KR100633256B1 - 슬관절 물리 치료장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관절의 다양한 운동을 통해서 슬관절염의 개선 및 치료에 탁월할 뿐만 아니라, 일반 가정에서도 손쉽게 이용할 수 있어 보다 대중적이고 활용성이 좋은 슬관절 물리 치료장치를 제공하기 위한 것으로서, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치는 바닥면에 소정의 간격을 두고 설치되는 제 1, 제 2 지지대와, 상기 제 1, 제 2 지지대에 연결되어 환자의 대퇴부를 결박하는 제 1 결박수단과, 상기 환자의 경골부를 결박하는 제 2 결박수단과, 상기 제 2 결박수단과 구동축으로 연결되어 수평위 상태에서 상기 제 2 결박수단을 전후 진퇴 및 좌우 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

슬관절, 경골, 대퇴골

Description

슬관절 물리 치료장치 및 이의 제어방법{A apparatus for physical treatment a knee joint and method for controlling thereof}

도 1은 무릎 관절내의 프로테오클라칸(Proteoglican)의 분자구조를 도식화한 도면

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 슬관절 물리 치료장치의 구성도

도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬관절 물리 치료장치의 착용 상태를 설명하기 위한 상태도

도 5는 도 3의 측면 상태를 도시한 것이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 슬관절 물리 치료장치의 착용 상태를 설명하기 위한 상태도

도 7 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 슬관절 물리 치료장치에 따른 고정축과 결박수단과의 체결을 위한 체결구조를 설명하기 위한 도면

도 9는 본 발명의 슬관절 물리 치료장치에 따른 구동수단의 모식도

도 10은 본 발명의 슬관절 물리 치료장치에 따른 구동수단의 내부 구성도

도 11은 본 발명의 슬관절 물리 치료장치의 전체 구성도

도 12 내지 도 13은 본 발명의 다른 예에 따른 슬관절 물리 치료장치의 구성도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10,10a : 제 1, 제 2 지지대 12,14 : 제 1, 제 2 결박수단

13 : 슬라이딩 홈 15 : 고정핀

15a : 고정핀 삽입홀 16 : 구동수단

16a : 본체 케이스 16b : 디스플레이수단

16c : 컨트롤러 17 : 고정부재

17a : 걸림 홈 18, 18a : 제 1, 제 2 회전바

20 : 고정축 22 : 체결돌기

24 : 체결구 71 : 프레임

73 : 인장모터 75 : 토션모터

77 : 경사 승/하강모터 81 : 받침대

본 발명은 물리 치료장치에 관한 것으로서, 특히 슬관절을 효과적으로 운동시킬 수 있어 슬관절염의 개선 및 치료에 탁월하고, 조작의 간편성 및 사용상의 편이성을 구비한 슬관절 물리 치료장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

일명 종지뼈라고 하는 슬관절은 대퇴골과 경골(촛대뼈)의 이음새로서 중요한 부분이고, 단단한 뼈로 구성되어 내부의 이상을 진단하기가 어려워 요통, 견갑통 다음으로 많은 질환이면서도 난치로 분류되고 있다.

슬관절염은 주로 골관절염과 류머티스염으로 인하여 나타나는 것으로서, 슬관절 부종 및 운동성 제한은 환자에게 심한 통증, 정신적 피해 및 기능적 복귀에 커다란 제약을 초래한다. 더구나, 슬관절은 침술로 접근하기도 위험하므로 물리적인 치료방법이 선호되고 있다.

