KR102223459B1 - 어깨 재활 치료 기구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액츄에이터를 이용하여 팔을 들어올리면서 재활운동이 가능하도록 하여, 외부의 도움 없이 사용자가 재활운동을 용이하게 진행할 수 있도록 하는 어깨 재활 치료 기구에 관한 것으로, 팔장착부와 신체장착부 사이에 액츄에이터를 구비하도록 하여, 액츄에이터의 내부가 팽창되면서 팔장착부를 상방으로 들어올리도록 구성되고, 액츄에이터의 내부가 수축되면서 팔장착부를 하방으로 내리도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 어깨 재활 치료 기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액츄에이터를 이용하여 팔을 들어올리면서 재활운동이 가능하도록 하여, 외부의 도움 없이 사용자가 재활운동을 용이하게 진행할 수 있도록 하는 어깨 재활 치료 기구에 관한 것이다.
노인층 및 스포츠 활동 인구가 증가함에 따라 견관절의 회전근개 손상에 대한 관심이 크게 증가하였으며 진단방법과 기기의 발전으로 이러한 손상에 대한 진단도 더 용이하게 되었다. 또한 관절경으로 파열의 크기를 쉽게 파악할 수 있으며 복원술, 재건술 등의 치료로 좋은 결과를 보고하고 있다.
한편, 관절은 수술을 하더라도 즉시 회복되는 것이 아니라 이후의 회복치료에 따라 관절운동 범위와 회복의 속도가 달라지기 때문에 재활운동이 매우 중요하다. 그러나 관절 재활 운동 시 많은 통증이 수반되기 때문에 환자 스스로 운동하기가 어려워 결국 구축(Contracture), 염증(Inflammation) 등으로 인해 관절가동범위의 제한(LOM: Limitation Of Motion)이 나타나게 된다. 이를 방지하기 위해 관절가동범위운동이 실시되는데, 가장 보편화된 관절운동은 수동관절가동운동(CPM:Continuous Passive Motion)이다.
CPM은 치료사나 기계적 장치 등의 순수한 외적인 힘에 의해 이루어지는 운동으로, 관절강직이 온 환자나 수술 환자들에게 지속적으로 수동적인 움직임을 제공함으로써 관절의 기능을 회복하게 한다. CPM은 환자 스스로 움직이는 것이 아닌 기계장치에 의한 수동운동이기 때문에 근 피로가 일어나지 않으면서도 관절가동범위(ROM: Range of Motion)를 회복하게 하고 통증 감소 및 합병증 예방에 도움이 된다.
이러한 CPM 기구는 대여 가격이 비싸 대부분 병원 내에 존재하기 때문에, 병원과 멀리 떨어져 있는 환자의 경우에는 이용하기 위해 큰 시간적 투자를 해야 한다. 또한, 어깨 회전축과의 얼라인먼트(alignment)가 완벽히 맞지 않을 경우에 큰 불편함을 초래할 수 있다. 무엇보다 완벽한 얼라인먼트를 하더라도, 어깨 회전축의 움직임에 대한 고려가 누락되어 있어 환자가 불편함을 느끼는 문제점이 있다. 이에 따라 휴대가 가능한 소형 재활 장치를 이용하여 어깨 관절 운동을 수행할 수 있는 능동적인 재활 치료 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 액츄에이터를 이용하여 팔을 들어올리면서 재활운동이 가능하도록 하여, 외부의 도움 없이 사용자가 재활운동을 용이하게 진행할 수 있도록 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 사용자의 팔에 장착되는 팔장착부; 사용자의 몸에 장착되는 신체장착부; 및 일측은 상기 팔장착부에 장착되고 타측은 상기 신체장착부에 장착되며 지그재그 형태로 절곡되는 액츄에이터를 포함하고, 외부에 의한 공기 유입에 의히여 상기 액츄에이터의 내부가 팽창될수록 지그재그 형태로 접혀진 상기 액츄에이터가 펼쳐지면서 상기 팔장착부를 상방으로 들어올리고, 외부에 의한 공기 유출에 의히여 상기 액츄에이터 내부가 수축될수록 상기 액츄에이터가 지그재그 형태로 접혀지면서 상기 팔장착부를 하방으로 내리도록 구성되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 액츄에이터는, 복수 개의 공기주머니가 지그재그 형태로 절곡되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 복수 개의 공기주머니 중 상호 마주보는 한 쌍의 공기주머니는: 제 1 지지판, 상기 제 1 지지판의 일측에 위치되는 제 2 지지판 및 상기 제 1 지지판과 상기 제 2 지지판을 힌지 결합시키는 힌지부를 갖는 지지부재; 상기 지지부재의 일면을 커버하는 중앙커버: 상기 중앙커버의 일면을 덮도록 위치되는 에어포켓; 및 상기 지지부재와 상기 에어포켓을 일체로 커버하는 외부커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 팔장착부가 내려간 상태에서, 상기 복수 개의 공기주머니는, 상기 팔장착부에 장착되는 제 1 결합주머니와, 상기 신체장착부에 장착되는 제 2 결합주머니와, 상기 제 1 결합주머니와 