KR102195357B1 - 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전정기능의 저하에 의해 보행이 불편한 노인이나 환자 등으로 하여금 보행의 보조는 물론, 상황에 따라 사용자의 신체적 동적변화 및 행동을 감지하는 센서 등을 통하여 수신되는 신체의 비정상적인 균형을 감지하여 근활성도 전극이 부착된 신체 주변에 일정한 전기 또는 진동 자극을 주어 정상적인 보행을 하도록 하여 편리함과 안전함을 제공하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에 관한 것으로서, 사용자의 발바닥 또는 하지에 마련되어 자세 변동과 관련된 신호를 생성하는 웨어러블 검출수단(100)과, 상기 웨어러블 검출수단(100)의 신호를 착용자의 스마트폰으로 입력하여 설정된 알고리즘으로 출력을 생성하는 웨어러블 제어수단(200)을 포함하고, 상기 웨어러블 제어수단(200)으로부터 자세 변동의 이상신호가 발생되면 신체균형 유지에 중요한 하지 근육들 중 선택된 어느 하나 이상에 마련되어 저주파 전류 혹은 진동자극을 인가하는 웨어러블 자극수단(300)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치{WALKING SAFETY DEVICE FOR VESTIBULAR FUNCTION REHABILITATION}

본 발명은 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전정기능의 저하에 의해 보행이 불편한 노인이나 환자 등으로 하여금 보행의 보조는 물론, 상황에 따라 사용자의 신체적 동적변화 및 행동을 감지하는 센서 등을 통하여 수신되는 신체의 비정상적인 균형을 감지하여 근활성도 전극이 부착된 신체 주변에 일정한 전기 또는 진동 자극을 주어 정상적인 보행을 하도록 하여 편리함과 안전함을 제공하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에 관한 것이다.

선천적으로 장애가 있는 사람도 있지만 사람은 누구나 나이를 먹음에 따라 신체적으로 약해지기 때문에 거동에 어려움이 발생하게 된다. 또는 뜻하지 않은 사고로 인해 다리를 다치거나 하게 되어도 쉽게 움직일 수 없게 된다.

한편, 근자에 들어 고령인구의 증가와 복지정책의 강화로 장애인, 노약자, 환자 등을 위한 휠체어가 많이 보급되고 있다. 하지만 휠체어는 혼자 힘으로 거동이 거의 불가능한 사람을 위한 것이므로 다소 걸음걸이에 불편함이 있는 사람들은 가급적 휠체어를 사용하지 않으며 건강 측면에서도 혼자 힘으로 움직이는 것이 바람직하다.

이에, 걸음걸이에 불편함이 있는 사람들은 보통 지팡이를 이용하여 이동시 몸의 균형을 잡게 된다. 하지만 대부분의 지팡이는 길다란 일자형 몸체의 하단부에 지면과 접촉되는 지지부가 형성되고 몸체의 상단부에 손잡이가 형성되는 구조를 이루고 있는 것으로, 거동이 불편한 사람들에게는 이러한 일반적인 지팡이로는 안정적으로 신체 균형을 유지하는데 부족하며, 노인으로 하여금 균형을 잡아주어 보행시 안정감은 확보할 수 있었으나, 그 기능에 있어 단순히 보행의 보조에만 한정되어 있는 등 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

이처럼, 다양한 연구 등을 통하여 신체 활동이 떨어지는 노인이나 뇌손상 환자들의 신체에 일정한 자극을 인가하면 생체자기제어 효과에 의하여 인지 능력 등이 개선됨이 보고되고 있으나 신체의 동적변화를 감지한 후 신체에 일정한 자극을 실시간으로 부여하는 장치 개발은 전무한 상태이다.

예컨대, 출원번호가 10-2010-7029868 이고 발명의 명칭이 "표면 근활성도 검사 및 운동 범위 검사를 수행하기 위한 시스템들 및 방법들"인 선행기술문헌에는 "환자 내부의 연조직 손상을 진단하기 위한 연조직 손상 진단 시스템은 제어되는 환자 관절 운동들 동안에 환자관절에 근접 배치된 제1 경사계와 관절 말단에 배치된 제2 경사계 사이에 형성된 각도들을 측정하도록 구성되고 배열된 한 세트의 핸드헬드 경사계들을 포함한다. 관절을 따라 움직이는 신체 부분을 따라 환자의 척추에 근접하게 복수의 측정 전극들이 결합될 수 있다. 측정 전극들은 제어되는 환자 관절 운동들 동안에 환자 근육 그룹들을 따라 활동 전위들을 측정하고, 측정된 활동 전위들을 동적 표면 근활성도 검사("sEMG") 모듈로 전송하도록 구성되고 배열된 장치"에 관한 기술이 개시된 것처럼 종래의 경우 신체의 근활성도를 측정하여 검사하는 대형장비들에 대한 연구 개발은 다양하게 진행되어 왔지만 노인이나 환자들이 직접 신체에 착용하고 필요에 따라 신체에 일정한 진동 혹은 전기자극을 직접 가할 수 있는 소형 장치에 대한 연구와 개발이 거의 진행되고 있지 않다는 문제점이 있다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1919316호(발명의 명칭 : 노인용 멀티 보행 보조기) 2. 대한민국 등록특허 제10-1302268호(발명의 명칭 : 근육의 수축 또는 이완시 발생하는 근활성도의 변화를 이용하여 신체에 진동 자극을 제공하는 방법)

본 발명은 전정기능이 저하된 환자 혹은 노인들의 동적-정적 자세 유지를 개선하기 위해 신체에 일정한 전기 또는 진동 자극을 가할 수 있는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치를 개발하여 전정기능이 떨어지는 사용자들에게 전기 또는 진동 자극을 통해 신체균형에 대한 진행상황을 스스로 인지하여 자세 균형과 보행시 안정성을 제공하고자 하는 것이다.

즉, 본 발명은 어지러움증 환자들이나 노인들의 전정기능 저하로 인한 균형과 자세 유지 능력 감소를 스스로 개선할 수 있는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 사용자의 비정상적인 균형을 감지하여 근활성도 전극이 부착되어 있는 신체 주변에 일정한 전기 또는 진동 자극을 가하여 정상적인 보행 균형을 유지하도록 유도할 수 있는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다

본 발명은 사용자의 발바닥 또는 하지에 마련되어 자세 변동과 관련된 신호를 생성하는 웨어러블 검출수단과,

상기 웨어러블 검출수단의 신호를 착용자의 스마트폰으로 입력하여 설정된 알고리즘으로 출력을 생성하는 웨어러블 제어수단을 포함하고,

상기 웨어러블 제어수단으로부터 자세 변동의 이상신호가 발생되면 엉덩이의 대둔근, 허벅지의 외측광근 또는 내측광근 중 선택된 어느 하나 이상에 마련되어 저주파 전류를 인가하는 웨어러블 자극수단을 포함하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치를 제공한다.

