• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.109-114
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• 2007

본 논문에서는 하지 편마비 환자의 편마비 정도를 측정하여 사용하지 않으려고 하는 근육을 강제적으로 사용하도록 하여 하지를 재활할 수 있도록 훈련하는 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 체중 부하 및 하지 슬관절의 움직임을 측정하여, 이를 통해 환자가 자신의 편마비 정도를 인식할 수 있도록 화면에 출력함으로써 환자가 피드백을 통해 강제적으로 편마비 하지를 사용 하도록 훈련 시킬 수 있다. 하지 슬관절(Knee Joint)의 움직임은 기존의 방법과는 달리 적외선 필터를 장착한 단일 카메라를 통한 모션 캡쳐 기술을 사용하여 획득한다. 또한, 재활 시스템에 가상현실 기술을 도입하여 무릎을 동시에 굽혔다가 펴는 기립훈련과 양측 하지를 이용한 보행훈련을 입력으로 가상공간을 탐험할 수 있게 함으로써 환자가 흥미롭게 재활훈련을 받을 수 있도록 하였다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.239-243
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• 2001

최근 각종 질병과 사고로 평형감각에 이상이 있는 환자가 증가하고 있다. 이들의 빠른 사회로의 환원을 위해서는 평형감각을 회복시킬 수 있는 효율적인 재활훈련이 필요하다. 하지만 기존 장비들은 근력을 길러주거나 특정감각기관만을 훈련시켜주는 정도의 재활만이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 가상현실기술과 자전거를 이용하여 평형감각 실조환자의 진단 및 시각, 전정감각, 체성감각 등을 효율적으로 진단하고 자극, 훈련시킬 수 있는 bike simulator system을 개발하였다. 그리고 본 시스템이 재활훈련에 유용한지 실험 검토하였다. 실험결과 본 시스템을 통한 반복실험결과 COP의 값을 통하여 평형감각의 정량적 측정, 분석이 가능하였고, 훈련시 COP를 실시간으로 visual feedback함으로서 평형감각의 조절과 balance의 유지기능이 향상함을 확인하였고 본 시스템이 통합평형감각 측정 및 훈련용 재활장비로 유용함을 알 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제59차 동계학술대회논문집 27권1호
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• pp.79-82
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• 2019

본 논문은 VR을 기반으로 하여 별도의 장갑이나 핸드헬드 디바이스 없이 치매 예방과 재활치료를 위한 VR을 이용함으로써 사용자의 두뇌 사용능력과 신체 활동성을 증가시켜 치매예방과 재활치료 효과를 향상시킬 수 있도록 하였다. 치매 예방 콘텐츠로는 치매의 대표적인 원인인 뇌세포의 퇴화에 초점을 맞춰 기억력, 논리력, 산술능력, 공간인지능력 등을 훈련할 수 있도록 구성하고, 노인을 위한 재활치료 콘텐츠로는 상지훈련, 하지훈련, 정신훈련, 밸런스훈련 등에 효과적이도록 구성하였다. 1:N 방식의 그룹훈련으로 고도화하여 다수의 사용자 또는 그룹이 작업치료사 한 명의 통제를 받아 치매예방 및 인지훈련이 가능한 시스템 개발하고 공공보건의료시설, 요양원, 재활의학과 보유병원 등에서 이용할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제20권4호
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• pp.543-548
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• 2010

엉덩인공관절 수술 후 지속적으로 재활운동에 참가한 사람들을 대상으로 6개월 지난 시점과 12개월 지난 시점에서 하지근력 테스트와 지면반력 실험을 통하여 재활훈련의 효과를 비교하고 검증하였다. 엉덩관절이 $150^{\circ}$에서 $90^{\circ}$까지 굴곡하는 동안 대퇴직근의 변화를 비교해 본 결과 통계적으로는 유의한 차이(p<0.05)가 나타나지 않았으나 평균의 비교에서 약간의 차이가 있었다. 장요근 평균의 비교에서도 통계적으로 유의한 차이(p<0.05)는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서 모든 구간에서 재활훈련기간이 길어질수록 더욱더 큰 값을 나타내고 있는 것으로 보아 굴곡과 신전에 관계하는 근력들이 체계적인 재활훈련을 받을 경우 더욱더 좋아지는 것으로 나타났다. 엉덩관절이 $0^{\circ}$에서 $45^{\circ}$까지 외전하는 동안 중둔근의 변화는 통계적으로 유의한 차이(p<0.05)는 없었으나 재활훈련에 꾸준히 12개월 동안 참가한 수술자가 6개월 재활훈련에 참가한 수술자들보다 외전동작 값이 훨씬 크게 나타났다. 소둔근의 근력변화는 중둔근 보다 외전각도가 $45^{\circ}$각도로 커지면서 12개월 재활훈련에 참가한 수술자의 근력값($0.37{\pm}0.08$)이 6개월 재활훈련 참가자 근력값($0.21{\pm}0.05$) 보다 훨씬 커지는 것으로 나타났다. 무릎관절의 모멘트 값은 통계적으로 유의한 차이(p<0.05)는 없었으나 평균의 비교에서 한 계단을 오르는 동안 시간의 경과에 따라 재활훈련이 길수록 무릎을 펴는 모멘트의 값이 더욱더 크게 증가하는 것으로 나타났다. 엉덩인공관절 수술 후 6개월 재활훈련 참가자와 12개월 재활훈련 참가자 모두 세 가지 지면반력(Fx anterior/posterior force, Fy medio/lateral force, Fz vertical force)의 형태는 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나, 좌우면의 힘(Fy)은 6개월 재활훈련 참가자($109{\pm}45N$)가 12월 재활훈련 참가자($105{\pm}28N$)보다 큰 값을 보이고 있고, 전후면의 힘(Fx) 값은 6개월 재활훈련참가자($-107{\pm}21N$) 보다 12개월 재활훈련 참가자($-175{\pm}33N$)가 큰 값으로 나타났다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제13권1호
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• pp.19-30
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• 2013

