KR101635637B1 - 치료용 운동 방법 및 치료용 운동 장치 - Google Patents

치료용 운동 방법 및 치료용 운동 장치 Download PDF

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KR101635637B1
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drive mechanism
session
programmed
pneumatic cylinder
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일다 파바조비치 라크흐마툴린
세르게이 안드리비치 쿠제바노프
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오브셰스트보 에스 오그라니체노이 오트벳스트에노스트유 ˝크리사프˝
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Abstract

제안된 장치 및 방법은 복원 스포츠 의학 및 신경 운동 장애를 가진 환자 재활에 관한 것이다. 환자는 환자의 신체의 각 부분을 지지하는 서스펜션 기기에 의해 평형 상태에 위치된다. 서스펜션 기기는 전기-공압 구동원을 이용한 구동 메커니즘및 구동 부품에 의해 움직이고, 프로그램된 PC에 의해 제어되어, 환자에게, 가상 게임 환경 상의 오브젝트를 제어함으로써, 초기에 아주 작은 물리적 활동이 있거나 물리적 활동이 전혀 없는 경우에도 움직임을 복원하도록 동기를 부여한다. 효율은 구동원의 에너지 소비의 감소에 따라 판정된다. 본 장치는, 평행한 두 개의 가이드와, 상기 구동 메커니즘이 한 쌍씩 이동 가능하게 배치되는 가동 크로스바로 이루어지는 베이스와; 모니터링 및 제어 유닛과; PC와; 상기 구동 메커니즘의 상태를 검출하는 센서와; 전원을 포함한다. 각 구동원의 에너지 소비를 분석하고, 처리 결과를 평가하는 유닛도 있다.

Description

치료용 운동 방법 및 치료용 운동 장치{THERAPEUTIC EXERCISE METHOD AND THERAPEUTIC EXERCISE APPARATUS}
본 발명은 스포츠 의학을 포함하는 의학에 관련된 것이고, 신경질환에 의한 운동기능의 장애가 있는 환자의 재활을 위해 사용될 수 있다.
어린이들에게 나타나는 운동기능의 명백한 중추장애를 유아의 리드미컬한 반사작용으로 모델링한 최초의 시도 중 하나는 1954년 미국의 운동치료사인 템플 페이에 의해 개발된 방법이었다. 기본적으로 상기 방법은 전문가에 의해 수행되는 보행 정형화의 수동적인 모델링을 의미한다(글렌 도맨, "뇌손상 병변이 있는 아이에게 해야 할 일", 2007, ISNB 9789984392363, 37~38페이지). 3명이 1명의 어린이에게 동시에 작업을 해야 하는데, 구체적으로 1명은 어린이의 발과 팔을 오른쪽에서 구부리고, 다른 1명은 왼쪽에서 어린이의 발과 팔을 펴고, 나머지 1명은 어린이의 머리를 좌우로 돌린다. 위 작업을 어른에게 하는 경우 5명이 필요하다(환자의 머리를 좌우로 돌리는 사람과 각 끝점에서 작업을 해야 하는 사람이 추가된다). 이 방법에는 상당한 인력이 필요하다는 것이 명백하다.
이론과 실제에 있어 운동치료가 발전함에 따라 환자가 소량의 힘을 가지고도 용이하게 자발적으로 운동을 할 수 있도록 도와 주는 탄성고무밴드, 풀리(pully)와 평형추를 갖는 서스펜션(suspension) 및 환자 신체 특정 부분의 무게를 상쇄시켜 주는 미끄러운 표면체들을 사용할 수 있게 되었다(브이. 엘. 나이딘, "운동장애가 있는 신경외과 환자의 재활", 모스크바: "의학", 1972년, 216~217페이지). 상기 방법들은 신체의 무게보다 더 작은 힘을 사용하게 되므로 운동 훈련 분야에 유용하다.
상기 방법들의 문제점은 의료 요원이 많이 필요하고, 자동화가 되어 있지 않아 효율적이지 않다는 것이다.