상기 제 2 결합주머니 사이에 배치되는 복수 개의 연결주머니를 포함하고, 상기 제 1 결합주머니, 상기 제 2 결합주머니 및 상기 연결주머니는 상호 일체로 연결된 상태로 지그 재그 형태로 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 팔장착부가 내려간 상태에서, 상기 연결주머니는, 사용자의 겨드랑이를 향하도록 위치되는 상기 제 1 결합주머니의 일측에 사용자의 겨드랑이의 반대 방향으로 절곡되도록 연결되는 제 1 연결주머니와, 일측은 상기 제 1 결합주머니와 연결되지 않은 상기 제 1 연결주머니의 일측에 절곡되도록 연결되고, 타측은 사용자의 겨드랑이를 향하도록 위치되는 제 2 결합주머니의 일측에 절곡되도록 연결되는 제 2 연결주머니를 포함하는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 복수 개의 공기주머니 중 상호 절곡되도록 연결되는 한 쌍의 공기주머니 사이의 벌어지는 각도를 조절하도록 각도조절부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 각도조절부재는: 상기 한 쌍의 공기주머니 중 일 공기주머니의 단부에 장착되는 모터; 및 일단부는 상기 모터에 감기고 타단부는 상기 한 쌍의 공기주머니 중 타 공기주머니의 단부에 연결되는 와이어를 포함하고, 상기 액츄에이터가 펼쳐질 때, 상기 모터의 회전에 의하여 상기 와이어가 상기 모터에서 권취 또는 권출됨에 따라 일 공기주머니와 타 공기주머니의 펼쳐지는 각도가 제어되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 신체장착부는 사용자의 배에 밀착되도록 형성되고, 상기 액츄에이터가 지그재그 형태로 접혀지면서 상기 팔장착부가 사용자의 몸 방향으로 이동될 때, 상기 팔장착부와 마주보는 상기 신체장착부의 일측에 상기 액츄에이터의 타측이 장착되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 팔장착부는 사용자의 위팔에 고정되고, 상기 신체장착부의 일측에 상기 액츄에이터의 타측이 장착될 때, 상기 신체장착부의 타측에 사용자의 아래팔을 지지할 수 있도록 지지부가 장착되고, 상기 팔장착부가 상기 신체장착부와 가까워지도록 하방으로 내려간 상태에서, 사용자의 아래팔이 굽혀지면서 상기 지지부에 지지되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 액츄에이터가 장착되는 상기 신체장착부의 일측은 상기 신체장착부의 타측보다 강한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 신체장착부는, 사용자의 옆구리를 감싸는 내주연을 갖도록 호 형상으로 형성되는 제 1 고정부와, 상기 제 1 고정부의 외주연에 접촉되되 상기 제 1 고정부의 외주연을 따라 회전 가능한 외주연을 갖도록 호 형상으로 형성되는 제 2 고정부를 포함하고, 상기 액츄에이터가 지그재그 형태로 접혀지면서 상기 팔장착부가 사용자의 몸 방향으로 이동될 때, 상기 팔장착부와 마주보는 상기 제 2 고정부에 상기 액츄에이터의 타측이 장착되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 신체장착부는, 일단부는 상기 제 1 고정부의 외주연 일측에 결합되고 타단부는 상기 제 1 고정부의 외주연 일측과 반대 방향에 위치되는 상기 제 2 고정부의 외주연 일측에 결합되는 제 1 케이블과, 일단부는 상기 제 1 고정부의 외주연 타측에 결합되고 타단부는 상기 제 1 고정부의 외주연 타측과 반대 방향에 위치되는 상기 제 2 고정부의 외주연 타측에 결합되는 제 2 케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
또한, 상기 액츄에이터로의 공기 유입 또는 공기 유출을 제어하기 위한 제어모듈을 더 포함하고, 상기 제어모듈은 스마트폰에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구를 제공한다.
본 발명은 평상시에 신체장착부의 지지부를 이용하여 팔을 지지할 수 있는 보조기로 사용할 수 있고, 재활운동이 필요한 경우, 액츄에이터를 이용하여 팔을 들어올리면서 재활운동이 가능하도록 하여, 외부의 도움 없이 사용자가 재활운동을 용이하게 진행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 액츄에이터는 내부에 제 1, 2 지지판 및 이들을 힌지 결합시키는 힌지부를 구비하므로, 액츄에이터는 좌우로 흔들리지 않고 상하 방향으로 회전되면서 안정적으로 팔을 들어올릴 수 있는 효과가 있다.
또한, 액츄에이터는 팽창되면서 전체 길이가 늘어나고, 수축되면서 전체 길이가 줄어들게 되므로, 팔의 회전축 변화에 따라 액츄에이터의 길이가 충분하게 늘어나거나 줄어들게 되어, 액츄에이터는 정확한 각도로 사용자의 팔을 180도 까지 들어올릴 수 있는 효과가 있다.
