KR101914136B1 - 손 재활 운동 장치 - Google Patents

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KR101914136B1
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안범모
양기훈
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명은 손 재활 운동 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치는 환자의 손에 착용되어 상기 환자의 손가락을 움직일 수 있는 손 재활 운동 장치로서, 상기 환자의 손가락 마디에 각각 고정될 수 있는 복수 개의 고정부재를 포함하여 서로 다른 길이를 갖는 하나 이상의 손가락들 각각에 착용되는 복수 개의 손가락 착용부; 상기 환자의 손가락들 각각에 착용된 상기 복수 개의 손가락 착용부 각각의 상기 복수 개의 고정부재를 연결하는 복수 개의 구동 와이어; 및 상기 환자의 신체에 착용되어 상기 복수 개의 구동 와이어를 동시에 구동하는 하나의 구동부;를 포함하며, 상기 복수 개의 구동 와이어가 상기 하나의 구동부에 의하여 구동될 수 있다.

Description

손 재활 운동 장치{Rehabilitation device for hand}
본 발명은 손 재활 운동 장치에 관한 것이다.
산업재해나 교통사고, 또는 합병증으로 인한 신체 손상은 생활에 있어서 여러 기능의 장애를 일으킨다. 특히, 일상생활에 있어서 가장 많이 사용되는 손 기능이 저하되면 아주 큰 불편함이 따르게 된다. 손 기능의 저하를 막기 위해 환자는 재활 치료를 받게 된다.
보다 구체적으로, '재활치료'란 뇌졸중으로 손에 마비가 오는 환자, 또는 손가락의 뼈가 부러진 환자들이 수술 후 손가락 관절이 굳어지지 않게 관절을 가능한 한 최대로 굴신 운동을 꾸준히 반복해야 하는 아주 중요한 재활치료이다.
이는 손상 받은 부위의 기능을 향상시키고 건강한 부위의 기능을 강화시킴으로써 신체적 기능을 최대한 회복시키는 것을 목적으로 한다.
현재 재활치료는 다양한 장비들을 사용하고 있다. 그 중 관절운동 치료기인 CPM(Continuous Passive Motion-수동관절운동)이 있다.
CPM 장비는 스스로 운동이 불가능한 환자에게 수술 직후부터 수동적으로 운동을 시작하게 해줌으로써, 통증을 완화하고, 관절의 경직이나 유착 등 움직이지 않음으로 인해 생길 수 있는 부작용을 최소화하기 위해 개발된 운동기구이다. 이 재활치료 장비는 환자가 능동적으로 수행하지 못할 경우에 장비가 수동적으로 환자의 재활치료를 도와줌으로써 기능회복에는 도움이 될 수 있으나 환자의 재활치료 중에서 중요한 부분인 동기부여가 안 될 경우에는 어려운 점이 많다.
또한, 재활 장비들은 고가로 병원이나 전문가 위주로 제공되어 있으므로 병원에 내원 하여야만 이용할 수 있다. 또한 치료를 위한 장애물 없는 장소가 마련되어야 하고 치료사 및 재활치료 도우미가 동행해야만 해당 장비를 이용할 수 있다.
이러한 공간제약, 고가의 장비와 같은 불편한 점으로 인해 환자 개인이 재활치료 시스템을 갖추기는 힘들다. 운동 치료 및 작업 치료는 반복하여 꾸준히 시행하는 것이 가장 중요하며, 재활치료 과정에서 습득한 내용을 일상생활에서 지속적으로 수행하는 것이 재활치료의 목표이자 치료의 성과를 향상시키는 방법이다. 그러므로 손상 받은 손의 기능을 향상시키고 회복시키기 위해 능동적인 활동으로 치료를 제공할 수 있는 재활 시스템에 대한 기술개발이 요구된다.
본 발명의 일 실시예는 서로 다른 길이를 갖는 손가락들을 동시에 움직일 수 있는 손 재활 운동 장치에 관한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 환자의 손에 착용되어 상기 환자의 손가락을 움직일 수 있는 손 재활 운동 장치로서, 상기 환자의 손가락 마디에 각각 고정될 수 있는 복수 개의 고정부재를 포함하여 서로 다른 길이를 갖는 하나 이상의 손가락들 각각에 착용되는 복수 개의 손가락 착용부; 상기 환자의 손가락들 각각에 착용된 상기 복수 개의 손가락 착용부 각각의 상기 복수 개의 고정부재를 연결하는 복수 개의 구동 와이어; 및 상기 환자의 신체에 착용되어 상기 복수 개의 구동 와이어를 동시에 구동하는 하나의 구동부;를 포함하며, 상기 복수 개의 구동 와이어가 상기 하나의 구동부에 의하여 구동되는 손 재활 운동 장치를 제공한다.
