Development and Pilot Test of Virtual Reality Rehabilitation Training System for Attention of Children with Cerebral Palsy Based on Delphi Survey and Patient Survey

델파이 조사 및 환자설문을 반영한 뇌성마비아동을 위한 VR기반 집중유도 재활훈련 시스템 개발과 Pilot Test

The purpose of this study was to develop a system that can induce attention in non-immersive virtual reality(VR) based rehabilitation training for children with cerebral palsy. In order to analyze the attention factors and rehabilitation training of children with cerebral palsy, The paper review and treatment observation were conducted and the Delphi technique was used to verify the analyzed factors. Non-immersive training system was constructed by using Microsoft® Kinect v2 equipment and training program was the reaching program(ring). In order to concentrate on the training, the attention guidance function using the sensory stimulation was operated when the child did not move for a certain period of time. Eye Tracker equipment and heart rate measurement equipment were used to identity the concentration during training. The training consisted of 20 sessions(10 VR program training sessions and 10 conventional sessions). The results of the training showed that the rate of eye movements in the training target range and the heart rate were higher during the VR program training than the coventional training.

본 연구는 뇌성마비아동의 재활훈련 시 주의집중을 유도시킬 수 있는 시스템을 개발하고자 하였으며 가상현실(Virtual Reality; VR)기반으로 개발하였다. 뇌성마비아동의 집중요인과 훈련을 분석하기 위하여 논문리뷰 및 치료실 방문관찰을 진행하였고 분석한 요인을 검증하기 위하여 재활전문의, 치료사 등 대상으로 델파이(Delphi) 기법을 사용하였다. Microsoft® Kinect v2 장비와 검증된 집중요인을 반영하여 VR기반 훈련프로그램을 구축하였고 훈련 동작으로는 아동이 훈련에 많이 사용하는 고리잡기 훈련을 바탕으로 설계 하였다. 또한 훈련에 집중할 수 있도록 아동이 일정 시간 움직임이 없을 경우 감각자극을 활용한 집중유도기능이 작동하도록 하였다. 훈련 시 집중 여부를 판단하기 위하여 Eye-Tracker 장비와 심박측정 장비를 사용하였으며 훈련은 고식적 훈련 10회, VR프로그램 훈련 10회로 구성하여 총 20회를 진행하였다. 훈련 결과 Eye Tracker의 경우 VR프로그램 훈련 시 훈련 목표에 머무는 비율이 고식적 훈련 보다 높았으며 심박측정의 경우 VR프로그램 훈련 시 심박이 더 높게 나오는 것을 알 수 있었다.