KR101481455B1 - Hemiplegia patient upper limp/lower limp physical therapy apparatus based on virtual reality influencing on muscular strength and brain activity - Google Patents
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Abstract
본 발명은 뇌졸중 등 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치에 관한 것으로, 가상현실환경에 기반하여 청각적, 시각적 피드백을 받음으로써 운동학습의 효과를 증대시키고, 몰입을 통한 집중력 향상 등의 효과를 유도할 수 있어 운동 효과를 증대시킬 수 있고, 상지/하지 운동 수행능력의 향상과 수의적 조절 능력 및 협응 능력을 증가시킬 수 있으며, 근력 향상 및 뇌활성을 촉진할 수 있는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비 마비 측과 마비 측의 상지 또는 하지가 각각 위치되어 대칭 또는 비대칭으로 자유 운동가능한 상지/하지 운동 유닛; 상기 상지/하지 운동 유닛의 전단부에 설치되는 디스플레이 유닛; 재활 운동 동작을 상기 디스플레이 유닛에 디스플레이하도록 전달하는 제어 유닛; 및 상기 제어 유닛에 사용자 제어 명령을 입력하기 위한 입력 장치를 포함하는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치를 제공한다.The present invention relates to an upper / lower physiotherapy apparatus for a hemiplegic patient such as a stroke, and it provides an auditory and visual feedback based on a virtual reality environment, thereby enhancing the effect of the exercise learning, And it is possible to increase the exercise effect, increase the upper / lower exercise performance, increase the voluntary control ability and coordination ability, and increase the muscle strength and the brain activity. The purpose of this study is to provide a physiotherapy device. According to an aspect of the present invention, there is provided an upper / lower exercise unit comprising a non-paralyzed and a paralyzed upper or lower limb, respectively, and symmetrically or asymmetrically freely movable; A display unit installed at a front end of the upper / lower exercise unit; A control unit for transmitting a rehabilitation movement operation to display on the display unit; And an input device for inputting a user control command to the control unit.
Description
본 발명은 뇌졸중 등 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가상현실환경에 기반하여 청각적, 시각적 피드백을 받음으로써 운동학습의 효과를 증대시키고, 몰입을 통한 집중력 향상 등의 효과를 유도할 수 있어 운동 효과를 증대시킬 수 있고, 상지/하지 운동 수행능력의 향상과 수의적 조절 능력 및 협응 능력을 증가시킬 수 있으며, 근력 향상 및 뇌활성을 촉진할 수 있는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for treating upper and lower limbs of a hemiplegic patient such as a stroke, and more particularly, to a device for training an upper / lower extremity physiotherapy apparatus such as a stroke for enhancing the effect of exercise learning by receiving auditory and visual feedback based on a virtual reality environment, And can increase the exercise effect, can improve the upper / lower exercise performance ability, increase the voluntary control ability and coordination ability, and can improve the muscle strength and the brain activity, The present invention relates to a superior / inferior physiotherapy apparatus for a hemiplegic patient.
상지 재활 환자(이하, '환자'라 함)를 위한 종래의 상지 물리치료장치로는 손으로 페달을 잡고 시계 방향이나 반시계 방향으로 돌려주는 훈련이나 재활치료를 하는 페달형 상지 물리치료장치가 주로 사용되고 있다.Conventional upper limb physiotherapy devices for upper limb rehabilitation patients (hereinafter referred to as "patients") include a pedal type limb physiotherapy device which performs a training or rehabilitation treatment by holding a pedal by hand and turning it clockwise or counterclockwise .
또한, 다른 장치로는 손으로 맷돌 형태의 회전체를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 돌려주는 훈련이나 재활치료를 하는 맷돌형 상지 재활 장치가 주로 사용되고 있다.In addition, as another apparatus, a millstone type upper body rehabilitation apparatus for training or rehabilitating a milled stone rotary body by turning it clockwise or counterclockwise by hand is mainly used.
이와 같은 페달형 혹은 맷돌형 상지 물리치료장치는 환자가 자신의 상지를 자유롭게 움직이지 못하고 특정 방향으로 움직이는 방향이 제한되기 때문에, 환자의 재활에 필요한 모든 신체 부위의 근력과 움직임 제어 능력을 최대한 유도하는데 한계가 있는 문제점이 있다.Such a pedal type or a millstone top physiotherapy device can maximize the muscular strength and motion control ability of all the body parts necessary for the patient's rehabilitation since the direction in which the patient can move freely in his / There is a problem with limitations.
또한, 상기한 종래의 이러한 물리치료장치는 환자가 쉽사리 지루함을 느끼게 되어 지속적인 훈련이나 재활치료를 기대하기 어려울 뿐만 아니라 장치 자체의 부피가 크고 고가인 문제점이 있다.In addition, the above-mentioned conventional physical therapy apparatus has a problem that the patient easily feels bored and it is difficult to expect continuous training or rehabilitation treatment, and the apparatus itself is bulky and expensive.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 가상현실환경에 기반하여 청각적, 시각적 피드백을 받고, 몰입을 통한 집중력 향상을 통해 운동 효과를 더욱 증대시킬 수 있는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a virtual reality system capable of receiving auditory and visual feedback based on a virtual reality environment, The object of the present invention is to provide an upper / lower physiotherapy device for hemiplegic patients.
