KR101967997B1 - 관절가동범위를 측정하기 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관절가동범위를 측정하기 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 영상을 표시하는 표시부와, 신체의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 감지하는 3D 센서부와, 상기 진료 대상자가 따라서 동작을 수행하도록 상기 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동에 상응하는 측정 동작을 나타내는 안내 영상을 상기 표시부를 통해 표시하고, 상기 3D 센서부를 통해 감지되는 상기 복수의 특징점 중 상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 고정점, 기준점, 및 운동점을 특정하고, 특정된 고정점, 기준점, 및 운동점을 이용하여 상기 측정하고자 하는 부위 및 운동에 대한 관절가동범위를 측정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절가동범위를 측정하기 위한 장치와, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.

Description

관절가동범위를 측정하기 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체{Apparatus for measuring range of motion, method thereof and computer recordable medium storing program to perform the method}

본 발명은 관절 가동 범위를 측정하기 위한 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 관절가동범위(ROM: range of motion)를 측정할 수 있는 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.

관절가동범위(ROM: range of motion)는 사지를 움직일 때 측정한 관절의 운동범위를 말하며, 그 최대각도를 각 운동 방향에 따라서 표현한다. 생리적인 운동범위보다 감소한 경우에는 가동범위제한이 있다고 말하고 정상범위를 크게 넘는 경우에는 동요관절이라고 한다. 통상 가동범위는 자동과 수동의 2가지를 구별하는데 양자가 일치하지 않은 경우도 있다. 마비가 있을 때에는 자동적으로 전혀 운동을 못해도 타동적으로는 자유롭게 움직일 수 있는 경우가 많다.

한국공개특허 제2017-0062174호 2017년 06월 07일 공개 (명칭: 관절 가동 범위를 측정하는 장치 및 방법)

본 발명의 목적은 종래의 기구를 사용하지 않고, 비접촉식 방법으로 관절가동범위를 측정할 수 있는 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하기 위한 장치는 영상을 표시하는 표시부와, 신체의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 감지하는 3D 센서부와, 상기 진료 대상자가 따라서 동작을 수행하도록 상기 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동에 상응하는 측정 동작을 나타내는 안내 영상을 상기 표시부를 통해 표시하고, 상기 3D 센서부를 통해 감지되는 상기 복수의 특징점 중 상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 고정점, 기준점, 및 운동점을 특정하고, 특정된 고정점, 기준점, 및 운동점을 이용하여 상기 측정하고자 하는 부위 및 운동에 대한 관절가동범위를 측정하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 대응하는 2차원 좌표 평면을 결정하고, 상기 기준점, 고정점, 및 운동점의 3차원 좌표로부터 상기 결정된 2차원 좌표 평면에 따라 상기 기준점, 고정점, 및 운동점의 2차원 좌표를 도출하고, 도출된 2차원 좌표를 이용하여

수학식

에 따라 관절가동범위의 2차원 측정값을 산출하며, 상기

은 상기 2차원 측정값이고, 상기 v1은 2차원 좌표 상에서 상기 기준점으로부터 상기 고정점 방향의 벡터이고, 상기 v2는 2차원 좌표 상에서 기준점으로부터 운동점 방향의 벡터인 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 고정점, 기준점 및 운동점의 3차원 좌표를 이용하여 수학식

에 따라 관절가동범위의 3차원 측정값 산출하며, 상기

은 상기 3차원 측정값이고, 상기 k1은 3차원 좌표 상에서 상기 기준점으로부터 상기 고정점까지의 벡터이고, 상기 k2는 3차원 좌표 상에서 상기 기준점으로부터 상기 운동점까지의 벡터이고, 상기 3차원 측정값과 상기 2차원 측정값의 차이가 기 설정된 값을 초과하면, 상기 2차원 측정값을 소거하며, 상기 3차원 측정값과 상기 2차원 측정값의 차이가 기 설정된 값 미만이면, 상기 2차원 측정값을 관절가동범위의 측정값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 이전에 측정된 관절가동범위의 측정값의 변화와 현재 2차원 측정값에 가중치를 적용하여 현재 측정값을 보정한다.

상기 제어부는 이전에 측정된 관절가동범위의 측정값을 이용하여 예측값을 산출하며, 산출된 예측값을 이용하여 상기 2차원 측정값을 보정하는 것을 특징으로 한다.

상술한 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하기 위한 장치는 오디오 신호를 수집하기 위한 오디오부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 오디오부를 통해 수신되는 오디오 신호가 통증을 호소하는 오디오 신호인 것으로 판단하면, 상기 통증이 발생한 시점에 측정된 관절가동범위의 측정값을 관절가동범위로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상술한 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하기 위한 장치는 상기 진료 대상자의 얼굴을 촬영하는 카메라부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 카메라부를 통해 촬영되는 상기 진료 대상자의 얼굴로부터 상기 진료 대상자의 얼굴 표정이 통증에 의해 변화하는 것을 감지하면, 상기 통증에 의해 얼굴 표정이 변화된 시점에 측정된 관절가동범위의 측정값을 관절가동범위로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관절가동범위를 측정하기 위한 방법은 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 측정을 위한 동작을 나타내는 영상을 표시하는 단계와, 신체의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 감지하는 단계와, 상기 감지된 복수의 특징점 중 상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 기준점, 고정점, 및 운동점을 특정하는 단계와, 상기 특정된 기준점, 고정점, 및 운동점을 이용하여 상기 측정하고자 하는 부위 및 운동에 대한 관절가동범위를 측정하는 단계를 포함한다.

