KR101641462B1

KR101641462B1 - 해부학 자료를 반영한 손목 의료기구

Info

Publication number: KR101641462B1
Application number: KR1020150066022A
Authority: KR
Inventors: 이제훈
Original assignee: 건양대학교산학협력단
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2016-07-20

Abstract

본 발명은 해부학적 데이터를 활용하여 손목을 이루는 각 근육에 대한 선택적인 자극을 통해 손목 근육의 피로를 효과적으로 풀어주고 손목 터널 증후군의 예방에 도움을 줄 수 있도록 하며, 손목 터널 증후군의 발생시에도 신속하게 증상을 완화할 수 있는 해부학 자료를 반영한 손목 의료기구에 관한 것이다.

Description

해부학 자료를 반영한 손목 의료기구 {MEDICAL INSTRUMENTS FOR THE WRIST REGION BASED ON THE ANATOMY DATA}

본 발명은 손목 의료기구에 관한 것으로, 자세하게는 해부학적 데이터를 활용하여 손목을 이루는 각 근육에 대한 선택적인 자극을 통해 손목 근육의 피로를 효과적으로 풀어주고 손목 터널 증후군의 예방에 도움을 줄 수 있도록 하며, 손목 터널 증후군의 발생시에도 신속하게 증상을 완화할 수 있는 해부학 자료를 반영한 손목 의료기구에 관한 것이다.

손목터널이란 손목 앞쪽의 피부조직 밑에 손목을 이루는 뼈와 인대들에 의해 형성되어 있는 작은 통로를 의미하는 것으로, 이곳으로 9개의 힘줄과 하나의 신경이 손 방향으로 지나간다.

이때, 손목 터널이 여러 가지 원인에 의해 좁아지거나 내부 압력이 증가하여 신경이 압박되면, 이곳을 지나는 정중신경(median nerve)이 자극되어, 이 신경의 지배 영역인 손바닥과 손가락에 이상 증상이 나타나는데 이를 손목터널 증후군(수근관증후근) 이라 하며, 특히 무리한 가사활동, 손목을 많이 사용하는 운동, 마우스 및 스마트 기기의 장시간 사용이 주요원인으로 손꼽히고 있다.

이러한 손목터널 증후군은 통상 비수술적 치료를 통해 손목의 무리한 사용을 줄이는 것이 권장되고 있으나, 증상 정도에 따라 주사요법으로 치료하거나, 심한 경우 신경 수술을 하여야 하는 경우도 있으며, 최근에는 손목의 운동을 제한할 수 있는 다양한 형태의 손목 보호대가 개발되어 손목터널 증후군을 예방하도록 하고 있다.

하지만, 종래의 손목 보호대의 경우, 손목 고정 기능을 강화함에 따라 일상생활에서 착용에 불편함이 발생할 수밖에 없으며, 불편함을 줄인 제품의 경우 상대적으로 손목의 고정 기능이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 사람마다 손의 크기와 모양이 상이하여 획일화된 또는 치수별로 만들어지더라도 손목을 고정하는 강도 및 위치를 조절하는 것이 곤란하였으며, 결정적으로 이미 손목터널 증후군이 발생한 상황에서는 이를 신속하게 완화할 수 있는 수단이 구비되지 않았다.

