KR102087267B1 - 운동 통증 완화를 위한 앱 구동형 웨어러블 전기치료기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테니스 엘보우나 골프 엘보우 등 통증이 있는 관절 부위에 붙여 전기자극을 인가하되, 부착 위치에 구애받지 않고 견고한 부착상태를 유지할 수 있고 무선 방식으로 구동하여 활동에 불편함을 주지 않는 운동 통증 완화를 위한 앱 구동형 웨어러블 전기치료기기에 관한 것이다.

Description

운동 통증 완화를 위한 앱 구동형 웨어러블 전기치료기기 {An App-driven type miniaturized wearable electrotherapy device for reduction of exercise pain}

본 발명은 전기치료기기에 관한 것으로, 자세하게는 테니스 엘보우나 골프 엘보우 등 통증이 있는 다양한 관절 부위에 붙여 전기자극을 인가하되, 부착 위치에 구애받지 않고 견고한 부착상태를 유지할 수 있고 무선 방식으로 구동하여 활동에 불편함을 주지 않는 운동 통증 완화를 위한 앱 구동형 웨어러블 전기치료기기에 관한 것이다.

테니스 엘보우, 골프 엘보우 증상은 팔꿈치 관절과 팔에 무리한 힘이 가해져 팔꿈치 관절에 통증이 생기는 질환으로 명칭에서와 같은 테니스 선수나 골프 선수가 아니라도 목수, 주부, 미용사 등 손목과 팔을 많이 사용하고 반복적인 움직임을 요구하는 다양한 사람들한테도 증상이 나타나고 있다.

이의 원인은 팔꿈치에서 손목으로 이어진 뼈를 둘러싼 인대가 부분적으로 파열되거나 염증이 생김에 따른 것으로 작은 충격이 반복되면서 그 충격이 쌓여 서서히 통증이 생겨나며, 손목 등을 지나치게 사용함에 따른 급성이나, 노화로 인해 근육에 무리가 생겨 근육과 인대에 상처를 입어 발생한다.

이의 치료를 위해 진통제, 소염제, 관절염 치료제 등이 포함된 제제로서 경구용 내복제나, 파스, 연고류, 겔류, 에어졸, 로션, 물파스 등으로 구분되는 비경구용 경피 투여제가 사용되고 있으며, 치료 과정 중에도 반복적인 부하가 가해지면 정상적으로 치유되지 못하고 불완전하고 비정상적으로 치유되어 만성 통증이 발생할 수 있을 뿐 아니라 스테로이드 국소 주사는 단기적 효과는 클 수 있지만 장기적으로 관절 손상을 일으켜 치료에 어려움을 일으킬 수 있다.

또한, 근래에는 체외 충격파 치료나 TENS(텐스), OUTO TENS(오토텐스), 경피신경치료기, 경피신경자극기 등으로 불리는 저주파 치료기도 많이 활용되고 있다.

체외 충격파 치료는 팔꿈치 부위에 시행하여 염증이 있는 부분에 새로운 조직과 혈관이 생성되도록 도와주는 치료로 어느 정도의 효과가 검증되었으나 염증이 나타난 지 3개월 이상 되었다면 이미 염증과 힘줄손상이 심화되어 큰 효과를 얻지 못하므로 초기에만 효과를 볼 수 있다.

저주파 치료기는 텐스용 패드를 관절 또는 근육 부위에 부착하고, 상기 텐스용 패드에 텐스용 전극을 연결하여 저주파 자극에 의한 물리치료를 실시하게 된다. 하지만, 종래의 저주파 치료기에 사용되는 텐스용 전극 및 패드는 그 활용부위를 한정하지 않는 것으로 어깨, 등과 같이 상대적으로 넓고 굴곡차도 심하지 않은 부분에는 무리 없이 부착할 수 있으나 팔꿈치 부분을 비롯하여 좁거나 굴곡차가 심한 부분에서는 부착상태를 유지하기 어려웠다.