또한, 본 발명은 상지/하지 운동 수행능력의 향상과 수의적 조절 능력 및 협응 능력을 증가시킬 수 있고, 근력 향상 및 뇌활성을 촉진할 수 있는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides a virtual upper limb / upper limb physical therapy apparatus for virtual reality-based hemiplegic patients capable of improving upper limb / lower limb exercise performance, improving voluntary adjustment ability and coordination ability, There are other purposes to provide.
또한, 본 발명은 종래와 같이 상지 전용 또는 하지 전용의 장치가 아닌 상지와 하지 모두 이용할 수 있는 복합적 물리치료장치로서 제공될 수 있는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides an upper limb / lower limb physical therapy apparatus for a virtual reality-based hemiplegic patient, which can be provided as a combined physical therapy apparatus that can use both upper limb and lower limb, There is a purpose.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling the same.
상기 목적 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 비 마비 측과 마비 측의 상지 또는 하지가 각각 위치되어 대칭 또는 비대칭으로 자유 운동가능한 상지/하지 운동 유닛; 상기 상지/하지 운동 유닛의 전단부에 설치되는 디스플레이 유닛; 재활 운동 동작을 상기 디스플레이 유닛에 디스플레이하도록 전달하는 제어 유닛; 및 상기 제어 유닛에 사용자 제어 명령을 입력하기 위한 입력 장치를 포함하는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above objects and other features, there is provided a method of operating an upper / lower exercise unit, comprising: a upper / lower exercise unit capable of freely moving symmetrically or asymmetrically with the upper or lower limbs of the paralysis side and the paralyzed side respectively positioned; A display unit installed at a front end of the upper / lower exercise unit; A control unit for transmitting a rehabilitation movement operation to display on the display unit; And an input device for inputting a user control command to the control unit.
본 발명에 있어서, 상기 상지/하지 운동 유닛은 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 일단부를 축으로 하여 경사지게 승하강가능하게 설치되는 승하강 프레임; 상기 베이스 프레임 상에서 상기 승하강 프레임을 승강 구동시키는 경사구동수단; 상기 승하강 프레임에 평행하게 설치되는 평행 프레임; 상기 평행 프레임에서 슬라이동 이동가능하게 설치되는 슬라이딩 이동 수단; 및 상기 슬라이딩 이동 수단에 구비되는 그립부재를 포함할 수 있다.In the present invention, the upper / lower exercise unit may include a base frame; An ascending / descending frame installed to be able to ascend and descend with an end of the base frame as an axis; An inclination driving means for driving the ascending / descending frame up and down on the base frame; A parallel frame installed parallel to the ascending / descending frame; A sliding moving means installed on the parallel frame so as to be slidably movable; And a grip member provided on the sliding movement means.
본 발명에 있어서, 상기 경사구동수단은 실린더를 포함한 유압 방식 또는 이송스크류를 포함한 기계적 이송 방식의 구조체로 이루어질 수 있다.In the present invention, the inclined driving means may be a mechanical conveying type structure including a hydraulic system including a cylinder or a conveying screw.
본 발명에 있어서, 상기 평행 프레임 간의 간격 조절을 위한 간격조절장치를 더 포함하며, 상기 평행 프레임 중 하나의 양단은 상기 승하강 프레임에 이동가능하게 설치되는 이동가능 프레임이고, 다른 하나는 상기 이동가능 프레임과 평행하는 상기 승하강 프레임의 하나의 프레임인 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the apparatus further comprises a gap adjusting device for adjusting the distance between the parallel frames, one of the parallel frames being a movable frame movably installed on the elevating frame, And one frame of the ascending / descending frame parallel to the frame.
본 발명에 있어서, 상기 간격조절장치는 상기 평행 프레임에 형성되고 나사결합홈을 갖는 구멍과, 상기 구멍의 나사결합홈과 결합하는 이송스크류 및 상기 이송스크류를 회전시키는 손잡이를 포함할 수 있다.In the present invention, the gap adjusting device may include a hole formed in the parallel frame and having a screw-engaging groove, a conveying screw for engaging with the screw-engaging groove of the hole, and a handle for rotating the conveying screw.
본 발명에 있어서, 상기 슬라이딩 이동 수단은 상기 평행 프레임에 형성되는 가이드 레일; 및 상기 가이드레일과 슬라이딩 이동가능하게 결합하는 슬라이딩 이동부재를 포함하고, 상기 슬라이딩 이동부재에는 환자가 손으로 파지하기 위한 그립부재가 구비될 수 있다.In the present invention, the sliding movement unit may include: a guide rail formed on the parallel frame; And a slidable moving member that slidably engages with the guide rail, and the sliding moving member may be provided with a grip member for grasping the patient with a hand.
