KR101033373B1 - 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법 - Google Patents

심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101033373B1
KR101033373B1 KR1020090041711A KR20090041711A KR101033373B1 KR 101033373 B1 KR101033373 B1 KR 101033373B1 KR 1020090041711 A KR1020090041711 A KR 1020090041711A KR 20090041711 A KR20090041711 A KR 20090041711A KR 101033373 B1 KR101033373 B1 KR 101033373B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cardiopulmonary
exercise
user
load
measuring
Prior art date
Application number
KR1020090041711A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100122692A (ko
Inventor
김진국
서수원
김호중
류제청
김규석
Original Assignee
사회복지법인 삼성생명공익재단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 사회복지법인 삼성생명공익재단 filed Critical 사회복지법인 삼성생명공익재단
Priority to KR1020090041711A priority Critical patent/KR101033373B1/ko
Publication of KR20100122692A publication Critical patent/KR20100122692A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101033373B1 publication Critical patent/KR101033373B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/008—Using suspension devices for supporting the body in an upright walking or standing position, e.g. harnesses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6812—Orthopaedic devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/7465—Arrangements for interactive communication between patient and care services, e.g. by using a telephone network
    • A61B5/747—Arrangements for interactive communication between patient and care services, e.g. by using a telephone network in case of emergency, i.e. alerting emergency services
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12—Driving means
    • A61H2201/1207—Driving means with electric or magnetic drive
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00—Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/04—Heartbeat characteristics, e.g. E.G.C., blood pressure modulation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00—Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/20—Blood composition characteristics
    • A61H2230/202—Glucose
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00—Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/20—Blood composition characteristics
    • A61H2230/207—Blood composition characteristics partial O2-value
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00—Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/30—Blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00—Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/50—Temperature

Abstract

본 발명은 안전성이 향상될 수 있도록 사용자의 심폐기능을 모니터링하여 운동 보조장치를 이용하는 사용자의 운동부하를 조절하면서 운동할 수 있도록 하는 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법을 개시한다.
본 발명은 사용자의 움직임을 보조할 수 있도록 몸에 착용하거나 운동을 통해 신체를 단련시켜 사용자의 움직임을 향상시키는 운동기와, 사용자의 심폐부하지표에 따라 사용자의 운동부하를 모니터링하면서 조절할 수 있도록 사용자의 신체 일부에 장착되는 심폐부하지표 측정수단으로 구성된다.
본 발명에 따르면 운동기, 예를 들어 재활 보조기를 착용한 사용자가 재활 훈련 등을 실시하면서 상기 심폐부하지표 측정수단을 통해 사용자의 심폐부하지표를 측정하고, 측정된 심폐부하지표에 이상신호가 발생되면 운동기의 구동에 필요한 동력을 발생시키는 구동수단을 제어하여 사용자의 운동부하를 조절함으로써, 사용자에게 위급상황이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
운동기, 구동수단, 심폐부하지표 측정수단

Description

심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법{MOVEMENT ASSIST DEVICE CONTROLLED BY INDICATOR FOR CARDIOPLUMONARY RESERVE AND APPLICATION THEREOF}
본 발명은 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 심박동, 혈압, 혈당, 체온 및 혈중산소포화도 등을 체크하여 환자의 심폐부하지표를 산출하고, 산출된 심폐부하지표를 전달받아 운동 보조장치의 운동부하를 제어함으로써, 안전하고 효과적으로 사용자의 운동기능을 보조할 수 있도록 하는 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법에 관한 것이다.
운동기는 사용자의 움직임이 향상될 수 있도록 돕는 운동기구를 말하며, 신체 움직임이 향상되도록 근육을 단력시키기 위해 헬스클럽에서 많이 사용되는 런닝머신, 실내 사이클과 같은 각종 헬스기구나, 병원 등에서 환자의 재활을 위해 사용되는 재활 운동장치나, 장애인이나 노약자 및 환자들의 운동성을 향상시키기 위해 신체에 착용하는 재활 보조장치 등을 포함한다. 이러한 다양한 운동 보조장치 중에서 재활 보조 장치를 일예로 들어 설명한다.