또한, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관절가동범위를 측정하기 위한 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.

본 발명에 따르면, 종래의 기구를 사용하지 않고, 비접촉식 방법으로 관절가동범위를 측정할 수 있는 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다. 특히, 통증이 있는 경우, 통증이 발생하는 순간의 관절가동범위를 정밀하게 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 관절가동범위 측정을 위해 특정할 수 있는 신체의 특징점을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 좌표 평면을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 고정점, 기준점 및 이동점을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위의 측정값을 보정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 시스템의 구성을 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 시스템은 측정 장치(100) 및 사용자 장치(200)를 포함한다.

측정 장치(100)는 본 발명의 실시예에 따라 측정 대상, 예컨대, 환자의 관절가동범위를 측정하기 위한 장치이며, 환자의 관절가동범위를 측정한 후, 그 측정 결과를 사용자 장치(200)로 전송할 수 있다.

사용자 장치(200)는 환자 자신 혹은 의사가 사용하는 장치이다. 사용자 장치(200)는 컴퓨팅 연산을 수행하며, 유선 혹은 무선으로 데이터 통신을 수행할 수 있는 기기라면 어떤 종류라도 무방하다. 이러한 사용자 장치(200)는 스마트폰, 테블릿 PC, 패블릿 PC, PDA, 노트북, 랩탑컴퓨터 등을 예시할 수 있다. 환자는 사용자 장치(200)를 통해 측정 결과를 확인할 수 있다. 또한, 의사는 사용자 장치(200)를 통해 측정 결과를 확인하고, 환자의 상태를 진단할 수 있다.

그러면, 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 장치에 대해서 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 측정 장치(100)는 3D센서부(110), 통신부(120), 카메라부(130), 입력부(150), 표시부(160), 저장부(170) 및 제어부(180)을 포함한다.

3D센서부(110)는 비접촉 방식으로 인체의 특징점에 대한 3차원 좌표를 획득하기 위한 센서이다. 3D센서부(110)는 진료 대상자를 지향하여 설치되며, 진료 대상자의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 출력하여 제어부(180)로 전달한다. 3D센서부(110)는 레이저, 적외선, 가시광 등을 이용하는 다양한 방식의 센서를 이용할 수 있다. 이러한 3D센서부(110)는 TOP(Time of Flight), 위상변위(Phase-shift) 및 Online Waveform Analysis 중 어느 하나를 이용하는 레이저 방식 3차원 스캐너, 광 삼각법을 이용하는 레이저 방식 3차원 스캐너, 백색광 혹은 변조광을 이용하는 광학방식 3차원 스캐너, Handheld Real Time 방식의 PHOTO, 광학방식 3차원 스캐너, Pattern Projection 혹은 Line Scanning을 이용하는 광학방식, 레이저 방식 전신 스캐너, 사진 측량(Photogrammetry)을 이용하는 사진방식 스캐너, 키네틱(Kinect Fusion)을 이용하는 실시간(Real Time) 스캐너 등을 예시할 수 있다.

통신부(120)는 사용자 장치(200)와 통신하기 위한 수단이다. 통신부(120)는 예컨대, NFC(Near Field Communication), 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), IrDA(Infrared Data Association) 등의 통신 방식을 이용하여 사용자장치(200)와 직접 통신할 수 있다. 또는, 통신부(120)는 네트워크를 통해 사용자 장치(200)와 통신할 수 있다. 통신부(120)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF(Radio Frequency) 송신기(Tx) 및 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기(Rx)를 포함할 수 있다. 그리고 통신부(120)는 송신되는 신호를 변조하고, 수신되는 신호를 복조하는 모뎀(Modem)을 포함할 수 있다.

카메라부(130)는 영상을 촬영하기 위한 것으로, 이미지 센서를 포함한다. 이미지 센서는 피사체에서 반사되는 빛을 입력받아 전기신호로 변환하며, CCD(Charged Coupled Device), CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등을 기반으로 구현될 수 있다. 카메라부(130)는 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있으며, 이미지 센서에서 출력되는 전기신호를 디지털 수열로 변환하여 제어부(180)로 출력할 수 있다.

오디오부(140)는 본 발명의 실시예에 따른 안내 영상의 오디오 신호를 출력하기 위한 스피커(SPK)와, 사용자의 음성과 같은 오디오 신호를 수집하기 위한 마이크(MIKE)를 포함한다. 즉, 오디오부(140)는 제어부(180)의 제어에 따라 오디오 신호를 스피커(SPK)를 통해 출력하거나, 마이크(MIKE)를 통해 입력된 오디오 신호를 제어부(180)로 전달할 수 있다.

입력부(150)은 측정 장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고 입력 신호를 생성하여 제어부(180)에 전달한다. 입력부(150)은 측정 장치(100)를 제어하기 위한 각 종 키들을 포함할 수 있다. 입력부(150)은 표시부(160)이 터치스크린으로 이루어진 경우, 각 종 키들의 기능이 표시부(160)에서 이루어질 수 있으며, 터치스크린만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력부(150)은 생략될 수도 있다.