또한, 서로 다른 길이를 갖는 적어도 일부 손가락들에 착용된 상기 복수 개의 손가락 착용부에 설치되는 상기 복수 개의 구동 와이어는 동일한 길이로 형성될 수 있다.
또한, 상기 손가락 착용부 각각은 상기 손가락의 끝에 위치한 제 1 마디에 고정될 수 있는 제 1 고정부재; 및 상기 손가락의 상기 제 1 마디보다 손바닥에 가까운 쪽에 위치한 제 2 마디에 고정될 수 있는 제 2 고정부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 고정부재는 상기 손가락의 제 1 마디에 끼워지는 링형 제 1 몸체 및 상기 링형 몸체로부터 손가락의 단부측으로 방향으로 돌출된 지지부를 포함하고, 상기 링형 몸체에는 상기 구동 와이어의 단부가 관통 결합되는 제 1 관통홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 고정부재는 상기 손가락 마디에 결합되는 링형 또는 원호형 제 2 몸체를 포함하고, 상기 제 2 몸체에는 상기 구동 와이어의 중간 부분이 관통 결합되는 제 2 관통홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 손가락의 상기 제 2 마디보다 상기 손바닥에 가까운 쪽에 위치한 제 3 마디에 고정될 수 있는 제 3 고정부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 3 고정 부재는 상기 손가락 마디에 결합되는 링형 또는 원호형 제 3 몸체를 포함하고, 상기 제 3 몸체에는 상기 구동 와이어의 중간 부분이 관통 결합되는 제 3 관통홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 고정부재의 상기 제 1 몸체 및 상기 제 2 고정부재의 제 2 몸체 및 상기 제 3 고정부재의 상기 제 3 몸체 중 적어도 하나는 상기 손의 손등이 향하는 방향으로 돌출된 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부에 상기 관통홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 3 몸체에 형성된 돌출부가 상기 제 2 몸체에 형성된 돌출부보다 긴 돌출 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 고정부재의 상기 제 1 몸체의 제 1 관통홀을 관통한 상기 구동 와이어의 단부를 상기 제 1 고정부재에 고정시키기 위한 적어도 하나의 단부 고정 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 고정부재 및 상기 제 2 고정부재 사이 또는 상기 제 2 고정부재 및 상기 제 3 고정부재 사이에서 상기 구동 와이어를 지지하는 적어도 하나의 와이어 지지 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단부 고정 부재 및 상기 와이어 지지 부재는 동일한 형상으로 이루어지고, 상기 구동 와이어가 관통하는 제 4 관통홀을 구비하는 바 형상의 제 4 몸체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 환자의 손가락의 길이에 따라 상기 복수개의 손가락 착용부의 상기 제 1 고정부재에 결합되는 상기 구동 와이어의 단부를 고정하기 위한 단부 고정 부재의 수가 다르게 형성될 수 있다.
또한, 길이가 짧은 손가락에 착용되는 상기 손가락 착용부에 배치되는 상기 단부 고정 부재의 개수가 길이가 긴 손가락에 착용되는 상기 손가락 착용부에 배치되는 상기 단부 고정 부재의 개수보다 많을 수 있다.
또한, 상기 제 1 내지 제 4 관통홀의 내경은 상기 구동 와이어의 지름에 대응하는 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치는 복수 개의 손가락 착용부에 배치되는 복수 개의 구동 와이어의 길이가 동일하게 형성함으로써, 하나의 구동부에 의해 복수 개의 구동 와이어가 동시에 구동됨으로써, 서로 다른 길이를 갖는 손가락들이 동시에 움직일 수 있다.
또한, 일반적인 장갑 형태에 손가락 착용부, 구동와이어 및 구동부가 설치되며, 장치의 부피가 종래 기술에 따른 재활 장치보다 작은 부피를 갖기 때문에, 공간의 제약 없이 언제 어디서든 환자 스스로 손 재활 운동이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치의 손가락 착용부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치의 손가락 착용부의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치를 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치의 제3손가락 착용부와 제2손가락 착용부를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치를 이용한 재활 훈련 시스템의 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치의 손가락 착용부를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치의 손가락 착용부의 다른 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치를 도시한 도면이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치의 제3손가락 착용부와 제2손가락 착용부를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치(100)는 재활을 필요로 하는 환자의 손에 착용되어 손의 재활을 돕는 장치이다.
이를 위하여 손 재활 운동 장치(100)는 도 1에서와 같이, 손가락에 착용되는 손가락 착용부(110), 구동 와이어(120) 및 구동부(130)를 포함할 수 있다.
여기서, 손가락 착용부(110) 및 구동 와이어(120)는 환자의 손에 착용될 수 있도록 손 형상의 장갑 몸체(140)에 배치될 수 있다.
