KR101485416B1 - 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템 및 전기자극치료 제어 방법 - Google Patents

신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템 및 전기자극치료 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신체 대칭 구조에서 비 마비 측의 근활성도 지표를 분석하고 생체바이오피드백을 이용하여 뇌졸중 환자와 같이 편측 마비된 부위의 근육 기능을 향상시키기 위한 치료를 제공할 수 있는 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템 및 전기자극치료 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템으로서, 비 마비측 부위의 근활성도를 측정하는 비 마비측 근전도 검출부; 상기 비 마비측 근전도 검출부로부터의 검출 신호를 제공받는 근전도 수신부; 상기 근전도 수신부의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 상기 A/D변환기로부터 출력된 비 마비측 부위의 근활성도 지표를 평가하여 자극 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력된 자극 신호에 따른 전기 자극을 마비측 부위에 인가하는 자극 출력부를 포함하는 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템을 제공한다.

Description

신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템 및 전기자극치료 제어 방법{FUNCTIONAL ELECTRICAL STIMULATION(FES) SYSTEM FOR AFFECTED SIDE IN SYMMETRY STRUCTURE OF PHYSICAL USING MUSCLE ACTIVITY OF NON-AFFECTED SIDE AND FES CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신체 대칭 구조에서 비 마비 측의 근활성도 지표를 분석하고 생체바이오피드백을 이용하여 뇌졸중 환자와 같이 편측 마비된 부위의 근육 기능을 향상시키기 위한 치료를 제공할 수 있는 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템 및 전기자극치료 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 통증치료에 있어 근전도를 이용한 바이오피드백 시스템은 신체의 소정 부위에 대한 근전도 신호를 검출하고, 검출된 생리 신호인 근전도 데이터를 육안으로 정상 여부를 분석한 후, 육안으로 분석된 데이터 자료를 바탕으로 바이오피드백 변수인 자극 정도를 결정하며, 그 추출된 바이오피드백 변수를 시각적 바이오피드백과 청각적 바이오피드백에 적용하고 적용된 바이오피드백을 이용하여 신체의 소정의 부위에 자극을 가하는 것이다.
종래의 바이오피드백 시스템을 이용한 근육재활치료에 있어서는 근전도 등의 생리신호를 검출하고 그 분석결과를 컴퓨터상에 디스플레이하며, 물리치료사가 이를 육안으로 정상 여부를 판단하여 자극의 정도를 결정하며 자극의 정도에 따라 경보음을 울리게 하여 자극의 정도를 조절한다.
그러나 이러한 종래 바이오피드백 시스템의 경우에 있어서, 근전도의 정상상태와 비정상상태를 비교할 뿐으로 통증은 고려하고 있지 않으므로, 좀더 환자의 상태에 맞는 근육의 전기자극이 어렵다.
또한, 종래의 바이오피드백 시스템은 일방적으로 설정된 자극을 일정하게 내보내어 통증의 여부에 상관없이 무조건적으로 작동함으로써 일정자극 후의 내성이 생겨 치료 효과가 떨어지는 문제가 있다. 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-822483호(2008.04.08)에 개시되어 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 신체 대칭 구조에서 비 마비 측의 근활성도 지표를 분석하고 생체바이오피드백을 이용하여 편측 마비된 부위의 근육 기능을 향상시키기 위한 치료를 제공할 수 있는 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템 및 전기자극치료 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 환자 본인의 비 마비 측의 근활성도에 대한 생체바이오피드백을 이용함으로써, 환자의 상태에 최적으로 맞는 전기자극치료를 달성할 수 있어 높은 치료 효과를 제공하고, 더욱이 미러치료(Mirror therapy)와 함께 연계하여 치료할 수 있어 치료 효과를 더욱 극대화할 수 있는 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템 및 전기자극치료 제어 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따르면, 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템으로서, 건측 부위의 근활성도를 측정하는 건측 근전도 검출부; 상기 건측 근전도 검출부로부터의 검출 신호를 제공받는 근전도 수신부; 상기 근전도 수신부의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 상기 A/D변환기로부터 출력된 건측 부위의 근활성도 지표를 평가하여 자극 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력된 자극 신호에 따른 전기 자극을 환측 부위에 인가하는 자극 출력부를 포함하는 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템을 제공한다.