근력이 손실된 신체 장애자 또는 근력이 쇠한 고령자에 있어서는, 통상의 건강한 사람이라면 간단하게 행할 수 있는 동작이라도 매우 곤란한 경우가 많다. 이 때문에 근래에는 이러한 사람들의 동작을 보조 또는 대행하기 위하여 여러 가지 보행 보조장치의 개발이 진행되고 있다.
1992년에 Solomonow는 FES(기능적 전기자극장치)와 보행보조기를 결합한 최초의 하이브리드 보행보조장치를 만들어 척수손상환자를 대상으로 근육의 반응도, 훈련조건, 비용 및 근육의 강직도 감소 등을 연구하였다.
1999년 클리브랜드 FES 센터와 케이스 웨스턴 리저브대학 연구팀은 임플랜트 일렉트로드를 가진 16채널 전기자극장치와 보행기를 이용하여 하반신 마비환자를 8분동안 서 있게 하고 20m를 보행시켰다. 또한 2000년 Isocentric reciprocal gait orthosis(ISO-RGO) vs. 기능적 신경 자극장치 또는 보조기를 이용하여 0.2m/s의 느린 보행을 구현하였다. 현재는 보다 안정되고 멀리 갈 수 있는 보행연구가 진행 중에 있다.
이러한 보행 보조장치와 같은 운동 보조장치는 이용자에게 장착되는 장착식 동작 보조장치로서, 이러한 종류의 동작 보조장치는 장착자의 근 활동에 따르는 근 전위 신호를 검출하는 근전위센서와, 장착자의 각 관절의 각 변위를 검출하는 관절 각도 검출수단과 장착자에게 보조력으로서의 토크를 부여하는 구동 모터 등의 구동수단과, 구동수단을 제어하는 제어수단을 구비한 형태로 개발되고 있는 추세이다.
그러나 이러한 보행 보조장치는 주로 근육의 활동성을 증가시키기 위한 목적으로 사용되므로, 사용 중에 착용자의 신체에 무리를 주어 응급 상황이 발생될 위험이 있다. 즉, 심폐기능이 저하된 환자나 노약자가 이를 장착하여 사용하면 재활운동을 통해 근육의 기능은 개선될 수 있으나, 과도한 운동으로 인해 심폐 활동에 무리를 주어 응급 상황이 발생될 우려가 있다.
한편, 병원에서 큰 수술을 마치고 회복중인 환자 또는 장기간 입원중이거나, 중환자실 등에 오랫동안 입원해 있는 환자는 심폐기능이 크게 저하된다. 특히 산소 호흡기를 사용하는 경우 전체 폐 중에서 대략 10%만 정상적으로 활동하기 때문에 오랜 시간 병상에 누운 상태로 방치되면 폐기능이 저하되고 심할 경우 폐결착이 발생되어 합병증이 유발될 위험성이 높다. 이러한 환자는 근육기능의 회복도 중요하지만, 심폐기능의 회복 또한 중요하므로 심폐기능 향상을 위한 꾸준한 재활운동이 필요하다. 그러나 심폐기능이 저하된 환자가 재활훈련을 수행함에 있어, 과도한 움직임은 심폐에 무리를 주어 순식간에 사망에 이르게 할 수 있으므로, 이들의 재활훈련은 항상 전문적인 지식을 갖고 있는 의료인의 관리 감독하에 수행되어야한다. 그러나 의료인에 비해 많은 환자가 있는 병원 안에서, 모든 환자가 재활훈련 전문가의 지도하에 조금씩 꾸준하게 운동하는 데는 현실적으로 어려움이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 운동 보조장치를 착용한 사용자의 심폐부하지표를 모니터링하고 검출된 심폐부하지표에 따라 사용자의 운동부하를 제어함으로써, 사용자가 신체에 무리가 발생되지 않는 한도내에서 안전하게 운동을 할 수 있도록 하는, 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 재활치료가 필요한 환자 또는 노약자와 같이 심폐 기능이 저하된 환자가 전문가의 도움 없이도 자신에게 적합한 운동을 수행할 수 있도록 도와주는 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치는 사용자의 움직임을 향상시키는 운동기; 및 상기 운동기를 이용하는 도중에 사용자의 신체에 운동부하가 발생되면 사용자의 심폐부하지표에 따라 사용자의 운동부하를 모니터링하면서 조절할 수 있도록 사용자의 신체 일부에 장착되어 심폐부하지표를 측정하는 심폐부하지표 측정수단을 포함한다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 운동기는 사용자의 움직임을 보조할 수 있도록 