또한, 액츄에이터가 장착되는 신체장착부의 일측은 신체장착부의 타측보다 강한 재질로 형성되므로, 신체장착부의 일측은 액츄에이터에 의한 비틀림 힘에 저항할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 액츄에이터가 펼쳐질 때 각도조절부재의 모터가 회전되면서 액츄에이터의 펼쳐지는 각도가 정확하게 제어되므로, 액츄에이터의 펼쳐지는 각도가 필요 이상으로 펼쳐지지 않도록 제어할 수 있어, 사용자의 수술 부위, 수술 상태에 따라 정확한 프로토콜로 액츄에이터의 펼쳐지는 각도를 설정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사용자는 스마트폰에 미리 입력된 프로그램을 실행하는 방식으로 액츄에이터를 팽창 또는 수축시키고, 모터를 회전시켜서 액츄에이터의 펼쳐지는 각도를 제어할 수 있어, 외부 도움 없이 혼자 하더라도 정확하고 안전하게 재활운동을 진행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 신체고정부는 회전이 가능하도록 구성되어, 제 2 고정부를 회전시킴에 따라 사용자의 팔을 전방 또는 측방으로 들어올릴 수 있는 효과가 있다.
또한, 사용자는 어느 곳에서나 본 발명을 몸에 착용한 상태로 팔의 재활운동을 효과적으로 수행할 수 있어, 기존 CPM 기구의 시공간적 제약을 크게 줄일 수 있고, 충분한 시간 동안 재활 운동을 자주 진행할 수 있어, 어깨의 강직을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 환자 뿐만 아니라, 기계 정비공과 같이 팔을 위로 올린 상태로 장시간 작업을 수행하는 사람의 팔을 지지할 수도 있어, 의료기기 분야는 물론 산업용 보조기구로써 그 활용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구를 착용한 사용자의 팔이 하방으로 내려간 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 액츄에이터가 지그지그 형태로 접혀진 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구를 착용한 사용자의 팔이 상방으로 올라간 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 액츄에이터가 펼쳐진 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 제 1, 2 연결주머니를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 액츄에이터가 팽창되면서 팔을 들어올리는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 신체장착부에 가해지는 힘을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8의 (a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 각도조절부재가 접혀진 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8의 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 각도조절부재가 펼쳐진 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 제어모듈을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구에 구비되는 신체장착부의 다른 예시를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 신체장착부의 구조를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구에 구비되는 신체장착부의 제 2 고정부가 전방을 향하도록 회전된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 도 12의 액츄에이터가 펼쳐지면서 팔을 들어올린 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구에 구비되는 신체장착부의 제 2 고정부가 측방을 향하도록 회전된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15는 도 14의 액츄에이터가 펼쳐지면서 팔을 들어올린 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 액츄에이터가 지그지그 형태로 접혀진 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구를 착용한 사용자의 팔이 상방으로 올라간 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 액츄에이터가 펼쳐진 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 제 1, 2 연결주머니를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 액츄에이터가 팽창되면서 팔을 들어올리는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 신체장착부에 가해지는 힘을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8의 (a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 각도조절부재가 접혀진 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8의 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 각도조절부재가 펼쳐진 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 제어모듈을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구에 구비되는 신체장착부의 다른 예시를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 신체장착부의 구조를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구에 구비되는 신체장착부의 제 2 고정부가 전방을 향하도록 회전된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 도 12의 액츄에이터가 펼쳐지면서 팔을 들어올린 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구에 구비되는 신체장착부의 제 2 고정부가 측방을 향하도록 회전된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15는 도 14의 액츄에이터가 펼쳐지면서 팔을 들어올린 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구를 착용한 사용자의 팔이 하방으로 내려간 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 액츄에이터가 지그지그 형태로 접혀진 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구는 팔장착부(100), 신체장착부(200) 및 액츄에이터(300)를 포함하며, 제 1, 2 각도조절부재(400, 402: 도 8 도시) 및 제어모듈(500: 도 9 도시)을 더 포함할 수 있다.
팔장착부(100)는 사용자의 위팔을 감싸도록 밸트 형상으로 형성되는 것으로, 다양한 체결수단, 예를 들면, 밸크로, 버클, 단추 등을 이용하여 위팔에 고정되도록 구성될 수 있다.