제1 관점에 있어서, 상기 근전도 수신부는 상기 건측 근전도 출력부에서 검출된 근전도 신호를 증폭하는 증폭부와, 증폭된 신호에서 잡음을 제거하기 위한 필터부와, 상기 필터부의 출력 신호의 이득을 조정하여 증폭하고, 근전도 신호를 정규화시키는 자동이득 조정부 및 상기 자동이득 조정부로부터 출력된 근전도 신호를 정류하는 정류부를 포함할 수 있다.
제1 관점에 있어서, 상기 제어부는 제공받은 건측 근활성도에 따른 지표와 미리 설정되어 저장된 근활성도 지표를 비교하여 환측 부위에 제공될 전기 자극에 대한 역치값을 조절하도록 구성될 수 있다.
제1 관점에 있어서, 일정 시간 동안 자극이 가해지도록 시간을 설정하는 시간모드 설정부 및 자극 파형과 자극 속도를 조절하는 펄스모드 설정부를 포함하며, 상기 펄스모드 설정부는 상기 제어부에서의 역치값 조절에 따른 결과와 연동하여 자동으로 조절되도록 구성될 수 있다.
제1 관점에 있어서, 상기 제어부는 역치값 지표에 따른 동작을 구현하기 위한 동작 구현부를 포함하고, 상기 동작 구현부에 의해 전달되는 구현 동작을 환자가 보고 따라할 수 있도록 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
제1 관점에 있어서, 환자의 건측 부위가 반사되게 배치되는 미러 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법으로서, 신체 대칭 구조에서 건측 부위의 근활성도를 측정하여 검출하는 건측 부위 근활성도 검출 단계; 상기 건측 부위 근활성도 검출 단계에서 검출된 신호를 수신하는 근전도 수신 단계; 수신된 근활성도의 지표를 평가하여 자극 신호를 출력하는 자극신호 출력 단계; 및 상기 자극신호 출력 단계에서 출력된 자극 신호에 따른 전기 자극을 환측 부위에 인가하는 전기자극 인가 단계를 포함하는 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법을 제공한다.
제2 관점에 있어서, 상기 근전도 수신 단계에서 출력되는 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 자극신호 출력 단계로 제공하는 A/D 변환 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 근전도 수신 단계는 검출된 근전도 신호를 증폭하는 증폭 단계와, 증폭된 신호에서 잡음을 제거하기 위한 잡음 제거 단계와, 잡음 제거된 출력 신호의 이득을 자동으로 조정하여 증폭하고 근전도 신호를 정규화하는 자동이득조정 단계 및 자동이득조정된 근전도 신호를 정류하여 자극신호 출력 단계 측으로 제공하는 정류 단계를 포함할 수 있다.
제2 관점에 있어서, 상기 자극신호 출력 단계는 제공된 건측 근활성도를 환자에 맞게 설정하여 출력하도록 제공받은 건측 근활성도에 따른 지표와 미리 설정되어 저장된 근활성도 지표를 비교하여 환측에 제공될 전기 자극에 대한 역치값을 조절하는 것을 포함할 수 있다.
제2 관점에 있어서, 본 발명은 시간모드 설정 및 펄스모드 설정을 더 포함하며, 상기 펄스모드 설정은 자극 파형과 자극 속도를 조절하며 상기 역치값 조절에 따른 결과와 연동하여 자동으로 조절되는 것이 바람직하다.
