KR102155188B1 - 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트 - Google Patents

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Abstract

개시된 기술은 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트에 관한 것으로, 착용자의 골반에 지속적인 압력을 가하여 상기 골반의 움직임을 제어하는 밴드; 몸체 중앙에 형성된 홈을 통해 상기 밴드에 연결되어 상기 착용자의 요추 후미에 배치되고 상기 착용자가 보행중일 때 상기 압력을 이용하여 상기 착용자의 요추 후미를 전방으로 밀어서 상기 골반의 움직임을 전방으로 유도하는 한 쌍의 지지대; 및 상기 한 쌍의 지지대 각각에 적어도 하나씩 배치되고 상기 압력이 가해지는 세기를 비교하여 상기 골반의 움직임을 감지하는 센서모듈;을 포함한다. 따라서 착용자가 보행하는 과정에서 골반의 좌우 대칭과 전후방 각도를 정상 범주로 유도하는 효과가 있다.

Description

보행중인 착용자의 골반 교정 벨트 {PELVIC CORRECTION BELT FOR WEARER DURING WALK}
개시된 기술은 착용자가 보행하는 중에 골반의 움직임을 교정하는 벨트에 관한 것이다.
최근 컴퓨터, 스마트폰과 같은 영상단말기(Visual display terminal: VDT) 사용의 증가로 근골격계관련 질환들이 증가되고 있다. 오래 앉아 있는 자세는 정상적인 척추중심선보다 전방으로 머리를 내밀게 되는 거북목과 어깨의 변형을 유발하며 척추의 구부정한 자세를 유발하여 요추의 전만을 감소시키고 척추의 압박과 스트레스는 증가시킨다.
한편, 인체에서 이상적인 자세는 척주의 전만과 후만이 교차하는 부드러운 곡선형태를 형성하여 척추에 압박과 스트레스가 가장 적은 균형적인 상태로 정의된다. 정상적인 척추만곡은 경추, 요추는 전만곡(lordosis), 흉추, 천추는 후만곡(kyphosis)을 형성하여 인체의 무게중심에 대항하여 척추와 골반의 밸런스를 유지하는 역할을 한다.
요추부의 전만곡은 직립자세에 가장 중요한 역할을 담당하고 요추전만의 감소는 시상면에서 불균형을 유발하는 주된 요인이 된다. 흉추의 후만(kyphosis)과 요추의 전만각도(lordotic curve)가 감소되어 나타나는 자세를 “편평요추자세(flat lumbar posture)”라고 정의한다. 골반이 후방으로 경사지게 되면 척추는 일자형태가 되어 척추에 가해지는 중력의 압박 스트레스가 증가되고, 체중이동 능력이 전방과 양측방향으로 방해를 받으며, 보행시 유각기에 체중심이 후방에 위치하게 되어 하지가 전방으로 나아가는 것이 제한되어 보행속도와 걸음수가 감소된다. 결과적으로 요추부의 통증을 유발하며, 비효율적인 보행패턴을 가지게 된다.
골반의 위치는 척추의 주변 근육, 인대들과 함께 체중을 고르게 시키고 척추체와 각 관절에 부담을 줄여서 외부의 충격을 완화시키며, 연부조직의 긴장과 변형을 방지하여 좋은 자세의 중요한 역할을 한다. 그 중에서 골반은 복부를 지지하고, 척추와 하지를 연결하여 체중을 지지하는 역할을 한다. 체간이 안정된 기반을 가지도록 하며 바른 자세로 유지시켜 상지의 움직임을 원활하게 하는 중요부위이다. 따라서 골반의 위치는 바른 자세의 유지와 효율적인 보행을 조절하는 역할을 한다.
한국 공개특허 10-2015-0143271호(발명의 명칭 : 자세 교정기)를 참조하면 신체에 장착하여 골반이나 흉곽 하부의 틀어짐을 교정하는 자세 교정기가 개시되어 있다. 그러나 이러한 자세 교정기는 착용자가 앉거나 서있는 등 정지된 자세를 유지하는 경우에는 자세 교정 성능이 보장되지만 착용자가 걷거나 계단을 오르는 것과 같이 움직이는 경우에는 자세 교정의 성능이 다소 떨어지는 문제점이 있었다.