특히 전극 및 패드가 자극신호를 생성하는 본체와 케이블로 연결되어 휴대 및 부착상태로 이동하기가 곤란하여 자리를 유지한 상태로 사용하는 것이 일반적이었으며 실질적으로 부착된 상태로 활동이 부자연스럽고 관절부위에 부착시 움직임에 의하여 쉽게 떨어지게 되는 문제도 있었다.

또한, 운동선수들이나 직업적인 움직임을 요하는 사람의 경우 장시간 휴식을 취하기 어렵고 직장인들과 같은 경우 퇴근 후에 받아야 하기 때문에 병원을 찾아가 물리치료를 꾸준히 받기 어려운 문제가 있다.

공개특허공보 제10-2012-0032489호 (2012.04.05)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 휴대 및 움직임이 불편하지 않도록 소형화되고 병원 방문 없이도 자가활용이 가능하되 부착 위치에 구애받지 않고 견고한 부착상태를 유지할 수 있는 운동 통증 완화를 위한 앱 구동형 웨어러블 전기치료기기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 운동 통증 완화를 위한 전기치료기기에 있어서, 하측면에 도전성 물질을 함유한 접착성 재료가 도포되어 사용자의 피부에 임시로 부착 가능한 플랙시블 재질의 메인패드와, 상기 메인패드 하측면에 형성되어 전기자극 신호를 출력하는 복수의 전극부와, 구비된 배터리의 전원을 설정된 전기적 펄스신호로 변환하는 전원부와, 인가된 제어신호를 통해 상기 펄스신호를 선택된 전극부로 인가하는 스위칭부와, 수신된 제어신호를 상기 전원부 및 스위칭부에 인가하고 상기 전원부 및 스위칭부의 동작정보를 송신하는 제1통신부를 구비하는 본체; 상기 제1통신부와 통신 가능한 제2통신부와, 사용자 및 상기 메인패드의 부착 특성에 따른 펄스신호의 강도 및 주기를 포함한 제어신호가 저장되는 제1저장부와, 상기 제1저장부의 제어신호를 제공 및 선택받고 동작정보를 출력하는 인터페이스부와, 상기 인터페이스부를 통해 선택된 제어신호를 상기 제2통신부를 통해 송신하고 수신된 동작신호를 상기 인터페이스부를 통해 출력하는 제어부를 구비하는 단말기; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체는 상기 스위칭부와 연계되어 펄스신호를 출력하는 확장커넥터를 더 포함하고, 하측면에 도전성 물질을 함유한 접착성 재료가 도포되어 사용자의 피부에 임시로 부착 가능한 플랙시블 재질로 이루어지되, 상기 확장커넥터에 연결되어 인가되는 펄스신호를 하측면으로 출력하는 보조전극을 구비한 보조패드; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 본체는 상기 확장커넥터를 통한 보조패드 연결을 인식하는 인식부를 더 포함하되, 상기 제1통신부를 통해 송신되는 동작정보는 보조패드의 연결 및 동작상태정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 단말기는 신체부위 및 근육과 관절을 포함한 이미지정보와 상기 이미지정보에 대응하는 통증정보와 상기 통증정보에 대응하는 메인패드 및 보조패드의 부착위치정보가 저장된 제2저장부와, 상기 제2저장부의 이미지정보 및 통증정보를 상기 인터페이스부를 통해 제시하고 사용자로부터 선택받되 선택된 통증정보에 대응하는 부착위치정보를 제공하는 지원부를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 인체공학적으로 소형화된 패드를 통해 부착 위치에 구애받지 않고 견고한 부착상태를 유지할 수 있고 특히 무선 방식으로 구동하여 표시가 나지 않도록 의복 아래에 착용 가능하며 활동이나 움직임에 불편함을 주지 않는 장점이 있다.