한국등록특허 제10-1125943호(2012.03.21. 공고.) 한국등록실용신안 제20-0467832호(2013.07.08. 공고.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 해부학적 데이터를 활용하여 손목을 이루는 각 근육에 대한 선택적인 자극을 통해 손목 근육의 피로를 효과적으로 풀어주고 특히 손목 터널 증후군의 예방 및 증상완화에 큰 도움을 줄 수 있는 해부학 자료를 반영한 손목 의료기구를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 손목 의료기구에 있어서, 대상자의 손목을 포함한 손과 팔의 일부분을 지지하는 몸체부; 상기 몸체부에 지지된 손목, 손, 팔 부분 중 선택적으로 자극을 가하는 자극부; 상기 자극부를 설정된 범위 내에서 이동시키는 이동부; 설정된 제어명령에 따라 상기 자극부와 이동부의 동작을 제어하는 제어부; 제어정보를 입력받고, 입력된 제어정보를 통해 제어명령을 생성하여 상기 제어부에 인가하는 인터페이스부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 자극부는 대상자의 손등 측에 위치하는 상부 자극부 및 대상자의 손바닥 측에 위치하는 하부 자극부로 분할형성되되, 각 자극부는 진동수단을 내장하며 대상자의 신체에 접촉되는 돌기부와, 상기 돌기부가 대상자의 신체를 가압하도록 작용하는 탄성체와, 상기 돌기부의 높이를 조절하는 높이조절부와, 상기 돌기부에 가해지는 압력을 측정하는 센서부로 이루어지며, 상기 제어부는 상기 진동수단과 높이조절부를 제어하되 상기 돌기부에 가해지는 압력을 설정범위로 유지하도록 높이조절부를 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동부는 상기 자극부를 설정된 범위 내에서 세로방향으로 이동하도록 구성된 종방향이동부와, 상기 자극부를 설정된 범위 내에서 가로방향으로 이동하도록 구성된 횡방향이동부로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 몸체부에 지지된 손목을 포함한 손과 팔의 일부분을 스캔하여 외형정보를 얻는 스캔부; 손목 부분에 위치한 근육정보가 저장되는 저장부; 상기 저장부에서 근육정보를 읽어 상기 외형정보에 대응하여 상기 인터페이스부를 통해 출력하는 대응부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 몸체부는 설정된 온도를 유지하도록 내측으로 열을 방출하는 온열부와, 사용자의 피부로 설정된 파장의 빛을 출력하는 광출력부를 더 포함하고, 상기 제어부는 설정된 제어명령에 따라 상기 온열부 및 광출력부를 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명을 통해 손과 손목 부분의 해부학적 데이터를 활용하여 손목을 이루는 각 근육에 대한 선택적인 자극이 이루어지도록 함으로 손목 근육의 피로를 효과적으로 풀어주고 특히 손목 터널 증후군의 예방 내지는 증상완화에 큰 도움을 줄 수 있다. 또한, 설정된 파장의 고휘도 빛의 방출 및 온열자극을 통해 손목 부분의 피부질환 치료 및 근육안정을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 주요 자극부분이 되는 손 및 손목 부분을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외형을 나타낸 제1사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외형 및 상부자극부의 모습을 나타낸 투시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하부자극부의 모습을 나타낸 절개도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 해부학 자료를 반영한 손목 의료기구의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에서 주요 자극부분이 되는 손 및 손목 부분을 나타낸 도면으로, 손목의 관절 및 근육의 자극을 통해 혈행촉진과 근육 이완 등 손목터널 증후군의 예방 및 통증을 완화하기 위한 목적으로 집중적인 자극이 필요한 부분을 나타내고 있으며, 구체적인 주요근육으로는 아래팔의 굽힘근육들, 엄지두덩근, 짧은엄지벌림근, 짧은엄지굽힘근, 엄지맞섬근, 엄지모음근, 노쪽속목굽힘근, 자쪽손목굽힘근, 긴손바닥근을 들 수 있다.

종래의 손목터널 증후군의 예방 및 증상완화를 위한 장치에서는 이러한 점을 고려하지 않고 단순히 손목 부분 근육을 지압을 통해 자극하도록 하고 있으나, 본 발명에서는 이와 같은 구체적인 근육 위치를 고려하여 근육 이완 및 혈행촉진을 위한 자극에 주안점을 두게 된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외형을 나타낸 제1사시도, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도로서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 주요구성으로서 몸체부(110)와, 자극부(120)와, 이동부와, 제어부(150) 및 인터페이스부(160)가 구비된다.

상기 몸체부(110)는 본 발명 손목 의료기구의 외형을 이루는 구성으로, 대상자 즉 사용자의 손목 부분을 삽입하되 손등 측과 손바닥 측의 자극이 이루어질 수 있도록 손목을 포함한 손과 팔의 일부분을 지지하게 된다. 상기 몸체부(110)의 외형에 있어 특별한 한정은 없지만, 첨부된 도면에서와같이 손이 삽입되는 터널과 같이 사용자의 손과 손목의 둘레를 덮어 감쌀 수 있는 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 자극부는 손바닥의 일부 및 손목을 이루는 근육을 풀어주기 위해 상기 몸체부에 지지된 손목, 손, 팔 부분 중 선택적으로 물리적인 자극을 가하는 구성으로, 근육을 물리적으로 가압하여 자극하는 돌기부(124)에 진동을 가해 자극효과를 증대하며, 특히 본 발명에서는 상기 자극부(120)가 상기 이동부를 통해 설정된 범위 내에서 이동하며 사용자 손과 손목에 형성된 근육부위를 따라 이동하며 자극이 이루어지도록 한다.

