KR101025614B1 - 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발 - Google Patents

퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인솔, 미드솔 및 아웃솔 중 적어도 하나를 포함하는 밑창과 외피를 포함하는 신발에 있어서, 밑창의 아웃솔 또는 일체로 이루어진 아웃솔과 미드솔의 종단면은, 내측 또는 외측의 양측면이 서로 평행하지 않도록 내측 또는 외측의 양측면 중 어느 일측면이 밑창의 바깥쪽 지면과 이루는 각도가 이에 대향되는 타측면이 밑창의 지면과 이루는 각도보다 더 작은 것을 특징으로 하는 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발을 구현한바, 무릎에 편향되게 가해지는 하중을 균일하게 분산시켜 보행시 자연스럽게 O자형 다리 및 X자형 다리를 교정하여 퇴행성 무릎관절염의 통증을 완화하고, 이를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, O자형 다리 및 X자형 다리가 교정되면서 바른 보행자세 및 올바른 신체 구조가 확립되어 착용자의 신체 전반적인 골격을 교정할 수 있는 효과가 있다.
기능성, 밑창, 아웃솔, 신발, O자형 다리, X자형 다리, 교정

Description

퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발{Footwear Having Functional Base Plate of Shoes for Degenerative Osteoarthritis of Knee Joint}
본 발명은 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신발 밑창의 아웃솔 또는 일체로 이루어진 아웃솔과 미드솔의 종단면은 내측 또는 외측의 양측면 중 어느 일측면이 밑창의 바깥쪽 지면과 이루는 각도가 이에 대향되는 타측면이 밑창의 바깥쪽 지면과 이루는 각도보다 더 작은, 즉, 양측면이 서로 평행하지 않도록 형성되어 O자형 다리 또는 X자형 다리를 교정할 수 있는 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발에 관한 것이다.
무릎 관절은 인간이 네 발로 지탱해야 하는 몸의 무게를 두발로 지탱하고도 쓰러지지 않고 직립 및 보행이 가능하도록 균형을 잡아주는 부위이다. 그렇기 때문에 우리가 의식하지 못하는 순간에도 조금씩 움직이며 체중이 무릎관절의 중심을 벗어나지 않도록 조절해 주는 부위이다. 하지만, 지속적으로 체중을 받기 때문에 나이가 들수록 퇴행성 변화가 가장 잘 발생하는 부위이기도 하다. 이러한 퇴행성 변화 또는 외부의 충격 등으로 인해 발생하는 무릎 관절 질환의 종류는 다음과 같 다.
과격한 운동 또는 과체중, 외상 등에 의해서 무릎에 있는 반월상 연골에 균열이 발생하는 반월상 연골손상, 강한 충격 또는 과도한 관절의 회전으로 발생하는 무릎 인대손상, 젊은 여성에게 자주 발생하는 슬개골 연골 연화증, 무릎 관절에 있는 점액낭에 염증이 생기는 점액낭염 등이 무릎관절에 빈번하게 발생하는 질환이다.
퇴행성 무릎관절염은 일어서려고 하면 무릎이 아프거나, 서 있을 때 무릎이 떨리거나 무릎 관절을 굽히거나 펼 때 소리가 나거나, 바르게 선 자세에서 무릎 사이가 주먹 하나 이상 벌어지거나 계단을 내려갈 때 통증이 심하거나, 걷고 난 후에 생긴 통증이 2일 내지 3일 지속되는 등의 증상이 나타나면 의심해 보아야 하는 질환이다.
관절은 하중을 받으며 움직이는 곳으로 특히 무릎과 같은 다리의 관절은 서기, 걷기, 계단 오르기 등의 일상적인 동작에 의해 체중의 몇 배나 되는 힘이 가해지는 곳이다.
보통 퇴행성 관절염은 50대부터 발생하지만, 무릎 관절염은 비교적 빠른 시기인 40대부터 빈번하게 발생한다. 관절염의 치료는 통증경감, 관절유연성 증가를 목적으로 하지만 원천적인 발병의 원인을 제거하기 어렵기 때문에 완치가 어려운 문제점이 있다. 증상이 경미한 경우에는 지속적인 물리치료, 약물요법, 체중감소 등을 통해 통증 및 증상을 완화시킬 수 있으며, 증상이 심한 관절염은 수술을 통해 증상을 완화시킬 수 있다. 일예로서, 무릎관절 전치환술은 심각한 관절염이 있는 무릎관절을 제거하고 새로운 관절을 이식한다. 무릎 관절염 환자는 통증으로부터 해방되기 위해서는 이러한 치료를 지속적으로 장시간 받아야 한다. 그러나 치료의 번거로움과 그 비용부담으로 인해 많은 사람이 치료를 제대로 받지 못하고 통증의 고통을 감수하며 생활한다.
