KR101423805B1 - 치료 및 운동 장비에 사용하기 위한 진동 장치 및 이러한 장비에 제어 가능한 진동을 제공하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장비 사용자(1)를 위한 파지 부분, 슬링 또는 다른 지지 부재(3, 4)가 부착되는 한 쌍의 조절 가능한 현수 로프(5, 6) 또는 1개의 조절 가능한 현수 로프를 갖는 유형의 치료 및 운동 장비에 사용하기 위한 진동 장치로서, 로프에 부착되거나 또는 로프들 사이에 연장되고 진동 시에 로프 또는 로프들을 제어 가능하게 설정하도록 설계되는 진동 장치를 제공한다. 진동 장치는 진동 장치에서 또는 진동 장치의 단부들 각각에서 로프 파지 부재들(9, 10)에 의해 로프 또는 로프들의 현수 길이를 따른 어떠한 레벨에서도 자유롭지만 고정 가능하게 장착 가능하고, 진동 장치는 예컨대 모터의 회전축에 대해 편심으로 지지되는 1개 이상의 추(11', 11", 12', 12", 13', 13")와 협동하는 1개 이상의 전기적으로 제어 가능한 모터(11, 12, 13)의 형태인 액추에이터를 갖는다.
치료 및 운동 장비, 진동 장치, 슬링, 현수 로프, 추, 액추에이터
Description
본 발명은 청구항 제1항 전제부에 기재된 바와 같이, 장비 사용자를 위해 파지 부분, 슬링(sling) 또는 다른 지지 부재에 부착되는 한 쌍의 조절 가능한 현수 로프를 갖는 유형의 치료 및 운동 장비에 사용하기 위한 진동 장치로서, 로프들 사이에 연장되고 진동 시에 로프를 제어 가능하게 설정하도록 설계되는 진동 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 청구항 제2항 전제부에 기재된 바와 같이, 장비 사용자를 위한 파지 부분, 슬링 또는 다른 지지 부재가 부착되는 1개의 조절 가능한 현수 로프를 갖는 유형의 치료 또는 운동 장비에 사용하기 위한 진동 장치로서, 로프에 부착 가능하고 진동 시에 로프를 제어 가능하게 설정하도록 설계되는 진동 장치에 관한 것이다. 치료 또는 운동 치료사로부터의 숙련된 안내 형태로 지시 하에서 또는 지시 후에 이러한 장비를 사용한다.
또한, 본 발명은 청구항 제17항에 기재된 바와 같이, 1개의 조절 가능한 현수 로프, 또는 파지 부재, 슬링 또는 다른 지지 부재에 부착되는 한 쌍의 조절 가능한 현수 로프를 갖는 유형의 치료 및 운동 장비에 제어 가능한 진동을 제공하는 방법에 관한 것이다.
이러한 유형의 진동 장치는 본 출원인의 이전의 노르웨이 특허 출원 제20045182호 및 대응하는 국제특허출원 제PCT/NO2005/000438호에 개시되어 있다. 이들 특허출원은 또한 진동 시에 이러한 현수 로프를 설정하기 위한 기저 이론을 기재하고 있다.
이들 출원에 개시된 바와 같이, 이러한 치료 및 운동 장비는, 로프에 연결되고 천정에서 또는 벽에서 가이드를 통해 길이 조절 가능하고 예컨대 벽에서 로프 체결구에 의해 로킹될 수 있는, 파지 부분 또는 소위 슬링과 관련되어 종종 언급된다. 그러나, 해결책은 슬링이 로프 길이를 조절하도록 남아있고 다른 사람이 조절을 도울 것을 요구한다. 노르웨이에 소재하는 출원인인 레드코드 에이에스(Redcord AS)(이전에는, 노디스크 테라피 에이에스(Nordisk Terapi AS))는 상표명 트림마스터(TrimMaster) 또는 상표명 테라피마스터(TerapiMaster)로 알려진 장치를 수년 전에 개발하였고, 현재 상표명 레드코드 트레이너(Redcord Trainer) 이름으로 판매하고 있고, 이 장치는 장비 사용자가 로프 길이를 조절할 수 있도록 파지 수단 또는 슬링으로부터 멀리 이동시키고 이러한 조절을 위한 보조자를 가질 필요가 더 이상 없기 때문에, 이전의 알려진 해결책에 비해 상당한 발전이 있었다. 이 장치는 병원에서 그리고 물리요법 연구소에서 환자의 사회복귀, 물리요법, 체력 트레이닝 및 이동성 트레이닝을 위해 널리 사용되거나, 이 장치는 작업실 또는 개인 주거 공간 대신에 휘트니스 스튜디오 또는 휘트니스 룸에서 사용되었다.
상기 특허출원들 이전에는, 활동 수의근 트레이닝(active volitional muscle training)이 예측된 결과를 항상 가져오지 않은 이유에 대해 초점을 맞추기 시작했다. 충분히 입증이 된 연구에서는, 치료 및 운동 중에 관절이 불안정 및 진동 상태에 있는 경우에 특정 질환, 특히 만성 근골격계 질환의 치료가 더욱 신속하고 오래 지속되는 효과를 갖는지를 보여준다.
