상지장애인의 컴퓨터 사용을 위한 무선 자이로마우스의 개발 및 임상평가

Development and Clinical Evaluation of Wireless Gyro-mouse for the Upper Extremity Disabled to Use Computer

본 연구에서는 교통사고나 뇌졸중 등에 의해 상지의 장애를 가지는 장애인을 대상으로 하여, 인터넷의 브라우저와 같은 소프트웨어를 사용 할 수 있는 컴퓨터 인터페이스로서 자이로센서를 이용한 무선 자이로 마우스시스템를 개발하고, 임상평가를 통해 그 유용성을 확인하고자 한다. 시스템 개발에 있어서 주안점은, 첫째, 장애인의 경우 휠체어나 침대에 누워서 마우스 조작을 할 수 있도록 시스템의 무선화하는 것, 둘째, 착탈의 용이성과 미관을 위하여 센서를 헤드 밴드에 삽입하는 것, 셋째, 컴퓨터 운영체제에게 클릭신호를 전달하기 위하여, $C5{\sim}C6$ 환자들의 경우에는 클릭 스위치를 사용하고, C4환자의 경우에는 고개의 끄덕임을 검출하도록 하는 것이다. 개발된 시스템을 척수손상으로 인한 상지 장애인을 대상으로 평가실험을 실시하였다. 그 결과 시행횟수가 증가할수록 상하/좌우 이동시의 목표위치에 대한 실제위치의 오차가 감소하고, 1분당 클릭률이 증가하는 경향을 확인하였다. 이로부터, 개발된 무선 자이로마우스 시스템은 환자의 반복사용을 통해 그 유용성이 증가할 것을 알 수 있다.

This paper aims at the development and clinical evaluation of the wireless gyro-mouse system. The wireless gyro-mouse system is a computer interface with gyro-sensor and wireless communication, for the patients with upper-extremity disabled from the traffic accident or stroke to use the computer software i.e. internet browser. In the development, we focused on, firstly, to make the system wireless for the patients to manipulate the mouse easily even on the bed or wheelchair, secondly, to insert the gyro-sensor into a headband for easy don-and-doff and aesthetic appearance, thirdly, to devise a click switch in case of $C5{\sim}C6$ patients and a head nodding detection in case of C4 patients for sending click message to computer operating system. We performed evaluation experiment for patients with upper-extremities disabled from spinal cord injury. The results show that the displacement error of the cursor position against the target position during linear (vertical/horizontal) movement manipulation decreased with trial number. The click rate per minute also increased with trial number. This indicates the developed wireless gyro-mouse system would be more useful to the patients with repetitive use.