이때, 장갑 몸체(140)는 외피 및 내피로 이루어지는 2중 구조로, 외피 및 내피 사이에는 일정 공간이 형성될 수 있고, 이 일정 공간 내부에 상기 손가락 착용부 및 구동 와이어가 배치될 수 있다.
손가락 착용부(110)는 도 2에서와 같이 손가락 재활 운동을 필요로 하는 손의 손가락에 착용된다. 그리고 손가락 착용부(110)는 복수 개의 고정부재와 복수 개의 와이어 지지부재(114)를 포함할 수 있다.
복수 개의 고정부재는 손가락 마디에 착용될 수 있다. 본 발명에서는 엄지를 제외한 손가락들 각각에 3 개의 고정부재가 고정될 수 있으며, 엄지 손가락에는 두 개의 고정부재가 고정될 수 있다.
이를 위해, 고정부재는 손가락의 끝에 위치한 제1마디에 고정되는 제1고정부재(111)와, 손가락의 제1마디보다 손바닥에 가까운 쪽에 위치한 제2 마디에 고정되는 제2고정부재(112)를 포함할 수 있다.
이때, 엄지손가락을 제외한 나머지 손가락들에는 손바닥과 연결되는 쪽에 위치한 제3마디에 고정되는 제3고정부재(113)를 더 포함할 수 있다.
제1고정부재(111)는 제1마디에 고정되는 링 형상의 제1몸체(111a)와, 링형 몸체로부터 손가락의 단부측으로 돌출되는 지지부(111b)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1몸체(111a)의 상부측에는 구동 와이어(120)의 단부가 관통 결합되는 제1관통홀(111c)이 형성된다.
그리고, 지지부(111b)는 손가락의 단부를 지지할 수 있으며, 이를 위해 지지부(111b)는 손가락의 단부측 둘레를 감싸도록 제1몸체(111a)에서 수직 방향으로 돌출될 수 있다. 이에 손가락의 단부가 제1몸체(111a)측으로 삽입되어 제1몸체(111a)가 제1마디에 고정되고, 손가락의 단부는 지지부(111b)와 접촉된 상태로 지지부(111b)에 지지될 수 있다.
제2고정부재(112)는 손가락의 가운데에 위치한 제2마디에 고정되는 제2몸체(112a)를 포함하며, 제2몸체(112a)의 상부측에는 구동 와이어(120)의 중간 부분이 관통결합되는 제2관통홀(112c)이 형성될 수 있다.
또한, 제3고정부재(113)는 손바닥과 연결되는 손가락의 안쪽에 위치한 제3마디와 결합되는 제3몸체(113a)를 포함하며, 제3몸체(113a)의 상부측에는 구동 와이어(120)의 중간 부분이 관통결합되는 제3관통홀(113c)이 형성될 수 있다.
여기서, 제2고정부재(112)의 제2몸체(112a) 및 제3고정부재(113)의 제3몸체(113a)는 링 형상으로 형성되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 일단이 연결되지 않은 원호 형상으로 형성될 수 있다.
이에 더불어, 제1 내지 제3몸체(111a,112a,113a)의 상부측에는 돌출부(115)가 구비될 수 있다. 그리고 제1관통홀 내지 제3관통홀(111c,112c,113c)은 돌출부(115)에 형성될 수 있다.
여기서 도 3에서와 같이, 제2몸체(112a)의 돌출부(115)의 높이(h1)와 제3몸체(113a)의 돌출부(115)의 높이(h2)는 동일할 수 있지만, 도 4에서와 같이 제2몸체(112a)의 돌출부(115)의 높이(h1')가 제3몸체(113a)의 돌출부(115)의 높이(h2')보다도 작게 형성될 수 있다.
이는 손가락 단부측에 적용되는 힘이 최대화될 수 있도록 하기 위한 것으로, 구동 와이어(120)의 높이는 제1고정부재(111)의 제1관통홀(111c)에서부터 제3고정부재(113)의 제3관통홀(113c)까지 손가락으로부터 멀어지도록 배치될 수 있다.
그리고, 제1고정부재(111)에 형성되는 돌출부의 높이는 제2 및 제3고정부재의 돌출부들 보다 작아야 한다. 이에 제1고정부재(111)는 돌출부가 형성되지 않을 수 있다. 이때 제1관통홀(111c)은 제1고정부재(111)의 제1몸체(111a)에 형성될 수 있다.
이에 따라, 손가락 끝부분에 적용되는 힘과 방향의 제어가 가능할 수 있다.
한편, 서로 이웃하는 고정부재들 사이에는 복수 개의 와이어 지지부재(114)가 배치될 수 있다.