상기 이동부는 상기 자극부(120)를 설정된 범위 내에서 이동시키는 구성으로, 특별히 상기 자극부(120)를 설정된 범위 내에서 세로방향으로 이동하도록 구성된 종방향이동부(130)와, 상기 자극부(120)를 설정된 범위 내에서 가로방향으로 이동하도록 구성된 횡방향이동부(140)로 이루어져 근육을 따라 이동할 수 있도록 구성된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외형 및 상부자극부의 모습을 나타낸 투시도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하부자극부의 모습을 나타낸 절개도로서, 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 자극부(120)는 대상자의 손등 측에 위치하는 상부 자극부 및 대상자의 손바닥 측에 위치하는 하부 자극부로 분할형성된다. 즉 상기 몸체부(110)의 상측 내벽과 바닥측 내벽에 각각 자극부(120)가 형성되어 손등 및 손바닥을 선택 내지는 동시에 자극할 수 있도록 구성되며, 상측 자극부와 하측 자극부는 상측과 하측이라는 설치위치에 따른 차이만 있을 뿐 실질적인 구성은 동일하다.

먼저, 본 발명이 바람직한 실시예에 따른 상기 자극부(120)의 구체적인 구조를 살펴보면, 상측 및 하측의 각 자극부는 진동모터로 이루어지는 진동수단(123)을 내장하며, 상기 진동수단(121)을 통해 생성된 진동을 근육에 전달할 수 있도록 대상자의 신체에 접촉되는 돌기부(124)가 구비된다.

상기 돌기부(124)에는 말 그대로 작은 돌기가 다수 형성되어 지압 및 진동을 통해 근육 이완 및 혈행촉진 효과를 나타낼 수 있도록 하며, 상기 돌기부(124)가 대상자의 신체 즉 근육을 일정한 힘으로 가압하면서 압력변동에 따른 완충작용이 이루어지도록 상기 돌기부(124) 아래쪽으로 탄성체(125)가 설치된다.

또한, 대상자의 손의 크기 및 두께 등에 대응하여 상기 돌기부(124)의 높이 및 접촉 압력을 조절할 수 있도록 상기 탄성체(125)를 들어올리거나 내림으로 상기 돌기부(124)의 높이를 조절하는 높이조절부(126)와 상기 돌기부(124)가 대상자의 신체에 접촉함에 따라 가해지는 압력을 측정하는 센서부(127)가 구비된다.

상기 높이조절부(126)는 전동방식의 소형 액추에이터로 이루어져 소정의 범위 내에서 상기 돌기부(124)에 결합한 탄성체(125)의 높낮이를 조절하게 되며, 상기 제어부는 상기 진동수단과 높이조절부를 제어하되 상기 돌기부에 가해지는 압력을 설정범위로 유지하도록 높이조절부를 제어할 수 있도록 구성된다.

또한, 종방향이동부(130)와 횡방향이동부(140)로 이루어지는 상기 이동부의 구성을 살펴보면, 먼저 상기 종방향이동부(130)는 상기 자극부(120)가 사용자의 손 또는 손목 근육을 가압한 상태로 세로방향으로 이동하기 위한 구성으로, 상기 자극부(120)가 근육의 자극이 이루어지는 위치에 대하여 사용자의 손 또는 손목 부분을 세로방향으로 가로지르며 이동 가능하도록 구성된 가이드 구조와 함께, 상기 자극부(120)가 상기 가이드 구조를 따라 움직이도록 하는 이동수단으로 이루어지게 된다.

구체적인 형상으로 상기 몸체부(110) 내측으로 세로 방향의 홈을 형성하고 상기 자극부(120)가 홈을 따라 이동하도록 하는 등 다양한 구조로 구현될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 종방향이동부(130)는 상기 몸체부(110) 내벽에 위치하여 사용자의 손 또는 손목 부분을 세로방향으로 가로지르도록 형성된 탄성을 갖는 와이어 또는 얇은 판형의 구조체인 종측 구조체(131)와, 상기 자극부(120)를 상기 종측 구조체(131)를 따라 이동시키도록 전동모터로 이루어지는 제1이동수단(132)으로 구성된다.

마찬가지로 상기 횡방향이동부(140)는 상기 자극부(120)를 좌우방향으로 이동시키는 구성으로, 상기 몸체부(110) 내측으로 가로 방향의 홈을 형성하고 상기 자극부(120)가 홈을 따라 이동하도록 하는 등 다양한 구조로 구현될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 횡방향이동부(140)는 상기 몸체부(110) 내벽에 상기 종방향이동부(130)에 함께 위치하여 사용자의 손 또는 손목 부분을 가로방향으로 가로지르도록 형성된 탄성을 갖는 와이어 또는 얇은 판형의 구조체인 횡측 구조체(141)와, 상기 자극부(120)를 상기 횡측 구조체(141)를 따라 이동시키는 제2이동수단(142)으로 구성된다.