한편, 상기 웨어러블 검출수단은 발바닥의 족압을 감지하거나 신체의 동적변화를 감지하도록 압력센서, 3축 자이로센서, 3축 엑셀로메터, 3축 콤파스 센서 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치를 제공한다.

한편, 상기 웨어러블 제어수단은 검출수단의 신호를 사용자의 스마트폰으로 입력하여 설정된 알고리즘으로 출력을 생성하는 구조이며, 상기 사용자가 소지하는 스마트폰과, 스마트폰에 설치된 애플리케이션 프로그램을 주체로 하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치를 신체에 부착하여 사용하는 경우 어지러움증 환자 혹은 노인들에게서 주로 발생하는 문제 중 균형 감각 소실로 인한 전정기능의 저하방지 및 낙상을 방지함으로써 사용자들의 균형 능력이나 자세 유지 능력의 개선 및 신체적 안정성을 극대화할 수 있다.

즉, 본 발명의 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치를 사용하는 경우, 인지능력이 부족한 어지러움증 환자들 혹은 노인들의 균형능력과 자세유지 능력을 향상시킬 수 있다고 기대되며, 본 발명에 따른 전기 또는 진동 자극을 이용한 생체자기제어의 자극을 통하여 환자의 인지 능력을 증가시킴으로써 환자 스스로 동적-정적 움직임을 보다 정확하게 파악할 수 있도록 하여 비정상적인 보행 내지 활동을 스스로 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

또한, 본 발명에서 제안하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치는 노인 세대의 증가로 인하여 어지러움증 환자들이 급증할 것으로 예상되고 있으며, 따라서 어지러움증 환자뿐만 아니라 신체균형 기능이 떨어지는 노인들의 보행 수행 능력을 위한 다양한 연구와 보조기의 개발에 추가적인 도움이 될 수도 있다.

또한, 어지러움증 환자 혹은 노인의 소실된 신체균형 감각 인지 능력을 개선하기 위해 감지된 비정상적인 신체 균형을 정상적인 균형을 유지하도록 특정 신체에 진동 혹은 전기 자극을 가함으로써 환자 스스로가 동적-정적 움직임에 대한 진행 상황을 실시간으로 인지할 수 있도록 하고 낙상사고를 예방할 수 있는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치를 개발하여 생체자기제어(biofeedback) 효과를 극대화시키고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치의 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에서 웨어러블 제어수단의 제어모듈의 구성을 설명하기 위해 개략적으로 설명한 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에서 웨어러블 자극수단의 정면 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에서 웨어러블 자극수단의 배면 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에서 웨어러블 자극수단의 지지본체에 접촉단자소켓부와 접촉전극부가 설치되는 결합 분해도(a)와 지지본체 배면 사시도(b).
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에서 웨어러블 자극수단의 접촉단자소켓부와 접촉자극부의 결합 분해도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에서 웨어러블 자극수단의 이동본체와 유도전극부 결합 분해도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에서 웨어러블 자극수단의 유도전극부 일부 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치에서 웨어러블 자극수단의 제어본체에 수용되는 구성을 설명하기 위해 개략적으로 설명한 블록도.

본 발명의 구성 및 이에 따른 제조방법을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치는 웨어러블 검출수단(100), 웨어러블 제어수단(200) 및 웨어러블 자극수단(300)을 포함하여 구성되며, 전제척인 구성은 사용자의 발바닥 또는 하지에 마련되어 자세 변동과 관련된 신호를 생성하는 웨어러블 검출수단(100)과,

상기 웨어러블 검출수단(100)의 신호를 착용자의 스마트폰으로 입력하여 설정된 알고리즘으로 출력을 생성하는 웨어러블 제어수단(200)을 포함하고,

상기 웨어러블 제어수단(200)으로부터 자세 변동의 이상신호가 발생되면 신체균형 유지에 중요한 하지 근육들 중 선택된 어느 하나 이상에 마련되어 저주파 전류 혹은 진동자극을 인가하는 웨어러블 자극수단(300)을 포함하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치를 제공한다.

상기 웨어러블 검출수단(100)은 발바닥의 족압을 감지하거나 신체의 동적변화를 감지하도록 압력센서, 3축 자이로센서, 3축 엑셀로메터, 3축 콤파스 센서 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함되며, 상기 사용자의 족압을 측정하는 웨어러블 검출수단(100)일 경우 사용자의 발바닥 아래에 배치됨으로써 사용자의 족압 데이터를 측정한다. 상기 웨어러블 검출수단(100)은 사용자가 신고 있는 신발 내에서 깔창 형태로 마련되거나 신발의 외측 바닥면에 마련되어 사용자의 보행시 족압 데이터를 측정하고, 상기 웨어러블 검출수단(100)으로부터 상기 족압 데이터 즉, 사용자가 지면에 대하여 가하는 압력, 힘 및 발바닥에서의 사용자의 무게 중심을 측정하게 되며, 이때 측정된 데이터는 웨어러블 제어수단(200)에 전송되면서 제어수단에 포함된 분석알고리즘 즉, 저장모듈(240) 및 판단모듈(231)에 의해 저장, 분석 및 평가된다.

즉, 사용자에게 신체의 불균형이 발생하면 보행시 양팔 및 양다리의 움직임이 서로 비대칭이 되는 등의 신체 자세 또는 신체 동작의 변화가 발생하므로 사용자가 지면에 대하여 가하는 압력, 힘 및 발바닥에서의 사용자의 무게 중심에도 변화가 발생하게 되는데, 상기 웨어러블 제어수단(200)의 분석알고리즘은 상기 웨어러블 검출수단(100)으로부터 지득한 사용자의 족압 데이터가 평소와 다른 양상을 보이는 경우에는 사용자에게 신체 불균형이 발생한 것으로 판단하고, 신체 불균형이 발생시 사용자가 지면에 대하여 가하는 압력, 힘 및 발바닥에서의 사용자의 무게 중심 등을 분석함으로써 신체 불균형의 진단인 이상신호발생에 활용하게 된다.

그리고, 하지에 마련된 웨어러블 검출수단(100)이 더 마련되어 사용자 신체의 동적변화인 기울기, 변위 또는 방위를 감지하여 사용자의 족압 데이터를 근거로 하여 신체의 이상신호가 발생시 사용자의 기울기, 변위 또는 방위의 센싱 데이터를 웨어러블 제어수단(200)의 분석알고리즘(저장모듈과 판단모듈)에 의해 저장, 분석 및 판단하여 사용자의 동적 신체 변화의 정확성을 부가하여 판단하게 된다.

그리고, 상기 사용자의 족압을 측정하는 웨어러블 검출수단(100)과 사용자의 보행시 신체 중 하지의 동적변화(기울기, 변위 또는 방위)를 측정하는 웨어러블 검출수단(100)이 사용자의 신체부위에 모두 부착되어 사용되거나 어느 하나만을 포함하여 사용될 수 있다.