개시된 기술은 착용자가 보행하는 중에 골반의 움직임을 정상 범주로 유도하고 주기적으로 골반의 움직임을 모니터링하는 골반 교정 벨트를 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제 1 측면은 착용자의 골반에 지속적인 압력을 가하여 상기 골반의 움직임을 제어하는 밴드, 몸체 중앙에 형성된 홈을 통해 상기 밴드에 연결되어 상기 착용자의 요추 후미에 배치되고 상기 착용자가 보행중일 때 상기 압력을 이용하여 상기 착용자의 요추 후미를 전방으로 밀어서 상기 골반의 움직임을 전방으로 유도하는 한 쌍의 지지대 및 상기 한 쌍의 지지대 각각에 적어도 하나씩 배치되고 상기 압력이 가해지는 세기를 비교하여 상기 골반의 움직임을 감지하는 센서모듈을 포함하는 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트를 제공하는데 있다.
개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
개시된 기술의 일 실시예에 따르면 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트는 착용자가 보행하는 과정에서 골반의 좌우 대칭과 전후방 각도를 정상 범주로 유도하는 효과가 있다.
또한, 스마트폰과 연동하여 보행중 골반의 움직임을 주기적으로 모니터링하는 효과가 있다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트에 대한 후면도이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트에 대한 정면도이다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 골반 교정 벨트를 실착한 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 지지대를 나타낸 도면이다. 도 5는 보행중에 발생하는 골반의 움직임을 나타낸 도면이다.
도 6은 대칭되는 골반의 움직임을 나타낸 도면이다.
도 7은 스마트 단말기 화면에 표시되는 모니터링 정보를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다.
그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트에 대한 후면도이다. 그리고 도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트에 대한 정면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트는 밴드(110), 지지대(120) 및 센서모듈(130)을 포함한다.
밴드(110)는 착용자의 골반에 지속적인 압력을 가하여 골반의 움직임을 제어한다. 일 실시예로, 밴드(110)는 MWM(Mobilization With Movement) 기법을 토대로 골반의 움직임을 제어할 수 있다. 즉, 착용자 스스로의 움직임을 통해 발생하는 힘을 이용하여 제한된 관절에 정상적인 움직임을 유도하는 것일 수 있다.
한편, 밴드(110)는 편평요추의 정렬을 개선하기 위해서 골반의 움직임 중에서도 특히 전방 기울임을 제어한다. 즉, 요추의 전만각도가 감소되는 것을 방지하기 위해서 직접적으로 요추에 압력을 가하는 대신 상하체를 연결하는 골반의 각도를 전방으로 기울임으로써 요추의 전만각도가 감소되지 않도록 유지하고 골반이 후방으로 기울어지는 것을 방지한다. 밴드(110)는 일정 이상의 탄성을 가진 재질로 형성되며 착용자가 일반 벨트와 같이 허리에 착용하면 탄성에 따라 일정한 힘으로 골반을 조이게 된다. 이에 따라 착용자는 안정적인 신체 밸런스를 유지하면서 보행이 가능하다.
지지대(120)는 밴드(110)의 후면부에 배치된다. 도 1 및 도 2를 통해 도시한 바와 같이 지지대(120)는 밴드(110)와 일체형으로 구비될 수 있도록 몸체 중앙에 밴드(110)가 지나가는 홈이 형성될 수 있다. 그리고 밴드(110)의 몸체 중앙에 삽입되여 착용자가 밴드(110)를 허리에 둘렀을 때 요추 후미에 자리잡게 된다.
한편 지지대(120)는 착용자가 보행중일 때 밴드(110)를 통해 발생되는 압력을 이용하여 착용자의 요추 후미를 전방으로 밀어서 골반의 움직임을 전방으로 유도한다. 이러한 과정에서 과도한 압력으로 인해 착용자가 고통을 느낄 수 있으므로 허리에 밀착되는 면에 별도의 완충부재가 더 구비될 수 있다. 예컨대, 허리에 밀착되는 내측면에 라택스와 같은 고무재질의 부재가 덧대어질 수 있다.
한편, 개시된 기술의 일 실시예에 따른 지지대(120)는 하나의 밴드(110)에 한 쌍이 구비된다. 예컨대, 요추 후미의 좌측과 우측을 지지할 수 있도록 요추를 중심으로 좌 우에 각각 하나씩 배치될 수 있다.
센서모듈(130)은 한 쌍의 지지대(120) 각각에 적어도 하나씩 배치된다. 즉 한 편의 지지대를 기준으로 적게는 하나에서 많게는 다수개가 배치될 수 있고 다른 한 편의 지지대 또한 동일하게 구비될 수 있다. 센서모듈(130)은 압력이 가해지는 세기를 비교하여 골반의 움직임을 감지한다. 상술한 바와 같이 요추 후미를 전방으로 미는 힘으로 인해 골반의 각도가 전방으로 유도되는데 센서모듈(130)은 골반의 각도가 정상적인 범주를 유지하는지 감지할 수 있다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 골반 교정 벨트를 실착한 모습을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면 벨트를 착용하고 보행하는 동안 벨트는 골반에 지속적인 힘(mechanical pelvic anterior tilting)을 적용하여 골반에 전방 기울임 촉진과 안정성을 제공하는 역할을 한다. 따라서 평편요추가 있는 대상자들이 벨트를 착용하고 보행을 할 경우 후방 경사(pelvic posterior tilting)되어 있었던 골반의 정렬을 전방으로 밀어주어 골반전방 기울임과 함께 요추의 정상적인 전만각도(normal lordotic curve)를 형성시킴으로 척추의 정렬을 바르게 유지 하도록 보조하는 것이 가능하다. 또한, 정상적인 전만각도는 요추에 가해지는 중력 스트레스를 적절하게 분산시키고, 관절의 가동화(self-mobilization)가 이루어져 보행 시 효율적인 보행을 유도할 수 있다.