본 발명에 있어서, 상기 그립부재에는 상지 또는 하지를 체결시키기 위한 체결수단이 구비될 수 있다.In the present invention, the grip member may be provided with fastening means for fastening the upper or lower limb.
본 발명에 있어서, 상기 슬라이딩 이동부재는 자성체로 이루어지고, 상기 슬라이딩 이동부재의 이동 마찰력을 제어하는 이동강도 제어수단을 더 포함하고, 상기 이동강도 제어수단은 상기 가이드 레일에 구비되어 공급되는 전력에 따라 발생되는 자력이 변화되는 전자석 및 상기 전자석으로 전력을 공급하기 위한 전력공급부를 포함하며, 상기 제어유닛은 상기 전력공급부로의 전력공급량을 제어할 수 있다.In the present invention, it is preferable that the sliding moving member further comprises moving strength control means which is made of a magnetic material and controls the moving friction force of the sliding moving member, and the moving strength control means controls the moving speed of the sliding moving member, And an electric power supply unit for supplying electric power to the electromagnet, wherein the control unit is capable of controlling an electric power supply amount to the electric power supply unit.
본 발명에 있어서, 촬영된 영상을 상기 디스플레이 유닛에 디스플레이하기 위한 촬영 유닛을 더 포함하고, 상기 제어유닛은 상기 촬영 유닛에서 촬영된 영상을 디스플레이하는 모드를 포함하여 상기 디스플레이 유닛에 디스플레이되는 모드를 복수의 모드로 제공하기 위한 모드 변경부를 포함할 수 있다.The present invention may further comprise a photographing unit for displaying the photographed image on the display unit, wherein the control unit includes a mode for displaying an image photographed by the photographing unit, And a mode change unit for providing a mode of the display device.
본 발명에 있어서, 상기 모드 변경부는 미리 설정된 모범 재활동작을 가상환자가 실행하는 영상을 디스플레이하는 표준모드, 상기 촬영 유닛에 의해 촬영된 영상을 디스플레이하는 촬영 모드, 상기 표준모드와 촬영모드를 분할하여 표시하는 분할모드 및 상기 촬영유닛에 의해 촬영된 환자의 얼굴을 표준모드의 가상환자의 얼굴로 변환시켜 디스플레이하는 가상현실모드를 포함할 수 있다.In the present invention, the mode changing unit may include a standard mode for displaying an image executed by a virtual patient, a shooting mode for displaying an image photographed by the shooting unit, a standard mode and a shooting mode, And a virtual reality mode in which the face of the patient photographed by the imaging unit is converted into a face of a virtual patient in a standard mode and displayed.
본 발명에 의한 근력 및 뇌활성도에 영향을 미치는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.The upper limb / lower limb physical therapy apparatus of a virtual reality-based hemiplegic patient that affects muscle strength and brain activity according to the present invention provides the following effects.
첫째, 본 발명은 종래와 같이 상지 전용 또는 하지 전용의 장치가 아닌 상지와 하지 모두 이용함으로써 멀티 기능을 제공하고, 상대적으로 장치 구입 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.First, the present invention provides a multi-function by using both the upper and lower limbs rather than the limb-dedicated or the limb-dedicated device as in the prior art, thereby reducing the device purchase cost relatively.
둘째, 본 발명은 가상현실환경에 기반하여 청각적, 시각적 피드백을 받고, 몰입을 통한 집중력 향상을 통해 운동 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.Second, the present invention has the effect of maximizing the exercise effect by receiving the auditory and visual feedback based on the virtual reality environment and improving the concentration by immersion.
셋째, 본 발명은 상지/하지 운동 수행능력의 향상과 수의적 조절 능력 및 협응 능력을 증가시킬 수 있고, 근력 향상 및 뇌활성을 촉진할 수 있어 높은 치료 효과를 도모하며 새로운 재활치료에 기여할 수 있는 효과가 있다.Third, the present invention can improve the upper limb / lower limb exercise performance, increase voluntary control ability and coordination ability, increase muscle strength and promote brain activity, thereby achieving high therapeutic effect and contributing to new rehabilitation treatment It is effective.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 근력 및 뇌활성도에 영향을 미치는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 근력 및 뇌활성도에 영향을 미치는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치를 도시한 일측면도이다.
도 3은 본 발명의 상지/하지 물리치료장치를 구성하는 슬라이딩 이동부의 일 예의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 상지/하지 물리치료장치를 구성하는 슬라이딩 이동부의 다른 일 예의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a block diagram schematically showing the entire configuration of a top / bottom physical therapy apparatus for a virtual reality-based hemiplegic patient that affects muscle strength and brain activity according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing an upper limb / lower limb physical therapy apparatus of a virtual reality-based hemiplegic patient that affects muscle strength and brain activity according to the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of one example of a sliding moving part constituting the upper / lower extremity physical therapy apparatus of the present invention.