상기 특허 출원들에서는, 최근 연구에서는, 특정 근육은 매우 특별한 안정 기능, 즉 관절과 근접하여 있고 긴장근(tonic muscle) 섬유(딥 라잉 안정 근육(deeper-lying stabilising muscles)의 대부분을 갖는 "국소(local)" 근육을 갖는다. 이러한 국소 근육은 사지에서의 관절 안정성과 등과 목에서의 분절성 불안정(segmental instability)에 책임이 있는 것으로 믿어진다. 위상근(phasic muscle) 섬유의 대부분을 갖는 "전체(global)" 근육은 표면 근육 조직(superficial musculature)으로 종종 언급되고, 이들의 주요 기능은 이동을 수행하는 것이다. 이 근육 그룹은 종래의 체력 트레이닝을 통해 강화된다. 예컨대, 상체 또는 사지의 갑작스런 이동 시에, 이는 사실상, "공급 전방 매커니즘(feed forward mechanism)"이라 불려지는 우선 활성화되는 국소 안정 근육 조직이다. 또한, 만성 등 통증이 있는 환자는 복부 및 등에서 딥 라잉 안정 근육 조직의 공급 전방 매커니즘을 잃어버린 것으로 입증되었다. 등 문제와 같은 장기적인 문제와 관련하여, 감각 운동(sensory motor) 기능이 감소되는 것으로 입증되었다. 감각 운동 기능은 중추신경계(CNS)로의 입력 및 중추신경계(CNS)로부터의 출력 모두를 보장한다. 따라서, 감각 운동 기능을 트레이닝하는 것은 중요하다.
따라서, 국소 안정 근육 조직의 향상된 효과는 환자가 어느 정도의 불안정 상태에 있음으로써 얻어진다는 것이 발견되었다. 이는 환자가 환자의 손이 운동 장치의 슬링을 파지하면서, 예컨대 "요동 쿠션(wobble cushion)"에서 서 있거나 무릎 꿇거나 앉게 함으로써 용이하게 수행될 수 있다. 다르게는, 환자는 운동 장치의 슬링에서 그의 엉덩이 또는 다리 아래에 "요동 쿠션"을 갖고 등을 대고 누울 수 있다. 운동 장치의 특징 및 유용성(utilisability)은 환자가 치료 또는 운동 치료사에 의한 치료 세션들 사이에 집에서 운동하는 것을 용이하게 한다. 이는 본질적이지는 않지만, 환자의 만성 근골격 문제를 개선하는데 이로울 수 있다.
상기 출원인의 이전의 특허 출원들에서 지적된 바와 같이, 안정 근육 조직은 건강한 사람들에게 있어서 정상 활동도를 갖는 딥 라잉 근육 조직이다. 만성 통증 환자에 있어서는, 이 근육 조직이 CNS로부터 감소된 신호 유동을 통해 활동도를 손상시켰다. 국소 안정 근육 조직은 관절의 안정성을 보장하고 비정상 관절 변위를 방지한다. 상기 안정화 성능이 기능하지 않는 경우에, 관절에 실질적인 하중을 받는 만성 통증 환자는, 무거운 상승/증가된 하중이 통증을 가져오는 것을 경험할 것이다. 국소 안정 근육 조직의 활동을 회복시키는 능력은 환자 그룹에게 덜 통증을 느끼고 보다 우수한 기능을 갖게 하는 실마리이다. 안정성에 도전하고 감각 운동 제어에 대한 증가된 요구를 발생시키는 운동은 안정 근육 조직을 갖게 하는 성능을 회복시키고 소생시키는 것으로 보인다. 뇌가 안정 근육 조직 영역에서 위험한 상태 또는 이상을 감지하도록 자극받는다면, 본인의 어떠한 제어도 없이 이 근육 조직에 신호를 회복할 것이다. 진동과 조합된 불안정한 운동은 관절 주위의 국소 근 육 조직에 신호 유동을 자동적으로 증가시키고 국소 안정을 회복시키고 우수한 기능을 갖게 하고 통증의 상당한 감소 또는 손실을 가져올 것이라는 것을 시험이 보여준다.
험한 지대의 삼림 및 숲 지역에서 걷는 것은 많이 사용되는 형태의 신체 근육 조직을 위한 체력 트레이닝이다. 뇌는 특정 경우에는, 예컨대 발목 관절에서 국소 안정 근육 조직이 일정하게 활성화되어 유지되지 않는다면, 발목을 삐거나 불안정성의 위험을 무의식적으로 받아들일 것이다. 또한, 뇌는 험한 지대 또는 균형을 잃을 큰 위험이 있는 지대에서 걸을 때 등 근육을 위한 위험 신호를 무의식적으로 수용할 것이고, 이에 따라 등의 안정 근육 조직은 관절에서 안정 근육 조직을 "운동"시키기 위해 뇌로부터 무의식적으로 자극될 것이다.
이러한 실제 경험면에서, 신체의 다른 부분으로 종종 전달되는 관절 통증은 국소 또는 "무의식" 안정 근육 조직이 CNS로부터 감소된 신호 유동으로 인해 최적으로 작용하는 능력을 잃었고 이러한 전달은 몇몇 상황에 자극될 수 있다는 사실로 인한 것으로 보인다고 결론지어졌다.
이러한 결론은 전술된 노르웨이 특허 출원 제20045182호 및 대응하는 국제특허출원 제PCT/NO2005/00438호에 개시된 발명에서 얻어졌다.
