KR101899708B1 - 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템은, 윗니가 끼워지는 상측피스(11)와, 아랫니가 끼워지는 하측피스(12)와, 상측피스(11)와 하측피스(12)를 상호 연결하면서 상측피스(11)와 하측피스(12)에 탄성을 인가하는 탄성부재(13)로 구성된 저작근운동기구(10)와; 상기 상측피스(11)와 하측피스(12) 사이 양측에 끼워져 설치되어 사용자의 저작근 운동에 따른 상측피스(11)와 하측피스(12) 사이의 압력을 측정하는 압력센서(20a)나, 사용자의 신체에 장착되어 혈류량을 측정하고 혈류량 변화를 측정하는 혈류량감지센서(20b) 중 어느 하나로 이루어져 저작근 운동에 따른 윗니와 아랫니 사이의 교합력을 측정하는 교합력측정모듈(20)과; 상기 저작근운동기구(10)에 설치되어 사용자의 저작근 운동 횟수를 측정하는 카운팅모듈(30)과; 사용자의 두 발에 장착되어 족압을 측정하는 족압센서모듈(40)과; 상기 교합력측정모듈(20), 카운팅모듈(30), 족압센서모듈(40)로부터 각각의 측정된 데이터를 제공받아 분석한 후 분석된 데이터를 화상으로 제공하는 분석서버(50);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 저작근운동기구에 교합력을 측정할 수 있는 모듈과, 저작근 운동의 횟수를 측정할 수 있는 카운팅 모듈을 구비하는 한편, 사용자의 발에 족압을 측정할 수 있는 모듈을 설치하여 저작근운동기구를 이용한 훈련에 따른 교합력, 운동 횟수 등의 데이터를 활용하여 족압의 변화를 분석함으로써 저작근 운동을 통한 보행 균형 개선 효과가 있는 지의 여부, 훈련의 방법이나 훈련량에 따른 개선 효과가 있는 지의 여부를 간편하게 과학적으로 분석하여 치료 및 질환 예방에 도움을 줄 수 있다.
본 발명의 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템은, 윗니가 끼워지는 상측피스(11)와, 아랫니가 끼워지는 하측피스(12)와, 상측피스(11)와 하측피스(12)를 상호 연결하면서 상측피스(11)와 하측피스(12)에 탄성을 인가하는 탄성부재(13)로 구성된 저작근운동기구(10)와; 상기 상측피스(11)와 하측피스(12) 사이 양측에 끼워져 설치되어 사용자의 저작근 운동에 따른 상측피스(11)와 하측피스(12) 사이의 압력을 측정하는 압력센서(20a)나, 사용자의 신체에 장착되어 혈류량을 측정하고 혈류량 변화를 측정하는 혈류량감지센서(20b) 중 어느 하나로 이루어져 저작근 운동에 따른 윗니와 아랫니 사이의 교합력을 측정하는 교합력측정모듈(20)과; 상기 저작근운동기구(10)에 설치되어 사용자의 저작근 운동 횟수를 측정하는 카운팅모듈(30)과; 사용자의 두 발에 장착되어 족압을 측정하는 족압센서모듈(40)과; 상기 교합력측정모듈(20), 카운팅모듈(30), 족압센서모듈(40)로부터 각각의 측정된 데이터를 제공받아 분석한 후 분석된 데이터를 화상으로 제공하는 분석서버(50);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 저작근운동기구에 교합력을 측정할 수 있는 모듈과, 저작근 운동의 횟수를 측정할 수 있는 카운팅 모듈을 구비하는 한편, 사용자의 발에 족압을 측정할 수 있는 모듈을 설치하여 저작근운동기구를 이용한 훈련에 따른 교합력, 운동 횟수 등의 데이터를 활용하여 족압의 변화를 분석함으로써 저작근 운동을 통한 보행 균형 개선 효과가 있는 지의 여부, 훈련의 방법이나 훈련량에 따른 개선 효과가 있는 지의 여부를 간편하게 과학적으로 분석하여 치료 및 질환 예방에 도움을 줄 수 있다.
Description
본 발명은 보행 균형을 분석하는 시스템에 관한 것으로, 특히 저작근운동기구를 이용하여 저작근 운동시의 교합력, 교합 횟수 등의 데이터를 활용하여 저작근 운동에 의한 보행 균형 개선 효과를 측정할 수 있도록 한, 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템에 관한 것이다.
인체가 정렬이 되지 않아 좌우 균형이 틀어져 있는 상태를 부정렬증후군(malalignment Syndrome)이라 하며 인체의 좌우 불균형은 우리 몸에 통증을 유발할 수 있다.
특히 근육과 뼈, 관절의 문제에 있어서는 매우 중요하다.
관절과 뼈 그리고 관절은 서로 연속적으로 연결되어 있어 한 관절의 변형과 기능소실은 바로 옆 관절에 영향을 주게 된다.
이러한 관절의 기능소실은 잘못된 움직임을 유발하고 잘못된 움직임은 몸의 불균형을 초래하는 악순환을 만들게 된다.
우리 몸은 사슬구조로 되어 있기 때문에 그만큼 바른 정렬은 근골격계 질환에서 중요하다고 할 수 있다.
컴퓨터, 노트북, 스마트폰의 사용으로 나쁜 자세로 오랜 시간 앉아 있는 시간이 몸의 불균형을 증가 시키고 골반의 변형, 다리길이 차이, 좌우 어깨 높이의 차이, 경추나 요추의 변형, 측만증 등의 발병을 유발한다.
이러한 불균형은 실제로 요통이나 두통, 두통, 어깨 결림, 등통증 등 다양한 통증을 만든다.
그리고 몸의 좌우 무게 중심의 변형으로 관절에 압력을 고르게 분산할 수 없어 관절의 퇴행성 변화를 만들고 좋지 못한 자세로 인해 혈액순환장애나 신경계질환까지 여러가지 증상이 유발된다.
특히 뇌와 우리 인체를 연결해주는 중요한 신경 통로인 척추의 부정렬은 내부 장기에도 영향을 미치고 관절과 근육의 기능 소실까지 유발된다.
더 나아가 턱관절 장애는 두개골 바로 아래 목뼈 1번과 2번, 뒤머리 아래 근육에 영향을 주고 이러한 맨위 척추의 부정렬은 다시 그 아래 척추에 영향을 주어 결과적으로 척추전체에 영향을 미친다.
목뼈의 틀어짐으로 등, 허리 척추에 영향을 주고 골반이 비틀리면 무릎과 발목의 정렬이 틀어져 전신불균형이 일어나게 된다.