사용자의 신체에 착용하며, 상기 운동기에 장착되어 상기 운동기의 구동에 필요한 동력을 발생시키는 구동수단이 더 포함된다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 심폐부하지표 측정수단은 사용자의 심박을 측정하는 심박계; 혈압을 측정하는 혈압계; 혈당을 측정하는 혈당계; 혈중 산소 포화도를 측정하는 산소 포화도 측정계; 및 체온을 측정하는 체온계; 로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 측정수단을 하나 이상 포함한다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 심폐부하지표 측정수단은 사용자의 신체에 부착되는 전극과 상기 전극을 상기 심폐부하지표 측정수단에 연결하는 케이블이 구비된 심전계를 더 포함한다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 운동기는 사용자의 허리에 감겨 고정되는 허리 고정부재; 상기 허리 고정부재에 일측 끝단이 연결되고 사용자의 대퇴를 고정하 는 대퇴 고정부재; 및 상기 대퇴 고정부재의 타측 끝단에 일측 끝단이 힌지결합되고 사용자의 종아리를 고정하는 하퇴 고정부재; 및 상기 심폐부하지표 측정수단에 의해 측정된 심폐부하지표를 수신하여 상기 구동수단의 구동력을 제어하는 제어부; 를 포함한다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 구동수단은 상기 허리 고정부재를 기준으로 상기 대퇴 고정부가 회동될 수 있도록 상기 허리 고정부재와 대퇴 고정부재의 연결부에 장착되는 고관절 모터; 및 상기 대퇴 고정부재를 기준으로 상기 하퇴 고정부재가 회동될 수 있도록 상기 하퇴고정부재에 연결되는 링크부재를 가동시키는 피스톤; 을 포함한다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 링크부재는 일측 끝단은 상기 하퇴 고정부재의 일측 끝단에서 소정의 간격을 두고 힌지결합되고, 타측 끝단은 상기 피스톤을 이루는 피스톤 로드에 힌지결합된다.
또한, 보다 바람직하게는, 본 발명에 따른 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치를 사용하는 운동방법으로서, 상기 심폐부하지표 측정수단에 의해 사용자의 심박, 혈압, 혈당, 혈중 산소 포화도, 체온 및 심전도 중 하나 이상을 측정하여 심폐부하지표를 습득하는 심폐부하지표 측정단계; 측정된 심폐부하지표를 상기 제어부에 전송하는 전송단계; 및 상기 제어부에 전송된 전송신호에 따라 상기 구동수단의 운동부하를 조절하는 조절단계를 포함하여 운동 중 측정된 심폐부하지표에 따라 운동을 실시할 수 있도록 사용자의 운동부하를 조절한다.
상기와 같이 본 발명의 목적을 달성하기 위한 심폐부하지표를 이용한 운동방법은 사용자의 신체에 장착되는 심폐부하지표 측정수단에 의해, 사용자의 심박, 혈압, 혈당, 혈중 산소 포화도, 체온 또는 심전도 중 하나 이상을 측정하여 심폐부하지표를 습득하는 심폐부하지표 측정단계; 사용자가 착용하는 운동기에 장착된 구동수단의 움직임을 제어하는 제어부에 측정된 심폐부하지표를 전송하는 전송단계; 및 상기 제어부에 전송된 전송신호에 따라 상기 운동기를 구동시키는 상기 구동수단의 운동부하를 조절하는 조절단계; 를 포함하여 심폐부하지표에 따라 운동부하를 조절한다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 전송단계에서는 상기 심폐부하지표 측정수단에서 측정된 심폐부하지표가 사용자에게 위험한 상황일 경우에는 병원이나 긴급구조센터에 설치된 중앙서버에 검출된 신호를 전송하여 환자의 응급조치가 이루어질 수 있도록 하는 긴급구조신호 발송단계를 더 포함한다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 측정단계에서는 상기 심폐부하지표 측정수단에서 측정된 심폐부하지표가 사용자에게 위험한 상활일 경우에는 미리 사용자에게 위험을 경고하는 경보 발령단계를 더 포함한다.