또한, 메인패드의 형상으로 신체의 편평한 부위뿐 아니라 팔꿈치나 어깨 등 관절부위와 같이 굴곡진 부위에서도 긴밀한 접촉을 유지할 수 있으며, 보조패드 확장을 통해 최적화된 전기자극으로 통증완화와 근육강화가 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 1 실시예에 따른 외형을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 1 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 2 실시예에 따른 보조패드의 모습을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 2 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 사시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 운동 통증 완화를 위한 앱 구동형 웨어러블 전기치료기기의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 1 실시예에 따른 외형을 나타낸 사시도로서, 본 발명은 기본적으로 운동 통증 완화를 위한 전기치료기기로서 근육통이나 타박상, 요통, 관절통, 신경통, 관절염, 류마티스 등의 진통 완화 및 회복을 목적으로 사용되는 저주파 치료기의 기본틀을 구비하게 된다. 이때, 전극과 전기자극펄스를 발생시켜 전극에 인가하는 종래의 방식에서 전기자극펄스 전달을 위한 케이블 없이 근거리 무선통신기능을 구비한 단말기의 애플리케이션을 기반으로 제어가 이루어지게 된다.

도 2는 본 발명의 1 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도로서, 본 발명은 사용자의 신체에 착용하는 본체(1)와, 상기 본체(1)와 통신하며 전기치료기기의 제어를 담당하는 단말기(2)의 주요 구성으로 이루어진다.

구체적으로 상기 본체(1)는 함께 구비되는 메인패드(12)와 더불어 전원부(13)와, 스위칭부(14)와, 제1통신부(11)의 구성이 내장된다.

상기 메인패드(12)는 종래의 전기치료기기와 같이 사용자의 신체에 접촉하여 전기자극신호를 출력하는 구성으로, 플랙시블 재질로 이루어져 하측면에 도전성 물질을 함유한 접착성 재료가 도포되어 사용자의 피부에 임시로 부착 가능하다.

이때 상기 메인패드(12) 하측면에는 전기자극 신호를 출력하는 복수의 전극부(121)가 형성되고 선택되는 한쌍의 전극부를 양극(+)과 음극(-)으로 구성하며 전기펄스신호를 출력하여 메인패드(12)가 부착된 피부 및 근육 부분으로 전기자극을 가하게 된다.

종래에는 이와 같은 패드 자체가 한 쌍으로 구비되어 하나의 패드에는 양극, 다른 패드에는 음극 전극이 연결되어 비교적 넓은 범위로 전기자극을 인가하는 방식이 일반적으로, 패드 자체가 클 뿐 아니라 한 상의 패드가 부착됨에 따라 언급한 테니스 엘보 및 골프 엘보와 같이 상대적으로 좁거나 움직임이 요구되는 관절 부위에는 사용이 쉽지 않았다.

본 발명의 1 실시예에서는 기본적으로 단일의 메인패드(12)를 사용자의 팔 둘레에 대응하는 길이의 밴드나 벨트를 통해 착용 및 접착시켜 전기자극이 이루어지도록 하며, 밴드나 밸트를 통해 착용됨에 따라 메인패드(12)의 크기를 종래와 대비 크게 줄여 협소하거나 움직임이 다소 많은 부분에도 활용이 용이하며, 최소 500원 동전 크기 수준으로 구성하는 등 동작이나 활동에 불편함 느끼지 못하는 수준으로 최소화하는 것도 가능하다.

상기 전원부(13)는 앱 기반의 무선제어 방식을 전제로 상기 본체에 별도의 전원 케이블이 연결되지 않도록 기본적으로 수은전지나 소형의 충전지와 같은 배터리를 포함하게 되며, 이러한 배터리의 전원을 설정된 전기적 펄스신호로 변환하는 회로 및 소자로 이루어진다. 이때 상기 전원부(13)는 전기치료 목적에 맞는 펄스강도 및 주기, 주파수에 따른 복수의 모드를 반영하여 선택된 모드에 따른 변환이 가능한 알고리즘 내지는 회로를 구비할 수 있다.

