KR102248962B1 - Mmi프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치 - Google Patents

Mmi프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환자의 족부(foot)에 해당하는 발목의 상하굴절동작, 엄지발가락의 상하움직임 및 무릎의 전후굴절동작에 따른 환자의 발목관절 및 무릎관절의 가동범위와, 발목, 엄지발가락 및 무릎 각각의 동작에 대한 근육활성도(Muscle activity)에 포함되는 근육분절검사(Myotome test)를 저항압력값으로 수치화하여 측정하는 근육활성도검사부(100)와; 상기 근육활성도검사부(100)를 통한 환자의 족부(foot) 대상 근육활성도검사에 대한 다수 환자의 데이터 관리 및 디스플레이(Display)가 용이하도록 상기 근육활성도검사부(100)로부터 각각 측정된 값과 환자의 정보를 수신 및 입력받아 데이터베이스(Database)화하여 관리자용 PC(300)의 모니터에 환자별로 검사일자에 따른 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 각각 디스플레이하는 MMI프로그램(Man and Machine Interface program,220)이 사전에 프로그래밍된 통합관리부(200)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치에 관한 것이다.

Description

MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치{Testing apparatus for Muscle activity of foot using MMI program}
본 발명은 족부 대상의 근육활성도검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환자의 족부(foot)에 해당하는 발목의 상하굴절동작, 엄지발가락의 상하움직임 및 무릎의 전후굴절동작에 따른 환자의 발목관절 및 무릎관절의 가동범위와, 발목, 엄지발가락 및 무릎 각각의 동작에 대한 근육활성도(Muscle activity)에 포함되는 근육분절검사(Myotome test)를 저항압력값으로 수치화하여 측정하고, 사전에 프로그래밍된 MMI(Man and Machine Interface)를 통하여 측정된 값들과 입력된 환자정보를 데이터베이스(Database)화하여 다수 환자의 데이터관리 및 디스플레이가 용이하도록 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 각각 표시하는 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치에 관한 것이다.
일반적으로, 의사가 환자가 지니고 있는 이상상태를 정확하게 파악하고 이에 따라서 적절한 처치를 내리기 위한 근거를 얻는 것을 진단(Diagnosis)이라고 말한다. 진단의 목표는 단순히 질환명을 결정하는 것 뿐만이 아니라 환자가 나타내는 이상상태를 정확하게 파악하는 것이며 증후진단, 상태진단, 외래진단, 원인진단 등으로 구분해서 나뉘어 불리는 경우도 있다. 한편, 진단을 위해 수행되는 의학적 수단 중의 하나를 검사(examination)라 한다.
질환의 진단 수단인 검사는 이학적 검사(physical examination)와 임상검사(clinical examination)로 크게 구별된다. 전자인 이학적 검사는 시진, 촉진, 타진, 청진 등에 의해 환자의 이상 유무를 조사하는 검사법이고, 후자인 임상적 검사는 이학적 검사들만으로는 얻을 수 없는 것을 간접적인 방법으로 얻어 진단치료에 도움이 되게 하는 검사법으로 방사선(X-Ray,CT), 자가공명장치를 통한 검사 (MRI), 초음파 등의 영상의학검사와 뇌파, 심전도 검사등 생체신호를 감지하여 분석하는 검사, 혈액검사 등 검사의 방법과 그 항목은 매우 방대하고 과학기술의 발달에 따라 날로 늘어가고 있다.
이러한 진단을 위한 다양한 검사방법 중 이학적 검사(physical examination)로서 신경계의 질환을 진단하기 위한 검사를 신경학적 검사(neurologic examination)라고 총칭한다.
이러한 신경질환 검사는 신경질환의 진단을 위하여 신경해부학, 신경생리학을 주된 기반으로 하고, 또한 신경약리학, 생화학 등을 바탕으로 하여 작성된 검사방법이다.
(1) 뇌신경검사, (2) 척수 및 말초신경검사, (3) 소뇌기능검사, (4) 운동기능 및 지각기능검사, (5) 대뇌병리학 및 신경증후학적검색, (6) 보조검사(방사선학적검사, 뇌파검사, 근전도검사, 혈류속도측정, 뇌척수액 및 혈액검사 등)등을 실시하여 장애의 부위, 정도, 원인을 결정하여 신경질환을 진단한다.