이와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예인 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치는 운동기를 이용하여 사용자가 신체를 단련하거나, 운동기를 신체에 착용하여 움직임을 향상시키는 경우에 사용자의 심폐부하지표를 검출하고, 검출된 심폐부하지표를 통해 사용자의 운동부하를 모니터링하면서 조절할 수 있도록 함으로써, 사용자가 무리하지 않는 한도내에서 혼자서 운동을 실시할 수 있으므로, 제품 사용 의 안전성과 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 운동기가 신체에 착용하여 사용자의 움직임을 보조하는 재활 보조기인 경우에는 측정된 심폐부하지표를 근거로 운동기를 구동시키는 구동수단을 제어함으로써, 사용자가 무리하지 않는 한도 내에서 혼자서 운동을 실시할 수 있으므로, 제품 사용의 안전성과 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
또한 심폐기능이 저하된 환자의 경우에는 전문가의 도움 없이도 혼자서 자신의 심폐부하지표를 체크하면서 운동부하를 조절할 수 있게 됨으로써, 사용의 편의성과 안전성이 증가된다.
또한 사용자의 운동부하 조절이 가능하고, 위급한 상황 시에는 병원이나 긴급구조센타에 환자의 상태를 전송하여 신속한 응급조치가 가능하므로 고령화로 인해 근골격계 약화와 심폐기능이 저하된 노인들이나, 당뇨병과 같은 질환으로 일상 생활이 불가했던 환자들이 안심하고 재활운동을 실시하거나 활동할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예인 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치를 구성하는 운동기는 사용자의 움직임이 향상될 수 있도록 돕는 운동기구를 말한다. 즉, 넓게는 신체 움직임이 향상되도록 근육을 단련시키기 위해 일반인들이 헬스클럽에서 사용하는 런닝머신 내지 실내 사이클과 같은 각종 헬스기구나, 병원 등에서 환자의 재활을 위해 사용되는 각종 재활 운동기구를 말하며, 장애인이나 노약자 및 환자 들의 운동성을 향상시키기 위 해 신체에 착용하는 재활 보조장치 등을 포함한다. 본 발명에서는 이러한 운동기 중에서 재활 보조장치를 일예로 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예인 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치를 도시한 외측 측면도이고, 도 2는 운동기를 도시한 내측 측면도이고, 도 3 및 도 4는 운동기가 작동되는 상태를 도시한 상태도이고, 도 5는 운동기가 작동되는 과정을 도시한 플로우차트이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치는 사용자의 하반신에 장착하는 운동기(1)와, 운동기(1)에 장착되어 운동기(1)를 구동시키는데 필요한 동력을 발생시키는 구동수단(10)과, 사용자의 심폐부하지표를 측정하여 구동수단(10)을 제어하는 심폐부하지표 측정수단(2)으로 이루어진다.
심폐부하지표 측정수단(2)은 사용자의 손목에 착용되는 구조로 이루어지고, 사용자의 심박을 측정하는 심박계, 사용자의 혈압을 측정하는 혈압계, 사용자의 혈당을 측정하는 혈당계, 사용자의 혈중 산소 포화도를 측정하는 산소 포화도 측정계(PO2), 사용자의 체온을 측정하는 체온계, 사용자의 신체에 부착되는 전극과 상기 전극을 상기 심폐부하지표 측정수단(2)에 연결하는 케이블로 이루어져 사용자의 심전도를 측정하는 심전계 중 하나 이상을 포함하는 구조로 이루어진다. 심폐부하지표는 사용자의 심폐기능을 나타내는 척도로 사용되며 심폐에 무리를 주는 운동이 실시되어 심폐 변화가 발생되면 이때의 심박, 혈압, 혈당, 혈중 산소 포화도, 체온 및 심전도의 변화를 감지하고 이를 수치화한 것이다.
운동기(1)는 사용자의 허리에 감겨 고정되는 허리 고정부재(20)와, 허리 고정부재(20)에 일측 끝단이 연결되고 대퇴를 고정하는 대퇴 고정부재(30)와, 대퇴 고정부재(30)의 타측 끝단에 힌지결합되고 사용자의 종아리를 고정하는 하퇴 고정부재(40)로 구성된다. 구동수단(10)을 제어하는 제어부(50)는 허리 고정부재(20)에 장착되며, 제어부(50)는 사용자가 허리 고정부재(20)를 착용했을 때, 등 쪽 외부에 위치하는 것이 바람직하다.
