KR101302268B1 - A method for providing vibration stimulus to the human body by using a change of muscle activities generated when muscle shirinks or relaxes - Google Patents

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KR101302268B1 KR1020120040184A KR20120040184A KR101302268B1 KR 101302268 B1 KR101302268 B1 KR 101302268B1 KR 1020120040184 A KR1020120040184 A KR 1020120040184A KR 20120040184 A KR20120040184 A KR 20120040184A KR 101302268 B1 KR101302268 B1 KR 101302268B1
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Abstract

PURPOSE: A vibratory stimulating apparatus is provided to improve balancing ability of a user or posture maintaining capability preventing reduction in recognition function caused by lost sensing ability. CONSTITUTION: A method to give vibration stimulation to a human body using change in muscular activity generated when muscle is contracted or relaxed comprises (a) a measuring step which measures a muscle activity signal of a human skin using a muscle activity detection part; (b) a converting step which converts the measured muscle activity signal into a digital signal; (c) a discrimination step which discriminates whether the muscle activity signal concerted into the digital signal exceeds a first standard value; (d1) a return step which goes back to (a) step in case the muscle activity signal is below the first standard value; (d2) a vibration stimulation step which stimulates the human skin around the detection part with vibration for a first time using a vibration part in case the muscle activity signal exceeds the first standard value; and (e) a step which stops a motion of the vibration part for a second time after the first time is passed in the (d2) step. [Reference numerals] (110) Detection unit of muscular activity; (130) Control unit; (140) Memory; (150) Vibration unit; (160) Input unit; (170) Display unit

Description

근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도의 변화를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 방법{A method for providing vibration stimulus to the human body by using a change of muscle activities generated when muscle shirinks or relaxes}A method for providing vibration stimulus to the human body by using a change of muscle activities generated when muscle shirinks or relaxes}

본 발명은 신체의 근활성도 신호 변화에 따라 신체에 소정의 진동 자극을 가하는 방법에 관한 것으로, 보다 바람직하게는 근활성도 변화를 감지하는 센서 등을 통하여 수신되는 신체의 근활성도 변화에 대응하여 근활성도 전극이 부착된 신체 주변에 일정한 진동 자극을 주기적으로 가할 수 있는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of applying a predetermined vibration stimulation to the body in accordance with the change in the muscle activity signal of the body, more preferably in response to the change in the muscle activity of the body received through a sensor for detecting a change in muscle activity, etc. The present invention relates to a method for periodically applying a constant vibration stimulus around the body to which the electrode is attached.

이미 우리나라는 노령화가 급속히 진행되면서 전국 234개 시,군,구 가운데 35개 군이 총 인구에서 65세 이상 노인비중이 20%를 넘는 초고령 사회로 분류되었다. 나이가 들면서 자주 넘어져 낙상을 하게 되면 삶의 질이 나빠지며 결국 사망에 이르게 되기 때문에 낙상 방지를 위해 예방이 필요하며 특히 균형 감각에 대한 인지능력이 중요하다고 할 수 있다(Lin et al., 2004). 감각 조절은 균형을 유지하기 위한 체성 감각계의 선택적 자극과 더불어 시각계의 선택적 자극이 조합하여 평형성의 우위를 가리는 것이다. 또한, 균형을 유지하는 데는 발목, 무릎, 대퇴관절, 및 체간 근육의 상호작용에 의하여 복합적이고 유기적으로 움직이면서 조절된다(Shimada et al., 2003). 노인에게 균형능력이 중요한 이유는 노화에 따른 체력 저하로 발목 및 대퇴부 근육의 감소에 의한 하체 근력이 약화되게 되면 넘어질 가능성이 커지기 때문이다(옥정석과 박우영 2010). 이러한 운동조절 기능의 저하는 생리조직의 감퇴로 인한 감각정보처리 속도의 지연 및 운동계이 반응속도 감소로 인한 것으로(Barnett et al., 2003), 이를 방지하기 위해 노인들에게 규칙적인 운동으로 약해진 신체기능을 개선해야 한다고 하였다(Rubenstein et al., 2000).Already, with the rapid aging of Korea, 35 of the 234 cities, counties, and districts in Korea have been classified as ultra-aged societies with over 20% of the elderly aged 65 or older. Falling frequently and falling as one ages worsens the quality of life and eventually leads to death. Therefore, prevention of fall is necessary, especially the cognitive ability of the sense of balance is important (Lin et al., 2004). . Sensory control is a combination of selective stimulation of the somatosensory system to maintain balance and the selective stimulation of the visual system to mask the superiority of equilibrium. In addition, the balance is controlled by complex and organic movement by the interaction of the ankle, knee, femoral joints, and trunk muscles (Shimada et al., 2003). The balance is important for the elderly because the weakness of lower limbs caused by the reduction of ankle and thigh muscles due to aging decreases the possibility of falling (Ok Jung-seok and Park Woo-young 2010). This decrease in motor control function is due to the delay of sensory information processing speed due to the decline of physiological tissues and the decrease in the response of the motor system (Barnett et al., 2003). It was suggested that the system should be improved (Rubenstein et al., 2000).