그리고, 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 웨어러블 제어수단(200)은 모바일 기기이며, 상기 족압 데이터로서 사용자의 신체 불균형이 발생시 사용자가 지면에 대하여 가하는 압력, 힘 및 발바닥에서의 사용자의 무게 중심 모두를 분석하게 되므로 신체 불균형 진단의 정확성을 향상시키며, 상기 웨어러블 검출수단(100)에서 검출한 동적신호인 측정데이터를 입력받기 위한 데이터 입력부(210), 사용자의 기본정보를 입력받기 위한 조작부(220), 저장모듈(240)에 저장된 전용 애플리케이션에 상기 측정데이터 및 사용자의 기본정보를 적용하여 동적변화에 대한 행동을 예측하고, 예측한 행동에 대응하는 정상신호 및 이상신호 여부를 판단하여 이상신호에 대한 자극 정보를 추출하며, 추출한 자극 정보의 디스플레이 및 자극신호 전송을 제어하는 제어모듈(230), 상기 제어모듈(230)의 제어에 따라 자극 정보를 화면에 디스플레이하는 표시부(250), 상기 제어모듈(230)의 제어에 따라 상기 검출한 자극신호에 대한 자극 정보를 근거리 무선통신 신호로 만들어 웨어러블 자극수단(300)으로 전송하는 근거리 무선통신모듈(260), 및 전원 공급을 위한 전원부(270)를 포함할 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이 상기 제어모듈(230)은 웨어러블 검출수단(100)으로부터 수신한 측정데이터를 분석하는 판단모듈(231), 상기 분석한 측정데이터와 사용자의 기본정보를 조합하여 보행 중 사용자의 동적변화를 예측하는 행동 예측부(232), 상기 사용자의 기본 정보를 고려하여 자극 시간 및 강도를 산출하는 자극시간 및 강도 산출부(233), 상기 예측한 행동에 대응하는 근육활성 정보를 추출하는 근육활성 정보 추출부(234), 상기 추출한 근육활성 정보와 상기 자극 시간 및 강도를 자극정보로 생성하고, 이를 근거리 무선통신모듈(260)에 출력하는 자극정보 출력부(235)를 포함하며, 또한 별도로 상기 검출한 행동신호를 상기 원격전문가 단말기로 전송하는 행동신호 전송부(236)를 포함할 수 있다.

상기 웨어러블 제어수단(200)의 모바일 기기를 구성하는 제어모듈(230)은 저장모듈(240)에 기저장된 전용 애플리케이션을 추출하고, 상기 동적신호인 측정데이터가 입력부(210)로부터 입력되는 사용자의 측정데이터와 사용자가 기등록한 사용자 기본정보를 상기 전용 애플리케이션에 적용하여, 동적변화에 대한 행동을 예측하고, 그 예측한 행동에 대응한 자극 정보를 추출한다. 여기서 전용 애플리케이션은 사용자의 동적변화정보와 사용자 기본정보를 기초로 자극 정보를 추출하기 위해 미리 등록해 놓은 애플리케이션이다. 이러한 전용 애플리케이션은 네트워크를 통해 전용 애플리케이션을 지원해주는 서버로부터 다운로드 받아 저장하고 사용하거나, 별도의 메모리 장치를 통해 다운로드 받아 저장하고 사용할 수 있다. 아울러 상기 사용자의 기본정보는 사용자가 조작부를 통해 직접 입력하는 정보와 정상적인 보행 중 측정되는 기준데이터로서, 사용자의 나이, 성별, 몸무게, 의심되는 증상 및 웨어러블 검출수단(100)을 통해 정상적인 보행시 측정되는 측정값과 같은 정보를 포함할 수 있다. 조작부(220)를 통해 입력되는 정보와 정상적인 보행중 측정되는 기준데이터 정보인 사용자의 기본정보는 제어모듈(230)의 제어하여 저장부에 저장된다.

여기서 모바일 기기는 상기 검출한 측정데이터와 기준데이터가 내장된 전용 애플리케이션에 적용하여 행동을 예측하기 위해 사용자가 직접 사용하는 스마트폰과 같은 사용자 단말기이거나, 원격에서 상기 검출한 기준데이터와 측정데이터를 수신하고 의료 전문가가 분석을 통해 예측한 행동에 대응하는 자극 정보를 생성하여 상기 웨어러블 자극수단(300)으로 전송하기 위한 전문가가 사용하는 스마트폰 또는 퍼스널컴퓨터(PC)와 같은 원격 전문가 단말기일 수 있다.

상기 행동 예측부(232)는 수신된 측정데이터와 기준데이터를 비교하여 사용자의 동적변화에 대한 행동을 예측하는 것으로서, 즉 사용자가 보행 중 넘어지려는 방향 그리고 넘어질 때 근육의 활성도를 예측하여 사용자의 행동 정보를 예측하게 된다.

상기 자극 정보 출력부(235)는 상기 행동 예측부(232)에서 예측한 행동에 대응하는 자극 정보를 추출한다.

상기 자극 정보 추출은 미리 각각의 행동에 대한 자극 정보 리스트를 저장하고, 행동이 예측되면 그 저장한 자극 정보 리스트로부터 자극 정보를 추출하는 방식을 이용할 수 있다.

그리고 자극정보 출력부(235)는 상기 추출한 자극 정보와 상기 자극 시간 및 강도를 합하여 자극 정보를 생성하고, 이를 근거리 무선통신모듈(260)에 출력한다.

그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 웨어러블 제어수단(100)을 구성하는 판단모듈(231)에 포함된 정상신호발생부(231-1)가 더 포함되며, 상기 웨어러블 검출수단(100)에서 발생되는 측정데이터의 값이 설정된 범위내에 포함되면 정상신호를 발생한다. 즉 웨어러블 검출수단(100)은 사용자 발이 가해지는 압력, 힘 및 사용자의 무게 중심 또는 하지의 기울기, 변위 및 방위 등을 측정하여 각각에 대응되는 발이 가해지는 압력, 힘 및 사용자의 무게 중심 또는 하지의 기울기, 변위 및 방위 등의 동적신호를 발생하고, 이러한 각각의 동적신호값이 사용자가 일상생활을 영위할 수 있는 설정된 범위내에 포함될 때 정상신호발생부(231-1)는 정상신호를 발생하는 것이다.

그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 웨어러블 제어수단(200)을 구성하는 판단모듈(231)에 포함된 이상신호발생부(231-2)가 포함되어 상기 동적신호가 설정된 범위에서 벗어나면 이상신호를 발생한다. 즉 이상신호발생부(231-2)는, 웨어러블 검출수단(100)이 사용자 발이 가해지는 압력, 힘 및 사용자의 무게 중심 또는 하지의 기울기, 변위 및 방위 등을 측정하고 이러한 동적신호값이 사용자가 일상생활을 영위할 수 있는 설정된 범위에서 벗어날 때, 정상적인 상황이 아니라는 이상신호를 발생하는 것이다. 예를 들면, 사용자가 도로를 보행 중 갑자기 어지럼증이 발생되어 넘어지려는 순간, 상기 웨어러블 검출수단(100)은 이러한 사용자의 비정상적인 신체 불균형을 측정한 웨어러블 제어수단(200)의 이상신호발생부(231-2)가 감지하여 이상신호를 발생하는 것이다.