복수 개의 와이어 지지부재(114)는 바 형상으로 제1고정부재(111)의 제1몸체(111a)와 제2고정부재(112)의 제2몸체(112a) 사이, 제2고정부재(112)의 제2몸체(112a)와 제3고정부재(113)의 제3몸체(113a) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 복수 개의 와이어 지지부재(114)는 제1고정부재(111)에서부터 구동부(130)까지 연결되는 구동 와이어(120)의 위치를 지지할 수 있으며, 이를 위하여 와이어 지지부재(114)에는 구동 와이어(120)가 관통 결합되는 제4관통홀(114c)이 형성될 수 있다. 이때, 제4관통홀(114c)의 내경은 구동 와이어(120)의 지름에 대응되게 형성된다.
이에, 구동 와이어(120)는 제4관통홀(114c)에 결합되어 지지될 수 있다.
이때, 제1 내지 제4관통홀(111c,112c,113c,114c)은 한 쌍으로 형성될 수 있으며, 하나의 구동 와이어(120)는 한 쌍으로 형성된 제1 내지 제4관통홀(111c,112c,113c,114c)을 관통할 수 있다. 즉, 도 1에서와 같이 하나의 구동 와이어(120) 일단은 한 쌍의 제1 내지 제4관통홀(111c,112c,113c,114c) 중 하나의 제1 내지 제4관통홀을 통과한 후, 나머지 하나의 제1 내지 제4관통홀을 관통하여 구동부(130) 측으로 연결될 수 있다.
또는 한 쌍의 구동 와이어(120)가 손가락 착용부(110)에 형성될 수 있으며, 이때, 한 쌍의 구동 와이어(120)은 한 쌍의 제1 내지 제4관통홀에 각각 결합될 수 있다.
또는 하나의 구동 와이어(120)가 손가락 착용부(110)에 형성될 수 있으며, 제1 내지 제4관통홀은 하나의 구동 와이어(120)에 대응하여 형성될 수 있다.
즉, 제1 내지 제4관통홀(111c,112c,113c,114c)은 구동 와이어(120)가 손가락 착용부(110)에 배치되는 개수에 대응되어 형성될 수 있다.
그리고, 제1 내지 제3관통홀(111c,112c,113c)의 내경은 제4관통홀(114c)과 같이 구동 와이어(120)의 지름에 대응되게 형성된다.
구동 와이어(120)는 환자의 손가락을 구부렸다 폈다 하는 동작을 도와주도록 환자의 손바닥 및 손등 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 와이어(120)는 환자의 손등에 배치된다.
그리고, 구동 와이어(120)는 구부렸다 폈다 하는 손가락 운동에 따라 같이 움직일 수 있도록 신축성을 가질 수 있다.
이러한 구동 와이어(120)의 일단은 손가락 착용부(110)에 결합되며, 타단은 구동부(130)에 결합된다.
이때, 재활을 필요로 하는 손가락에 결합되는 손가락 착용부(110) 개수에 따라 대응되어 구동 와이어(120)가 배치될 수 있다. 이러한 구동 와이어(120)는 하나의 구동부(130)에 의해 구동되며, 이에 구동 와이어(120)는 손가락 착용부(110)를 구동시킬 수 있다.
구동부(130)는 복수 개의 구동 와이어(120)을 구동하여 손가락들을 굽었다 폈다 할 수 있도록 한다.
이를 위하여, 구동부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(131), 구동모터(133), 제어부(135) 및 전원공급부재(137)를 포함할 수 있다.
하우징(131)은 구동모터(133), 제어부(135) 및 전원공급부재(137)를 내장하기 위한 것으로, 손목에 배치된다. 여기서, 하우징(131)은 환자의 손목에 설치될 수도 있지만, 장갑몸체(140)의 손목 측에 설치될 수도 있음을 밝혀둔다.
이때, 하우징(131)의 양 측면으로는 구동부(130)를 환자의 손목에 결합되도록 체결밴드(141)를 구비할 수 있다.
체결밴드(141)는 한 쌍으로 구비되며, 각각 하우징(131)의 양 단에 구비된다. 그리고 한 쌍의 체결밴드(141)가 서로 중첩되는 부분에는 하우징(131)을 환자의 손목에서 착탈 가능하도록 하는 체결부재가 구비될 수 있다.
이때 체결부재(미도시)는 환자의 손목에서 착탈이 용이한 재질로 형성될 수 있으며, 보다 상세하게는 벨크로부재 및 스냅단추가 사용될 수 있다. 그러나 본 발명이 이로 제한되지 않으며, 체결부재(미도시)는 하우징(131)이 환자의 손목에 체결될 수 있는 구조라면 어떠한 구조든지 사용될 수 있다.
구동모터(132)는 하우징(131) 내에 설치되며, 복수 개의 구동 와이어(120)는 구동모터(133)의 회전축에 결합된다. 이에 구동모터(133)의 구동에 의해 회전축이 회전됨으로써 복수 개의 구동 와이어(120)가 구동되어 복수 개의 손가락 착용부(110)를 구동시킬 수 있다.