종래 재활장치 기술 수준의 유용한 지표가 되는 특징은 마루, 벽 또는 천장에 고정되는 지지구조체(3차원 프레임, 베이스, 수직지주); 환자 신체의 균형을 잡아주는 중량체; 및 기계장치와 2011. 6. 27. 공고된 러시아 특허 2422123 C2(국제특허분류: A61H1/00)에 개시된 베개 안 압력을 제어함으로써 환자 밑에 집어 넣는 전기 또는 공압 배개와 같은 어셈블리와 같은 것을 포함한다는 사실이다.
환자의 어깨 및 엉덩이를 지지하기 위해, 목재 프레임(쉘); 상부 및 하부 수평 빔(beam); 빔에 부착되고 줄 및 카빈(carbine)에 의해 델타-플레인(delta-plane) 종류의 서스펜션에 고정되는 도르래에 설치되는 고정된 줄을 포함하는, 수영 장치(차-페이, 그레이스 첸, 유이치로 키노시타, 시드니 펠스, 애슐리 가드, "태평양 횡단 수영: 가상 수영 인터페이스", SIGGRAPH 2004 Emerging Technology, http://www.ece.ubc.ca/-tzupei/sapCGA.pdf )가 개시되어 있다. 상부 빔에 탑재되는 도르래 및 한 쌍의 하부 빔에 탑재되는 도르래에 설치되는 줄은, 발목마다 제공된다. 상기 줄은, 수영자의 다리에 평형추로서 작용하는 샌드백(sandbag)에 부착된다. 상기 장치의 균형은 가상 수영을 위해 설계된다. 즉, 수영자의 신체 부분은 평형추에 의해 균형이 맞춰진다.
상기 장치는 다양한 응용 조건에 대하여 적응 가능하지는 않다. 즉, 환자 개개인마다의 운동 요법에 따라, 한 세트의 평형추가 조립되어야 하고, '클라이언트(client)-장치' 시스템 전체가 설정되어야 한다. 또한, 다리 또는 팔을 움직이기 위해서는, 두 배의 수고, 즉, 정지 상태를 벗어나기 위한 두 배의 무게가 요구된다. 이러한 설계 사항은, 몸통은 그 축을 중심으로만 회전할 수 있고, 다리는 별도의 구동원이 없으므로 힘을 가해야만 수직 면 상에서만 움직일 수 있으므로, 환자의 신체의 다양한 부분을 자극하는 능력 면에 있어서 상당한 제약이 된다.
제안된 방법 및 장치의 프로토타입(prototype) 발명, 즉, 가장 가까운 선행 기술은, "근육의 생화학적 자극 및 운동 기능의 재활을 위한 장치 및 방법" (2002. 07. 10. 공고된 러시아 특허 2184517 C2(국제특허분류: A61H1/00)이다. 상기 방법에서는, 우선 환자의 신체(머리, 몸통, 다리 및 팔뿐만 아니라 발가락 및 손가락)를 홈(home) 위치에 위치시킨 후, 신체 부위에 대해 재활 운동 마스터 프로그램 소프트웨어를 통해 강제적인 움직임을 가한다. 환자 개개인의 심박동수, 호흡수, 혈압, 체온 등의 생리학적 파라미터(parameter)의 최대 허용값은 선험적으로 측정된다. 이후, 강제적인 움직임을 수행하면서, 상기 파라미터는 계속해서 측정되고, 측정값과 최대 허용값과의 차이가 계산되고, 계산값을 분석하여 '더(more)', '덜(less)' 및/또는 '세션 중지(stop the session)' 등의 제어 신호가 생성된다.