불안정한 표면에 의해 지지되는 사람에 있어서, 신체의 적어도 일부가 예컨대 선택적으로 수의근 운동으로 관절이 하중을 받을 때에도 불균형하게 되는, 상기 이전의 특허 출원들 이전에 출원인에 의해 수행된 테스트 및 이들 출원의 출원일 이후에 수행된 다른 테스트는, 불안정 상태 하에서 단기간 치료 및 운동이 실질적 인 완화를 가져오고 많은 경우에 관절 통증을 없애고 원래의 기능을 회복한다는 것을 보여주었다.
수행된 다른 테스트는, 불안정성이 전술된 바와 같은 운동 장치, 즉 레드코드 트레이너에 의해 또는 다른 불안정성에 대한 보조물에 의해 제공된다면, 1개 이상의 관절에서의 약하고 "국소적" 또는 "무의식적"인 안정 근육 조직과 관련된 관절 통증의 실질적인 완화가 달성될 수 있다는 것을 보여주었다.
따라서, 슬링 운동 치료(Sling Exercise Therapy(SET))를 사용할 때 가능한 치료안은, 출원인의 이전의 발명을 이용하여 더욱 효율적으로 할 수 있고 이에 따라 환자의 치료 시간을 감소시킨다.
그러나, 원하는 치료 결과를 얻기 위해 요구되는 진동력(vibratory force)은 너무 클 필요가 없으며 진동력과 무관하게 진동 주파수를 전체적으로 또는 부분적으로 조절하는 것이 바람직할 수도 있다는 것이, 출원인의 상기 이전의 특허출원들의 출원일 이후에 추가로 시험함으로써 발견되었다.
진동이 조절 가능한 진동 주파수로 거의 동일 위상으로 있도록 양 로프를 동시에 진동시킬 수 있고, 핸드 그립 또는 슬링에서 환자에게 영향을 주는 진동과 관련되는 "레버 아암"을 조절하기 위해 로프를 따라 이러한 진동의 인가 지점을 무단계적으로(steplessly) 부착시킬 수 있다는 것이 발견되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술된 목적이 달성될 수 있고 장치가 기계적으로 단순하고 기능적으로 단순하고 제조하기 용이하고 작동시키기 용이하고 사용하기 안전하고 구매하고 가동시키는데 저렴한, 도입부에서 언급한 유형의 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은, 진동 장치는 사용자를 위한 파지 부분 또는 슬링을 갖는 현수 로프를 갖는 현존하는 운동 장비에 용이하게 사용될 수 있고 로프의 길이는 조절 가능하고 진동 장치는 로프에서 위치 조절하거나 고정하기 간단하고 로프에 부착하고 로프로부터 해제하기에 간단하다는 것이다. 진동 장치는 레드코드 트레이너 유형의 운동 장비에 사용되는 것을 제한되지 않고, 로프의 체결 또는 현수 로프의 길이의 조절이 예컨대 벽에 있는 로프 체결구를 이용함으로써 달성되는 장비에도 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 청구항 제1항의 전제부에 기재된 진동 장치는, 진동 장치는 장치의 단부들 각각에 있는 로프 파지 부재들에 의해 로프의 현수 길이를 따른 어떠한 레벨에서도 자유롭지만 고정 가능하게 장착 가능하고, 진동 장치는 1개 이상의 이동 가능한 추와 협동하는 1개 이상의 전기적으로 제어 가능한 액추에이터를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 청구항 제2항의 전제부에 기재된 진동 장치는, 진동 장치는 장치에서의 로프 파지 부재들에 의해 로프의 현수 길이를 따른 어떠한 레벨에서도 자유롭지만 고정 가능하게 장착 가능하고, 진동 장치는 1개 이상의 이동 가능한 추와 각각 협동하는 2개 이상의 전기적으로 제어 가능한 액추에이터를 갖는 것을 특징으로 한다.
진동 장치의 추가적인 실시예는 종속항인 청구항 제3항 내지 제16항에 각각 기재되어 있다.
본 발명에 따르면, 청구항 제17항에 기재된 전술된 방법은, 진동은 이동 가능한 추를 포함하는 1개 이상의 전기적으로 제어 가능한 액추에이터에 의해 로프 또는 로프들의 현수 길이를 따른 원하는 지점에 선택적으로 인가될 수 있는 것을 특징으로 한다.
방법의 추가적인 실시예는 종속항인 청구항 제18항 내지 제25항에 기재되어 있다.
본 발명은 이제 예시적인 실시예와 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 장치를 사용하면서, 불안정을 발생시키는 "요동 쿠션"과 함께 상표명 레드코드 트레이너를 사용하여 무릎 꿇고 하는 전방으로 낙하/푸시업의 공지된 원리를 보여준다.
도 2는 도 1과 동일한, 운동 장치의 로프와 진동 결합하여 장착되는 본 발명에 따른 진동 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 도시한다.
도 4 및 도 5는 편심 추 장착식 모터의 선택적인 위치들을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 도 3에 도시된 로프 파지 부재와 관련하여 변형된 로프 파지 부재를 도시한다.
도 7은 편심 추 장착식 모터의 예시적인 실시예를 더 상세히 도시한다.
도 8은 장치에 포함된 전기/전자 요소를 블록 다이어그램 형태로 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 진동 장치의 제2 용도를 도 1과 관련하여 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 진동 장치의 대체예의 단순화된 실시예를 도시한다.