또한, 노인 인구의 증가로 인해 최근 뇌병변 관련 질환자들이 증가하고 있으며 특히 뇌손상으로 인한 사회 경제적인 손실이 크게 증가하고 있다(Farooqui and Farooqui, 2009). 뇌손상은 유형에 관계없이 발생률이 높고 사망이나 장애를 초래하는 비율 또한 높아서 사회적으로 크게 이슈가 되는 건강문제 중 하나이다. In addition, due to the increase in the elderly population, brain disease-related diseases have recently increased, and socioeconomic losses due to brain injury have increased significantly (Farooqui and Farooqui, 2009). Brain injury is one of the health problems that is a major social issue because of its high incidence and high rate of death or disability.

매년 7만여 명에 해당하는 사람이 뇌손상으로 인해 장애가 초래되어 남은 생애 동안 일상 생활을 영위하는데 있어 다른 사람의 도움을 필요로 하고 자발성 뇌손상인 뇌졸증의 경우도 연령에 따라 차이를 보이나 대략 인구 십만명당 201~438명에서 발생하며 이 환자들 중 뇌졸증의 유형에 따라 17~50%가 사망하거나 후유증으로 다양한 형태의 장애를 가진다(Burke and Venketasubramannian, 2006). Each year, 70,000 people suffer from brain damage and require other people's help in their daily lives for the rest of their lives. Stroke, a spontaneous brain injury, also varies according to age. It occurs in 201 to 438 people per person, and 17% to 50% of these patients die depending on the type of stroke or have various forms of disability due to sequelae (Burke and Venketasubramannian, 2006).

또한, 뇌졸증은 우리나라의 경우 암에 이어 사망 원인 2위를 차지할 만큼 발병률이 높고 생존하는 경우라도 뇌병변의 부위에 따라 운동장애, 감각장애, 지각장애, 언너장애, 인지장애 등이 동반된다. 뇌졸증 환자의 약 15~30% 정도가 인지 감각 손상이 나타나며 이러한 점을 감안할 때 재활 과정에서 인지 감각 능력을 측정하고 평가하는 중요한 요소로 제시되어진다(Appelros, 2005).In addition, stroke in Korea is high enough to occupy the second leading cause of death after cancer, and even if it survives, there are movement disorders, sensory disorders, perceptual disorders, uneven disorders, and cognitive disorders depending on the site of brain lesions. About 15-30% of stroke patients show cognitive impairment, which is an important factor in measuring and evaluating cognitive sensory ability during rehabilitation (Appelros, 2005).

뇌손상 환자의 가장 큰 문제는 인지기능의 장애와 운동장애로 인한 균형 능력의 감소와 자세 조절 능력 상실이 나타난다. The biggest problem in patients with brain injury is a loss of balance and postural control due to cognitive and motor disorders.

특히, 편마비 환자들은 선 자세에서 환자 하지에 체중의 25~43% 이하의 부하만을 지지함으로써 비대칭적인 자세가 발생한다고 보고하였다. In particular, hemiplegic patients reported that asymmetrical posture occurred by supporting only 25-43% or less of the weight of the patient's lower limb in the standing position.

이런 자세의 불균형은 자세 동요(postural sway)를 증가시켜 균형에 악영향을 미치며, 또한 뇌손상 환자의 보행은 느리고 보폭이 짧으며 분속수가 감소하는 특징을 보인다. This postural disparity increases postural sway and adversely affects the balance, and the gait of the brain injury patient is slow, the stride length is short, and the number of divisions is reduced.

이러한 뇌손상 환자의 보행 문제를 해결하기 위해 재활 치료 분야에서는 환자가 환측 하지로 체중 이동을 충분히 할 수 있도록 훈련시킴으로써 손상된 균형 능력과 자세 유지 능력을 해결할 필요가 있다. In order to solve the gait problem of the brain injury patients, the rehabilitation treatment field needs to solve the damaged balance ability and posture maintenance ability by training the patient to sufficiently move the weight to the lower limb.

그러한 방법 중의 하나로 다양한 종류의 진동 자극이 사용되고 있다(Smile-Oyen et al., 2002; Sliiper and Latash, 2004)One such method uses a variety of vibrational stimuli (Smile-Oyen et al., 2002; Sliiper and Latash, 2004).

직립하여 있는 동안 진동 자극을 자세 유지 근육에 적용한다면 몸의 위치 변화를 확인할 수 있고 때때로 균형 상실 상태를 판별할 수 있다(Ekund, 1969).Applying vibrational stimulation to postural maintenance muscles while standing upright can identify changes in the position of the body and sometimes determine the loss of balance (Ekund, 1969).

따라서 본 발명은 뇌손상 환자 혹은 노인의 소실된 감각 인지 능력을 개선하기 위해 신체에 진동 자극을 주기적으로 가함으로써 환자 스스로가 동적-정적 움직임에 대한 진행 상황을 실시간으로 인지할 수 있도록 하고 인체에 알맞은 진동 자극 장치를 개발하여 생체되먹임(biofeedback) 효과를 극대화시키고자 한다.Therefore, the present invention periodically applies vibration stimulation to the body in order to improve the sensory cognitive ability of the brain injury patient or the elderly, so that the patient can recognize the progress of the dynamic-static movement in real time and is suitable for the human body. We have developed a vibration stimulation device to maximize the biofeedback effect.

이처럼, 다양한 연구 등을 통하여 신체 활동이 떨어지는 노인이나 뇌손상 환자들의 신체에 일정한 자극을 인가하면 생체되먹임 효과에 의하여 인지 능력 등이 개선됨이 보고되고 있으나 근활성도를 감지한 후 신체에 일정한 자극을 실시간으로 부여하는 장치 개발은 전무한 상태이다. As described above, applying various stimuli to the body of elderly or brain-injured patients whose physical activity is deteriorated has been reported to improve cognitive ability by the biofeedback effect. There is no development of the device to be given.

