우리나라는 초 고령사회로의 진입이 시작되고 있고 노령인구가 증가함에 따라 고령자들의 낙상사고와 노인건강 측면에 국가의 사회적 비용의 증가 되고 있으며 산업재해, 교통재해, 각종 지병 등으로 인하여 사회적으로 장애를 가진 사람들이 점차 증가하고 있다. 그러나 늘어나는 환자에 비해 재활병원과 치료사의 부족과 재활치료관리의 어려움으로 병원을 찾는 환자들에게 맞춤형 치료 및 관리가 가능한 시스템을 필요로 한다. 현재 정부와 많은 연구기관들이 IT기술을 이용한 재활치료시스템을 연구개발 하고 있으며, 세계 각국의 ‘게임기기를 활용한 재활훈련의 효과 입증’ 사례가 발표되며 흥미와 자발적 움직임을 유도한다는 긍정적 인식의 영향으로 게임을 탑재한 훈련제품의 구매율은 증가하고 있으나 대부분이 수입제품으로 전문가가 체계적인 관리를 할 수 없는 환경이 대부분이다. 또한 높은 가격으로 인해 보급률이 낮고 제품과 연계된 관리시스템이 없어 환자 개개인의 상태별 관리가 불가능하다. 본 논문의 연구주제를 재활운동치료환자를 위한 가상훈련시스템개발로 선정한 가장 큰 이유는 중증재활환자의 경우 전문치료사가 일대일 훈련을 시키고 체계적으로 관리 감독을 하고 있지만 경증재활환자들의 경우 병원에 비치되어 있는 재활기구를 이용해 혼자서 훈련하고 있어 훈련의 정확도가 떨어지고 관리가 이루어지지 않는 문제점이 있다. 이러한 문제점들을 보완하여 환자의 상태에 맞는 운동훈련과 현실적인 관리가 되는 시스템을 개발하기 위해 연구를 시작하게 되었다. 이번 연구에서 구현하고자 하는 내용으로는 의사와 치료사가 재활환자를 진단하고 훈련운동프로그램을 실행하여 재활환자 신체 평가를 통해 사전 측정 데이터결과에 따라 기능적 움직임에 근거한 체감형 맞춤형 재활훈련동작들을 연구하고 이후 데이터 분석 및 피드백 시스템을 구축으로 훈련 양, 강도, 시간 등의 기초 재활훈련계획을 수립할 수 있는 토탈케어시스템(Total Care System)으로 구현하였다. 본 논문에서 다뤄진 모션인식 기술은 현재 많은 연구기관에서 연구하는 키넥트 2.0(이하 키넥트2)를 사용하여 환자의 모션을 캡처하고 움직이는 반경과 관절 각도를 가상의 캐릭터에 적용하는 기술을 사용하였으며, 재활전문병원의 자문과 전문가의 조언을 통해 8가지 재활치료동작을 정의하고 각 동작의 특징을 캐릭터에 적용하여 환자의 증상에 따른 재활훈련을 하도록 개발하였다. 또한 모션 인식을 통한 훈련 ...