신체장착부(200)는 사용자의 몸에 장착되는 것으로, 사용자의 배와 마주보는 내면이 사용자의 배에 밀착되도록 오목하게 형성된다. 그리고 사용자의 배의 반대 방향에 위치되는 신체장착부(200)의 외면 일측은 팔장착부(100)가 장착된 사용자의 어느 한 팔 방향으로 연장되고, 신체장착부(200)의 외면 타측은 사용자의 다른 한 팔 방향으로 연장된다. 이때, 신체장착부(200)의 외면 일측에 장착안내부(210)가 부착되고, 신체장착부(200)의 외면 타측에 지지부(220)가 장착된다. 그리고 팔장착부(100)가 신체장착부(200)와 가까워지도록 사용자가 위팔을 아래로 내린 상태에서 사용자의 아래팔을 상부로 굽히게 되면, 아래팔을 지지부(220)에 삽입시킬 수 있으며, 이 때의 신체장착부(200)는 통상적인 보조기 역할을 수행하도록 한다. 신체장착부(200)는 스펀지 등의 탄성을 갖는 재질 등으로 형성될 수 있으며, 밸트 등의 별도의 체결수단을 통하여 사용자의 몸에 장착된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구를 착용한 사용자의 팔이 상방으로 올라간 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 액츄에이터가 펼쳐진 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 액츄에이터(300)는 공기의 압력을 이용하여 팔을 상방으로 들어올리는 것으로, 일측은 팔장착부(100)에 장착되고 타측은 신체장착부(200)의 장착안내부(210)에 장착되며 지그재그 형태로 절곡되도록 구성된다. 이러한 액츄에이터(300)는 공기가 유입되도록 내부가 빈 복수 개의 공기주머니가 지그재그 형태로 절곡되도록 연결되어 형성된다. 보다 상세하게 복수 개의 공기주머니는 팔장착부(100)가 내려간 상태에서, 팔장착부(100)에 장착되는 제 1 결합주머니(310)와, 팔장착부(100)와 마주보는 신체장착부(200)의 외면 일측에 장착되는 제 2 결합주머니(320)와, 제 1 결합주머니(310)와 제 2 결합주머니(320) 사이에 배치되는 복수 개의 연결주머니(330)를 포함한다. 연결주머니(330)는, 사용자의 겨드랑이를 향하도록 위치되는 제 1 결합주머니(310)의 일측에 사용자의 겨드랑이의 반대 방향으로 절곡되도록 연결되는 제 1 연결주머니(332)와, 일측은 제 1 결합주머니(310)와 연결되지 않은 제 1 연결주머니(332)의 일측에 절곡되도록 연결되고, 타측은 사용자의 겨드랑이를 향하도록 위치되는 제 2 결합주머니(320)의 일측에 절곡되도록 연결되는 제 2 연결주머니(334)를 포함한다. 그리고 제 1 결합주머니(310), 제 1 연결주머니(332), 제 2 연결주머니(334) 및 제 2 결합주머니(320)는 상호 일체로 연결된 상태로 지그 재그 형태로 절곡되도록 형성된다. 그리고 제 1 결합주머니(310), 제 1 연결주머니(332), 제 2 연결주머니(334) 및 제 2 결합주머니(320)의 내부 또한 일체로 연결되어, 외부로부터 제 2 결합주머니(320)로 유입되는 공기는 제 2 연결주머니(334), 제 1 연결주머니(332) 및 제 1 결합주머니(310)로 차례로 유입된다.
그리고 외부로부터 액츄에이터(300)로 공기가 유입되면, 제 2 결합주머니(320), 제 2 연결주머니(334), 제 1 연결주머니(332) 및 제 1 결합주머니(310)의 내부가 팽창되면서 지그 형태로 접혀진 액츄에이터(300)가 펼쳐지게 되고, 이는 팔장착부(100)를 상방으로 들어올리게 된다. 반대로 액츄에이터(300)로 유입된 공기가 유출되면, 제 2 결합주머니(320), 제 2 연결주머니(334), 제 1 연결주머니(332) 및 제 1 결합주머니(310)의 내부가 수축되면서 액츄에이터(300)가 지그 재그 형태로 접혀지게 되고, 이는 팔장착부(100)를 하방으로 내리게 된다.
이처럼 본 발명은 평상시에 신체장착부(200)의 지지부(220)를 이용하여 팔을 지지할 수 있는 보조기로 사용할 수 있고, 재활운동이 필요한 경우, 액츄에이터(300)를 이용하여 팔을 들어올리면서 재활운동이 가능하도록 하여, 외부의 도움 없이 사용자가 재활운동을 용이하게 진행할 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 제 1, 2 연결주머니를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 복수 개의 공기주머니 중 상호 마주보는 한 쌍의 공기주머니, 예를 들면, 제 1, 2 연결주머니(332, 334)는 지지부재(340), 중앙커버(342), 에어포켓(344) 및 외부커버(346)를 포함한다. 지지부재(340)는 제 1 연결주머니(332)의 뼈대 역할을 하는 제 1 지지판(340a), 제 2 연결주머니(334)의 뼈대 역할을 하도록 제 1 지지판(340a)의 일측에 위치되는 제 2 지지판(340b) 및 제 1 지지판(340a)과 제 2 지지판(340b)이 절곡된 상태로 회전되도록 제 1 지지판(340a)과 제 2 지지판(340b)을 힌지 결합시키는 힌지부(340c)를 포함한다. 제 1. 2 지지판(340a, 340b)은 얇고 휘지 않는 판으로 형성되는 것으로, 예를 들면 CFRP(carbon fiber reinforced plastics) 재질로 형성될 수 있다. 중앙커버(342)는 지지부재(340)의 일면을 일체로 커버하도록 형성된다. 에어포켓(344)은 중앙커버(342)의 일면을 덮도록 위치되며, 내부에 공기가 유입되도록 형성된다. 외부커버(346)는 지지부재(340)와 에어포켓(344)을 일체로 커버하는 것으로, 늘어나지 않는 천 재질, 예를 들면 립스탑(ripstop) 재질로 형성되어, 에어포켓(344)이 일정 크기 이상으로 팽창되지 않도록 제어한다.
