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KR100745034B1 - Integrated diagnostic analysis device of muscle function - Google Patents

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KR100745034B1
KR100745034B1 KR1020060054850A KR20060054850A KR100745034B1 KR 100745034 B1 KR100745034 B1 KR 100745034B1 KR 1020060054850 A KR1020060054850 A KR 1020060054850A KR 20060054850 A KR20060054850 A KR 20060054850A KR 100745034 B1 KR100745034 B1 KR 100745034B1
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signal
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sensor
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이우철
인창식
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이우철
인창식
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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.The present invention simultaneously detects muscle strength, exercise angle (inclination) and EMG signals in a single device, and analyzes the detected signals to make a very precise diagnosis such as exercise diagnosis or rehabilitation diagnosis and treatment accordingly. The present invention relates to an integrated diagnostic analysis apparatus for muscle function such as angle and electromyography, and includes a muscle force sensor 110 that detects and outputs a signal of muscle strength of a subject, and a 3D coordinate of a direction of movement of a body part to be measured. 3D angle detection sensor 120 for detecting and outputting the signal by processing the signal, EMG measurement sensor 130 for detecting the EMG signal of the measurement site, the muscle force sensor 110, 3D angle detection sensor 120 And a measurement amplifier 140 for receiving each signal detected by the EMG sensor 130 and amplifying the signal and outputting the signal, and the analog output from the measurement amplifier 140. A / D converter 150 for converting an arc into a digital signal and outputting the signal, and receiving the signal output from the A / D converter 150 to calculate muscle strength data, EMG data, and movement angle (inclined angle) data. And a microcomputer 160 for generating and storing the same in a memory, and a communication interface 170 for allowing the PC 200 and the microcomputer 160 to exchange data.

Description

근육기능의 통합 진단분석장치{Integrative muscle function analysis device}Integrative muscle function analysis device

도 1은 본 발명에 따른 근육기능의 통합 진단 분석 장치의 회로 블록도,1 is a circuit block diagram of an integrated diagnostic analysis device of muscle function according to the present invention,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 근력 및 운동 각도 측정 시의 구성도, 2a to 2c is a configuration diagram when measuring the strength and exercise angle in accordance with an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 근육기능의 통합 진단 분석 장치의 제어 흐름도이다.3 is a control flowchart of an integrated diagnostic analysis apparatus for muscle function according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100: 진단 및 분석 장치 110: 근력감지센서100: diagnostic and analysis device 110: muscle strength sensor

120: 3D 각도검출센서 130: 근전도 측정센서120: 3D angle detection sensor 130: EMG sensor

140: 계측증폭부 150: A/D변환부140: measurement amplifier 150: A / D conversion unit

160: 마이콤 161: ROM160: micom 161: ROM

162: RAM 170: 통신인터페이스부162: RAM 170: communication interface unit

200: PC P: 측정프로브200: PC P: measuring probe

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.The present invention relates to an integrated diagnostic analysis device for measuring muscle function, such as muscle strength, exercise angle and electromyography, and more particularly, to simultaneously detect the muscle strength, exercise angle (tilt) and EMG signal in a single device, The present invention relates to an integrated diagnostic analysis apparatus for muscle function, which enables a very precise diagnosis such as exercise diagnosis or rehabilitation medicine diagnosis and treatment according to the signal analysis.

주지한 바와 같은, 근력이나 근전도를 측정하는 장치는 종래에도 많이 안출된 바 있다. As is well known, many apparatuses for measuring muscle strength and electromyography have been devised in the past.

상기 근력이란 어떤 근육이 근의 길이를 바꾸지 않고 발휘하는 최대장력으로 나타내고, 보통 사람의 경우 kg단위로 표시하며, 근력계, 배근력계 등으로 계측된다. The muscle strength is represented by the maximum tension that any muscle exerts without changing the length of the muscle, in the case of the average person expressed in kg unit, measured by a muscular dynamometer, a back muscle gauge and the like.

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.In addition, the EMG is a graph recording the current generated when the muscle is active, the surface derivation method to guide the potential by attaching an electrode to the surface of the human skin, and the activity generated at a point in the muscle by inserting the needle electrode into the muscle There is a needle electrode method that draws electric potential and detects activity of a motor unit.

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. Such devices for measuring muscle strength or electromyography detect the abnormal state by checking the condition of the subject, and provide data on the corresponding exercise or rehabilitation medicine to enable treatment accordingly.