4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of another example of a sliding moving part constituting the upper / lower extremity physical therapy apparatus of the present invention.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Further objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Before describing the present invention in detail, it is to be understood that the present invention is capable of various modifications and various embodiments, and the examples described below and illustrated in the drawings are intended to limit the invention to specific embodiments It is to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.Further, terms such as " part, "" unit," " module, "and the like described in the specification may mean a unit for processing at least one function or operation.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근력 및 뇌활성도에 영향을 미치는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an upper limb / lower limb physical therapy apparatus for a virtual reality-based hemiplegic patient that affects muscular strength and brain activity according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 상지/하지 물리치료장치는 상지와 하지 모두에 적용될 수 있는 치료장치이며, 이하의 설명에서는 사지(四肢)의 상지(上肢) 및 하지(下肢) 중 상지의 경우를 예를 들어 설명한다. 그리고 설명 내용에서 용어의 간략화를 위하여 설명 일부에서는 비 마비 측은 "건측(non-affected side)", 마비 측은 "환측(affected side)"이라 약칭하여 기재함을 참고한다.The upper / lower extremity physical therapy apparatus of the present invention is a treatment apparatus that can be applied to both the upper and lower limbs. In the following description, the upper limbs of the limbs and the upper limbs of the limbs are exemplified . For the sake of simplification of the terms in the description, in some of the explanations, the non-paralyzed side is referred to as "non-affected side" and the paralyzed side is abbreviated as "affected side".
도 1은 본 발명에 따른 근력 및 뇌활성도에 영향을 미치는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing the entire configuration of a top / bottom physical therapy apparatus for a virtual reality-based hemiplegic patient that affects muscle strength and brain activity according to the present invention.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 근력 및 뇌활성도에 영향을 미치는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치는, 편마비가 있는 환자의 비 마비 측과 마비 측 상지가 각각 위치되어 대칭 또는 비대칭으로 자유 운동가능한 슬라이딩 이동부를 구비한 상지 운동 유닛(100); 상기 상지 운동 유닛(100)의 전단부에 설치되는 디스플레이 유닛(200); 환자의 상태에 맞는 대칭 또는 비대칭 상지 운동 동작을 상기 디스플레이 유닛(200)에 디스플레이하도록 전달하는 제어 유닛(300); 및 상기 제어 유닛(300)에 사용자 제어 명령을 입력하기 위한 입력 장치(400)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the upper limb / lower extremity physiotherapy apparatus of the virtual reality-based hemiplegic patient having the influence on the muscular strength and the brain activity according to the present invention is characterized in that the paralysis side and the paralyzed upper limb of the patient having hemiplegia An upper limb exercising unit (100) having a sliding moving part positioned and symmetrically or asymmetrically freely movable; A
상지 운동 유닛(100)을 도 1 및 도 2 내지 도 4를 참조하여 더 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 근력 및 뇌활성도에 영향을 미치는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치를 도시한 일측면도이다. 도 3은 본 발명의 상지/하지 물리치료장치를 구성하는 슬라이딩 이동부의 일 예의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 상지/하지 물리치료장치를 구성하는 슬라이딩 이동부의 다른 일 예의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.The upper