그러나 이러한 슬관절을 다루기 위한 물리치료 기술을 습득한 전문 치료사가 드물고, 전체적인 시술공정을 인력에만 의존하므로 고비용이 초래될 뿐만 아니라, 반드시 물리 치료실을 내방하여야 하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 관절의 다양한 운동을 통해서 슬관절염의 개선 및 치료에 탁월한 슬관절 물리 치료장치 및 이의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 일반 가정에서도 간단하게 설치할 수 있어 보다 대중적이고 활용성이 좋은 슬관절 물리 치료장치 및 이의 제어방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 슬관절 물리 치료장치는 바닥면에 소정의 간격을 두고 설치되는 제 1, 제 2 지지대와, 상기 제 1, 제 2 지지대에 연결되어 환자의 대퇴부를 결박하는 제 1 결박수단과, 상기 환자의 경골부를 결박하는 제 2 결박수단과, 상기 제 2 결박수단과 구동축으로 연결되어 수평위 상태에서 상기 제 2 결박수단을 전후 진퇴 및 좌우 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 1, 제 2 결박수단은 상기 대퇴부 및 경골부와의 접촉면에 쿠션이 부가된 매직테이프, 죔쇠(buckle) 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치에 따르면, 상기 제 1, 제 2 지지대의 내측면에는 환자의 다리 길이에 따라 거리를 조정할 수 있는 거리조정부재가 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치에 따르면, 상기 제 1, 제 2 지지대의 내측면에는 상기 각각의 거리조정부재가 상기 지지대의 길이방향으로 전후 슬라이딩이 가능하도록 슬라이딩 홈이 형성되고, 상기 제 1, 제 2 지지대의 외측면에는 상기 거리조정부재를 고정시킬 수 있는 고정핀이 삽입되는 복수의 고정핀 삽입홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치에 따르면, 상기 제 1, 제 2 지지대의 내측면에 설치된 상기 거리조정부재에 대해 회전 가능하게 힌지 결합되고, 타측은 상기 제 1 결박수단의 양단에 각각 고정되는 제 1, 제 2 회전바가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치에 따르면, 상기 제 1, 제 2 지지대의 밑면에는 바닥면과의 흡착을 위한 흡착판이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치에 따르면, 상기 제 1, 제 2 회전바에는 상기 제 1, 제 2 회전바가 상승하여 대퇴부를 지지하는 상태에서 상기 제 1, 제 2 회전바가 하강하지 않도록 고정시키는 고정부재가 설치되고, 상기 고정부재는 상 기 제 1, 제 2 지지대의 상부면에 형성된 복수개의 걸림 홈 중에서 어느 한 곳에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치에 따르면, 상기 구동수단은 상기 구동축을 견인하기 위한 견인모터와, 상기 구동축을 내회전 및 외회전시키기 위한 토션모터와, 상기 구동축의 경사 및 승/하강을 유발하는 경사 승/하강 모터를 포함하여 구성되고, 추가하여 상기 모터들을 제어하고, 각종 동작 상태를 나타내는 제어신호를 출력하는 위한 컨트롤부와, 상기 모터의 구동에 따라 상기 구동축의 동작 상태를 표시하기 위한 디스플레이수단과, 상기 디스플레이수단의 일측에 설치되어 상기 컨트롤부로 각종 동작신호를 출력하는 복수의 동작스위치들로 구성된 컨트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치의 제어방법은 환자의 다리를 쭉 편 상태에서 대퇴부와 경골부를 각각 제 1, 제 2 결박수단으로 결박하는 제 1 단계와, 상기 제 2 결박수단에 연결된 구동축을 구동시켜 상기 대퇴부와 경골부를 연결하는 슬관절을 견인하는 제 2 단계와, 상기 구동축을 좌, 우로 회전시켜 상기 슬관절을 좌, 우 회전시키는 제 3 단계와, 상기 구동축을 ∞ 모양으로 구동시키는 제 4 단계와, 상기 환자의 무릎을 세운 상태에서 상기 구동축을 구동시켜 상기 슬관절을 견인하는 제 5 단계로 이루어지되, 상기 제 1 단계에서 제 5 단계는 선택적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 2 내지 제 5 단계에 따른 상기 구동축은 슬관절 물리 치료장치를 제어하는 컨트롤부에 프로그래밍된 프로그램에 따라 구동되는 것을 특징으 로 하며, 상기 제 2 내지 제 5 단계는 각각 소정 횟수로 반복 수행되어도 무방하다.