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.However, the conventional apparatuses are independently configured, and there is a double hassle of providing the current state or prescription by using the data from the muscle strength and the data from the electromyogram, especially the body to be measured. As it detects only muscle strength and electromyogram of the site, it is possible to accurately and precisely detect the direction in which the actual body part can not move, and in contrast, the direction in which the body part cannot be moved (moves) due to muscle damage. There was no way.

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.The detection of the movement direction is a very important function in the measurement of the body part to be measured. In other words, it is necessary to understand the direction in which the body part to be measured does not move, but it is possible to determine the exact obstacle part of the muscle. The measured muscle dysfunction is an indicator that reflects the neuromusculoskeletal abnormalities and can be used as an important indicator for evaluating the neuromuscular, skeletal abnormalities.

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. The present invention has been made under the above-mentioned background, and an object of the present invention is to simultaneously detect the muscle strength, the movement angle (tilt), the EMG signal, and the like in a single device, and analyze the detected signals to analyze abnormalities of the nerve, muscle, and skeletal system. The present invention provides an integrated diagnostic analysis apparatus for muscle function such as muscle strength, exercise angle, and electromyography, which enables highly precise diagnosis such as exercise diagnosis or rehabilitation medicine diagnosis and treatment according to the evaluation of muscle function reflecting this function.

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.The present invention for achieving the above object is to detect the signal strength and the muscle force of the measured body part that resists the force applied to the measured body part of the subject for the test for the test to measure and output the signal Muscle strength sensor; A 3D angle detection sensor for detecting and outputting 3D coordinates of the movement direction of the body part to be measured by the subject; An EMG sensor for detecting an EMG signal at the site to be measured; A measurement amplifier which receives each signal detected from the muscle force sensor, the 3D angle detection sensor, and the EMG measurement sensor and amplifies the signal and outputs the signal; An A / D converter converting the analog signal output from the measurement amplifier into a digital signal and outputting the digital signal; A microcomputer that receives the signal output from the A / D converter and calculates and generates muscle strength data, electromyogram data, and movement angle (inclined angle) data, and stores them in a memory; It has a feature that includes a communication interface that allows the PC and the microcomputer to exchange data.

또한, 본 발명의 근력감지센서 및 3D 각도검출센서는 측정프로브에 내장되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the muscle strength sensor and the 3D angle detection sensor of the present invention is characterized in that it is configured to be built in the measurement probe.

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.The microcomputer of the present invention detects the change value (x ', y', z ') of the 3D coordinates (x, y, z) of the measurement probe detected by the 3D angle detection sensor, and calculates the movement angle (inclination) data. It is characterized by.

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.Muscle strength sensor of the present invention is to measure the grip force using the subject's hand or to contact (connected) one side to the hand of the measurer, the other side is configured to contact (connected) the body part of the subject to be measured In addition, the subject measures the pressure reflecting the muscle function of the subject by applying the force that moves the subject's body part to the subject to the force applied for the test.

본 발명의 3D각도 검출센서는 소정의 벨크로(velcro) 형 띠나, 테입 부착형으로 구성하여, 피측정자의 피측정 신체부위에 감기거나, 부착되도록 구성된 것을 특징으로 한다.3D angle detection sensor of the present invention is characterized in that it is configured to be a predetermined velcro (belcro) band, tape attached type, to be wound or attached to the body part to be measured.

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.The microcomputer of the present invention is characterized by generating the treatment information data according to the exercise diagnosis and rehabilitation diagnosis by analyzing the calculated muscle strength data, EMG data and the movement angle (inclined angle) data.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들은 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 근력, 운동 각도 및 근전도 등 근육기능의 통합 진단 분석 장치의 회로 블록도이다.1 is a circuit block diagram of an integrated diagnostic analysis apparatus of muscle function, such as muscle strength, exercise angle and electromyography according to the present invention.

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.As shown, the muscle strength, exercise angle and EMG integrated diagnostic analysis apparatus 100 according to the present invention is a muscle strength sensor 110, 3D angle detection sensor 120, EMG sensor 130, instrumentation amplifier 140 ), An A / D conversion unit 150, a microcomputer 160, a ROM 161, a RAM 162, and a communication interface unit 170.

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.The muscle strength sensor 110 is a sensor for detecting muscle strength, and detects the strength of the subject to resist the force applied to a certain body part of the subject for the test or the force of the subject to test and output the signal by processing it do.