또한, 근육간의 불균형으로 인해 무릎이 굽혀지거나 펴질때 patella 움직임의 비정상성에 기인하여 Anterior Knee Pain(AKP)와 같은 증상이 나타나기도 하여 이러한 하지 관절의 고통으로 인해 보행 패턴에 영향을 주게 된다.
이러한 보행패턴은 정상적인 보행 패턴을 벗어날 수 있으며, 특정 관절에 과도한 힘이 작용하거나 또는 특정 근육에 근피로를 초래하는 문제가 발생하기 때문에 정상적인 보행 패턴으로 변화시켜야 한다.
보행 패턴을 변화 시킬 수 있는 방법으로는 수술을 포함한 외과적인 시술에 의한 방법과 재활을 이용한 방법이 있다.
또한, 재활을 이용하는 방법은 운동치료, 도수치료, 기구를 이용한 치료 등으로 분류될 수 있다. 운동치료나 도수치료는 물리치료사의 치료가 필요하기에 환자는 의료기관에 방문해야 하는 번거로움이 있다. 반면, 기구를 이용한 치료는 별도의 시간 및 공간적 제약 없이 자발적인 치료가 가능하다는 장점이 있다.
하지(下肢)의 보행 패턴 및 균형의 변화를 유발시키기 위한 관절 재활 운동기기와 같은 하지에 물리적인 힘을 가하는 직접적인 재활방법이 있고, 다른 부위에 기구를 적용하여 보행 패턴 및 균형의 변화를 유발시키는 간접적인 방법이 있다.
간접적인 방법의 경우, 하지에 저항운동이나 자극이 없고 다른 방법에 비해 환자가 느끼는 구속력이 작은 장점이 있다.
하지에 직접적인 방법을 사용하지 않고 보행 패턴을 변화시킬 수 있는 부위로는 측두하악관절(TMJ, Temporo-Mandibular Joint)가 있다.
측두하악관절(TMJ, Temporo-Mandibular Joint)은 하악골의 관절 돌기와 두개골의 측두골 사이에 있는 활막성 관절(synovial joint)로 한 관절의 움직임이 다른 관절에도 영향을 주는 복합 관절이다.
이러한 복합적인 관절 구조와 해부학적 구조에 의해 TMJ는 후두하 근육, 경추와 상호작용하고 이들은 척추를 지지하는 요추부 근육과 상호작용을 한다.
그렇기 때문에 신체 밸런스의 불균형이나 비정상적인 보행 패턴 등이 나타나게 되면, 요골반과 요추부 그리고 경추에 이어 TMJ의 관절 상태에 인위적인 변형을 주게 된다.
따라서 역으로 TMJ의 교정으로 신체 밸런스와 보행 패턴을 유도하게 할 수 있다.
TMJ에 변형을 유발할 수 있는 방법 중 하나는 TMJ 교정장치를 이용하는 것이고 TMJ의 교정장치를 적용하게 되면 교합평면을 맞출 수 있게 되고 이를 통해 후두골과 상부 경추를 잇고 있는 후두하근군의 균형을 유도한다.
후두하근군(Suboccipitals)의 경우 스트레치 리플렉스를 감지하는 근방추(muscle spindle)가 1g 당 약 36개 정도가 분포되어 두개골의 균형을 맞출 수 있기 때문에 교정 장치를 통해 전신의 균형을 유지 할 수 있다.
만약 우측 편측 저작으로 인한 턱관절의 문제로 인해 우측 턱관절이 ㅋ크클로징(closing)된 상태에서는 우측 칸다일 프로세스(condyle process)는 후방이동하게 되고 우측 측두골은 외회전이 발생하게 된다.
이는 흉쇄유돌근(SCM)의 긴장을 유발하게 되고 우측 쇄골의 후방회전을 유발하여 삼각근과 대흉근의 긴장을 유발하게 되어 우측 상완골을 내회전시킨다.
이는 상완 이두근의 긴장을 가져오게 되어 래디우스(radius)를 전방 이동시킨다.
또한 측두골의 문제로 인해 접형골의 우측이 상방으로 이동하는 우측 염전이 발생하게 되고 인두와 구개근들과 중부근막 및 심층근막에 의해 횡격막과 복근들의 긴장을 유발한다.
우측 TMJ 디스크 공간 협착이 오면 좌측의 후두하근과 흉쇄유돌근이 긴장되어 목이 왼쪽으로 회전하고 경추 제1, 2번이 우측으로 회전하면 요추 제4, 5번 우측으로 회전(Lovett Reactor 의 원리에 입각) 한다.
좌측 골반 후하방, 우측 골반 전상방으로 틸팅되면서 후하방된 좌측은 하지길이가 단족되어 발목은 외전(SUPINATION), 우측은 장족 내전(PRONATION)된다. 이때 우측 천골을 후하방으로 이동시킨다.
이어 우측 장골이 상대적으로 전상방 이동되어 우측의 장요근 , 중둔근, 소둔근, 내전근 단축으로 대퇴와 경골의 전방이동과 내(외)회전을 가져오고 이로 인해 우측 족궁이 무너진다.
이것은 보행패턴의 비정상을 만든다.
이러한 불균형의 초래는 턱관절의 문제로 인해 유발 될 수 있으며 반대로 이러한 불균형을 턱관절의 균형을 통해 교정할 수 있다.
이와 관련된 기술로 "저작근 운동 기구"(한국 등록특허공보 제10-1566146호, 특허문헌 1)에는 상측피스 및 하측피스, 상측피스와 하측피스 사이에 설치되는 탄성부재로 이루어진 저작근 운동 기구가 공개되어 있다.
또, 치과 임플란트 시술을 위해 치아 교합력을 측정할 수 있도록 한 기술인 "치아 교합력 측정 장치 및 그의 측정 방법"(한국 등록특허공보 제10-1384392호, 특허문헌 2)이 공개되어 있기도 하다.
보행 균형과 관련된 기술로는 "운동, 균형 및 보행측정방법 및 치료시스템"(한국 등록특허공보 제10-0894895호, 특허문헌 3)이 공개되어 있다.
특허문헌 3을 살펴보면 가속도 센서, 자이로 센서, 족압 센서를 이용하여 균형 보행 여부를 측정할 수 있도록 하였다.
이러한 상황을 살펴볼 때, 현재까지는 저작근 운동의 효과가 실질적으로 보행 균형 개선에 영향을 미치는 지 확인할 수 있는 정확한 분석 시스템이 제공되어 있지 아니한 바, 이를 위한 분석 시스템의 개발이 필요한 상태라 할 것이다.