도 11a, 도 11b, 도 12a, 도 12b, 도 13a, 도 13b, 도 14, 도 15 및 도 16은 진동 발생을 위한 대안적인 액추에이터를 비제한적인 일례로 도시한다.
도 17은 진동 장치에서의 조절 가능한 액추에이터 또는 액추에이터들로의 접근이 용이해지는 방법을 도시한다.
도 1 및 도 2에 도시된 예시적인 해결책에서, 사용자(1)가 슬링 또는 파지 부분(3, 4)과 협동하여 소위 "요동 쿠션(2)"을 사용하고, 예컨대 상표명 레드코드 트레이너(7)로부터의 현수 로프(5, 6)가 포함된다. 감각 운동 제어(sensory motor control)를 자극하는 것을 도울 불안정 상황, 즉 중추 신경계(CNS)가 관절에서의 국소 근육에서 명백한 불안정 상태의 메세지를 수용하는 불안정 상황이 발생된다. CNS는 근육의 긴장 및 안정화 기능을 증가시키고 이어서 관절 통증 및 관련 통증을 감소시키는데 도움을 주는, 근육으로 신호 유동을 다시 증가시킨다. 한 쌍의 현수 로프(5, 6)에서의 진동 장치(8)를 고정하고 작동시켜서, 치료가 가능한 한 최적이도록 딥 라잉 안정 근육 조직(deep-lying stabilising musculature)이 더욱 자극되게 한다. 진동 장치(8)의 각 단부에 있는 로프 파지 부재(9, 10)에 의해 진동 장치(8)가 로프(5, 6)에 부착된다.
또한, 로프에서의 진동 장치(8)의 부착 지점, 즉 진동 장치의 로프 파지 부 재(9, 10)로부터 슬링 또는 파지 부분(3, 4)까지의 로프(5, 6)를 따른 거리는, 슬링 또는 파지 부분(3, 4)에서 작용할 진동 진폭, 즉 장비의 환자/사용자(1)가 치료/운동 중에 느낄 진동 주파수 또는 주파수들 이외에 진동 특성을 위해 부분적으로 판정될 것이다.
예컨대 상표명 레드코드 트레이너(7) 사용 시에, 로프의 길이, 즉 예컨대 바닥 위에 있는 슬링 또는 파지 부분(3, 4)의 레벨이 조절 가능할 것이다. 예컨대 풀리 위로 지나가고 벽의 체결구에 고정됨으로써 로프의 길이가 조절 가능한 다른 유형의 운동 장비가 사용된다면, 본 발명에 따른 장치는 또한 이러한 장비에 사용될 수 있을 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 진동 장치(8)는 로프 파지 부재(9, 10)에 의해 로프(5, 6)의 현수 부분을 따른 어떠한 레벨에도 자유롭지만 고정 가능하게 장착 가능하다. 진동 장치(8)는 양호한 본 실시예에서 적어도 하나의 편심으로 지지된 추(11', 11", 12', 12", 13', 13")와 협동하는 적어도 하나의 전기적으로 제어 가능한 모터(11, 12, 13)를 갖는다.
진동력은 모터의 회전 속도와, 모터 샤프트의 회전축으로부터의 추의 거리 및/또는 추의 중량인 2개의 인자에 종속된다. 따라서, 진동 효과의 광역 스펙트럼(broad spectrum)을 얻기 위해, 다양한 편심으로 지지된 추들을 갖는 여러 모터를 갖는 것이 적절할 것이다. 도시된 일례에서, 편심으로 지지된 추들(11', 11", 12', 12", 13', 13")을 구비한 3개의 모터(11, 12, 13)가 사용된다. 장치가 1개의 모터 및 관련된 편심으로 지지된 추를 이용하여 기본적으로 잘 기능할 수 있더라 도, 양호한 실시예는 관련된 상이하거나 선택적으로 동일한 편심으로 지지된 추들을 갖는 적어도 2개의 모터를 가질 것이다. 상이한 추들은 예컨대, 상이한 형상 및/또는 중량 및/또는 모터 샤프트의 회전축으로부터의 거리를 갖는다는 것을 이해할 수도 있다.
이는 예컨대 모터(11)가 특정 진동 주파수(즉 분당 회전수(RVM))로 회전할 때, 진동력은 특정 값을 갖는다는 것을 의미한다. 대신에 모터(12 또는 13)가 동일한 진동 주파수로 회전한다면, 각각의 회전력은 추들이 치수, 형상 및/또는 회전축으로부터의 거리가 상이한 경우에 상이한 값을 가질 것이다. 추들이 동일한 형상 및/또는 중량을 가질 수도 있지만 모터 샤프트의 회전축으로부터의 거리가 상이하다는 것을 고려할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 추(11', 11", 12', 12", 13', 13")는 모터(11, 12, 13)의 회전 샤프트에 편심으로 장착될 것이다. 2개의 편심으로 장착된 추가 장착된 모터가 도시되더라도, 물론, 1개 이상의 모터에 단 1개의 편심 추만을 사용하는 것을 고려할 수 있다. 이는 편심 추의 형상 및 중량에 좌우될 것이다.