이하에서는 상기와 같은 기술적 특징을 갖는 본 발명의 슬관절 물리 치료장치 및 이의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 무릎 관절내의 프로테오클라칸(Proteoglican)의 분자구조를 도식화한 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 슬관절 물리 치료장치의 구성도이며, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 슬관절 물리 치료장치의 착용 상태를 설명하기 위한 상태도이며, 도 5는 도 3의 측면 상태를 도시한 것이다.

먼저, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치는, 대퇴골과 경골을 지지한 상태에서 슬관절의 운동을 유발하는 장치로서, 슬관절의 물리 치료시 경골을 견인하여 슬관절의 이완현상에 따른 압박 제거 및 음압 형성을 유발하는데 특징이 있다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 무릎 관절내의 프로테오클라칸(Proteoglican)의 분자구조내 GAGs 중 황산케라틴과 황산콘드로이친의 압박현상을 물리적으로 이완시켜 주물질의 전자적 특성을 활성화시키는 것에 의해 상호간에 음극을 더욱 활성화시켜 공간을 만들어 관절액의 흡수, 즉 액체윤활, 평면윤활, 계면윤활을 도모하고, 관절내 유리체 흡수를 활성화시켜 통증을 완화시키는데 특징이 있다.

이와 같은 본 발명의 슬관절 물리 치료장치를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치는 환자의 다리가 놓여질 수 있을 정도의 충분한 간격을 두고 설치되는 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)와, 양쪽이 상기 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)에 각각 연결되어 상기 제 1 지지대(10)와 제 2 지지대(10a) 사이의 공간에 환자의 다리가 놓여졌을 때 다리의 대퇴부를 결박하는 제 1 결박수단(12)과, 상기 다리의 경골부를 결박하는 제 2 결박수단(14) 및 상기 제 2 결박수단(14)을 전후 진퇴 및 좌우 회전시키는 구동수단(16)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)는 방바닥이나 거실바닥 등 바닥면에 놓여졌을 때, 쉽게 미끄러지지 않도록 흡착력이 있는 소재로 구성되거나, 상기 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)의 밑면에 흡착판(미도시)이 취부된 것을 포함한다.

상기 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)의 안쪽 측면에는 환자의 다리 길이에 따라 거리 조정이 가능하도록 거리조정부재(11)(11a)가 설치되고, 상기 거리조정부재(11)(11a)가 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)의 안쪽 측면을 따라 전, 후로 슬라이딩이 가능하도록 상기 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)의 안쪽 측면에는 슬라이딩 홈(13)이 형성된다.

또한, 상기 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)의 바깥쪽 측면에는 상기 거리조정부재(11)(11a)를 고정시키기 위한 고정핀(15)이 삽입될 수 있는 복수개의 고정핀 삽입홀(15a)이 형성된다. 따라서, 환자의 다리 길이에 맞게 상기 거리조정부재(11)(11a)가 적당한 위치에 도달하면 상기 고정핀(15)을 고정핀 삽입홀(15a)에 끼워 상기 거리조정부재(11)(11a)가 더 이상 움직이지 않도록 고정시킨다.

한편, 상기 거리조정부재(11)(11a)에는 제 1, 제 2 회전바(18)(18a)가 회전 가능하게 연결되며, 상기 제 1 회전바(18)는 제 1 결박수단(12)의 일측에 고정되고, 상기 제 2 회전바(18a)는 제 1 결박수단(12)의 타측에 고정된다. 이때, 상기 제 1, 제 2 회전바(18)(18a)는 도 4에 도시한 바와 같이, 환자의 다리를 소정의 각도로 구부린 상태에서도 경골부의 견인 및 회전이 가능하도록 하기 위한 것으로서, 만일, 상기 제 1, 제 2 회전바(18)(18a)가 거리조정부재(11)(11a)에 회전 가능하게 설치되지 않고 고정되어 있다면 대퇴부가 제 1 결박수단(12)에 의해 결박된 상태에서 환자의 다리를 구부릴 수가 없게 된다.