이처럼 액츄에이터(300)는 내부에 제 1. 2 지지판(340a, 340b) 및 이들을 힌지 결합시키는 힌지부(340c)를 구비하므로, 액츄에이터(300)는 좌우로 흔들리지 않고 상하 방향으로 회전되면서 안정적으로 팔을 들어올릴 수 있는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 액츄에이터가 팽창되면서 팔을 들어올리는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 일반적으로 팔의 상하 운동은 팔의 상완골 뿐만 아니라 상완골이 연결되는 견갑골도 함께 움직이며 이를 견갑상완리듬이라고 한다. 이 견갑상완리듬 때문에 어깨축 자체가 이동하게 되고 팔을 들어 올리는 과정에서 마치 팔이 늘어나는 것처럼 거동되므로, 회전축이 고정되어 있으면 안된다.
본 발명은 이를 해결하기 위하여 액츄에이터(300)를 지그재그 형태로 형성하여, 액츄에이터(300)의 길이가 가변되도록 하였다. 즉, 팔이 아래로 내려간 상태에서, 최초의 어깨의 회전축을 초기 회전축(P1)이라고 정의한다면, 도 6의 (b)와 같이, 팔의 긴장을 푼 편안한 상태에서 액츄에이터(300)가 팽창되면서 어께를 90도 정도로 상부로 올리게 되면, 현재 어깨의 회전축(P2)은 초기 회전축(P1)보다 상승하게 된다. 이 상태에서 도 6의 (c)와 같이, 액츄에이터(300)가 팽창되면서 어께를 180도 정도로 상부로 더 올리게 되면, 현재 어깨의 회전축(P2)은 초기 회전축(P1)보다 상부로 조금 더 상승하게 된다.
이처럼, 액츄에이터(300)는 팽창되면서 전체 길이가 늘어나고, 수축되면서 전체 길이가 줄어들게 되므로, 팔의 회전축 변화에 따라 액츄에이터(300)의 길이가 충분하게 늘어나거나 줄어들게 되어, 액츄에이터(300)는 정확한 각도로 사용자의 팔을 180도 까지 들어올릴 수 있는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 신체장착부에 가해지는 힘을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 신체장착부(200)의 일측은 액츄에이터(300)가 장착되므로, 액츄에이터(300)가 펼쳐지면서 액츄에이터(300)의 상측이 팔을 들어올리게 되면, 액츄에이터(300)의 하측은 신체장착부(200)의 일측에 지지된 상태로 신체장착부(200)의 일측에 후방으로 압력을 가하게 된다. 이때, 액츄에이터(300)가 장착되는 신체장착부(200)의 일측은 신체장착부(200)의 타측보다 강한 재질로 형성되므로, 신체장착부(200)의 일측은 액츄에이터(300)에 의한 비틀림 힘에 저항할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 액츄에이터(300)가 장착되는 신체장착부(200)의 일측은 신체장착부(200)의 타측보다 안쪽으로 오목하게 형성되어, 사용자의 위팔이 지지부(220)에 지지된 상태에서, 신체장착부(200)는 액츄에이터(300)가 수용되는 공간을 제공할 수 있도록 구성된다.
도 8의 (a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 각도조절부재가 접혀진 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8의 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 각도조절부재가 펼쳐진 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 각도조절부재는 복수 개의 공기주머니 중 상호 절곡되도록 연결되는 한 쌍의 공기주머니 사이의 벌어지는 각도를 조절하는 것으로, 예를 들면, 제 1 결합주머니(310)와 제 1 연결주머니(332) 사이에 구비되는 제 1 각도조절부재(400) 및 제 2 연결주머니(334)와 제 2 결합주머니(320) 사이에 구비되는 제 2 각도조절부재(402)를 포함한다. 제 1 각도조절부재(400)와 제 2 각도조절부재(402)는 동일한 구조이므로, 이하에서는 제 1 각도조절부재(400)를 위주로 설명하기로 한다.
제 1 각도조절부재(400)는 제 1 결합주머니(310)의 단부에 장착되는 모터(410)와, 일단부는 모터(410)에 감기고 타단부는 제 1 연결주머니(332)의 단부에 연결되는 와이어(420)를 포함한다. 그리고 제 1 연결주머니(332)의 단부에는 와이어(420)가 고정되도록 와이어고정부(422)가 장착된다.
그리고 액츄에이터(300)가 펼쳐질 때, 모터(410)의 회전에 의하여 와이어(420)가 모터(410)에서 권취 또는 권출됨에 따라 제 1 결합주머니(310)와 제 1 연결주머니(332)의 펼쳐지는 각도가 제어된다.