역사적으로 인류의 의학이 발달해오면서 역사적으로 변함없이 시행되고 있는 외래진단을 위한 검사 방법이 바로 타진, 촉진 검사를 통한 신경학적 검사 방법이다.
촉진 검사 중 근육분절검사 [Myotome test] 역시 신경계, 근골격계 환자의 진찰 검사 시 의료진의 손으로 직접 환자의 문제되는 부위의 감각 및 운동기능을 테스트하는 신경학적 검사 방법이다.
이러한 근육분절검사 [Myotome test]는 인류의 의료 역사에 빠짐없이 시행되어 왔으며 현재에도 앞으로도 시행될 수 밖에 없는 중요한 검사방법 중의 하나이다.
이러한 촉진을 통한 근육분절검사 [Myotome test]는 의료진의 신체(손, 팔 등)의 힘을 이용하여 환자에게 저항값을 주고 환자는 이에 반하는 동작을 취하여 저항에 반하는 힘을 의료진이 주관적으로 판단하여 6단계로 점수화하고 챠트에 기록 (Charting)으로 남기게 된다.
또한 이러한 검사의 시행은 치료과정 속에서 같은 방법으로 검사가 반복되며 시행, 기록되며 반복 기록된 주관적 기록 수치를 서로 비교하여 환자의 변화된 양상을 관찰하는 기준으로 삼아왔다.
이와 같이, 기존 근육분절검사는 의료진의 주관적인 검사에 의해 정량화되지 못함으로써, 검사결과의 신뢰성이 낮은 경향이 있었으며, 이러한 검사에 대한 신뢰성은 담당 의료진이 바뀔 경우 더더욱 약해 질 수 밖에 없는 현실이었다.
한편, 이러한 종래 근육분절검사의 문제점을 해소하고자 대한민국 등록특허공보 제10-1928237호(2018.12.05)에는 환자가 눕거나 앉을 수 있는 베드부와, 상기 베드부에 설치되어 환자어깨의 상하동작을 가이드하는 어깨검사안내부와, 상기 베드부 상에 설치되어 환자손목의 상하굴절 및 좌우회전동작을 안내하는 손목검사안내부와, 상기 베드부 상에 설치되어 환자발목의 상하굴절동작을 안내하는 발목검사안내부로 구성되어, 환자가 근육분절검사(Myotome test)에 대해 일정한 자세와 동작을 취할 수 있도록 안내해주는 검사프레임; 상기 검사프레임에 설치되어 상기 근육분절검사시 환자의 동작에 따른 신체관절의 가동범위를 측정하는 가동범위측정부; 상기 검사프레임에 설치되며, 상기 어깨검사안내부, 상기 손목검사안내부, 상기 발목검사안내부의 정적 저항에서 발생되는 근육활성도를 저항압력단위로 감지하는 저항압력측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경학적검사의 정량화를 위한 근육분절검사장치가 제안된 바 있다.
그러나, 상기 제안된 기술은 환자의 어깨, 손목, 발목 각각의 가동범위 및 저항압력을 측정하는 것에 중점을 두었을 뿐 신체에서 가장 큰 관절에 해당하고 걷기동작이나 기립동작 시 신체하중을 지지하는 중요한 관절 및 근육에 해당하는 무릎관절의 가동범위 및 저항압력값에 관한 근육활성도검사에 관하여 구성된 바 없고, 검사데이터의 관리 및 디스플레이에 관하여도 구체적으로 구성된 바 없는 문제점이 여전히 남아있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 환자의 족부(foot)에 해당하는 발목의 상하굴절동작, 엄지발가락의 상하움직임 및 무릎의 전후굴절동작에 따른 환자의 발목관절 및 무릎관절의 가동범위와, 발목, 엄지발가락 및 무릎 각각의 동작에 대한 근육활성도(Muscle activity)에 포함되는 근육분절검사(Myotome test)를 저항압력값으로 수치화하여 측정하고, 사전에 프로그래밍된 MMI(Man and Machine Interface)를 통하여 측정된 값들과 입력된 환자정보를 데이터베이스(Database)화하여 다수 환자의 데이터관리 및 디스플레이가 용이하도록 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 각각 표시하는 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 환자의 족부(foot)에 해당하는 발목의 상하굴절동작, 엄지발가락의 상하움직임 및 무릎의 전후굴절동작에 따른 환자의 발목관절 및 무릎관절의 가동범위와, 발목, 엄지발가락 및 무릎 각각의 동작에 대한 근육활성도(Muscle activity)에 포함되는 근육분절검사(Myotome test)를 저항압력값으로 수치화하여 측정하는 근육활성도검사부(100)와; 상기 근육활성도검사부(100)를 통한 환자의 족부(foot) 대상 근육활성도검사에 대한 다수 환자의 데이터 관리 및 디스플레이(Display)가 용이하도록 상기 근육활성도검사부(100)로부터 각각 측정된 값과 환자의 정보를 수신 및 입력받아 데이터베이스(Database)화하여 관리자용 PC(300)의 모니터에 환자별로 검사일자에 따른 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 각각 디스플레이하는 MMI프로그램(Man and Machine Interface program,220)이 사전에 프로그래밍된 통합관리부(200)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치를 제공한다.