제어부(135)는 복수 개의 구동 와이어(120)가 구동되도록 구동모터(133)를 제어한다. 후술되는 출력장치의 통합 제어부(210)가 전달하는 데이터를 입력 받아 구동모터(133)를 구동시킬 수 있다.
그리고, 제어부(135)는 복수 개의 구동 와이어(120)가 구동된 데이터를 후술되는 통합 제어부(210) 측으로 전달 할 수도 있다.
또한, 전원공급부재(137)는 일반적으로 배터리로 사용될 수 있으며, 제어부(135) 및 구동모터(133) 측으로 전원을 공급한다.
이러한, 손 재활 운동 장치의 손가락 착용부(110) 및 구동 와이어(120)는 재활을 필요한 손가락에 착용될 수 있으며, 일례로, 한 손에 있는 다섯 개의 손가락이 재활을 필요로 하는 경우에는, 손가락 착용부(110) 및 구동 와이어(120)는 다섯 개의 손가락에 일대일 매칭되도록 설치될 수 있다.
그리고, 본 발명의 용이한 설명을 위하여, 본 발명의 상세한 설명 및 도면에서는 다섯 개의 손가락이 재활을 필요로 하는 경우를 일 예로 설명 및 도시하도록 한다.
다섯 개의 손각락에 착용된 제1 내지 제5손가락 착용부(110a, 110b, 110c, 110d, 110e) 각각은 제1 내지 제5구동 와이어(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)와 일대일 매칭되어 결합될 수 있다. 이때, 엄지 손가락에 배치되는 손가락 착용부 및 구동 와이어를 제1손가락 착용부 및 제1구동 와이어로 지칭하며, 엄지 손가락으로부터 차례대로 배치되는 손가락 착용부 및 구동 와이어들은 제2 내지 제5 손가락 착용부 및 제2 내지 제5구동 와이어로 지칭하도록 한다.
여기서, 제1 내지 제5구동 와이어(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)가 하나의 구동부(130)에 의해 구동됨으로써, 제1 내지 제5손가락 착용부(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)가 동시에 구부렀다 폈다 하는 운동을 할 수 있다. 일반적으로 사람의 손가락들의 길이는 서로 상이하기 때문에, 손가락들에 착용되는 제1 내지 제5손가락 착용부(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)의 길이도 서로 상이하다.
이에 서로 상이한 길이를 갖는 제1 내지 제5손가락 착용부(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)가 하나의 구동부(130)에 의해 동시에 움직일 수 있도록, 제1 내지 제5손가락 착용부(110) 각각에 배치되는 제 1 내지 제5구동 와이어(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)의 길이가 동일하도록 형성될 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제5손가락 착용부(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)로부터 구동부(130)까지 연결되는 제1 내지 제5구동 와이어(120)의 길이(L)는 서로 동일하다.
이때, 제1 내지 제5구동 와이어(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)가 서로 동일한 길이로 제1 내지 제5손가락 착용부(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)에 설치될 수 있도록, 제1 내지 제5손가락 착용부(110a, 110b, 110c, 110d, 110e) 각각에는 단부 고정부재(116)가 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 단부 고정부재(116)는 제1고정부재(111)의 전방에 배치되어 구동 와이어(120)의 단부와 결합된다. 이때, 제1고정부재의 전방은 손가락 단부측을 지칭한다.
여기서, 단부 고정부재(116)는 와이어 지지부재(114)와 동일한 바 형상으로 형성될 수 있으며, 구동 와이어(120)가 관통되어 결합되는 제4관통홀(114c)이 형성될 수 있다.
이때, 제4관통홀(114c)의 내경은 구동 와이어(120)의 지름에 대응되게 형성될 수 있다.
또한, 제1 내지 제5구동 와이어(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)의 길이가 동일한 길이로 설치되도록, 단부 고정부재(116)의 개수는 손가락 길이에 따라 상이하게 배치될 수 있다.
즉, 단부 고정부재(116)는 제1 내지 제5구동 와이어(120a, 120b, 120c, 120d, 120e)의 일단이 동일한 위치에서 제1 내지 제5손가락 착용부(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)에 고정될 수 있도록 한다.
이에, 길이가 짧은 손가락에 착용되는 손가락 착용부에 배치되는 단부 고정부재(116)의 개수가 길이는 긴 손가락에 착용되는 손가락 착용부에 배치되는 단부 고정부재(116)의 개수보다 많이 배치될 수 있다.
일례로, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 손가락들 중 길이가 가장 긴 중지에 착용되는 제3손가락 착용부(110c)는 제1고정부재(111)의 전방으로 단부 고정부재(116)가 배치되지 않는다(도 6a 참조). 반면, 검지 손가락에 착용되는 제2손가락 착용부(110b)는 제1고정부재(111)의 전방으로 두 개의 단부 고정부(116)가 배치될 수 있다(도 6b 참조).