하지만, 상기 제 1, 제 2 회전바(18)(18a)가 상기 거리조정부재(11)(11a)에 회전 가능하게 연결되어 있으므로 다리를 구부려 대퇴부가 상승하게 되면 상기 제 1, 제 2 회전바(18)(18a)도 함께 상승하게 되므로 도 4와 같이 다리를 구부린 상태에서도 얼마든지 경골부의 견인 및 회전이 가능하게 된다.

한편, 도 4와 같이, 다리를 구부린 상태에서 견인 동작을 수행함에 있어서, 다리가 수평위 상태가 되지 않도록 상기 제 1, 제 2 회전바(18)(18a)를 고정시키기 위한 고정부재(17)가 설치되고, 상기 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)의 상부면에는 상기 고정부재(17)가 걸릴 수 있도록 복수개의 걸림 홈(17a)이 형성된다. 따라서, 대퇴부가 상승된 상태에서 상기 고정부재(17)를 상기 걸림 홈(17a)에 끼우게 되면, 도 4와 같은 상태에서 견인 동작이 이루어지더라도 상기 걸림 홈(17a)에 끼워진 고정부재(17)에 제 1, 제 2 회전바(18)(18a)가 지지되므로 상기 다리가 수평위 상태가 되지 않고 구부려진 상태에서도 견인이 가능하게 된다.

참고로, 도 4와 같이, 다리를 구부린 상태에서도 견인 동작을 통해 치료 효과를 유도할 수 있는 이유는 경골과 대퇴골은 소위 스크류 홈(Screw home)이라는 메카니즘의 원리에 따라 동작하므로, 전방향이나 관절면 시상방향으로 어떻게든 힘이 전달되면, 관절 구조상 경골부의 견인이 가능해지기 때문이다.

한편, 상기 제 1 결박수단(12)과 제 2 결박수단(14)은 완대(緩帶)(혹은 "커프(Cuff)"라고도 함)와 같이, 대퇴부와 경골부를 둘러싸서 움직임이 없도록 결박하기 위한 것으로서, 대퇴부를 결박하는 제 1 결박수단(12)은 상기 제 1 회전바(18) 및 제 2 회전바(18a)에 고정되어 추후, 상기 구동수단(16)이 제 2 결박수단(14)을 잡아당겨 경골부를 견인할 때 대퇴부가 경골부와 함께 견인되지 않도록 한다. 여기서, 상기 제 1, 제 2 결박수단(12)(14)은 바람직하게는, 상기 대퇴부 및 경골부와의 접촉면에 쿠션이 부가된 매직테이프 혹은 죔쇠(buckle) 등으로 구성할 수 있으며, 이들을 적절히 당기고 조이는 것에 의해 대퇴부와 경골부를 견고하게 결박할 수가 있게 된다.

한편, 상기 제 2 결박수단(14)은 제 1 결박수단(12)에 의해 대퇴부가 안정되게 결박된 상태에서 경골부를 결박하며, 구동수단(16)에 연결되어 있는 구동축(20)에 체결된다. 추가하여, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치는 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 대퇴부를 결박하는 제 1 결박수단(12)과, 경골부를 결박하는 제 2 결박수단(14)과 더불어 다리의 발목 부위를 결박하는 제 3 결박수단(61)을 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 제 3 결박수단(61)을 이용하여 발목 부위를 결박할 경우, 견인 및 내, 외회전시 다리의 움직임을 최소화하여 보다 안정된 상태에서 슬관절의 견인 및 내, 외회전이 가능하게 된다.