또한, 상기 근육활성도검사부(100)는, 환자의 종아리를 고정하도록 종아리고정끈(111)이 결합된 종아리고정대(110)와, 제1 힌지(121)에 의해 상기 종아리고정대(110)의 하단과 힌지결합되어 회전 가능하고, 환자의 발을 고정하도록 발고정끈(122)이 결합되며, 환자의 엄지발가락이 수용되는 엄지수용함(123)이 결합되고, 상기 제1 힌지(121)의 회전을 단속하는 제1 회전단속부(124)가 구비된 발고정대(120)와, 서로 힌지결합된 상기 종아리고정대(110) 및 발고정대(120)가 회전 가능하도록 제2 힌지(131)에 의해 힌지결합되고, 하부에 가이드휠(guide wheel, 132)이 회전 가능하게 결합되며, 상기 제2 힌지(131)의 회전을 단속하는 제2 회전단속부(133)가 구비된 이동체(130)와, 상기 이동체(130)가 전후방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 중심방향으로 오목하게 라운드진 가이드홈(141)이 형성되며, 상기 이동체(130)의 슬라이딩 이동을 단속하는 슬라이딩단속부(142)가 구비된 지지대(140)와, 상기 발고정대(120)의 회전각 및 상기 이동체(130)의 이동거리를 통하여 환자의 발목가동범위 및 무릎가동범위를 각각 검출하는 가동범위검출부(150)와, 상기 발고정대(120), 엄지수용함(123) 및 이동체(130)에 가해지는 저항압력값을 통하여 환자의 발목저항압력, 엄지발가락저항압력 및 무릎저항압력을 각각 검출하는 저항압력검출부(160)와, 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)의 동작 ON/OFF를 조작하는 조작부(170)와, 상기 조작부(170)의 조작에 따라 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)의 동작을 제어하고, 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160) 각각의 검출값이 상기 통합관리부(200)의 관리자용 PC(300)로 전송되도록 USB 모듈UBniversal Serial Bus module), 블루투스 모듈(Bluetooth module) 및 와이파이 모듈(Wi-Fi module)을 포함하는 통신모듈이 구비된 아두이노(Arduino,180)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가동범위검출부(150)는, 상기 제1 힌지(121)가 회전 가능한 상태에서 환자의 발목 상하굴절동작에 따라 회전되는 상기 발고정대(120)의 회전각을 검출하는 발목가동범위검출부(151)와, 상기 이동체(130)가 이동 가능한 상태에서 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따라 전후방향으로 이동되는 상기 이동체(130)의 이동거리를 검출하는 무릎가동범위검출부(152)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저항압력검출부(160)는, 상기 제1 힌지(121)가 회전 불가능한 상태에서 환자의 발목 상하굴절동작에 따라 상기 발고정대(120)에 상하방향으로 각각 가해지는 저항압력값을 검출하는 발목저항압력검출부(161)와, 환자의 엄지발가락 배굴(dorsi flexion)동작에 따라 상기 엄지수용함(123)에 상방으로 가해지는 저항압력값을 검출하는 엄지발가락저항압력검출부(162)와, 상기 이동체(130)가 이동 불가능한 상태에서 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따라 전후방향으로 각각 가해지는 저항압력값을 검출하는 무릎저항압력검출부(163)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통합관리부(200)의 MMI프로그램(220)은, 상기 근육활성도검사부(100)의 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)를 통하여 검출된 값을 수집하고 저장하는 데이터수집저장부(221)와, 환자의 ID, 이름, 생년월일 및 성별을 포함하는 정보를 등록하는 환자등록부(222)와, 상기 근육활성도검사부(100)를 통하여 검사가 진행중인 상기 환자등록부(222)에 등록된 환자의 근육활성도검사 데이터를 상기 데이터수집저장부(221)로부터 READ/WRITE하여 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 실시간표시부(223)와, 상기 환자등록부(222)에 등록된 환자의 과거 근육활성도검사 데이터를 검사일자별로 정렬되어 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 