상기 상지 운동 유닛(100)은 대략 사각형 형태의 베이스 프레임(110); 상기 베이스 프레임(110)의 일단부를 축으로 하여 경사지게 승하강가능하게 설치되는 승하강 프레임(120); 상기 베이스 프레임(110) 상에서 상기 승하강 프레임(120)을 경사지게 이동시키는 경사구동수단(130); 상기 승하강 프레임(120)에 평행하게 설치되는 한 쌍의 평행 프레임(140); 상기 평행 프레임(140) 상에서 슬라이동 이동가능하게 설치되는 슬라이딩 이동 수단(150); 및 상기 슬라이딩 이동 수단(140)에 구비되는 그립부재(160)를 포함한다.The upper
상기 베이스 프레임(110)은 대략 직사형의 형태를 가지며, 외곽 틀 형태를 형성하는 프레임으로 구성된다.The
상기 승하강 프레임(120)은 베이스 프레임(110)과 대략 대응한 형태로 형성되며, 이 또한 외곽 틀 형태를 형성하는 프레임으로 구성된다. 후술하겠지만, 상기 승하강 프레임(120) 중 세로방향 일측 프레임은 평행 프레임(130) 중 하나를 구성할 수 있다. 이에 대해서는 아래의 평행 프레임(130)에서 자세히 설명한다.The up-and-
상기 경사구동수단(130)은 베이스 프레임(110)에 대하여 승하강 프레임(120)을 상대적으로 소정 각도만큼 경사지게 구동시키는 구성이라면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 공압식이나 유압식 또는 기계식이나 전동식의 승하강 구동 방식의 구성이 채용될 수 있다.The inclined driving means 130 is not particularly limited as long as the elevating
일 예로, 자동 방식(유압 방식 또는 전동 방식)을 이용한 것으로, 경사구동수단(130)은 제어부에 연결되고, 베이스 프레임의 일단부에 설치되는 실린더 본체(미도시) 및 상기 실린더 본체에서 슬라이딩 이동가능하고 단부가 승하강 프레임에 고정되는 피스톤으로 구성된다. 이 경우, 사용자는 입력장치(400)를 통해 경사 입력값을 입력하게 되면, 제어부(300)는 이 신호를 전달받아 실린더 본체로 전달하여 피스톤을 이동시켜 승하강 프레임(120)이 베이스 프레임(110)에 대하여 소정 각도로 경사지게 할 수 있다.An inclined driving means 130 is connected to the control unit and includes a cylinder body (not shown) installed at one end of the base frame and a cylinder body (not shown) And a piston whose end portion is fixed to the lifting frame. In this case, when the user inputs an inclination input value through the
한편, 다른 예로 수동 방식(기계적 방식)을 이용한 것으로, 경사구동수단(130)은 베이스 프레임(110)의 일단부에 직립되게 설치되는 가이드봉, 상기 승하강 프레임(120)의 일단부에 형성되고 상기 가이드봉이 통과되도록 설치되는 가이드 보어(guide bore), 상기 가이드봉을 따라 안내되는 가이드 보어를 소정 위치에서 고정시키기 위한 고정 부재를 포함한다. 상기 고정 부재는 가이드 보어의 벽을 관통하여 일단이 가이드봉에 접하게 되는 볼트 부재로 이루어질 수 있으며, 다양한 기계적 구성이 채용될 수 있다.The inclined driving means 130 is formed at one end of the
다음으로, 한 쌍의 평행 프레임(140)은 승하강 프레임(120)의 세로 방향 프레임과 나란하게 설치된다. 여기에서, 상기 한 쌍의 평행 프레임(140)은 승가항 프레임(120)의 세로 방향 프레임 중 하나의 세로 방향 프레임을 구성할 수 있다.Next, a pair of
여기에서, 환자는 환자의 신체 조건에 따라 두 상지 간의 간격이 다를 수 있다. 따라서, 이러한 환자의 신체 조건에 맞게 또는 적절한 치료방법에 맞게 상기 한 쌍의 평행 프레임(140)은 그 간격이 조절되도록 구성되는 것이 바람직하다.Here, the patient may have different intervals between the two upper limbs according to the patient's physical condition. Accordingly, it is preferable that the pair of
따라서, 상기 한 쌍의 평행 프레임(140) 중 하나의 양단은 승하강 프레임(120)에 이동가능하게 설치되고, 본 발명의 재활치료장치는 평행 프레임(140) 간의 간격 조절을 위한 간격조절장치(170)를 더 포함한다.Therefore, one end of one of the pair of
상기 간격조절장치(170)는 평행 프레임(140)에 형성되며 내면에 나사결합홈이 형성되는 구멍, 상기 두 평행 프레임(140)의 구멍의 나사결합홈과 결합하는 이송스크류(171)(도 1 참조) 및 상기 이송스크류(171)를 회전시키는 손잡이를 포함한다.The
본 발명에서 상기 간격조절장치(170)는 도 2에 도시한 바와 같이 평행 프레임의 안정적인 상대 이동을 위하여 상측과 하측에 각각 한 쌍으로 형성되는 경우를 도시하고 있으며, 이 경우 이송스크류의 헤드는 풀리(172)를 통해 연결된다.In the present invention, as shown in FIG. 2, the
계속해서, 상기 슬라이딩 이동 수단(150)은 평행 프레임(140) 상에 형성되는 가이드 레일(151); 및 상기 가이드레일(151)과 슬라이딩 이동가능하게 결합하고 그 가이드레일(151)을 따라 슬라이딩 이동하는 슬라이딩 이동부재(152)를 포함한다.Subsequently, the sliding
상기 슬라이딩 이동부재(152)에는 환자가 손으로 파지하기 위한 그립부재(160)가 결합되거나 일체로 형성된다.The
또한, 상기 그립부재(160)에는 파지력이 없는 환자나 환자의 하지 재활치료시, 파지력이 없는 손을 고정시키거나 하지를 고정시키기 위한 체결수단(180)이 구비된다.In addition, the
도면에서 상기 체결수단(180)은 탈착이 용이한 부직포 부재(일명, "찍찍이)로 이루어지는 경우를 도시하고 있다(도 3).In the drawing, the fastening means 180 is formed of a nonwoven fabric member (also referred to as a "squeaker") which is easily detachable (FIG. 3).