상기 이상신호발생부(231-2)에서 이상신호가 발생되었을 때 사용자에게 위급상황임을 인지시키기 위한 경고알람을 반복적으로 발생할 수 있으며, 게다가 신체의 균형유지에 중요한 하지 근육들 중 선택된 어느 하나 이상에 마련되어 저주파 전류 혹은 진동을 인가하는 웨어러블 자극수단(300)으로 신호를 주어 부착된 부위의 근육을 자극시켜 정상적인 균형을 유도하게 된다.

상기 웨어러블 자극수단(300)은 저주파 전류를 발생시키는 장치로서, 신체의 균형유지에 중요한 하지 근육들 중 선택된 어느 하나 이상에 마련됨으로서 사용자의 하지에 마련된 웨어러블 검출수단(100)의 측정데이터인 사용자의 신체에 대한 기울기, 변위 및 방위를 측정하는 데이터값에 대하여 미리 설정된 사용자의 신체 변화에 대한 기준데이터에 대응되는 사용자의 근육자극 데이터를 웨어러블 제어수단(200)에서 설정 및 저장되어 사용자가 넘어지려 할 때 어느 다리의 어느 부위의 근육을 자극시켜야만 정상적인 신체 균형으로 돌아올 수 있는 지를 판단하여 신호를 자극 정보 출력부(235)에 의해 웨어러블 자극수단(300)으로 전달하게 된다.

상기 웨어러블 검출수단(100)과 웨어러블 제어수단(200) 간 그리고 웨어러블 제어수단(200)과 웨어러블 자극수단(300) 간은 각각 통신모듈로 신호가 송수신되며, 상기 통신모듈은 무선으로 연결되며, 상기 웨어러블 제어수단(200)에 포함된 스마트폰은 웨어러블 검출수단(100)에서 측정된 각종 데이터정보(측정데이터, 정상신호 및 이상신호 등)를 스마트폰으로 전송하여 사용자의 신체 균형상태를 분석할 수 있도록 한다. 이러한 통신모듈은 블루투스 4.0 버젼 이상으로 되는데, 그 외에 지그비(ZigBee), 적외선(infrared), UWB(Ultra Wide Band), 무선랜(WLAN), NFC(Near Field Communication)등의 근거리 무선통신을 통해 휴대폰(200)으로 전송할 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 웨어러블 검출수단(100)과 통신하는 웨어러블 제어수단(200)의 스마트폰은 상술된 바와 같이 전용 애플리케이션이 탑재되는데, 전용 애플리케이션은 웨어러블 검출수단(100)에서 수신된 측정데이터, 정상신호 및 이상신호를 시각적으로 확인할 수 있는 수치정보로 변환하고, 사용자의 긴급연락처(E1) 또는 응급센터(E2)에 대한 전화번호를 입력될 수 있다.

이러한 전용 애플리케이션 시스템은, 웨어러블 제어수단(200)의 이상신호발생부(231-2)에서 발생된 이상신호를 수신하였을 때, 웨어러블 자극수단(300)에 의해 정상적인 신체 회복이 불가하다고 웨어러블 제어수단(200)의 이상신호발생부(231-2)가 판단하였을 경우 즉, 웨어러블 자극수단(300)에 의해 저주파 자극으로 웨어러블 검출수단(100)이 사용자의 정상적인 신체 기준데이터를 벗어난 측정데이터가 시간설정된 범위 내에서 지속적으로 발생되었을 경우 상기 사용자가 위급상황임을 입력된 긴급연락처로 문자로 전송하며, 긴급연락처는 가족, 친구. 친척 등이 될 수 있다.

또한 전용 애플리케이션은, 상기한 정상신호 및 이상신호를 종합적으로 분석하게 된다.

그리고, 상기 사용자의 정상신호에 기준이 되는 기준데이터는 사용자가 보행중 안정적인 보행상태에서 웨어러블 검출수단(100)으로부터 측정되는 데이터의 정보 및 판단을 기준으로 하며, 이러한 사용자의 보행 중 기준데이터는 웨어러블 제어수단(200)의 정상신호발생부(231-1)에 저장되거나 웨어러블 제어수단(200)에 포함된 스마트폰의 데이터베이스 또는 외부 서버(미도시)에 저장되어 전용 앱에 전달되어 표시되게 된다.

그리고, 상기 사용자의 보행시 이상신호가 발생되는 측정데이터는 웨어러블 제어수단(200)의 스마트폰 또는 외부서버에 의해 수신되어 웨어러블 제어수단(200)의 정상신호발생부(231-1)에 저장된 기준데이터를 수신받은 이상신호발생부(231-2)에서 측정데이터와 기준데이터를 상호 분석하여 이상신호발생 여부를 판단하여 결정하며, 이때 사용자의 보행이 이상신호로 판단되면 이상신호발생부(231-2)는 자극 정보 출력부(235)에 의해 웨어러블 자극수단(300)으로 자극신호를 보내어 웨어러블 자극수단(300)을 작동하게 된다.

상기 웨어러블 자극수단(300)은 사용자의 하지를 구성하는 골격을 움직이는 근육의 표면에 부착되거나 근육 내로 이식되어 사용될 수 있으며, 상기 근육에 부착되어 사용자의 저주파 발생장치로 한정되는 것은 아니며, 통상의 근육자극에 대응되는 전기적 또는 물리적 발생으로 수행하는 모든 장치를 포함할 수 있다.

또한, 상기 웨어러블 자극수단(300)이 하지에 부착되되, 사용자의 동적변화를 측정하는 웨어러블 검출수단(100)과 함께 포함되어 즉, 하나의 부착패드라면 상기 부착패드의 일측에 웨어러블 검출수단(100) 그리고 타측에 웨어러블 자극수단(300)이 포함될 수 있거나 웨어러블 검출수단(100)과 별도로 신체의 근육을 활성화하는 피부에 접촉하도록 부착될 수 있다.

또한, 상술한 상기 웨어러블 검출수단(100)의 족압에 대한 측정데이터로 예측한 행동에 대응하는 하지 근육들의 움직임에 대한 근육활성 정보를 추출하는 근육활성 정보 추출부(234)와 상기 추출한 근육활성 정보와 상기 자극 시간 및 강도를 자극정보로 생성하고, 이를 근거리 무선통신모듈(260)에 출력하는 자극정보 출력부(235)에 의해 웨어러블 자극수단(300)을 작동하여 근육을 활성화하는 시스템과는 달리 웨어러블 검출수단(100)의 족압 측정데이터 및 동적변화 측정데이터를 산출하여 직접적인 자극수단을 자극시키도록 다음과 같은 제어가 더 포함된다.