과거데이터표시부(224)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시간표시부(223)는, 상기 환자등록부(222)에 등록된 환자의 정보가 표시되는 환자정보표시부(231)과, 상기 데이터수집저장부(221)로부터 READ/WRITE하여 환자의 발목 상하굴절동작에 따른 Flexion(굽힘), Extension(펴기) 각각의 동작의 저항압력값, 환자의 엄지발가락의 배굴(dorsi flexion)동작에 따른 저항압력값, 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따른 lexion(굽힘), Extension(펴기) 각각의 동작의 저항압력값 각각을 수치화된 문자로 표시하되, 왼쪽 족부, 오른쪽 족부 각각의 데이터(RMS-L, RMS-R)와 차이값(Difference)을 각각 표시하는 문자표시부(232)와, 상기 문자표시부(233)에 표시된 데이터값들을 각각 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 그래프표시부(233)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실시간표시부(223)는, 상기 근육활성도검사부(100)의 가동범위검출부(150)를 통하여 검출된 환자의 발목 상하굴절동작에 따른 발목가동범위값과, 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따른 무릎가동범위값 각각을 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 가동범위표시부(234)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치는, 환자의 족부(foot)에 해당하는 발목의 상하굴절동작, 엄지발가락의 상하움직임 및 무릎의 전후굴절동작에 따른 환자의 발목관절 및 무릎관절의 가동범위와, 발목, 엄지발가락 및 무릎 각각의 동작에 대한 근육활성도(Muscle activity)에 포함되는 근육분절검사(Myotome test)를 저항압력값으로 수치화하여 측정하고, 사전에 프로그래밍된 MMI(Man and Machine Interface)를 통하여 측정된 값들과 입력된 환자정보를 데이터베이스(Database)화하여 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 각각 표시함으로써, 다수 환자의 근육활성도검사에 대한 데이터관리 및 디스플레이가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치의 일 실시예에 대한 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면
도 2는 도 1의 실시예 중 종아리고정대 및 발고정대를 확대하여 도시한 도면
도 3은 도 1의 실시예를 기준으로 근육활성도검사부 및 통합관리부 각각의 구성을 세부적으로 도시한 블럭도
도 4는 도 3의 실시예 중 MMI프로그램에 포함된 실시간표시부의 구성을 세부적으로 도시한 블럭도
도 5는 도 3의 실시예 중 MMI프로그램에 포함된 환자등록부의 일 실시예를 도시한 도면
도 6은 도 4의 실시예의 MMI프로그램에 포함된 실시간표시부의 일 실시예를 도시한 도면
도 7은 도 6의 실시예 중 그래프표시부를 확대하여 도시한 도면
도 8은 도 3의 실시예 중 MMI프로그램에 포함된 과거데이터표시부의 일 실시예를 도시한 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야하며 비록 종래기술과 동일한 부호가 표시되더라도 종래기술은 그 자체로 해석하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치의 일 실시예는 도 1 내지 8에 도시된 바와 같이 근육활성도검사부(100) 및 통합관리부(200)를 포함하여 이루어진다.
근육활성도검사부(100)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 환자의 족부(foot)에 해당하는 발목의 상하굴절동작, 엄지발가락의 상하움직임 및 무릎의 전후굴절동작에 따른 환자의 발목관절 및 무릎관절의 가동범위와, 발목, 엄지발가락 및 무릎 각각의 동작에 대한 근육활성도(Muscle activity)에 포함되는 근육분절검사(Myotome test)를 저항압력값으로 수치화하여 측정하는 수단이다. 이를 위해 종아리고정대(110), 발고정대(120), 이동체(130), 지지대(140), 가동범위검출부(150), 저항압력검출부(160), 조작부(170) 및 아두이노(Arduino,180)를 포함하고, 환자가 착석한 상태 또는 누운 상태에서 검사를 수행할 수 있도록 구성된다.