제2 관점에 있어서, 상기 자극신호 출력 단계에서 조절된 역치값 지표에 따른 동작을 모니터를 통해 디스플레이되어 구현하기 위한 동작 구현 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템 및 전기자극치료 제어 방법에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 비 마비 측의 근활성도 지표를 분석하고 생체바이오피드백을 이용하여 편측 마비된 부위의 근육 기능을 향상시킬 수 있는 새로운 치료 방법을 제공할 수 있다.
둘째, 본 발명은 환자 본인의 비 마비 측의 근활성도 이용함으로써 환자 상태에 최적으로 맞는 전기자극치료를 달성할 수 있어 높은 치료 효과를 제공할 수 있다.
셋째, 본 발명은 마비 근육의 치료를 위한 다른 치료 방법, 특히 미러치료(Mirror therapy) 방법과 연계하여 치료할 수 있어 치료 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템을 구성하는 근전도 수신부의 세부 구성을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법을 도시한 플로 차트이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
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.
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.
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.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
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.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템을 구성하는 근전도 수신부의 세부 구성을 도시한 구성도이다.
이하의 설명에서는 신체의 대칭 구조 중 상지(上肢)의 경우를 예를 들어 설명한다. 즉, 한쪽의 상지는 비 마비 측(이하, "건측(non-affected side)"이라 함)으로 하고, 다른 한쪽의 상지는 마비 측(이하, "환측(affected side)"이라 함)으로 한다.
본 발명에 따른 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 건측(NS) 상지의 근활성도를 측정하는 건측 근전도 검출부(100); 상기 건측 근전도 검출부(100)로부터의 검출 신호를 제공받는 근전도 수신부(200); 상기 근전도 수신부(200)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(300); 상기 A/D변환기(300)로부터 출력된 건측의 근활성도 지표를 평가하여 자극 신호를 출력하는 제어부(400); 및 상기 제어부(400)로부터 출력된 자극 신호에 따른 전기 자극을 환측 상지에 인가하는 자극 출력부(500)를 포함한다.
건측 근전도 검출부(100)는 근전도 신호를 검출하는 근전도 신호 검출용 전극으로 이루어지며, 근전도 신호 검출용 전극으로는 침전극 또는 접시 전극 등을 사용할 수 있다.
근전도 수신부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 증폭부(210), 필터부(220), 자동이득 조정부(230) 및 정류부(240)를 포함한다.
증폭부(210)는 건측 근전도 출력부(100)에서 검출된 근전도 신호를 증폭한다. 필터부(220)는 증폭된 신호에서 잡음을 제거하기 위한 필터로서, 60Hz 대역저지필터, 30Hz~500Hz의 버터워스(Butterworth) 필터로 구성될 수 있다. 자동이득조정부(230)는 필터부(220)의 출력 신호의 이득을 자동으로 조정하여 증폭하고, 이에 따라 근전도 신호를 정규화시킨다. 정류부(240)는 자동이득 조정부(230)로부터 출력된 근전도 신호를 정류한다.
A/D 변환기(300)는 근전도 수신부(200)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환한다.
제어부(400)는 디지털 신호로 변환되어 제공된 건측 근활성도를 환자에 맞게 설정하여 자극 출력부(500)로 출력한다. 구체적으로, 상기 제어부(400)는 제공받은 건측 근활성도에 따른 지표와 미리 설정되어 저장된 근활성도 지표를 비교하여 환측에 제공될 전기 자극에 대한 역치값을 조절하도록 구성된다.
이와 같이 조절된 역치값의 지표에 따라 제어부(400)는 자동으로 자극의 강도를 설정하게 되며, 이에 따라 환자 본인의 생체바이오 피드백 정보를 이용할 뿐만 아니라, 환자에게 가장 적절한 전기 자극을 제공할 수 있다.
다음으로, 자극 출력부(500)는 제어부(400)로부터 전기 자극 신호를 전달받아 자극을 출력하는데, 근육을 자극하기 위한 자극용 전극(510)을 포함한다.
한편, 본 발명은 각각의 신호를 제어부(400)로 전달하는 시간모드 설정부(610) 및 펄스모드 설정부(620)를 더 포함할 수 있다.