도 2에 나타낸 바와 같이 상기 이상신호발생부(231-2)에는 이상신호를 발생시 웨어러블 자극수단(300)으로 자극신호를 명령할 때 상기 자극신호가 사용자의 신체 어느 부위에 부착된 자극수단을 작동하면서 어느 정도의 자극 세기를 결정하는 지를 판단하는 통상의 의학적 근육활성운동 즉, 일예로 사용자가 넘어지려는 방향 및 골격의 변화에 대응되는 의학적 해당 근육 활성도를 설정된 활성데이터가 저장된 근활성발생부(231-3)가 웨어러블 제어수단(200)에 더 포함되어 이상신호의 판단에 기준이 되는 사용자의 신체 동적변화 측정데이터에 적합한 활성데이터를 결정하여 웨어러블 자극수단(300)으로 자극신호를 보내어 웨어러블 자극수단(300)을 작동하게 된다.

상기 근활성발생부(231-3)에 저장된 활성데이터에 의해 자극신호를 발생시 상기 자극신호는 웨어러블 자극수단(300)이 저주파 발생장치라면 사용자의 어느 부위에 위치한 자극수단을 작동할지의 작동 위치 결정하며, 이때 자극수단 위치결정은 기설정된 의학적 활성데이터에 의해 결정된 사용자의 해당 근육부위에 위치하며, 상기 저주파 발생장치의 저주파 파장, 세기 및 시간을 포함한 자극신호를 송출하게 된다.

이처럼 상기 적어도 하나의 웨어러블 검출수단(100)에 의해 사용자의 동적변화의 신체변화정보를 측정하게 되면, 상기 웨어러블 제어수단(200)에 포함된 스마트폰의 판단모듈(231)을 구성하는 정상신호발생부(231-1) 또는 이상신호발생부(231-2)에 의해 상기 사용자의 신체 동적변화가 정상적인지 이상적인지를 판단하여 해당 판단된 동적변화에 대한 정상신호 또는 이상신호를 발생하며, 이때 이상신호가 발생되면 웨어러블 제어수단(200) 또는 판단모듈(231)에 포함된 근활성발생부(231-3)의 활성데이터에서 이상신호에 대한 측정데이터에 적합한 활성데이터를 판단 결정하여 자극신호를 웨어러블 자극수단(300)으로 송출하여 작동하여 사용자의 근육을 활성화하여 정상적인 신체변화를 유도하게 된다. 이러한 상기 판단모듈(231)의 판단 기준은 사용자에 의해 선택된 상기 전용애플리케이션 시스템의 모드에 따라 결정될 수 있다.

예컨대, 전용 애플리케이션의 보행모드를 활성화하여 보행 중 이상신호에 따른 특정 근육활성 정보가 파악되면, 전술한 바와 같이 파악된 사용자의 동적변화에 대한 측정값이 상기 웨어러블 제어수단(200) 또는 웨어러블 제어수단(200)의 저장모듈(240)에 저장된 기준데이터와 서로 상응하는지 여부에 따라 즉, 측정된 측정값이 정상적인 보행의 동적변화 정보 범위 이내인지 여부에 따라 상기 판단모듈(231)에 의해 사용자의 이상신호발생 여부를 판단될 수 있다.

또한, 상기 웨어러블 자극수단(300)이 전기자극을 발생하는 장치일 경우 다음과 같은 웨어러블 자극수단(300)의 구조를 구성한다.

도 3 내지 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 웨어러블 자극수단(300)은 소정의 가로길이를 가지면서 전면부의 상측단 및 하측단 각각이 가로길이방향으로 내측 절곡된 가이드탭(311)이 형성되며, 상기 전면부 내측의 상측 및 하측 각각의 가로길이방향으로 이격된 다수 개의 제1통공(312-1)이 배열되어 전면부 내측에 상측 가로방향의 제1가로통공부(312a) 및 하측 가로방향의 제2가로통공부(312b)가 형성되는 구조를 가진 지지본체(310)와,

상기 지지본체(310)의 제1가로통공부(312a) 및 제2가로통공부(312b)에 형성된 각각의 제1통공(312-1)에 결합되도록 단면이 반구형으로 제1통공(312-1)을 통해 돌출곡면이 지지본체(310) 후면부로 돌출되면서 중앙 일면이 통공된 노출공(321-1)이 형성된 제1접촉단자(321)와 상기 노출공(321-1)이 형성된 양단 각각에서 수직 연장되면서 외측으로 수평 절곡된 밀착편(322)이 형성된 접촉단자소켓부(320)와,

상기 접촉단자소켓부(320)에 결합되도록 노출공(321-1)이 위치한 제1접촉단자(321) 내로 밀착 결속되는 원통형의 제2접촉단자(331)와 상기 제2접촉단자(331)의 상단 및 하단에 각각 연결되어 제1접촉단자(321)의 상부 및 하부로 밀착 결속되는 단면이 반구형의 제1결합단자(332) 그리고 상기 제2접촉단자(331)의 좌측단 및 우측단에 연결되어 수평 돌출되거나 제2접촉단자(331) 전면에 중앙이 부착되어 양측으로 돌출되어 접촉단자소켓부(310)의 밀착편(322)에 밀착되는 수평판재형의 보조접촉단자(333)로 이루어진 일체의 접촉전극부(330)와,

상기 지지본체(310)의 가이드탭(311)에 끼움 결합되어 이동되도록 상면 및 하면의 가로길이방향으로 내측 요입된 가이드홈(341)이 형성되며, 후면부 전체면을 커버하는 지지판(342)이 마련되어 상기 지지판(342) 내측의 상측 및 하측 각각의 가로길이방향으로 이격된 다수 개의 제2통공(343-1)이 외부로 노출된 다수 개의 제2통공(343-1)이 배열되어 지지판(342) 내측에 상측 가로방향의 제3가로통공부(343a) 및 하측 가로방향의 제4가로통공부(343b)가 형성되며, 상기 제3가로통공부(343a)의 제2통공(343-1) 가로배열 위치와 제4가로통공부(343b) 제2통공(343-1)의 가로배열 위치에 각각 대응되는 위치의 후면부에 단차진 한 쌍의 가로길이방향의 설치홈(344)이 형성되는 구조를 가진 이동본체(340)와,

상기 이동본체(340)의 제3가로통공부(343a) 및 제4가로통공부(343b)에 각각 마련되며, 상기 제2통공(343-1) 각각에 결합되어 지지판(342) 후면으로 돌출되도록 원통형의 전극단자(351)와 상기 전극단자(351)의 상측에 연결된 단면이 반구형의 제2결합단자(352) 그리고 상기 전극단자(351)와 이웃하는 전극단자(351) 사이의 연결을 규칙적으로 연결하여 설치홈(344)에 결합하는 연결단자(353)로 이루어진 일체의 유도전극부(350)와,

상기 이동본체(340)의 전면부 일면에 연결되어 이동본체(340)의 제3가로통공부(343a) 및 제4가로통공부(343b)에 마련된 유도전극부(350)로 저주파 전류를 인가하는 저주파발생부(361), 배터리(364), 제어기판(363) 및 통신부(362)가 마련된 제어본체(360)로 이루어진다.

