KR101643367B1 - 안면 운동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안면 운동 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 얼굴의 좌측 또는 우측 중 정상 부위의 움직임을 감지하고 감지한 움직임에 동기화하여 마비된 비정상 부위에 움직임 자극을 부여함으로써, 정상 부위의 움직임에 대칭적으로 비정상 부위를 강제로 움직여 마비된 비정상 부위의 재활 치료를 도울 수 있는 안면 운동 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

안면 운동 장치{Apparatus for exercising face}

본 발명은 안면 운동 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 얼굴의 좌측 또는 우측 중 정상 부위의 움직임을 감지하고 감지한 움직임에 동기화하여 마비된 비정상 부위에 움직임 자극을 부여함으로써, 정상 부위의 움직임에 대칭적으로 비정상 부위를 강제로 움직여 마비된 비정상 부위의 재활 치료를 도울 수 있는 안면 운동 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

안면 신경마비의 증상은 수시간 또는 수일 내에 나타나며, 완전마비 또는 부분마비로 나타난다. 대개 한쪽에만 증상이 나타나는 편측성이고, 안면신경의 마비로 인해 얼굴 근육의 움직임에 문제가 생겨 얼굴의 비뚤어짐으로 나타나는 경우가 많다. 이마에 주름을 잡을 수 없고, 눈이 감기지 않으며, 마비된 쪽의 입이 늘어지고, 물을 마시거나 음식을 먹을 때 마비된 쪽으로 새어 나오게 된다. 간혹 마비된 쪽에 신경통과 같은 통증이 있는 경우도 있다.

도 1은 통상의 안면 마비 증상 환자의 일 예로, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 환자 얼굴의 우측에 마비 증상이 오는 경우 환자는 웃음을 지으려고 해도 좌측 입만 올라가고 우측 입은 마비되어 움직이지 않게 된다. 이러한 비대칭성 안면 마비의 경우 시간 경과에 의해 자연스럽게 치유되기도 하지만, 일부 신경 손상으로 인한 비대칭성 안면 마비의 경우 오래 시간 동안 안면 마비 상태가 지속되며, 안면 마비가 치유되더라도 안면 근육 쇠약 등의 후유증이 발생하게 된다.

이러한 경우 안면 마비의 치료 방법으로는 온열 요법, 마사지 등의 물리요법, 약물 요법 및 수술 요법 등이 있는데, 신속하고 후유증이 발생하지 않도록 치료하기 위해서는 안면 마비의 재활 치료가 동시에 수행되는 것이 바람직하다.

그러나 종래에는 안면 마비의 재활 치료를 위한 장비가 존재하지 않았다.

