KR100936619B1

KR100936619B1 - 하지 재활을 위한 균형 진단 및 훈련 장치

Info

Publication number: KR100936619B1
Application number: KR1020090026307A
Authority: KR
Inventors: 안창식; 신현진
Original assignee: 을지대학교 산학협력단; 주식회사 에스앤에스
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-01-15

Abstract

본 발명은 하지재활 운동기구에 하지 재활훈련을 위한 균형진단 및 훈련장치를 적용하여 발목, 무릎 등의 관절이 움직인 각도, 거리 등을 측정할 수 있도록 하여 사용자가 운동시 섬세한 운동을 할 수 있고, 단조로운 동작으로 인해 정해진 정량적인 운동량의 목표를 시각적으로 확인가능하도록 하는 한편, 정형외과적 수술전, 후 또는 손상의 초기재활과 함께 근골격계질환자들의 고유수용성 신경근을 향상시켜 정적인 상태 혹은 동적인 상태에서도 일반 적인 하체근력 및 지구력증강을 포함하는 균형감각을 증진시켜 통합감각적인 운동을 제공하도록 한 하지 재활을 위한 균형 진단 및 훈련 장치에 관한 것으로, 재활치료 및 운동을 겸용하도록 받침대(10)상에 횡으로 설치된 수평레일(12)상으로부터 전후 이송가능하게 설치된 슬라이더(14)상의 매트(16)에 착석하여 슬라이더측과 연결되어 설치된 리포머(18)로서 슬라이더를 밀고 당기는 동작과 함께 상기 수평레일(12)의 단부측에 설치된 브라켓(B)에 부착 설치되어 사용자의 양발을 올려놓고 슬라이더(14)의 수평이송 동작에 따라 무릎을 구부리고 펴는 동작이 가능한 발판(20)이 마련된 하지재활 운동기구(100)에 있어서, 상기 발판(20)의 전면으로부터 사용자의 발을 안착시켜 전후좌우 및 다방향의 각도로 편중동작되는 누름발판부재(200)가 마련되고, 상기 발판(20)측으로부터 다관절 링크(L)로서 각도조정이 가능하게 설치되고 누름발판부재(200)로부터 전기적으로 연결 설치되어 누름발판부재(200)에서 동작된 각도를 산출하여 디스플레이하는 모니터(300)를 포함하여 된 것이다.

하지, 재활, 누름발판부재, 디딤판, 균형, 모니터

Description

하지 재활을 위한 균형 진단 및 훈련 장치{Balance diagnosis and training apparatus for reforming legs}

본 발명은 하지재활 운동기구에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 하지재활 운동기구에 하지 재활훈련을 위한 균형평가 훈련장치를 적용하여 발목, 무릎 등의 관절이 움직인 각도, 거리 등을 측정할 수 있도록 하여 사용자가 운동시 섬세한 운동을 할 수 있고, 단조로운 동작으로 인해 정해진 정량적인 운동량의 목표를 시각적으로 확인가능하도록 하는 한편, 정형외과적 수술전, 후 또는 손상의 초기재활과 함께 근골격계질환자들의 고유수용성 신경근을 향상시켜 정적인 상태 혹은 동적인 상태에서도 일반 적인 하체근력 및 지구력증강을 포함하는 균형감각을 증진시켜 통합감각적인 운동을 제공하도록 한 하지 재활을 위한 균형 진단 및 훈련 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건강에 관심도가 높아지면서 여러 가지 운동이 붐이 일고 있으며, 이러한 운동은 재활을 위한 치료목적의 요가를 포함하여 필라테스, 플라이오메 트릭(Plyometric) 운동 등이 그 대표적이다.

상기 플라이오메트릭 운동은 순발력을 강화하기 위한 트레이닝으로서, 근육의 신장반사를 불러일으키는 등척근 운동에 과부하를 주는 것으로, 근조직학적 또는 근신경 생리학적 구조 및 기능을 원활하게 하기 위한 훈련 방법이다.

