KR102147890B1 - 인체 근육의 장력측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자가 간편하게 인체 근육의 장력을 객관적이고 정량적으로 평가할 수 있는 장력측정 장치를 제공하기 위해, 본 발명은, 장력측정 대상물을 집을 수 있는 고정장치, 일단부에서 상기 고정장치를 고정 결합하는 지지플레이트, 일 지점에서 상기 지지플레이트를 지지하는 받침부 및 상기 일 지점을 중심으로 상기 지지플레이트가 회동할 때, 상기 지지플레이트의 타단부에 의해 가압되는 힘을 측정하는 로드셀을 포함하는 인체 근육의 장력측정 장치를 제공한다.

Description

인체 근육의 장력측정 장치 {TENSION MEASUREMENT DEVICE OF HUMAN MUSCLE}

본 발명은 인체의 움직임을 관장하는 근육의 장력을 측정할 수 있는 측정 장치에 관한 것이다.

근육은 인체 내 움직임이 가능한 모든 부분에 위치하여, 각 위치에서 힘을 만들어 내고 움직임을 유발하는 기능을 한다. 근육의 장력은 근육의 당기는 힘이나 혹은 근육의 탄성력을 가리킨다. 근육의 장력이 지나치게 강한 것은 근육 강직이라고 하며, 반대로 근육 위축이 발생하는 경우 장력은 감소한다. 근육의 장력을 정량적으로 측정하는 것은 근육질환을 평가하고 치료계획을 세우는데 매우 중요하다. 일 예로서, 인체 기관 중 하나인 눈에는 눈을 움직이는 6개의 외안근(extraocular muscle)이 존재한다. 만약 외안근들 간의 장력 균형이 깨어지면 눈이 한쪽 방향으로 틀어지는 사시(strabismus)가 발생한다. 사시가 생기면 사물이 2개로 보이는 복시(diplopia)가 나타나거나 사물을 입체적으로 인식하는 능력이 없어지기 때문에 일상생활에 큰 불편을 초래한다.

사시의 교정은 외안근들 간의 힘의 균형을 다시 맞추어 줌으로써 이루어진다. 외과적으로 외안근의 일부를 절제해 근육의 힘을 강화시켜주거나 근육을 부착부로부터 뒤로 후전시켜 근육을 재봉합함으로써 근육의 힘을 약화시키는 방법이 있다. 이러한 절제술이나 후전술의 원리는 바로 외안근의 장력을 조절하는 것이다. 사시정도에 따른 근육 수술량은 술자마다 차이가 있다. 즉, 같은 사시환자를 수술하더라도 얼마만큼 근육을 절제하고 후전할지는 술자마다 각각 다르다는 것이다. 또한, 수술 후 과교정이나 저교정도 수술 후 빈번히 발생하는 문제 중 하나이다. 이처럼 정확성이 떨어지고 개인의 경험에 크게 좌우되는 사시수술을 빗대어 'science'가 아닌 'art'라고 부르기도 한다.

사시수술 결과의 정확성과 재현성이 떨어지는 원인 중 하나는 사람마다 외안근의 장력이 서로 다르기 때문이다. 사시수술의 원리는 외안근의 장력을 조절하는 것이지만, 개별적인 환자 외안근의 장력은 수술시 고려되지 않는다. 이는 간단하면서도 정확한 근육 장력측정 장치가 없기 때문이다.

현재 일반적으로 사용되는 장력측정 방법은, 도 1에 도시한 바와 같이 포셉(forceps)으로 눈의 가장자리를 잡고 움직이면서 외안근의 장력을 느껴 주관적으로 판단하나, 실제 근육이 붙어 있는 눈의 공막(흰자)과 결막 사이에는 간격(space)이 존재하여, 결막을 잡고 당기는 힘은 실제 근육의 장력을 반영하는 데 오차가 발생할 수 밖에 없고, 고령의 환장의 경우 결막 자체가 탄력이 없고 결막이 쉽게 찢어질 수 있어 장력을 측정할 수 없는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제를 해소하기 위해 도 2에 도시한 바와 같이, 후크(hook)를 근육의 일부에 걸고 잡아 당기면서 장력을 느껴 주관적으로 판단하지만, 이 경우도 마찬가지로 객관적이고 정량화된 평가에는 한계가 있다.