본 발명이 이루고자 하는 목적은 안면 마비 환자의 재활 치료를 위한 안면 운동 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 안면 마비가 대부분 얼굴의 좌측 또는 우측 중 어느 한쪽에만 발생한다는 사실에 기인하여 정상 부위의 움직임과 동기화되어 비정상 부위도 정상 부위와 대칭적으로 움직이도록 비정상 부위에 움직임 자극을 가하여 안면 마비의 재활을 도와주는 안면 운동 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 안면 운동 장치는 얼굴의 좌측 또는 우측 중 정상 부위에 배치되는 움직임 감지 단자와, 얼굴의 좌측 또는 우측 중 마비된 비정상 부위에 배치되는 자극 단자와, 움직임 감지 단자를 통해 입력되는 전기 신호에 기초하여 정상 부위의 움직임을 감지하며 정상 부위의 움직임에 동기화하여 비정상 부위에서 정상 부위의 움직임에 대칭된 움직임 자극을 자극 단자로 출력하는 안면 운동 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 안면 운동 관리부는 움직임 감지 단자를 통해 입력되는 전기 신호에 기초하여 얼굴의 좌측 또는 우측 중 정상 부위의 움직임을 감지하는 움직임 감지부와, 정상 부위의 움직임에 동기화하여 비정상 부위에서 정상 부위의 움직임에 대칭된 움직임을 일으키는 움직임 자극 신호를 생성하며 움직임 자극 신호를 자극 단자로 출력하는 움직임 자극부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 움직임 감지부는 정상 부위의 움직임에 따른 전기 신호의 크기 또는 패턴이 저장되어 있는 움직임 패턴 데이터베이스와, 움직임 감지 단자를 통해 입력되는 전기 신호의 크기 또는 패턴에 일치하는 움직임 패턴을 움직임 패턴 데이터베이스에서 검색하는 검색부와, 움직임 패턴으로 정상 부위에서 움직임을 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 움직임 감지부는 전기 신호를 필터링하고 필터링한 전기 신호를 증폭하는 전처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 움직임 자극부는 사용자 명령을 입력하기 위한 사용자 인터페이스부와, 입력된 사용자 명령에 따라 자극 신호의 크기를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 크기 제어부와, 움직임 패턴 및 제어 신호에 상응하는 자극 신호를 생성하고 자극 신호를 자극 단자로 출력하는 자극 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 전기 신호는 근전도 파형인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 안면 운동 방법은 얼굴의 좌측과 우측 중에 정상 부위에서 움직임을 나타내는 전기 신호를 수신하는 단계와, 전기 신호에 매칭되어 있는 움직임 패턴을 검색하는 단계와, 움직임 패턴에 상응하는 자극 신호를 생성하는 단계와, 정상 부위에서의 움직임에 동기화하여 얼굴의 좌측과 우측 중 비정상 부위에 상기 자극 신호를 인가하는 단계를 포함하며, 비정상 부위에서 자극 신호에 의해 정상 부위의 움직임과 대칭된 움직임이 생성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 안면 운동 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명에 따른 안면 운동 장치는 얼굴의 정상 부위에서 움직임을 감지하고 정상 부위에서 움직임이 감지되는 경우 정상 부위 움직임에 동기화하여 비정상 부위에도 대칭적으로 움직임 자극을 인위적으로 제공함으로써, 안면 마비가 발생한 비정상 부위의 재활을 도와준다.

둘째, 본 발명에 따른 안면 운동 장치는 안면 마비 환자의 정상 부위에서 움직임을 바이오피드백하여 비정상 부위에서도 움직임 자극을 제공함으로써, 환자의 치료 의지를 향상시키고 적극적인 재활 운동의 동기를 부여한다.

셋째, 본 발명에 따른 안면 운동 장치는 안면 마비 환자의 정상 부위에서의 움직임을 바이오피드백하여 비정상 부위에서 움직임 자극의 크기를 조절하도록 함으로써, 환자의 치료 진행 상태에 따라 재활 치료 효과를 극대화할 수 있다.

도 1은 통상의 안면 마비 증상의 일 예를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 안면 운동 장치(100)의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 안면 운동 관리부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 움직임 감지부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 움직임 자극부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 안면 운동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 안면 운동 장치(100)의 사용 상태도의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명의 일 실시예에 따른 안면 운동 장치를 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 안면 운동 장치(100)의 사시도이다.

도 2를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 안면 운동 장치(100)는 본체(110), 본체(110)의 일측에 배치되어 있는 감지 단자 삽입홀(미도시)에 착탈식으로 삽입되는 움직임 감지 단자(120) 및 본체(110)의 타측에 배치되어 있는 자극 단자 삽입홀(미도시)에 착탈식으로 삽입되는 자극 단자(130)을 구비하고 있다.

본체(110)의 내부에는 안면 운동 관리부가 배치되어 있는데, 안면 운동 관리부는 움직임 감지 단자(120)를 통해 입력되는, 얼굴의 좌측 또는 우측 중 정상 부위의 움직임을 나타내는 전기 신호에 기초하여 정상 부위의 움직임을 감지하고, 정상 부위의 움직임에 기초하여 얼굴의 좌측 또는 우측 중 마비된 비정상 부위로 정상 부위의 움직임에 동기화하여 대칭된 움직임 자극 신호를 생성하며 생성한 움직임 자극 신호를 자극 단자(130)로 출력한다.