표시부(160)는 측정 장치(100)의 메뉴, 입력된 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공한다. 표시부(160)은 측정 장치(100)의 부팅 화면, 대기 화면, 메뉴 화면, 등의 화면을 출력하는 기능을 수행한다. 특히, 표시부(160)은 본 발명의 실시예에 따른 열화상을 화면으로 출력하는 기능을 수행한다. 이러한 표시부(160)은 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다. 한편, 표시부(160)은 터치스크린으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 표시부(160)은 터치센서를 포함한다. 터치센서는 사용자의 터치 입력을 감지한다. 터치센서는 정전용량 방식(capacitive overlay), 압력식, 저항막 방식(resistive overlay), 적외선 감지 방식(infrared beam) 등의 터치 감지 센서로 구성되거나, 압력 감지 센서(pressure sensor)로 구성될 수도 있다. 상기 센서들 이외에도 물체의 접촉 또는 압력을 감지할 수 있는 모든 종류의 센서 기기가 본 발명의 터치센서로 이용될 수 있다. 터치센서는 사용자의 터치 입력을 감지하고, 감지 신호를 발생시켜 제어부(180)로 전송한다. 특히, 표시부(160)이 터치스크린으로 이루어진 경우, 입력부(150) 기능의 일부 또는 전부는 표시부(160)을 통해 이루어질 수 있다.

저장부(170)은 측정 장치(100)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 특히, 저장부(170)은 측정 장치(100)의 사용에 따라 발생하는 사용자 데이터, 예컨대, 관절가동범위(ROM)의 측정값이 저장되는 영역이다. 저장부(170)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.

제어부(180)는 측정 장치(100)의 전반적인 동작 및 측정 장치(100)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 기본적으로, 측정 장치(100)의 각 종 기능을 제어하는 역할을 수행한다. 제어부(180)는 중앙처리장치(CPU: Central Processing Unit), 디지털신호처리기(DSP: Digital Signal Processor) 등을 예시할 수 있다. 이러한 제어부(180)의 동작에 대해서는 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 관절가동범위를 측정하기 전, 3D센서부(110)와 지면이 수평을 맞추는 캘리브레이션이 요구된다. 제어부(180)는 3D센서부(110)가 지면과 수평이 되도록 카메라부(130)를 통해 촬영된 영상과 3D센서부(110)가 검출한 복수의 특징점 및 수평 격자를 표시부(160)를 통해 표시할 수 있다. 그런 다음, 제어부(180)는 표시된 영상에서 바닥면과 수평 격자가 평행하게 되도록 3D센서부(110)를 조절할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 관절가동범위 측정을 위해 특정할 수 있는 신체의 특징점을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 좌표 평면을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 고정점, 기준점 및 이동점을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관절가동범위의 측정값을 보정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전술한 바와 같이, 제어부(180)는 3D센서부(110)를 통해 신체에서 복수의 특징점을 감지할 수 있다. 이러한 신체의 특징점은 다음의 표 1과 같다.

번호	특징점	설명
1	Ankle_Left	Left ankle 좌측 발목
2	Ankle_Right	Right ankle 우측 발목
3	Elbow_Left	Left elbow 좌측 팔꿈치
4	Elbow_Right	Right elbow 우측 팔꿈치
5	Foot_Left	Left foot 좌측 발
6	Foot_Right	Right foot 우측 발
7	Hand_Left	Left hand 좌측 손
8	Hand_Right	Right hand 우측 손
9	Hand_Tip_Left	Tip of the left hand 좌측 손 끝
10	Hand_Tip_Right	Tip of the right hand 우측 손 끝
11	Head	Head 머리
12	Hip_Left	Left hip 좌측 둔부(고관절)
13	Hip_Right	Right hip 우측 둔부(고관절)
14	Knee_Left	Left knee 좌측 무릎
15	Knee_Right	Right knee 우측 무릎
16	Neck	Neck 목
17	Shoulder_Left	Left shoulder 좌측 어깨
18	Shoulder_Right	Right shoulder 우측 어깨
19	Spine_Base	Base of the spine 척추 기부
20	Spine_Mid	Middle of the spine 척추 중앙
21	Spine_Shoulder	Spine at the shoulder
22	Thumb_Left	Left thumb 좌측 엄지
23	Thumb_Right	Right thumb 우측 엄지
24	Wrist_Left	Left wrist 좌측 손목
25	Wrist_Right	Right wrist 우측 손목

일 실시예에 따르면, 표 1과 같이, 3D센서부(110)를 통해 신체에서 25개의 특징점을 특정할 수 있다. 이러한 특징점은 도 4에 도시된 바와 같다.

도 3을 참조하면, 제어부(180)는 S110 단계에서 진료 대상자, 예컨대 환자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동을 결정한다. 이러한 결정은 사용자에 의해 입력부(150)를 통해 입력될 수 있다. 또한, 의사가 사용자 장치(200)를 통해 측정하고자하는 부위 및 운동을 입력하면, 이는 사용자 장치(200)로부터 측정 장치(100)로 전달될 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는 통신부(120)를 통해 이러한 측정하고자하는 부위 및 운동(측정 부위 및 측정 운동)을 수신하여, 수신된 바에 따라 결정될 수 있다.