유리하게는, 진동 장치는 예컨대 10 Hz 내지 120 Hz의 범위의 진동 주파수를 갖지만, 이 범위 밖의 적용예는 예컨대 1 Hz 내지 10 Hz 범위 및/또는 선택적으로는 120 Hz이상이 가능하다. 예컨대, 관련 추를 갖는 여러 모터들을 사용하는 경우에, 복합 주파수 패턴은 10 내지 120 Hz의 개략적인 범위 내에서 취해진 주파수로 얻어질 수 있지만, 선택적으로는, 표시된 바와 같이 이 범위 밖에서 취해진 주파수를 포함한다.
충분한 치료 효과를 얻기 위해, 진동 진폭은 클 필요가 없지만, 대부분의 경우에 진동 진폭은 사용자에게 느껴질 수 있을 정도이어야 한다. 이러한 진동을 받을 때의 사용자(1)는 진동 진폭 및 진동 주파수와 관련하여, 그의 공차 레벨을 점차적으로 상승시킬 것이다. 반복된 치료 세션은 장기간 치료의 효과를 얻기 위해 바람직할 것이다. 사용자에 따라 좌우되는 치료 세션은 양호하게는 이전의 치료 세션으로부터 후속 치료 세션까지의 치료 기간 중에 점진적으로 증가하면서, 예컨대 약 30초로부터 수 분까지 지속될 수 있다.
진동 주파수 및 진동력은 단 1개의 모터가 한번에 작동 중인 한 단일 값을 가질 것이다. 그러나, 2개의 모터가 동시에 작동할 때, 모터들은 진동 주파수 및 진동력이 단일 값을 갖는 것을 보장하도록 동기식으로 회전해야 한다. 초기에, 이는 각각의 모터가 적어도 1개의 부가적인 모터와 관련하여 자유롭게 작동하는 것보다 약간 더 정교한 모터 제어를 요구할 것이다.
모터들의 (비동기식) 개별 작동 시에 그리고 모터들 중 적어도 2개의 모터가 동시에 작동할 때, 1개의 모터가 작동 중인 경우와 같이 반드시 규칙적일 필요는 없고 불규칙적으로 시험될 수도 있는 진동 주파수 및 복합 진동 주파수 패턴을 얻게 될 것이다. 이러한 복합 주파수 패턴 및 다소 불규칙적인 진동력을 사용하여 환자를 치료하는 것은 어떠한 관절 질병에 대해서도 보다 우수하고 좋은 치료를 제공한다.
진동 장치는 이하 변수들: 모터 회전 속도(14), 회전 기간(15), 관련된 편심으로 지지된 추(11', 11", 12', 12", 13', 13")와 함께 회전하는 모터 또는 모터 들(11, 12, 13)의 선택 중 적어도 하나를 조절하기 위한 장비를 갖는다. 또한, 진동 주파수 표시기(14') 및 진동 기간 표시기(15')가 있을 것이다. 또한, 온/오프 버튼(17) 및 외부 전력 공급기(18)가 있을 것이다. 물론, 진동 장치는 배터리 작동식인 것으로 고려된다.
진동 장치는 현재 양호하고 상품화된 형태로 도 3a 및 도 3b에 도시되고 도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도5b에 도시된 바와 같은 긴 강성 하우징(19)으로 구성되고, 편심으로 지지된 추(11', 11", 12', 12", 13', 13")를 갖는 적어도 하나의 모터(11, 12, 13)가 하우징(19)의 중앙 구역에서 내측으로 위치된다.
예컨대, 2개 이상의 모터 및 그의 편심 추들의 동시 작동 시에, 복합 진동 주파수 패턴 및 관련 진동력에 대해 특정 작동 모드가 주어지도록 진동 장치를 프로그래밍할 수 있는 것으로 고려된다. 이 용도를 위해, 중앙 프로세싱 유닛(20)은 진동 장치에서 사용될 수 있는데, 개별 디스플레이(21)에 의해 또는 디스플레이(14')를 사용하여 당해의 진동 프로그램을 보여준다. 프로세싱 유닛은 프로세싱 유닛에서 리시버(23, 23')를 통해 원격 제어 유닛(22)으로부터(도 2 참조) 선택적인 원격 제어를 위해 적절하게 배열된다. 제어 신호는 전파, 초음파, 광학 등과 같은 모든 공지된 유형일 수도 있다. 더욱이, 예컨대 USB형의 데이터 포트와 같은 데이터 포트(24)를 통해 프로세서(20)로의 외부 연결이 가능할 수도 있다. 이 포트는 환자를 위한 수행된 치료/운동 프로그램에 관한 테이터의 개선된 관리, 제어 및 회수와, 프로세싱 유닛에서의 소프트웨어의 용이한 프로그래밍 및 업데이트를 허용할 것이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 진동 장치가 한 쌍의 로프(5, 6)에 부착될 때의 각 모터의 회전 샤프트는 장치로의 연결에 근접하여 로프의 경사에 평행한 회전축을 갖는다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 대체 해결책에서, 진동 장치(8)가 한 쌍의 로프(5, 6)에 부착될 때의 각각의 모터(11, 12, 13)의 회전 샤프트는 하우징(19)에 대해 횡방향이고 장치로의 연결에 근접하여 로프의 경사에 대해 약 90도인 회전 축을 갖는다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 부가적인 대체 해결책에 따르면, 각 모터(11, 12, 13)의 회전 샤프트의 회전 축은 하우징(19)의 종축과 평행하다.
