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근골격운동을 통한 비정상보행 분석

전문가 제언: ○ 인간의 보행분석은 근골격계질환 진단에 매우 중요한 역할을 한다. 보행분석을 통하여 딱딱한 다리 또는 불안정 보행과 같은 이상 현상을 감지할 수 있다. 보행패턴에 대한 사전지식이 있으면 질병을 예방하고 건강생활을 유지하는데 큰 도움이 된다. 이 논문에서는 우리의 정상적인 보행모델에 기초하여 비정상적인 인간 보행을 검사한다. 컬러 이미지 대신에 실루엣 또는 시공간적 볼륨을 이용하여 인간의 관절운동을 시계열로 분석한다.

○ 본 연구의 접근법은 마르코프(Markov)모델과 함께 3D 골격 이미지를 사용한다. 연구에서는 첫째 비정상적인 걸음걸이에 초점을 맞추고 다른 활동들(계단을 걷고, 일어나고 앉는 것)에서 정상 보행의 모델을 만들고 보행특징을 추출한다. 모든 가능한 관절 대신에 하체관절만을 기반으로 한다. 둘째 분리된 HMM(hidden Markov Model) 관측으로 보다 쉬운 구현 및 해석을 위해 비연속적 작업을 한다. 이 연구의 핵심은 일련의 연속적인 골격구조가 시공간적 특징에 의해 관절의 3D 위치를 시계열 기반으로 분석된다.

○ 이 연구의 기여는 (1) 정상 및 비정상적인 보행을 구별하는데 도움이 되는 관련 골격을 추출하고, (2) 간단한 보행주기 식별방법을 기술한다. (3) 이상 관찰을 갖는 간단하고 빠른 HMM 기반 알고리즘을 사용하여 온라인 분류용으로 구성한다. (4) 임상환경을 위해 저렴한 비용으로 사용하기 쉬운 Kinect 기반 보행 분석시스템을 제안한다. (5) 여러 데이터베이스의 보행유형을 평가하고 최첨단연구와 비교하여 비정상 보행 검출의 정확성을 확인한다.

○ 근골격계 장애는 의사를 방문하게 하는 주요원인 중 하나이며 장기적인 장애와 경제적 측면에서 사회에 큰 부담을 주는 신체장애이다. 여러 국가에서 고령화 문제가 사회적 부담이 되고 있다. 한국도 고령화 사회 진입속도가 빠르게 진행되고 있어(2018년 고령화 사회(14.3%) 진입), 고령화 사회 안전망을 위해 저렴하고 사용하기 편리한 보행 분석시스템 실용화 연구를 위한 로드맵이 필요한 시점에 있다.

저자: Trong-Nguyen Nguyen , Huu-Hung Huynh and Jean Meunier
자료유형: 니즈학술정보