상기 스위칭부(14)는 외부로부터 인가된 제어신호를 반영하여 상기 전원부(13)에서 생성된 펄스신호를 복수의 전극부 중 선택된 전극부로 인가하는 스위칭 회로 및 소자로 이루어지는 구성으로, 메인패드(12)가 소형화됨에 따라 일정 주기로 선택되는 전극부가 순환하는 방식으로 펄스신호를 인가하는 등 다양한 방식의 구동이 가능하도록 구성될 수 있다.

상기 제1통신부(11)는 상기 단말기(2)와 통신 가능한 근거리 무선통신모듈로서, 상용의 단말기(2)에 기본 구비되는 와이파이나 블루투스 모듈 등으로 구성될 수 있으며, 단말기로부터 수신된 제어신호를 상기 전원부(13) 및 스위칭부(14)에 인가하여 설정된 모드의 전기자극이 이루어지도록 함과 더불어 상기 전원부(13) 및 스위칭부(14)의 동작정보를 단말기로 송신할 수도 있다. 이때 동작정보라 함은 전원부(13)에 구비된 배터리의 잔량을 비롯하여 전원부(13) 및 스위칭부(14) 현재 구동 내용을 데이터화한 정보를 의미한다.

본 발명에서 상기 단말기(2)는 근대 활발히 보급되는 스마트폰을 비롯하여 애플리케이션이 구동 가능한 스마트 패드, 태블릿 PC 등 이와 동등한 기능을 갖는 다양한 단말기를 통칭하며 본 발명의 세부 구성으로 제2통신부(21)와, 제1저장부(22)와, 인터페이스부(25)와, 제어부(26)를 구비하게 된다.

상기 제2통신부(21)는 상기 제1통신부(11)와 동일한 근거리 무선통신 모듈로서 상호 데이터 송수신이 이루어지게 되며, 언급한 바와 같이 상기 제1통신부(11)를 통해 전송된 동작정보를 수신하고, 제어신호를 송신하게 된다.

상기 제1저장부(22)는 메모리로서, 사용자 및 상기 메인패드(12)의 부착 특성에 따른 펄스신호의 강도 및 주기를 포함한 제어신호가 저장된다. 즉 사용자의 연령이나 신장, 체중 등 전기치료의 기반이 되는 정보를 비롯하여 메인패드(12)의 부착위치 즉 치료 위치에 따라 실험적으로 증빙된 최적화된 펄스신호의 강도 및 주기가 모드 형태로 미리 저장되되 상기 전원부(13) 및 스위칭부(14) 제어를 위한 제어신호로 저장된다. 물론 해당 모드에서 사용자에게 과도하지 않은 범위 내 펄스신호의 강조 및 주기를 메뉴얼 방식으로 조종할 수 있는 모드도 구성할 수 있다.

상기 인터페이스부(25)는 단말기에 구비된 입출력수단에 대응하는 구성으로 통상 터치스크린 방식으로 구현되며, 본 발명에서는 상기 제1저장부(22)의 제어신호를 사용자에게 제공하여 사용자로부터 선택받을 수 있고, 사용자의 요청에 따라 상기 제1통신부를 통해 전송된 동작정보를 출력함으로 배터리의 잔량이라든지 전원부(13) 및 스위칭부(14)의 동작 여부 현재 가해지는 전기자극 모드 등을 확인할 수 있도록 구성된다.

상기 제어부(26)는 단말기(2)의 MCU에 대응하는 구성으로, 기본적으로 단말기(2)의 전반적인 기능을 제어할 수 있으며, 본 발명에서는 상기 인터페이스부(25)를 통해 사용자로부터 선택된 제어신호를 상기 제2통신부(21)를 통해 송신하여 해당 제어신호에 따른 전기자극이 이루어지도록 하고 수신된 동작신호를 상기 인터페이스부(25)를 통해 출력하여 사용자가 확인할 수 있도록 구성된다.