이를 해결하기 위해 본 발명자는 한국특허등록번호 제2046390호에서 인체 근육의 장력측정 장치를 제시하였으나, 해당 발명에 따른 인체 근육의 장력측정 장치는 지렛대의 원리를 사용하기 때문에 발생하는 힘의 방향에 따라 각도보정을 해주어야 하는 문제가 있어, 측정 및 보정에 오차가 발생하는 경우 잘못된 결과를 출력할 수 있는 우려가 있기 때문에, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안이 요구되고 있다.

KR 10-2046390 B1

본 발명은 사용자가 간편하게 인체 근육의 장력을 객관적이고 정량적으로 평가할 수 있는 인체 근육의 장력측정 장치를 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 내부에 중공부를 가진 케이스, 일측단부는 상기 중공부 내에 마련되되, 타측단부가 외부에 노출되어 장력측정 대상물을 집을 수 있는 고정장치, 상기 중공부 내 상기 케이스를 가로지르도록 형성된 제1 회전축, 상기 제1 회전축에 장착된 베어링, 및 상기 베어링과 상기 고정장치의 일측단부 사이에 개재되어, 상기 고정장치에 작용하는 인력 또는 척력을 측정하는 로드셀을 포함하는 인체 근육의 장력측정 장치를 제공한다.

일 실시예에 따라, 상기 케이스는, 내부가 빈 관형으로서, 상기 제1 회전축은, 상기 중공부의 길이방향과 나란하게 형성된 제2 회전축을 중심으로 회동 가능할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 로드셀에 의해 측정된 장력 정보를 외부의 단말기로 전송하기 위한 통신부를 더 포함하되, 상기 장력 정보는 시간에 따라 연속적인 정보로서 상기 단말기는, 상기 장력 정보가 기 설정된 장력설정범위를 벗어날 경우, 알람신호를 발생시킬 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 장력측정 대상물은 눈으로서 상기 장력 측정 장치는, 외안근의 장력을 측정할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 베어링이 상기 제1 회전축에 축방향 및 반경방향으로 회전이 가능한 로드 엔드 베어링인 경우, 상기 제어부는 장력을 측정할 때 상기 고정장치의 기울어진 방향이나 각도를 반영하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 장력측정 장치는 소형화 가능하여, 사용자가 장력측정 장치를 한 손으로 파지한 상태에서 인체 근육의 장력을 객관적이고 정량적으로 측정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 장력측정 장치는 후크(hook)나 포셉(forceps)에 작용하는 힘의 방향에 따라 각도보정 없이 근육에 대한 장력 정보를 측정할 수 있다. 즉 장력측정 장치가 기울어지더라도 기울어진 방향 및/또는 각도를 측정하고 측정된 장력값에 반영하는 정규화과정을 생략하여도 정확한 인체 근육의 장력을 측정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 장력측정 장치는 인체 근육의 장력 정보를 시간에 따라 연속적으로 측정하기 때문에 인체 근육에 대한 장력 정보를 정확히 측정할 수 있다.

도 1 및 2는 종래 외안근의 장력측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치의 전체 외관을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치의 분해도이다.
도 5는 도 4의 각 부가 결합된 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 회전축이 회동하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 회전축이 회동도록 구현된 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드 엔드 베어링을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 근육의 탄성계수를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 시간에 따라 연속측정된 근육의 장력값을 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치의 전체 외관을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치의 분해도이며, 도 5는 도 4의 각 부가 결합된 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인체 근육의 장력측정 장치(100)는, 도 3 및 4에 도시한 바와 같이, 내부에 중공부를 가진 케이스(110), 인체 근육이나 인체 기관과 같은 장력 측정 대상물을 집을 수 있는 고정장치, 상기 중공부 내에서 케이스(110)를 가로지르도록 형성된 제1 회전축(112), 제1 회전축(112)에 장착된 베어링(120), 베어링(120)와 고정장치 사이에 개재되어, 고정장치에 작용하는 인력 또는 척력을 측정하는 로드셀(130)을 포함하여, 피측정대상물에 직간접적으로 연결된 근육의 장력을 측정할 수 있다.