예컨대, 출원번호가 10-2010-7029868 이고 발명의 명칭이 "표면 근활성도 검사 및 운동 범위 검사를 수행하기 위한 시스템들 및 방법들"인 선행기술문헌에는  For example, the prior art document entitled 10-2010-7029868 and entitled "Systems and Methods for Performing Surface Muscle Activity Testing and Motor Range Testing"

"환자 내부의 연조직 손상을 진단하기 위한 연조직 손상 진단 시스템은 제어되는 환자 관절 운동들 동안에 환자 관절에 근접 배치된 제1 경사계와 관절 말단에 배치된 제2 경사계 사이에 형성된 각도들을 측정하도록 구성되고 배열된 한 세트의 핸드헬드 경사계들을 포함한다. 관절을 따라 움직이는 신체 부분을 따라 환자의 척추에 근접하게 복수의 측정 전극들이 결합될 수 있다. 측정 전극들은 제어되는 환자 관절 운동들 동안에 환자 근육 그룹들을 따라 활동 전위들을 측정하고, 측정된 활동 전위들을 동적 표면 근활성도 검사("sEMG") 모듈로 전송하도록 구성되고 배열된 장치"에 관한 기술이 개시된 것처럼 종래의 경우 신체의 근활성도를 측정하여 검사하는 대형 장비들에 대한 연구 개발은 다양하게 진행되어 왔지만 노인이나 환자들이 직접 신체에 착용하고 필요에 따라 신체에 일정한 진동을 직접 가할 수 있는 소형 장치에 대한 연구와 개발이 거의 진행되고 있지 않다는 문제점이 있다. The soft tissue damage diagnostic system for diagnosing soft tissue damage inside a patient is configured and arranged to measure angles formed between a first inclinometer disposed proximate to the patient joint and a second inclinometer disposed at the joint end during controlled patient joint movements. And a plurality of measurement electrodes coupled to the patient's spine along a body part moving along the joint, the measurement electrodes along the patient muscle groups during controlled patient joint movements. A large scale measuring and testing muscle activity of the body in the conventional case, as disclosed in the description of "a device constructed and arranged to measure action potentials and to transmit measured action potentials to a dynamic surface muscle activity test (" sEMG ") module. Research and development of equipment has been conducted in various ways, but the elderly or patients directly There is a problem that little research and development is progressing on a small device that can be worn and directly apply a constant vibration to the body as needed.

출원번호: 10-2010-7029868Application number: 10-2010-7029868 발명의 명칭: 표면 근활성도 검사 및 운동 범위 검사를 수행하기 위한 시스템들 및 방법들NAME OF THE INVENTION: Systems and methods for performing surface muscle activity testing and range of motion testing 출원인: 프리시젼 바이오메트릭스, 인크.Applicant: Precision Biometrics, Inc.

본 발명은 뇌손상 환자 혹은 노인들의 동적-정적 자세 유지를 개선하기 위해 신체에 일정한 진동 자극을 가할 수 있는 장치와 그 방법을 개발하여 인지기능이 떨어지는 대상자들에게 진동 자극을 통해 움직임에 대한 진행 상황을 스스로 인지하여 자세 균형과 보행시 안정성을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has developed a device and method for applying a constant vibration stimulation to the body in order to improve the dynamic-static posture maintenance of brain injury patients or the elderly, the progress of the movement through the vibration stimulation to the subjects with poor cognitive function The goal is to provide self-perceiving posture balance and stability when walking.

즉, 본 발명은 뇌손상환자들이나 노인들의 감각 인지 능력 감소로 인한 균형과 자세 유지 능력 감소를 스스로 개선할 수 있는 진동 자극 장치를 제공하는 것이다.That is, the present invention is to provide a vibration stimulation device that can improve the balance and posture maintenance ability by themselves due to reduced sensory cognitive ability of brain injury patients or the elderly.

이를 위하여 본 발명에서는 근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도 변화에 대응하여 근활성도 전극이 부착되어 있는 신체 주변에 일정한 진동 자극을 주기적으로 가할 수 있는 장치와 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. To this end, an object of the present invention is to provide a device and a method capable of periodically applying a constant vibration stimulus to the periphery of the body to which the muscle activity electrode is attached in response to the muscle activity change that occurs when the muscle contracts or relaxes.

본 발명에서 제안하고 하는 근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도의 변화를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 장치는 기본적으로 신체 피부의 활동전위인 근활성도 신호를 측정하는 근활성도 감지부와, 상기 근활성도 감지부에 의해 측정된 상기 근활성도 신호에 응답하여 상기 근활성도 감지부 주변의 피부에 진동 자극을 전달하는 진동부를 포함하며 하나의 단품으로 제작되는 것이 바람직하다.The device for providing a vibration stimulation to the body by using a change in muscle activity generated when the muscle contraction or relaxation proposed in the present invention is basically a muscle activity detection unit for measuring the muscle activity signal that is the action potential of the body skin, In response to the muscle activity signal measured by the muscle activity detection unit includes a vibration unit for transmitting a vibration stimulus to the skin around the muscle activity detection unit is preferably manufactured in one piece.