다음의 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 측정 부위의 일부를 표로 정리한 것이다. 표 2에 좌측 및 우측 각각의 어깨, 팔, 둔부 및 무릎과, 중앙의 머리를 포함하는 9개만이 정리되었지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 표 1 및 도 4와 같이 3D센서부(110)를 통해 3차원 좌표가 검출되는 모든 특징점이 측정 부위가 될 수 있다.

위치	측정 부위	범위	운동점(a2)	기준점(a1)
좌측	어깨	팔꿈치-어깨	Elbow_Left	Sholder_Left
	팔	손목-팔	Wrist_Left	Elbow_Left
	둔부	무릎-둔부	Knee_Left	Hip_Left
	무릎	발목-무릎	Ankle_Left	Knee_Left
우측	어깨	팔꿈치-어깨	Elbow_Right	Sholder_Right
	팔	손목-팔	Wrist_Right	Elbow_Right
	둔부	무릎-둔부	Knee_Right	Hip_Right
	무릎	발목-무릎	Ankle_Right	Knee_Right
중앙	머리	경추-머리	Spine_Shoulder	Head

또한, 각각의 측정 부위는 각각 굽힘(flexion), 폄(extension), 모음(adduction), 벌림(abduction) 및 회전(rotation)을 포함하는 5종의 측정 운동에 따라 관절가동범위를 측정할 수 있다. 도 6에 우측 둔부의 굽힘(flexion) 및 폄(extension)과 좌측 둔부의 모음(adduction)의 일례가 도시되었다.

따라서 측정 부위 및 측정 운동이 결정되면, 진료 대상자가 측정 시, 취해야할 동작, 즉, 측정 동작이 결정된다. 이에 따라, 제어부(180)는 S120 단계에서 오디오부(140) 및 표시부(160)를 통해 안내 영상을 제공한다. 안내 영상은 측정 시, 측정하고자하는 부위 및 운동에 상응하여 진료 대상자가 측정 시, 취해야할 동작, 즉, 측정 동작을 나타내는 영상이다. 진료 대상자는 안내 영상을 통해 이러한 측정 동작에 따라 동작을 수행할 수 있다.

안내 영상에 따라 진료 대상자가 측정 동작을 취하면, 제어부(180)는 S130 단계에서 해당 측정 부위 및 측정 운동에 따라 관절가동범위를 측정한다. S130 단계에 대해 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 자세히 설명하기로 한다.

S130 단계에서 제어부(180)는 먼저, 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동(측정 부위 및 측정 운동)에 따라 대응하는 2차원 좌표 평면을 결정하고(도 5 참조), 복수의 특징점(도 4 참조) 중 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)을 특정한다(도 6 참조).

좌표 평면은 도 5 및 도 6을 참조하면, 측정 운동에 따라 결정된다. 일례로, 도 5의 (A) 및 도 6의 (가) 및 (나)를 참조하면, 측정 운동이 폄(extension)인 경우, 우측 둔부의 측정 운동 폄(extension)은 y-z 좌표 평면이 이용된다. 다른 예로, 도 5의 (B) 및 도 6의 (다)를 참조하면, 측정 운동이 모음(adduction)인 경우, 측정 운동 모음(adduction)은 x-y 좌표 평면이 이용된다.

기준점(a1) 및 운동점(a2)은 표 2, 도 4 및 도 6을 참조하면, 측정 부위에 따라 결정된다. 일례로, 표 2, 도 4 및 도 6의 (가) 및 (나)를 참조하면, 측정 부위가 우측 둔부이면, 우측 둔부를 나타내는 특징점(Hip_Right)이 기준점(a1)이 되고, 우측 무릅을 나타내는 특징점(Knee_Right)이 운동점(a2)이 된다. 다른 예로, 표 2, 도 4 및 도 6의 (다)를 참조하면, 측정 부위가 좌측 둔부이면, 좌측 둔부를 나타내는 특징점(Hip_Left)이 기준점(a1)이 되고, 좌측 무릅을 나타내는 특징점(Knee_Left)이 운동점(a2)이 된다.

고정점(a0)은 결정된 좌표 평면 및 기준점(a1) 및 운동점(a2)에 따라 결정된다. 고정점(a0)은 결정된 좌표 평면 상에서 기준점(a1)으로부터 바닥면 방향으로 기준점(a1)과 운동점(a2) 간의 거리와 동일한 거리만큼 수직으로 이격된 점을 의미한다.

일례로, 표 2, 도 4, 도 5의 (A) 및 도 6의 (가) 및 (나)를 참조하면, 기준점(a1)인 우측 둔부를 나타내는 특징점(Hip_Right)과 운동점(a2)인 우측 무릅을 나타내는 특징점(Knee_Right) 간의 거리가 30(cm)라고 할 때, 고정점(a0)은 y-z 좌표 평면 상에서 기준점(a1, Hip_Right)으로부터 바닥면 방향으로 30(cm) 수직으로 이격된 점이 된다. 다른 예로, 표 2, 도 4, 도 5의 (B) 및 도 6의 (다)를 참조하면, 기준점(a1)인 좌측 둔부를 나타내는 특징점(Hip_Left)과 운동점(a2)인 좌측 무릅을 나타내는 특징점(Knee_Left) 간의 거리가 30(cm)라고 할 때, 고정점(a0)은 y-z 좌표 평면 상에서 기준점(a1, Hip_Left)으로부터 바닥면 방향으로 30(cm) 수직으로 이격된 점이 된다.