이처럼 액츄에이터(300)가 펼쳐질 때 모터(410)가 회전되면서 제 1 결합주머니(310)와 제 1 연결주머니(332)의 펼쳐지는 각도가 정확하게 제어되므로, 액츄에이터(300)의 펼쳐지는 각도가 필요 이상으로 펼쳐지지 않도록 제어할 수 있어, 사용자의 수술 부위, 수술 상태에 따라 정확한 프로토콜로 액츄에이터(300)의 펼쳐지는 각도를 설정할 수 있는 효과가 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구의 제어모듈을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 제어모듈(500)은 입력부(510), 통신부(520), 공기주입구동부(530), 모터구동부(540) 및 제어부(550)를 포함한다.
입력부(510)는 스위치, 버튼 등으로 구성되며, 각종 신호를 제어부(550)로 입력하도록 구성되는 것으로, 경우에 따라 생략 가능하다. 통신부(520)는 외부의 단말기(미도시)와 무선 통신으로 연결되어 각종 신호를 제어부(550)로 입력하도록 한다. 외부의 단말기라 함은 사용자 또는 관계자의 스마트폰으로 구성될 수 있고, 무선 통신이라 함은 예를 들면 블루투스 등의 근거리 무선통신으로 구성될 수 있으며, 스마트폰에는 이와 관련 프로그램이 깔려 있을 수 있다.
공기주입구동부(530)는 제어부(550)의 제어신호를 전달받아 공기를 주입하는 컴프레셔(C)를 제어하여 컴프레셔(C)가 공기를 주입하거나 공기를 뺄 수 있도록 한다. 컴프레셔(C)는 액츄에이터(300)와 연결되어 액츄에이터(300)로 공기를 유입 또는 유출시킬 수 있는 통상적인 구성이다. 모터구동부(540)는 제어부(550)의 제어신호를 전달받아 모터(410)를 정회전 또는 역회전시키도록 한다.
제어부(550)는 입력부(510) 또는 통신부(520)를 통하여 컴프레셔(C)가 공기를 주입하도록 공기주입신호를 전달받으면 공기주입구동부(530)를 제어하여 액츄에이터(300)가 팽창되거나 수축되도록 제어한다. 액츄에이터(300)가 팽창되면, 액츄에이터(300)의 전체 길이가 길어지게 되어, 액츄에이터(300)는 팔을 상방으로 들어올리게 된다. 액츄에이터(300)가 수축되면, 액츄에이터(300)의 전체 길이가 짧아지게 되어, 액츄에이터(300)는 팔을 하방으로 내리게 된다.
이때, 제어부(550)는 입력부(510) 또는 통신부(520)를 통하여 액츄에이터(300)의 벌어지는 각도를 전달받아 모터(410)를 회전시킬 수도 있다. 또는, 제어부(550)는 액츄에이터(300)로 유입되는 공기의 양에 따라 모터(410)를 회전을 제어할 수도 있다. 모터(410)가 회전됨에 따라, 액츄에이터(300)의 펼쳐지는 각도가 정확하게 제어되어, 액츄에이터(300)의 펼쳐지는 각도가 필요 이상으로 펼쳐지지 않도록 제어할 수 있다.
이처럼 사용자는 스마트폰에 미리 입력된 프로그램을 실행하는 방식으로 액츄에이터(300)를 팽창 또는 수축시키고, 모터(410)를 회전시켜서 액츄에이터(300)의 펼쳐지는 각도를 제어할 수 있어, 외부 도움 없이 혼자 하더라도 정확하고 안전하게 재활운동을 진행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사용자는 어느 곳에서나 본 발명을 몸에 착용한 상태로 팔의 재활운동을 효과적으로 수행할 수 있어, 기존 CPM 기구의 시공간적 제약을 크게 줄일 수 있고, 충분한 시간 동안 재활 운동을 자주 진행할 수 있어, 어깨의 강직을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 환자 뿐만 아니라, 기계 정비공과 같이 팔을 위로 올린 상태로 장시간 작업을 수행하는 사람의 팔을 지지할 수도 있어, 의료기기 분야는 물론 산업용 보조기구로써 그 활용이 가능한 효과가 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구에 구비되는 신체장착부의 다른 예시를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 신체장착부의 구조를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 신체장착부(250)는 제 1 고정부(252), 제 2 고정부(254), 제 1 케이블(256) 및 제 2 케이블(258)을 포함한다. 제 1 고정부(252)는 사용자의 옆구리를 감싸는 내주연을 갖도록 호 형상으로 형성된다. 제 2 고정부(254)는 제 1 고정부(252)의 외주연에 접촉되되 제 1 고정부(252)의 외주연을 따라 회전 가능한 외주연을 갖도록 호 형상으로 형성된다. 제 1 케이블(256)은 일단부는 제 1 고정부(252)의 외주연 일측에 결합되고 타단부는 제 1 고정부(252)의 외주연 일측과 반대 방향에 위치되는 제 2 고정부(254)의 외주연 일측에 결합된다. 제 2 케이블(258)은 일단부는 제 1 고정부(252)의 외주연 타측에 결합되고 타단부는 제 1 고정부(252)의 외주연 타측과 반대 방향에 위치되는 제 2 고정부(254)의 외주연 타측에 결합된다. 이러한 제 1, 2 케이블(256, 258)은 한 쌍이 크로스된 상태로 제 1, 2 고정부(252, 254)에 연결되어, 제 2 고정부(254)는 제 1, 2 케이블(256, 258)에 가이드된 상태로 제 1 고정부(252)의 외주연을 따라 회전될 수 있도록 구성된다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구에 구비되는 신체장착부의 제 2 고정부가 전방을 향하도록 회전된 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 13은 도 12의 액츄에이터가 펼쳐지면서 팔을 들어올린 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 액츄에이터(300)가 지그재그 형태로 접혀지면서 팔장착부(100)가 사용자의 몸 방향으로 이동되면, 팔장착부(100)와 마주보는 제 2 고정부(254)에 액츄에이터(300)의 제 2 결합주머니(320)가 장착된다. 그리고 액츄에이터(300)가 팽창됨에 따라 액츄에이터(300)는 제 2 고정부(254)에 지지된 상태로 팽창되면서 사용자의 팔을 전방으로 들어올리게 된다.