본 논문에서는 노인 및 재활 환자를 대상으로 재활 훈련을 위한 기능성 게임을 제안한다. 제안한 재활 훈련용 기능성 게임은 3D depth 카메라를 이용한 전신 동작 인식 기반의 인터페이스를 제공한다. 사용자가 카메라 앞에서면 배경과 사용자를 구분한 다음 사용자의 전신을 15개의 관절로 인식하고 각 관절이 위치와 방향의 변화를 분석하여 게임에 필요한 제스쳐를 인식한다. 게임 콘텐츠는 상지훈련, 하지훈련, 전신훈련, 밸런스 훈련을 위한 게임으로 구성하였으며 2D 게임과 3D 게임으로 나누어 구현하였다. 본 논문에서 제안된 시스템은 3D depth 카메라를 이용하여 주변 환경 변화에도 안정적으로 작동하며, 별도의 기기를 사용하지 않고도 전신 움직임 기반의 제스쳐 인식을 이용하여 게임을 진행하게 함으로써 재활의 효과를 높일 수 있다.

• 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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• 한국정보과학회언어공학연구회 2015년도 제27회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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• pp.151-154
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• 2015

실어증은 뇌손상으로 인해 발생하는 후천적 언어장애로서, 언어를 이해하고 표현하는 능력이 손상된 것이다. 이는 환자 개인의 어려움은 물론이고, 가족과 사회에도 문제를 초래할 수 있으므로 실어증 환자의 진단 및 치료는 중요하다. 그 중에서도 빠른 언어 치료는 발병 후 조기에 시작할수록 회복이 빠르다는 점에서 연구 결과들이 일치하고 있기 때문에 더욱 중요하다. 하지만 환자 대비 언어치료전문가의 수가 적어 치료시기를 놓칠 수 있기 때문에 가장 중요한 것은 빠른 실어증 진단과 전문가와의 접근성이다. 우리나라는 인터넷 보급률과 컴퓨터 보급률이 높기 때문에, 웹기반으로 시스템을 개발 한다면 우수한 접근성을 보장받을 수 있다. 본 연구에서는 개발된 '온라인 언어 재활 훈련 및 진단 시스템'을 제안하고 본 시스템을 통해 얻을 수 있는 데이터와, 이 데이터를 어떻게 가공하여 의미 있는 결과를 도출해 낼 수 있는지 소개한다. 본 시스템은 짧은 시간 안에 실어증 여부 확인과 언어 재활 훈련을 수행할 수 있고, 웹기반으로 개발되어 누구나 쉽게 치료와 관련된 콘텐츠, 정보, 그리고 재활 방법을 공유할 수 있다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.331-337
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• 2015

본 연구에서는 입원 또는 재활 초기단계에 환자가 이동하지 않고 침대에 누운 상태에서 자전거 운동이 가능한 하지 재활 훈련 시스템을 개발하였으며, 정상 성인을 대상으로 침대에 누운 자세에서 다양한 조건에서의 자전거 운동 시의 하지 근 활성도를 비교 분석하고자 하였다. 피험자는 근 골격계나 신경근육계 병력이 없는 20대~60대 사이의 건강한 성인 남녀 42명을 대상으로 하였으며, 운동 모드, 부하, 속도에 따른 자전거 운동 시 오른쪽 하지의 대퇴직근, 대퇴이두근, 전경골근, 내측 비복근, 가자미근의 근 활성도를 측정하였다. 그 결과, 부하를 1과 5단계로 제공하였을 때보다 10단계로 제공하였을 때 내측 비복근의 근활성이 높아짐을 보였다. 또한, 속도가 증가할수록 내측 비복근을 제외한 모든 근육에서 근활성도가 감소하는 결과를 보였다. 즉, 운동 조건에 따라 크게 활성화되는 근육들이 각기 달랐으며, 이러한 결과는 침상에 누워 재활훈련이 가능한 자전거 시스템 개발을 위한 기초 자료로써 활용될 것이다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.631-638
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• 2012

