본 문서는 관절의 움직임을 측정하는 신축성 스트레인 센서와 근활성 측정용 근전도 센서를 피부부착형 패치로 제작함으로써, Behavior mapping 기반 트레이닝 방법 실용화하는 기술에 관하여 기술한다.
우리나라 국민 3명 중 1명이 고통받고 있는 근골격계 질환의 예방 및 치료를 위한 혁신적인 개인맞춤형 헬스케어 서비스 요구에 대응하는 것이 필요하다. 2019년 기준 우리나라 국민 3명 중 1명이 근골격계 질환으로 병원 진료를 받은 경험이 있고 근골격계 질환 진료비는 7조 4,599억원으로 전체 진료비의 10.9%를 차지한다. 특히 컴퓨터, 스마트폰 사용으로 인한 VDT 증후군 수진자 수가 최근 10년간 지속적으로 증가하고 있으며, 과도한 운동으로 인한 근골격계 질환도 꾸준히 증가하는 추세이다. 최근의 헬스케어 산업의 트렌드는 치료 중심에서 예방 중심으로 변화하고 있으며, 또한 환자들은 더욱 안전하고 효과적인 진료와 개인맞춤형 치료를 기대하고 있다. 근골격 운동장애 질환의 치료 및 예방을 위해서는 현재의 획일적 훈련법을 뛰어넘어 개인별 동작/근활성 패턴 분석에 기반한 맞춤형 헬스케어 솔루션이 필요하다. 이를 위해 간편하게 원하는 부위에 디바이스를 패치하고, 일상생활에서 동작과 근육 활성도를 상시적이고 정밀하게 모니터링하고, 체계적인 패턴 분석과 훈련 방법을 제시하는 맞춤형 헬스케어 시스템이 중요하게 대두되고 있다.
본 문서에서 제공하는 기술은, 피부일체형 유연 신축 무자각 온스킨 센서 디바이스를 개발하는 것으로, 노약자나 근골격계 질환자가 원하는 신체 부위에 간편하게 디바이스를 패치하고, 일상의 작업/동작 및 근활성에 대해 맞춤형 헬스케어 서비스를 이용할 수 있도록 하는 것이다. 이를 위하여, 피부에 밀착되는 고신축성/초박형 패치 형태의 다중 센서로부터 일상적인 자세·동작 및 근활성 신호가 획득되어 개별적으로 처리된 후 무선으로 헬스케어 시스템에 전송한다. 실시간으로 전송된 관절 동작 및 근활성도 데이터로부터 AI 분석을 통해 신경근 사용패턴, 패턴 활성도 및 부상·장애 위험에 대한 정량적 지표 데이터를 추출한다. 근골격계 생체역학 모델링을 통해 최적의 동작 훈련을 위한 Behavior Mapping을 제시하고 이에 따른 동작 및 근활성도 훈련을 지도하는 운동처방을 가시화한다. 피부 일체형 압력센서 디바이스는 근육 마비 환자의 운동수행 능력을 정밀 분석하고, 재활전문가 또는 웨어러블 재활기기에 재활상태를 실시간으로 피드백하여 동작 지원한다.
본 문서에는 이상에서 개발된 소재의 센축성 센싱부 두께, 센싱부 연신율, 센싱부-신초허리/전송부 통합모듈 무게, 무선센서 인터페이스 모듈 보드 면적 등을 고객의 요구에 상응하게 개발한 결과에 대하여 기술한다.
우리나라 국민 3명 중 1명이 고통받고 있는 근골격계 질환의 예방 및 치료를 위한 혁신적인 개인맞춤형 헬스케어 서비스 요구에 대응하는 것을 목적으로 하고 있다. 2019년 기준 우리나라 국민 3명 중 1명이 근골격계 질환으로 병원 진료를 받은 경험이 있고 근골격계 질환 진료비는 7조 4,599억원으로 전체 진료비의 10.9%를 차지하였다. 특히 컴퓨터, 스마트폰 사용으로 인한 VDT 증후군 수진자 수가 최근 10년간 지속적으로 증가하고 있으며, 과도한 운동으로 인한 근골격계 질환도 꾸준히 증가하는 추세이다. 최근의 헬스케어 산업의 트렌드는 치료 중심에서 예방 중심으로 변화하고 있으며, 또한 환자들은 더욱 안전하고 효과적인 진료와 개인맞춤형 치료를 기대하고 있다. 근골격 운동장애 질환의 치료 및 예방을 위해서는 현재의 획일적 훈련법을 뛰어넘어 개인별 동작/근활성 패턴 분석에 기반한 맞춤형 헬스케어 솔루션이 필요하다. 이를 위해 간편하게 원하는 부위에 디바이스를 패치하고, 일상생활에서 동작과 근육 활성도를 상시적이고 정밀하게 모니터링하고, 체계적인 패턴 분석과 훈련 방법을 제시하는 맞춤형 헬스케어 시스템이 중요하게 대두되고 있다.