이에 따라 제 2 고정부(254)가 전방을 향하도록 사용자의 팔을 회전시킨 상태에서 액츄에이터(300)로 공기를 주입하면, 액츄에이터(300)가 팽창됨에 따라 액츄에이터(300)는 제 2 고정부(254)에 지지된 상태로 팽창되면서 사용자의 팔을 전방으로 들어올릴 수 있게 된다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어깨 재활 치료 기구에 구비되는 신체장착부의 제 2 고정부가 측방을 향하도록 회전된 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 15는 도 14의 액츄에이터가 펼쳐지면서 팔을 들어올린 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 제 2 고정부(254)가 측방을 향하도록 사용자의 팔을 회전시킨 상태에서 액츄에이터(300)로 공기를 주입하면, 액츄에이터(300)가 팽창됨에 따라 액츄에이터(300)는 제 2 고정부(254)에 지지된 상태로 팽창되면서 사용자의 팔을 측방으로 들어올릴 수 있게 된다.
이처럼 신체고정부는 회전이 가능하도록 구성되어, 제 2 고정부(254)를 회전시킴에 따라 사용자의 팔을 전방 또는 측방으로 들어올릴 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: 팔장착부 200: 신체장착부
210: 장착안내부 220: 지지부
250: 신체장착부 252: 제 1 고정부
254: 제 2 고정부 256: 제 1 케이블
258: 제 2 케이블 300: 액츄에이터
310: 제 1 결합주머니 320: 제 2 결합주머니
330: 연결주머니 332: 제 1 연결주머니
334: 제 2 연결주머니 340: 지지부재
340a: 제 1 지지판 340b: 제 2 지지판
340c: 힌지부 342: 중앙커버
344: 에어포켓 346: 외부커버
400: 제 1 각도조절부재 402: 제 2 각도조절부재
410: 모터 420: 와이어
422: 와이어고정부 500: 제어모듈
510: 입력부 520: 통신부
530: 공기주입구동부 540: 모터구동부
550: 제어부
210: 장착안내부 220: 지지부
250: 신체장착부 252: 제 1 고정부
254: 제 2 고정부 256: 제 1 케이블
258: 제 2 케이블 300: 액츄에이터
310: 제 1 결합주머니 320: 제 2 결합주머니
330: 연결주머니 332: 제 1 연결주머니
334: 제 2 연결주머니 340: 지지부재
340a: 제 1 지지판 340b: 제 2 지지판
340c: 힌지부 342: 중앙커버
344: 에어포켓 346: 외부커버
400: 제 1 각도조절부재 402: 제 2 각도조절부재
410: 모터 420: 와이어
422: 와이어고정부 500: 제어모듈
510: 입력부 520: 통신부
530: 공기주입구동부 540: 모터구동부
550: 제어부
Claims (13)
- 사용자의 팔에 장착되는 팔장착부;
사용자의 몸에 장착되는 신체장착부; 및
일측은 상기 팔장착부에 장착되고 타측은 상기 신체장착부에 장착되며 지그재그 형태로 절곡되는 액츄에이터를 포함하고,
외부에 의한 공기 유입에 의히여 상기 액츄에이터의 내부가 팽창될수록 지그재그 형태로 접혀진 상기 액츄에이터가 펼쳐지면서 상기 팔장착부를 상방으로 들어올리고,
외부에 의한 공기 유출에 의히여 상기 액츄에이터 내부가 수축될수록 상기 액츄에이터가 지그재그 형태로 접혀지면서 상기 팔장착부를 하방으로 내리도록 구성되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 1 항에 있어서,
상기 액츄에이터는, 복수 개의 공기주머니가 지그재그 형태로 절곡되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 2 항에 있어서,
상기 복수 개의 공기주머니 중 상호 마주보는 한 쌍의 공기주머니는:
제 1 지지판, 상기 제 1 지지판의 일측에 위치되는 제 2 지지판 및 상기 제 1 지지판과 상기 제 2 지지판을 힌지 결합시키는 힌지부를 갖는 지지부재;
상기 지지부재의 일면을 커버하는 중앙커버:
상기 중앙커버의 일면을 덮도록 위치되는 에어포켓; 및
상기 지지부재와 상기 에어포켓을 일체로 커버하는 외부커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 2 항에 있어서,