한편, 본 발명은 장치는 상기 근활성도 감지부에서 측정되는 아날로그 근활성도 신호를 수신하는 ADC 변환부와, 상기 ADC 변환부에서 출력되는 디지털 신호를 수신하는 제어부를 더 구비하는 것이 바람직하며, 상기 진동부는 상기 제어부에 의하여 동작에 제어된다. On the other hand, the present invention preferably further comprises an ADC converter for receiving an analog muscle activity signal measured by the muscle activity sensor, and a controller for receiving a digital signal output from the ADC converter, the vibration The unit is controlled for operation by the control unit.

또한, 본 발명 장치에 포함된 상기 제어부는 상기 디지털 신호로 변환된 상기 근활성도 신호의 레벨에 따라 상기 진동부의 작동 여부를 결정한다. In addition, the control unit included in the apparatus of the present invention determines whether the vibration unit is operated according to the level of the muscle activity signal converted into the digital signal.

한편, 근활성도를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 본 발명의 방법은 (a) 근활성도 감지부를 통하여 근활성도를 측정하는 단계; (b) 상기 근활성도의 값을 판별하는 단계; (c) 상기 판별된 근활성도의 값에 따라 상기 근활성도 감지부 주변의 피부를 진동부를 이용하여 자극시킬지 여부를 결정하는 단계를 구비하는 것이 바람직하다.On the other hand, the method of the present invention to provide a vibration stimulation to the body by using the muscle activity (a) measuring the muscle activity through the muscle activity sensor; (b) determining a value of the muscle activity; and (c) determining whether to stimulate the skin around the muscle activity sensing unit using a vibration unit according to the value of the determined muscle activity.

또한, 근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도의 변화를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 본 발명의 방법은 (a) 근활성도 감지부를 이용하여 신체 피부의 근활성도 신호를 측정하는 단계; (b) 상기 측정된 근활성도 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; (c) 상기 디지털 신호로 변환된 근활성도 신호가 제 1 기준치를 초과하는지 여부를 판별하는 단계; (d1) 상기 근활성도 신호가 상기 제 1 기준치 이하인 경우 상기 (a) 단계로 복귀하는 단계; (d2) 상기 근활성도 신호가 상기 제 1 기준치를 초과하는 경우 상기 근활성도 감지부 주변의 신체 피부를 진동부를 이용하여 제 1 시간 동안 진동 자극하는 단계;를 포함하여 이루어질 수도 있다. 이때, 상기 (d2) 단계에서 상기 제 1 시간이 경과한 후 상기 진동부의 동작을 제 2 시간동안 정지시키는 단계(e)를 더 포함할 수도 있으며, 또한, 상기 (e) 단계후, 상기 근활성도 감지부를 통하여 측정되는 근활성도 신호가 상기 제 1 기준치 이하인 경우 상기 (a) 단계로 복귀하거나 상기 (e) 단계후, 상기 근활성도 감지부를 통하여 측정되는 근활성도 신호가 상기 제 1 기준치 이하인 경우 상기보다 더 높은 제 2 기준치를 초과하는 경우에는 상기 (d2) 단계로 복귀하는 단계를 더 포함할 수도 있다. In addition, the method of the present invention to provide a vibration stimulation to the body by using a change in muscle activity generated during contraction or relaxation of the muscle comprises the steps of: (a) measuring the muscle activity signal of the body skin using the muscle activity sensor; (b) converting the measured muscle activity signal into a digital signal; (c) determining whether the muscle activity signal converted into the digital signal exceeds a first reference value; (d1) returning to step (a) when the muscle activity signal is less than or equal to the first reference value; (d2) when the muscle activity signal exceeds the first reference value, vibrating and stimulating the body skin around the muscle activity sensor for a first time using a vibration unit. In this case, the method may further include (e) stopping the operation of the vibrator for a second time after the first time elapses in the step (d2), and further, after the step (e), the muscle activity If the muscle activity signal measured through the sensing unit is less than the first reference value, return to the step (a) or after the step (e), if the muscle activity signal measured through the muscle activity sensing unit is less than the first reference value than the above In case of exceeding the higher second reference value, the method may further include returning to the step (d2).

본 발명에 따른 진동 자극 장치를 신체에 부착하여 사용하는 경우 뇌손상환자 혹은 노인들에게서 주로 발생하는 문제 중 감각 소실로 인한 인지 기능의 저하방지함으로써 사용자들의 균형 능력이나 자세 유지 능력을 개선시킬 수 있다. When the vibration stimulation device according to the present invention is used to be attached to the body, it is possible to improve the balance ability or posture maintenance ability of the users by preventing the degradation of cognitive function due to sensory loss among the problems mainly occurring in brain injury patients or the elderly. .

즉, 본 발명의 진동 자극 장치를 사용하는 경우, 인지능력이 부족한 뇌손상 환자들 혹은 노인들의 균형능력과 자세유지 능력을 향상시킬 수 있다고 기대되며, 본 발명에 따른 진동 자극을 이용한 생체 되먹임 자극을 통하여 환자의 인지 능력을 증가시킴으로써 환자 스스로 동적-정적 움직임을 보다 정확하게 파악할 수 있도록 하여 비정상적인 보행 내지 활동을 스스로 개선할 수 있을 것으로 기대된다.That is, when using the vibration stimulation device of the present invention, it is expected that the balance ability and posture maintenance ability of the brain injury patients or the elderly who lack cognitive ability can be improved, and the biofeedback stimulation using the vibration stimulation according to the present invention is performed. By increasing the cognitive ability of the patient through this it is expected that the patient can more accurately understand the dynamic-static movement by themselves to improve abnormal gait or activity.