전술한 바와 같은 방법으로, 2차원의 좌표 평면 및 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)이 특정되면, 제어부(180)는 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)의 3차원 좌표로부터 앞서 결정된 2차원 좌표 평면에 따라 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)의 2차원 좌표를 도출하고, 도출된 2차원 좌표를 이용하여 다음의 수학식 1, 2 및 3에 따라 관절가동범위의 2차원 측정값을 산출한다.

여기서,

은 상기 2차원 측정값을 나타낸다. 관절가동범위의 3차원 측정값은 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)의 2차원 좌표로부터 도출한 벡터를 이용하여 산출된 값을 의미한다. 또한, v1은 2차원 좌표 상에서 기준점(a1)으로부터 고정점(a0) 방향의 벡터이다. 그리고 v2는 2차원 좌표 상에서 기준점(a1)으로부터 운동점(a2) 방향의 벡터를 나타낸다. 또한, 수학식 1은 각도가 180도를 넘지 않는 경우의 수학식이고, 수학식 2는 각도가 180도를 넘는 경우의 수학식을 나타낸다.

한편, 제어부(180)는 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)의 3차원 좌표를 이용하여 다음의 수학식 4에 따라 관절가동범위의 3차원 측정값을 산출한다.

여기서,

은 관절가동범위의 3차원 측정값을 나타낸다. 관절가동범위의 3차원 측정값은 고정점(a0), 기준점(a1) 및 운동점(a2)의 3차원 좌표로부터 도출한 벡터를 이용하여 산출된 값을 의미한다. 또한, k1은 3차원 좌표 상에서 기준점(a1)으로부터 고정점(a0)까지의 벡터이다. 그리고 k2는 3차원 좌표 상에서 기준점(a1)으로부터 운동점(a2)까지의 벡터를 나타낸다.

관절가동범위의 3차원 측정값은 관절가동범위의 2차원 측정값을 사용할지 여부를 결정하는데에 사용된다. 이에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 전술한 바와 같이, 관절가동범위는 측정하고자 하는 운동(측정 운동)에 따라 좌표 평면이 결정된다. 이에 따라, 진료 대상자는 안내 영상에 따라 좌표 평면을 따라 동작을 수행하여야 한다. 일례로, 도 5의 (A) 및 도 6의 (가) 및 (나)를 참조하면, 측정 운동이 굽힘(flexion), 폄(extension)인 경우, 우측 둔부의 측정 운동은 y-z 좌표 평면 상에서 이루어져야 한다. 즉, 진료 대상자는 자신을 기준으로 앞 측 혹은 뒤 측으로 다리, 즉, 우측 둔부로부터 우측 무릅까지의 허벅지를 움직여야 한다. 하지만, 진료 대상자는 굽힘(flexion) 혹은 폄(extension) 동작만을 수행하지 않고, 다른 동작, 즉 모음(adduction), 벌림(abduction) 혹은 회전(rotation) 동작을 섞어서 수행할 수 있다. 이와 같이, 다른 동작(adduction, abduction, rotation) 성분이 과다한 경우, 해당 관절가동범위의 측정값을 진료에 사용하는 것은 부적합하다. 이에 따라, 제어부(180)는 관절가동범위의 3차원 측정값과 2차원 측정값의 차이가 기 설정된 값을 초과하면, 2차원 측정값을 소거하여 사용하지 않는다. 반면, 3차원 측정값과 상기 2차원 측정값의 차이가 기 설정된 값 미만이면, 2차원 측정값을 관절가동범위의 측정값으로 결정한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 이전에 측정된 관절가동범위의 측정값을 이용하여 2차원 측정값을 보정할 수 있다.

진료 대상자는 안내 영상을 통해 측정 동작을 수행하며, 제어부(180)는 안내 영상을 통해 진료 대상자가 측정 동작을 수행할 때 천천히 측정 동작을 따라 하도록 안내한다. 따라서 진료 대상자는 예컨대, 측정 동작이 굽힘(flexion)인 경우, 진료 대상자는 소정 범위 이내의 속도로 허벅지를 자신의 몸쪽으로 가까이 가져가는 동작을 서서히 진행한다. 따라서 측정 동작에 따른 측정 부위의 관절가동범위의 측정값의 변화는 소정 범위 내에서 이루어진다. 따라서 이전에 측정된 관절가동범위의 측정값의 변화 또한 소정 범위 내에서 이루어진다. 따라서 제어부(180)는 이전에 측정된 관절가동범위의 측정값을 이용하여 2차원 측정값을 보정할 수 있다. 이에 따라, 제어부(180)는 이전에 측정된 소정 수의 관절가동범위의 2차원 측정값을 보정한 보정값과 현재 2차원 측정값에 가중치를 적용하여 현재 측정값을 보정한다.