한편, 도 3과 같이 벨트를 실제로 착용하여 일정 시간동안 보행을 유지한 테스트 결과 체간과 골반의 전후방(Anterior_Posterior movement)이 촉진시키는 것으로 확인되었다. 벨트에 의해 생성된 골반 전방기울임의 촉진에 대해 체간은 상체를 뒤로 당기는 반사적인 움직임을 보인 것으로 예상된다. 이러한 체간 신전 움직임은 요추부의 신전근을 강화시켜 요추의 정상적인 전만각도를 유도하는데 도움이 되는 운동으로, 개시된 기술에 따른 벨트를 이용하여 이러한 운동을 촉진시킬 수 있다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 지지대를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면 지지대(120)는 복수개의 층으로 형성된다. 일 실시예로, 도 4에 도시된 바와 같이 지지대(120)의 내측면은 라텍스층(401)으로 형성되고 외측면은 플라스틱층(402)으로 형성될 수 있다. 여기에서 내측면이라 함은 착용자의 허리에 맞닿는 부분을 의미하고 외측면이라 함은 밴드(110)의 겉면과 연결되는 부분을 의미한다. 즉, 라텍스층(401)이 강한 압력으로 인해 발생되는 통증을 방지하는 역할을 하여 착용자의 자연스러운 움직임을 유도할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 지지대(120)의 내측면에는 센서모듈(130)이 구비된다. 센서모듈(130)은 압력센서를 포함하며 압력센서를 이용하여 지지대(120)의 내측면으로 전달되는 압력을 감지하여 착용자가 보행중일 때 좌우 대칭 상태를 감지하거나 골반의 전방 기울임 각도를 감지할 수 있다.
일 실시예로, 한 쌍의 지지대(120)의 양 쪽에 각각 구비된 센서모듈(130)이 착용자가 보행중일 때 골반의 좌우로 전달되는 압력을 비교하여 골반의 좌우 대칭상태를 감지할 수 있다. 이때 센서모듈(130)은 좌측 지지대에 구비된 것과 우측 지지대에 구비된 것이 서로 동일한 감도를 가진 압력센서를 동일 높이에 배치하는 것을 전제로 한다. 만약 양측 압력센서에서 감지된 압력이 비슷하다면 좌우 골반의 대칭상태가 양호한 것으로 판단할 수 있다. 이때 센서모듈(130)은 소정의 기준값을 이용하여 기준값과 2개의 압력을 각각 비교함으로써 대칭여부를 판단할 수 있다.
한편, 지지대(120)의 몸체 중앙에는 밴드(110)가 삽입되는 홈(403)이 구비된다. 홈(403)의 크기는 밴드(110)의 너비와 일치하고 밴드(110)의 한쪽 끝을 삽입하여 중앙까지 이동시킨 후 조이거나 고정하는 방식으로 연결될 수 있다.
한편 센서모듈(130)은 착용자의 스마트 단말기와 연결된다. 도면을 통해 도시한 것은 아니지만 센서모듈(130)은 스마트 단말기와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있는 모듈을 포함한다. 예컨대, 블루투스나 RFID 방식으로 데이터를 주고 받을 수 있다. 센서모듈(130)은 골반의 움직임이 기준값을 초과하면 스마트 단말기에 알람을 위한 신호를 전송한다. 스마트 단말기는 전송된 신호에 따라 음성, 메시지 및 이미지 중 적어도 하나를 통해 착용자에게 알람을 제공할 수 있다.
한편, 센서모듈(130)과 연결된 스마트 단말기는 골반의 움직임을 감지한 값을 토대로 골반이 전방으로 기울어지는 각도를 계산하는 것이 가능하다. 일 실시예로, 스마트 단말기는 센서모듈(130)에서 감지된 값을 토대로 골반이 전방으로 기울어지는 각도가 어느 정도인지 표시하는 어플리케이션을 저장할 수 있다. 스마트 단말기는 센서모듈(130)에서 전송된 감지결과를 토대로 착용자의 골반이 전방으로 얼만큼 기울어져 있는지 계산할 수 있다.
