초록 ▼

1. 최종목표
- 재활환자의 족관절 운동에 따른 표면근전도(EMG) 신호 측정 분석 기술
- EMG 신호에 따른 기능적 전기 자극(FES) 인가 기술
- FES에 따라 모터 구동하는 기술들을 통합하는 능동제어기술.
2. 개발내용 및 결과
① 족관절의 해부학적 구조를 분석하여, 보행에 관여 하는 근육을 파악함
② 신체 조건이 다른 피험자 3명을 대상으로, 보폭 및 보행 속도의 변화에 따른 근전도 신호를 측정함
③ 측정한 근전도 신호를 제곱평균제곱근(RMS) 등의 신호 처리 방법으로 분석함
④

1. 최종목표
- 재활환자의 족관절 운동에 따른 표면근전도(EMG) 신호 측정 분석 기술
- EMG 신호에 따른 기능적 전기 자극(FES) 인가 기술
- FES에 따라 모터 구동하는 기술들을 통합하는 능동제어기술.
2. 개발내용 및 결과
① 족관절의 해부학적 구조를 분석하여, 보행에 관여 하는 근육을 파악함
② 신체 조건이 다른 피험자 3명을 대상으로, 보폭 및 보행 속도의 변화에 따른 근전도 신호를 측정함
③ 측정한 근전도 신호를 제곱평균제곱근(RMS) 등의 신호 처리 방법으로 분석함
④ 족관절 근육 반응속도 측정장치 시제품을 설계하고 제작함
⑤ 기능적 전기 자극(FES) 장치와 시제품을 이용한 족관절 근육 반응 속도를 측정하고 결과를 분석함.
3. 사업성과
? 기술적 성과
① 표면근전도의 경향성 파악
- 활보 거리에 따라 표면근전도의 크기가 선형 비례적으로 증가하며, 보행 빈도에 따라 표면근전도의 크기가 선형 비례적으로 증가함을 실험적으로 확인.
- 재활 대상자의 표면 근전도를 측정하여 정상치와의 차이값을 외부에서 전기 자극 등에 의하여 보상할 수 있음을 확인시켜 주었음.
② 근육 반응 속도 측정
- 전기 자극 시점과 근육 반응 시점을 측정하고 정량화 하였음.
- 지연 시간의 단축을 위한 방안이 추가적으로 검토될 수 있다면, 보행 이외에 전반적인 재활 장비에 적용이 가능함.
? 경제적 성과
① 사업화 단계로의 이행
- 표면근전도의 추출이 용이한 족관절 부위에 적용을 검토하고 있으며, 적용할 수 있는 속도의 범위를 현실화 해야 함.
- 고관절/슬관절/족관절의 복합 장비에 적용하기 보다는 우선적으로 족관절 단독의 모듈로서 제품화가 가능할 것으로 보임.
② 상품화
- 제품화에 향후 2년 정도의 시간이 추가로 필요하므로 현재 가시적인 성과는 없으나, 족관절 단독 모듈의 경우에는 개인 및 병원 공용 장비로 활용이 가능하므로, 향후 시장 가능성은 충분하다고 보임.
? 사회적 성과(일자리 창출 등)
전문적인 연구 인력과 개발 인력이 육성되었으며, 향후 생산에 따른 추가적인 일자리 창출이 가능함.
4. 기술개발결과 활용계획
? 지적 재산권 취득
- '족 관절 재활장치' 특허 2건 출원하였음.
- '근육 반응 속도 측정 장치' 특허 1건 출원 준비하고 있음.
? 후속 연구
- 논문 2편 작성 하고 있음. "족관절의 근전도를 이용한 보행운동의 실험적 분석", "족관절 근육 반응 속도"
- 후속 과제 착수하였음. 2011년 산학연 공동기술개발사업 "보행 재활 로봇에서 하지와 상지의 연동 메커니즘 기술 개발"
? 제품 개발
- 보행 보조 로봇 WalkBot 차기 모델의 족관절 모듈에 적용할 예정임.

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서...1
• Ⅰ. 총괄현황...1
• Ⅱ. 과제개발비 세부집행내역...1
• 개발결과의견서...4
• 최종보고요약서[초록]...5
• 목 차...7
• 제 1 장 서 론...8
• 제 1 절 과제 배경 및 필요성...8
• 제 2 절 과제 개요...9
• 제 2 장 과제 개발 내용 및 방법...11
• 제 1 절 족관절의 해부학적 구조...11
• 제 2 절 족관절의 운동형상 및 주요 근육 선정...13
• 제 3 절 보행에 따른 족관절 주요 근육의 표면근전도 신호 측정...19
• 제 4 절 표면근전도 신호 분석 및 기준 근력 설정...25
• 제 5 절 족관절 근육 반응속도 측정 장치 시제품 제작...32
• 제 6 절 전기 자극 장치를 이용한 족관절 근육 반응속도 측정 실험...39
• 제 7 절 표면 근전도를 활용한 전기 자극 실험...46
• 제 3 장 사업 성과...52
• 제 1 절 기술적 성과...52
• 제 2 절 경제적 성과...52
• 제 3 절 사회적 성과(일자리 창출 등)...53
• 제 4 장 결 론...54
• 제 1 절 결 론...54
• 제 2 절 향후 계획...55
• 참고문헌...56
• 부 록...57