구체적으로, 상기 종아리고정대(110)는 환자의 종아리를 고정하도록 종아리고정끈(111)이 결합된 수단이다. 상기 발고정대(120)는 제1 힌지(121)에 의해 상기 종아리고정대(110)의 하단과 힌지결합되어 회전 가능하고, 환자의 발을 고정하도록 발고정끈(122)이 결합되며, 환자의 엄지발가락이 수용되는 엄지수용함(123)이 결합되고, 상기 제1 힌지(121)의 회전을 단속하는 제1 회전단속부(124)가 구비된다. 여기서, 제1 회전단속부(124)를 구성시킨 이유는 상기 가동범위검출부(150)를 통해 환자의 발목 상하굴절동작시 발목가동범위를 검출할 경우에는 상기 제1 힌지(121)가 회전 가능하도록 하고, 상기 저항압력검출부(160)를 통해 환자의 발목 상하굴절동작시 발목저항압력을 검출할 경우에는 상기 제1 힌지(121)가 회전 불가능하게 단속하기 위함이며, 의사를 포함하는 검사담당자가 단속핀을 직접 탈착하는 수동방식과 상기 조작부(170)를 통해 단속핀과 같은 단속부재가 모터구동에 따라 자동으로 인입출 동작하는 자동방식이 적용될 수 있다.
또한, 상기 이동체(130)는 서로 힌지결합된 상기 종아리고정대(110) 및 발고정대(120)가 회전 가능하도록 제2 힌지(131)에 의해 힌지결합되고, 하부에 가이드휠(guide wheel, 132)이 회전 가능하게 결합되며, 상기 제2 힌지(131)의 회전을 단속하는 제2 회전단속부(133)가 구비된 수단으로서, 서로 힌지결합된 상기 종아리고정대(110) 및 발고정대(120) 전체가 회전 가능하면서 상기 지지대(140)에서 전후방향으로 슬라이딩 이동 되도록 하기 위함이다. 여기서, 상기 제2 회전단속부(133)를 구성시킨 이유는 상기 가동범위검출부(150)를 통해 환자의 발목 상하굴절동작시 발목가동범위의 검출을 위하여 상기 발고정대(120)가 상기 종아리고정대(110)를 기준으로 충분한 상하방향 회전범위가 수행되도록 환자의 착석상태 또는 누운상태에 따라 상기 종아리고정대(110)를 상기 이동체(130)의 상면에 밀착시키거나 경사지게 회전시킨 상태에서 상기 제2 힌지(131)의 회전을 단속하여 그 상태를 유지시키기 위함이다. 또한, 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)를 통해 환자의 무릎가동범위, 발목저항압력, 엄지발가락저항압력 및 무릎저항압력을 각각 검출시 환자의 착석상태 또는 누운상태에 따라 상기 종아리고정대(110) 및 발고정대(120) 전체를 환자가 불편하지 않도록 적당한 회전상태로 고정시키기 위함이다. 상기 제2 회전단속부(133) 역시 상기 제1 회전단속부(124)와 같이 의사를 포함하는 검사담당자가 단속핀을 직접 탈착하는 수동방식과 상기 조작부(170)를 통해 단속핀과 같은 단속부재가 모터구동에 따라 자동으로 인입출 동작하는 자동방식이 적용될 수 있다.