일 예로, 고정장치로 인체 기관 중 하나인 눈을 파지한 상태에서 사용자가 장력측정 장치(100)를 어느 일 방향으로 이동시키면 상사근, 상직근, 내직근, 외직근, 하직근, 및 하사근 중 어느 하나에 대한 장력을 측정할 수 있으며, 또 다른 일 방향으로 이동시키면 위 6개 안구근육 중 또 다른 하나에 대한 장력을 측정할 수 있다.

또한, 고정장치로 인체 근육의 일부를 건 상태에서 사용자가 장력측정 장치(100)를 당기면 근육에 대한 장력을 측정할 수 있다.

다만, 도 3 내지 5에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 인체 근육의 장력측정 장치가 구현될 수 있음은 물론이다.

이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.

고정장치는 장력 측정 대상물인 인체 기관이나 인체 근육 등을 집거나 집은 상태를 고정할 수 있는 수단으로서, 일 예로 도 1에서 도시한 포셉(forceps)(1)이거나, 도 2 등에 도시한 후크(hook)(20)일 수 있으며, 본 발명은 어느 하나를 특별히 한정하지 않는다.

일반적으로 포셉은 겸자라고도 하며, 일상생활을 비롯하여 의학, 생리학, 화학 등의 많은 분야에서 널리 이용된다. 그 중 의학분야에서 사용되는 일반적인 포셉은 조직이나 기관을 고정하거나 누르거나 집는데 사용하며, 대략 그 형상은 집게처럼 둘로 나뉘어진 가지(branch)와 상기 두 가지가 연장되어 만나는 교합점으로 이루어져, 두 가지가 오므려지거나 펴지는 동작으로 대상물을 집거나 고정시킬 수 있다.

다만, 본 발명에 따른 장력측정 장치(100)에 사용되는 포셉(1)은 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 포셉을 오므리기 위해 가하는 힘이 측정 장력에 영향을 미치지 않도록 하기 위해 락킹포셉(locking forceps)인 것이 바람직하다. 즉, 포셉의 집게 말단부는 자유단이기 때문에, 자유단의 집게가 오므려진 상태를 잠글 수 있도록 잠금장치를 가진 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 고정장치는 포셉(1)이 아닌 후크(20)일 수 있으며, 후크(20)는 장력 측정 대상물에 걸을 수 있도록 대략 갈고리 형상을 가질 수 있으며, 상기 후크(20)가 장력 측정 대상물에 걸고 지지력을 확보하기 위해 상기 후크(20)의 말단부는 끝이 뾰족하게 폭이 좁은 형태를 가질 수 있으나, 특정 형상을 한정하지 않는다.

본 발명에 대한 설명을 용이하게 하기 위해, 본 명세서에서는 고정장치의 용어와 이의 대표적 예인 후크의 용어를 혼용하기로 하나, 본 발명의 범위를 이에 한정하지는 않는다.

케이스(110)는 사용자가 파지할 수 있도록 외관을 형성하고, 사용자는 케이스(110)를 파지하고 이동함으로써 케이스(110)에 결합된 고정장치 및 이에 집혀지거나 걸린 피측정대상물인 근육의 장력을 측정할 수 있게 한다.

케이스(110)는 내부에 중공부를 가져, 중공부에 장력을 측정하기 위한 구성요소들이 배치될 수 있으며, 케이스(110)의 형태는 특별히 한정하지 않으나 바람직하게는 길이가 긴 관형의 파이프일 수 있다.