도 3은 본 발명에 따른 안면 운동 관리부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이며, 도 4는 본 발명에 따른 움직임 감지부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이며, 도 5는 본 발명에 따른 움직임 자극부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.

먼저, 도 3을 참고로 안면 운동 관리부를 보다 구체적으로 살펴보면, 안면 운동 관리부는 움직임 감지부(210)와 움직임 자극부(230)를 구비하고 있다. 움직임 자극부(210)는 움직임 자극 단자(120)로부터 입력되는 전기 신호에 기초하여 얼굴의 좌측 또는 우측 중 정상 부위에서의 움직임을 감지한다. 여기서 전기 신호는 생체 활동 전위를 나타내는 생체 전기 신호인데, 근육이 수축 또는 이완하는 경우 활동 전위의 변화가 발생하며, 활동 전위의 변화로 생체 전기 신호가 생성된다. 통상적으로 근육이 수축하는 경우 일정한 크기와 패턴을 가지는 생체 전기 신호가 생성되며, 움직임 감지부(210)는 움직임 감지 단자(120)를 통해 생체 전기 신호를 수신한다. 움직임 감지부(210)는 수신한 생체 전기 신호의 크기 또는 패턴에 기초하여 움직임 패턴을 검색하며, 검색한 움직임 패턴으로 정상 부위의 움직임을 감지한다.

한편, 움직임 자극부(230)는 움직임 감지부(210)에서 감지한 정상 부위의 움직임에 상응하여 비정상 부위에 대칭된 움직임을 정상 부위의 움직임과 동기화하여 제공하기 위하여 움직임 자극 신호를 생성하며, 생성한 움직임 자극 신호를 자극 단자(130)로 출력한다.

도 4를 참고로 움직임 감지부(210)를 보다 구체적으로 살펴보면, 움직임 감지부(210)는 전처리부(211), 검색부(213), 움직임 패턴 데이터베이스부(215) 및 감지부(217)를 구비하고 있다.

움직임 감지 단자(120)를 통해 움직임 감지부(210)로 입력되는 생체 전기 신호는 미세한 전기 신호이며, 생체 전기 신호에는 많은 잡음이 포함될 수 있다. 전처리부(211)는 생체 전기 신호에서 잡음을 필터링하며 필터링된 생체 전기 신호를 증폭하여 출력한다.

검색부(213)는 전처리부(211)로부터 출력된 생체 전기 신호의 크기 또는 패턴과 일치하는 생체 전기 신호를 움직임 패턴 데이터베이스(215)에서 검색한다. 정상 부위의 움직임이 발생하는 경우, 움직임의 크기 또는 패턴에 따라 생체 전기 신호도 상응하는 크기 또는 패턴을 가진다. 감지부(217)는 검색부(213)에서 검색한 생체 전기 신호에 상응하는 움직임 패턴을 정상 부위에서의 움직임 크기 또는 패턴으로 감지한다.

도 5를 참고로 움직임 자극부(230)를 보다 구체적으로 살펴보면, 사용자 인터페이스부(231)를 통해 안면 운동 장치를 설정하기 위한 사용자 명령이 입력된다. 여기서 안면 운동 장치를 설정하기 위한 사용자 명령은 안면 운동 장치를 온/오프 설정하기 위한 사용자 명령, 움직임 자극 신호의 크기를 설정하기 위한 사용자 명령 등이 입력된다.

크기 제어부(233)는 움직임 자극 신호의 크기를 설정하기 위한 사용자 명령에 따라 자극 신호의 크기를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하며, 자극 신호 생성부(235)는 검색한 움직임 패턴 및 제어 신호에 상응하는 움직임 자극 신호를 생성하고 생성한 움직임 자극 신호를 자극 단자로 출력한다.