또한, 상기 지지대(140)는 상기 이동체(130)가 전후방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 중심방향으로 오목하게 라운드진 가이드홈(141)이 형성되며, 상기 이동체(130)의 슬라이딩 이동을 단속하는 슬라이딩단속부(142)가 구비된 수단이다. 여기서, 상기 가이드홈(141)을 중심방향으로 향할수록 오목하게 라운드지게 형성시킨 이유는 가동범위검출부(150)를 통해 환자의 무릎가동범위를 검출할 경우 무릎의 전방 굴절동작 및 후방 굴절동작시 상기 발고정대(120)에 고정된 환자의 발이 무릎관절을 중심으로 전방 및 후방으로 펴고 구부리는 동작 중에 상기 종아리고정대(110) 및 발고정대(120)가 상기 이동체(130)와 함께 곡선을 그리면서 상방으로 향하기 때문에 이점을 감안하여 오목하게 라운드지게 형성시킨 것이다. 그리고, 상기 슬라이딩단속부(142)를 구성시킨 이유는 상기 이동체(130)의 이동에 따른 환자의 무릎가동범위를 검출할 경우를 제외한 환자의발목가동범위, 발목저항압력, 엄지발가락저항압력 및 무릎저항압력을 검출시에는 상기 이동체(130)의 슬라이딩 이동이 불가능하게 단속하여 검사가 용이하게 수행될 수 있도록 하기 위함이다. 상기 슬라이딩단속부(142)는 상기 제1 회전단속부(124) 및 제2 회전단속부(133)와 같이 의사를 포함하는 검사담당자가 단속핀을 직접 탈착하는 수동방식과 상기 조작부(170)를 통해 단속핀과 같은 단속부재가 모터구동에 따라 자동으로 인입출 동작하는 자동방식이 적용될 수 있다.
또한, 상기 가동범위검출부(150)는 상기 발고정대(120)의 회전각 및 상기 이동체(130)의 이동거리를 통하여 환자의 발목가동범위 및 무릎가동범위를 각각 검출하는 수단으로서, 발목가동범위검출부(151)와 무릎가동범위검출부(152)를 포함한다. 상기 발목가동범위검출부(151)는 상기 제1 힌지(121)가 회전 가능한 상태에서 환자의 발목 상하굴절동작에 따라 회전되는 상기 발고정대(120)의 회전각을 검출하는 수단으로서, 상기 발고정대(120)의 회전각을 검출할 수 있도록 상기 제1 힌지(121)와 발고정대(120) 간의 힌지결합된 부분에 설치되고, 전자각도계(고니어미터), 가속도센서, 자이로센서, 광학식각도계 등과 같은 센서형태가 사용될 수 있다. 상기 무릎가동범위검출부(152)는 상기 이동체(130)가 이동 가능한 상태에서 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따라 전후방향으로 이동되는 상기 이동체(130)의 이동거리를 검출하는 수단으로서, 상기 지지대(140)의 오목하게 라운드진 중심을 기점으로 상기 이동체(130)의 전방 또는 후방으로의 이동거리를 검출하도록 초음파센서, 적외선센서 등과 같은 센서형태가 사용될 수 있고, 상기 아두이노(Arduino,180)를 통해 상기 이동체의 이동거리로부터 무릎가동범위를 각도로 산출하여 후술할 통합관리부(200)의 관리자용 PC(300)에 전송될 수도 있다. 여기서, 상기 발목가동범위검출부(151) 및 무릎가동범위검출부(152)는 상기 조작부(170)를 통해 검출시에는 센서가 동작되도록 하고, 검출의 시작과 완료시점을 설정할 수 있으며, 기설정된 검출시간 동안의 평균값이 산출될 수도 있다.
또한, 저항압력검출부(160)는 상기 발고정대(120), 엄지수용함(123) 및 이동체(130)에 가해지는 저항압력값을 통하여 환자의 발목저항압력, 엄지발가락저항압력 및 무릎저항압력을 각각 검출하는 수단으로서, 발목저항압력검출부(161), 엄지발가락저항압력검출부(162) 및 무릎저항압력검출부(163)를 포함한다. 상기 발목저항압력검출부(161)는 상기 제1 힌지(121)가 회전 불가능한 상태에서 환자의 발목 상하굴절동작에 따라 상기 발고정대(120)에 상하방향으로 각각 가해지는 저항압력값을 검출하는 수단으로서, 상기 제1 힌지(121)와 발고정대(120) 간의 힌지결합된 부분에 설치되고, 힘 또는 하중을 측정하는 로드셀(load cell)과 같은 센서형태가 사용될 수 있으며, 환자의 발목 상하굴절동작에 따른 Flexion(굽힘), Extension(펴기) 각각의 동작의 저항압력값이 검출가능하도록 복수의 센서가 사용될 수도 있다. 상기 발목저항압력검출부(161)는 발목관절의 움직임에 따른 관여된 종아리근육중에서 선택된 근육의 근육분절검사를 수행한다. 