상기 프로토타입 발명의 장치는, 베이스; 드라이브; 상기 베이스에 탑재되는 조작 기기; 상기 드라이브와 연결되는 드라이브 제어 기기; 환자의 생리학적 파라미터의 센서를 통해 상기 드라이브에 연결되는 출력을 갖는 프로세서; 전원 및 필요 공기원(required-air source); 및 EPV 시스템을 포함한다. 드라이브의 구동 기기는, 공기에 의해 팽창가능한 챔버(chamber)의 블록(block)의 형태로 이루어지고, EPV 시스템을 통해 서로 연결되고, 전원 및 필요 공기원이 장착되고, 각각 상기 드라이브 제어 기기, 운동(환자 신체의 운동) 법칙 센서 및 생리학적 파라미터 센서에 연결된다.
상기 프로토타입 방법을 포함한 모든 공지의 방법은, 모든 수동적인 장치-치료(apparato-therapies)가 갖는 전형적인 문제점을 갖는데, 그 중에서 가장 심각한 문제점은 환자 자신의 활동에 대한 등록이 불충분하다는 것이다. 상기에 열거된 파라미터를 이용하면, 환자의 상태 및 생리학적 안락함을 어느 정도는 객관적으로 판정할 수 있지만, 재활 프로세스가 얼마나 효과적인지는 판정할 수 없다.
상기 프로토타입을 포함하는 공지의 장치의 문제점은, 환자 개개인을 위한 기능 옵션 및 적응성의 불충분함과 높은 전력 소모, 즉, 소비자 특성을 충분히 반영할 수 없는데에 있다.
본 발명의 방법은, 방법의 기능 옵션을 확장하여, 환자의 운동 기능이 매우 낮거나 전혀 없는 상태에서, 환자의 운동 기능의 재활의 동기 및 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 장치는, 기능 옵션을 확장하여, 개개인의 파라미터(신장, 체중, 체격 등)에 대한 적응성을 향상시켜서, 장치의 사용에 있어서의 신뢰도, 경제성 및 안전성을 향상킴으로써, 사용자의 관심을 더욱 끄는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 방법의 목적은 이하의 방식으로 달성된다. 환자는 홈 포지션에 수평으로 위치되고, 정신생리학적 파라미터들이 모니터되면서, 환자의 신체의 각 부분에 필요한 움직임은 구동 메커니즘을 이용하여 프로그램되고 수행된다. 즉, 모니터링은 프로그램된 움직임과 동반되고, 세션의 강화, 완화 또는 정지를 위한 신호가 생성된다. 환자가 홈 위치에 놓여진 이후, 복잡하고, 상호 연결되고, 리드미컬한 프로그램된 운동을 환자의 신체의 일부 또는 전부에 전달하기 위해, 환자는 들어 올려져서 평형 상태로 매달린 채 유지되어, 최소량의 에너지를 소비한다. 환자는, 전기 및 공압이 결합된 구동원에 의해 동시이면서 독립적으로 작동하는 각각의 프로그램된 구동 메커니즘을 구비하며, 신체의 특정 부분마다 각각 마련되는 서스펜션에 의해 매달려진다. 각각의 세션 동안의 프로그램된 운동 시에, 상기 프로그램된 운동의 실제 파라미터들과 상기 구동 메커니즘의 모터의 전력 소비량이 측정되어 기록된다. 전력 소비 역학을 기초로, 각각의 세션의 효율성이 측정된다. 세션 동안 환자가, 특정 구동 메커니즘의 특정 모터의 전력 소비의 감소로 나타내지는, 물리적 활동을 시작하거나 계속하면, 상기 프로그램된 운동의 적절한 파라미터들을 수정한다. PC 상에 생성된 가상 게임 환경이 환자의 재활 프로세스에의 참여 동기를 유발하는데 사용된다. 환자는 가상 캐릭터를 제어할 수 있다. 세션 동안 기록된 상기 프로그램된 운동의 모든 파라미터들은, 상기 세션의 효율성의 분석을 용이하게 하고, 다른 재활 운동 세션의 데이터와 비교하기 위해 저장된다.