예컨대, 도 7을 참조하면, 3개의 이전 값을 이용한다고 가정한다. 제어부(180)는 관절가동범위의 2차원 측정값은 시간 순서대로 rn-3, rn-2, rn-1일 때, 본 발명의 실시예에 따라 보정하여 Rn-3, Rn-2, Rn-1로 보정하였다고 가정한다. 또한, 현재 2차원 측정값은 rn이라고 가정한다. 그러면, 제어부(180)는 다음의 수학식 5에 따라 현재 2차원 측정값을 보정한다.

여기서, w1, w2, w3는 가중치를 의미하며, 각각, 0.3, 0.3 및 0.4의 값을 가질 수 있다.

전술한 바와 같은 방법으로 관절가동범위를 측정하고, 보정하여 관절가동범위의 측정값을 산출한 후, 제어부(180)는 S140 단계에서 기 설정된 측정 시간이 만료되었는지를 판단하고, 만료되지 않은 경우, 측정값을 저장부(170)에 저장하고, 앞서 설명된 S130 단계 및 S140 단계를 반복한다. 한편, 기 설정된 측정 시간이 만료된 경우, 제어부(180)는 S160 단계에서 앞서 저장된 복수의 측정값 중 최대값을 관절가동범위로 선정한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 통증에 의해 관절가동범위의 제약이 있는 경우, 통증이 있는 순간의 관절가동범위를 측정할 수 있다. 이는 통증 치료에 있어서 중요한 진단 자료가 될 수 있다. 따라서 본 발명은 통증이 있는 순간의 관절가동범위를 측정하는 방법에 대해서 제안한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진료 대상자의 음성을 통해 측정 동작 중 통증이 발생하는 순간을 특정하고, 그 순간의 관절가동범위를 측정한다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 제어부(180)는 S210 단계에서 진료 대상자, 예컨대 환자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동(측정 부위 및 측정 운동)을 결정한다. 이러한 S210 단계는 도 3의 S110 단계와 동일하기 때문에 보다 자세한 설명은 생략한다.

측정 부위 및 측정 운동이 결정되면, 진료 대상자가 측정 시, 취해야할 동작, 즉, 측정 동작이 결정된다. 이에 따라, 제어부(180)는 S220 단계에서 오디오부(140) 및 표시부(160)를 통해 안내 영상을 제공한다. 안내 영상은 측정 시, 측정하고자하는 부위 및 운동에 상응하여 진료 대상자가 측정 시, 취해야할 동작, 즉, 측정 동작을 나타내는 영상이다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 안내 영상은 측정 부위에 대한 측정 운동을 천천히 수행하도록 하며, 측정 운동 중 통증이 발생할 때, 소리를 내도록 하는 내용을 포함한다.

안내 영상에 따라 진료 대상자가 측정 동작을 취하면, 제어부(180)는 S230 단계에서 해당 측정 부위 및 측정 운동에 따라 관절가동범위를 지속적으로 측정한다. 이러한 S230 단계는 도 3의 S130 단계와 동일하기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.

이와 같이, 지속적으로 관절가동범위를 측정하는 중에 제어부(180)는 S240 단계에서 기 설정된 측정 시간이 만료되었는지를 판단하고, 만료되지 않은 경우, S250 단계로 진행한다. 제어부(180)는 S250 단계에서 오디오부(140)를 통해 오디오 신호를 수신하여 수신된 오디오 신호가 진료 대상자의 통증을 호소하는 오디오 신호인지 여부를 판단한다. 통증을 호소하는 오디오 신호는, 예컨대, 통증에 의한 신음 소리, '아파요'라는 음성 등을 예시할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 진료 대상자의 오디오 신호를 수신하여, 수신된 오디오 신호가 통증에 의한 것인지 여부를 판단하기 위해 음성을 인식하고 분류하는 음성인식기를 사용할 수 있다. 이러한 음성인식기는 예컨대, 음성사전, 발음사전 등이 저장된 사전 데이터베이스와, 음성 인식을 위한 인식 네트워크를 포함할 수 있다. 이에 따라, 예컨대, 통증에 의한 신음 소리, '아파요'라는 음성 등을 학습하여 수신된 오디오 신호가 통증에 의한 것인지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 음성인식기는 인공신경망을 이용할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 인공신경망 중 컨볼루션 신경망(Convolutional Neural Network : CNN)을 이용하는 것이 바람직하다. 컨볼루션 신경망은 입력층(input laeyr), 은닉층(hidden layer) 및 출력층(output layer)을 포함하며, 은닉층은 적어도 하나의 컨볼루션층(convolution layer), 적어도 하나의 풀링층(pooling layer) 및 완전연결층(fully-connected layer)을 포함한다. 이에 따라, 제어부(180)는 인공신경망의 입력층에 통증에 의한 신음 소리, '아파요'라는 음성 등을 학습 데이터로 입력하여 역전파(backpropagation) 알고리즘을 통해 인공신경망을 학습(training)시킬 수 있다. 충분히 학습된 후, 제어부(180)는 오디오부(140)를 통해 입력되는 오디오 신호를 인공신경망(300)에 입력하여 인공신경망(300)이 출력을 통해 입력된 오디오 신호가 통증을 호소하는 오디오 신호인지 여부를 판단할 수 있다.