시간모드 설정부(610)는 일정 시간동안 자극이 가해지도록 시간을 설정하는 것으로, 타이머 등을 포함하고 있다. 펄스모드 설정부(620)는 자극 파형과 자극 속도를 조절한다. 여기에서, 상기 펄스모드 설정부(620)는 앞서 설명한 제어부(400)에서 역치값 조절에 따른 결과와 연동하여 자동으로 조절되어 제공될 수 있다.
본 발명은 제어부(400)에서의 역치값 지표에 따른 동작을 구현하기 위한 동작 구현부(410)를 더 포함할 수 있고, 이 동작 구현부(410)에 의해 전달되는 구현 동작을 환자가 보고 따라할 수 있도록 디스플레이하는 디스플레이부(700)를 더 포함한다.
한편, 본 발명은 다른 치료 방법과 연계되어 치료할 수 있는 시스템을 제공하는데, 예를 들면 미러 치료와 연계될 수 있는데 환자의 환측 상지를 넣거나 후측에 위치되게 하고 건측 상지가 반사되게 배치되는 미러 부재(800)를 더 포함한다.
구체적으로 설명하면, 제어부(400)를 통해 환측 상지에 전기 자극을 전달할 때, 실질적으로 건측 상지가 움직이고 있으나 환자는 건측 상지의 움직임을 미러 부재를 통해 볼 때, 환측 상지가 움직이는 것으로 인식하게 되고, 이와 동시에 제어부(400)로부터의 전기 자극을 환측 상지에 제공함으로써 미러 치료와 생체바이오 피드백을 통한 기능적 전기자극치료를 동시에 구현할 수 있고, 이에 따라 치료 효과를 극대화할 수 있다.
상기의 설명에서는 신체의 대칭 구조 중 상지(上肢)의 경우를 예를 들어 설명하였지만, 신체의 대칭 구조 중 건측 부위와 환측 부위의 어느 부위라도 적용될 수 있음을 알 수 있으며, 아래의 기능적 전기자극치료 제어 방법에서도 동일하게 적용된다.
다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법을 도시한 플로 차트이다.
본 발명에 따른 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 신체 대칭 구조에서 건측(NS) 상지(건측 부위)의 근활성도를 측정하여 검출하는 건측 부위 근활성도 검출 단계(S100); 건측 부위 근활성도 검출 단계에서 검출된 신호를 수신하는 근전도 수신 단계(S200); 수신된 근활성도의 지표를 평가하여 자극 신호를 출력하는 자극신호 출력 단계(S300); 및 상기 자극신호 출력 단계에서 출력된 자극 신호에 따른 전기 자극을 환측 상지(환측 부위)에 인가하는 전기자극 인가 단계(S400)를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 근전도 수신 단계에서 출력되는 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 자극신호 출력 단계로 제공하는 A/D 변환 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.
건측 부위 근활성도 검출 단계(S100)는 근전도 신호를 검출하는 근전도 신호 검출용 전극을 통해 이루어지며, 근전도 신호 검출용 전극으로는 예를 들어 침전극 또는 접시 전극 등을 사용할 수 있다.
근전도 수신 단계(S200)는 검출된 근전도 신호를 증폭하는 증폭 단계(S210)와, 증폭된 신호에서 잡음을 제거하기 위한 잡음 제거 단계(S220)와, 잡음 제거된 출력 신호의 이득을 자동으로 조정하여 증폭하고 근전도 신호를 정규화하는 자동이득조정 단계(S230) 및 자동이득조정된 근전도 신호를 정류하여 자극신호 출력 단계 측으로 제공하는 정류 단계(S240)를 포함한다.
잡음 제거 단계(S220)는 60Hz 대역저지필터, 30Hz~500Hz의 버터워스(Butterworth) 필터를 통해 이루어질 수 있다.