여기서, 상기 제 2 결박수단(14)은 상기 구동축(20)에 고정되는 것이 바람직하나, 관리 및 보관의 용이함을 위해 상기 구동축(20)과 제 2 결박수단(14)이 착탈(着脫) 가능하도록 구성할 수도 있다. 이를 위해, 도 7에 도시한 바와 같이, 구동축(20)의 일단은 구동수단(16)에 연결되고, 타단은 상기 제 2 결박수단(14)에 고정 설치된 체결돌기(22)에 끼워질 수 있도록 상기 구동축(20)의 타단에 체결구(24)를 형성하여 상기 체결구(24)가 체결돌기(22)에 끼워짐으로써, 구동축(20)과 제 2 결박수단(14)이 상호 연결되도록 할 수 있다.

추가하여, 상기 도 7은 체결돌기(22)에 체결구(24)를 삽입한 구조이나, 도 8에 도시한 바와 같이, 보다 안정된 체결을 위해서 상기 체결구(24)의 내주면에는 나사홈을 형성하고, 상기 체결돌기(22)의 외주면에는 나사산을 형성함으로써, 체결구(24)를 체결돌기(22)에 끼워 조임으로써 보다 안정되게 체결되도록 하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치에 따른 구동수단(16)은 도 9 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 본체 케이스(16a)와, 상기 본체 케이스(16a)의 내부에 설치되고, 상기 제 2 결박수단(14)과 연결되어 있는 구동축(20)의 전후방 및 승강운동을 가능하게 장착되는 프레임(71)과, 상기 프레임(71)의 전후 진퇴를 유발하여 상기 구동축(20)을 견인시키기 위한 구동력을 제공하는 인장모터(73)와, 상기 프레임(71)을 내회전 및 외회전시키는 토션모터(75)와, 상기 프레임(71)의 연결되어 상기 구동축의 경사 및 승/하강을 유발하는 경사 및 승/하강모터(77)를 포함하여 구 성된다.

여기서, 상기 인장모터(73)는 나선축(73a)을 통하여 슬라이더(73a)에 연결되고, 슬라이더(73a)는 프레임(71)이 상, 하 운동을 할 수 있도록 장착된다. 상기 경사 및 승/하강모터(77)는 편심캠(77a)을 통하여 프레임(71)의 하단에 연결되어 상기 프레임(71)의 비틀림을 유발할 수 있도록 장착된다. 또한, 상기 토션모터(75)는 상기 프레임(71)에 고정되고, 섹션기어(75a)에 맞물리는 피니언기어(75b)를 구비한다.