도 6은 본 발명에 따른 안면 운동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참고로 살펴보면, 얼굴의 좌측과 우측 중 정상 부위에 접착되어 있는 움직임 감지 단자로부터 얼굴 움직임을 나타내는 생체 전기 신호를 수신한다(S110). 바람직하게, 움직임 감자 단자로부터 수신한 생체 전기 신호는 잡음 필터링과 증폭을 통해 전처리된다. 여기서 생체 전기 신호는 근전도(electromyogram) 파형인 것을 특징으로 한다.

수신한 생체 전기 신호의 크기에 상응하는 움직임 자극 신호를 생성하여(S130), 정상 부위에서의 움직임에 동기화하여 비정상 부위에서 움직임이 발생할 수 있도록 생성한 움직임 자극 신호를 자극 단자를 통해 얼굴의 좌측과 우측 중 비정상 부위로 출력한다(S140). 근육에 일정한 크기 또는 패턴의 전기를 인가하는 경우 근육에서는 인가된 전기에 상응하여 수축이 발생한다. 마비된 비정상 부위에 자극 신호를 인가하는 경우, 자극 신호에 의해 마비된 비정상 부위에서도 정상 부위의 움직임에 대칭된 움직임을 강제로 발생하며 이를 통해 마비된 비정상 부위의 근육을 재활 치료할 수 있다.

바람직하게, 전처리된 생체 전기 신호는 실제 움직임 패턴 또는 크기에 상응하는 일정한 패턴 또는 크기를 가지는데, 움직임 패턴 데이터베이스에서 전처리된 생체 전기 신호에 일치하는 움직임 패턴의 생체 전기 신호를 검색한다(S120). 검색한 생체 전기 신호의 움직임 패턴은 움직임 패턴 식별자로 매핑되어 있는데, 움직임 패턴 식별자에 따라 자극 신호를 생성한다.

더욱 바람직하게, 안면 운동 장치를 사용하는 환자는 치료 경과에 따라 자극 신호의 크기를 설정할 수 있는데, 안면 마비의 치료가 진행될수록 자극 신호의 크기를 작게 설정할 수 있다. 예를 들어, 안면 마비의 초기에 재활 치료를 시작한 경우 자극 신호의 크기를 상으로 설정하고, 안면 마비의 재활 치료를 일정 기간 받은 경우 자극 신호의 크기를 중으로 설정하며, 안면 마비의 재활 치료가 마무리하는 단계에서는 자극 신호의 크기를 하로 설정할 수 있다. 이와 같이 자극 신호의 크기를 재활 치료 경과에 따라 다르게 설정할 수 있도록 함으로써, 예를 들어 안면 마비의 초기에는 비정상 부위에서 정상 부위의 움직임보다 큰 움직임이 강제 발생하도록 하며, 안면 마비의 종료 단계에서는 비정상 부위에서 정상 부위의 움직임보다 작은 움직임이 강제 발생하도록 하여 환자 스스로 비정상 부위에서 정상 부위에 대칭되도록 움직이게 한다.

도 7은 본 발명에 따른 안면 운동 장치(100)의 사용 상태도의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 7(a)를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면 우측 얼굴 부위는 정상으로 움직이며 좌측 얼굴 부위에 안면 마비가 발생한 환자의 경우 웃음을 짓을 때, 우측 얼굴 부위의 입술은 웃는 모습으로 움직이는 반면 좌측 얼굴 부위는 움직이지 않아 좌측과 우측의 얼굴 표정이 서로 대칭되지 않게 된다.

웃음 움직임으로 안면 마비된 얼굴 근육을 재활 치료하고자 하는 경우, 우측 얼굴 부위 중 웃음질 때 수축되는 근육의 일단과 타단 부위에 각각 움직임 감지 단자(120)를 부착한다. 한편, 안면 마비된 좌측 얼굴 부위 중 웃음질 때 좌측 얼굴 부위와 동일하게 수축되는 근육의 일단과 타단 부위에 자극 단자(130)를 부착한다.