이를 위해 케이스(110) 내 중공부에는 고정장치의 일측단부가 삽입 장착될 수 있으며, 이때 상기 고정장치의 타측단부는 외부에 노출되어 상기 피측정대상물을 걸거나 집을 수 있다.

또한, 케이스(110)에는 대략 중간 높이에 가로지르도록 형성된 제1 회전축(112)을 포함할 수 있다. 제1 회전축(112)은 일 예로 막대형상일 수 있으며, 제1 회전축(112)이 케이스(110)에 가로질러 결합될 수 있도록, 케이스(110)는 일측과 이에 대향하는 타측에 제1 회전축(112)의 양단이 결합될 수 있도록 관통 형성된 한 쌍의 축결합공(111)을 포함할 수 있다.

한 쌍의 축결합공(111)에 끼워져 결합된 제1 회전축(112)에는, 베어링(120)이 장착될 수 있다.

베어링(120)은 제1 회전축(112)의 위치가 고정된 상태에서 제1 회전축(112)에 걸리는 하중을 지지하되, 제1 회전축(112)을 중심으로 일측에 결합된 고정장치가 원활하게 회전할 수 있도록 한다.

본 발명은 베어링(120)의 종류를 특별히 한정하지 않으나, 일 실시예에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 회전축(112)이 삽입 장착된 상태에서 자유로운 회전을 도모하는 베어링몸체와 그 일측에서 연장형성된 막대 형태의 암(arm)이 마련된 것일 수 있으며, 결국, 베어링(120)에 의해 베어링(120)의 암은 제1 회전축(112)을 중심으로 원활하게 회동할 수 있다.

로드셀(130)은 이에 작용하는 힘(또는 하중)을 측정하기 위한 수단으로서, 로드셀(130)의 일측은 베어링(120)의 일측, 구체적으로 베어링(120)의 암의 단부에 결합될 수 있고, 로드셀(130)의 타측에는 상기 고정장치가 직접 또는 간접적으로 결합됨으로써, 상기 고정장치에 인력 또는 척력이 작용할 때 로드셀(130)은 이에 대한 하중을 측정할 수 있다.

즉, 로드셀(130)은 베어링(120)과 고정장치 사이에 개재되어, 고정장치에 작용하는 인력 또는 척력의 하중을 측정할 수 있다.

일 예로, 도 2에 도시한 바와 같이, 사용자가 케이스(110)를 파지한 상태에서 고정장치인 후크(20)를 근육의 일지점에 걸어 당겼을 때, 그에 상응하는 하중이 로드셀(130)에 걸림으로써 근육(일 예로 외안근 등)의 장력을 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치(100)는 고정장치 자체가 베어링(120)에 의해 회동하기 때문에, 고정장치에 작용하는 힘의 방향에 따라 각도보정을 하지 않아도, 근육의 장력 정보를 측정할 수 있다. 즉 장력측정 장치가 기울어지더라도 기울어진 방향 및/또는 각도를 측정하거나, 측정된 장력 값에 측정된 각도값을 반영하여 정규화하는 과정을 생략하여도 정확한 인체 근육의 장력을 측정할 수 있다.

후술하는 바와 같이, 베어링(120)이 제1 회전축(112)에 축방향 및 반경방향으로 회전이 가능한 로드 엔드 베어링인 경우, 제어부(210)는 장력을 측정할 때 고정장치의 기울어진 방향이나 각도를 반영하지 않고, 즉 작용하는 힘의 방향에 따른 각도보정을 하지 않더라도 정규화된 인체 근육의 장력값을 산출할 수 있다.

한편, 베어링(120)의 암과 로드셀(130), 또는 로드셀(130)과 연장로드(또는 고정장치) 간의 결합방식은 체결력을 높이기 위해 나사결합할 수 있으나, 이에 한하지 않는다.