플라이오메트릭 운동을 통해 바운드(bound), 홉(hop), 점프(jump), 도약(leap), 스킵(skip) 등과 같은 동작들을 활용해서 실시할 수 있으며, 특히 점프력을 요하는 각종 기술을 위한 독특한 훈련 방법에 널리 활용되고 있으며, 최근에는 상기와 같은 운동방식에서 재활치료를 목적하에서 기구를 공용으로 운영하기도 한다.

보통 재활치료나 상기와 같은 운동방식은 코어(Core)프로그램을 통해 우리 몸통에 있는 근육들을 교정시켜 주는 여러 가지의 교정 운동법을 통해 복횡근 호흡을 기본으로 우리 몸에서 사용하지 않는 여러 근육들(심층근육, 퇴화 된 근육)을 사용하게 함으로써 몸통에 균형을 맞추어 주는 재활 또는 운동과 기구들이 소개되어 있다.

상기와 같이 다양한 운동을 겸할 수 있도록 제작된 기구(리포머(Reformer)라 칭함)는 다재다능한 저항성 운동이 가능한 기구로서 스프링 또는 고무 스트랩(Strap)의 탄력을 이용하여 근육의 이완으로 근력의 향상, 유연성의 증가, 균형의 강조, 등 목적에 따른 조절이 가능하게 제작된 것이다.

상기 리포머는 레그 프레스 운동기구와 관련하여 연결 설치된 이완운동을 할 수 있는 기구가 조합된 기구로서, 이들의 상호 유기적인 동작으로서 사용자의 하 지, 상지, 몸통 등 신체의 각 부위에 대한 재활치료 또는 근력을 키우기 위한 운동기구로 널리 사용하고 있다.

상기와 같은 레그프레스, 리포머를 이용한 각종 운동은, 사용자가 각종 다양한 자세를 취하면서 반복적인 동작을 통해 신체를 단련할 수 있도록 하고 있으나, 상기와 같은 동작은 반복적으로 이루어짐에 있어, 사용자는 같은 힘으로 움직여 이에 맞는 운동효과나 재활치료 효과를 볼 수 있는데, 실질적으로는 힘을 가하는 정도가 점점 다르기 때문에 심리적으로 사용자의 신체적 리듬을 떨어뜨리게 한다.

상기와 같은 레그프레스를 이용한 운동 및 재활치료에서 사용자가 심리적으로 자신감 있게 운동을 행할 때와 그러하지 못할 때 나타나는 운동효과는 현실적으로 차이가 크다.

상기와 같은 관점에서 레그프레스를 이용하는 사용자가 요구하는 만큼의 지속적인 운동효과의 기대가 어렵게 되며, 힘을 가하여 운동되는 범위의 측정이 현실적으로 어렵게 때문에 자신감 저조 및 심지어는 운동을 포기하는 경우가 발생하기도 한다.

상기와 같은 점을 감안하여 본 출원인은 대한민국 특허출원 제10-19629호(발명의 명칭: 하지재활 운동기구를 이용한 시각적 운동기구)를 출원한바 있다.

상기 시각적 운동기구는, 재활치료 및 운동을 겸용하는 것으로서, 수평레일상으로부터 전후 이송가능하게 설치된 슬라이더상의 상부에 부착 설치되어 사용자를 착석시키기 위해 등받이가 회동가능하게 구비된 매트의 착석한 후 리포머를 이용하여 슬라이더를 밀고 당기는 동작을 구현과 동시에, 전신운동이 되도록 사용자의 양발은 발판상에 구비된 발걸이대에 발을 걸어 무릎을 구부리고 펴는 동작들이 동시에 가능하면서 발판에 마련된 레벨표시부 및 숫자표시부를 통해 자신이 가하는 운동량을 시각적으로 확인가능하도록 하여 운동 또는 재활을 효과적으로 할 수 있도록 한 것이다.