본 발명의 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 저작근운동기구에 교합력을 측정할 수 있는 모듈과, 저작근 운동의 횟수를 측정할 수 있는 카운팅 모듈을 구비하는 한편, 사용자의 발에 족압을 측정할 수 있는 모듈을 설치하여 저작근운동기구를 이용한 훈련에 따른 교합력, 운동 횟수 등의 데이터를 활용하여 족압의 변화를 분석함으로써 저작근 운동을 통한 보행 균형 개선 효과가 있는 지의 여부, 훈련의 방법이나 훈련량에 따른 개선 효과가 있는지의 여부를 간편하게 과학적으로 분석하여 치료 및 질환 예방에 도움을 줄 수 있게 하려는 것이다.
보다 구체적으로 저작근운동기구를 이용한 훈련 횟수에 따라 좌우의 교합력 차이를 분석하여 부정교합이 개선되었는지의 여부를 분석하여 유의미한 훈련 횟수를 판단하고, 족압센서모듈을 이용하여 부정 교합의 개선에 따른 족압 변화가 있는지의 여부를 판단하여 저작근 운동을 통한 보행 개선 효과가 있는 지의 여부를 살필 수 있게 하려는 것이다.
더 나아가 저작근운동기구의 탄성부재의 저항을 가변시키고, 이를 데이터화할 수 있게 함으로써 저작근운동 강도 조절이 가능하게 하고, 전술한 분석 데이터를 활용하여 사용자로 하여금 적절한 저항값을 제공하여 단순히 훈련 횟수 뿐만 아니라 훈련 강도 설정이 가능하게 하려는 것이다.
본 발명의 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 윗니가 끼워지는 상측피스(11)와, 아랫니가 끼워지는 하측피스(12)와, 상측피스(11)와 하측피스(12)를 상호 연결하면서 상측피스(11)와 하측피스(12)에 탄성을 인가하는 탄성부재(13)로 구성된 저작근운동기구(10)와; 상기 상측피스(11)와 하측피스(12) 사이 양측에 끼워져 설치되어 사용자의 저작근 운동에 따른 상측피스(11)와 하측피스(12) 사이의 압력을 측정하는 압력센서(20a)나, 사용자의 신체에 장착되어 혈류량을 측정하고 혈류량 변화를 측정하는 혈류량감지센서(20b) 중 어느 하나로 이루어져 저작근 운동에 따른 윗니와 아랫니 사이의 교합력을 측정하는 교합력측정모듈(20)과; 상기 저작근운동기구(10)에 설치되어 사용자의 저작근 운동 횟수를 측정하는 카운팅모듈(30)과; 사용자의 두 발에 장착되어 족압을 측정하는 족압센서모듈(40)과; 상기 교합력측정모듈(20), 카운팅모듈(30), 족압센서모듈(40)로부터 각각의 측정된 데이터를 제공받아 분석한 후 분석된 데이터를 화상으로 제공하는 분석서버(50);를 포함하여 구성된다.
상기한 구성에 있어서, 상기 교합력측정모듈(20)은, 좌우 양측의 상하 어금니 사이의 교합력 신호를 검출하는 교합신호검출부(21)와; 상기 교합신호검출부(21)와 전기적으로 연결되어 교합신호를 전처리하는 교합신호전처리부(22)와; 상기 교합신호전처리부(22)와 전기적으로 연결되어 교합신호전처리부(22)에서 처리된 데이터를 수집하는 데이터수집부(23)와; 상기 데이터수집부(23)와 전기적으로 연결되어 데이터수집부(23)에 저장된 데이터를 상기 분석서버(50)로 송신하는 송신부(24);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 카운팅모듈(30)은, 사용자의 저작근 운동에 의해 상측피스(11)와 하측피스(12)가 서로 접하거나 근접하는 카운팅 신호를 검출하는 카운팅신호검출부(31)와; 상기 카운팅신호검출부(31)와 전기적으로 연결되어 카운팅신호를 전처리하는 카운팅신호전처리부(32)와; 상기 카운팅신호전처리부(32)와 전기적으로 연결되어 카운팅신호전처리부(32)에서 처리된 데이터를 수집하는 데이터수집부(33)와; 상기 데이터수집부(33)와 전기적으로 연결되어 데이터수집부(33)에 저장된 데이터를 상기 분석서버(50)로 송신하는 송신부(34);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 족압센서모듈(40)은, 사용자의 양측 발에 설치되어 지면과 발바닥이 접할 때 발생하는 족압 신호를 검출하는 족압신호검출부(41)와; 상기 족압신호검출부(41)와 전기적으로 연결되어 족압신호를 전처리하는 족압신호전처리부(42)와; 상기 족압신호전처리부(42)와 전기적으로 연결되어 족압신호전처리부(42)에서 처리된 데이터를 수집하는 데이터수집부(43)와; 상기 데이터수집부(43)와 전기적으로 연결되어 데이터수집부(43)에 저장된 데이터를 상기 분석서버(50)로 송신하는 송신부(44);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 분석서버(50)는, 상기 송신부(24, 34, 44)에서 송신된 신호를 수신하는 수신부(51)와; 상기 수신부(51)와 전기적으로 연결된 중앙제어부(52); 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 사용자 입력 신호를 중앙제어부(52)에 제공하는 입력부(53), 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)에서 처리된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부(54); 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)에서 처리된 데이터를 저장하는 메모리부(55); 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)로부터 교합 데이터 및 족압 데이터를 제공받아 교합 데이터에 따른 족압 데이터의 변화를 분석하는 교합데이터분석부(56); 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)에서 처리된 카운팅 데이터에 따른 족압 데이터의 변화를 분석하는 카운팅데이터분석부(57);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 저작근운동기구(10)의 탄성부재(13)는 유압 또는 공압 엑츄에이터(13a)로 이루어져 있으며, 상기 엑츄에이터(13a)로 유압 또는 공압을 공급하는 공급탱크(13b)가 구비되어 있고, 상기 공급탱크(13b)와 엑츄에이터(13a)를 연결하는 배관상에, 제공되는 유체 압력을 조절하는 전자식 압력조절밸브(13c)가 설치되어 있으며, 상기 압력조절밸브(13c)의 작동을 제어하도록 압력조절밸브(13c)와 전기적으로 연결되는 밸브작동제어부(61)와, 상기 밸브작동제어부(61)와 전기적으로 연결되며, 외부로부터 밸브 작동 신호를 제공받아 밸브작동제어부(61)에 제공하는 수신부(62)를 포함한 압력조절모듈(60)이 더 구비되어 있고, 상기 분석서버(50)는, 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결된 채 상기 압력조절모듈의 수신부(62)로 신호를 전송하기 위한 송신부(59)와; 상기 교합데이터분석부(56) 및 카운팅데이터분석부(57)에서 분석된 데이터를 분석하여 상기 밸브작동제어부(61)에 전송할 압력 크기를 분석하는 압력분석부(58)가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 저작근운동기구에 교합력을 측정할 수 있는 모듈과, 저작근 운동의 횟수를 측정할 수 있는 카운팅 모듈을 구비하는 한편, 사용자의 발에 족압을 측정할 수 있는 모듈을 설치하여 저작근운동기구를 이용한 훈련에 따른 교합력, 운동 횟수 등의 데이터를 활용하여 족압의 변화를 분석함으로써 저작근 운동을 통한 보행 균형 개선 효과가 있는 지의 여부, 훈련의 방법이나 훈련량에 따른 개선 효과가 있는 지의 여부를 간편하게 과학적으로 분석하여 치료 및 질환 예방에 도움을 줄 수 있게 된다.