본 발명의 장치의 목적은 이하의 방식으로 달성된다. 제안된 장치는, 구동 메커니즘이 탑재되는 베이스와; 환자의 신체의 다양한 부분을 상기 구동 메커니즘에 체결하기 위한 기기와; 제어 및 모니터링 블록과; 마스터 프로그램이 설치되고, 출력은 상기 제어 블록을 통해 구동 메커니즘에 연결되고, 입력은 상기 구동 메커니즘의 상태를 측정하는 센서에 연결되는 PC와; 전력 및 압축 공기원을 포함한다. 상기 베이스는, 환자의 상방의 견고하고 정지된 베이스에 체결되는 길이 방향으로 평행한 두 개의 가이드로 이루어진다. 가동자는 상기 가이드를 따라 슬라이드 이동할 수 있다. 각각의 가동자는 구동 메커니즘을 실어 나르고, 각각의 구동 메커니즘은, 플런저를 갖는 공압 실린더, 출력축에 인코더(회전각 센서)와 도르래가 설치되는 전기 모터, 및 예를 들면 폴리머 모노필라멘트 또는 폴리머가 평탄하게 코팅된 가요성의 신장 불가능한 끈의 형태인 구동 부재가 조립된 형태이다. 상기 구동 부재는 상기 공압 실린더의 버트-엔드 시일을 관통하고, 상기 구동 부재의 일단은 상기 공압 실린더의 플런저에 접속되고, 상기 구동 부재의 중앙부는 상기 전기 모터의 상기 도르래의 홈에 맞춰지고, 상기 구동 부재의 타단은 환자의 신체의 특정 부분을 지지하는 서스펜션 부품에 부착된다. 각각의 구동 메커니즘의 상기 제어 블록은, 컨트롤러, 전류 센서, 압력 센서, 인코더(회전각 센서) 및 전기적으로 구동되는 공압 분배기를 포함한다. 각각의 공압 실린더의 작업 공간은 상기 압력 센서에 연결되고, 상기 전기적으로 구동되는 공압 분배기를 통해 압축 공기원에 연결된다. 상기 모든 제어 블록 센서들의 출력은 상기 컨트롤러의 입력에 접속되고, 상기 컨트롤러의 하나의 출력은 전류 센서를 통해 상기 전기 모터에 접속되고, 상기 컨트롤러의 다른 출력은 상기 전기적으로 구동되는 공압 분배기에 접속된다. 또한, 각각의 공압 실린더는 공기 탱크를 구비할 수 있고, 상기 공기 탱크의 내부 공간은 상기 공압 실린더의 벽면에 형성된 구멍을 통해 상기 공압 실린더의 작업 공간과 연결된다.
특허문헌을 포함한 일반적으로 유용한 자료에는,제안된 방법 및 장치와 동일한 특징 및 동일 또는 균등한 구별되는 필수적 기술적 특징을 갖는 정보 및 기술적 수단이 제시되어 있지 않고, 또한, 본 발명이 발명의 특허성이 인정될 수 있는데 필요한 결과를 확실히 얻을 수 있다는 점을 고려하면, 제안된 방법 및 장치는 신규하고 자명하지 않은 것이다.
본 발명의 장치의 구조를, 본 발명의 장치의 일반도(도 1), 본 발명의 장치의 블록 다이어그램(도 2), 본 발명의 장치의 하나의 구동 메커니즘과 제어 블록의 블록 다이어그램(도 3), 두 개의 구동 메커니즘과 센서를 하방에서 바라본 도면(도 4), 두 개의 구동 메커니즘과 센서를 측면에서 바라본 도면(도 5), 두 개의 구동 메커니즘과 센서를 전방에서 바라본 도면(도 6) 및 구동 메커니즘의 파쇄도(도 7)을 이용하여 설명한다.