추가하여, 본 발명에 따른 구동수단(16)은 상기 본체 케이스(16a)의 상면에는 디스플레이수단(16b)이 더욱 설치되며, 상기 본체 케이스(16a) 내부에는 실제로 구동수단의 전반적인 동작을 제어하는 회로기판을 포함하는 컨트롤부(미도시)가 설치된다. 이때, 디스플레이수단(16b)에는 구동수단의 동작상태 및 전원인가 유무를 표시하기 위한 각종 표시소자들 예를 들면 LED나 LCD 등이 설치되며, 상기 컨트롤부로 각종 제어신호를 출력하기 위한 각종 선택스위치 및 전원스위치가 설치된다. 참고로, 구동수단(16)의 동작을 위한 전원(91)은 AC 220V를 입력하는 부분과 이를 DC전압으로 변환하는 부분과, 충전식 리튬전지를 사용하는 부분으로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치는 상기 본체 케이스(16a)의 상면에 설치된 각종 선택스위치 및 전원스위치 등을 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 구동수단(16)과 유선으로 연결되는 별도의 컨트롤러(16c)에 구성하여 조작의 편이성을 극대화하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 컨트롤러(16c)는 견인, 내회전, 우회전, ∞ 등의 동작모드를 선택하기 위한 모드 선택 스위치 및 전원스위치 등을 구비하며, 어떤 스위치가 선택되느냐에 따라 견인모터(73), 토션모터(75) 및 경사 승/하강모터(77)가 유기적으로 동작하여 상기 경골부를 결박하고 있는 제 2 결박수단(14)에 연결된 구동축(20)을 견인, 내회전, 외회전 등의 동작을 구현할 수가 있게 된다. 또한, 상기 전원스위치는 구동수단(16)의 작동 개시 목적 이외에도 비상정지시 구동수단(16)의 동작을 정지시키는 역할도 수행한다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컨트롤러(16c)를 유선으로 연결하는 것 대신에 상기 본체 케이스(16a)의 상면에, 바람직하게는 디스플레이수단(16b)에 적외선 수신부를 설치하여 무선으로 각종 동작모드의 선택 및 전원 온/오프 동작을 수행할 수 있도록 할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 슬관절 물리 치료장치에 대해 설명하였으나, 이와 같은 실시예를 이용하여 다양하게 응용할 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 도 12에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 지지대(10)와 제 2 지지대(10a) 사이의 공간에 환자의 다리를 올려놓을 수 있는 받침대(81)를 설치할 수도 있다, 이 때, 상기 받침대(81)에는 환자의 다리가 올려진 상태에서 환자가 불편함을 느끼지 않도록 하기 위해 상면에 쿠션이 장착될 수 있다. 또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 회전바(18)(18a)를 상기 받침대(81)에 설치할 수도 있을 것이다.

즉, 전술한 실시 예에서는 제 1, 제 2 회전바(18)(18a)가 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)의 내측면에 회전 가능하게 힌지 결합된 반면에, 도 13에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 지지대(10)(10a)를 없애고, 그 대신에 받침대(81)의 양쪽 외측면에 제 1, 제 2 회전바(18)(18a)를 회전 가능하게 힌지 결합시킬 수도 있다.

이하에서는 상기와 같은 본 발명의 슬관절 물리 치료장치의 제어방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 슬관절 물리 치료장치는 다리를 쭉 편 상태에서 경골부를 견인하는 동작, 상기 경골부가 견인된 상태에서 내회전 및 외회전시키는 동작, 경골부를 ∞ 형태로 운동시키는 동작 및 도 4와 같이 다리를 소정의 각도로 구부린 상태에서 경골부를 견인하는 동작을 포함하여 적어도 4가지의 동작모드를 실현할 수 있다.

먼저, 경골부를 견인하는 동작모드의 경우, 환자의 다리가 제 1 지지대(10)와 제 2 지지대(10a) 사이에 위치한 상태에서 제 1 결박수단(12)을 대퇴부에 묶어 단단하게 결박한 후, 제 2 결박수단(14)을 경골부에 묶어 역시 단단하게 결박한다.

다음으로, 전원스위치를 온(On)시킨 다음, 모드선택스위치 중에서 견인모드 스위치를 선택하게 되면, 본체 케이스(16a)의 내부에 설치된 컨트롤부의 제어하에 견인모터(73)가 동작하게 되고, 상기 견인모터(73)가 동작함에 따라 상기 프레임(71)이 견인되어 결과적으로 상기 경골부를 결박하고 있는 제 2 결박수단(14)에 체결되어 있는 구동축(20)은 환자의 발바닥쪽으로 견인되고, 소정 시간 동안 견인 상태를 유지해 줌으로써, 슬관절의 절압 효과를 유도하게 된다. 이때, 견인의 정도나 견인 상태를 유지하는 시간은 사용자가 임의로 설정할 수 있으나, 바람직하게는 프로그램화하여 사용자에 의해 무리하게 견인되지 않도록 하는 것이 좋다.