보다 구체적으로 저작근운동기구를 이용한 훈련 횟수에 따라 좌우의 교합력 차이를 분석하여 부정교합이 개선되었는지의 여부를 분석하여 유의미한 훈련 횟수를 판단하고, 족압센서모듈을 이용하여 부정 교합의 개선에 따른 족압 변화가 있는지의 여부를 판단하여 저작근 운동을 통한 보행 개선 효과가 있는 지의 여부를 살필 수 있게 된다.
더 나아가 저작근운동기구의 탄성부재의 저항을 가변시키고, 이를 데이터화할 수 있게 함으로써 저작근운동 강도 조절이 가능하게 하고, 전술한 분석 데이터를 활용하여 사용자로 하여금 적절한 저항값을 제공하여 단순히 훈련 횟수 뿐만 아니라 훈련 강도 설정이 가능하게 된다.
이처럼 본 발명은 좌우 저작근의 기능을 회복함으로써 비정상적 턱관절의 편차된 좌우 교합력의 균형을 찾아줄 뿐 아니라 인체의 좌우 균형을 바로잡고 저작운동을 통한 뇌 기능을 활성화하는 기능을 갖게 된다.
더불어, 교합력 정복은 디스크 손상이 없는 턱관절 장애 치료에 보조적 역할을 할 뿐 아니라 인체의 균형을 바로 잡아 좌우 족압의 균형을 이루고 보행의 정상 패턴을 유도하게 되며, 뇌 기능의 활성화는 인지기능 향상과 도파민 세로토닌의 호르몬증가 유도로 치매 예방에 보조적 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에서 탄성부재의 압력 조절이 가능하게 하였을 때의 실시예를 나타낸 구성도.
도 4는 OLST 분석을 위한 마커 부착위치와 골반 중심점 위치
도 5는 OLST 실시에 의한 저작근운동기구 착용전/후 골반 중심점의 표준편차 결과
도 6은 보행실험 분석을 위한 마커부착위치
도 7은 저작근 운동기구 착용전/후 보행실험에 의한 보행시 각관절의 각도변화
도 2는 본 발명의 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템을 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에서 탄성부재의 압력 조절이 가능하게 하였을 때의 실시예를 나타낸 구성도.
도 4는 OLST 분석을 위한 마커 부착위치와 골반 중심점 위치
도 5는 OLST 실시에 의한 저작근운동기구 착용전/후 골반 중심점의 표준편차 결과
도 6은 보행실험 분석을 위한 마커부착위치
도 7은 저작근 운동기구 착용전/후 보행실험에 의한 보행시 각관절의 각도변화
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템은 저작근운동기구(10), 교합측정모듈(20), 카운팅모듈(30), 족압센서모듈(40) 및 분석서버(50)를 포함하여 구성되어 있다.
본 발명의 구성요소인 저작근운동기구(10)는 공지의 다양한 저작근 운동 기구가 적용될 수 있다.
보다 바람직하기로는 도 1에 제시된 특허문헌 1과 같은 구조가 적용될 수 있다.
구체적으로 도시된 저작근운동기구(10)는 사용자(1) 구강(2)의 윗니가 끼워지는 상측피스(11)와, 아랫니가 끼워지는 하측피스(12)와, 상측피스(11)와 하측피스(12)를 상호 연결하면서 상측피스(11)와 하측피스(12)에 탄성을 인가하는 탄성부재(13)로 구성되어 있다.
도면에서 탄성부재(13)는 이해의 편의를 위해 코일스프링으로 도시된 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 구성요소인 교합력측정모듈(20)은 압력센서(20a)나 혈류량감지센서(20b) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 저작근 운동에 따른 윗니와 아랫니 사이의 교합력을 좌, 우 양측에서 측정하도록 이루어져 있다.
혈류량감지센서(20b)로 이루어질 경우 저작근운동기구(10)에 설치되는 것이 아니라 사용자의 턱이나 목 등에 패치 형태의 공지의 혈류감지센서를 탈부착하고 이를 분석서버(50)와 유선 또는 무선으로 연결하여 데이터를 취득할 수 있다.
이 방식은 좌우에 각각 부착된 센서로부터 취득한 혈류량 데이터의 차이를 통해 교합력의 정도를 판단하는 형태로 이루어지게 되며, 이 경우 혈류량 수치를 교합력 수치로 전환하게 된다.
압력센서(20a)로 이루어지는 경우 도시된 것처럼 상기 상측피스(11)와 하측피스(12) 사이 좌우 양측에 끼워져 설치되어 사용자의 저작근 운동에 따른 상측피스(11)와 하측피스(12) 사이의 압력을 측정하게 된다.
이러한 교합력측정모듈(20)은 상기한 압력센서(20a)나 혈류량감지센서(20b) 중 어느 하나로 이루어져 전술한 것처럼 저작근운동기구(10)나 사용자 피부에 장착되어 저작시 교합력 신호를 검출하는 교합신호검출부(21)를 포함하여 구성된다.
더불어, 교합신호검출부(21)와 전기적으로 연결되어 교합신호검출부(21)로부터 수신된 교합력 신호를 증폭하고 부정확한 신호를 제거하여 교합신호를 전처리하는 교합신호전처리부(22)가 구비된다.