제안된 재활 운동 장치(도 1 내지 7)는, 길이 방향으로 평행한 두 개의 가이드(7)와 상기 가이드를 천장에 부착하기 위한 패스너(8)로 구성되는 베이스(1); 및 상기 가이드를 따라 슬라이드 이동 가능한, 예를 들면 5개의, 가동자(9)를 포함한다. 상기 가동자의 개수는 매달려질 필요가 있는 환자의 신체 부위에 따라 달라질 수 있다. 각각의 가동자(9)는 한 쌍의 구동 메커니즘(2)을 실어 나른다. 각각의 구동 메커니즘(2)은, 매달려지는 환자를 유지하고, 환자 신체의 특정 부위를 조작하는데에 사용된다. 각각의 구동 메커니즘은, 공압(pneumatic) 실린더(10); 구동 부재(14); 및 출력축에 도르래(13)가 장착되는 전기 모터(12)를 포함한다. 상기 전기 모터(12)에는 리듀서(reducer)가 장착될 수도 있다(도 4 내지 6 참조). 구동 메커니즘(2)의 구동 부재(14)는, 폴리머(polymer)가 평탄하게 코팅된 가요성의 신장 불가능한 끈(또는, 두꺼운 폴리머 모노필라멘트(polymer monofilament))으로서 구현된다. 구동 부재(14)의 일단은 공압 실린더(10)의 플런저(plunger)(11)에 접속되고, 공압 실린더(10)의 버트-엔드 시일(butt-end seal)(15)을 관통한다. 구동 부재(14)의 중앙부는 도르래(13)의 홈에 맞춰지고, 구동 부재(14)의 타단은 환자를 지지하는 서스펜션에 접속된다(서스펜션은 도 1에 도시되어 있으나, 각각의 서스펜션에 부재번호를 표기하지는 않았음).
각각의 구동 메커니즘(2)의 제어 블록(3)은, 컨트롤러(16); 실린더(10)의 작업 공간(21)에 공압적으로 접속되는 압력 센서(18); 전기 모터(12)의 축에 장착되는 인코더(회전각 센서)(19); 및 전기 모터와 전기적으로 구동되는 공압 분배기(20)의 입력 라인 상에 설치되는 센서(17)를 포함한다. 각각의 공압 실린더(10)의 작업 공간(21)은, 상기 전기적으로 구동되는(평상 시에 3개의 위치가 닫혀 있는) 공압 분배기(20)를 통해, 압축 공기원(6)에 접속된다. 제어 블록(3)의 모든 센서의 출력은 컨트롤러(16)에 전기적으로 접속된다. 각각의 제어 블록(3)의 각각의 컨트롤러(16)는, 데이터 전송 네트워크(26)을 통해 로딩되는 적절한 소프트웨어가 프로그램되어 있는 퍼스널 컴퓨터(4)에 접속된다(도 2 및 3의 위치 3.1 내지 3.n 참조). 각각의 구동 메커니즘의 각각의 공압 실린더(10)에는, 케이싱(casing) 형태의 공기 탱크(22)가 추가로 설치되어 공동(cavity)(23)을 형성할 수 있고(도 7), 공기 탱크(22)의 공동(23)은, 공압 실린더의 벽면에 형성된 구멍(24)을 통해 공압 실린더(10)의 작업 공간(21)에 접속된다. 또한, 본 장치는, 환자가 가상 이미지를 제어할 때의 환자의 신체 위치 센서를 포함한다. 일반적인 가속도 센서가 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 본 장치 아래의 환자의 홈 포지션에는 부드럽고 변경 가능한 커버로 덮힌 침상(25)이 위치한다.
제안된 재활 방법은 상기 제안된 장치를 다음과 같이 이용한다. 환자는, 바로 또는 엎드린 상태로, 침상(25) 위에 수평하게 눕혀진다. 서스펜션 부품들은 침상 상의 선험적으로 얻어진 적절한 위치에 배치되고(서스펜션 부품들은 벨크로 잠금쇠를 갖는 커프(cuff)와 구동 부재(14)의 카빈 래치(carabine latch)로서 구현됨), 지지되어야 할 구역에 따른 환자의 신체 상에 부착된다. 가동자(9)를 길이 방향의 가이드(7)을 따라 이동시키고, 구동 메커니즘(2)을 가동자(9)를 따라 이동시킴으로써, 구동 메커니즘의 상호 위치가 환자의 인체 측정학 데이터에 대응되도록, 구동 메커니즘 사이의 거리가 설정된다.