이어, 설정된 시간이 경과되면 상기 견인모터(73)가 다시 동작하게 되고, 그 결과 구동축(20)은 원래의 위치로 되돌아가게 되어 슬관절이 신전된 상태를 유지하 게 되어 견인 동작이 완료된다. 한편, 상기 견인 및 신전 상태를 반복적으로 실시할 수도 있으며, 이때, 견인된 상태를 유지하는 것을 등장성(isotonic) 운동이라 하고, 소정 횟수를 반복하는 것을 등속성(isokinetic) 운동이라 한다.

한편, 경골부를 좌 또는 우측으로 회전하는 동작 역시 앞에서 설명한 견인모드의 동작과 마찬가지로, 제 1, 제 2 결박수단(10)(10a)에 의해 대퇴부와 경골부가 결박된 상태에서, 좌/우 회전모드를 선택하게 되면, 상기 컨트롤부의 제어하에 경사 승/하강모터(77)가 동작하게 되고, 그 결과 프레임(71)이 회전하게 되어 상기 프레임(71)과 연결되어 있는 구동축(20)이 회전하게 된다. 이때, 상기 경골부의 회전은 상기 경골부가 견인된 상태에서 이루어지는 것이 바람직하나, 신전된 상태에서도 가능하다.

따라서, 슬관절이 견인된 상태 또는 신전 상태에서 슬관절을 내/외 회전시키는 것에 의해 유리체의 이동이나 흡수로 인한 통증의 완화를 유도할 수가 있게 되며, 또한, 연골의 평면윤활을 통해 연골의 재생에도 효과를 발휘할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 슬관절 물리 치료장치는 동작모드에 따라 프로그래밍되어 있는 프로그램에 의해서 견인모터(73), 토션모터(75) 및 경사 승/하강모터(77)가 상호 유기적으로 동작하게 되어 구동축(20)을 전, 후 진퇴, 좌, 우 회전은 물론 ∞ 모양으로 작동시킬 수가 있으므로, 슬관절을 견인, 내회전 및 외회전, ∞ 모양으로 운동시킬 있게 되며, 도 4와 같이, 다리를 구부린 상태에서 경골부를 견인 및 내, 외회전 운동이 가능하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변 화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있고, 상기 실시 예들을 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수가 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 슬관절 물리 치료장치 및 그 제어방법은 슬관절의 다양한 운동을 유발하여 슬관절염과 슬관절내 이상에 대해 개선 및 치료에 탁월한 효과를 갖는다. 즉, 대퇴부와 경골부를 지지한 상태에서 경골부의 견인을 통한 슬관절의 절압 효과를 유도하고, 슬관절내 이상에 대한 관절 운동으로 상승된 관절액의 점도, 유리체의 이동, 생체 피드백에 의한 관절 기능을 향상시킬 수가 있다.

또한, 슬관절 물리 치료를 위해서 병원을 방문하지 않고도 가정내에서도 손쉽게 사용할 수 있어 보다 대중적인 치료장치로 사용될 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (16)

1. 슬관절의 물리 치료장치로서,

   바닥면에 소정의 간격을 두고 설치되는 제 1, 제 2 지지대와;

   상기 제 1, 제 2 지지대에 연결되어 환자의 대퇴부를 결박하는 제 1 결박수단과;

   상기 환자의 경골부를 결박하는 제 2 결박수단과;