또한, 본 발명에서 제안하는 장치는 21세기 들어 노인 세대의 증가로 인하여 뇌손상 환자들이 급증할 것으로 예상되고 있으며, 따라서 뇌손상 환자뿐만 아니라 인지 기능이 떨어지는 노인들의 보행 수행 능력을 위한 다양한 연구와 보조기의 개발에 추가적인 도움이 될 수도 있다. In addition, the device proposed in the present invention is expected to increase the number of patients with brain injury due to the increase in the elderly generation in the 21st century, and therefore, various researches and assistive devices for walking performance ability of elderly people with low cognitive function as well as brain injury patients It may be of further help to the development.

도 1은 본 발명에서 제안하는 근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도의 변화를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도의 변화를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 장치의 동작을 설명하는 흐름도이다. 1 is a functional block diagram illustrating a device for providing a vibration stimulation to the body by using a change in muscle activity that occurs when the muscle contraction or relaxation proposed in the present invention.
Figure 2 is a flow chart illustrating the operation of the apparatus for providing a vibration stimulation to the body using a change in muscle activity that occurs when the muscle contraction or relaxation proposed in the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에서 근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도의 변화를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 장치 및 그 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail with respect to the apparatus and method for providing a vibration stimulation to the body by using a change in muscle activity generated during contraction or relaxation of muscle in the present invention.

도 1은 본 발명에서 제안하는 근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도의 변화를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 장치이다. 1 is a device for providing a vibration stimulation to the body by using a change in muscle activity occurring during contraction or relaxation of the muscle proposed in the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 신체에 진동 자극을 제공하는 장치는 신체 피부의 근저도 신호를 감지 또는 측정하는 근활성도 감지부(110)와, 상기 근활성도 감지부(110)에서 감지한 근활성도 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC 변환부(120)와, 상기 ADC 변환부(120: 아날로그-디지털 변환부)에서 출력되는 디지털 신호를 수신하는 제어부(130)와, 제어부와 연동되는 정보 저장부인 메모리(140)와, 제어부(130)에 의하여 동작 또는 작동 여부가 결정되는 진동부(150)를 기본적으로 구비한다. As shown, the apparatus for providing a vibration stimulation to the body proposed in the present invention is a muscle activity detection unit 110 for detecting or measuring the low-lowness signal of the body skin, and the activity detected by the activity detection unit 110 ADC converter 120 for converting a muscle activity signal into a digital signal, a controller 130 for receiving a digital signal output from the ADC converter 120 (analog-to-digital converter), and information storage interlocked with the controller It basically includes a denial memory 140 and a vibrator 150 determined by the controller 130 to be operated or operated.

한편, 본 발명에서 제안하는 신체에 진동 자극을 제공하는 장치는 제어부(130)와 연동되는 입력부(160)와 디스플레이부인 표시부(170)을 더 구비할 수 있다. 본 발명의 장치 제작시 입력부(160)와 표시부(170)는 터치 스크린 방식으로 일체화 시킬 수도 있으며, 입력부(160)는 버튼식으로 구현하고 표시부(170)는 최근 광범위하게 사용되는 액정 디스플레이부로 구현하는 것도 가능하다.On the other hand, the apparatus for providing a vibration stimulation to the body proposed in the present invention may further include an input unit 160 and the display unit 170 that is a display unit interlocked with the controller 130. When manufacturing the device of the present invention, the input unit 160 and the display unit 170 may be integrated by a touch screen method. The input unit 160 may be implemented as a button type and the display unit 170 may be implemented as a liquid crystal display unit widely used in recent years. It is also possible.

이하에서는 본 발명에서 제안하는 신체에 진동 자극을 제공하는 장치를 구성하는 각 구성 요소에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, each component constituting the device for providing a vibration stimulation to the body proposed in the present invention will be described in more detail.

먼저, 근활성도 감지부(110)는 신체 근육의 수축 또는 이완시 변화되는 근활성도 의 측정을 위한 것으로 일반적으로 사용하는 근활성도 전극과 근활성도 전극에서 측정되는 근활성도 신호를 일정 레벨 이상 증폭하는 증폭기로 이루어진다. First, the muscle activity detection unit 110 is for measuring the muscle activity that changes during contraction or relaxation of the body muscles and an amplifier for amplifying a muscle activity signal measured at a muscle activity electrode and a muscle activity electrode that is generally used by a predetermined level or more. Is made of.

근활성도 감지부(110)에서 측정된 근활성도 신호는 그 레벨이 매우 낮으므로 측정된 근활성도 신호를 증폭시킬 필요가 있기 때문이다. This is because it is necessary to amplify the measured muscle activity signal because the level of the muscle activity signal measured by the muscle activity detector 110 is very low.

다음, 근활성도 감지부(110)에서 증폭되어 출력되는 근활성도 신호는 ADC 변환부(120)로 입력된다. Next, the muscle activity signal amplified and output from the muscle activity detector 110 is input to the ADC converter 120.

ADC 변환부(120)는 근활성도 감지부(110)에서 출력되는 아날로그 근활성도 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. The ADC converter 120 converts the analog muscle activity signal output from the muscle activity detector 110 into a digital signal.

다음, ADC 변환부(120)로부터 출력되는 근활성도 신호는 제어부(130)로 입력된다. Next, the muscle activity signal output from the ADC converter 120 is input to the controller 130.