또한, 상기 고정장치는 인체의 기관이나 근육 등에 접촉하기 때문에 씻거나 소독할 수 있도록 상기 로드셀(130) 또는 후술하는 연장로드(140)와 탈장착 가능하도록 구현되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치(100)는 로드셀(130)과 고정장치 사이에 개재되어, 로드셀(130)과 고정장치를 연결하여 결합하는 연장로드(140)를 포함할 수 있다.

연장로드(140)는 고정장치를 로드셀(130)에 결합하기 위한 것으로서, 로드셀(130)의 일측으로부터 연장되되, 고정장치와는 탈장착 가능하도록 구현되는 것이 바람직하다.

연장로드(140)는 그 길이에 따라 고정장치가 케이스(110)의 외부로 노출되는 정도가 조절될 수 있기 때문에, 사용자는 용도나 필요에 따라, 서로 다른 길이를 가진 연장로드(140)를 고정장치에 장착함으로써, 고정장치의 회동범위를 조절할 수 있다. 왜냐하면, 길이가 짧은 연장로드(140)를 고정장치에 장착하는 경우 고정장치의 말단부는 회동 가능한 각도 폭이 좁아지고, 이와 반대로 길이가 긴 연장로드(140)를 고정장치에 장착하는 경우 고정장치의 말단부는 회동 가능한 각도 폭이 넓어지기 때문이다.

한편, 전술한 실시예에 따르면, 상기 고정장치는 케이스(110)를 가로지르는 제1 회전축(112)을 중심으로만 회동 가능하기 때문에, 이동가능방향에 제한이 있을 수 있어, 이를 확장하기 위해 상기 제1 회전축(112)은 도 7 및 8에 도시한 바와 같이, 그 길이의 가운데 지점, 즉 케이스(110) 내 중공부의 길이방향과 나란하게 형성되는 제2 회전축을 중심으로 시계 및/또는 반시계 방향으로 회동할 수 있다.

제1 회전축(112)이 제2 회전축을 중심으로 회동 가능하도록 하기 위해, 다양한 구현예에 따를 수 있으나, 바람직한 일 실시예에 따라, 도 7 및 8에 도시한 바와 같이 상기 제1 회전축(112)은 양단 각각에 자전 가능하도록 끼워진 한 쌍의 휠(113a, 113b)을 포함할 수 있고, 이에 상응하여 상기 한 쌍의 휠(113a, 113b)이 이동할 수 있는 경로로서, 케이스(110)는 상기 제1 회전축(112)의 설치 높이에 상응하여, 케이스(110)의 단면 중 적어도 일부에 케이스(110)의 단면을 따라 형성된 요홈(114)을 가질 수 있다.

물론, 요홈(114)은 상기 휠(113a, 113b)과 접하는 상부 케이스와 하부 케이스 각각이 마주하는 단면에 모두 형성될 수 있으며, 여기서, 상부 케이스 및 하부 케이스는 휠(113a, 113b)의 이동경로에 의해 나누어지는 케이스(110)의 상부와 하부 각각을 가리킬 수 있다.

이와 다른 실시예에 따라, 상기 제1 회전축(112)과 베어링(120)이 교차하는 지점을 중심으로, 제한적이지만 베어링(120)의 암 또는 고정장치가 콘(corn) 모양의 자유도를 갖기 위해, 상기 베어링(120)은 로드 엔드 베어링(rod end bearing)일 수 있다(도 9(a) 내지 9(c) 참조).

한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치의 구성도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라, 고정장치에 걸린 하중 또는 장력을 측정하기 위한 로드셀(220)과, 로드셀(220)에 의해 측정된 하중 정보를 디스플레이부(230)를 통해 출력하거나 통신부(240)를 통해 외부의 단말기로 전송하도록 제어하기 위한 제어부(210)를 포함할 수 있다.

여기서, 제어부(210)는 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 수단으로서, 각종 연산을 수행하거나 각종 정보를 처리할 수 있으며, 이에 따라 기 저장된 각종 프로그램을 구동하거나 제어할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제어부(210)는 로드셀(220)에 의해 측정된 값을 저장하거나 처리하여 장력을 측정(또는 산출)하고, 이를 디스플레이부(230)나 통신부(240)를 통해 출력 또는 전송할 수 있다.