도 3a, 도 3b, 도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b에 따른 해결책은 진동 장치(8)에 모두 이용할 수 있고, 작동 시에, 도 3a 내지 도 4b에 따른 해결책은 진동력이 진동 장치의 길이방향 및 수직 방향으로 형성된 평면에서 본질적으로 작용하는 것과 거의 동일한 방식으로 작용할 것이고, 한편 도 5a 및 도 5b에 따른 해결책은 진동 장치의 종방향 축을 횡단하는 평면에서 진동력으로 기능할 것이다.
도 3a는 일례로서, 도 1 및 도 2에 순수하게 개략적으로 도시된 로프 파지 부재(9, 10)가 어떻게 설계될 수 있는지를 도시하고, 개별의 로프 파지 부재(9, 10)는 로프(5, 6)가 로프 로킹 패턴으로 둘레를 부분적으로 지나가는 적어도 3개의 로킹 핀(9', 9", 9"' 및 10', 10", 10'")으로 각각 구성된다.
도 3a에(그리고 도 4a 및 도 5a에) 도시된 해결책의 대체예로서, 로프 파지 부재 각각은 예컨대 도 6a 또는 도 6b에 도시된 바와 같이 구성될 수 있는데, 로프 파지 부재는 적어도 하나의 스프링 장착된 로프 파지 클램프 또는 로프 로크(rope lock)로 구성되는 것으로 고려될 수 있다. 도 6a는 예컨대 로프(5, 6)가 3개의 결합 핀(26, 26', 26")에 대해 놓여있을 수 있고 2개의 스프링 장착된 클램핑 핀(27, 27')에 의해 클램핑될 수 있는 로프 파지 클램프를 도시한다. 로프(5, 6)에 따른 진동 장치(8)의 위치 조절에 있어서, 핸들(28)은 클램핑 핀(27, 27')이 로프에 대한 클램핑 작동을 해제하도록 하기 위해 약간 외향으로 경사질 수 있다. 핸들이 해제될 때, 스프링(29, 29')으로부터의 힘은 클램핑 핀(27, 27')을 결합 핀(26, 26', 26")에 대해 로프를 로킹시킨다. 도 6b는 로프(5, 6)를 통과시키기 위한 리세스(30')를 갖는 파지 조오(gripping jaw)(30)로 구성되는 로프 로크의 대체예를 도시한다. 파지 조오는 진동 장치(8) 하우징(19)의 면에 대해 작동한다. 파지 조오는 스프링(32)에 의해 편의된 힌지 또는 피봇 핀(31)을 구비한다. 클램핑 효과는 스프링(32)과 협동하여 인장 스크루(33)에 의해 주로 발생된다. 파지 조오는 스크루(33)의 점진적인 조임을 더욱 용이하게 감지하고 스크루(33)가 진동 장치(8)의 진동의 결과로서 이동되고 파지를 해제시키는 것을 방지하기 위해, 선택적으로, 하우징(19)에 맞닿은 면에서, 탄력있는 탄성 재료(34)로 코팅될 수 있다.
도 9는 사용자(1)가 누워있고 목/머리(1')를 로프(5, 6)에 부착 가능한 소위 슬링(35)에 위치시키는 방법을 도시한다. 도 1 및 도 2에서의 화살표로 표시된 바와 같은 진동 장치는 예컨대 바닥으로서의 하부 표면(36)에 대해 레벨 조절 가능하다. 이러한 슬링의 용도는 예컨대 후방 단부 충돌 후의 목 변형, 차에서의 소위 편타성 손상(whiplash injury)의 결과로서 발생된 손상 또는 상해로 인해 예컨대 목에서의 국소 관절 근육 조직의 진동 자극을 필요로 할 때 적절할 수도 있다.
하부 표면(36) 위의 진동 장치(8)의 레벨(L)은 예컨대 부분(1')인 사용자 신체의 관련 부분 또는 부분들에 전달될 수 있는 진동 에너지에 대해서 결정될 것이다. 거리(L)가 클수록, 사용자에게 전달된 에너지 양은 더욱 작아질 것이다.
도 10은 예컨대, 단순화된 진동 장치(37)가 단 하나의 로프(38)와 협동할 수 있는 방법을 도시한다. 로프 파지 부재(39, 40, 41)는 도시된 실시예에서, 안전하지만 간단한 방식으로 장치(37)가 로프(38)에 부착될 수 있는 것을 보장하는데 사용된다. 도시된 일례에서, 관련된 편심으로 지지된 회전 가능한 추(43', 44')를 갖는 2개의 전기 모터(43, 44)가 사용되고, 모터들은 외부 제어 장비에 의해 제어 라인(43", 44")을 통해 제어 가능하다. 이러한 진동 장치는 예컨대 도시되고 설명된 바와 같은 진동 장치(8)를 사용할 때 보조물로 인식될 수 있지만, 단독으로 진동을 발생시키는데 사용될 수도 있다. 도 1 내지 도 5b 및 도 9에 도시된 바와 같은 장치(8)의 실시예는 양호한 실시예이다.