또한, 본 발명의 재활치료장치를 통한 재활치료에서 슬라이딩 이동부재(152)를 통한 대칭 또는 비대칭 운동시, 이동 강도를 제어할 수 이동강도 제어수단을 더 포함한다.In addition, the apparatus further includes movement intensity control means for controlling the movement intensity during the symmetric or asymmetric movement through the sliding
다시 말해서, 기본적으로 슬라이딩 이동부재(152)는 가이드 레일(151)에서 이동자유자재로 설치되는 상태이나, 슬라이딩 이동부재(152)의 마찰력을 증대시켜 재활치료 과정에서 그 강도를 제어함으로써 재활치료 효과를 증대시키기 위함이다.In other words, although the sliding shifting
이동강도 제어수단은 그 일 예로 도 3에 도시된 바와 같이, 가이드 레일(151)과 일체로 또는 하부에 매립되어 제공되는 전력에 따라 발생시키는 자력이 변화되는 전자석(191) 및 상기 전자석(191)으로 전력을 공급하기 위한 전력공급부(192)를 포함하며, 상기 제어유닛(400)은 입력장치(400)를 통하여 입력된 사용자 설정값을 통해 전력공급부(192)의 전력공급량을 제어하게 된다. 여기에서, 슬라이딩 이동부재(152)는 자성체로 이루어진다.As shown in FIG. 3, for example, the moving force control means includes an
따라서, 전자석(191)에서 발생하는 자기력의 세기에 따라 자성체로 이루어지는 슬라이딩 이동부재(152) 간의 인력에 의해 환자에 대한 재활치료 강도를 제어하게 된다.Accordingly, the strength of the rehabilitation therapy for the patient can be controlled by the attraction force between the sliding moving
상기와 같은 이동강도 제어수단(190)은 전자식으로 이루어지는 경우를 설명하고 있지만, 물리적 마찰 방식에 의하여 그 강도를 제어할 수 있다.Although the above-described movement intensity control means 190 is of an electromagnetic type, the intensity thereof can be controlled by a physical friction system.
즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 가이드 레일(151)을 따라 이동하는 슬라이딩 이동부재(152)는 가이드 레일(151)에 형성된 나사결합공을 통해 나사결합되는 결합볼트(193)의 조임 상태에 따라 그 슬라이딩 이동부재(152)의 마찰력을 달리하여 재활치료 강도를 조절하여 제어할 수 있다.4, the sliding
다음으로, 디스플레이 유닛(200)은 통상적인 모니터를 이용할 수 있다.Next, the
상기 제어유닛(300)은 입력장치를 통한 사용자의 입력 명령을 전달받아 그 전달받은 입력 내용에 근거하여 디스플레이 유닛(200)에 재활치료 동작을 디스플레이하거나 다른 구성요소들을 제어하게 된다.The
여기에서, 본 발명은 환자의 모습을 촬영하여 촬영된 영상을 디스플레이 유닛(200)에서 디스플레이하기 위한 촬영 유닛(500)을 더 포함할 수 있다.Here, the present invention may further include a photographing
상기 제어유닛(300)은 디스플레이 유닛에 디스플레이되는 모드를 복수의 모드로 제공하기 위한 모드 변경부(310)를 포함한다.The
상기 모드 변경부(310)는 미리 설정된 모범 재활동작을 가상환자가 실행하는 영상을 디스플레이하는 표준모드와, 상기 촬영 유닛(500)에 의해 촬영된 영상을 디스플레이하는 촬영 모드와, 상기 표준모드와 촬영모드를 분할하여 표시하는 분할모드 및 상기 촬영유닛(500)에 의해 촬영된 환자의 얼굴을 표준모드의 가상환자의 얼굴로 변환시켜 디스플레이하는 가상현실모드를 포함한다.The mode changing unit 310 may include a standard mode for displaying an image to be executed by the virtual patient in a preset mode rehabilitation operation, a photographing mode for displaying an image photographed by the photographing
이러한 모드 선택은 사용자(물리치료사)에 의해 선택될 수 있다. 특히, 가상현실모드의 경우에는 환자 본인은 실제로 환측 부위가 이동되지 않으나 가상현실모드에서 정상적으로 운동하는 환자 자신의 얼굴을 보면서 재활치료를 받는 시각적 효과를 제공함으로써 뇌활성도에 영향을 주게 되고, 이에 따라 재활치료에 큰 효과를 제공한다.This mode selection can be selected by the user (physical therapist). In particular, in the case of the virtual reality mode, the patient himself or herself influences the brain activity by providing the visual effect of rehabilitation treatment while seeing the face of the patient who is normally moving in the virtual reality mode although the affected part is not actually moved. It provides a great effect on rehabilitation treatment.