다음으로 도 7(b)를 참고로 살펴보면, 환자가 웃음질 때 웃음에 관련한 근육은 수축하게 되며 근육이 수축하는 경우 생체 전기 신호가 발생하는데, 이때 발생한 생체 전기 신호는 움직임 감지 단자(120)를 통해 움직임 감지부(210)로 입력되며, 입력된 생체 전기 신호에 기초하여 정상으로 움직이는 좌측 얼굴 부위의 움직임을 감지한다. 좌측 얼굴 부위에서 움직임을 감지하는 경우, 좌측 얼굴 부위의 움직임에 동기화하여 마비된 우측 얼굴 부위에 움직임 자극을 제공하기 위한 자극 신호를 생성하고 생성한 자극 신호를 자극 단자(130)로 출력한다. 자극 신호에 의해 마비된 우측 얼굴 부위도 좌측 얼굴 부위의 움직임에 동기화하여 대칭적으로 강제적으로 움직이게 된다.

한편, 상술한 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 전기 또는 자기식 저장 매체(예를 들어, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체를 포함한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 안면 운동 장치 110: 본체
120: 움직임 감지 단자 130: 자극 단자
210: 움직임 감지부 230: 움직임 자극부
211: 전처리부 213: 검색부
215: 움직임 패턴 데이터베이스 217: 감지부
231: 사용자 인터페이스 233: 크기 제어부
235: 자극 신호 생성부

Claims (7)

1. 얼굴의 좌측 또는 우측 중 정상 부위에 배치되는 움직임 감지 단자;
   상기 얼굴의 좌측 또는 우측 중 마비된 비정상 부위에 배치되는 자극 단자;
   상기 정상 부위의 움직임에 따른 전기 신호의 크기 또는 패턴이 저장되어 있는 움직임 패턴 데이터베이스와, 상기 움직임 감지 단자를 통해 입력되는 전기 신호의 크기 또는 패턴에 일치하는 움직임 패턴을 상기 움직임 패턴 데이터베이스에서 검색하는 검색부와, 상기 움직임 패턴으로 상기 정상 부위에서 움직임을 감지하는 감지부를 구비하느 움직임 감지부; 및
   상기 정상 부위의 움직임에 동기화하여 상기 비정상 부위에서 상기 정상 부위의 움직임에 대칭된 움직임을 일으키는 움직임 자극 신호를 생성하며, 상기 움직임 자극 신호를 상기 자극 단자로 출력하는 움직임 자극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안면 운동 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 움직임 감지부는
   상기 전기 신호를 필터링하고 필터링한 전기 신호를 증폭하는 전처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안면 운동 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 움직임 자극부는
   사용자 명령을 입력하기 위한 사용자 인터페이스부;
   상기 입력된 사용자 명령에 따라 자극 신호의 크기를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 크기 제어부; 및
   상기 움직임 패턴 및 제어 신호에 상응하는 자극 신호를 생성하고 상기 자극 신호를 상기 자극 단자로 제공하는 자극 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안면 운동 장치.
6. 제 1 항, 제 4항, 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전기 신호는 근전도 파형인 것을 특징으로 하는 안면 운동 장치.
7. 얼굴의 좌측과 우측 중에 정상 부위에서 움직임을 나타내는 전기 신호를 움직임 감지 단자로부터 수신하는 단계;
   상기 전기 신호에 매칭되어 있는 움직임 패턴을 검색하는 단계;
   상기 움직임 패턴에 상응하는 자극 신호를 생성하는 단계; 및
   정상 부위에서의 움직임에 동기화하여 상기 얼굴의 좌측과 우측 중 비정상 부위에 자극 단자를 통해 상기 자극 신호를 출력하는 단계를 포함하며,
   상기 비정상 부위에서 상기 자극 신호에 의해 상기 정상 부위의 움직임과 대칭된 움직임이 생성되는 것을 특징으로 하는 안면 운동 방법.

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