S250 단계의 판단 결과, 입력된 오디오 신호가 통증을 호소하는 오디오 신호인 경우, 제어부(180)는 S260 단계로 진행하여, 오디오 신호를 통해 확인한 통증이 발생한 시점에 산출된 측정값을 저장부(170)에 저장한다. 이와 같이, 제어부(180)는 기 설정된 측정 시간의 만료 전에 S230 단계 내지 S260 단계를 반복한다.

한편, 제어부(180)는 S240 단계에서 기 설정된 측정 시간이 만료되었는지를 판단하고, 만료된 경우, S270 단계로 진행하여, 앞서(S260) 저장된 복수의 측정값 중 최소값을 통증이 있는 경우 최대로 움직일 수 있는 관절가동범위로 결정한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 통증에 의해 관절가동범위의 제약이 있는 경우, 통증이 있는 순간의 관절가동범위를 측정할 수 있다. 이는 통증 치료에 있어서 중요한 진단 자료가 될 수 있다. 하지만, 진료 대상자가 스스로 통증이 발생하는 순간 그 측정 동작을 멈추고 그 순간의 관절가동범위를 측정하는 것은 통증의 크기에 따라 수행하기 어렵고, 그 결과 또한 정확하지 않다. 따라서 본 발명은 얼굴 표정을 이용하여 측정 동작 중 통증이 발생하는 순간을 특정하고, 그 순간의 관절가동범위를 측정할 수 있다. 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 관절가동범위 측정을 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 제어부(180)는 S310 단계에서 진료 대상자, 예컨대 환자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동(측정 부위 및 측정 운동)을 결정한다. 이러한 S310 단계는 도 3의 S110 단계 혹은 도 8의 S210 단계와 동일하기 때문에 보다 자세한 설명은 생략한다. 이와 같이, 측정 부위 및 측정 운동이 결정되면, 진료 대상자가 측정 시, 취해야할 동작, 즉, 측정 동작이 결정된다. 이에 따라, 제어부(180)는 S320 단계에서 오디오부(140) 및 표시부(160)를 통해 안내 영상을 제공한다. 이러한 S320 단계는 도 3의 S120 단계 혹은 도 8의 S220 단계와 동일하기 때문에 보다 자세한 설명은 생략한다.

안내 영상에 따라 진료 대상자가 측정 동작을 취하면, 제어부(180)는 S330 단계에서 해당 측정 부위 및 측정 운동에 따라 관절가동범위를 지속적으로 측정한다. 이러한 S330 단계는 도 3의 S130 단계 혹은 도 8의 S230 단계와 동일하기 때문에 보다 자세한 설명은 생략한다.

이와 같이, 지속적으로 관절가동범위를 측정하는 중에 제어부(180)는 S340 단계에서 기 설정된 측정 시간이 만료되었는지를 판단하고, 만료되지 않은 경우, S350 단계로 진행한다. 제어부(180)는 S350 단계에서 카메라부(130)를 통해 촬영된 진료 대상자의 얼굴 이미지를 통해 진료 대상자의 얼굴 표정을 관찰하여 진료 대상자의 얼굴 표정이 통증에 의해 변화하는지 여부를 판별한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 진료 대상자의 얼굴 표정을 관찰하여 진료 대상자의 얼굴 표정이 통증에 의해 변화하는 것을 감지하기 위하여 인공신경망을 이용할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 인공신경망 중 컨볼루션 신경망(Convolutional Neural Network : CNN)을 이용하는 것이 바람직하다. 컨볼루션 신경망은 입력층(input laeyr), 은닉층(hidden layer) 및 출력층(output layer)을 포함하며, 은닉층은 적어도 하나의 컨볼루션층(convolution layer), 적어도 하나의 풀링층(pooling layer) 및 완전연결층(fully-connected layer)을 포함한다. 이에 따라, 제어부(180)는 인공신경망의 입력층에 통증이 있는 경우의 사람의 얼굴을 촬영한 사진 혹은 영상을 학습 데이터로 입력하여 역전파(backpropagation) 알고리즘을 통해 인공신경망을 학습(training)시킬 수 있다. 충분히 학습된 후, 제어부(180)는 카메라부(130)를 통해 촬영된 진료 대상자의 얼굴 영상을 인공신경망(300)에 입력하여 인공신경망(300)이 출력을 통해 진료 대상자의 얼굴 표정이 통증에 의해 변화하는 것인지 여부를 판단할 수 있다.

S350 단계의 판단 결과, 카메라부(130)를 통해 촬영된 진료 대상자의 얼굴 영상으로부터 진료 대상자의 얼굴 표정이 통증에 의해 변화된 것으로 판단한 경우, 얼굴 표정이 변화된 시점을 통증이 발생한 시점으로 판단하고, 제어부(180)는 S360 단계로 진행하여, 통증이 발생한 시점에 산출된 측정값을 저장부(170)에 저장한다. 이와 같이, 제어부(180)는 기 설정된 측정 시간의 만료 전에 S330 단계 내지 S360 단계를 반복한다.

한편, 제어부(180)는 S340 단계에서 기 설정된 측정 시간이 만료되었는지를 판단하고, 만료된 경우, S370 단계로 진행하여, 앞서(S360) 저장된 복수의 측정값 중 최소값을 최대로 움직일 수 있는 관절가동범위로 결정한다.