더불어, 상기 교합신호전처리부(22)와 전기적으로 연결되어 교합신호전처리부(22)에서 처리된 데이터를 디지털신호로 변환 수집하는 데이터수집부(23)가 구비되고, 상기 데이터수집부(23)와 전기적으로 연결되어 데이터수집부(23)에 저장된 데이터를 상기 분석서버(50)로 송신하는 송신부(24)를 포함한다.
송신부(24)는 유선 방식이 될 수도 있으나, 블루투스, 와이파이, 이동통신망 등의 무선 통신 방식의 송신부로 구성될 수 있다.
본 발명의 구성요소인 카운팅모듈(30)은 상기 저작근운동기구(10)에 설치되어 사용자의 저작근 운동 횟수를 측정하도록 이루어져 있다.
보다 구체적으로 사용자의 저작근 운동에 의해 상측피스(11)와 하측피스(12)가 서로 접하거나 근접할 때 신호를 검출하게 되는 근접센서로 이루어져 카운팅 신호를 검출하는 카운팅신호검출부(31)를 포함하고, 상기 카운팅신호검출부(31)와 전기적으로 연결되어 카운팅신호를 증폭하고 부정확한 신호를 제거하여 전처리하는 카운팅신호전처리부(32)를 포함한다.
또, 상기 카운팅신호전처리부(32)와 전기적으로 연결되어 카운팅신호전처리부(32)에서 처리된 데이터를 디지털 신호로 변환 수집하는 데이터수집부(33)가 포함되며, 상기 데이터수집부(33)와 전기적으로 연결되어 데이터수집부(33)에 저장된 데이터를 상기 분석서버(50)로 유선 또는 무선 방식으로 송신하는 송신부(34)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 구성요소인 족압센서모듈(40)은 사용자의 두 발(3)에 장착되어 족압을 측정한다.
보다 구체적으로는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 압력센서 등으로 이루어져 사용자의 양측 발에 설치되어 지면과 발바닥이 접할 때 발생하는 족압 신호를 검출하는 족압신호검출부(41)를 포함하고, 상기 족압신호검출부(41)와 전기적으로 연결되어 족압신호를 증폭 및 노이즈를 제거하여 전처리하는 카운팅신호전처리부(42)를 포함한다.
또, 상기 족압신호전처리부(42)와 전기적으로 연결되어 족압신호전처리부(42)에서 처리된 데이터를 디지털로 변환 수집하는 데이터수집부(43)를 포함하며, 상기 데이터수집부(43)와 전기적으로 연결되어 데이터수집부(43)에 저장된 데이터를 상기 분석서버(50)로 송신하는 송신부(44)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 구성요소인 분석서버(50)는 상기 교합력측정모듈(20), 카운팅모듈(30), 족압센서모듈(40)로부터 각각의 측정된 데이터를 제공받아 분석한 후 분석된 데이터를 화상으로 제공하게 된다.
이러한 분석서버(50)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 수신부(51), 중앙제어부(52), 메모리부(55), 교합데이터분석부(56), 카운팅데이터분석부(57)를 포함하여 구성되어 있다.
수신부(51)는 유선 또는 무선 통신 방식으로 상기 송신부(24, 34, 44)에서 송신된 신호를 수신하게 되며, 중앙제어부(52)는 상기 수신부(51)와 전기적으로 연결되며, 수신부(51)를 포함한 각 구성요소와 전기적으로 연결되어 각 장치들의 작동을 제어하게 된다.
입력부(53)는 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 사용자가 입력한 입력 신호를 중앙제어부(52)에 제공하게 되며, 디스플레이부(54)는 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)에서 처리된 데이터나, 사용자 입력 화면 등을 디스플레이해주게 된다.
한편, 메모리부(55)는 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)에서 처리된 데이터나, 수신부(51)로부터 제공받은 데이터를 중앙제어부(52)의 제어에 의해 내부에 저장하게 된다.
교합데이터분석부(56)는 기본적으로 교합력측정모듈(20)로부터 제공받은 좌우 양측의 교합력 데이터를 비교하여 부정교합의 여부를 판단하고, 그 변화를 중앙제어부(52)에 제공하게 되며, 중앙제어부(52)는 부정교합의 여부, 좌우 양측의 교합력 차이의 변화를 메모리부(55)나 디스플레이부(54)로 제공하게 된다.
더 나아가 교합데이터분석부(56)는 족압센서모듈(40)로부터 제공받은 좌우 양발에 걸리는 족압 데이터와 상호 매칭시켜 분석하여 부정교합 상태에서 정교합 상태로 변환된 후의 좌우 양발의 족압 데이터 변화를 분석하게 된다.
즉, 좌우 양측의 교합력 차이에 따른 좌우 양발의 족압 차이 변화를 분석하여 중앙제어부(52)에 제공하고, 중앙제어부(52)는 분석된 데이터를 메모리부(55)에 저장하거나 디스플레이부(54)를 통해 디스플레이하게 되는 것이다.
즉, 교합데이터분석부(56)는 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)로부터 교합 데이터 및 족압 데이터를 제공받아 교합 데이터에 따른 족압 데이터의 변화를 분석하게 되는 것이다.
카운팅데이터분석부(57)는 기본적으로 카운팅모듈(30)로부터 제공받은 데이터 및 교합력측정모듈(20)로부터 제공받은 데이터를 통해 저작근 운동 횟수에 따른 좌우 교합력 차이의 변화를 분석하고, 이를 중앙제어부(52)에 제공하고, 중앙제어부(52)는 분석된 데이터를 메모리부(55)에 저장하거나 디스플레이부(54)를 통해 디스플레이하게 된다.
카운팅데이터분석부(57)는 더 나아가 저작근 훈련 횟수에 따른 족압센서모듈(40)로부터 제공받은 좌우 양발에 걸리는 족압 데이터와 상호 매칭시켜 분석하여 저작근 훈련 횟수에 따른 좌우 양발의 족압 차이를 분석하게 된다.
즉, 카운팅데이터분석부(57)는 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)에서 처리된 카운팅 데이터에 따른 족압 데이터의 변화를 분석하게 되는 것이다.
카운팅데이터분석부(57)와 교합데이터분석부(56)를 모두 활용하게 되면 저작근 훈련의 횟수에 따른 양발의 족압 변화와, 저작근 훈련에 의해 교합 차이의 변화에 따른 양발의 족압 변화를 모두 살펴볼 수 있게 되어 저작근 훈련과 족압 변화의 직접적인 관계가 있는 지, 교합 차이 변화에 의한 변화 관계를 갖게 되는 지 확인할 수 있게 된다.