자극신호 출력 단계(S300)는 A/D 변화 단계에서 디지털 신호로 변환되어 제공된 건측 근활성도를 환자에 맞게 설정하여 출력하는 것으로, 구체적으로 제공받은 건측 근활성도에 따른 지표와 미리 설정되어 저장된 근활성도 지표를 비교하여 환측에 제공될 전기 자극에 대한 역치값을 조절하는 것을 포함한다.
이와 같이 조절된 역치값의 지표에 따라 자동으로 자극의 강도를 설정할 수 있고, 이에 따라 환자 본인의 생체바이오 피드백 정보를 이용할 뿐만 아니라, 환자에게 가장 적절한 전기 자극을 제공할 수 있다.
환측 전기자극 인가 단계(S400)는 자극신호 출력 단계에서 조절된 역치값에 근거하여 근육을 자극하기 위한 자극용 전극을 통해 이루어진다.
한편, 본 발명의 기능적 전기자극치료 제어 방법은 시간모드 설정 및 펄스모드 설정을 더 포함할 수 있다.
시간모드 설정은 일정 시간 동안 자극이 가해지도록 시간을 설정하는 것으로, 타이머 등을 통해 이루어진다. 또한, 펄스모드 설정은 자극 파형과 자극 속도를 조절하는데, 상기한 역치값 조절에 따른 결과와 연동하여 자동으로 조절되어 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 생체바이오 피드백을 이용한 기능적 전기자극치료 제어 방법은 자극신호 출력 단계에서 조절된 역치값 지표에 따른 동작을 모니터를 통해 디스플레이되어 구현하기 위한 동작 구현 단계(S600)를 더 포함할 수 있으며, 모니터에서 디스플레이되는 이 동작 구현에 의해 전달되는 구현 동작을 환자가 보고 따라할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 생체바이오 피드백을 이용한 기능적 전기자극치료 제어 방법은 다른 치료 방법과 연계되어 치료할 수 있는 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 생체바이오 피드백을 이용한 기능적 전기자극치료 제어 방법은 환자의 건측 상지(건측 부위)의 움직임을 반사시켜 환자가 보고 따라할 수 있도록 건측동작의 반사 구현 단계를 더 포함한다.
구체적으로 설명하면, 환측 상지에 전기 자극을 전달할 때, 실질적으로 건측 상지가 움직이고 있으나 환자는 건측 상지의 움직임을 반사되는 건측 상지의 움직임을 통해 볼 때, 환측 상지가 움직이는 것으로 인식하게 되고, 이와 동시에 또는 순차적으로 전기 자극을 환측 상지에 제공함으로써 미러 치료와 생체바이오 피드백을 통한 기능적 전기자극치료를 동시에 구현할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같은 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템 및 전기자극치료 제어 방법은, 신체 대칭 구조에서 비 마비 부위(건측)의 근활성도 지표를 분석하고 생체바이오피드백을 이용하여 편측 마비된 부위(환측)의 근육 기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 환자 본인의 비 마비 측의 근활성도에 대한 생체바이오피드백을 이용함으로써, 환자의 상태에 최적으로 맞는 전기자극치료를 달성할 수 있어 높은 치료 효과를 제공하고, 더욱이 다른 치료 방법(예를 들어, 미러치료)과 함께 연계하여 치료할 수 있어 치료 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
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.