적절한 소프트웨어가 설치된 퍼스널 컴퓨터(4)는, 데이터 전송 네트워크(26)를 통해 전기적으로 구동되는 공압 분배기(20)을 제어하고, 각각의 제어 블록(3.1 내지 3.n)의 각각의 제어부(16)를 통해, '장치-환자' 시스템이 작동 위치가 되도록적절한 양의 공기를 각각의 공압 실린더에 공급한다. 이는, 환자가 설정된 높이로 들어 올려져서 침상의 상방에 유지되고, 실질적으로 보통의 평형 상태로 지지되는 것을 의미한다.
다음의 파라미터들이 모니터된다. a)압력 센서(10)을 이용하여 공압 실린더(10) 내의 압력 분포가 모니터되고; b)인코더-센서(19)를 통해, 프로그램에 따라 구동 메커니즘이 들어 올린 신체 각 부분의 높이가 모니터된다. 환자가 들어 올려지면, 즉, '장치-환자' 시스템이 평형 상태에 도달하면, 시스템은 다음의 특징들을 획득한다. 기계적 편차에 의해 시스템은 완만하게 원래의 중간 위치로 돌아가고, 각각의 구동 부재(14)와 결국 각각의 서스펜션 부재는 수직 및 수평 방향으로 용이하게 움직인다. 공기 탱크(22)를 갖는 공압 실린더(10) 내의 플런저(11)의 이동과, 이로 인한 각각의 서스펜션의 수직 방향의 이동은 약간의 압력 변화만을 발생시키므로, 환자 신체의 일부 또는 전부를 움직이는데는 작은 수고만이 필요하다. 플런저를 중간 위치로부터 하방 또는 상방으로 이동시키는데 필요한 수고는 가상적으로 동일하다.
예를 들면, 작동 모델에서의 플런저가 10 cm를 이동하고 구동 부재(14)에 의해 매달리는 무게는 10 kg일 때, 공압 실린더 내의 압력은 0.027 kg/cm2만큼 변화하고, 이러한 경사진 위치에서 무게를 유지하는데 필요한 수고는 약 1H이다. 이후, 전기 모터(12)의 도르래(13)는, 컨트롤러(16)로부터 신호를 받아서, 프로그램에 의해 요구되는 왕복 회전 방식으로 움직인다(도 7의 화살표 참조). 상기 왕복 회전은, 각도 진동(angular oscillation)의 진폭, 각도 진동의 주파수 및 신체의 다양한 부위에 대한 각도 진동 각각의 운동의 위상 세트를 갖는다. 각각의 도르래와 결국 각각의 서스펜션은 조화 법칙(harmonic law)에 따라(사인 곡선을 따라) 움직인다. 예를 들면, 운동은 머리-가슴 구역에서 시작하여, 하방으로 운동하고, 이후, 소정 시간이 경과한 후에, 골반이 동일한 방향으로 운동한다. 이후, 또다른 소정 시간이 경과한 후에, 엉덩이가 운동하고, 이후, 정강이가 동일한 방향으로 운동한다.