상기 발판상에 마련된 발걸이대는 단순히 양발의 바닥은 발판에 밀착시키면서 발등부분을 발걸이대에 걸어 지탱시키기 위한 것으로서 슬라이더의 밀고 당기는 전후 동작에서 지지역할만을 담당하도록 된 것이다.

그러나, 상기와 같은 운동기구를 이용함에 있어 특히 하지 근골격계질환자들의 하지근력, 지구력을 키워 향상시킬 수 있는 특징은 있지만, 신체균형조절 능력의 향상을 위한 기능이 부족하여 보다 통합감각적인 운동을 할 수 없었다.

이는 정적인 상태에서 균형감각을 유지하면서 훈련은 없기 때문에 향후 하지재활운동에 있어 균형감각을 향상시키기 위한 훈련장치를 필요로 하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하지재활 운동기구에 하지 재활훈련을 위한 균형진단(평가) 훈련장치를 적용하여 발목, 무릎 등의 관절이 움직인 각도, 거리 등을 측정할 수 있도록 하여 사용자가 운동시 섬세한 운동을 할 수 있고, 단조로운 동작으로 인해 정해진 정량적인 운동량의 목표를 시각적으로 확인가능하도록 하는 한편, 정형외과적 수술전, 후 또는 손상의 초기재활과 함께 근골격계질환자들의 고유수용성 신경근을 향상시켜 정적인 상태 혹은 동적인 상태에서도 일반 적인 하체근력 및 지구력증강을 포함하는 균형감각을 증진시켜 통합감각적인 운동을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 재활치료 및 운동을 겸용하도록 받침대상에 횡으로 설치된 수평레일상으로부터 전후 이송가능하게 설치된 슬라이더상의 매트에 착석하여 슬라이더측과 연결되어 설치된 리포머로서 슬라이더를 밀고 당기는 동작과 함께 상기 수평레일의 단부측에 브라켓으로서 부착 설치되어 사용자의 양발을 올려놓고 슬라이더의 수평이송 동작에 따라 무릎을 구부리고 펴는 동작이 가능한 발판이 마련된 하지재활 운동기구에 있어서,

상기 발판의 전면으로부터 사용자의 발을 안착시켜 전후좌우 및 다방향으로 각도로 편중동작되는 누름발판부재가 마련되고, 상기 발판측으로부터 다관절 링크로서 각도조정이 가능하게 설치되고 누름발판부재로부터 전기적으로 연결 설치되어 누름발판부재에서 동작된 각도를 산출하여 디스플레이하는 모니터를 포함하여 구성된 하지재활 운동기구용 균형평가 훈련장치를 제공함으로써 달성된다.

본 발명은 하지재활 운동기구에 하지 균형감각을 측정 및 테스트, 근력 및 지구력을 강화할 수 있는 누름발판부재를 적용 설치함으로써, 누름판발부재를 구성하는 디딤판을 누르는 각도에 따라 움직인 각도 등을 수학적으로 산출하여 모니터를 통해 디스플레이하여 자신이 행하고 있는 운동정도를 시각적으로 확인할 수 있고, 이는 균형감각을 되찾아주는 효과 더불어 재활치료자는 심리적으로 자신감을 갖으며, 근골격계질환자들의 고유수용성 신경근을 향상시켜 동적인 상태 혹은 정적인 상태에서에서도 일반 적인 하체근력 및 지구력증강을 포함하는 균형감각을 증진시켜 통합감각적인 운동 및 재활치료에 효과적이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명인 균형진단 훈련장치가 적용된 하지재활 운동기구를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하지재활 운동기구를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 균형진단 훈련장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발 명에 따른 균형진단 훈련장치가 조립된 상태를 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 균형진단 훈련장치의 디딤판을 도시한 정면도이고, 도 6 및 도 7은 도 4에서 균형진단 훈련장치의 사용예를 도시한 종단면도 및 횡단면도이다.