디스플레이부(230)는 상기 장력 정보를 사용자가 시각적으로 획득할 수 있도록 출력하기 위한 수단이고, 통신부(240)는 단말기(미도시)와 유선 또는 무선으로 직간접적으로 통신 가능하도록 연결하기 위한 것으로서, 장력측정 장치(100)는 통신부(240)를 통해 단말기와 데이터를 송수신할 수 있다.

도면에 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치(100) 내 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 인가하거나 공급하기 위해, 전력공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 구현 예에 따라, 상기 전원공급부는 전력을 저장하고 저장된 전력을 각 구성요소들에 공급할 수 있다.

한편, 인체 근육의 장력은 상수가 아니어서 근육을 집은 상태에서 이동한 거리의 증가에 따라 지수함수적으로 증가하기 때문에, 시간에 따른 장력을 연속적으로 측정하는 것이 바람직하며, 본 발명에 따른 장력측정 장치(100)는, 로드셀(220)을 통해 인체 근육의 장력 정보가 시간에 따라 연속적으로 측정되어 출력 및/또는 전송되기 때문에, 인체 근육에 대한 장력 정보를 정확히 측정할 수 있다.

이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치(100)는 인체 근육의 장력 측정시 이동 거리를 동시에 측정하여 단위거리당 장력변화량, 즉 근육의 탄성계수를 측정할 수 있다.

일 실시예에 따라 상기 장력측정 장치(100)는, 가속도센서를 더 포함할 수 있다.

가속도 센서는 케이스(110) 내부의 중공부에 설치되어, 장력측정 장치(100)가 일 방향으로 이동할 때, 이동방향으로의 가속도 값을 계측할 수 있고, 제어부(210)는 이렇게 계측된 가속도 값에 대해 2중 적분을 수행하면 이동 거리를 환산할 수 있고, 이를 이용하여 근육의 탄성 계수 측정시 사용할 수 있다.

구체적으로 시간(s)에 대한 가속도(m/s²)의 값은, 도 10(a)에 도시한 바와 같이 연속적으로 측정된 것일 수 있으며, 소정의 시간 구간에서 가속도 값을 2중 적분하여 이동 거리를 환산할 수 있다. 여기서, 상기 소정의 시간 구간은 장력측정 장치(100)에 의해 측정된 장력의 두 변곡점 사이의 구간일 수 있다. 즉, 도 10(a)에 도시한 바와 같이 시간(s)에 따른 장력(N)의 변화 그래프 중 장력(N)의 상승시점부터 최대값에 도달시점까지의 구간에서, 도 10(b)의 가속도 값을 2중 적분하여 이동 거리를 산출할 수 있다.

이렇게 산출된 이동 거리와, 측정된 장력(N) 변화를 근거로 단위거리당 장력변화량, 즉 근육의 탄성계수를 측정할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치(100)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 시간에 따른 장력을 연속적으로 측정할 수 있으며, 제어부(210) 또는 통신부(240)를 통해 통신 가능하도록 연결된 단말기는 상기 장력정보가 기 설정된 장력설정범위를 벗어난 경우, 알람신호를 발생하여, 경고음이나 경고불빛 내지 경고화면을 출력할 수 있다.

진료자가 근육의 장력을 측정하거나, 진료 또는 수술시 근육을 잡아 당길 수 있으며, 이때 진료자는 무의식적으로 근육을 무리하게 당길 수 있는 경우가 발생하기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치(100)는 기 설정된 장력설정범위를 벗어난 경우에 알람신호를 발생하여 진료자에게 경고를 할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 장력측정 장치(100)는 적어도 하나의 자세센서를 더 포함할 수 있고, 자세센서에 의해 측정된 케이스(110)의 기울어짐 또는 자세를 나타내는 각도 및/또는 고정장치의 기울어짐 또는 자세를 나타내는 각도를 제어부(210)는 저장하거나, 디스플레이부(230)를 통해 화면 출력할 수 있다.