상술한 구성에서 교합력측정모듈(20), 카운팅모듈(30), 족압센서모듈(40)들은 모두 전원이 공급되는 미도시된 전원공급부 및 각각의 세부 구성들과 연결되면서 전원공급부로부터 전원을 공급받는 제어부가 포함될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
더불어, 분석서버(50) 역시 미도시된 전원공급부가 중앙제어부와 전기적으로 연결되어 외부 전원을 공급받아 작동되는 것은 자명하다 할 것이다.
이러한 본 발명의 저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템은 상술한 구성에 따라 저작근 운동과 보행 균형의 상관관계를 확인할 수 있게 된다.
더불어 이러한 상관관계가 확인될 경우 취득된 데이터를 이용하여 치료나 훈련을 제공하는 사람에게 데이터가 제공되어 필요한 저작근 훈련 횟수를 제공할 수 있게 되어 적당 운동량을 알려줄 수 있게 된다.
또한, 상술한 교합력측정모듈(20), 카운팅모듈(30), 족압센서모듈(40)의 송신부들은 근거리 무선 통신 방식으로 분석서버(50)에 송신토록 함과 더불어, 분석서버(50)는 휴대단말기로 구성될 경우 사용자가 직접 저작 운동을 통한 족압 균형이 개선되는 효과를 확인할 수 있게 된다 할 것이다.
또, 분석서버(50)가 이동통신망을 활용하는 휴대단말기로 이루어질 경우 의사에게 통신망을 통해 훈련 결과를 제공하고, 이를 통해 원격으로 훈련 방법이나 훈련 횟수 등을 지시받을 수 있게 된다 할 것이다.
좌우 교합력의 교정에 따라 좌우 족압력의 개선으로 보행에 균형을 갖는 효과가 있는지를 확인하기 위해 척추관절운동센타 내원환자 중 무릎관절 또는 발목관절 수술을 받고 재활치료중에 있는 총 11명의 피험자를 대상으로 하였다.
저작근 운동기구(10)를 통한 교합력 교정 전후에 따른 족압력 개선효과에 따른 균형유지도(OLST)를 통한 개선효과와 보행패턴을 통한 개선효과를 실험예1 , 2와 같이 확인하였다.
<실험예 1> 착용 전.후 OLST를 통한 개선정도 확인
본원 발명의 저작근운동기구(10)를 이용하여 착용 전 한쪽 다리를 들고 균형을 잡는 균형유지도(One Leg Stance Balance test, OLST)를 실시하였다. 그리고 본원 발명의 저작근운동기구(10)를 착용 후 다시 OLST를 실시하였다. 이러한 과정을 2~3회 반복하여 OLST결과가 안정적이 될 때까지 반복하였다.
OLST를 통한 균형유지정도를 측정하기 위하여 광학식동작분석장치 (Optitrack, Natural Point사, USA)를 이용하였다. 마커의 부착위치는 도 4와 같이 LASI, RASI, LPSI, RPSI에 총 4개의 마커를 부착하였다.
측정방법은 팔짱을 낀 상태에서 양쪽 발을 번갈아 들고 눈을 감은 상태에서 피험자가 더 이상 균형을 유지하지 못할 때 까지 실험을 하였다. 실험은 저작근운동기구(10) 착용 전과 착용 후로 총 4번 실시하였다. 안전성(Stability) 측정은 한쪽 다리를 들고 서 있을 때, 4개 마커의 중심점에 해당하는 골반 중심(Pelvis Center)을 계산하여 이 중심점이 앞(Anterior)/뒤(Posterior) 방향, 좌(Medial)/우(Lateral) 방향, 상하 (vertical) 방향으로 이동하는 정도를 측정하였다.
피험자의 골반부위에 부착한 4개의 마커로부터 골반중심점을 계산하였고, 이 골반중심점의 표준편차를 계산하였다. 실험결과는 표 1과 도 5와 같이 운동기 착용전에는 평균 전후방향 5.76mm, 좌우방향 4.16mm, 상하방향 1.89mm의 이동간 표준편차가 측정되었다. 반면 운동기 착용후에는 전후방향 4.20mm, 좌우방향 2.69mm, 상하방향 1.55mm의 표준편차가 측정되었다.
저작근운동기구(10) 착용 후 모든 방향에서 표준편차값이 낮게 측정된 것은 한쪽 다리를 들고 있는 상태에서 떨림이 작게 발생한 것을 의미하며, 이는 한쪽 다리를 들고 서 있을때의 안정성이 증가하여 보행균형을 유지하는데 개선된 효과가 있다는 것을 알 수 있다.
| 표준편차 | 착용 전 | 착용 후 |
| 전후방향 | 5.76mm | 4.20mm |
| 좌우방향 | 4.17mm | 2.69mm |
| 상하방향 | 1.89mm | 1.55mm |
<실험예 2> 착용 전.후 보행패턴 실험결과를 통한 개선정도 확인
본원 발명의 저작근운동기구(10)를 착용전 후의 보행패턴 변화를 측정하기 위하여 광학식동작분석장치 (Optitrack, Natural Point사, USA)를 이용하였다. 보행측정을 위한 마커의 부착위치는 도 6과 같이 LASI, RASI, LPSI, RPSI, LTHI, RTHI, LKNE, RKNE, LTIB, RTIB, LANK, RANK, LTOE, RTOE, LHEE, RHEE 로 총 16개의 마커를 부착하였다.
보행실험은 최대한 자연스러운 보행을 위해 5m 이상 걷게 하였다. 운동기 착용 전 3회 보행, 운동기 착용 후 3회 보행을 실시하였고, 측정된 마커데이터로부터 뒷꿈치치기(heel strike)로부터 다음 뒷꿈치치기(heel strike)까지를 1주기(one cycle) 로 하여 엉덩이(Hip), 무릎(Knee), 발목(Ankle)에 대하여 보행중의 수축.확장 (flection / extension) 각도를 계산하였다. 이 계산된 각도를 기반으로 하지관절에 장애가 없는 일반적인 수축.확장 (flection / extension) 각도 범위내에서 피험자의 측정데이터를 비교하였다.
통계분석은 SPSS14를 통하여 실시하였으며, 교정 전과 교정 후의 걸음걸이 패턴의 변화를 분석하기 위해 신뢰도 P<0.05 범위에서 t-테스트(t-test)를 실시하였다.
보행실험결과 비교를 쉽게 하기 위하여 정상인의 관절각의 범위와 저작근운동기구 착용전/후의 측정된 관절각을 하나의 그래프로 나타내었다.
