콤(160), ROM(161), RAM(162) 및 통신인터페이스부(170)를 포함한다.
상기 근력감지센서(110)는 근력을 감지하는 센서로, 피측정자의 악력 혹은 측정자가 검사를 위해 피측정자의 일정한 신체부위에 가하는 힘에 대해 저항하는 피측정자의 근력을 감지하여 이를 신호 처리하여 출력한다.
상기 3D 각도검출센서(120)는 피측정자의 피측정 신체부위의 운동 방향에 대한 3D 좌표를 검출하여 이를 신호 처리하여 출력한다.
또한, 상기 근력감지센서(110) 및 3D 각도검출센서(120)는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 소정의 측정프로브(P)에 내장되어, 피측정자의 피측정부위 근력 및 운동 각도를 동시에 검출하게 된다.
상기 측정프로브(P)를 도 2a 내지 도 2c를 통해 보다 상세히 살펴보면, 먼저 상기 도 2a에 도시된 원통형 측정프로브(P)는 측정프로브(P)가 초기위치(A)에서 피측정자의 운동에 따라 위치(B)로 이동한 경우, 3D 좌표(x,y,z)의 변화치(x',y',z')를 검출하여, 운동방향에 따른 각도, 즉 운동 각도(경사도)를 산출함과 동시에 피측정자의 악력을 통해 피측정 신체부위의 근력을 검출하게 된다. 상기 악력의 측정은 피에조소자를 이용한 일반적인 압력측정방식이 사용된다.
또한, 도 2b에 도시된 형태는 측정프로브(P)를 성냥갑형태로 구성한 것으로, 이는 측정자가 상기 측정프로브(P)를 움켜쥐고 그 전면부(P1)를 피측정자의 피측정 신체부위에 접촉하여 누를 때 이에 대항하는 피측정자의 피측정 신체부위의 근력을 검출하는 방식이다. 이 역시 측정프로브(P)의 3D 좌표(x,y,z)의 변화치(x',y',z') 를 검출하여, 운동방향에 따른 각도(경사도)를 산출하게 된다.
도 2c는 상기 측정프로브(P)가 칠판지우개 형태로 구성한 것으로, 이 역시 그 기능은 상기 성냥갑구조의 측정프로브(P)와 동일하다.
이러한 운동 각도는 피측정자의 통증 등 증상과 연관된 또는 연관되지 않은 근육기능이상의 부위와 정도를 정확하게 판단하게 되는 중요한 데이터로 이용되며, 근육기능이상은 신경·근·골격계 이상을 반영하는 하나의 지표로서, 상기 신경·근·골격계 이상을 평가하는 중요한 지표로 활용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 측정프로브(P)는 위 설명한 형태 이외에 인체부위별 다양한 센서 형태로 용도와 필요에 따라 다양하게 교체하여 사용가능함으로 다양한 근골격계 질환별 적용범위가 확대 가능하다.
상기 근전도 측정센서(130)는 복수개의 전극패드로 구성되며, 측정부위에 상기 전극패드를 부착한 후, 일정한 전류를 흘려주어 운동기능 등의 이상 유무 등을 검출하게 된다.
상기 계측증폭부(140)는 상기 근력감지센서(110), 3D 각도검출센서(120) 및 근전도 측정센서(130)로부터 감지된 각각의 신호를 입력받아 이를 신호 증폭하여 출력하여 준다.
상기 A/D변환부(150)는 상기 계측증폭부(140)으로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
상기 마이콤(160)은 상기 A/D변환부(150)로부터 출력된 신호를 입력받아 근력데이터 및 근전도 데이터와, 운동 각도(경사각) 데이터를 산출 및 생성하고, 이 를 RAM(162)에 저장하여 준다.
또한, 상기 마이콤(160)은 상기 산출된 근력데이터, 근전도 데이터 및 운동 각도(경사각) 데이터를 분석하여 운동 진단 및 재활 진단에 따른 치료정보 데이터를 생성할 수 있다.
상기 ROM(161)은 본 장치의 전체 구동프로그램을 내장한 메모리이며, 상기 RAM(162)은 상기 마이콤(160)의 제어에 따라 각종데이터를 일시적으로 저장하는 메모리이다.