도 3은 본 발명의 2 실시예에 따른 보조패드의 모습을 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명의 2 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 사시도로서, 앞서 설명된 1 실시예에 더하여 전기자극 범위를 확장하거나 익숙하지 않은 사용자가 쉽게 기기를 사용할 수 있도록 지원하는 편의기능을 제공할 수 있는 구성들이 부가되고 있다. 발명의 취지가 흐려지는 것을 방지하기 위해 이하의 설명에서 상술한 1 실시예와 동일한 기술내용에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 2 실시예에서는 상기 전극부(121)와 이격되어 사용자의 신체에 부착됨으로 전기자극 범위를 확장시킬 수 있는 보조패드(16)가 구비된다. 이때 메인패드(12)와 거리가 이격될 뿐 상기 보조패드(16)는 상기 본체(1)와 연결되어 전기자극신호를 인가받게 된다.

이를 위해 상기 본체(1)에는 상기 스위칭부(14)와 연계되어 펄스신호를 출력하는 확장커넥터(15)가 형성된다. 상기 확장커넥터(15)는 연결될 수 있는 보조패드(16)에 대응하는 숫자로 구비될 필요가 있으며 첨부된 도면에서는 보조패드(16)가 2개 구비됨에 따라 2개의 확장커넥터(15)가 구비된 모습을 나타내고 있으나 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.

이는 본 발명의 1 실시예에서 전극부(121)가 소형화됨에 따라 전기자극 범위 또한 줄어들 수 있는 점을 보완하기 위한 구성으로 보조패드(16)를 형성함으로 일정범위까지 전기자극 범위를 확장시킬 수 있게 된다.

상기 보조패드(16)는 실질적으로 메인패드(12)와 유사한 구조로, 마찬가지로 하측면에 도전성 물질을 함유한 접착성 재료가 도포되어 사용자의 피부에 임시로 부착 가능한 플랙시블 재질로 이루어지되, 상기 확장커넥터(15)에 연결되어 인가되는 펄스신호를 하측면으로 출력하는 보조전극(161)를 구비하게 된다.

이에 대응하여 상기 단말기(2)의 제1저장부(22)에 저장되는 제어신호에는 상기 보조전극(161)을 통해 출력되는 펄스신호에 대한 정보가 포함되고, 상기 스위칭부(14)는 상기 전극부(121)와 보조전극(161)에 유기적으로 전기자극 펄스를 인가할 수 있도록 구성되어야 함은 당연하다.

또한, 앱 구동이라는 특성상 사용자가 보조패드(16)를 통한 전기치료 상태를 상기 인터페이스부(25)를 통해 확인할 수 있도록 상기 본체(1)는 상기 확장커넥터(15)를 통한 보조패드(16) 연결을 인식하는 인식부(151)를 더 포함하되, 상기 제1통신부(11)를 통해 송신되는 동작정보는 보조패드(16)의 연결상태 및 동작상태정보를 포함하게 된다.

이와 더불어 본 발명의 2 실시예에서는 사용자가 정확한 위치에 메인패드(12)를 비롯한 보조패드(16)를 부착할 수 있도록 하는 구성으로, 상기 단말기(2)에는 신체부위 및 근육과 관절을 포함한 이미지정보와 상기 이미지정보에 대응하는 통증정보와 상기 통증정보에 대응하는 메인패드(12) 및 보조패드(16)의 부착위치정보가 저장된 제2저장부(23)와, 상기 제2저장부(23)의 이미지정보 및 통증정보를 상기 인터페이스부(25)를 통해 제시하고 사용자로부터 선택받되 선택된 통증정보에 대응하는 부착위치정보를 제공하는 지원부(24)가 구비된다.

즉 사용자는 상기 제2저장부(23)에 저장된 이미지정보를 확인하며 치료가 필요한, 즉 통증이 있는 부분을 선택함과 동시에 통증의 유형이 정리된 통증정보를 선택하여 치료의 기반이 되는 정보를 입력하게 된다.