여기서, 자세센서는 설치된 대상의 기울어짐 또는 자세를 측정하기 위한 수단으로서, 구체적으로 가속도 센서, 자이로 센서 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 예로, 자세센서가 가속도 센서인 경우, 자세센서는 중력 가속도를 감지하여, x축, y축, z축의 3축 가속도 값을 출력함으로써, 케이스의 기울어진 방향 및/또는 각도를 측정할 수 있다.

일 실시예에 따라 상기 장착측정 장치(100)는 두 개의 자세센서를 포함할 수 있고, 제어부(210)는 두 개의 자세센서에 의해 측정된 각도를 이용하여 케이스(110)와 고정장치가 이루는 각도를 측정할 수 있다.

두 개의 자세센서 중 하나는 케이스(110)의 내벽에 설치되어 케이스(110)의 기울어짐 또는 자세를 측정하고, 다른 하나는 로드셀(130)의 암, 연장로드(140) 또는 고정장치에 설치되어, 고정장치의 기울어짐 또는 자세를 측정할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제어부(210)는 로드셀(220)을 이용하여 시간에 따른 장력을 연속적으로 측정하되, 케이스(110)와 고정장치가 이루는 각도를 기준으로 하여, 연속적으로 측정된 장력 정보 중 로드셀(220)의 오류 등으로 오측정된 것을 선별할 수 있다.

왜냐하면, 연장로드(140)의 길이에 따라 케이스(110) 내에서 고정장치가 회동할 수 있는 회전각도범위가 정해지기 때문에, 제어부(210)는 연장로드(140)의 길이에 따라 기 설정된 회전각도범위를 기준으로 하여, 케이스(110)와 고정장치 사잇각이 그 회전각도범위 외에 있는 경우에는 오측정된 것으로 간주하여 연속적으로 측정된 장력 정보에서 추출 및 배제할 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 포셉 2: 근육
20: 후크 100: 장력측정 장치
110: 케이스 111: 축결합공
112: 제1 회전축 113a, 113b: 바퀴
114: 회전패스 120: 베어링
130: 로드셀 140: 연장로드
210: 제어부 220: 로드셀
230: 디스플레이부 240: 통신부

Claims (4)

1. 내부에 중공부를 가진 케이스;
   일측단부는 상기 중공부 내에 마련되되, 타측단부가 외부에 노출되어 장력측정 대상물을 집을 수 있는 고정장치;
   상기 중공부 내 상기 케이스를 가로지르도록 형성된 제1 회전축;
   상기 제1 회전축에 장착된 베어링;
   상기 베어링과 상기 고정장치의 일측단부 사이에 개재되어, 상기 고정장치에 작용하는 인력 또는 척력을 측정하는 로드셀; 및
   상기 로드셀에 의해 측정된 값을 근거로 장력을 측정하는 제어부;
   을 포함하고,
   상기 베어링이 상기 제1 회전축에 축방향 및 반경방향으로 회전이 가능한 로드 엔드 베어링인 경우, 상기 제어부는 장력을 측정할 때 상기 고정장치의 기울어진 방향이나 각도를 반영하지 않는 것을 특징으로 하는 인체 근육의 장력 측정 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 케이스는, 내부가 빈 관형으로서,
   상기 제1 회전축은,
   상기 중공부의 길이방향과 나란하게 형성된 제2 회전축을 중심으로 회동가능한 것을 특징으로 하는 인체 근육의 장력측정 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 로드셀에 의해 측정된 장력 정보를 외부의 단말기로 전송하기 위한 통신부;
   를 더 포함하되,
   상기 장력 정보는 시간에 따라 연속적인 정보로서 상기 단말기는, 상기 장력 정보가 기 설정된 장력설정범위를 벗어날 경우, 알람신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 인체 근육의 장력측정 장치.

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