본 논문은 슬관절 손상 환자의 하지근력 강화 재활훈련 장치에서 다리를 끌어주는 견인모터의 속도 프로파일을 휴머노이드 로봇 시뮬레이션을 통해 계산하는 방법을 새롭게 제안한다. 먼저 인체의 구조를 본 딴 휴머노이드 로봇의 3차원 전신 모델을 새롭게 구축하고, 표준 관절각도 데이터를 이 모델에 적용하여 자연스러운 보행을 시뮬레이션 했다. 그리고 하지의 대퇴부에 부착되어 있는 벨트와 견인모터와의 거리를 매 샘플링 타임에서 계산하여 이로부터 속도 프로파일을 도출하는 방식으로 보행 중 속도 파형을 생성한다. 휴머노이드 로봇의 기구학적 방법으로는 직진 보행에서 계산량이 적은 투영법을 사용했으며, 유각기의 관절 각도 프로파일은 Winter의 표준보행 데이터를 참조했다. 본 논문에서 제안한 방법으로 계산된 인체 특정부위 속도 프로파일은 제작 중인 트레드밀 재활훈련 장치에 적용될 예정이다.

• 대한물리치료과학회지
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• 제12권4호
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• pp.25-31
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• 2005

이 사례연구는 2002년 10월 15일 칼에 의한 좌상으로 경추 3-4번의 불완전 척수손상을 입은 25세의 남자 환자가 최초 병원에서 2002년 12월 한달 간의 치료를 마친 후, 2003년 1월 3일부터 4월 28일까지 태릉에 위치한 N 재활센터에서 주 5회 2시간의 자세조절 훈련, 심폐지구력 훈련, 웨이트 훈련, 스포츠(축구, 소프트 볼), 여가활동(등산)의 프로그램을 적용하여 척추손상 환자의 사회적응을 돕기위한 재활 프로그램의 다양화를 꾀하기 위한 기초 선행 작업으로 시작되었다. 신체능력을 평가하기 위한 측정도구는 관절가동범위(Range of Motion), 수동근력검사(Muscle Manual Test), 경직(Spasticity), 신체체력(Physical Fitness), 발란스(Balance: one leg stand), 상대적인 등속성 하지근력(Isokinetic Muscle Strength) 그리고 신체조성(Body Composition)로 하였다. 재활기간을 통해 처음 시작 일자에서 45일 간격으로 3차례의 측정을(1월 3일부터 4월 28일까지 실시하였다) 실시하였다. 최초 환자의 상태는 부분적으로 일상생활의 도움을 받아야 하는 상태로 동작을 시작하려 할 때 경직이 발생되어 옷을 입고 벗기, 신발 신고 벗기, 운전, 식사, 보행과 계단보행, 경사보행에서 보조자의 도움이 필요했으며, 작은 물건 잡기와 글씨쓰기, 타이핑 작업은 불가능 한 상태였다. 또한 스포츠 활동과 여가활동 역시 불가능 한 상태였다. 3달 15일간의 기간 동안 환자는 복학을 준비하기 위해 적극적으로 치료에 임했으며, 결과는 다음과 같았다. 신체조성은 재활 훈련을 통해 체중, 체지방율(%), 복부지방율(WHR)의 많은 감소를 가져왔다. 경직을 측정하는 Ashworth Scale은 정상에 가깝게 감소하였다. 관절가동범위는 고관절, 무릎, 발목에서 모두 증가하였다. 수동근력검사(0-9)는 많은 향상을 가져왔다. 신체체력능력 항목에서 근지구력의 윗몸일으키기와 팔굽히기, 악근력, 유연성으로 앉아 체간 숙이기, 민첩성으로 사이드 스텝, 순발력의 서전트는 모두 크게 향상되었다. 환자의 일상능력에서도 옷을 입고 벗기, 신발 신고 벗기, 운전, 식사, 보행과 계단보행, 경사보행에서 보조자의 도움이 필요없었으며, 타이핑 작업은 5손가락을 모두 사용하지는 않았지만, 1분에 80타로 큰 향상을 가져왔다. 또한 축구와 소프트볼, 등산을 달에 1회 정도 실시하여 약간의 도움만으로 가능하게 되었다.

• 정보와 통신
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• 제33권8호
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• pp.10-18
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• 2016

재활로봇은 최근 기술적 성장과 임상 수요를 통해 시장을 만들어 가고 있다. 재활로봇은 1990년대 일상생활보조를 바탕으로 연구개발 및 제품화가 진행되었다. 2000년대에 들어서면서 치료현장에서 재활로봇이 적용되기 시작하였다. 척수손상과 같은 마비환자의 보행재활을 시작으로 대상군의 규모가 더 큰 뇌졸중에 재활로봇이 활용되고 있다. 재활로봇은 많은 횟수의 훈련이 가능할 뿐만 아니라 치료 수준을 균일하게 할 수 있다. 최근 기술적 이슈인 (1) 경량화, (2) 재료의 변화, (3) 의도파악, (4) 인간-로봇 상호작용 관점의 피드백에 대해 살펴본다. 추가적 최근 시장에서의 경쟁이 심화하는 하지 외골격 로봇에 대해 현황을 살펴본다. 재활로봇 분야는 절대 강자가 없는 다양성이 강한 시장이다. 재활로봇의 임상진입을 위한 중개연구, 시장 보급을 위한 시범보급이 추진을 바탕으로 진행되고 있다.