보다 상세하게, 제3구동 와이어(120c)의 일단은 제1고정부재(111)의 제1관통홀(111c)에 결합된다. 그리고, 제2구동 와이어(120b)의 일단이 제3손가락 착용부(110c)의 제1고정부재(111)의 위치와 동일한 위치에서 제2손가락 착용부(110b)의 제1고정부재(111)에 고정될 수 있도록, 제2손가락 착용부(110b)의 제1고정부재(111) 전방으로 두 개의 단부 고정부재(116)가 배치된다.
이에, 제2손가락 착용부(110b)의 제1고정부재(111)에는 두 개의 단부 고정부재(116)가 배치됨으로써, 제2구동 와이어(120b)의 일단이 제3구동 와이어(120c)의 일단과 동일한 위치에 배치될 수 있다.
이에 따라, 서로 상이한 길이를 갖는 손가락에 착용되는 복수 개의 손가락 착용부 각각에 배치되는 복수 개의 구동 와이어의 길이가 동일하게 형성함으로써, 하나의 구동부에 의해 복수 개의 구동 와이어가 동시에 구동될 수 있고, 이에 복수 개의 손가락 착용부가 동시에 구부렸다 펴졌다 구동될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 제2손가락 착용부의 제1고정부재에 두 개의 단부 고정부재가 배치되는 것으로 도시 및 설명하고 있으나, 본 발명이 이로 제한되지 않으며, 재활을 필요로 하는 환자의 손가락 길이에 따라 상이하게 배치될 수 있다. 즉, 복수 개의 구동 와이어가 하나의 구동부에 의해 구동될 수 있도록 복수 개의 구동 와이어의 길이가 동일하게 형성될 수만 있으면 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 손 재활 운동 장치를 이용한 재활 훈련 시스템의 블록도이다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 손 재활 운동 장치(100)는 재활 훈련 시스템(200)과 연결됨으로써, 환자는 스스로 재활치료에 대해 흥미를 가지고 재활운동을 할 수 있다.
먼저, 재활 훈련 시스템(200)은 대칭 훈련을 통하여 손 재활 훈련을 한다. 대칭 훈련은 건측 손의 움직임을 이용하여 환측 손을 재활시키는 운동이다.
이를 위하여, 재활 훈련 시스템(200)은 도 7에 도시된 바와 같이 상술한 바와 같은 특징을 갖는 환측 손 재활 운동 장치(100a), 건측 손 재활운동 장치(100b), 통합 제어부(210), 디스플레이부(220) 및 콘텐츠제공부(230)를 포함한다.
여기서 콘텐츠제공부(230) 및 통합 제어부(210)는 출력장치에 내장될 수 있으며, 상기 출력장치는 스마트 폰, 태블릿 PC, PC 등 일 수 있다.
그리고 환측 및 건측 손 재활 운동 장치(100a, 100b)는 환자의 양 손에 각각 착용될 수 있다. 이때, 환측 손 재활 운동 장치(100a)는 손가락 재활이 필요한 손에 착용되며, 건측 손 재활 운동 장치(100b)는 건강한 손에 착용된다.
이러한, 환측 및 건측 손 재활 운동 장치(100a, 100b)는 상기 출력장치와 무선 통신 방식 또는 유선 통신 방식으로 연결될 수 있다.
여기서, 무선 통신 방식으로는 근거리무선통신(NFC), 무선 USB, 와이파이, 블루투스, 지그비 및 무선 주파수 통신일 수 있다.
한편, 환측 및 건측 손 재활 운동 장치(100a, 100b)는 도 1 내지 도 6에 도시 및 설명된 손 재활 운동 장치의 형태로 형성될 수 있으며, 또는 환측 손 재활장치(100a)는 도 1 내지 도6에 도시 및 설명된 손 재활 운동 장치의 형태로 형성되고 건측 손 재활 운동 장치(100b)는 환측 손 재활 운동 장치(100a)와 다른 형태로 형성될 수 있다.
통합 제어부(210)는 환측 및 건측 손 재활 운동 장치(100a, 100b)와 출력장치가 서로 연결되어 두 장치 사이에서 송수신되는 데이터를 전달하고 제어한다.
구체적으로 통합 제어부(210)는 송신부(211), 수신부(212) 및 저장부(213)를 포함할 수 있다.
수신부(212)는 디스플레이(220)에 표시된 재활 훈련 콘텐츠를 따라 구동된 건측 손 재활 운동 장치(100b)의 운동 신호를 수신한다. 수신부(211)를 통하여 수신된 건측 손 재활 운동 장치(100b)의 운동 신호는 저장부(213)에서 저장된다.