이후, 운동의 최하점에 도달하면, 신체의 전 부분이 동일한 순서를 따라 상방으로 운동한다. 신체의 전 부분이 동일한 주파수로 운동하므로, 이들 사이의 위상차는 유지되고, 신체 전체는 설정된 경로를 따라 파도와 같이 진동하여, 예를 들면, 돌고래의 운동을 모방하게 된다. 진폭과 위상은 신체 부위마다 개별적으로 설정될 수 있고, 작동 기간 동안 신체의 전 부분을 위한 공통의 진동이 제어될 수 있다. 설정된 파라미터를 이용하여 프로그램된 운동을 수행함으로써, 환자에게 구동 메커니즘의 전기 모터와 함께, 즉, '일체적으로', 운동에 참여할지에 관한 옵션이 제공된다. 운동의 파라미터는, 환자에 의해 가해지는 물리적 수고뿐만 아니라, 모터에 공급되는 전류의 암페어수에 의해 제어된다. 암페어수는 제어 가능하고, 증가 또는 감소될 수 있다.
또한, 퍼스널 컴퓨터는 가상 롤-플레이(role-play) 환경을 제어하여, 환자에게 편한 위치로 설정된 모니터 성에 디스플레이한다. 환자는 위치 센서를 통해 플레이(가상의) 오브젝트를 제어하고, 이로 인해 환자의 운동이 수반되고 퍼스널 컴퓨터에 신호가 전송된다. 결국, 환자는 플레이 오브젝트를 수직 방향 또는 수평 방향으로 움직일 수 있다. 환자의 다리의 운동은 인코더 센서에 의해 모니터되고, 다리의 운동의 진폭 및 주파수와 같은 파라미터는 퍼스널 컴퓨터에 전송되며, 퍼스널 컴퓨터는 이러한 신호를 기초로 플레이 캐릭터의 속도를 제어한다. 즉, 환자는 플레이 오브젝트를 전진시켜서, 다리의 진폭 및/또는 주파수의 정량적인 값과 직접적으로 연관된 플레이 오브젝트의 속도를 변경할 수 있다. 진폭 및 주파수와 같은 운동 파라미터가 엄격하게 설정되면, 가상 오브젝트의 속도는 환자의 물리적 활동, 즉, 프로그램된 운동의 한계값 이내에서 환자의 자급자족에 의해 제어 될 수 있다. 상기 한계값은, 전기 모터에 의한 에너지 소비의 감소를 검출하는 전류 센서를 이용하여 결정된다. 이는 사실상, 게임 내에서 가상 오브젝트의 운동 속도를 증가시키는 것와 정확히 일치한다. 환자는 사실상 게임에 관여하는 것이고, 이는 환자에게 재활 프로세스에 참여하려는 강한 동기를 부여한다. 세션 중에 기록되는 모든 파라미터는 저장되어, 세션의 효율을 분석하고, 다른 재활 운동 세션의 데이터와 비교하는데 이용된다.
본 발명에 따르면, 환자가 전적으로 수동적인 상황에서부터 부분적으로 또는 전적으로 자극으로부터 단절된 상황에 이르는 범위의 재활 세션을 수행하면서, 필수적인 결과를 얻을 수 있다. 즉, 본 발명은 훈련 자극제로서 기능한다.

Claims (3)

  1. 각각의 세션의 시작 시에 환자는 수평의 홈 위치에 놓여 지고, 전체 세션 동안 정신생리학적 파라미터들이 제어되고 프로그램된 운동을 제어하기 위한 신호를 생성하는데 사용되어, 전력을 이용하여 자극을 증폭 또는 감소시키거나, 자극의 일부 또는 전부를 차단시키거나, 일부 세션을 중단시키면서, 구동 메커니즘을 이용하여, 프로그램된 운동이 설정되고 환자(환자 신체의 일부 또는 전부)에게 가해지는, 재활 운동 방법에 있어서,
    환자가 수평의 홈 위치에 놓여진 후, 복잡하고, 상호 연결되고, 리드미컬한 프로그램된 운동을 환자의 신체의 일부 또는 전부에 전달하기 위해, 환자는 들어 올려져서 보통의 평형 상태로 유지되고, 환자는, 전기 및 공압이 결합된 구동원에 의해 동시이면서 독립적으로 작동하는 각각의 프로그램된 구동 메커니즘을 구비하며, 신체의 특정 부분마다 각각 마련되는 서스펜션에 의해 매달려지고;
    각각의 세션 동안의 프로그램된 운동 시에, 상기 프로그램된 운동의 실제 파라미터들과 상기 구동 메커니즘의 모터의 전력 소비량이 측정되어 기록되고;
    전력 소비 역학을 기초로, 각각의 세션의 효율성이 측정되고;
    세션 동안 환자가, 특정 구동 메커니즘의 특정 모터의 전력 소비의 감소로 나타내지는, 물리적 활동을 시작하거나 계속하면, 상기 프로그램된 운동의 적절한 파라미터들을 수정하고, 가상 게임 환경이 환자의 재활 프로세스에의 참여 동기를 유발하는데 사용되고;
    상기 가상 게임 환경은 퍼스널 컴퓨터를 이용하여 설정되고, 환자는 가상 캐릭터를 제어할 수 있고, 세션 동안 기록된 상기 프로그램된 운동의 모든 파라미터들은, 상기 세션의 효율성의 분석을 용이하게 하고, 다른 재활 운동 세션의 데이터와 비교하기 위해 저장되는,
    재활 운동 방법.