상기 웨어러블 자극수단(300)은 신체균형의 유지를 위해 근력을 발생하는 하지 근육의 피부에 접촉되도록 하며, 상기 웨어러블 자극수단(300)의 구성은 지지본체(310), 상기 지지본체(310)에 구비되는 접촉단자소켓부(320)와 접촉전극부(330), 상기 지지본체(310)에 결합되어 이동되는 이동본체(340), 상기 이동본체(340)에 구비되는 유도전극부(350) 및, 상기 이동본체(340)에 마련되어 유도전극부(350)에 저주파 전류를 인가하는 저주파발생부(361), 웨어러블 제어수단(200)으로부터 자극신호를 전달받는 통신부(362), 통신부(362)로부터 전달받은 전극신호에 의해 저주파 전류를 제어하는 제어기판(363) 및 이들에게 전류를 공급하는 배터리(364)를 포함하는 제어본체(360)로 구성된다.

도 5에 나타낸 바와 같이 상기 지지본체(310)는 지지본체(310)의 후면부가 신체의 피부에 접촉하는 면으로서 피부의 곡면에 대응되도록 굽힘 및 복원력을 가진 소재로 이루어지며, 소정의 가로길이를 가지면서 전면부의 상측단 및 하측단 각각이 가로길이방향으로 내측 절곡된 가이드탭(311)이 형성되며, 상기 전면부 내측의 상측 및 하측 각각의 가로길이방향으로 이격된 다수 개의 제1통공(312-1)이 배열되어 전면부 내측에 상측 가로방향의 제1가로통공부(312a) 및 하측 가로방향의 제2가로통공부(312b)가 형성된다.

즉, 상기 전면부 내측의 상측 가로방향으로 다수 개의 관통된 제1통공(312-1)이 이격되게 형성되어 배열되는 제1가로통공부(312a)와 상기 제1가로통공부(312a)의 하측에 이격되게 형성되어 전면부 내측 하측 가로방향으로 다수 개의 관통된 제1통공(312-1)이 이격되게 형성되어 배열되는 제2가로통공부(312b)로 전면부 내측에 배치되며, 이때 상기 제1, 2가로통공부(312a)(312b)를 구성하는 제1통공(312-1)의 배치 위치는 서로 상하 마주하도록 배열된다.

그리고, 상기 지지본체(310)의 양단 또는 상하단에 체결용 밴드(370)가 연결되어 신체의 하지를 결속하게 된다.

그리고, 도 5와 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 접촉단자소켓부(320)는 제1접촉단자(321)와 말착편(322)으로 구성되는 일체의 구조를 가지며, 상기 제1, 2가로통공부(312)(312b)를 구성하는 제1통공(312-1)마다 개별적으로 접촉단자소켓부(320)가 배치된다.

상기 제1접촉단자(321)는 단면이 반구형으로 제1통공(312-1)을 통해 돌출곡면이 지지본체(310) 후면부로 돌출되며, 상기 제1접촉단자(321)의 중앙 일면이 통공된 노출공(321-1)이 형성되고, 상기 밀착편(322)은 노출공(321-1)이 형성된 제1접촉단자(321)의 양단 각각에서 소정의 길이로 수직 연장되면서 외측으로 수평 절곡되는 형태를 가진다.

그리고, 도 5와 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 접촉전극부(330)는 제2접촉단자(331)와 제1결합단자(332) 및 보조접촉단자(333)로 구성되는 일체의 구조를 가지며, 상기 제1, 2가로통공부(312a)(312b)를 구성하는 제1통공(312-1)마다 개별적으로 결합된 접촉단자소켓부(320)에 밀착 결합하게 된다.

상기 제2접촉단자(331)는 원통형으로서 노출공(321-1)이 위치한 제1접촉단자(321) 내로 제2접촉단자(331) 후면이 밀착 결속되며, 상기 제1결합단자(332)는 단면이 반구형으로서 제2접촉단자(331)의 상단 및 하단에 연결되어 노출공(321-1)이 위치한 제1접촉단자(321) 내의 상부와 하부로 각각 돌출곡면이 밀착 고정되며, 상기 보조접촉단자(333)는 제2접촉단자(321)의 좌측단 및 우측단에 연결되어 수평 돌출되거나 제2접촉단자(331) 전면에 중앙이 부착되어 양측으로 돌출되어 접촉단자소켓부(320)의 밀착편(322)에 밀착되며, 그리고 상기 보조접촉단자(333)가 제2접촉단자(321)의 좌측단 및 우측단에 연결되어 수평 돌출될 경우 보조접촉단자(333)의 상면 즉, 지지몸체(310) 전면부로 노출되는 상면이 제2접촉단자(331)의 전면과 동일 선상으로 형성되어 후술되는 유도전극부(350)의 전극단자(351)가 접촉시 접촉범위를 넓혀주는 역할을 한다.

그리고, 도 3과 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 이동본체(340)는 지지본체(310)의 굽힘 및 복원력에 대응되는 소재로 이루어지면서 지지본체(310)에 끼움 결합되어 좌우 이동되며, 상기 지지본체(310)의 전면부 상부에 배치되게 된다.

상기 이동본체(340)는 지지본체(310)의 가이드탭(311)에 끼움 결합되어 이동되도록 가이드탭(311)에 대응되는 위치인 상면 및 하면의 가로길이방향으로 내측 요입된 가이드홈(341)이 형성된다.

그리고, 상기 지지본체(310)의 후면부 전체면을 커버하는 지지판(342)이 마련되어 상기 지지판(342) 내측의 상측 및 하측 각각의 가로길이방향으로 이격된 다수 개의 제2통공(343-1)이 외부로 노출된 다수 개의 관통된 제2통공(343-1)이 배열되어 지지판(342) 내측에 상측 가로방향의 제3가로통공부(343a) 및 하측 가로방향의 제4가로통공부(343b)가 형성된다.

즉, 상기 지지판(342) 전면부 내측의 상측 가로방향으로 다수 개의 제2통공(343-1)이 이격되게 형성되어 배열되는 제3가로통공부(343a)와 상기 제3가로통공부(343a)의 하측에 이격되게 형성되어 전면부 내측 하측 가로방향으로 다수 개의 제2통공(343-1)이 이격되게 형성되어 배열되는 제4가로통공부(343b)로 지지판(342) 전면부 내측에 배치되며, 이때 상기 제3, 4가로통공부(343a)(343b)을 구성하는 제2통공(343-1)의 배치 위치는 서로 상하 마주하도록 배열된다.

그리고, 상기 이동본체(340)의 후면부에 마주하는 지지판(342)의 전면에 형성된 제3, 4가로통공부(343a)(343b) 길이방향에 대응되는 위치의 이동본체(340) 후면부에 단차진 설치홈(344) 한쌍이 형성된다.