스마트 단말기는 골반이 전방으로 기울어지는 각도에 따라 착용자의 골반에 가해지는 스트레스 지수를 화면에 표시할 수 있는데 시각적으로 손쉽게 구분할 수 있도록 다양한 아웃풋을 화면에 표시할 수 있다. 예컨대, 색깔이나 그래프, 텍스트 등을 이용하여 골반에 가해지는 스트레스 지수를 화면에 표시할 수 있다.
도 5는 보행중에 발생하는 골반의 움직임을 나타낸 도면이다. 그리고 도 6은 대칭되는 골반의 움직임을 나타낸 도면이다. 도 5 및 도 6을 참조하면 좌우 다리를 번갈아 내딛으면서 보행하는 과정에서 골반은 디딤발과 반대되는 위치로 기울어지는 것을 확인할 수 있다. 예컨대, 도 5와 같이 왼발을 앞으로 내딛으면 왼쪽 골반은 뒤로 기울어지게 된다. 그리고 도 6과 같이 오른발을 앞으로 내딛으면 오른쪽 골반이 뒤로 기울어지게 된다.
당연하게도 신체 밸런스가 정상인 사람의 경우에는 좌우 보폭이나 발을 내딛는 동작 간에 큰 편차가 없기 때문에 골반의 움직임이 좌우 대칭적으로 발생한다. 그러나 신체 밸런스가 붕괴된 경우에는 어느 한쪽의 골반으로 치우쳐진 움직임이 나타나게 된다. 따라서 센서모듈(130)은 이러한 골반의 좌우대칭 여부를 감지하기 위해서 한 쌍의 지지대에 각각 배치되고 양 쪽 골반의 움직임에 따라 발생되는 압력의 차이를 비교하여 대칭여부를 판단한다.
도 7은 스마트 단말기 화면에 표시되는 모니터링 정보를 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면 사용자의 스마트 단말기(701)의 화면에는 착용자가 보행하는 중에 발생되는 압력에 따라 골반의 좌우 밸런스와 골반이 전방으로 기울어지는 각도를 모니터링하기 위한 정보들이 표시된다. 착용자는 센서모듈(130)과 무선으로 통신하는 스마트 단말기(701)를 소지한 상태로 보행하게 되면 센서모듈(130)로부터 전송되는 압력에 대한 감지값을 토대로 화면에 표시되는 결과를 계산할 수 있다. 예컨대, 스마트폰에 탑재된 AP가 감지값에 대한 연산을 수행하고 메모리에 상태 비교를 위한 기준값들이 저장될 수 있다. 그리고 기 설치된 어플리케이션을 통해 해당 정보들을 시각적으로 표시할 수 있다.
개시된 기술의 일 실시예에 따른 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
110 : 밴드 120 : 지지대
130 : 센서모듈

Claims (7)

  1. 착용자의 골반에 지속적인 압력을 가하여 상기 골반의 움직임을 제어하는 밴드;
    몸체 중앙에 형성된 홈을 통해 상기 밴드에 연결되어 상기 착용자의 요추 후미에 배치되고 상기 착용자가 보행중일 때 상기 압력을 이용하여 상기 착용자의 요추 후미를 전방으로 밀어서 상기 골반의 움직임을 전방으로 유도하는 한 쌍의 지지대; 및
    상기 한 쌍의 지지대 각각에 적어도 하나씩 배치되고 상기 압력이 가해지는 세기를 비교하여 상기 골반의 움직임을 감지하는 센서모듈;을 포함하는 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대의 내측면은 라텍스층으로 형성되고 외측면은 플라스틱층으로 형성되는 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서모듈은 압력센서를 포함하고 상기 착용자가 보행중일 때 상기 골반의 좌우로 전달되는 압력을 비교하여 상기 골반의 좌우 대칭상태를 감지하는 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서모듈은 상기 착용자의 스마트 단말기와 연결되고, 상기 골반의 움직임이 기준값을 초과하면 상기 스마트 단말기에 알람을 위한 신호를 전송하는 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스마트 단말기는 상기 골반의 움직임을 감지한 값을 토대로 상기 골반이 전방으로 기울어지는 각도를 계산하는 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스마트 단말기는 상기 골반이 전방으로 기울어지는 각도에 따라 상기 골반에 가해지는 스트레스 지수를 화면에 표시하는 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 스마트 단말기는 상기 신호에 따라 음성, 메시지 및 이미지 중 적어도 하나를 통해 상기 착용자에게 알람을 제공하는 보행중인 착용자의 골반 교정 벨트.
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