   상기 제 2 결박수단과 구동축으로 연결되어 수평위 상태에서 상기 제 2 결박수단을 전후 진퇴 및 좌우 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1, 제 2 지지대의 내측면에는 환자의 다리 길이에 따라 거리를 조정할 수 있는 거리조정부재가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 지지대의 내측면에는 상기 각각의 거리조정부재가 상기 지지대의 길이방향으로 전후 슬라이딩이 가능하도록 슬라이딩 홈이 형성되고, 상기 제 1, 제 2 지지대의 외측면에는 상기 거리조정부재를 고정시킬 수 있는 고정핀이 삽입되는 복수의 고정핀 삽입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 슬 관절 물리 치료장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 지지대의 내측면에 설치된 상기 거리조정부재에 대해 회전 가능하게 힌지 결합되고, 타측은 상기 제 1 결박수단의 양단에 각각 고정되는 제 1, 제 2 회전바가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 지지대의 밑면에는 바닥면과의 흡착을 위한 흡착판이 구비되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 회전바에는 상기 제 1, 제 2 회전바가 상승하여 대퇴부를 지지하는 상태에서 상기 제 1, 제 2 회전바가 하강하지 않도록 고정시키는 고정부재가 설치되고, 상기 고정부재는 상기 제 1, 제 2 지지대의 상부면에 형성된 복수개의 걸림 홈 중에서 어느 한 곳에 삽입되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 지지대와 제 2 지지대 사이에 환자의 다리를 올려놓을 수 있는 받침대가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
8. 슬관절의 물리 치료장치로서,

   환자의 다리를 올려놓을 수 있는 받침대와,

   상기 받침대에 연결되어 환자의 대퇴부를 결박하는 제 1 결박수단과;

   상기 환자의 경골부를 결박하는 제 2 결박수단과;

   상기 제 2 결박수단과 구동축으로 연결되어 수평위 상태에서 상기 제 2 결박수단을 전후 진퇴 및 좌우 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 받침대의 외측면에는 환자의 다리 길이에 따라 거리를 조정할 수 있는 거리조정부재가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
10. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 결박수단은,

    상기 대퇴부 및 경골부와의 접촉면에 쿠션이 부가된 매직테이프, 죔쇠(buckle) 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
11. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 구동수단은,

    상기 구동축과 연결된 프레임과,

    상기 프레임과 연결되어 상기 구동축을 견인하기 위한 견인모터와,

    상기 프레임과 연결되어 상기 구동축을 내회전 및 외회전시키기 위한 토션모터와,

    상기 프레임과 연결되어 상기 구동축의 경사 승하강을 유발하는 경사 승/하강 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 구동수단은,

    상기 모터들을 제어하고, 각종 동작 상태를 나타내는 제어신호를 출력하는 위한 컨트롤부와,

    상기 모터의 구동에 따라 상기 구동축의 동작 상태를 표시하기 위한 디스플레이수단과,

    상기 디스플레이수단의 일측에 설치되어 상기 컨트롤부로 각종 동작신호를 출력하는 복수의 동작스위치들로 구성된 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 구동수단은,

    상기 모터들을 제어하고, 각종 동작 상태를 나타내는 제어신호를 출력하는 컨트롤부와,

    상기 모터의 구동에 따라 상기 구동축의 동작 상태를 표시하는 디스플레이 수단과,

    상기 컨트롤부로 유선 또는 무선으로 각종 동작신호를 출력하는 복수의 동작 스위치들로 구성된 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치.
14. 환자의 다리를 쭉 편 상태에서 대퇴부와 경골부를 각각 제 1, 제 2 결박수단으로 결박하는 제 1 단계;

    상기 제 2 결박수단에 연결된 구동축을 구동시켜 상기 대퇴부와 경골부를 연결하는 슬관절을 견인하는 제 2 단계와;

    상기 슬관절이 견인된 상태에서 상기 구동축을 좌, 우로 회전시켜 상기 슬관절을 좌, 우 회전시키는 제 3 단계와;

    상기 구동축을 ∞모양으로 구동시키는 제 4 단계와;

    상기 환자의 무릎을 세운 상태에서 상기 구동축을 구동시켜 상기 슬관절을 견인하는 제 5 단계로 이루어지되, 상기 제 1 단계에서 제 5 단계는 선택적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치 제어방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 내지 제 5 단계는 각각 소정 횟수로 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치 제어방법.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 내지 제 5 단계에 따른 상기 구동축은 슬관절 물리 치료장치를 제어하는 컨트롤부에 프로그래밍된 프로그램에 따라 구동되는 것을 특징으로 하는 슬관절 물리 치료장치 제어방법.

Images