우리나라는 초 고령사회로의 진입이 시작되고 있고 노령인구가 증가함에 따라 고령자들의 낙상사고와 노인건강 측면에 국가의 사회적 비용의 증가 되고 있으며 산업재해, 교통재해, 각종 지병 등으로 인하여 사회적으로 장애를 가진 사람들이 점차 증가하고 있다. 그러나 늘어나는 환자에 비해 재활병원과 치료사의 부족과 재활치료관리의 어려움으로 병원을 찾는 환자들에게 맞춤형 치료 및 관리가 가능한 시스템을 필요로 한다. 현재 정부와 많은 연구기관들이 IT기술을 이용한 재활치료시스템을 연구개발 하고 있으며, 세계 각국의 ‘게임기기를 활용한 재활훈련의 효과 입증’ 사례가 발표되며 흥미와 자발적 움직임을 유도한다는 긍정적 인식의 영향으로 게임을 탑재한 훈련제품의 구매율은 증가하고 있으나 대부분이 수입제품으로 전문가가 체계적인 관리를 할 수 없는 환경이 대부분이다. 또한 높은 가격으로 인해 보급률이 낮고 제품과 연계된 관리시스템이 없어 환자 개개인의 상태별 관리가 불가능하다. 본 논문의 연구주제를 재활운동치료환자를 위한 가상훈련시스템개발로 선정한 가장 큰 이유는 중증재활환자의 경우 전문치료사가 일대일 훈련을 시키고 체계적으로 관리 감독을 하고 있지만 경증재활환자들의 경우 병원에 비치되어 있는 재활기구를 이용해 혼자서 훈련하고 있어 훈련의 정확도가 떨어지고 관리가 이루어지지 않는 문제점이 있다. 이러한 문제점들을 보완하여 환자의 상태에 맞는 운동훈련과 현실적인 관리가 되는 시스템을 개발하기 위해 연구를 시작하게 되었다. 이번 연구에서 구현하고자 하는 내용으로는 의사와 치료사가 재활환자를 진단하고 훈련운동프로그램을 실행하여 재활환자 신체 평가를 통해 사전 측정 데이터결과에 따라 기능적 움직임에 근거한 체감형 맞춤형 재활훈련동작들을 연구하고 이후 데이터 분석 및 피드백 시스템을 구축으로 훈련 양, 강도, 시간 등의 기초 재활훈련계획을 수립할 수 있는 토탈케어시스템(Total Care System)으로 구현하였다. 본 논문에서 다뤄진 모션인식 기술은 현재 많은 연구기관에서 연구하는 키넥트 2.0(이하 키넥트2)를 사용하여 환자의 모션을 캡처하고 움직이는 반경과 관절 각도를 가상의 캐릭터에 적용하는 기술을 사용하였으며, 재활전문병원의 자문과 전문가의 조언을 통해 8가지 재활치료동작을 정의하고 각 동작의 특징을 캐릭터에 적용하여 환자의 증상에 따른 재활훈련을 하도록 개발하였다. 또한 모션 인식을 통한 훈련 콘텐츠를 실행하기 위해 IT부품을 탑재한 가상훈련기기를 제작하였다. 향후 이번 연구결과인 가상훈련시스템의 효과를 테스트하기 위해 재활전문병원의 협조를 받아 실제 환자들을 대상으로 테스트를 진행하여 문제점 및 개선사항을 수집하고 다양한 훈련동작을 선별하여 연구를 이어갈 계획이다. 본 논문으로 연구된 가상훈련시스템은 재활 의료시장의 새로운 시도와 도전이 될 것이며 ICT와 융합한 다양한 분야의 연구개발이 이루어 질 것으로 기대되고 또한 관련 산업 IT연구개발 인재 발굴과 재활의료분야의 기술연구가 더욱 활발히 이루어질 것으로 기대한다. 아울러 이러한 치료환경 및 서비스를 재활 산업에 적극 활용될 수 있는 표준서비스 시스템으로 발전할 수 있으리라 사료된다.