인체가 양발을 지지하고 있는 경우에는 인체의 무게중심선이 양발 사이의 가운데를 지나기 때문에 무릎관절의 바깥쪽보다 안쪽에 더 큰 하중이 작용하게 된다. 또한, 보행중의 한발지지 시는 지면반력선이 발중심과 골반중심을 지나기 때문에 몸무게에 의한 지면반력이 무릎의 중심으로부터 몸의 내측으로 편향되어 작용한다. 그렇기 때문에 양발지지 때보다 더 큰 압축하중이 무릎 내측에 작용하게 된다. 이러한 내측 무릎관절면에 하중이 가중되는 현상이 누적되면 40대 이후부터는 하지 근력강화운동을 하지 않으면 점차적으로 O자형 다리 형태로 변형되며, 발목의 배측굴곡 관절가동범위도 줄어들어 보속과 보폭이 감소하게 되는 문제점이 있다. 이러한 무릎 관절 질환 발생빈도는 전체 인구의 12%, 60세 이상의 60%, 75세 이상의 80% 가량이 무릎 관절 질환을 앓고 있다.
특히 여성의 경우에는 출산과 무릎관절을 많이 사용하는 생활패턴 및 매월 월경의 생리적인 변화 등으로 인해 남자들보다 무릎관절염의 발생연령이 낮고 그 빈도가 높기 때문에 대부분 65세를 전후로 다리가 O자형 다리로 휘어져 안짱 걸음을 하게 된다.
퇴행성 무릎관절염의 호발부위가 내측 전방이며 40세 이후부터 상대적으로 O자다리로 변형된다는 임상적 관찰로부터 퇴행성 무릎관절염은 무릎의 관절면에 하 중이 장시간 편향 집중되어 나타나는 현상으로 분석할 수 있다. 이러한 결과로부터 편향된 집중하중을 분산시켜 줌으로써 퇴행성 무릎관절염의 통증을 완화시키고 예방할 수 있다는 결과를 도출할 수 있다.
도 1은 종래의 신발 밑창에 따른 개략적인 종단면도를 도시한 것이다. 종래의 신발 밑창은 도 1에 도시된 바와 같이, 밑창의 내측 및 외측이 모두 밑창의 바깥쪽 지면과 모두 수직이거나 동일한 각도로 경사지도록 형성된다. 그렇기 때문에 집중하중을 분산시킬 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 기존의 정형제화의 안창이나 신발 밑창의 바깥면에 쇄기를 덧대줌으로써 신발을 신고 지면에 발을 디디면 안창과 밑창의 기울기에 따라 발과 다리 자체가 안쪽으로 쏠리게 하고 무릎 관절을 내측으로 이동시키는 회전력을 유발하는 방법이 사용되고 있다. 하지만, 이러한 종래의 방법은 보행시 신발 밑창의 기울어짐으로 인하여 발이 내측으로 미끄러지기 때문에 전단력이 발생하고, 발이 미끄러지지 않게 하기 위해 무릎과 발목에 과도한 힘을 주게 되어 오히려 발의 안쪽 부위와 무릎에 강한 하중이 작용하여 퇴행성 무릎관절염이 악화하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 정형제화는 부작용의 발생을 방지하기 위해 의사의 처방에 의한 맞춤처방이 필요하고, 이를 준수하지 않으면 심각한 부작용이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 신발 밑창의 아웃솔 또는 일체로 이루어진 아웃솔과 미드솔의 종단면은 내측 또는 외측의 양측면 중 어느 일측면이 밑창의 바깥쪽 지면과 이루는 각도가 이에 대향되는 타측면이 밑창의 바깥쪽 지면과 이루는 각도보다 더 작은, 즉, 양측면이 서로 평행하지 않도록 형성되어 O자형 다리 또는 X자형 다리를 교정할 수 있는 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 인솔, 미드솔 및 아웃솔 중 적어도 하나를 포함하는 밑창과 외피를 포함하는 신발에 있어서, 밑창의 아웃솔 또는 일체로 이루어진 아웃솔과 미드솔의 종단면은, 내측 또는 외측의 양측면이 서로 평행하지 않도록 내측 또는 외측의 양측면 중 어느 일측면이 밑창의 바깥쪽 지면과 이루는 각도가 이에 대향되는 타측면이 밑창의 지면과 이루는 각도보다 더 작은 것을 특징으로 하는 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 아웃솔(230)과 미드솔(220)은 O자형 무릎을 가진 사람의 착용을 위해 종단면의 상기 내측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도가 상기 외측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도보다 작게 형성된다. 또한, 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 아웃솔(230)과 미드솔(220)은 X자형 무릎을 가진 사람의 착용을 위해 종단면의 상기 외측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도가 상기 내측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도보다 작게 형성된다.