본 발명은, 재활치료 및 운동을 겸용하도록 받침대(10)상에 횡으로 설치된 수평레일(12)상으로부터 전후 이송가능하게 설치된 슬라이더(14)상의 매트(16)에 착석하여 슬라이더측과 연결되어 설치된 리포머(18)로서 슬라이더를 밀고 당기는 동작과 함께 상기 수평레일(12)의 단부측에 설치된 브라켓(B)에 부착 설치되어 사용자의 양발을 올려놓고 슬라이더(14)의 수평이송 동작에 따라 무릎을 구부리고 펴는 동작이 가능한 발판(20)이 마련된 하지재활 운동기구(100)에 있어서,

상기 발판(20)의 전면으로부터 사용자의 발을 안착시켜 전후좌우 및 다방향으로 각도로 편중동작되는 누름발판부재(200)가 마련되고, 상기 발판(20)측으로부터 다관절 링크(L)로서 각도조정이 가능하게 설치되고 누름발판부재(200)로부터 전기적으로 연결 설치되어 누름발판부재(200)에서 동작된 각도를 산출하여 디스플레이하는 모니터(300)를 포함하여 구성된다.

상기 누름발판부재(200)의 구성을 살피면, 첨부된 도 3에서와 같이, 양측에 상하측 방향의 궤도로 동작되는 수평축(212)이 마련되고, 상기 수평축(212)의 일단에 센서감지소자(213)가 매립되며, 하측에 좌우측 각도조정공(211)이 마련된 사각틀(210)과, 상기 사각틀(210)의 좌우측 각도조정공(211)에 양단이 결합 설치되어 좌우측으로 방향의 궤도로 동작되는 수직축(222)이 마련되는 한편, 수직축(222)의 일단에 센서감지소자(223)가 매립되고, 전면에는 결합축(224)이 일체로 돌출 형성된 디딤판 연결구(220)와, 상기 사각틀(210)의 수평축(212)이 관통 설치되는 상하측 각도조정공(231)이 형성되고, 상기 디딤판 연결구(220)의 수직축(222)과 일치되는 하면에는 센서고정공(232)이 형성되며, 전면에는 상기 디딤판 연결구(220)의 결합축(224)이 통과되기 위한 통공(233)이 형성되어 상기 발판(20)의 배면에 고정 설치되는 케이싱(230)과, 상기 케이싱(230)의 전면으로부터 관통되어 돌출되는 디딤판 연결구(220)측 결합축(224)에 연결 설치되어 사용자의 양발을 위치시키기 위한 디딤판(240)과, 상기 케이싱(230)의 센서고정공(232) 및 상기 수평축(212)이 설치되는 상하측 각도조정공(231)에 설치되어 수직축(222)과 수평축(212)의 회전된 각도를 감지하는 제1감지센서(250) 및 제2감지센서(260)을 포함하여 구성된다.

상기 제1 및 제2감지센서(250, 260)는 위치변화를 감지하는 위치감지센서로서 적용 설치되며, 상기 제1 및 제2감지센서(250, 260)에 대응되는 상기 센서감지소자(213),(223)는 금속소재로서 각 축의 단부에 편중되게 매립된다.

참고로, 상기 제1감지센서(250) 및 제2감지센서(260)와, 상기 센서감지소자(213)(223)는 각 해당축의 양단부중 어느 하나의 단부에 설치되어 X축과 Y축 방향으로 배치되어 디딤판(240)의 각도에 따른 각 축의 회전에 따른 궤도의 수치를 정확히 감지할 수 있도록 한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명인 하지재활 운동기구용 균형평가 훈련장치에 대한 사용상에 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 재활치료시설이나 운동시설이 갖추어진 장소에 거치시켜 사용되는 하지재활 운동기구(100)는 재활치료를 필요로 하는 환자나, 일반인이 운동을 겸하여 신체의 필요부분 훈련을 통해 회복, 단련시킬 수 있다.

본 발명에서는 하지재활을 요하는 환자들을 중점적으로 설명하기로 한다.