제어부(130)는 수신된 근활성도 신호가 제 1 기준치 이하인지 제 1 기준치 초과인지 여부를 결정한다. The controller 130 determines whether the received muscle activity signal is below the first reference value or above the first reference value.

여기서, 제 1 기준치란 본 장치의 제조사가 장치 제조시 디폴트 값으로 메모리(140)에 저장시켜 놓을 수 있으나 본 장치의 사용자가 입력부(160)를 통하여 ㅂ변경 또는 재설정할 수도 있다. 제 1 기준치는 평상시 안정된 상태에서 측정되는 근활성도 신호(안정된 상태에서 측정되는 근활성도 신호란 본 장치가 부착되는 신체의 위치에 따라 차이가 날 수 있다)보다 대략 2배 이상 되도록 하는 것이 바람직하지만 본 장치가 부착되는 신체의 위치 또는 사용자의 사용 상태에 따라 다양하게 그 기준 레벨을 입력부(160)를 통하여 재설정할 수 있을 것이다. Here, the first reference value may be stored by the manufacturer of the device in the memory 140 as a default value when the device is manufactured, but may be changed or reset by the user of the device through the input unit 160. Preferably, the first reference value is approximately twice or more than the muscle activity signal measured in a stable state (the muscle activity signal measured in a stable state may vary depending on the position of the body to which the device is attached). The reference level may be reset through the input unit 160 according to the position of the body to which the device is attached or the use state of the user.

ADC 변환부(120)로부터 수신된 근활성도 신호가 제 1 기준치를 초과하는 경우 제어부(130)는 일정 시간동안 진동부(150)를 작동시켜 진동부(150)와 접촉하고 있는 신체 피부에 일정한 진동 자극이 가해질 수 있도록 한다. When the muscle activity signal received from the ADC converter 120 exceeds the first reference value, the controller 130 operates the vibrator 150 for a predetermined time to cause constant vibration to the body skin in contact with the vibrator 150. Allow the stimulus to be applied.

본 발명의 진동부(150)는 제어부(130)로부터 인가되는 전압 레벨에 따라 진동의 레벨이 달라지도록 구현되며(입력부(16)를 통하여 진동부(150)의 진동 레벨을 조정할 수 있다) 본 발명의 경우에는 스마트 폰 등에 사용되는 소형 진동 모터를 사용하여 구현하였지만, 신체 피부에 일정한 진동 자극을 줄 수 있는 일반적인 진동자의 사용이 가능할 것이다.The vibration unit 150 of the present invention is implemented so that the level of vibration varies according to the voltage level applied from the controller 130 (the vibration level of the vibration unit 150 can be adjusted through the input unit 16). In the case of using a small vibration motor used for smart phones, etc., it will be possible to use a general vibrator that can give a constant vibration stimulation to the body skin.

진동부(150)와 접촉하고 있는 신체 피부에 진동 자극을 가해진 후부터 일정한 시간이 경과하면 제어부(130)는 진동부(150)의 작동을 정지시킨 후 근활성도 감지부(110)에서 측정된 근활성도 신호가 제 2 기준치를 초과하는지 여부를 결정한다. When a certain time elapses after the vibration stimulus is applied to the body skin in contact with the vibrator 150, the controller 130 stops the operation of the vibrator 150 and then measures the muscle activity measured by the muscle activity detector 110. Determine whether the signal exceeds the second threshold.

여기서 제 2 기준치란 제 1 기준치보다 더 높은 레벨을 의미하나, 사용자의 필요에 따라서 제 1 기준치와 동일하게 적용하여도 무방할 것이다. 본 발명에 있어서, 바람직하게는 제 2 기준치란 제 1 기준치보다 대략 50% 정도 초과하는 기준을 의미하나 전술한 바와 같이 그 기준은 입력부(160)를 통하여 재설정할 수 있을 것이다. 참고로, 사용자는 입력부(160)를 통하여 제 1 기준치 또는 제 2 기준치를 필요에 따라 변경 재설정하여 메모리(140)에 저장시킬 수 있다. Here, the second reference value means a level higher than the first reference value, but may be applied in the same way as the first reference value according to the needs of the user. In the present invention, preferably, the second reference value means a reference exceeding about 50% of the first reference value, but as described above, the reference may be reset through the input unit 160. For reference, the user may change and reset the first reference value or the second reference value as necessary through the input unit 160 and store the same in the memory 140.

최초 진동부(150)가 정상적으로 작동한 이후 근활성도 신호가 제 2 기준치를 초과하는 경우는 일반적으로 해당 신체 근육 등을 지속적으로 사용하는 경우에 해당하므로 이에 대하여 신체 피부의 근육 신경 등을 지속적으로 활성화 시키기 위하여 제어부(130)는 진동부(150)를 주기적으로 작동시키게 된다. 따라서, 신체의 근육 활동이 저하된 노인 등이 본 발명 장치를 신체의 여러 곳에 개별적으로 부착하여 보행 등을 하는 경우 해당 신체 주변의 피부의 근육 내지 피부 신경 등이 활성화된다는 이점이 있다. Since the muscle activity signal exceeds the second reference value after the first vibration unit 150 operates normally, it corresponds to the case of continuously using the corresponding body muscles, and thus continuously activating the muscle nerves of the body skin. In order to make the control unit 130 operate the vibration unit 150 periodically. Therefore, when the elderly or the like having reduced muscle activity of the body attaches the present invention to various parts of the body individually and walks, the muscles or skin nerves of the skin around the body are activated.