도 11a 및 도 11b는 추(45)를 스크루(47) 등에 의해 회전 디스크(46)에 부착 시킴으로써 진동력을 변화시키고 디스크(46)에서 반경 방향으로 위치 조절하여, 디스크 및 이에 따른 추가 모터(48)에 의해 회전될 수 있는 방법을 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 예컨대 추의 중심인 추의 무게중심이 샤프트의 축(53)에 대해 편심으로 위치 설정 가능하도록, 추(49)를 모터(51)의 회전 샤프트(52)의 단부에 스크루(50) 등에 의해 부착시킴으로써 진동력을 변화시킬 수 있는 방법을 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 모터(57)에 의해 회전하여 구동되는 회전 디스크(56)에 스크루(55) 등에 의해 함께 체결될 수 있는 중첩된 추 요소(54', 54", 54"', 54"")로 추(54)가 구성되게 함으로써 진동력을 변화시킬 수 있는 방법을 도시한다. 추의 무게중심, 예컨대 스크루(55)가 있는 추의 중심은 모터의 회전 샤프트(58)의 회전 축(59)에 대해 편심으로 위치 설정된다.
도 14에 도시된 개략적인 일례에서, 추(60)는 기부(62)에 힌지되거나 저널링되고(61), 전자석(63, 64)에 의해 전후로 구동되는데, 추가 일측부 또는 타측부로 견인되게 하고, 이 해결책은 실제로 시험하는데 간단할 것이다. 2가지 변형예의 동일 원리는 각각 도 15 및 도 16에 도시된다. 도 15는 고정식인 전자석(65)과, 샤프트(67)를 따라 이동 가능한 추(66)를 도시하고, 샤프트(67)는 리코일 스프링(recoil spring)(68)에 의해 편의되어서, 추가 전자석(65)에 의해 스프링(68) 방향으로 보내질 때 추는 스톱부(68')에 맞닿고, 이에 따라 전자석(65) 및 스톱부(65')에 대항하여 다시 튀어 나온다. 이러한 진동기는 도 14에서의 해결책에 대한 우수한 대체예이다. 도 16에서의 해결책은 조인트(71)를 중심으로 회전 가능한 경사 아암(70)에 부착되는 추(69)를 도시하는데, 아암(70)은 전자석(72, 73)과 교대로 협동하도록 조인트(71)의 대향 측부에 단부(70')를 갖는다. 추의 경사 아암(70)은 2개의 스프링들(74, 75) 사이에 적절하게 장착된다.
양호한 실시예에서, 편심으로 지지된 추의 반경 방향 위치 또는 추의 중량의 비조절성 및 모터를 이용하는 것이 의도된다.
예컨대 단 1개의 모터 및 1개의 추가 사용되지만 거리(L)를 변화시키지 않으 면서 진동 에너지를 변화시키는 것이 요구되는 경우에, 이러한 조절이 적절하거나 실용적인 것으로 인식될 수 있다면, 도면부호 75로 표시된 진동 장치는 상부에 도면 부호 76'으로 표시된 위치로 경사질 수 있는 커버(76)를 구비하는 것이 가능하다. 이는 예컨대 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같은 다른 실시예들이 사용될 수 있더라도, 도 13a 및 도 13b에 도시된 실시예에 나타난 예시적인 일례에서 진동기로의 접근을 허용한다. 추(60, 66, 69)가 근소하게(nominally) 전달되는 진동 에너지를 변경시키기 위해 더 크거나 더 작은 치수로 주어질 수 있다는 것도 물론 고려될 수 있다.
도 11 내지 도 16에 도시된 대체예들은 단지 예제들이고, 당해 기술분야의 숙련자는 다른 적절한 유형의 진동기도 가능하다는 것을 이해할 것이다.
Claims (25)
- 장비 사용자를 위한 파지 부분, 슬링 또는 다른 지지 부재가 부착되는 한 쌍의 조절 가능한 현수 로프를 갖는 유형의 치료 및 운동 장비에 사용하기 위한 진동 장치로서, 로프들 사이에 연장되고 진동 시에 로프를 제어 가능하게 설정하도록 설계되는 진동 장치에 있어서,진동 장치는 진동 장치의 단부들 각각에 있는 로프 파지 부재들에 의해 로프의 현수 길이를 따른 어떠한 레벨에서도 자유롭지만 고정 가능하게 장착 가능하고,진동 장치는 1개 이상의 이동 가능한 추를 이동시키는 1개 이상의 전기적으로 제어 가능한 액추에이터를 갖는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 장비 사용자를 위한 파지 부분, 슬링 또는 다른 지지 부재가 부착되는 1개의 조절 가능한 현수 로프를 갖는 유형의 치료 또는 운동 장비에 사용하기 위한 진동 장치로서, 로프에 부착 가능하고 진동 시에 로프를 제어 가능하게 설정하도록 설계되는 진동 장치에 있어서,진동 장치는 진동 장치에서의 로프 파지 부재들에 의해 로프의 현수 길이를 따른 어떠한 레벨에서도 자유롭지만 고정 가능하게 장착 가능하고,진동 장치는 1개 이상의 이동 가능한 추를 각각 이동시키는 2개 이상의 전기적으로 제어 가능한 액추에이터를 갖는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,액추에이터 또는 각각의 액추에이터는 전기 모터를 포함하고,이동 가능한 추는 모터의 회전 샤프트에 대해 편심으로 지지된 추인 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제3항에 있어서,진동 강도 또는 진동 에너지는 전기 모터의 회전 샤프트의 회전축으로부터의 이동 가능한 추의 조절 가능한 무게 중심 거리와, 이동 가능한 추의 중량 값과, 이동 가능한 추의 중량 값의 점진적인 조절성과, 이동 가능한 추의 조절 가능한 회전 속도 또는 회전 주파수와, 상기 파지 부분, 슬링, 또는 다른 지지 부재로부터의 장치의 거리 중 1개 이상의 함수인진동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,진동 장치는 이하의 변수들,- 액추에이터의 작동 주파수,- 진동 기간,- 관련 추와 함께 작동하기 위한 액추에이터의 선택,- 동시에 작동하기 위한, 관련 추들을 갖는 액추에이터들의 선택중 1개 이상을 제어하기 위한 수단을 갖는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,진동 