보행간 엉덩이(Hip joint angle) 변화는 그림 5(a)와 같다.
저작근운동기구 착용전/후 엉덩이(Hip joint angle)값이 회색점선으로 표현된 정상인의 범주내에 들지는 못했지만, 착용전과 비교하였을 때 약 40~60% 보행주기에서 각도값이 작아졌다.
저작근운동기구 착용전/후의 엉덩이(Hip joint angle) 변화는 p<0.001로 나타나 통계적으로 유의한 차이가 나타났다.
보행간 무릎(Knee joint angle) 변화는 그림 5(b)와 같다. 입각기(Stance phase)에 해당하는 0~60%의 해당하는 각도에서 저작근운동기구 착용 전후의 변화가 뚜렷하게 나타났다.
저작근운동기구 착용전/후의 무릎(Knee joint angle) 변화는 p<0.001 로 나타나 통계적으로 유의한 차이가 나타났다.
보행간 발목(Ankle joint angle) 변화는 그림 5(c)과 같다. 전반적인 영역에 걸쳐 정상인과 다른 보행패턴을 보이고 있지만, 저작근운동기구 착용전/후의 발목(Ankle joint angle) 변화는 p<0.001로 나타나 통계적으로 유의한 차이가 나타났다.
즉, 저작근운동기구의 착용이 피험자의 보행패턴을 정상인의 범위로 변화시킬수는 없었지만, 저작근운동기구의 착용전과 비교하였을 때 그래프의 패턴이 정상인의 범위로 변화하고 있으며, 특히 발이 지면과 닿는 입각기에서 더욱 효과가 나타나는 것을 알 수 있었다.
입각기는 체중에 의한 하중이 각 관절에 인가되는 지점이므로, 이 구간에서의 관절각의 개선은 재활시 고통이 경감되는 방법으로 활용될 수 있다.
보행실험을 통해 엉덩이(Hip), 무릅(knee), 발목(ankle) 3가지 주요 관절의 각도에 있어서 저작근운동기구 착용후의 각도가 착용전과 비교하였을 때 정상인의 각도 범위쪽으로 이동하였으며, 특히 보행시 고통이 유발되는 입각기에서 정상인의 패턴쪽으로 이동하였다.
한편, 상술한 본 발명의 분석 시스템에 있어서 저작근운동기구(10)의 탄성부재(13)를 저항 수치 변화가 가능하도록 구성하고, 이를 본 발명의 시스템과 연계되도록 하여 보다 개선된 훈련 방법을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 저작근운동기구(10)은 탄성부재(13)는 유압 또는 공압 엑츄에이터(13a)로 이루어져 있으며, 상기 엑츄에이터(13a)로 유압 또는 공압을 공급하는 공급탱크(13b)가 구비되어 있고, 상기 공급탱크(13b)와 엑츄에이터(13a)를 연결하는 배관상에, 제공되는 유체 압력을 조절하는 전자식 압력조절밸브(13c)가 설치되도록 할 수 있다.
이 경우 도시된 것처럼 상기 압력조절밸브(13c)의 작동을 제어하도록 압력조절밸브(13c)와 전기적으로 연결되는 밸브작동제어부(61)와, 상기 밸브작동제어부(61)와 전기적으로 연결되며, 외부로부터 밸브 작동 신호를 제공받아 밸브작동제어부(61)에 제공하는 수신부(62)를 포함한 압력조절모듈(60)이 더 구비될 수 있다.
이때 상기 분석서버(50)는, 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결된 채 상기 압력조절모듈(60)의 수신부(62)로 신호를 전송하기 위한 송신부(59)와, 상기 교합데이터분석부(56) 및 카운팅데이터분석부(57)에서 분석된 데이터를 분석하여 상기 밸브작동제어부(61)에 전송할 압력 크기를 분석하는 압력분석부(58)가 더 구비될 수 있다.
이러한 방식은 사용자가 저작근 운동을 통해 교합이 정상화되었음에도 불구하고 지속적인 훈련 결과 족압 차이의 개선이 없는 경우나, 지속적인 저작근 운동에도 불구하고 교합이 정상화되지 않는 경우 입력부(53)를 통해 별도의 버튼 등으로 누르게 되면 중앙제어부(52)는 압력분석부(58)의 작동을 개시하도록 한다.
이때의 압력분석부(58)는 좌우 교합력의 차이값을 분석한 후 그 차이만큼의 압력을 분석하여 중앙제어부(52)에 제공하고, 중앙제어부(52)는 압력조절모듈(60)로 차이만큼의 작동 압력 신호를 제공하게 되면 압력조절모듈(60)은 밸브 작동 제어를 하게 되어 저작근 운동시 보다 많은 저항이 발생하도록 한다.
즉, 훈련 강도를 높여주게 된다.
