피부 움직임을 고려한 착용형 무릎 각도 측정 센서 모듈 개발

안동영; 문현기; 성우성; 심우섭; 양희승; 김장환

doi:10.21288/resko.2018.12.2.63

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저자정보: 안동영 (중앙보훈병원) 문현기 (한양대학교) 성우성 (중앙보훈병원) 심우섭 (중앙보훈병원) 양희승 (중앙보훈병원) 김장환 (한서대학교)

저널정보: 한국재활복지공학회 재활복지공학회논문지 재활복지공학회논문지 제12권 제2호

발행연도: 2018.5

수록면: 63 - 69 (7page)

DOI: 10.21288/resko.2018.12.2.63

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본 논문은 착용형 무릎 각도 측정 센서 모듈 개발에 대한 내용으로, 보행 중 피부 표면 연부조직의 움직임이 센서의 위치를 변화시켜 가상의 무릎 관절각 오차를 발생시키는 문제를 감소시킬 수 있는 센서 케이스 설계안을 제안하였다. 본 시스템은 2자유도의 무릎 각도를 측정할 수 있도록 IMU 센서를 기반으로 개발하였으며, 대퇴와 하퇴분절에 각각 착용하는 구조로 구성하였다. 개발된 센서의 평가를 위하여 3차원 동작분석 장비인 Vicon을 이용하였으며, 실험은 3km/h, 4km/h, 6km/h의 보행속도로 3회에 걸쳐 진행하였다. 측정 결과 보행속도 3km/h에서 시상면의 평균 제곱근의 오차는 1.0±0.3°로 가장 낮았으며, 보행속도 6km/h에서 3.4±0.4°로 가장 높은 값을 나타내었다. 본 연구에서 개발한 착용형 무릎관절 각도 측정 시스템은 3차원 동작분석 장비와 정합성 있는 오차를 보였으며, 다리의지 착용자 뿐만 아니라 무릎관절에 변형이 있는 사람들의 정상보행 및 이상보행을 실시간으로 분석함으로써 보행의 질을 개선하는 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

#Knee Joint #Skin Movement #Wearable Sensor #Soft Tissue Artifact #Lower-limb

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[학술대회논문] - D. Y. Ahn / 2016 / Development of Two axis AHRS Sensor for Observation of Knee Joint Movement / Conference of the Korean Society for Precision Engineering : 609 ~

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[학술지(정기간행물)] - B. Gao / 2008 / Investigation of Soft Tissue Movement during Level Walking: Translations and Rotations of Skin Markers / Journal of Biomechanics 41 (15) : 3189 ~ 3195

[학술지(정기간행물)] - A. Leardini / 2005 / Human Movement Analysis using Stereophotogrammetry. Part3. Soft Tissue Artifact Assessment and Compensation / Gait Posture 21 (2) : 212 ~ 225

[학술지(정기간행물)] - A. Cappozzo / 1996 / Position and Orientation in Space of Bones during Movement: Experimental Artifacts / Clin Biomech 11 (2) : 90 ~ 100

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