상기 3D 각도검출센서(120)는 피측정자의 피측정 신체부위의 운동 방향에 대한 3D 좌표를 검출하여 이를 신호 처리하여 출력한다.The 3D angle detection sensor 120 detects and outputs 3D coordinates of the direction of movement of the body part to be measured by signal processing.

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. In addition, the muscle strength sensor 110 and the 3D angle detection sensor 120 is built in a predetermined measurement probe (P) as shown in Figures 2a to 2c, to measure the muscle strength and the movement angle of the subject to be measured It will be detected at the same time.

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.Looking at the measuring probe (P) in more detail with reference to Figures 2a to 2c, first, the cylindrical measuring probe (P) shown in Figure 2a is the measurement probe (P) in accordance with the movement of the subject at the initial position (A) When moving to the position B, the change value (x ', y', z ') of the 3D coordinates (x, y, z) is detected, and the angle according to the direction of movement, that is, the movement angle (tilt) is calculated; At the same time, the strength of the body part to be measured is detected through the grip force of the subject. The grip force is measured by a general pressure measuring method using a piezo element.

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.In addition, the shape shown in Figure 2b is composed of a measuring probe (P) in the form of a matchbox, which means that the measuring device grabs the measuring probe (P) and the front part (P1) in contact with the body part to be measured When pressed, it is a method of detecting the strength of the body part of the subject to be measured against it. This also detects the change value (x ', y', z ') of the 3D coordinates (x, y, z) of the measurement probe P, and calculates the angle (inclination degree) according to the movement direction.

도 2c는 상기 측정프로브(P)가 칠판지우개 형태로 구성한 것으로, 이 역시 그 기능은 상기 성냥갑구조의 측정프로브(P)와 동일하다.2c shows that the measuring probe P is configured in the form of a blackboard eraser, and its function is the same as that of the measuring probe P of the matchbox structure.

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. This movement angle is used as an important data to accurately determine the site and extent of muscle dysfunction related to or not related to symptoms such as pain of the subject, and muscle dysfunction is an index reflecting nerve, muscle, and skeletal abnormalities. In addition, it can be used as an important indicator for evaluating the nerve, muscle, and skeletal abnormalities.

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.In addition, the measurement probe (P) according to the present invention can be used in various sensor forms for various parts of the human body in addition to the above-described form according to the use and needs can be used in various ways, it is possible to expand the scope of application for various musculoskeletal diseases.

상기 근전도 측정센서(130)는 복수개의 전극패드로 구성되며, 측정부위에 상기 전극패드를 부착한 후, 일정한 전류를 흘려주어 운동기능 등의 이상 유무 등을 검출하게 된다.The EMG sensor 130 is composed of a plurality of electrode pads, and after attaching the electrode pad to the measurement site, by flowing a constant current to detect the presence or absence of abnormality, such as the exercise function.

상기 계측증폭부(140)는 상기 근력감지센서(110), 3D 각도검출센서(120) 및 근전도 측정센서(130)로부터 감지된 각각의 신호를 입력받아 이를 신호 증폭하여 출력하여 준다.The measurement amplifier 140 receives each signal detected from the muscle force sensor 110, the 3D angle detection sensor 120, and the EMG sensor 130, and amplifies and outputs the signals.

상기 A/D변환부(150)는 상기 계측증폭부(140)으로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.The A / D converter 150 converts the analog signal output from the measurement amplifier 140 into a digital signal and outputs the digital signal.

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.The microcomputer 160 receives the signal output from the A / D converter 150, calculates and generates muscle strength data, electromyogram data, and movement angle (inclined angle) data, and stores them in the RAM 162. give.

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.In addition, the microcomputer 160 may generate treatment information data according to exercise diagnosis and rehabilitation diagnosis by analyzing the calculated muscle strength data, EMG data, and exercise angle (inclined angle) data.

상기 ROM(161)은 본 장치의 전체 구동프로그램을 내장한 메모리이며, 상기 RAM(162)은 상기 마이콤(160)의 제어에 따라 각종데이터를 일시적으로 저장하는 메모리이다.The ROM 161 is a memory incorporating the entire driving program of the apparatus, and the RAM 162 is a memory for temporarily storing various data under the control of the microcomputer 160.