구동수단(10)은 허리 고정부재(20)와 대퇴 고정부재(30)가 연결되는 연결부에 장착되는 고관절 모터(11)와, 대퇴 고정부재(30)에 장착되고 하퇴 고정부재(40)와 연결되는 링크부재(60)에 연결되는 피스톤(12)로 이루어진다.
고관절 모터(11)는 내부에 감속기와 모터가 통합된 고관절용 모터로서, 허리 고정부재(20)를 기준으로 대퇴 고정부재(30)를 회동시켜 사용자가 걸을 수 있도록 도와주거나, 대퇴 고정부재(30)를 기준으로 허리 고정부재(20)를 회동시켜 사용자가 누운 상태에서 일어나거나 앉을 수 있도록 도와준다.
피스톤(12)은 대퇴 고정부재(30)에 고정되는 실린더(12a)와 피스톤 로드(12b)로 이루어진다. 링크부재(60)의 일측 끝단은 하퇴 고정부재(40)를 이루는 하퇴 프레임(41)의 끝단에서 일정 거리를 이루는 지점에 힌지결합되고, 타측 끝단은 피스톤 로드(12b)의 끝단에 힌지결합된다.
허리 고정부재(20)는 사용자의 등 쪽과 골반 양 측면으로 연장된 허리 프레임(21)과 허리 프레임(21)에 연결되고 허리에 체결되는 허리 벨트(22)로 이루어진다. 허리 프레임(21)의 양 끝단부에는 사용자가 양 측면 방향으로 다리를 원활하게 움직일 수 있도록 함과 동시에 입고 벗을 때 편의를 도모하기 위해 소정의 간격을 두고 두 곳에 힌지결합부(21a)가 형성된다.
대퇴 고정부재(30)는 사용자의 대퇴 외측과 후방측 일부를 지지하는 대퇴 프레임(31)과, 대퇴를 감아 고정시킬 수 있도록 대퇴 프레임(31)에 양 끝단이 체결되는 대퇴 벨트(32)와, 대퇴 벨트(32)의 중간부에 장착되어 대퇴 전방측을 지지하는 대퇴 패드(33)로 이루어진다.
하퇴 고정부재(40)는 사용자의 하퇴 외측과 후방측 일부를 지지하는 하퇴 프레임(41)과, 하퇴를 감아 고정시킬 수 있도록 하퇴 프레임(41)에 양 끝단이 체결되는 하퇴 벨트(42)와, 하퇴 벨트(42)의 중간부에 장착되어 하퇴 전방측을 지지하는 하퇴 패드(43)로 이루어진다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예인 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치의 운동방법은 다음과 같다.
운동 보조장치를 사용자가 착용한 상태에서 구동수단(10)을 이루는 고관절 모터(11)와 피스톤(12)의 작동에 의해 사용자의 운동을 보조한다. 보다 상세히 설명하면 도 3에 도시된 바와 같이 사용자가 걷고자 하는 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 제자리에 서 있던 상태로 고관절 모터(11)가 일측방향으로 가동되면 대퇴 고정부재(30)가 전방을 향해 회동되면서 동시에 피스톤(10)의 피스톤 로드(12b)가 실린더(12a)에서 인출되면서 링크부재(60)가 하퇴 고정부재(40)를 밀어 슬 관절이 일직선으로 펴진 상태를 유지하며 전방으로 발을 뻗게 되는 것이다.
그 상태에서 고관절 모터(11)가 반대 방향으로 가동되면 대퇴 고정부재(30) 가 후방을 향해 회동하게 되고, 동시에 피스톤 로드(12b)가 실린더(12a) 내부로 인입되면서 링크부재(60)가 하퇴 고정부재(40)를 회동시켜 슬 관절이 굽어진 상태로 변경되면, 도 4에 도시된 바와 같이 후방측으로 발의 위치가 변경되면서 사용자가 앞으로 나가게 되는 것이다.