마지막으로, 표시부(170)에는 입력부(160)를 통하여 입력되는 제 1 기준치, 제 2 기준치 근활성도 레벨과, 진동부(150)의 1회 작동시간, 작동 후 정지 시간 등이 표시되며, 사용자는 표시부(170)를 통하여 본 발명 장치의 상태를 인지할 수도 있다. 또한, 표시부(170)에는 근활성도 감지부(110)에서 측정되는 근활성도가 표시될 수도 있다. Finally, the display unit 170 displays the first reference value, the second reference value muscle activity level input through the input unit 160, one operation time of the vibration unit 150, a stop time after operation, and the like. The display unit 170 may also recognize the state of the device of the present invention. In addition, the display unit 170 may display the muscle activity measured by the muscle activity detector 110.

이하에서는 본 발명에서 제안하는 신체에 진동 자극을 제공하는 장치를 이용하여 신체에 진동 자극을 가하는 방법에 대하여 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of applying vibration stimulation to the body by using the apparatus for providing the vibration stimulation to the body proposed by the present invention will be described with reference to FIG. 2.

먼저, 본 발명 장치의 사용자는 전원을 온시킨 상태에서 신체에 부착하거나 신체에 부착시킨 상태에서 전원을 온시킨다. First, the user of the apparatus of the present invention attaches to the body in the state of turning on the power or turns on the power in the state of being attached to the body.

다음, 사용자는 입력부(160)를 통하여 전술한 제 1 기준치, 제 2 기준치, 진동부(150)의 작동 시간, 정지 시간 등을 설정할 수 있다(S100). 만약 사용자가 설정하지 않는 경우 본 발명에 따른 장치는 제조사에서 설정한 디폴트 값에 따라 동작할 것이다,Next, the user may set the above-described first reference value, second reference value, operating time, stop time, etc. of the vibrator 150 through the input unit 160 (S100). If not set by the user, the device according to the present invention will operate according to the default value set by the manufacturer.

다음, 근활성도 감지부(110)는 근활성도 전극을 통하여 감지 또는 측정된 신체 피부의 근활성도 신호를 증폭시키며(S200), 증폭된 근활성도 신호는 ADC 변환부(120)를 거쳐 제어부(130)로 인가된다.  Next, the muscle activity detector 110 amplifies the muscle activity signal of the body skin detected or measured through the muscle activity electrode (S200), and the amplified muscle activity signal is passed through the ADC converter 120 and the controller 130. Is applied.

제어부(130)는 ADC 변환부(120)를 통하여 인가된 근활성도 신호가 제 1 기준치를 초과하는지 여부를 판단한다(S300).The controller 130 determines whether the muscle activity signal applied through the ADC converter 120 exceeds the first reference value (S300).

근활성도 신호가 제 1 기준치를 초과하지 않는다는 것은 신체의 움직임이 미미하거나 특정 활동 내지 행위를 하지 않는 것으로 제어부(130)는 판단하여 진동부(150)를 작동시키지 아니한다.If the muscle activity signal does not exceed the first reference value, the controller 130 determines that the body movement is insignificant or does not perform a specific activity or action, and thus does not operate the vibrator 150.

그러나, 사용자가 보행을 하거나 물건을 잡는 등 특정 신체 활동을 하여 해당 신체 부위의 근활성도 신호가 제 1 기준치를 초과하는 경우 제어부(130)는 진동부(150)를 일정 시간 작동시킨다(S400). 따라서, 근활성도 감지부(110)에 인접하여 위치하는 작동부(150)와 접하고 있는 신체 피부에 자극이 일정 시간 가해지며 이로 인하여 생체 되먹임 효과를 얻을 수 있을 것이다. However, when the user's walking or grabbing a certain physical activity such as the muscle activity signal of the corresponding body portion exceeds the first reference value, the controller 130 operates the vibrator 150 for a predetermined time (S400). Therefore, a stimulus is applied to the body skin in contact with the operation unit 150 positioned adjacent to the muscle activity detecting unit 110 for a predetermined time, thereby obtaining a biofeedback effect.

다음, 진동부(150)는 일정 시간 작동한 후 소정 시간 동안 그 작동을 정지한다(S500). Next, the vibration unit 150 stops its operation for a predetermined time after the operation for a predetermined time (S500).

그 다음, 제어부(130)는 근활성도 감지부(110)를 통하여 수신된 근활성도 신호의 레벨이 제 2 기준치보다 더 높은지 여부를 판단한다(S600).Next, the controller 130 determines whether the level of the muscle activity signal received through the muscle activity detector 110 is higher than the second reference value (S600).

만약, 근활성도 신호의 값이 제 1 기준치보다 더 높은 제 2 기준치를 초과하는 경우 제어부(130)는 본 발명의 장치의 사용자의 신체가 특정 활동을 수행중이라는 것이라고 판단하고 신체 활동을 돕기 위하여 단계(S400)로 복귀하여 진동부(150)를 일정 시간 작동시킨다. If the value of the muscle activity signal exceeds the second reference value that is higher than the first reference value, the controller 130 determines that the user's body of the device of the present invention is performing a specific activity and steps to assist physical activity. Returning to (S400) to operate the vibrator 150 for a predetermined time.