상기 팔장착부가 내려간 상태에서, 상기 복수 개의 공기주머니는, 상기 팔장착부에 장착되는 제 1 결합주머니와, 상기 신체장착부에 장착되는 제 2 결합주머니와, 상기 제 1 결합주머니와 상기 제 2 결합주머니 사이에 배치되는 복수 개의 연결주머니를 포함하고,
상기 제 1 결합주머니, 상기 제 2 결합주머니 및 상기 연결주머니는 상호 일체로 연결된 상태로 지그 재그 형태로 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 4 항에 있어서,
상기 팔장착부가 내려간 상태에서, 상기 연결주머니는, 사용자의 겨드랑이를 향하도록 위치되는 상기 제 1 결합주머니의 일측에 사용자의 겨드랑이의 반대 방향으로 절곡되도록 연결되는 제 1 연결주머니와, 일측은 상기 제 1 결합주머니와 연결되지 않은 상기 제 1 연결주머니의 일측에 절곡되도록 연결되고, 타측은 사용자의 겨드랑이를 향하도록 위치되는 제 2 결합주머니의 일측에 절곡되도록 연결되는 제 2 연결주머니를 포함하는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 2 항에 있어서,
상기 복수 개의 공기주머니 중 상호 절곡되도록 연결되는 한 쌍의 공기주머니 사이의 벌어지는 각도를 조절하도록 각도조절부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 6 항에 있어서,
상기 각도조절부재는:
상기 한 쌍의 공기주머니 중 일 공기주머니의 단부에 장착되는 모터; 및
일단부는 상기 모터에 감기고 타단부는 상기 한 쌍의 공기주머니 중 타 공기주머니의 단부에 연결되는 와이어를 포함하고,
상기 액츄에이터가 펼쳐질 때, 상기 모터의 회전에 의하여 상기 와이어가 상기 모터에서 권취 또는 권출됨에 따라 일 공기주머니와 타 공기주머니의 펼쳐지는 각도가 제어되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 1 항에 있어서,
상기 신체장착부는 사용자의 배에 밀착되도록 형성되고,
상기 액츄에이터가 지그재그 형태로 접혀지면서 상기 팔장착부가 사용자의 몸 방향으로 이동될 때, 상기 팔장착부와 마주보는 상기 신체장착부의 일측에 상기 액츄에이터의 타측이 장착되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 8 항에 있어서,
상기 팔장착부는 사용자의 위팔에 고정되고,
상기 신체장착부의 일측에 상기 액츄에이터의 타측이 장착될 때, 상기 신체장착부의 타측에 사용자의 아래팔을 지지할 수 있도록 지지부가 장착되고,
상기 팔장착부가 상기 신체장착부와 가까워지도록 하방으로 내려간 상태에서, 사용자의 아래팔이 굽혀지면서 상기 지지부에 지지되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 8 항에 있어서,
상기 액츄에이터가 장착되는 상기 신체장착부의 일측은 상기 신체장착부의 타측보다 강한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 1 항에 있어서,
상기 신체장착부는, 사용자의 옆구리를 감싸는 내주연을 갖도록 호 형상으로 형성되는 제 1 고정부와, 상기 제 1 고정부의 외주연에 접촉되되 상기 제 1 고정부의 외주연을 따라 회전 가능한 외주연을 갖도록 호 형상으로 형성되는 제 2 고정부를 포함하고,
상기 액츄에이터가 지그재그 형태로 접혀지면서 상기 팔장착부가 사용자의 몸 방향으로 이동될 때, 상기 팔장착부와 마주보는 상기 제 2 고정부에 상기 액츄에이터의 타측이 장착되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 11 항에 있어서,
상기 신체장착부는, 일단부는 상기 제 1 고정부의 외주연 일측에 결합되고 타단부는 상기 제 1 고정부의 외주연 일측과 반대 방향에 위치되는 상기 제 2 고정부의 외주연 일측에 결합되는 제 1 케이블과, 일단부는 상기 제 1 고정부의 외주연 타측에 결합되고 타단부는 상기 제 1 고정부의 외주연 타측과 반대 방향에 위치되는 상기 제 2 고정부의 외주연 타측에 결합되는 제 2 케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
- 제 1 항에 있어서,
상기 액츄에이터로의 공기 유입 또는 공기 유출을 제어하기 위한 제어모듈을 더 포함하고,
상기 제어모듈은 스마트폰에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 어깨 재활 치료 기구.
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