본 기술이전은 신축성 전극이 형성된 신축성 기판을 신체에 부착하고, 근전도를 측정하기 위한 측정모듈을 이용하여 근전도를 측정하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
근활성 측정용 근전도 센서를 피부부착형 패치로 제작함으로써, Behavior mapping 기반 트레이닝 방법 실용화할 수 있다. 근골격계 근육활성의 불균형으로 인한 통증, 변형 등의 질환자를 대상으로 의료기관과의 소규모 전임상 평가를 실시하여 예방/치료 의료기기로 활용 추진이 가능하다. 스포츠, 요가, 헬스센터 등 헬스케어 현장에서 동작과 동기화된 근육 활성도 정밀 분석을 통한 전문 코칭 수단 및 맞춤형 헬스케어 서비스에 적용도 가능하다.
피부일체형 유연 신축 무자각 온스킨 센서 디바이스를 개발하는 것으로, 노약자나 근골격계 질환자가 원하는 신체 부위에 간편하게 디바이스를 패치하고, 일상의 작업/동작 및 근활성에 대해 맞춤형 헬스케어 서비스를 이용할 수 있도록 한다. 피부에 밀착되는 고신축성/초박형 패치 형태의 다중 센서로부터 일상적인 자세·동작 및 근활성 신호가 획득되어 개별적으로 처리된 후 무선으로 헬스케어 시스템에 전송한다. 실시간으로 전송된 관절 동작 및 근활성도 데이터로부터 AI 분석을 통해 신경근 사용패턴, 패턴 활성도 및 부상·장애 위험에 대한 정량적 지표 데이터를 추출한다. 근골격계 생체역학 모델링을 통해 최적의 동작 훈련을 위한 Behavior Mapping을 제시하고 이에 따른 동작 및 근활성도 훈련을 지도하는 운동처방을 가시화할 수 있다.
본 기술은 신체 부착형 신축성 전극을 형성한 전극부와 근전도를 측정하기 위한 측정 모듈로 구성되며, 측정된 근전도 신호를 무선전송하는 기술을 포함한다.
신체에 부착하는 얇은 센서와 경량 무선 측정모듈이 결함한 근전도 센서
- 기술이전 내용:
신축성 기판 상에 근전도 측정을 위한 전극을 형성하고, 기판 뒷면에 접착제를 도포하고 양면에 보호필름을 부착함. 근전도를 측정하기 위한 무선모듈을 신축성 전극에 FPCB를 이용하여 부착한 후 코인배터리를 이용하여 근전도 센서를 구동하는 기술
신체 움직임을 모니터링하기 위한 신체부착형 신축성 근전도 센서 기술
- 신축성 기판 상에 신축성 전극 형성 방법
- 점착제 도포 방법
- 신축성 전극 설계 방법
- 근전도 측정 모듈 설계도
- FPCB를 이용한 신축성 전극과 측정 모듈 연결 방법
- 근전도 측정 방법
- 평가 기술문서 TDP 총 5건
ㅇ 적용분야: 근전도 센서
ㅇ 기대효과신체부착형 무선 근전도 센서에 대한 시작품 생산 기술제공으로 관련 산업 전반의 상용제품의 기술수준 제고 및 기술 인프라 확보
바이오 센서 관련 소재, 부품, 장비에 대한 신제품 개발 평가 및 고부가가치 창출 및 관련 산업 밸류체인의 연계 활성화에 기여함으로써 기술경쟁력을 갖는 중소기업 육성 및 산업 성장견인