상기 통신인터페이스부(170)는 외부기기와 마이콤(160)이 데이터를 교환할 수 있도록 하여주는 회로부로, RS232통신 및 USB통신이 가능하다.The communication interface unit 170 is a circuit unit that allows the external device and the microcomputer 160 to exchange data, and is capable of RS232 communication and USB communication.

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.In addition, the integrated diagnostic analysis apparatus 100 according to the present invention is connected to the PC 200 which is an external device through the communication interface 170, muscle strength data, exercise detected through the integrated diagnostic analysis apparatus 100 By displaying the angle (inclined angle) data and EMG data or by using a predetermined application program installed in the PC 200 itself, it is possible to receive treatment information according to various exercise diagnosis and rehabilitation diagnosis.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르자면, 상기 근력감지센서(110)와 3D각도 검출센서(120)는 각각 독립적으로 구성될 수 있다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the muscle strength sensor 110 and the 3D angle detection sensor 120 may be configured independently.

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.At this time, the muscle strength sensor 110 measures the grip force (measured in the hand) of the subject, such as the cylindrical measuring probe (P) of Figure 2a, or the match box shape or the blackboard eraser shape as shown in Figures 2b and 2c As the probe P, the subject measures the pressure on the muscle function of the subject to be measured by measuring the force of the body part to be measured against the force exerted for the test. The measurement probes P described here are excluded from the 3D angle detection function.

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.In addition, the independently configured 3D angle detection sensor 120 is composed of a predetermined velcro-shaped band to take a method of winding the body part to be measured (for arms and legs), or to attach a predetermined tape. After attaching to the body part to be measured, the movement angle (direction) can be detected as 3D coordinates through the movement of the body part to be measured.

도 3은 본 발명에 따른 근력, 운동 각도 및 근전도 등 근육기능의 통합 진단 분석 장치의 제어 흐름도이다.3 is a control flowchart of an integrated diagnostic analysis apparatus for muscle function such as muscle strength, exercise angle, and electromyography according to the present invention.

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.As shown, the present invention is a step of measuring the muscle strength using the muscle strength sensor 110 (S11), and using the 3D angle detection sensor 120 for detecting the 3D angle according to the movement direction (S12) And calculating an exercise angle (tilt) using the detected 3D angle (S13), detecting the EMG using the EMG sensor 130 (S14), the detected muscle force data, Storing the exercise angle data and the EMG data (S15); analyzing the muscle force data, the exercise angle data and the EMG data to generate analysis data (S16); and transmitting the generated analysis data to the PC. (S17) is included.

이와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 보다 상세히 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described in more detail.

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.First, power is applied to the integrated diagnostic analysis apparatus 100 of the present invention, and an electrode pad, which is an EMG sensor 130, is attached to a diagnosis (measurement) portion of a subject, and the subject is measured using a measurement probe P as shown in FIG. 2A. ), Or the measurer presses the body part of the subject to be measured using the measuring probe P as shown in FIG. 2B or 2C.

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.At this time, the subject is unable to exercise at the site of pain or at the site of abnormal muscle function due to other nerve, muscle, and skeletal system abnormalities, and at the same time, the repulsive force of the grip or the body part to be measured is different. As a result, you can exercise only in areas other than painful areas or only in a limited range of muscle function.

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.While performing the measurement operation through the measurement probe P several times, the muscle force detection signal is generated by the muscular strength sensor 110, and the position according to the movement direction of the subject is measured by the 3D angle detection sensor 120. Coordinate signals (x, y, z → x ', y', z ') are generated, and the EMG signal is generated by the EMG sensor 130.

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.Of course, here it is described as measuring the muscle strength or the 3D motion angle in the form of the measuring probe (P) shown in Figures 2a to 2c, as described above, the measuring method can be a variety of measurements in various forms of the sensor Those skilled in the art will appreciate.

상기 발생된 각각의 신호들은 계측증폭부(140)로 입력되어 신호 증폭된 후, 마이콤(150)으로 입력된다.Each of the generated signals is input to the measurement amplifier 140 and signal amplified, and then input to the microcomputer 150.

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.The microcomputer 150 generates muscle strength data and electromyography data by using the signals input from the measurement amplifier 140, and uses a coordinate signal input from the 3D angle detection sensor 120 to use a motion angle (inclination degree). ) To generate the movement angle data.