그리고, 저장부(213)에 저장된 운동 신호는 송신부(211)에 의해 환측 손 재활 운동 장치(100a)의 제어부(135)로 송신된다.
그러면, 환측 손 재활 운동 장치(100a)의 제어부는 통합 제어부(210)에서 보낸 운동 신호에 따라 구동모터(133)를 구동시키며, 구동모터(133)의 구동에 따라 복수 개의 구동 와이어(120)가 구동됨에 따라 복수 개의 손가락 착용부(110)가 구동된다.
또한, 저장부(213)는 건측 손 재활 운동 장치(100b)의 운동 정보 및 환측 손 재활 운동 장치(100a)의 재활 운동 정보를 저장한다.
디스플레이부(220)는 재활 훈련 콘텐츠(230), 환측 손 재활 운동 장치(100a)의 운동 상태 및 건측 손 재활 운동 장치(100b)의 운동 상태를 환자가 눈으로 확인 할 수 있도록 표시할 수 있다.
이때, 디스플레이부(220)에 표시되는 재활 훈련 콘텐츠는 가상 현실로 표시될 수 있다. 가상 현실 기반으로 하는 재활 훈련 콘텐츠는 디스플레이부(220) 상에 가상의 3차원 환경을 구성하여 손의 재활 훈련 및 동작을 수행할 수 있다.
콘텐츠제공부(230)는 환자의 재활이 필요한 환측 손 상태에 따라 필요한 다양한 재활 훈련 콘텐츠를 저장한다.
이때, 콘텐츠제공부(230)는 저장되는 다양한 종류의 재활 훈련 콘텐츠에 따라서 난이도를 변경할 수 있다. 즉, 다양한 재활 훈련 콘텐츠 중 원하는 재활 훈련 콘텐츠가 선택되면, 환자는 선택된 재활 훈련 콘텐츠의 난이도를 환자의 환측 손 상태에 따라 설정할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 재활 운동 시스템(200)의 구동 방법을 간략하게 살펴보면, 환자는 콘텐츠제공부(230)에서 희망하는 재활 훈련 콘텐츠를 선택하고, 선택된 재활 훈련 콘텐츠의 난이도 즉, 재활 동작에 대한 난이도를 선택한다.
이때, 통합제어부(210)는 환자가 원하는 재활 훈련 콘텐츠를 표시하도록 콘텐츠제공부(230)를 제어한다.
그리고, 디스플레이부(220) 상에 재활 훈련 콘텐츠가 표시되면, 통합 제어부(210)는 건측 손 재활 운동 장치(100b)의 제어부 측으로 구동 명령을 전달하며, 건측 손 재활 운동 장치(100b)는 재활 훈련 콘텐츠의 재활 동작을 따라 움직인다.
이때 저장부(213)는 재활 동작을 따라하는 건측 손 재활 운동 장치(100b)의 운동 정보를 건측 손 재활 운동 장치(100b)의 제어부에서 통합 제어부(210) 측으로 전달되는 데이터를 저장한다.
이후, 통합 제어부(210)는 저장부(213) 측에 저장되는 건측 손 재활 운동 장치(100b)의 운동 정보를 환측 손 재활 운동 장치(100a)의 제어부 측으로 전달하며, 이에 따라 환측 손 재활 운동 장치(100a)의 제어부(135)는 구동모터(133)를 구동시킴으로써, 환측 손 재활 운동 장치(100a)는 건측 손 재활 운동 장치(100b)의 움직임을 따라 구동된다.
그리고 건측 손 재활 운동 장치(100b)의 운동 정보와 환측 손 재활 운동 장치(100a)의 운동 정보를 비교하여 현재 환측 손 재활 운동 장치(100a)의 상태를 디스플레이부(220) 상에서 표시할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 재활 훈련 시스템은 장갑 형태의 손 재활 운동 장치를 일반적으로 사용되는 출력장치에 연결시켜 환자의 손 재활 운동을 가능하도록 함으로써, 공간의 제약 없이 언제 어디서든 환자의 손 재활 운동이 가능할 수 있다.
또한, 재활 훈련 시스템은 가상현실을 기반으로 하는 재활 훈련 프로그램이 내장됨으로써, 환자는 재활치료에 흥미를 가지고 능동적으로 재활운동을 할 수 있다.