  2. 베이스와; 상기 베이스에 부착되는 구동 메커니즘과; 환자의 신체의 다양한 부분을 상기 구동 메커니즘에 부착하기 위한 부품들과; 상기 구동 메커니즘의 상태를 측정하는 센서와; 제어 블록과; 마스터 프로그램이 설치되고, 출력은 상기 제어 블록을 통해 구동 메커니즘에 연결되고, 입력은 상기 구동 메커니즘의 상태를 측정하는 센서에 연결되는 퍼스널 컴퓨터와; 전력 및 압축 공기원을 포함하는 재활 운동 장치에 있어서,
    상기 베이스는, 길이 방향으로 평행한 두 개의 가이드와, 상기 가이드를 환자의 상방의 견고하고 정지된 베이스에 부착하는 부품들로 이루어지고;
    가동자는 상기 가이드를 따라 슬라이드 이동할 수 있고, 각각의 가동자는 구동 메커니즘을 실어 나르고, 각각의 구동 메커니즘은, 플런저를 갖는 공압 실린더, 출력축에 도르래가 설치되는 전기 모터, 및 폴리머 모노필라멘트 또는 폴리머가 평탄하게 코팅된 가요성의 신장 불가능한 끈의 형태인 구동 부재가 조립된 형태이고;
    상기 구동 부재는 상기 공압 실린더의 버트-엔드 시일을 관통하고, 상기 구동 부재의 일단은 상기 공압 실린더의 플런저에 접속되고, 상기 구동 부재의 중앙부는 상기 전기 모터의 상기 도르래의 홈에 맞춰지고, 상기 구동 부재의 타단은 환자의 신체의 특정 부분을 지지하는 서스펜션 부품에 부착되고;
    각각의 구동 메커니즘의 상기 제어 블록은, 컨트롤러, 전류 센서, 압력 센서, 인코더(회전각 센서) 및 전기적으로 구동되는 공압 분배기를 포함하고;
    각각의 공압 실린더의 작업 공간은 상기 압력 센서에 연결되고, 상기 전기적으로 구동되는 공압 분배기를 통해 압축 공기원에 연결되고;
    상기 인코더는 상기 전기 모터의 축 상에 위치하고, 상기 모든 제어 블록 센서들의 출력은 상기 컨트롤러의 입력에 접속되고, 상기 컨트롤러의 하나의 출력은 전류 센서를 통해 상기 전기 모터에 접속되고, 상기 컨트롤러의 다른 출력은 상기 전기적으로 구동되는 공압 분배기에 접속되는,
    재활 운동 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    각각의 공압 실린더는 공기 탱크를 구비하고, 상기 공기 탱크의 작업 공간은 상기 공압 실린더의 벽면에 형성된 구멍을 통해 상기 공압 실린더의 작업 공간과 연결되는,
    재활 운동 장치.
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