이때, 압력분석부(58)에 의해 산출된 압력 데이터는 중앙제어부(52)의 제어에 의해 메모리부(55)에 저장되어 있다가, 조절된 압력으로의 훈련 개선 정도가 없는 경우 사용자가 입력부(53)를 통한 추가 입력시 비교되어 훈련시의 압력 값의 조정값의 기준으로 삼게 된다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 사용자 2 : 구강
3 : 발 10 : 저작근운동기구
11 : 상측피스 12 : 하측피스
13 : 탄성부재 13a : 엑츄에이터
13b: 공급탱크 13c : 압력조절밸브
20 : 교합력측정모듈 20a : 압력센서
20b : 혈류량감지센서 21 : 교합신호검출부
22 : 교합신호전처리부 23 : 데이터수집부
24 : 송신부 30 : 카운팅모듈
31 : 카운팅신호검출부 32 : 카운팅신호전처리부
33 : 데이터수집부 34 : 송신부
40 : 족압센서모듈 41 : 족압신호검출부
42 : 족압신호전처리부 43 : 데이터수집부
44 : 송신부 50 : 분석서버
51 : 수신부 52 : 중앙제어부
53 : 입력부 54 : 디스플레이부
55 : 메모리부 56 : 교합데이터분석부
57 : 카운팅데이터분석부 58 : 압력분석부
59 : 송신부 60 : 압력조절모듈
61 : 밸브작동제어부 62 : 수신부
3 : 발 10 : 저작근운동기구
11 : 상측피스 12 : 하측피스
13 : 탄성부재 13a : 엑츄에이터
13b: 공급탱크 13c : 압력조절밸브
20 : 교합력측정모듈 20a : 압력센서
20b : 혈류량감지센서 21 : 교합신호검출부
22 : 교합신호전처리부 23 : 데이터수집부
24 : 송신부 30 : 카운팅모듈
31 : 카운팅신호검출부 32 : 카운팅신호전처리부
33 : 데이터수집부 34 : 송신부
40 : 족압센서모듈 41 : 족압신호검출부
42 : 족압신호전처리부 43 : 데이터수집부
44 : 송신부 50 : 분석서버
51 : 수신부 52 : 중앙제어부
53 : 입력부 54 : 디스플레이부
55 : 메모리부 56 : 교합데이터분석부
57 : 카운팅데이터분석부 58 : 압력분석부
59 : 송신부 60 : 압력조절모듈
61 : 밸브작동제어부 62 : 수신부
Claims (6)
- 윗니가 끼워지는 상측피스(11)와, 아랫니가 끼워지는 하측피스(12)와, 상측피스(11)와 하측피스(12)를 상호 연결하면서 상측피스(11)와 하측피스(12)에 탄성을 인가하는 탄성부재(13)로 구성된 저작근운동기구(10)와;
상기 상측피스(11)와 하측피스(12) 사이 양측에 끼워져 설치되어 사용자의 저작근 운동에 따른 상측피스(11)와 하측피스(12) 사이의 압력을 측정하는 압력센서(20a)나, 사용자의 신체에 장착되어 혈류량을 측정하고 혈류량 변화를 측정하는 혈류량감지센서(20b) 중 어느 하나로 이루어져 저작근 운동에 따른 윗니와 아랫니 사이의 교합력을 측정하는 교합력측정모듈(20)과;
상기 저작근운동기구(10)에 설치되어 사용자의 저작근 운동 횟수를 측정하는 카운팅모듈(30)과;
사용자의 두 발에 장착되어 족압을 측정하는 족압센서모듈(40)과;
상기 교합력측정모듈(20), 카운팅모듈(30), 족압센서모듈(40)로부터 각각의 측정된 데이터를 제공받아 분석한 후 분석된 데이터를 화상으로 제공하는 분석서버(50);를 포함하여 구성되며,
상기 분석서버(50)는,
중앙제어부(52)를 구비하며,
상기 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)로부터 교합 데이터 및 족압 데이터를 제공받아 교합 데이터에 따른 족압 데이터의 변화를 분석하는 교합데이터분석부(56);
중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)에서 처리된 카운팅 데이터에 따른 족압 데이터의 변화를 분석하는 카운팅데이터분석부(57);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는,
저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 교합력측정모듈(20)은,
좌우 양측의 상하 어금니 사이의 교합력 신호를 검출하는 교합신호검출부(21)와;
상기 교합신호검출부(21)와 전기적으로 연결되어 교합신호를 전처리하는 교합신호전처리부(22)와;
상기 교합신호전처리부(22)와 전기적으로 연결되어 교합신호전처리부(22)에서 처리된 데이터를 수집하는 데이터수집부(23)와;
상기 데이터수집부(23)와 전기적으로 연결되어 데이터수집부(23)에 저장된 데이터를 상기 분석서버(50)로 송신하는 송신부(24);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는,
저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 카운팅모듈(30)은,
사용자의 저작근 운동에 의해 상측피스(11)와 하측피스(12)가 서로 접하거나 근접하는 카운팅 신호를 검출하는 카운팅신호검출부(31)와;
상기 카운팅신호검출부(31)와 전기적으로 연결되어 카운팅신호를 전처리하는 카운팅신호전처리부(32)와;
상기 카운팅신호전처리부(32)와 전기적으로 연결되어 카운팅신호전처리부(32)에서 처리된 데이터를 수집하는 데이터수집부(33)와;
상기 데이터수집부(33)와 전기적으로 연결되어 데이터수집부(33)에 저장된 데이터를 상기 분석서버(50)로 송신하는 송신부(34);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는,
저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 족압센서모듈(40)은,
사용자의 양측 발에 설치되어 지면과 발바닥이 접할 때 발생하는 족압 신호를 검출하는 족압신호검출부(41)와;
상기 족압신호검출부(41)와 전기적으로 연결되어 족압신호를 전처리하는 족압신호전처리부(42)와;
상기 족압신호전처리부(42)와 전기적으로 연결되어 족압신호전처리부(42)에서 처리된 데이터를 수집하는 데이터수집부(43)와;
상기 데이터수집부(43)와 전기적으로 연결되어 데이터수집부(43)에 저장된 데이터를 상기 분석서버(50)로 송신하는 송신부(44);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는,
저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분석서버(50)는,
송신부(24, 34, 44)에서 송신된 신호를 수신하며, 중앙제어부(52)가 전기적으로 연결된 수신부(51)와;
상기 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 사용자 입력 신호를 중앙제어부(52)에 제공하는 입력부(53), 중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)에서 처리된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부(54);
중앙제어부(52)와 전기적으로 연결되어 중앙제어부(52)에서 처리된 데이터를 저장하는 메모리부(55);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는,
저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 저작근운동기구(10)의 탄성부재(13)는 유압 또는 공압 엑츄에이터(13a)로 이루어져 있으며,
상기 엑츄에이터(13a)로 유압 또는 공압을 공급하는 공급탱크(13b)가 구비되어 있고, 상기 공급탱크(13b)와 엑츄에이터(13a)를 연결하는 배관상에, 제공되는 유체 압력을 조절하는 전자식 압력조절밸브(13c)가 설치되어 있으며,
상기 압력조절밸브(13c)의 작동을 제어하도록 압력조절밸브(13c)와 전기적으로 연결되는 밸브작동제어부(61)와, 상기 밸브작동제어부(61)와 전기적으로 연결되며, 외부로부터 밸브 작동 신호를 제공받아 밸브작동제어부(61)에 제공하는 수신부(62)를 포함한 압력조절모듈(60)이 더 구비되어 있고,
상기 분석서버(50)는,
중앙제어부(52)와 전기적으로 연결된 채 상기 압력조절모듈의 수신부(62)로 신호를 전송하기 위한 송신부(59)와;
상기 교합데이터분석부(56) 및 카운팅데이터분석부(57)에서 분석된 데이터를 분석하여 상기 밸브작동제어부(61)에 전송할 압력 크기를 분석하는 압력분석부(58)가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는,
저작근운동기구를 이용한 보행 균형 분석 시스템.
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| 논문(1), 교합균형이 자세 중심(重心)에 미치는 영향에 관한 연구, 대한치과턱관절기능교합학회지 제19권 제2호, 2003.06, 57-67 (11 pages) |
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