상기와 같이 사용자가 운동 보조장치를 착용한 상태로 재활 훈련이나 일상생활을 하는 도중에 심폐부하지표 측정수단(2)은 사용자의 팔에 장착된 상태로 사용자의 심폐부하지표를 모니터링한다. 즉, 사용자의 움직임에 따라 변화되는 심박, 혈압, 혈당, 혈중 산소 포화도, 체온 등을 체크하여 사용자의 심폐기능에 이상이 발생되는 지를 항상 감시하는 것이다.
심폐부하지표 측정수단(2)에 의해 심폐부하지표를 측정하는 심폐부하지표 측정단계가 실시되고, 측정 중에 심폐기능에 문제가 발생되었다는 심폐부하지표가 측정되면 곧바로, 그 검출신호를 제어부(50)로 전송하는 전송단계를 실시한다. 이때, 사용자가 위험한 상황이라는 것을 인지할 수 있도록 경고음 발생시키는 경보 발령단계와, 병원이나 긴급구조센터에 설치된 중앙서버에 검출된 신호를 전송하여 환자의 응급조치가 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 긴급구조신호 발송단계를 추가적으로 실시한다. 상기 경보 발령단계는 전송단계가 이루어져 제어부(50)의 제어동작이 이루어지기 전에 미리 사용자가 위험상황을 인지할 수 있도록 미리 진행되는 것도 바람직하다.
전송단계를 통해 제어부(50)로 심폐기능의 이상신호가 전송되면 제어부(50)는 전송신호에 따라 구동수단(10)의 동작을 제어하는 조절단계를 실시하여 사용자 가 위험상황을 벗어날 수 있도록 한다. 상기 조절단계는 고관절 모터(11)의 동작이나 피스톤(12)의 동작을 제어함으로써, 결과적으로 사용자의 운동부하를 조절할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이 본 발명에 의한 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 방법은 운동 보조장치를 사용 중에 심폐부하지표 측정수단(2)을 이용하여 사용자의 심폐 상태를 모니터링함으로써, 재활 훈련이나 일상생활 중에 사용자의 심폐기능에 무리를 주어 위급상황이 발생되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다. 이러한 운동 보조장치는 환자나 노약자들의 운동성을 향상시키기 위해 사용되는 재활보조기가 가장 대표적으로 사용되는 장치이며, 그 외 병원의 물리치료실에서 주로 사용되고 있는 재활 운동기구와 같은 운동기구와 함께 사용될 수도 있다.
또한, 본 발명에 사용되고 있는 심폐부하지표 측정수단은 운동 보조장치와 함께 사용되며 사용자의 무리한 운동을 방지할 수 있도록 사용되는 것 외에도 심폐부하지표 측정수단만을 이용하는 것도 가능하다. 즉, 노약자나 환자들의 경우 항시 신체에 부착하여 재활운동 중일 때 뿐만 아니라 일상 생활중에도 무리한 운동으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있는 장치로도 사용될 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예인 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치를 도시한 외측 측면도,
도 2는 운동기를 도시한 내측 측면도,
도 3 및 도 4는 운동기가 작동되는 상태를 도시한 상태도,
도 5는 운동기가 작동되는 과정을 도시한 플로우차트.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
1 : 운동기 2 : 심폐부하지표 측정수단
10 : 구동수단 20 : 허리 고정부재
30 : 대퇴 고정부재 40 : 하퇴 고정부재
50 : 제어부

Claims (11)

  1. 구동에 필요한 동력을 발생시키는 구동수단을 구비하여 사용자의 움직임을 보조할 수 있도록 사용자의 신체에 착용하여 사용자의 움직임을 향상시키는 운동기; 및
    상기 운동기를 이용하는 도중에 사용자의 신체에 운동부하가 발생되면 사용자의 심폐부하지표에 따라 사용자의 운동부하를 모니터링하면서 조절할 수 있도록 사용자의 신체 일부에 장착되어 심폐부하지표를 측정하는 심폐부하지표 측정수단을 포함하고,
    상기 운동기는
    사용자의 허리에 감겨 고정되는 허리 고정부재;