우리나라는 초 고령사회로의 진입이 시작되고 있고 노령인구가 증가함에 따라 고령자들의 낙상사고와 노인건강 측면에 국가의 사회적 비용의 증가 되고 있으며 산업재해, 교통재해, 각종 지병 등으로 인하여 사회적으로 장애를 가진 사람들이 점차 증가하고 있다. 그러나 늘어나는 환자에 비해 재활병원과 치료사의 부족과 재활치료관리의 어려움으로 병원을 찾는 환자들에게 맞춤형 치료 및 관리가 가능한 시스템을 필요로 한다. 현재 정부와 많은 연구기관들이 IT기술을 이용한 재활치료시스템을 연구개발 하고 있으며, 세계 각국의 ‘게임기기를 활용한 재활훈련의 효과 입증’ 사례가 발표되며 흥미와 자발적 움직임을 유도한다는 긍정적 인식의 영향으로 게임을 탑재한 훈련제품의 구매율은 증가하고 있으나 대부분이 수입제품으로 전문가가 체계적인 관리를 할 수 없는 환경이 대부분이다. 또한 높은 가격으로 인해 보급률이 낮고 제품과 연계된 관리시스템이 없어 환자 개개인의 상태별 관리가 불가능하다. 본 논문의 연구주제를 재활운동치료환자를 위한 가상훈련시스템개발로 선정한 가장 큰 이유는 중증재활환자의 경우 전문치료사가 일대일 훈련을 시키고 체계적으로 관리 감독을 하고 있지만 경증재활환자들의 경우 병원에 비치되어 있는 재활기구를 이용해 혼자서 훈련하고 있어 훈련의 정확도가 떨어지고 관리가 이루어지지 않는 문제점이 있다. 이러한 문제점들을 보완하여 환자의 상태에 맞는 운동훈련과 현실적인 관리가 되는 시스템을 개발하기 위해 연구를 시작하게 되었다. 이번 연구에서 구현하고자 하는 내용으로는 의사와 치료사가 재활환자를 진단하고 훈련운동프로그램을 실행하여 재활환자 신체 평가를 통해 사전 측정 데이터결과에 따라 기능적 움직임에 근거한 체감형 맞춤형 재활훈련동작들을 연구하고 이후 데이터 분석 및 피드백 시스템을 구축으로 훈련 양, 강도, 시간 등의 기초 재활훈련계획을 수립할 수 있는 토탈케어시스템(Total Care System)으로 구현하였다. 본 논문에서 다뤄진 모션인식 기술은 현재 많은 연구기관에서 연구하는 키넥트 2.0(이하 키넥트2)를 사용하여 환자의 모션을 캡처하고 움직이는 반경과 관절 각도를 가상의 캐릭터에 적용하는 기술을 사용하였으며, 재활전문병원의 자문과 전문가의 조언을 통해 8가지 재활치료동작을 정의하고 각 동작의 특징을 캐릭터에 적용하여 환자의 증상에 따른 재활훈련을 하도록 개발하였다. 또한 모션 인식을 통한 훈련 콘텐츠를 실행하기 위해 IT부품을 탑재한 가상훈련기기를 제작하였다. 향후 이번 연구결과인 가상훈련시스템의 효과를 테스트하기 위해 재활전문병원의 협조를 받아 실제 환자들을 대상으로 테스트를 진행하여 문제점 및 개선사항을 수집하고 다양한 훈련동작을 선별하여 연구를 이어갈 계획이다. 본 논문으로 연구된 가상훈련시스템은 재활 의료시장의 새로운 시도와 도전이 될 것이며 ICT와 융합한 다양한 분야의 연구개발이 이루어 질 것으로 기대되고 또한 관련 산업 IT연구개발 인재 발굴과 재활의료분야의 기술연구가 더욱 활발히 이루어질 것으로 기대한다. 아울러 이러한 치료환경 및 서비스를 재활 산업에 적극 활용될 수 있는 표준서비스 시스템으로 발전할 수 있으리라 사료된다.
With entering super-aged society and increasing aging population in Korea, the social costs of the country are increasing from the aspects of fall accidents and health of the elderly, and the number of people with social disabilities caused by industrial accidents, traffic accidents and various illn...