또한, 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 상기 아웃솔(230)과 미드솔(220)은 착용자의 상태에 따라 상기 경사각도 및 두께를 변경하여 교체 가능하다.
본 발명에 따르면 무릎에 편향되게 가해지는 하중을 균일하게 분산시켜 보행시 자연스럽게 O자형 다리 및 X자형 다리를 교정하여 퇴행성 무릎관절염의 통증을 완화하고, 이를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
O자형 다리 또는 X자형 다리가 교정되면서 바른 보행자세 및 올바른 신체 구조가 확립되어 착용자의 신체 전반적인 골격을 교정할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
<퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발의 구성>
(제 1 실시예)
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퇴행성 무릎 관절을 위한 밑창을 구비한 신발의 종단면도를 도시한 것이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신발(10)은 인솔(210), 미드솔(220) 및 아웃솔(230)로 이루어진 밑창(200) 및 외피(100)로 이루어진다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 밑창(200)은 O자형 다리 또는 X자형 다리를 교정하기 위해 밑창(200)의 아웃솔(230)또는 일체로 이루어진 아웃솔(230)과 미드솔(220)은 내측 또는 외측의 양측면 중 어느 일측면이 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도(θin 또는 θout)가 이에 대향되는 타측면이 밑창(200)의 지면과 이루는 각도(θout 또는 θin)보다 더 작은, 즉, 양측면이 서로 평행하지 않게 형성된다. 이러한 경사각도(θin, θout)는 착용자 다리의 휨 정도에 따라 변경이 가능하다.
도 2b는 O자형 무릎을 가진 사람의 착용을 위한 밑창에 의해 발생하는 우력을 나타내는 밑창의 개략적인 종단면도를 도시한 것이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, O자형 다리를 교정하기 위해서는 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 아웃솔(230)과 미드솔(220)의 내측면이 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도(θin)가 외측면이 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도(θout)보다 작게 형성된다.이때, 밑창(200)의 내측면이 바깥쪽 지면과 이루는 소정의 각도(θin)는 45°내지 120°의 각도로 경사가 형성된 것이 좋다. 이러한 구성으로 이루어지면, 보행 중 무릎을 몸의 중심 측으로 이동시키는 우력(Moment)이 발생하고, 우력의 발생에 의해 무릎 내측의 관절 틈새가 벌어져 하중이 경감되고, 점차적으로 O자형 다리가 11자형으로 교정된다.
도 3a는 종래 신발의 외전 모멘트를 나타내는 개략도를 도시한 것이고, 도 3b는 본 발명에 따른 신발의 외전 모멘트를 나타내는 개략도를 도시한 것이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 일반적인 종래의 신발에 의해 발생하는 외전모멘트는 다음 의 [수학식 1]에 의해 구할 수 있다.
M1 = d1 × F
여기서, M1은 외전모멘트, d1은 무릎의 중심점과 지면반발력 벡터축(a)과의 수직거리 이고, F는 보행시 지면에서 발생하는 지면반발력이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신발(10)에 의해 발생하는 외전모멘트는 다음의 [수학식 2]에 의해 구할 수 있다.
M2 = d2 × F = (d1 - e1) × F
여기서, M2는 외전모멘트, d2는 무릎의 중심점과 이동된 지면반발력 벡터축(a')과의 수직거리, d1은 지면반발력 벡터축(a)과 무릎의 중심점과의 수직거리, e1은 지면반발력 벡터축(a)과 이동된 지면반발력 벡터축(a')과의 수직거리, F는 보행시 지면에서 발생하는 지면반발력이다.
[수학식 1] 및 [수학식 2]에 나타난 바와 같이, M2가 M1보다 외전모멘트가 작기 때문에 무릎과 하퇴를 몸 바깥쪽으로 이동시키는 회전력이 감소고, 이로써 무릎전방 내측 통증이 완화되고, O자형 다리가 교정되는 효과가 있다.