또한, 환자의 환측 손 상태에 따라 재활 동작의 난이도 설정이 가능하며, 환자의 재활 치료에 대한 동기 부여를 할 수 있고 심리적으로 안정적인 재활 치료가 가능하다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 손 재활 운동 장치 110 : 손가락 착용부
111 : 제1고정부재 112 : 제2고정부재
113 : 제3고정부재 114 : 와이어 지지부재
115 : 돌출부 116 : 단부 고정부재
120 : 구동 와이어 130 : 구동부
131 : 하우징 133 : 구동 모터
135 : 제어부 137 : 전원 공급부

Claims (15)

  1. 환자의 손에 착용되어 상기 환자의 손가락을 움직일 수 있는 손 재활 운동 장치로서,
    상기 환자의 손가락 마디에 각각 고정될 수 있는 복수 개의 고정부재를 포함하여 서로 다른 길이를 갖는 하나 이상의 손가락들 각각에 착용되는 복수 개의 손가락 착용부;
    상기 환자의 손가락들 각각에 착용된 상기 복수 개의 손가락 착용부 각각의 상기 복수 개의 고정부재를 연결하는 복수 개의 구동 와이어; 및
    상기 환자의 신체에 착용되어 상기 복수 개의 구동 와이어를 동시에 구동하는 하나의 구동부;를 포함하며,
    상기 복수 개의 구동 와이어가 상기 하나의 구동부에 의하여 구동되고,
    서로 다른 길이를 갖는 적어도 일부 손가락들에 착용된 상기 복수 개의 손가락 착용부에 설치되는 상기 복수 개의 구동 와이어는 동일한 길이로 형성되고,
    상기 손가락 착용부 각각은
    상기 손가락의 끝에 위치한 제 1 마디에 고정될 수 있는 제 1 고정부재; 및
    상기 손가락의 상기 제 1 마디보다 손바닥에 가까운 쪽에 위치한 제 2 마디에 고정될 수 있는 제 2 고정부재를 포함하고,
    상기 제 1 고정부재는 상기 손가락의 제 1 마디에 끼워지는 링형 제 1 몸체 및 상기 링형 제 1 몸체로부터 손가락의 단부측 방향으로 돌출된 지지부를 포함하고, 상기 링형 제 1 몸체에는 상기 구동 와이어의 단부가 관통 결합되는 제 1 관통홀이 형성되고,
    상기 제 1 고정부재의 상기 제 1 몸체의 제 1 관통홀을 관통한 상기 구동 와이어의 단부를 상기 제 1 고정부재에 고정시키기 위한 적어도 하나의 단부 고정 부재를 포함하고,
    상기 환자의 손가락의 길이에 따라 상기 복수개의 손가락 착용부의 상기 제 1 고정부재에 결합되는 상기 구동 와이어의 단부를 고정하기 위한 단부 고정 부재의 수가 다르게 형성되는 손 재활 운동 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 고정부재는 상기 손가락 마디에 결합되는 링형 또는 원호형 제 2 몸체를 포함하고, 상기 제 2 몸체에는 상기 구동 와이어의 중간 부분이 관통 결합되는 제 2 관통홀이 형성되는, 손 재활 운동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 손가락의 상기 제 2 마디보다 상기 손바닥에 가까운 쪽에 위치한 제 3 마디에 고정될 수 있는 제 3 고정부재를 포함하는, 손 재활 운동 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 3 고정 부재는 상기 손가락 마디에 결합되는 링형 또는 원호형 제 3 몸체를 포함하고, 상기 제 3 몸체에는 상기 구동 와이어의 중간 부분이 관통 결합되는 제 3 관통홀이 형성되는, 손 재활 운동 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 고정부재의 상기 제 1 몸체 및 상기 제 2 고정부재의 제 2 몸체 및 상기 제 3 고정부재의 상기 제 3 몸체 중 적어도 하나는 상기 손의 손등이 향하는 방향으로 돌출된 돌출부를 구비하고, 상기 돌출부에 상기 제 1 관통홀 내지 제3 관통홀이 대응되도록 형성되는, 손 재활 운동 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 몸체에 형성된 돌출부가 상기 제 2 몸체에 형성된 돌출부보다 긴 돌출 길이를 갖도록 형성되는, 손 재활 운동 장치.
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 고정부재 및 상기 제 2 고정부재 사이 또는 상기 제 2 고정부재 및 상기 제 3 고정부재 사이에서 상기 구동 와이어를 지지하는 적어도 하나의 와이어 지지 부재를 포함하는, 손 재활 운동 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단부 고정 부재 및 상기 와이어 지지 부재는 동일한 형상으로 이루어지고, 상기 구동 와이어가 관통하는 제 4 관통홀을 구비하는 바 형상의 제 4 몸체를 포함하는, 손 재활 운동 장치.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    길이가 짧은 손가락에 착용되는 상기 손가락 착용부에 배치되는 상기 단부 고정 부재의 개수가 길이가 긴 손가락에 착용되는 상기 손가락 착용부에 배치되는 상기 단부 고정 부재의 개수보다 많은, 손 재활 운동 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 관통홀의 내경은 상기 구동 와이어의 지름에 대응하는 길이를 갖는, 손 재활 운동 장치.
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