상기 통신인터페이스부(170)는 외부기기와 마이콤(160)이 데이터를 교환할 수 있도록 하여주는 회로부로, RS232통신 및 USB통신이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 통합 진단 분석 장치(100)는 상기 통신인터페이스부(170)를 통해 외부기기인 PC(200)와 연결되어, 상기 통합 진단 분석 장치(100)를 통해 검출된 근력데이터, 운동 각도(경사각) 데이터 및 근전도 데이터를 표시하여 주거나 상기 PC(200) 자체에 인스톨된 소정의 응용프로그램의 활용으로 다양한 운동 진단 및 재활 진단에 따른 치료정보를 제공받을 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르자면, 상기 근력감지센서(110)와 3D각도 검출센서(120)는 각각 독립적으로 구성될 수 있다.
이때 상기 근력감지센서(110)는 도 2a의 원통형상의 측정프로브(P)와 같이 피측정자의 악력(손에 쥐고 측정)을 측정하거나, 도 2b 및 도2c와 같은 성냥갑형상이나 칠판지우개 형상의 측정프로브(P)와 같이 측정자가 검사를 위해 가하는 힘에 대항하여 상기 피측정자가 자신의 피측정 신체부위가 움직이는 힘을 측정함으로써 피측정자의 피측정 부위의 근육기능에 대한 압력을 측정하게 된다. 여기에서는 설명한 측정프로브(P)들에는 3D 각도검출기능은 배제된다.
또한, 독립적으로 구성된 3D각도 검출센서(120)는 소정의 벨크로(velcro) 형 띠로 구성하여, 피측정자의 피측정 신체부위에 감는 방법을 취하거나(팔, 다리의 경우), 소정의 테입 부착형으로 구성하여, 피측정자의 피측정 신체부위에 부착한 후, 피측정 신체부위의 움직임을 통해 운동각도(방향)를 3D 좌표로 검출할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 근력, 운동 각도 및 근전도 등 근육기능의 통합 진단 분석 장치의 제어 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 근력감지센서(110)를 이용하여 근력을 측정하는 단계(S11)와, 3D각도검출센서(120)를 이용하여 운동방향에 따른 3D 각도를 검출하는 단계(S12)와, 상기 검출된 3D 각도를 이용하여 운동 각도(경사도)를 산출하는 단계(S13)와, 상기 근전도 측정센서(130)를 이용하여 근전도를 검출하는 단계(S14)와, 상기 검출된 근력데이터, 운동 각도 데이터 및 근전도 데이터를 저장하는 단계(S15)와, 상기 근력데이터, 운동 각도 데이터 및 근전도 데이터를 분석하여 분석데이터를 생성하는 단계(S16)와, 상기 생성된 분석 데이터를 PC로 전송하는 단계(S17)를 포함한다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 보다 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명 통합 진단 분석 장치(100)에 전원이 인가되고, 피측정자의 진단(측정)부위에 근전도 측정센서(130)인 전극 패드를 부착하고, 피측정자는 도 2a와 같은 측정프로브(P)를 힘껏 쥐고 움직이거나, 또는 측정자가 도 2b나 도 2c와 같은 측정프로브(P)를 이용하여 피측정자의 피측정 신체부위를 가압하여준다.
이때 피측정자는 통증이 있는 부위, 또는 기타 신경·근·골격계의 이상으로 인해 근육기능에 이상이 초래된 부위로는 운동을 하지 못하게 되며, 동시에 악력이나 피측정 신체부위의 대응 반발력이 다르게 나타나며, 결과적으로 통증이 있는 부위를 제외한 나머지 부위로 혹은 근육기능이 제한된 범위에서만 운동을 할 수 있게 된다.
이러한 측정프로브(P)를 통한 측정동작을 수차례 수행하는 동안에, 근력감지센서(110)로는 피측정자의 근력 감지 신호가 발생되고, 3D각도검출 센서(120)로는 피측정자의 운동 방향에 따른 위치 좌표신호(x,y,z→x',y',z')가 발생되고, 근전도 측정 센서(130)로는 근전도 신호가 발생된다.
물론, 여기에서는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 측정프로브(P)의 형태로 근력 또는 3D 운동각도를 측정하는 것으로 설명하고 있으나, 전술한 바와 같이 상기 측정방법은 센서의 다양한 형태로 다양한 측정이 가능함을 당업자는 인식해야 할 것이다.