장치는 10 ㎐ 내지 120 ㎐인 1개 이상의 진동 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,관련 추들을 갖는 2개 이상의 액추에이터는 동시에 작동하도록 배열되어서, 진동 장치에는 관련 진동력 패턴을 갖는 복합 진동 주파수 패턴이 주어지는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,긴 강성 하우징으로 구성되고,전기 모터 및 편심으로 지지된 추로 구성되는 상기 1개 이상의 액추에이터는 하우징의 중앙 영역에서 내부에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제8항에 있어서,진동 장치가 한 쌍의 로프에 부착될 때, 모터의 회전 샤프트는 진동 장치로 의 연결부에 근접하게 로프의 경사에 대해 평행한 축을 갖는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제8항에 있어서,진동 장치가 한 쌍의 로프에 부착될 때, 모터의 회전 샤프트는 진동 장치로의 연결부에 근접하게 로프의 경사에 대해 90도이고 하우징에 대해 횡단하는 축을 갖는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제8항에 있어서,모터의 회전 샤프트는 하우징의 종축에 대해 평행한 축을 갖는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,로프 파지 부재들은 로프가 로프 로킹 패턴으로 둘레를 부분적으로 지나가는 3개 이상의 로킹 핀으로 각각 구성되는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,로프 파지 부재들은 1개 이상의 스프링 장착식 로프 파지 클램프 또는 로프 로크로 각각 구성되는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,액추에이터는 전기 모터 및 편심으로 지지된 추로 구성되고,모터의 회전 샤프트로부터의 추의 거리는 조절 가능한 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,액추에이터는 전기 모터 및 편심으로 지지된 추로 구성되고,추의 중량은 조절 가능한 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,액추에이터는 각각의 극단 위치들 사이에서 추의 이동을 야기시키도록 배열되는 1개 이상의 전자석으로 구성되는 것을 특징으로 하는진동 장치.
- 파지 부재, 슬링 또는 다른 지지 부재가 부착되는 한 쌍의 조절 가능한 현수 로프 또는 1개의 조절 가능한 현수 로프를 갖는 유형의 치료 및 운동 장비에 제어 가능한 진동을 제공하는 방법에 있어서,진동은 1개 이상의 전기적으로 제어 가능한 액추에이터에 의해 로프의 현수 길이를 따른 원하는 지점에 선택적으로 인가될 수 있는 것을 특징으로 하는제어 가능한 진동 제공 방법.
- 제17항에 있어서,진동은 이하의 변수들,- 액추에이터의 작동 주파수,- 진동 기간,- 관련된 이동 가능한 추와 함께 작동하기 위한 액추에이터의 선택,- 동시에 작동하기 위한, 관련된 이동 가능한 추들을 갖는 액추에이터들의 선택중 1개 이상의 변수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는제어 가능한 진동 제공 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,진동은 10 ㎐ 내지 120 ㎐인 1개 이상의 진동 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는제어 가능한 진동 제공 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,관련된 이동 가능한 추를 갖는 동시에 작동하는 2개 이상의 액추에이터를 사용하여, 관련 진동력 패턴을 갖는 복합 진동 주파수 패턴이 제공되는 것을 특징으로 하는제어 가능한 진동 제공 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,진동은 상기 로프 또는 한 쌍의 로프에 대해 횡단하여 지향되는 것을 특징으로 하는제어 가능한 진동 제공 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,진동은 상기 로프 또는 한 쌍의 로프에 대해 횡단하여 지향되는 것을 특징으로 하는제어 가능한 진동 제공 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,액추에이터는, 로프가 로프 로킹 패턴으로 3개 이상의 로킹 핀 둘레를 부분적으로 지나갈 때, 로프 또는 한 쌍의 로프에 부착 가능한 진동 장치의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는제어 가능한 진동 제공 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,액추에이터는, 로프가 진동 장치에서의 1개 이상의 스프링 장착식 로프 파지 클램프 또는 로프 로크와 결합하도록, 로프 또는 한 쌍의 로프에 부착 가능한 진동 장치의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는제어 가능한 진동 제공 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,전기 모터 및 편심으로 지지된 추는 액추에이터로서 사용되고,진동 강도/진동 에너지는- 모터의 회전 축으로부터의 추의 조절 가능한 무게 중심 거리,- 추의 중량,- 추의 중량의 점진적인 조절성,- 추의 조절 가능한 회전 속도/회전 주파수,- 상기 파지 부재, 슬링 또는 다른 지지 부재로부터의 진동 장치의 거리중 1개 이상의 함수인 것을 특징으로 하는제어 가능한 진동 제공 방법.
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