    상기 허리 고정부재에 일측 끝단이 연결되고 사용자의 대퇴를 고정하는 대퇴 고정부재; 및
    상기 대퇴 고정부재의 타측 끝단에 일측 끝단이 힌지결합되고 사용자의 종아리를 고정하는 하퇴 고정부재; 및
    상기 심폐부하지표 측정수단에 의해 측정된 심폐부하지표를 수신하여 상기 구동수단의 구동력을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 구동수단은
    상기 허리 고정부재를 기준으로 상기 대퇴 고정부가 회동될 수 있도록 상기 허리 고정부재와 대퇴 고정부재의 연결부에 장착되는 고관절 모터; 및
    상기 대퇴 고정부재를 기준으로 상기 하퇴 고정부재가 회동될 수 있도록 상기 하퇴고정부재에 연결되는 링크부재를 가동시키는 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 심폐부하지표 측정수단은
    사용자의 심박을 측정하는 심박계;
    혈압을 측정하는 혈압계;
    혈당을 측정하는 혈당계;
    혈중 산소 포화도를 측정하는 산소 포화도 측정계; 및
    체온을 측정하는 체온계; 로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 측정수단을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 심폐부하지표 측정수단은
    사용자의 신체에 부착되는 전극과 상기 전극을 상기 심폐부하지표 측정수단에 연결하는 케이블이 구비된 심전계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 링크부재는
    일측 끝단은 상기 하퇴 고정부재의 일측 끝단에서 소정의 간격을 두고 힌지결합되고, 타측 끝단은 상기 피스톤을 이루는 피스톤 로드에 힌지결합되는 것을 특징으로 하는 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치.
  8. 제1항, 제3항 내지 제4항, 제7항 중 어느 한 항에 따른 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치를 사용하는 운동방법으로서,
    상기 심폐부하지표 측정수단에 의해 사용자의 심박, 혈압, 혈당, 혈중 산소 포화도, 체온 및 심전도 중 하나 이상을 측정하여 심폐부하지표를 습득하는 심폐부하지표 측정단계;
    측정된 심폐부하지표를 상기 제어부에 전송하는 전송단계; 및
    상기 제어부에 전송된 전송신호에 따라 상기 구동수단의 운동부하를 조절하는 조절단계; 를 포함하여 운동 중 측정된 심폐부하지표에 따라 운동을 실시할 수 있도록 사용자의 운동부하를 조절하는 심폐부하지표를 이용한 운동방법.
  9. 사용자의 신체에 장착되는 심폐부하지표 측정수단에 의해, 사용자의 심박, 혈압, 혈당, 혈중 산소 포화도, 체온 또는 심전도 중 하나 이상을 측정하여 심폐부하지표를 습득하는 심폐부하지표 측정단계;
    사용자가 착용하는 운동기에 장착된 구동수단의 움직임을 제어하는 제어부에 측정된 심폐부하지표를 전송하는 전송단계; 및
    상기 제어부에 전송된 전송신호에 따라 상기 운동기를 구동시키는 상기 구동수단의 운동부하를 조절하는 조절단계; 를 포함하여 심폐부하지표에 따라 운동부하를 조절하는 심폐부하지표를 이용한 운동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전송단계에서는
    상기 심폐부하지표 측정수단에서 측정된 심폐부하지표가 사용자에게 위험한 상황일 경우에는 병원이나 긴급구조센터에 설치된 중앙서버에 검출된 신호를 전송하여 환자의 응급조치가 이루어질 수 있도록 하는 긴급구조신호 발송단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심폐부하지표를 이용한 운동방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 측정단계에서는
    상기 심폐부하지표 측정수단에서 측정된 심폐부하지표가 사용자에게 위험한 상활일 경우에는 미리 사용자에게 위험을 경고하는 경보 발령단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심폐부하지표를 이용한 운동방법.