그리고, 도 7과 도 8에 나타낸 바와 같이 상기 유도전극부(350)는 제3가로통공부(343a) 및 제4가로통공부(343b)에 각각 대응되는 길이방향으로 설치되며, 그 구성은 전극단자(351), 제2결합단자(352) 및 연결단자(353)로 구성되는 일체의 구조를 가지며, 즉 제2통공(343-1)의 수(數)에 대응되는 수(數)를 가진 전극단자(351)에 상호 연결단자(353)를 연결하면서 각각의 전극단자(351)에 제2결합단자(352)가 형성된 일체의 유도전극부(350)를 가진다.

상기 전극단자(351)는 원통형이면서 상기 전극단자(351)의 상측으로 단면이 반호형의 제2결합단자(352)가 형성되며, 이때 전극단자(351)와 제2결합단자(352) 일체는 제2통공(343-1)에 결합되어 지지판(342) 후면으로 전극단자(351) 및 제2결합단자(352)의 돌출곡면이 돌출되는 형태로 배치되며, 상기 연결단자(353)는 전극단자(351)와 이웃하는 전극단자(351) 사이의 연결하여 전극단자(351)들에 규칙적으로 연결하면서 지지판(342)에 마주하는 이동본체(340)의 후면부에 형성된 설치홈(344)에 결합하게 된다.

즉, 일예로 상기 제3가로통공부(343a)를 설치되는 유도전극부(350)의 전극단자(351)와 이웃하는 전극단자(351) 사이를 연결하는 연결단자(353)가 형성되는 단위가 유도전극부(350)의 전극단자(351) 배열에 연결단자(353)가 규칙적으로 형성되는 구조를 가진다.

또는, 상기 연결단자(353)가 가로길이방향의 수평판재형으로 형성되면서 상기 연결단자(353) 전면 또는 후면에 제2통공(353-1)의 위치에 대응되도록 전극단자(351)와 제2결합단자(352)의 일체가 다수 개로 이격되게 부착 연결되는 일체의 유도전극부(350)를 구성할 수 있다.

이에, 상기 지지본체(310)에 이동본체(340)가 결합되어 이동본체(340)의 제3가로통공부(343a)와 제4가로통공부(343b)에 배치된 유도전극부(350)의 전극단자(351)가 지지본체(310)에 마련된 접촉전극부(330)의 제2접촉단자(331) 또는 보조접촉단자(333)에 면접하게 된다.

이러한, 상기 지지본체(310)에 이동본체(340)가 이동되는 구조를 가짐으로서 피부에 접촉된 접촉단자소켓부(320)의 제1접촉단자(321)에 후술되는 저주파 전류를 인가하는 전극단자의 수(數)를 조절하여 신체균형을 유지하도록 활성되는 근육의 자극 분포를 조절함으로서 신체의 비정상적인 균형에 빠른 대행을 유도하게 된다.

그리고, 도 3과 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 제어본체(360)는 하우징 형태로서 제어본체(360) 내부에 저주파발생부(361), 제어기판(363), 통신부(362) 및 배터리(364)가 내장되어 있다.

상기 저주파발생부(361)는 발진코일 등을 이용하여 일정 범위의 주파수의 전자파 펄스를 발진하며, 이러한 저주파발생부(361)는 대략 28㎐ 내지 33㎐의 저주파 펄스를 발생시키며, 상기 저주파 펄스는 상술한 범위에 한정하는 것은 아니며, 이렇게 발생된 저주파 펄스는 후술하는 유도전극부(350)로 전달된다.

상기 제어기판(363)은 마이컴(Micom) 등으로 구성되는 것으로, 상기 저주파발생부(361)와 전기적으로 연결되어 있으며, 상술한 웨어러블 제어수단(200)으로부터 전동된 자극신호를 제어기판(363)에 연결된 통신부(362)를 통해 전송받아 제어신호를 생성하며, 생성된 제어신호는 저주파발생부(361)로 전송하여, 저주파발생부(361)가 저주파를 발생하도록 제어한다.

그리고, 저주파발생부(361)는 저주파를 발생하고, 이렇게 발생된 저주파는 유도전극부(350)로 전달하여 유도전극부(350)에 면접한 접촉전극부(330)로 전달받아 다시 접촉전극부(330)에 밀착 결합된 접촉단자소켓부(320)로 전달되면서 접촉단자소켓부(320)의 제1접촉단자(321)에 접촉된 신체 피부에 대응되는 근육을 자극하게 된다.

그리고, 상기 배터리(364)는 제어기판(363)과 연결되어 있으며, 상기 제어기판(363)과 직접 또는 간접적으로 연결된 저주파발생부(361), 유도전극부(350) 및 제어기판(363)으로 전원을 공급한다.

그리고, 상기 유도전극부(350)의 일측단 즉, 연결단자(353) 일단이 제어기판(363)과 연결되고, 상기 유도전극부(350)의 타측단은 제어기판(363)에 의하여 저주파발생부(361)와 연결되고, 상기 유도전극부(350), 접촉전극부(330) 및 접촉단자소켓부(320)는 도전성을 높이고 인체와의 저항성을 낮추도록 금 등으로 도금 처리될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

웨어러블 검출수단 100 웨어러블 제어수단 200
데이터입력부 210 조작부 220 제어모듈 230
판단모듈 231 정상신호발생부 231-1
이상신호발생부 231-2 근활성발생부 231-3
행동예측부 232 자극시간 및 강도 산출부 233
근육활성 정보 추출부 234 자극 정보 출력부 235
행동신호 전송부 236 저장모듈 240 표시부 250
무선통신모듈 260 전원부 270
어러블 자극수단 300 지지본체 310
가이드탭 311 제1가로통공부 312a 제2가로통공부 312b
제1통공 312-1 접촉단자소켓부 320 제1접촉단자 321
노출공 321-1 밀착편 322 접촉전극부 330
제2접촉단자 331 제1결합단자 332 보조접촉단자 333
이동본체 340 가이드홈 341 지지판 342
제3가로통공부 343a 제4가로통공부 343b 제2통공 343-1
유도전극부 350 전극단자 351 제2결합단자 352
연결단자 353 제어본체 360 저주파발생부 361
통신부 362 제어기판 362 배터리 364

Claims (7)