상기 제어유닛(300)은 프로그램 구동이 가능한 컴퓨터나 테블릿 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 입력장치(400)는 유무선 키보드 등과 같은 입력장치로 이루어질 수 있고, 컴퓨터에 디스플레이되는 터치식 자판으로 이루어지는 경우로 구성될 수도 있다.The
한편, 본 발명의 상지/하지 물리치료장치는 제어부(300)의 제어신호를 통해 소정의 음성을 전달하는 스피커(미도시)를 더 포함한다. 스피커를 통해 나오는 "화이팅", "아자 아자", "잘 하셨습니다" 등의 음성은 프로그램된 재활운동동작과 연동되어 일정 시점에서 전달되게 된다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이 시각적 효과뿐만 아니라 청각적 효과도 동시에 부여할 수 있게 되어 치료효과를 더 향상시킬 수 있다.The upper / lower physical therapy apparatus of the present invention further includes a speaker (not shown) for transmitting a predetermined voice through a control signal of the
상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 근력 및 뇌활성도에 영향을 미치는 가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치는, 종래와 같이 상지 전용 또는 하지 전용의 장치가 아닌 상지와 하지 모두 이용함으로써 멀티 기능을 제공하고, 상대적으로 장치 구입 비용을 절감할 수 있다.The upper limb / lower limb physical therapy apparatus of the virtual reality-based hemiplegic patient that affects the muscular strength and the brain activity according to the present invention as described above can be applied to the upper limbs and the lower extremities, Function, and relatively reduce the cost of device purchase.
또한, 본 발명에 따르면 가상현실환경에 기반하여 청각적, 시각적 피드백을 받고, 몰입을 통한 집중력 향상을 통해 운동 효과를 극대화할 수 있으며, 상지/하지 운동 수행능력의 향상과 수의적 조절 능력 및 협응 능력을 증가시킬 수 있고, 근력 향상 및 뇌활성도를 촉진할 수 있어 높은 치료 효과를 도모하며 새로운 재활치료에 기여할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to maximize the exercise effect by receiving the auditory and visual feedback based on the virtual reality environment and improving the concentration through immersion, and to improve the upper / lower exercise performance ability, Increase ability, promote muscle strength, and promote brain activity, thereby providing a high therapeutic effect and contributing to a new rehabilitation treatment.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed herein are for the purpose of describing rather than limiting the technical spirit of the present invention, and it is apparent that the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100: 상지 운동 유닛
110: 베이스 프레임
120: 승하강 프레임
130: 경사구동수단
140: 평행 프레임
150: 슬라이딩 이동 수단
160: 그립부재
170: 간격조절장치
180: 체결수단
191: 전자석
192: 전력공급부
200: 디스플레이 유닛
300: 제어 유닛
310: 모드 변환부
400: 입력 장치100: Upper extremity exercise unit
110: base frame
120: rising and falling frames
130: inclined driving means
140: Parallel frame
150: Sliding moving means
160: grip member
170:
180: fastening means
191: Electromagnetism
192:
200: display unit
300: control unit
310: Mode conversion section
400: input device
Claims (10)
상기 상지/하지 운동 유닛은
베이스 프레임(110); 상기 베이스 프레임의 일단부를 축으로 하여 경사지게 승하강가능하게 설치되는 승하강 프레임(120); 상기 베이스 프레임 상에서 상기 승하강 프레임을 승강 구동시키는 경사구동수단(130); 상기 승하강 프레임에 평행하게 설치되는 평행 프레임(140); 상기 평행 프레임에서 슬라이동 이동가능하게 설치되는 슬라이딩 이동 수단(150); 및 상기 슬라이딩 이동 수단에 구비되는 그립부재(160)를 포함하는
가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치.An upper / lower exercise unit (100) which is free to move symmetrically or asymmetrically with the upper and lower limbs of the paralysis side and the paralyzed side respectively positioned; A display unit (200) installed at a front end of the upper / lower exercise unit; A control unit (300) for transmitting a rehabilitation movement operation to be displayed on the display unit; And an input device (400) for inputting a user control command to the control unit,
The upper / lower exercise unit
A base frame 110; A lifting frame 120 installed to be inclined up and down with one end of the base frame as an axis; An inclination driving means (130) for driving the ascending / descending frame up and down on the base frame; A parallel frame 140 installed parallel to the ascending / descending frame; A sliding movement means (150) installed to be slidably movable in the parallel frame; And a grip member (160) provided on the sliding movement means
Upper / Lower Physical Therapy Device for Virtual Reality Based Hemiplegic Patients.
상기 경사구동수단은 실린더를 포함한 유압 방식, 이송스크류를 포함한 기계적 이송 방식 또는 이송스크류를 전동 구동시키는 전동 방식의 구조체로 이루어지는
가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치.The method according to claim 1,
Wherein the inclined driving means comprises a hydraulic system including a cylinder, a mechanical transfer system including a transfer screw, or a transmission type structure for electrically driving the transfer screw
Upper / Lower Physical Therapy Device for Virtual Reality Based Hemiplegic Patients.