이를 위해 상기 종측 구조체(131)와 횡측 구조체(141)가 교차하는 부분에 전동모터로 구성되는 상기 제2이동수단(142)을 구비하여 상기 종측 구조체(131)가 상기 횡측 구조체(141)를 따라 가로방향으로 이동할 수 있도록 할 수 있으며, 이와 같은 종방향이동부(130) 및 횡방향이동부(140)의 구성을 통해 상기 자극부(120)가 손 및 손목의 근육을 따라 자유롭게 이동할 수 있으며, 본 발명에서 추구하고자 하는 근육을 따라 이동하며 자극이 가해질 수 있게 된다.

상기 제어부(150)는 외부에서 전원을 공급받고 설정된 제어명령에 따라 상기 자극부(120)와 이동부 즉 종방향이동부(130) 및 횡방향이동부(140)의 동작과, 상기 온열부(111)와, 광출력부(112)를 제어하는 구성이다. 보다 구체적으로 상기 제어부(150)는 상기 자극부(120)의 진동수단(123) 및 높이조절부(126)와, 상기 종방향이동부(130)의 제1이동수단(132), 상기 횡방향이동부(140)의 제2이동수단(142)의 동작제어와 함께, 상기 온역자극부(120)의 온도제어와 광출력부(112)의 On/Off 동작을 제어하게 된다.

상기 인터페이스부(160)는 제어정보를 입력받고, 입력된 제어정보를 통해 제어명령을 생성하여 상기 제어부(150)에 인가하는 입출력수단으로서, 터치스크린과 같은 구성을 적용함으로 제어정보를 사용자가 확인할 수 있도록 하는 출력수단과 일체형으로 이루어질 수 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 마찬가지로 손과 손목에 형성된 근육 위치에 따른 자극에 주안점을 두게 되므로, 전문가에 의해 사용자의 근육 위치에 따른 상기 자극부(120)의 이동경로를 제어정보로서 상기 인터페이스부(160)를 통해 입력받게 되며, 이렇게 입력된 제어정보를 통해 상기 종방향이동부(130)의 제1이동수단(132), 상기 횡방향이동부(140)의 제2이동수단(142)을 제어하여 상기 자극부(120)가 사용자의 손 또는 손목에 위치한 근육과 혈관을 따라 자극이 가해질 수 있도록 하며, 동시에 상기 진동수단(123), 광출력부(112), 온열부(111)의 동작을 통해 근육의 이완 및 피로경감 효과를 극대화하게 된다.

이와 더불어 사용자에 맞춰 더욱 효율적인 근육의 위치 확인과 자극이 이루어질 수 있도록 상기 몸체부(110)의 내측에는 삽입된 손목을 포함한 손과 팔의 일부분을 스캔하여 외형정보를 얻는 스캔부(170)와, 손목 부분에 위치하여 집중적인 자극이 필요한 근육정보가 미리 저장되는 저장부(180)와, 상기 저장부(180)에서 근육정보를 읽어 상기 외형정보에 결합하여 상기 인터페이스부(160)를 통해 출력하는 대응부(190)가 구비된다.

즉 전문적인 해부학 자료에 바탕을 둔 일반적인 근육정보를 손의 형상에 대응하여 미리 상기 저장부에 저장하게 되며, 상기 하나 이상의 적외선 이미지센서로 이루어진 상기 스캔부(170)를 통해 상기 몸체부(110)에 삽입되는 사용자의 손 및 손목의 외형을 스캔하여 이미지화하게 된다. 이후 상기 스캔부(170)를 이미지화된 사용자의 손 및 손목 이미지에 대응하여 상기 대응부(190)를 통해 스케일이 조정된 근육정보의 이미지를 중첩하여 상기 인터페이스부(160)를 통해 출력함으로, 사용자 내지는 조작자는 상기 인터페이스에 출력된 사용자의 손 및 손목에 형성된 근육을 쉽게 확인할 수 있으며 이에 대응하여 상기 자극부(120)의 이동경로를 나타내는 제어신호를 입력함으로 손 및 손목의 근육에 대한 전문적인 해부학 지식이 없는 사용자 내지는 조작자도 쉽게 본 발명을 사용할 수 있는 환경이 조성된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 피부의 조직세포 및 근육 세포를 활성화하기 위해 상기 몸체부(110) 내측에 상기 제어부의 설정된 제어명령에 따라 제어되는 온열부(111)와 광출력부(112)가 구비된다.

상기 온열부(111)는 상기 몸체부(110) 내측을 설정된 온도를 유지하도록 열을 방출하는 히터의 구성으로, 면상 또는 선상으로 이루어지며 원적외선을 방출하는 발열체를 통해 모낭 세포를 활성화할 수 있는 최적의 온도로 온열자극이 이루어지도록 한다.