1. 사용자의 발바닥 또는 하지에 마련되어 자세 변동과 관련된 신호를 생성하는 웨어러블 검출수단(100)과,
   상기 웨어러블 검출수단(100)의 신호를 착용자의 스마트폰으로 입력하여 설정된 알고리즘으로 출력을 생성하는 웨어러블 제어수단(200)은 모바일 기기이며, 사용자의 기본정보를 입력받기 위한 조작부(220), 저장모듈(240)에 저장된 전용 애플리케이션에 측정데이터 및 사용자의 기본정보를 적용하여 동적변화에 대한 행동을 예측하고, 예측한 행동에 대응하는 정상신호 및 이상신호 여부를 판단하여 이상신호에 대한 자극 정보를 추출하며, 추출한 자극 정보의 디스플레이 및 자극신호 전송을 제어하는 제어모듈(230)을 포함하며, 상기 제어모듈(230)은 웨어러블 검출수단(100)으로부터 수신한 측정데이터를 분석하는 판단모듈(231), 상기 분석한 측정데이터와 사용자의 기본정보를 조합하여 보행 중 사용자의 동적변화를 예측하는 행동 예측부(232), 상기 사용자의 기본 정보를 고려하여 자극 시간 및 강도를 산출하는 자극시간 및 강도 산출부(233), 상기 예측한 행동에 대응하는 근육활성 정보를 추출하는 근육활성 정보 추출부(234) 및, 상기 추출한 근육활성 정보와 상기 자극 시간 및 강도를 자극정보로 생성하고, 이를 근거리 무선통신모듈(260)에 출력하는 자극정보 출력부(235)를 포함하고,
   상기 웨어러블 제어수단(200)으로부터 자세 변동의 이상신호가 발생되면 신체균형 유지에 중요한 하지 근육들 중 선택된 어느 하나 이상에 마련되어 저주파 전류 혹은 진동자극을 인가하는 웨어러블 자극수단(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 웨어러블 검출수단(100)은 발바닥의 족압을 감지하거나 신체의 동적변화를 감지하도록 압력센서, 3축 자이로센서, 3축 엑셀로메터, 3축 콤파스 센서 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 웨어러블 제어수단(200)을 구성하는 판단모듈(231)에 포함된 정상신호발생부(231-1)가 더 포함되며, 상기 웨어러블 검출수단(100)은 사용자 발이 가해지는 압력, 힘 및 사용자의 무게 중심 또는 하지의 기울기, 변위 및 방위 등을 측정하여 각각에 대응되는 발이 가해지는 압력, 힘 및 사용자의 무게 중심 또는 하지의 기울기, 변위 및 방위 등의 동적신호를 발생하고, 이러한 각각의 동적신호값이 사용자가 일상생활을 영위할 수 있는 설정된 범위내에 포함될 때 정상신호발생부(231-1)는 정상신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 웨어러블 제어수단(200)을 구성하는 판단모듈(231)에 포함된 이상신호발생부(231-2)는, 상기 웨어러블 검출수단(100)이 사용자 발이 가해지는 압력, 힘 및 사용자의 무게 중심 또는 하지의 기울기, 변위 및 방위 등을 측정하고 이러한 동적신호값이 사용자가 일상생활을 영위할 수 있는 설정된 범위에서 벗어날 때, 정상적인 상황이 아니라는 이상신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 이상신호발생부(231-2)에는 이상신호를 발생시 웨어러블 자극수단(300)으로 자극신호를 명령할 때 상기 자극신호가 사용자의 신체 어느 부위에 부착된 웨어러블 자극수단(300)을 작동하면서 어느 정도의 자극 세기를 결정하는 지를 판단하도록 의학적 해당 근육 활성도를 설정된 활성데이터가 저장된 근활성발생부(231-3)가 웨어러블 제어수단(200)에 더 포함되어 이상신호의 판단에 기준이 되는 사용자의 신체 동적변화 측정데이터에 적합한 활성데이터를 결정하여 웨어러블 자극수단(300)으로 자극신호를 보내어 웨어러블 자극수단(300)을 작동하는 것을 특징으로 하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 웨어러블 자극수단(300)은,
   소정의 가로길이를 가지면서 전면부의 상측단 및 하측단 각각이 가로길이방향으로 내측 절곡된 가이드탭(311)이 형성되며, 상기 전면부 내측의 상측 및 하측 각각의 가로길이방향으로 이격된 다수 개의 제1통공(312-1)이 배열되어 전면부 내측에 상측 가로방향의 제1가로통공부(312a) 및 하측 가로방향의 제2가로통공부(312b)가 형성되는 구조를 가진 지지본체(310);와,
   상기 지지본체(310)의 제1가로통공부(312a) 및 제2가로통공부(312b)에 형성된 각각의 제1통공(312-1)에 결합되도록 단면이 반구형으로 제1통공(312-1)을 통해 돌출곡면이 지지본체(310) 후면부로 돌출되면서 중앙 일면이 통공된 노출공(321-1)이 형성된 제1접촉단자(321)와 상기 노출공(321-1)이 형성된 양단 각각에서 수직 연장되면서 외측으로 수평 절곡된 밀착편(322)이 형성된 접촉단자소켓부(320);와,
   상기 접촉단자소켓부(320)에 결합되도록 노출공(321-1)이 위치한 제1접촉단자(321) 내로 밀착 결속되는 원통형의 제2접촉단자(331)와 상기 제2접촉단자(331)의 상단 및 하단에 각각 연결되어 제1접촉단자(321)의 상부 및 하부로 밀착 결속되는 단면이 반구형의 제1결합단자(332) 그리고 상기 제2접촉단자(331)의 좌측단 및 우측단에 연결되어 수평 돌출되거나 제2접촉단자(331) 전면에 중앙이 부착되어 양측으로 돌출되어 접촉단자소켓부(310)의 밀착편(322)에 밀착되는 수평판재형의 보조접촉단자(333)로 이루어진 일체의 접촉전극부(330);와,
   상기 지지본체(310)의 가이드탭(311)에 끼움 결합되어 이동되도록 상면 및 하면의 가로길이방향으로 내측 요입된 가이드홈(341)이 형성되며, 후면부 전체면을 커버하는 지지판(342)이 마련되어 상기 지지판(342) 내측의 상측 및 하측 각각의 가로길이방향으로 이격된 다수 개의 제2통공(343-1)이 외부로 노출된 다수 개의 제2통공(343-1)이 배열되어 지지판(342) 내측에 상측 가로방향의 제3가로통공부(343a) 및 하측 가로방향의 제4가로통공부(343b)가 형성되며, 상기 제3가로통공부(343a)의 제2통공(343-1) 가로배열 위치와 제4가로통공부(343b) 제2통공(343-1)의 가로배열 위치에 각각 대응되는 위치의 후면부에 단차진 한 쌍의 가로길이방향의 설치홈(344)이 형성되는 구조를 가진 이동본체(340);와,
   상기 이동본체(340)의 제3가로통공부(343a) 및 제4가로통공부(343b)에 각각 마련되며, 상기 제2통공(343-1) 각각에 결합되어 지지판(342) 후면으로 돌출되도록 원통형의 전극단자(351)와 상기 전극단자(351)의 상측에 연결된 단면이 반구형의 제2결합단자(352) 그리고 상기 전극단자(351)와 이웃하는 전극단자(351) 사이의 연결을 규칙적으로 연결하여 설치홈(344)에 결합하는 연결단자(353)로 이루어진 일체의 유도전극부(350); 및,
   상기 이동본체(340)의 전면부 일면에 연결되어 이동본체(340)의 제3가로통공부(343a) 및 제4가로통공부(343b)에 마련된 유도전극부(350)로 저주파 전류를 인가하는 저주파발생부(361), 배터리(364), 제어기판(363) 및 통신부(362)가 마련된 제어본체(360)를 포함하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전정기능 재활을 위한 보행 안정 장치.

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