상기 지원부(24)와 연계하여 이러한 이미지정보 및 통증정보의 인터페이스부(25)를 통한 출력과 사용자의 선택이 이루어지게 되며, 선택된 이미지정보 및 통증정보에 대응하는 메인패드(12) 및 보조패드(16)의 부착위치가 정리된 부착위치정보를 제2저장부(23)에서 검색 후 인터페이스부(25)를 통해 제시함으로 사용자가 이를 확인하여 정확한 위치에 메인패드(12)와 보조패드(16)를 붙여 설정된 모드로 치료가 이루어지도록 하여 정확한 근육 위치를 반영한 효과적인 치료가 이루어질 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.

1: 본체 11: 제1통신부
12: 메인패드 121: 전극부
13: 전원부 14: 스위칭부
15: 확장커넥터 151: 인식부
16: 보조패드 161: 보조전극
2: 단말기 21: 제2통신부
22: 제1저장부 23: 제2저장부
24: 지원부 25: 인터페이스부
26: 제어부

Claims (4)

1. 운동 통증 완화를 위한 전기치료기기에 있어서,
   하측면에 도전성 물질을 함유한 접착성 재료가 도포되어 사용자의 피부에 임시로 부착 가능하며, 팔 둘레에 대응하는 길이의 밴드나 벨트를 통해 착용 및 접착되는 플랙시블 재질의 메인패드(12)와, 상기 메인패드(12) 하측면에 형성되어 전기자극 신호를 출력하는 복수의 전극부(121)와, 구비된 배터리의 전원을 설정된 전기적 펄스신호로 변환하는 전원부(13)와, 인가된 제어신호를 통해 일정 주기로 선택되는 전극부에 순환하는 방식으로 상기 펄스신호를 인가하는 스위칭부(14)와, 상기 스위칭부(14)와 연계되어 펄스신호를 출력하는 확장커넥터(15)와, 상기 확장커넥터(15)를 통한 보조패드(16) 연결을 인식하는 인식부(151)와, 수신된 제어신호를 상기 전원부(13) 및 스위칭부(14)에 인가하고 상기 전원부(13) 및 스위칭부(14)와 보조패드(16)의 연결 및 동작상태정보를 포함하는 동작정보를 송신하는 제1통신부(11)를 구비하는 본체(1);
   하측면에 도전성 물질을 함유한 접착성 재료가 도포되어 사용자의 피부에 임시로 부착 가능한 플랙시블 재질로 이루어지되, 상기 확장커넥터(15)에 연결되어 인가되는 펄스신호를 하측면으로 출력하는 보조전극(161)를 구비한 보조패드(16);
   상기 제1통신부(11)와 통신 가능한 제2통신부(21)와, 사용자 및 상기 메인패드(12)의 부착 특성에 따른 펄스신호의 강도 및 주기를 포함한 제어신호가 저장되는 제1저장부(22)와, 상기 제1저장부(22)의 제어신호를 제공 및 선택받고 동작정보를 출력하는 인터페이스부(25)와, 신체부위 및 근육과 관절을 포함한 이미지정보와 상기 이미지정보에 대응하는 통증정보와 상기 통증정보에 대응하는 메인패드(12) 및 보조패드(16)의 부착위치정보가 저장된 제2저장부(23)와, 상기 제2저장부(23)의 이미지정보 및 통증정보를 상기 인터페이스부(25)를 통해 제시하고 사용자로부터 선택받되 선택된 통증정보에 대응하는 부착위치정보를 제공하는 지원부(24)와, 상기 인터페이스부(25)를 통해 선택된 제어신호를 상기 제2통신부(21)를 통해 송신하고 수신된 동작신호를 상기 인터페이스부(25)를 통해 출력하는 제어부(26)를 구비하는 단말기(2); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 운동 통증 완화를 위한 앱 구동형 웨어러블 전기치료기기.
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