100: 건측 근전도 검출부
200: 근전도 수신부
300: A/D 변환부
400: 제어부
410: 동작 구현부
500: 자극 출력부
610: 시간모드 설정부
620: 펄스모드 설정부
700: 디스플레이부
800: 미러부재
NS: 비 마비 측 부위 또는 건측 부위(건측 상지)
AS: 마비 측 부위 또는 환측 부위(환측 상지)

Claims (12)

  1. 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템으로서,
    비 마비측 부위의 근활성도를 측정하는 비 마비측 근전도 검출부;
    상기 비 마비 근전도 검출부로부터의 검출 신호를 제공받는 근전도 수신부;
    상기 근전도 수신부의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부;
    상기 A/D변환부로부터 출력된 비 마비측 부위의 근활성도 지표를 평가하여 자극 신호를 출력하는 제어부;
    상기 제어부로부터 출력된 자극 신호에 따른 전기 자극을 마비 측 부위에 인가하는 자극 출력부;
    상기 자극 출력부에서 인가되는 전기 자극이 일정 시간 동안 가해지도록 시간을 설정하는 시간모드 설정부; 및
    자극 파형과 자극 속도를 조절하는 펄스모드 설정부를 포함하며,
    상기 제어부는 제공받은 비 마비측 근활성도 지표와 미리 설정되어 저장된 근활성도 지표를 비교하여 마비측 부위에 제공될 전기 자극에 대한 역치값을 조절하여 상기 조절된 역치값의 지표에 따라 자극의 강도를 설정하도록 구성되며,
    상기 펄스모드 설정부는 상기 제어부에서의 역치값 조절에 따른 결과와 연동하여 자동으로 조절되도록 구성되는
    신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 근전도 수신부는
    상기 비 마비측 근전도 출력부에서 검출된 근전도 신호를 증폭하는 증폭부와, 증폭된 신호에서 잡음을 제거하기 위한 필터부와, 상기 필터부의 출력 신호의 이득을 조정하여 증폭하고, 근전도 신호를 정규화시키는 자동이득 조정부 및 상기 자동이득 조정부로부터 출력된 근전도 신호를 정류하는 정류부를 포함하는
    신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 역치값 지표에 따른 동작을 구현하기 위한 동작 구현부를 포함하고,
    상기 동작 구현부에 의해 전달되는 구현 동작을 환자가 보고 따라할 수 있도록 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는
    신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    환자의 비 마비측 부위가 반사되게 배치되는 미러 부재를 더 포함하는
    신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 시스템.
  7. 신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법으로서,
    신체 대칭 구조에서 비 마비측 부위의 근활성도를 측정하여 검출하는 비 마비측 부위 근활성도 검출 단계;
    상기 비 마비측 부위 근활성도 검출 단계에서 검출된 신호를 수신하는 근전도 수신 단계; 및
    수신된 근활성도의 지표를 평가하여 자극 신호를 출력하는 자극신호 출력 단계;를 포함하고,
    상기 전기 자극이 일정 시간동안 자극이 가해지도록 시간모드 설정하고, 자극 파형과 자극 속도를 조절하는 펄스모드 설정하는 것을 포함하며,
    상기 자극신호 출력 단계는 제공된 비 마비측 근활성도를 환자에 맞게 설정하여 출력하도록 제공받은 비 마비측 근활성도에 따른 지표와 미리 설정되어 저장된 근활성도 지표를 비교하여 마비측에 제공될 전기 자극에 대한 역치값을 조절하여 조절된 역치값의 지표에 따라 자극의 강도를 설정하며,
    상기 펄스모드 설정은 상기 역치값 조절에 따른 결과와 연동하여 자동으로 조절되는
    신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 근전도 수신 단계에서 출력되는 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 자극신호 출력 단계로 제공하는 A/D 변환 단계를 더 포함하는
    신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 근전도 수신 단계는
    검출된 근전도 신호를 증폭하는 증폭 단계와, 증폭된 신호에서 잡음을 제거하기 위한 잡음 제거 단계와, 잡음 제거된 출력 신호의 이득을 자동으로 조정하여 증폭하고 근전도 신호를 정규화하는 자동이득조정 단계 및 자동이득조정된 근전도 신호를 정류하여 자극신호 출력 단계 측으로 제공하는 정류 단계를 포함하는
    신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제7항에 있어서,
    상기 자극신호 출력 단계에서 조절된 역치값 지표에 따른 동작을 모니터를 통해 디스플레이되어 구현하기 위한 동작 구현 단계를 더 포함하는
    신체 대칭 구조에서 비 마비측 근활성도를 이용한 편측 마비 부위의 기능적 전기자극치료 제어 방법.
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