통상 상기와 같은 하지재활 운동기구를 통해서 사용자는 슬라이더(14) 상부에 설치된 매트(16)에 편안한 자세로 착석하거나, 회동가능하게 설치된 등받이의 각도를 필요로 하는 자세가 되도록 조정한다.

상기 매트(16)에 착석된 상태에서 리포머(18)를 긴장된 상태로 당기거나 풀어주는 동작을 취하여 슬라이더(14)를 받침대(10)상의 수평레일(12)로부터 전후 동작하면서 팔, 허리, 무릎 등의 관절과 관련된 신체부위를 단련시키거나 재활하도록 한다.

한편, 상기 수평레일(12)로부터 브라켓(B)에 의해 수직으로 설치되어 있는 발판(20)의 전면에 설치된 누름발판부재(200)을 통해 사용자의 하지 균형감각을 향상시킬 수 있도록 한다.

이는 발판(20)에 설치된 상기 누름발판부재(200)의 디딤판(240)에 두발바닥을 위치시켜 밀착시킨 상태에서 첨부된 도 5에서 도시한 화살표방향과 같이 여러 방향으로 눌러 주게 되는데, 이러한 간단한 발 누름동작으로서 사용자 하지 균형을 평가할 수 있게 된다.

이는 발판(20)으로부터 다관절링크(L)로 연결 설치된 모니터(300)를 통해 디딤판을 눌러서 움직이는 각도에 따라 산출되는 수치를 직접 재활하는 사용자가 모니터를 디스플레이하면서 어느 한쪽으로 치우치는지, 어느 한쪽 방향으로는 힘이 적게 들어가는지 등을 판단할 수 있다.

상기와 같이 디스플레이되는 수치는 첨부된 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 디딤판(240)과 연결된 결합축(224)이 설치된 디딤판 연결구(220)측의 수직축(222)이 이를 회전지지하고 있는 사각틀(210)의 좌우측 각도조정공(211)에서 좌측 혹은 우측으로 편중된 각도를 검출한다.

이는 상기 수직축(222)의 회전동작에 따라 단부에 매립 설치된 센서감지소자(223)의 위치가 변경되고, 사각틀(210)이 설치되는 케이싱(230)측의 센서고정공(232)에 설치된 제2감지센서(260)는 변경된 센서감지소자(223)의 위치를 센싱한다.

한편, 상기 사각틀(210)의 양측에 설치된 수평축(212)은 케이싱의 상하측 각도조정공(231)에서 회전이 이루어지고, 이 또한 상기 수평축(212)의 단부에 마련된 센서감지소자(213)의 위치를 수평축(212)이 설치된 상하측 각도조정공으로부터 제1감지센서(250)에 의해 위치를 센싱하여 수평축(212)의 움직인 각도만큼의 수치를 산출하게 된다.

즉, 좌우측을 포함하는 상하측 방향에서 디딤판(240)을 눌러 편중되는 위치를 모니터로서 디스플레이 해가면서 자신에게 맞는 균형적인 하지의 움직임을 체크할 수 있기 때문에 섬세한 운동이나 자신감을 갖게하는 재활을 통해 근력 및 지구력을 키울 수 있고, 좀더 나아가서는 하지의 균형상태를 판단하여 균형있는 몸을 가꾸거나 교정할 수 있게 된다.

상기와 같은 방식을 통해서 발목관절, 무릎관절, 고관절의 감각, 운동의 통합적인 테스트의 결과치를 얻을 수 있고, 적극적인 치료에 대응할 수 있다.

또한, 하지 균형을 측정하고 훈련시켜 다양한 근골격계 질환 등에서 오는 문제점을 사전에 진단하고, 이러한 부분을 중심적으로 운동을 통해 기능을 개선할 수 있을 분만 아니라 사용자는 시각적인 운동을 동반하여 심리적으로 자신감을 부여하고, 안정감이 있는 고유수용성 운동으로 흥미를 가지면서 재활치료 또는 운동을 즐길 수 있게 된다.