도 2c는 X자형 무릎을 가진 사람의 착용을 위한 밑창에 의해 발생하는 우력을 나타내는 밑창의 개략적인 종단면도를 도시한 것이다. 한편 X자형 다리를 교정 하기 위해서는 도 2c에 도시된 바와 같이, 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 아웃솔(230)과 미드솔(220)의 외측면이 밑창(200)의 바깥족 지면과 이루는 각도(θout)가 내측면이 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도(θin)보다 작게 형성된다. 이때, 외측면이 바깥쪽 지면과 이루는 소정의 각도(θout)는 45°내지 120°의 각도로 경사가 형성되는 것이 좋다. 이때, 지면과 이루는 소정각도(θin, θout)가 45°미만인 경우와 120°를 초과하는 경우에는 정상적인 신발을 형성하기가 곤란한 문제점이 있다. 밑창(200)이 이러한 구성으로 이루지면 보행 중 무릎을 몸의 외측으로 이동시키는 우력이 발생한다. 이러한 우력에 의해 무릎 외측 관절의 틈새가 벌어져 무릎 외측에 작용하는 하중을 더 많이 경감시키게 되고, 점차적으로 X자형 다리가 11자형으로 교정된다.
(제 2 실시예)
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 신발의 종단면도를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 인솔(210), 미드솔(220) 및 외피(100)는 전술한 제 1 실시예와 동일한 구성으로 이루어진다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 아웃솔(230)과 미드솔(220)은 전체적으로 전술한 제 1 실시예와 동일한 구성으로 이루어진다. 하지만, 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 아웃솔(230)과 미드솔(220)의 상단면의 외주면을 따라 돌출부(231)가 형성되어 외 피(100)와의 결합을 원활하게 할 수 있다.
(제 3 실시예)
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 퇴행성 무릎 관절을 위한 밑창을 구비한 신발의 종단면도를 도시한 것이다. 본 발명의 제 3 실시예에 따른 신발(10)의 외피(100)는 전술한 제 1 실시예 또는 제 2 실시예와 동일한 구성으로 이루어진다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 밑창(200)은 인솔(210), 미드솔(220) 및 아웃솔(230)이 일체로 이루어지고, 그 전체적인 구성은 전술한 제 1 실시예 또는 제 2 실시예의 아웃솔(230)과 동일한 구성으로 이루어진다.
(변형예)
본 발명에 따른 신발(10)은 아웃솔(230)의 일측면을 라운드지도록 형성할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 신발 밑창에 따른 개략적인 종단면도,
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 퇴행성 무릎 관절을 위한 밑창을 구비한 신발의 종단면도,
도 2b는 O자형 무릎을 가진 사람의 착용을 위한 밑창에 의해 발생하는 우력을 나타내는 밑창의 개략적인 종단면도,
도 2c는 X자형 무릎을 가진 사람의 착용을 위한 밑창에 의해 발생하는 우력을 나타내는 밑창의 개략적인 종단면도,
도 3a는 종래 신발의 외전 모멘트를 나타내는 개략도,
도 3b는 본 발명에 따른 신발의 외전 모멘트를 나타내는 개략도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 퇴행성 무릎 관절을 위한 밑창을 구비한 신발의 종단면도,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 퇴행성 무릎 관절을 위한 밑창을 구비한 신발의 종단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 신발 100 : 외피
200 : 밑창 210 : 인솔
220 : 미드솔 230 : 아웃솔
231 : 돌출부
a : 지면반발력 벡터축
a' : 이동된 지면반발력 벡터축

Claims (6)

  1. 인솔(210), 미드솔(220) 및 아웃솔(230) 중 적어도 하나를 포함하는 밑창(200)과 외피(100)를 포함하는 신발(10)에 있어서,
    상기 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 아웃솔(230)과 미드솔(220)의 종단면은,
    내측 또는 외측의 양측면이 서로 평행하지 않도록 상기 내측 또는 외측의 양측면 중 어느 일측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도가 이에 대향되는 타측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도보다 더 작은 것을 특징으로 하는 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 아웃솔(230)과 미드솔(220)은 O자형 무릎을 가진 사람의 착용을 위해 종단면의 상기 내측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도가 상기 외측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 아웃솔(230)과 미드 솔(220)은 X자형 무릎을 가진 사람의 착용을 위해 종단면의 상기 외측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도가 상기 내측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루는 각도보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 상기 아웃솔(230)과 미드솔(220)은 착용자의 상태에 따라 각도 및 두께를 변경하여 교체 가능한 것을 특징으로 하는 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 상기 아웃솔(230)과 미드솔(220)은 상단면 외주면을 따라 상기 외피(100)와 결합하기 위한 돌출부(231)가 더 형성된 것을 특징으로 하는 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밑창(200)의 아웃솔(230) 또는 일체로 이루어진 상기 아웃솔(230)과 미드솔(220)은 O자형 무릎을 가진 사람의 착용을 위해 상기 내측면 또는 X자형 무릎을 가진 사람의 착용을 위해 상기 외측면이 상기 밑창(200)의 바깥쪽 지면과 이루 는 각도가 45° 내지 120°인 것을 특징으로 하는 퇴행성 무릎 관절을 위한 기능성 밑창을 구비한 신발.
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