이와 같이 근력데이터, 운동 각도 데이터 및 근전도 데이터가 생성되면, 상기 마이콤(160)은 이 데이터들을 RAM(162)에 저장한다.(S11~S15)When the muscle strength data, the movement angle data and the EMG data are generated, the microcomputer 160 stores the data in the RAM 162. (S11 to S15)

그리고 상기 데이터들은 분석하여 피측정자의 신경·근·골격계의 기능이상에 따른 근육기능 이상을 반영하는 측정결과들을 종합하여 이에 따른 분석데이터를 생성한다.(S16 단계)The data are analyzed to synthesize the measurement results reflecting muscle function abnormalities according to the functional abnormalities of the subject's nerve, muscle, and skeletal system (S16 step).

상기 마이콤(160)은 상기 분석 데이터를 통신인터페이스부(170)를 통해 PC(200)로 전송한다.(S17 단계).The microcomputer 160 transmits the analysis data to the PC 200 through the communication interface 170 (step S17).

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.The PC 200 uses muscle data, motion angle data, and EMG data input from the communication interface unit 170 to reflect muscle function of the subject's nerve, muscle, and skeletal system. As the above indicators, information on treatment areas such as exercise diagnosis or rehabilitation medicine diagnosis is provided.

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.As described above, the present invention simultaneously detects the above-mentioned muscle strength, exercise angle and EMG signal in a single device, analyzes the detected signals, evaluates muscle dysfunction reflecting abnormalities of the neuromuscular skeletal system, and diagnoses exercise. It is a useful invention to enable a very precise diagnosis and treatment according to such a diagnosis or rehabilitation medicine.

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);A muscle force sensor 110 which detects the muscle force of the body part to be measured that resists the force applied to the body part to be measured by the measurer's grip force or the tester, and outputs the signal by processing the signal; 피측정자의 피측정 신체부위의 운동 방향에 대한 3D 좌표를 검출하여 이를 신호 처리하여 출력하는 3D 각도검출센서(120);A 3D angle detection sensor 120 for detecting and outputting 3D coordinates of a direction of movement of a body part to be measured by a user to be signal processed; 상기 피측정부위의 근전도 신호를 검출하는 근전도 측정센서(130);An EMG sensor 130 for detecting an EMG signal at the portion to be measured; 상기 근력감지센서(110), 3D 각도검출센서(120) 및 근전도 측정센서(130)로부터 감지된 각각의 신호를 입력받아 이를 신호 증폭하여 출력하는 계측증폭부(140);A measurement amplifier 140 which receives each signal detected from the muscle force sensor 110, the 3D angle detection sensor 120, and the EMG measurement sensor 130, amplifies the signal and outputs the signal; 상기 계측증폭부(140)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D변환부(150);An A / D converter 150 for converting an analog signal output from the instrumentation amplifier 140 into a digital signal and outputting the digital signal; 상기 A/D변환부(150)로부터 출력된 신호를 입력받아 근력데이터 및 근전도 데이터와, 운동 각도(경사각) 데이터를 산출 및 생성하고, 이를 메모리에 저장하는 마이콤(160); 및A microcomputer (160) for receiving the signal output from the A / D converter (150) to calculate and generate muscle strength data, electromyogram data, and exercise angle (inclined angle) data, and to store them in a memory; And PC(200)와 상기 마이콤(160)이 데이터를 교환할 수 있도록 하여주는 통신인터페이스부(170)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 근육기능의 통합 진단 분석 장치.PC 200 and the microcomputer 160, the integrated diagnostic analysis device of muscle function, characterized in that it comprises a communication interface unit 170 for exchanging data. 제 1 항에 있어서,  The method of claim 1, 상기 근력감지센서(110) 및 3D 각도검출센서(120)는 측정프로브(P)에 내장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 근육기능의 통합 진단 분석 장치.The muscle strength sensor 110 and the 3D angle detection sensor 120 is integrated diagnostic analysis device of muscle function, characterized in that configured to be built in the measurement probe (P). 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 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.The microcomputer 160 detects the change value (x ', y', z ') of the 3D coordinates (x, y, z) of the measurement probe P detected by the 3D angle detection sensor 120, the movement angle (Inclination) Integrated diagnostic analysis device for muscle function, characterized in that to calculate the data. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 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.The microcomputer 160 analyzes the calculated muscle strength data, EMG data, and movement angle (inclined angle) data to generate treatment information data according to exercise diagnosis and rehabilitation diagnosis.
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