도 1은 본 발명인 균형 진단 및 훈련 장치가 적용된 하지재활 운동기구를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 하지재활 운동기구를 도시한 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 균형진단 훈련장치를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 균형진단 훈련장치가 조립된 상태를 도시한 정면도,

도 5는 본 발명에 따른 균형진단 훈련장치의 디딤판을 도시한 정면도,

도 6 및 도 7은 도 4에서 균형진단 훈련장치의 사용예를 도시한 종단면도 및 횡단면도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ◎

100: 하지재활 운동기구 200: 누름발판부재

210: 사각틀 212: 수평축

213, 223: 센서감지소자 222: 수직축

220: 디딤판 연결구 224: 결합축

230: 케이싱 240: 디디판

250: 제1감지센서 260: 제2감지센서

300: 모니터

Claims

재활치료 및 운동을 겸용하도록 받침대(10)상에 횡으로 설치된 수평레일(12)상으로부터 전후 이송가능하게 설치된 슬라이더(14)상의 매트(16)에 착석하여 슬라이더(14)측과 연결되어 설치된 리포머(18)로서 슬라이더를 밀고 당기는 동작과 함께 상기 수평레일(12)의 단부측에 설치된 브라켓(B)에 부착 설치되어 사용자의 양발을 올려놓고 슬라이더(14)의 수평이송 동작에 따라 무릎을 구부리고 펴는 동작이 가능한 발판(20)이 마련된 하지재활 운동기구(100)에 있어서,

상기 발판(20)의 전면으로부터 사용자의 발을 안착시켜 전후좌우 및 다방향의 각도로 편중동작되는 누름발판부재(200)가 마련되고, 상기 발판(20)측으로부터 다관절 링크(L)로서 각도조정이 가능하게 설치되고 누름발판부재(200)로부터 전기적으로 연결 설치되어 누름발판부재(200)에서 동작된 각도를 산출하여 디스플레이하는 모니터(300)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 균형 진단 및 훈련 장치.
제1항에 있어서,

상기 누름발판부재(200)는 양측에 상하측 방향의 궤도로 동작되는 수평축(212)이 마련되고, 상기 수평축(212)의 일단에 센서감지소자(213)가 매립되며, 하측에 좌우측 각도조정공(211)이 마련된 사각틀(210)과,

상기 사각틀(210)의 좌우측 각도조정공(211)에 양단이 결합 설치되어 좌우측으로 방향의 궤도로 동작되는 수직축(222)이 마련되는 한편, 수직축(222)의 일단에 센서감지소자(223)가 매립되고, 전면에는 결합축(224)이 일체로 돌출 형성된 디딤판 연결구(220)와,

상기 사각틀(210)의 수평축(212)이 관통 설치되는 상하측 각도조정공(231)이 형성되고, 상기 디딤판 연결구(220)의 수직축(222)과 일치되는 하면에는 센서고정공(232)이 형성되며, 전면에는 상기 디딤판 연결구(220)의 결합축(224)이 통과되기 위한 통공(233)이 형성되어 상기 발판(20)의 배면에 고정 설치되는 케이싱(230)과,

상기 케이싱(230)의 전면으로부터 관통되어 돌출되는 디딤판 연결구(220)측 결합축(224)에 연결 설치되어 사용자의 양발을 위치시키기 위한 디딤판(240)과,

상기 케이싱(230)의 센서고정공(232) 및 상기 수평축(212)이 설치되는 상하측 각도조정공(231)에 설치되어 수직축(222)과 수평축(212)의 회전된 각도를 감지하는 제1감지센서(250) 및 제2감지센서(260)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 균형 진단 및 훈련 장치.
제2항에 있어서,

상기 센서감지소자(213)(223)는 금속소재로 각 축의 단부에 편중되게 매립된 것을 특징으로 하는 하지 재활을 위한 균형 진단 및 훈련 장치.