With entering super-aged society and increasing aging population in Korea, the social costs of the country are increasing from the aspects of fall accidents and health of the elderly, and the number of people with social disabilities caused by industrial accidents, traffic accidents and various illnesses is gradually increasing. Because of lack of rehabilitation hospitals and therapists and difficulties of proper rehabilitation management, it is required to establish the system that can provide patients with customized treatment and management. Government and many research institutions are currently working on the development of the rehabilitation systems using IT technology. As cases of ‘demonstration of effects of rehabilitation using game devices’ are presented in other countries, the purchase of training products equipped with the game has been increased due to the effects of positive awareness of the games inducing interests and voluntary movement. However, most of products are imported from foreign countries and professionals cannot systematically manage them in Korea. In addition, due to high price and no management system associated with the products, the products are not widely distributed and customized management cannot be provided, respectively. Patients with severe disabilities receive the systematic cares provided by professional therapists. On the other hand, as patients with mild disabilities use the rehabilitation equipment by themselves without supervision or direction of therapists, the quality of training is low and proper management is not provided. This is the biggest reason why the development of virtual training system for rehabilitated patients is selected as the topic of this paper. The purpose of this study is to develop the system which provides the patients with customized training and practical management in order to resolve above issues. Contents to be implemented in this study are as follows: After doctors and therapists diagnosed patients, a training exercise program was given to patients. They investigated interactive and customized rehabilitation training movements using functional movements on the basis of pre-measured data through physical assessment. They established the Total Care System to make basic rehabilitation training plans on the basis of amounts, intensity and time of training through data analysis and feedback system. Motions of patients were captured by using Kinect 2.0 (hereafter Kinect 2) being studied by many research institutions and the technologies applying the moving radius and articular angles to the virtual characters were used as the motion recognition technology in this paper. Through consultations of rehabilitation hospitals and advices of professionals, we defined 8 kinds of rehabilitation behaviors. We developed the program for customized rehabilitation by applying features of each behavior to the characters. In addition, we produced virtual training devices equipped with IT parts to carry out training contents through motion recognition. We will continue our study as follows: we will collect problems and suggestions by performing tests with actual patients introduced by the rehabilitation hospitals in order to examine the effects of our virtual training system and select various training behaviors. The virtual training system will become a new attempt and challenge in rehabilitation markets. Research & Development (R&D) will be actively made in various areas associated with ICT. Discovery of talented personnel in relevant industries associated with IT and R&D of rehabilitation health care are actively made. Moreover, it will become the standard service system to be actively used in treatment environment and services for rehabilitation industry.
With entering super-aged society and increasing aging population in Korea, the social costs of the country are increasing from the aspects of fall accidents and health of the elderly, and the number of people with social disabilities caused by industrial accidents, traffic accidents and various illnesses is gradually increasing. Because of lack of rehabilitation hospitals and therapists and difficulties of proper rehabilitation management, it is required to establish the system that can provide patients with customized treatment and management. Government and many research institutions are currently working on the development of the rehabilitation systems using IT technology. As cases of ‘demonstration of effects of rehabilitation using game devices’ are presented in other countries, the purchase of training products equipped with the game has been increased due to the effects of positive awareness of the games inducing interests and voluntary movement. However, most of products are imported from foreign countries and professionals cannot systematically manage them in Korea. In addition, due to high price and no management system associated with the products, the products are not widely distributed and customized management cannot be provided, respectively. Patients with severe disabilities receive the systematic cares provided by professional therapists. On the other hand, as patients with mild disabilities use the rehabilitation equipment by themselves without supervision or direction of therapists, the quality of training is low and proper management is not provided. This is the biggest reason why the development of virtual training system for rehabilitated patients is selected as the topic of this paper. The purpose of this study is to develop the system which provides the patients with customized training and practical management in order to resolve above issues. Contents to be implemented in this study are as follows: After doctors and therapists diagnosed patients, a training exercise program was given to patients. They investigated interactive and customized rehabilitation training movements using functional movements on the basis of pre-measured data through physical assessment. They established the Total Care System to make basic rehabilitation training plans on the basis of amounts, intensity and time of training through data analysis and feedback system. Motions of patients were captured by using Kinect 2.0 (hereafter Kinect 2) being studied by many research institutions and the technologies applying the moving radius and articular angles to the virtual characters were used as the motion recognition technology in this paper. Through consultations of rehabilitation hospitals and advices of professionals, we defined 8 kinds of rehabilitation behaviors. We developed the program for customized rehabilitation by applying features of each behavior to the characters. In addition, we produced virtual training devices equipped with IT parts to carry out training contents through motion recognition. We will continue our study as follows: we will collect problems and suggestions by performing tests with actual patients introduced by the rehabilitation hospitals in order to examine the effects of our virtual training system and select various training behaviors. The virtual training system will become a new attempt and challenge in rehabilitation markets. Research & Development (R&D) will be actively made in various areas associated with ICT. Discovery of talented personnel in relevant industries associated with IT and R&D of rehabilitation health care are actively made. Moreover, it will become the standard service system to be actively used in treatment environment and services for rehabilitation industry.
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