한편, 앞서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 다양한 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100: 측정 장치
110: 3D센서부
120: 통신부
130: 카메라부
140: 오디오부
150: 입력부
160: 표시부
170: 저장부
180: 제어부
200: 사용자 장치
300: 인공 신경망

Claims (8)

1. 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하기 위한 장치에 있어서,
   영상을 표시하는 표시부;
   신체의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 감지하는 3D 센서부; 및
   상기 진료 대상자가 따라서 동작을 수행하도록 상기 진료 대상자의 관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동에 상응하는 측정 동작을 나타내는 안내 영상을 상기 표시부를 통해 표시하고, 상기 3D 센서부를 통해 감지되는 상기 복수의 특징점 중 상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 고정점, 기준점, 및 운동점을 특정하고, 특정된 고정점, 기준점, 및 운동점을 이용하여 상기 측정하고자 하는 부위 및 운동에 대한 관절가동범위를 측정하는 제어부;를 포함하며,
   상기 제어부는
   상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 대응하는 2차원 좌표 평면을 결정하고, 상기 기준점, 고정점, 및 운동점의 3차원 좌표로부터 상기 결정된 2차원 좌표 평면에 따라 상기 기준점, 고정점, 및 운동점의 2차원 좌표를 도출하고, 도출된 2차원 좌표를 이용하여
   수학식
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   에 따라 관절가동범위의 2차원 측정값을 산출하며,
   상기

   

   은 상기 2차원 측정값이고,
   상기 v1은 2차원 좌표 상에서 상기 기준점으로부터 상기 고정점 방향의 벡터이고,
   상기 v2는 2차원 좌표 상에서 기준점으로부터 운동점 방향의 벡터인 것을 특징으로 하는 관절가동범위를 측정하기 위한 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 고정점, 기준점 및 운동점의 3차원 좌표를 이용하여 수학식

   

   에 따라 관절가동범위의 3차원 측정값 산출하며,
   상기

   

   은 상기 3차원 측정값이고,
   상기 k1은 3차원 좌표 상에서 상기 기준점으로부터 상기 고정점까지의 벡터이고,
   상기 k2는 3차원 좌표 상에서 상기 기준점으로부터 상기 운동점까지의 벡터이고,
   상기 3차원 측정값과 상기 2차원 측정값의 차이가 기 설정된 값을 초과하면, 상기 2차원 측정값을 소거하며,
   상기 3차원 측정값과 상기 2차원 측정값의 차이가 기 설정된 값 미만이면,
   상기 2차원 측정값을 관절가동범위의 측정값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 관절가동범위를 측정하기 위한 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는
   이전에 측정된 관절가동범위의 측정값의 변화와 현재 2차원 측정값에 가중치를 적용하여 현재 측정값을 보정하는 것을 특징으로 하는 관절가동범위를 측정하기 위한 장치.
5. 제1항에 있어서,
   오디오 신호를 수집하기 위한 오디오부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는
   상기 오디오부를 통해 수신되는 오디오 신호가 통증을 호소하는 오디오 신호인 것으로 판단하면, 상기 통증이 발생한 시점에 측정된 관절가동범위의 측정값을 관절가동범위로 결정하는 것을 특징으로 하는 관절가동범위를 측정하기 위한 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 진료 대상자의 얼굴을 촬영하는 카메라부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는
   상기 카메라부를 통해 촬영되는 상기 진료 대상자의 얼굴로부터 상기 진료 대상자의 얼굴 표정이 통증에 의해 변화하는 것을 감지하면, 상기 통증에 의해 얼굴 표정이 변화된 시점에 측정된 관절가동범위의 측정값을 관절가동범위로 결정하는 것을 특징으로 하는 관절가동범위를 측정하기 위한 장치.
7. 관절가동범위를 측정하기 위한 방법에 있어서,
   관절가동범위를 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 측정을 위한 동작을 나타내는 영상을 표시하는 단계;
   신체의 복수의 특징점의 3차원 좌표를 감지하는 단계;
   상기 감지된 복수의 특징점 중 상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 따라 기준점, 고정점, 및 운동점을 특정하는 단계; 및
   상기 특정된 기준점, 고정점, 및 운동점을 이용하여 상기 측정하고자 하는 부위 및 운동에 대한 관절가동범위를 측정하는 단계;를 포함하며,
   상기 관절가동범위를 측정하는 단계는
   상기 측정하고자하는 부위 및 운동에 대응하는 2차원 좌표 평면을 결정하고, 상기 기준점, 고정점, 및 운동점의 3차원 좌표로부터 상기 결정된 2차원 좌표 평면에 따라 상기 기준점, 고정점, 및 운동점의 2차원 좌표를 도출하고, 도출된 2차원 좌표를 이용하여
   수학식
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   에 따라 관절가동범위의 2차원 측정값을 산출하며,
   상기

   

   은 상기 2차원 측정값이고,
   상기 v1은 2차원 좌표 상에서 상기 기준점으로부터 상기 고정점 방향의 벡터이고,
   상기 v2는 2차원 좌표 상에서 기준점으로부터 운동점 방향의 벡터인 것을 특징으로 하는 관절가동범위를 측정하기 위한 방법.
8. 제7항에 따른 관절가동범위를 측정하기 위한 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.

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