그러나, 만약 근활성도 신호의 값이 제 2 기준치보다 이하인 경우에는 신체 활동이 정지하는 상태로 진입하는 것으로 판단하여 초기 단계(S200)로 복귀한다. However, if the value of the muscle activity signal is less than the second reference value, it is determined that the physical activity is stopped and returns to the initial step (S200).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 근활성도를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 장치를 노인 등과 같이 신체 기능이 떨어지는 사람을 대상으로 신체의 특정 부위에 부착하여 사용하는 경우 생체 되먹임 효과를 얻을 수 있고 따라서 뇌손상환자와 노인들의 인지 기능을 개선시킬 수 있을 것이다. As described above, when the apparatus for providing vibration stimulation to the body using the muscle activity proposed by the present invention is attached to a specific part of the body for people with poor physical function, such as the elderly, the biofeedback effect is obtained. And thus improve the cognitive function of brain injury patients and the elderly.

더불어, 본 발명에서 제안하는 장치는 대략 직경 7~8Cm 정도의 사이즈로 구현되며, 본 발명의 장치에는 신체의 피부에 접촉하는 근활성도 감지부의 일 구성 요소인 근활성도 전극(보다 구체적으로 근활성도 센서)을 적어도 하나 이상 부설 가능하며, 근활성도 전극에 인접하여 신체에 진동을 가하는 진동부 또한 2 개 이상의 복수개로 부설 가능할 것이다. In addition, the device proposed in the present invention is implemented in a size of about 7 ~ 8cm in diameter, the device of the present invention is a muscle activity electrode which is one component of the muscle activity detection unit in contact with the skin of the body (more specifically, muscle activity sensor ) At least one), and the vibration unit for applying vibration to the body adjacent to the muscle activity electrode may also be at least two.

또한, 본 발명에서 제안하는 장치는 신체에 개별적으로 부착 가능하지만 복대 형식으로도 제작 가능하며, 이 경우 복대에는 본 발명의 장치가 복수개 부설될 수 있을 것이다. In addition, the device proposed in the present invention can be attached to the body individually, but can also be manufactured in a bag form, in this case, a plurality of devices of the present invention may be attached to the bag.

마지막으로, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있고, 따라서 본 발명의 명세서에서 상술한 내용은 단순히 예시적인 것이며 구성의 일부 변형, 대체 등이 가능하며 이러한 구성 요소의 일부 대체 변경 등은 관용 또는 주지 기술에 해당하는 경우 원칙적으로 청구범위에 기재된 범위내에서 본 발명의 보호 범위내에 속한다고 보아야 할 것이다. Finally, although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention belongs may be practiced in other specific forms without changing the technical spirit or essential features, Accordingly, the foregoing description of the present disclosure is merely exemplary, and some modifications, substitutions, and the like of the components may be made, and some substitutions, modifications, and the like of the components may, in principle, fall within the scope of the claims if they correspond to conventional or well-known technologies. It should be seen that it falls within the protection scope of the present invention.

110: 근활성도 감지부
120: ADC 변환부(아날로그-디지털 변환부)
130: 제어부
140: 메모리
150: 진동부
160: 입력부
170: 표시부 110: muscle activity detection unit
120: ADC converter (analog to digital converter)
130:
140: Memory
150: vibration unit
160:
170:

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete (a) 근활성도 감지부를 이용하여 신체 피부의 근활성도 신호를 측정하는 단계;
(b) 상기 측정된 근활성도 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;
(c) 상기 디지털 신호로 변환된 근활성도 신호가 제 1 기준치를 초과하는지 여부를 판별하는 단계;
(d1) 상기 근활성도 신호가 상기 제 1 기준치 이하인 경우 상기 (a) 단계로 복귀하는 단계;
(d2) 상기 근활성도 신호가 상기 제 1 기준치를 초과하는 경우 상기 근활성도 감지부 주변의 신체 피부를 진동부를 이용하여 제 1 시간 동안 진동 자극하는 단계;
(e) 상기 (d2) 단계에서 상기 제 1 시간이 경과한 후 상기 진동부의 동작을 제 2 시간동안 정지시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도의 변화를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 방법. (a) measuring a muscle activity signal of the body skin using a muscle activity sensor;
(b) converting the measured muscle activity signal into a digital signal;
(c) determining whether the muscle activity signal converted into the digital signal exceeds a first reference value;
(d1) returning to step (a) when the muscle activity signal is less than or equal to the first reference value;
(d2) vibrating and stimulating the body skin around the muscle activity sensor for a first time using the vibration unit when the muscle activity signal exceeds the first reference value;
(e) stopping the operation of the vibrator for a second time after the first time elapses in the step (d2);
Method for providing a vibration stimulation to the body using a change in muscle activity occurring during contraction or relaxation of muscles comprising a. 삭제delete 제 5 항에 있어서,
(f1) 상기 (e) 단계후, 상기 근활성도 감지부를 통하여 측정되는 근활성도 신호가 상기 제 1 기준치 이하인 경우 상기 (a) 단계로 복귀하며,
(f2) 상기 (e) 단계후, 상기 근활성도 감지부를 통하여 측정되는 근활성도 신호가 상기 제 1 기준치보다 더 높은 제 2 기준치를 초과하는 경우에는 상기 (d2) 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도의 변화를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 방법. The method of claim 5, wherein
(f1) after the step (e), if the muscle activity signal measured by the muscle activity sensor is less than the first reference value, the process returns to the step (a),
(f2) after the step (e), if the muscle activity signal measured by the muscle activity detection unit exceeds a second reference value higher than the first reference value, the muscle, characterized in that return to step (d2) A method of providing vibration stimulation to the body by using a change in muscle activity that occurs during contraction or relaxation of the body.
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