상기 발생된 각각의 신호들은 계측증폭부(140)로 입력되어 신호 증폭된 후, 마이콤(150)으로 입력된다.
상기 마이콤(150)은 상기 계측증폭부(140)로부터 입력된 상기 신호들은 이용 하여 근력데이터와 근전도 데이터를 생성하고, 상기 3D각도 검출센서(120)로부터 입력된 좌표신호를 이용하여 운동 각도(경사도)를 산출하여 운동 각도 데이터를 생성한다.
이와 같이 근력데이터, 운동 각도 데이터 및 근전도 데이터가 생성되면, 상기 마이콤(160)은 이 데이터들을 RAM(162)에 저장한다.(S11~S15)
그리고 상기 데이터들은 분석하여 피측정자의 신경·근·골격계의 기능이상에 따른 근육기능 이상을 반영하는 측정결과들을 종합하여 이에 따른 분석데이터를 생성한다.(S16 단계)
상기 마이콤(160)은 상기 분석 데이터를 통신인터페이스부(170)를 통해 PC(200)로 전송한다.(S17 단계).
상기 PC(200)는 상기 통신인터페이스부(170)로부터 입력된 상기 근력데이터, 운동 각도 데이터 및 근전도 데이터에 따른 분석데이터를 이용하여, 피측정자의 신경·근·골격계의 기능이상을 반영하는 근육기능이상의 지표로서 운동 진단이나 재활의학 진단 등 치료영역에 대한 정보를 제공하게 된다.
이상에 서와 같이 본 발명은 단일 장치에서 상기 근력, 운동 각도 및 근전도 신호 등을 동시에 검출하고, 이 검출된 신호를 분석하여 신경ㅇ근ㅇ골격계의 이상을 반영하는 근육기능이상을 평가하고 운동 진단이나 재활의학 진단 등 매우 정밀한 진단 및 이에 따른 치료가 가능하도록 유용한 발명이다.
Claims (4)
- 피측정자의 악력이나 측정자가 검사를 위해 피측정자의 피측정 신체부위에 가하는 힘에 대해 저항하는 상기 피측정 신체부위의 근력을 감지하여 이를 신호 처리하여 출력하는 근력감지센서(110);피측정자의 피측정 신체부위의 운동 방향에 대한 3D 좌표를 검출하여 이를 신호 처리하여 출력하는 3D 각도검출센서(120);상기 피측정부위의 근전도 신호를 검출하는 근전도 측정센서(130);상기 근력감지센서(110), 3D 각도검출센서(120) 및 근전도 측정센서(130)로부터 감지된 각각의 신호를 입력받아 이를 신호 증폭하여 출력하는 계측증폭부(140);상기 계측증폭부(140)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D변환부(150);상기 A/D변환부(150)로부터 출력된 신호를 입력받아 근력데이터 및 근전도 데이터와, 운동 각도(경사각) 데이터를 산출 및 생성하고, 이를 메모리에 저장하는 마이콤(160); 및PC(200)와 상기 마이콤(160)이 데이터를 교환할 수 있도록 하여주는 통신인터페이스부(170)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 근육기능의 통합 진단 분석 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 근력감지센서(110) 및 3D 각도검출센서(120)는 측정프로브(P)에 내장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 근육기능의 통합 진단 분석 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 마이콤(160)은 상기 3D 각도검출센서(120)로부터 검출된 측정프로브(P)의 3D 좌표(x,y,z)의 변화치(x',y',z')를 검출하여, 운동 각도(경사도) 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 근육기능의 통합 진단 분석 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 마이콤(160)은 산출된 근력데이터, 근전도 데이터 및 운동 각도(경사각) 데이터를 분석하여 운동 진단 및 재활 진단에 따른 치료정보 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 근육기능의 통합 진단 분석 장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020060054850A KR100745034B1 (ko) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | 근육기능의 통합 진단분석장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR100745034B1 true KR100745034B1 (ko) | 2007-08-01 |
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ID=38601591
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100933180B1 (ko) | 2008-02-22 | 2009-12-21 | 박승훈 | 악근 및 각근을 이용하여 측정 대상 근육의 근력을측정하기 위한 방법 및 장치 |
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