또한, 상기 광출력부(112)는 사용자의 피부로 설정된 파장의 빛을 출력하기 위한 램프의 구성으로, 광 치료에 사용되는 다양한 파장의 빛을 방출하는 발광체를 적용할 수 있다. 통상의 광 치료에 사용하는 광원 및 파장대로써, 청색 LED(400 ~ 470㎚), 녹색 LED(470 ~ 572㎚), 황색 LED(572 ~ 630㎚), 적색 LED(630 ~ 700㎚), 적외선 LED(700 ~ 1,400㎚) 등을 들 수 있다.

이와 같은 파장의 광을 피부에 빛을 조사하면 그 빛(photon)이 피부 조직에 침투되어, 흡수된 빛이 열에너지로 바뀌고 열 에너지가 온열치료 효과를 일으켜 혈관 내피에서 산화질소(Nitric Oxide)의 생성 및 활성화된다. 이를 통해 피부의 거대세포와 섬유아세포를 자극해 콜라겐과 엘라스틴 생성을 증대시키고, 활성 액성 인자의 배출과, 혈관 수축 및 혈관 수축 작용을 하는 호르몬을 생성한다. 또한, 세포를 자극하여 상처치유 및 촉진과 더불어 혈류 속 산소를 증가시켜 독소를 제거하므로 손목의 피로회복 건강에 효과를 볼 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

110: 몸체부 111: 온열부
112: 광출력부 120: 자극부
123: 진동수단 124: 돌기부
125: 탄성체 126: 높이조절부
127: 센서부 130: 종방향이동부
131: 종측 구조체 132: 제1이동수단
140: 횡방향이동부 141: 횡측 구조체
142: 제2이동수단 150: 제어부
160: 인터페이스부 170: 스캔부
180: 저장부 190: 대응부

Claims

손목 의료기구에 있어서,
대상자의 손목을 포함한 손과 팔의 일부분을 지지하는 몸체부(110);
상기 몸체부(110)에 지지된 손목, 손, 팔 부분 중 선택적으로 자극을 가하는 자극부(120);
상기 자극부(120)를 설정된 범위 내에서 이동시키는 이동부;
설정된 제어명령에 따라 상기 자극부(120)와 이동부의 동작을 제어하는 제어부(150);
제어정보를 입력받고, 입력된 제어정보를 통해 제어명령을 생성하여 상기 제어부(150)에 인가하는 인터페이스부(160);
상기 몸체부(110)에 지지된 손목을 포함한 손과 팔의 일부분을 스캔하여 외형정보를 얻는 스캔부(170);
손목 부분에 위치한 근육정보가 저장되는 저장부(180);
상기 저장부(180)에서 근육정보를 읽어 상기 외형정보에 대응하여 상기 인터페이스부(160)를 통해 출력하는 대응부(190); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해부학 자료를 반영한 손목 의료기구.
제1항에 있어서,
상기 자극부(120)는 대상자의 손등 측에 위치하는 상부 자극부 및 대상자의 손바닥 측에 위치하는 하부 자극부로 분할형성되되,
각 자극부(120)는 진동수단(123)을 내장하며 대상자의 신체에 접촉되는 돌기부(124)와, 상기 돌기부(124)가 대상자의 신체를 가압하도록 작용하는 탄성체(125)와, 상기 돌기부(124)의 높이를 조절하는 높이조절부(126)와, 상기 돌기부(124)에 가해지는 압력을 측정하는 센서부(127)로 이루어지며,
상기 제어부(150)는 상기 진동수단(123)과 높이조절부(126)를 제어하되 상기 돌기부(124)에 가해지는 압력을 설정범위로 유지하도록 높이조절부(126)를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 해부학 자료를 반영한 손목 의료기구.
제1항에 있어서,
상기 이동부는 상기 자극부(120)를 설정된 범위 내에서 세로방향으로 이동하도록 구성된 종방향이동부(130)와, 상기 자극부(120)를 설정된 범위 내에서 가로방향으로 이동하도록 구성된 횡방향이동부(140)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해부학 자료를 반영한 손목 의료기구.
삭제
제1항에 있어서,
상기 몸체부(110)는 설정된 온도를 유지하도록 내측으로 열을 방출하는 온열부(111)와, 사용자의 피부로 설정된 파장의 빛을 출력하는 광출력부(112)를 더 포함하고,
상기 제어부(150)는 설정된 제어명령에 따라 상기 온열부(111) 및 광출력부(112)를 제어하는 것을 특징으로 하는 해부학 자료를 반영한 손목 의료기구.