상기 평행 프레임(140) 간의 간격 조절을 위한 간격조절장치(170)를 더 포함하며,
상기 평행 프레임 중 하나의 양단은 상기 승하강 프레임에 이동가능하게 설치되는 이동가능 프레임이고, 다른 하나는 상기 이동가능 프레임과 평행하는 상기 승하강 프레임의 하나의 프레임인
가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a gap adjusting device (170) for adjusting the gap between the parallel frames (140)
Wherein one of the parallel frames is a movable frame movably installed in the up / down frame, and the other is a frame of the up / down frame parallel to the movable frame
Upper / Lower Physical Therapy Device for Virtual Reality Based Hemiplegic Patients.
상기 간격조절장치는
상기 평행 프레임에 형성되고 나사결합홈을 갖는 구멍과, 상기 구멍의 나사결합홈과 결합하는 이송스크류 및 상기 이송스크류를 회전시키는 손잡이(171)를 포함하는
가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치.
5. The method of claim 4,
The gap adjusting device
A hole formed in the parallel frame and having a threaded engagement groove, a conveyance screw engaging with a threaded engagement groove of the hole, and a handle 171 rotating the conveyance screw
Upper / Lower Physical Therapy Device for Virtual Reality Based Hemiplegic Patients.
상기 슬라이딩 이동 수단은 상기 평행 프레임에 형성되는 가이드 레일(151); 및 상기 가이드레일과 슬라이딩 이동가능하게 결합하는 슬라이딩 이동부재(152)를 포함하고,
상기 슬라이딩 이동부재에는 환자가 손으로 파지하기 위한 그립부재(160)가 구비되는
가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치.
The method according to claim 1,
The sliding movement means includes a guide rail 151 formed on the parallel frame; And a sliding moving member (152) slidingly engaged with the guide rail,
The sliding movement member is provided with a grip member 160 for gripping by a hand
Upper / Lower Physical Therapy Device for Virtual Reality Based Hemiplegic Patients.
상기 그립부재에는 상지 또는 하지를 체결시키기 위한 체결수단(180)이 구비되는
가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치.
The method according to claim 6,
The grip member is provided with fastening means 180 for fastening the upper or lower limb
Upper / Lower Physical Therapy Device for Virtual Reality Based Hemiplegic Patients.
상기 슬라이딩 이동부재는 자성체로 이루어지고,
상기 슬라이딩 이동부재의 이동 마찰력을 제어하는 이동강도 제어수단(191, 192)을 더 포함하고,
상기 이동강도 제어수단은 상기 가이드 레일에 구비되어 공급되는 전력에 따라 발생되는 자력이 변화되는 전자석(191) 및 상기 전자석으로 전력을 공급하기 위한 전력공급부(192)를 포함하며,
상기 제어유닛은 상기 전력공급부로의 전력공급량을 제어하는
가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치.
The method according to claim 6,
Wherein the sliding movement member is made of a magnetic material,
Further comprising moving strength control means (191, 192) for controlling the moving friction force of the sliding moving member,
The moving force control means includes an electromagnet 191 provided in the guide rail and changing a magnetic force generated according to supplied power and a power supply unit 192 for supplying power to the electromagnet,
The control unit controls the amount of power supplied to the power supply unit
Upper / Lower Physical Therapy Device for Virtual Reality Based Hemiplegic Patients.
촬영된 영상을 상기 디스플레이 유닛에 디스플레이하기 위한 촬영 유닛(500)을 더 포함하고,
상기 제어유닛은 상기 촬영 유닛에서 촬영된 영상을 디스플레이하는 모드를 포함하여 상기 디스플레이 유닛에 디스플레이되는 모드를 복수의 모드로 제공하기 위한 모드 변경부(310)를 포함하는
가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a photographing unit (500) for displaying the photographed image on the display unit,
Wherein the control unit includes a mode changing unit (310) for providing a mode to be displayed on the display unit in a plurality of modes including a mode for displaying an image photographed by the photographing unit
Upper / Lower Physical Therapy Device for Virtual Reality Based Hemiplegic Patients.
상기 모드 변경부는
미리 설정된 모범 재활동작을 가상환자가 실행하는 영상을 디스플레이하는 표준모드,
상기 촬영 유닛에 의해 촬영된 영상을 디스플레이하는 촬영 모드,
상기 표준모드와 촬영모드를 분할하여 표시하는 분할모드 및
상기 촬영유닛에 의해 촬영된 환자의 얼굴을 표준모드의 가상환자의 얼굴로 변환시켜 디스플레이하는 가상현실모드를 포함하는
가상현실기반 편마비 환자의 상지/하지 물리치료장치.10. The method of claim 9,
The mode changing unit
A standard mode for displaying an image executed by a virtual patient in a preset exemplary rehabilitation operation,
A photographing mode for displaying an image photographed by the photographing unit,
A split mode in which the standard mode and the photographing mode are divided and displayed,
And a virtual reality mode in which the face of the patient photographed by the photographing unit is converted into a face of the virtual patient in the standard mode and displayed
Upper / Lower Physical Therapy Device for Virtual Reality Based Hemiplegic Patients.
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