KR1020090041711A 2009-05-13 2009-05-13 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법 KR101033373B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090041711A KR101033373B1 (ko) 2009-05-13 2009-05-13 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090041711A KR101033373B1 (ko) 2009-05-13 2009-05-13 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100122692A KR20100122692A (ko) 2010-11-23
KR101033373B1 true KR101033373B1 (ko) 2011-05-09

Family

ID=43407543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090041711A KR101033373B1 (ko) 2009-05-13 2009-05-13 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101033373B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9833376B2 (en) 2015-07-27 2017-12-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Walking assistance methods and apparatuses performing the same

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101330343B1 (ko) * 2012-02-01 2013-11-15 경상대학교산학협력단 무릎관절 보조를 통한 보행 보조가 가능한 무릎보장구
KR102197708B1 (ko) 2014-05-23 2020-12-31 삼성전자주식회사 지지 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
KR101988167B1 (ko) * 2018-04-09 2019-06-11 주식회사 엠비젼 통증 이벤트와 관련된 재활운동기기
WO2022225235A1 (ko) * 2021-04-19 2022-10-27 삼성전자주식회사 웨어러블 장치를 이용한 사용자의 근체력을 측정하는 방법 및 장치
WO2023058880A1 (ko) * 2021-10-05 2023-04-13 삼성전자 주식회사 관절의 회전 모션에 기반하여 액추에이터를 제어하는 전자 장치 및 그 방법
WO2023080417A1 (ko) * 2021-11-04 2023-05-11 삼성전자주식회사 사용자의 심박수에 기초하여 웨어러블 장치를 제어하는 방법 및 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07163607A (ja) * 1993-12-13 1995-06-27 Tokyo R & D:Kk 階段歩行等の電動補助装置
KR19990066566A (ko) * 1998-01-30 1999-08-16 전주범 노약자나 재활 훈련자를 위한 러닝 머신 시스템및 그 주행 속도 제어방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07163607A (ja) * 1993-12-13 1995-06-27 Tokyo R & D:Kk 階段歩行等の電動補助装置
KR19990066566A (ko) * 1998-01-30 1999-08-16 전주범 노약자나 재활 훈련자를 위한 러닝 머신 시스템및 그 주행 속도 제어방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9833376B2 (en) 2015-07-27 2017-12-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Walking assistance methods and apparatuses performing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100122692A (ko) 2010-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6609268B2 (ja) 寝たきり患者のためのリハビリテーション機構およびリハビリテーション機構を備えるベッド
KR101221046B1 (ko) 지능형 외골격 로봇기반의 일상생활 보조 및 재활훈련 시스템
KR101033373B1 (ko) 심폐부하지표를 이용한 운동 보조장치 및 운동방법
AU2016339551B2 (en) Rehabilitation mechanism for patients confined to bed
CN106137489B (zh) 交互式外骨骼膝关节机器系统
Hesse et al. Treadmill training with partial body weight support: influence of body weight release on the gait of hemiparetic patients
US8562548B2 (en) Rehabilitation device and controlling method thereof
JP5229621B2 (ja) 装着式動作補助装置の動作補助システム及び装着式動作補助装置及び装着式動作補助装置の動作補助方法
JP7181801B2 (ja) 心臓リハビリテーション支援装置及びその制御プログラム
US8496564B2 (en) System and method for supervised home care rehabilitation of stroke survivors
Winchester et al. A comparison of paraplegic gait performance using two types of reciprocating gait orthoses
KR101180087B1 (ko) 능동형 재활운동 장치 및 시스템
CN104983543A (zh) 一种智能型下肢康复训练器
KR100802533B1 (ko) 인체 하지의 보행모드 결정장치 및 이를 갖는 인체 하지용보조 근력 로봇 및 이를 사용한 인체 하지의 보행모드결정방법
US20100198124A1 (en) System and method for controlling the joint motion of a user based on a measured physiological property
US20100222180A1 (en) Lower limb function training device
CN108652925B (zh) 一种助行康复及步态矫正系统
CN109363672B (zh) 一种核心肌群的智能监测装置及训练监测方法
CN204863872U (zh) 一种智能型下肢康复训练器
CN113440347A (zh) 一种集成非接触式心肺功能实时监测及评估的电动起立床
CN210785264U (zh) 一种针对偏瘫患者的轻质可穿戴下肢康复助行外骨骼
Stein et al. Speed and efficiency in walking and wheeling with novel stimulation and bracing systems after spinal cord injury: a case study
WO2016006688A1 (ja) 生体信号計測装置、生体信号計測方法、装着式動作補助装置、及び動作補助方法
CN213250914U (zh) 一种下肢康复机器人
CN113520804B (zh) 一种用于髋部骨折术后的康复及并发症监测装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140217

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160321

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee