투광점 안정화를 적용한 보행동결 대응용 두 줄 레이저 지팡이 개발 (Development of the Two Line Laser Cane with Projection Point Stabilization for Freezing of Gait)

서지정보

· 발행기관 : 한국재활복지공학회
· 수록지 정보 : 재활복지공학회논문지 / 17권 / 2호 / 86 ~ 92페이지
· 저자명 : 홍석민, 서동권, 류현경, 이진복

초록

보행동결은 파킨슨병 환자의 일부에서 나타나는 증상으로, 의도와 상관없이 걷기 움직임이 시작되지 않거나 멈춰버리는 것으로서 일상생활의 질을 현저히 떨어뜨리게 된다. 발을 내딛는 방향에 가로줄 형상을 제공하면 걸음 동작이 유도된다는 사실이 발견된 이후, 가로줄 레이저광을 투사하는 지팡이가 상품화되어왔다. 현재까지 상품화된 이 지팡이들은 두 팔이 아니라 한쪽에만 사용하는 지팡이의 특성상 두 보(step)에 한 번의 레이저 신호를 제공하고 있다. 본 개발에서는 보마다 레이저 가로줄이 제공되는 두 줄 레이저 지팡이를 구현하였다. 기존의 레이저 지팡이들과는 달리 멀리 투사하게 되면서 레이저로 표시한 줄이 지팡이의 움직임에 따라 크게 흔들리게 되므로 이를 안정시키기 위해 지팡이의 움직임을 감지하여 레이저 투사각에 실시간으로 반영하였다. 이를 위해 IMU를 이용하였으며 또한 지팡이의 접지와 이탈 순간을 판정하는 데에도 IMU를 이용하였다. 지팡이를 들고 사용하는 방법에 따라 접지 판정의 정확도는 차이가 컸다. 지팡이의 기울기에 따라 투사점은 ±5mm 이내의 안정성을 보였다. 본 개발품을 이용하면 기존의 지팡이들과는 달리 모든 걸음에 대해 레이저 가로줄을 제공하여 연속적이고 일관된 유도자극을 제공할 수 있을 것이다.

영어초록

Freezing of gait (FOG) is a symptom that occurs in some persons with Parkinson's disease. Their walking movements stop involuntarily or fail to start, significantly impairing their quality of life. It was discovered that providing a horizontal line in the direction of foot placement can help alleviate FOG, leading to the development of canes that project a horizontal line laser. Currently, these commercialized canes only provide one laser line per two steps, as they are designed to be used on one side only. This development presents a two-line laser cane that provides two horizontal laser lines for both steps. Unlike conventional laser canes, the laser line far away from the cane of this development is unstable along the movement of the cane, so we implemented real-time detection of cane movement and reflection in the laser projection angle to stabilize it. For this, we used an IMU (Inertial Measurement Unit) and also used this IMU to detect instances of ground contact or detachment. The accuracy of ground contact detection varied depending on how the cane was used. The projection stability test at the various inclinations of the cane showed an error range of within ±5mm. This developed product can provide continuous and consistent inductive stimuli to every step by providing two laser lines simultaneously, unlike conventional canes.

참고자료

· 없음