엄지발가락저항압력검출부(162)는 환자의 엄지발가락 배굴(dorsi flexion)동작에 따라 상기 엄지수용함(123)에 상방으로 가해지는 저항압력값을 검출하는 수단으로서, 상기 수용함(123)의 내부 상면에 설치될 수 있고, 힘 또는 하중을 측정하는 로드셀(load cell)과 같은 센서형태가 사용될 수 있다. 여기서, 엄지발가락의 배굴(dorsi flexion)동작은 발등방향으로 엄지발가락을 굽힘동작하는 것을 말한다. 상기 엄지발가락저항압력검출부(162)는 엄지발가락의 움직임에 따른 관여된 종아리근육중에서 선택된 근육의 근육분절검사를 수행한다. 상기 무릎저항압력검출부(163)는 상기 이동체(130)가 이동 불가능한 상태에서 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따라 전후방향으로 각각 가해지는 저항압력값을 검출하는 수단으로서, 상기 이동체(130)가 상기 지지대(140)의 중심에 고정된 상태에서 환자 무릎의 전후굴절동작에 따라 상기 지지대(140)에 가해지는 밀고 당기는 힘을 검출하도록 일측은 상기 이동체(130)에 결합되고, 타측은 상기 지지대(140)에 결합된 로드셀(load cell)과 같은 센서형태가 사용될 수 있으며, 상기 이동체(130)와의 결합은 무릎저항압력값 검출시에만 결합시켜 무릎가동범위 검출시 방해되지 않도록 구성될 수 있다. 상기 무릎저항압력검출부(163)는 무릎의 움직임에 따른 관여된 대퇴근에서 선택된 근육의 근육분절검사를 수행한다. 여기서, 상기 발목저항압력검출부(161), 엄지발가락저항압력검출부(162) 및 무릎저항압력검출부(163)은 상기 조작부(170)의 조작에 따라 해당부위의 저항압력 검출시에는 해당 센서가 동작되도록 하고, 검출의 시작과 완료시점을 설정할 수 있으며, 기설정된 검출시간 동안의 평균값이 산출될 수도 있다.
또한, 상기 조작부(170)는 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)의 동작 ON/OFF를 조작하는 수단으로서, 사용자의 조작에 따라 후술할 아두이노(Arduino,180)와 연계하여 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)의 동작이 제어될 수 있다. 여기서, 상기 조작부(170)는 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)의 현재 조작상태 및 검출된 검출값이 문자로 표시되도록 LCD표시창(미도시)이 더 마련될 수 있다.
또한, 아두이노(Arduino,180)는 상기 조작부(170)의 조작에 따라 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)의 동작을 제어하고, 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160) 각각의 검출값이 상기 통합관리부(200)의 관리자용 PC(300)로 전송되도록 USB 모듈UBniversal Serial Bus module), 블루투스 모듈(Bluetooth module) 및 와이파이 모듈(Wi-Fi module)을 포함하는 통신모듈이 구비된 제어수단이다. 여기서, 아두이노(Arduino)란 오픈 소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로컨트롤러로 완성된 보드와 관련 개발 도구 및 환경을 말한다. 아두이노는 다수의 스위치나 센서로부터 값을 받아들여, LED나 모터와 같은 외부 전자 장치들을 통제함으로써 환경과 상호작용이 가능한 물건을 만들어 낼 수 있다. 임베디드 시스템 중의 하나로 쉽게 개발할 수 있는 환경을 이용하여 장치를 제어할 수 있다. 또한, 아두이노 통합 개발 환경(IDE)을 제공하며, 소프트웨어 개발과 실행코드 업로드도 제공하고 어도비 플래시, 프로세싱, Max/MSP와 같은 소프트웨어와 연동할 수 있다. 아두이노의 가장 큰 장점은 마이크로컨트롤러를 쉽게 동작시킬 수 있다는 것이다. 또한, 아두이노는 컴파일 된 펌웨어를 USB를 통해 쉽게 업로드 할 수 있으며, 다른 모듈에 비해 비교적 저렴하고 윈도를 비롯해 맥 OS X, 리눅스와 같은 여러 OS를 모두 지원한다. 본 발명에서는 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)의 검출값을 수치화하여 후술할 통합관리부(200)로 전송되도록 하고, 상기 조작부(170)의 조작에 따라 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)의 동작에 제어되도록 프로그래밍 되어진다. 또한, 상기 통신모듈은 실내 또는 실외에 기설치된 네트워크망이 형성된 통신함, 공유기 및 중계기 등의 네트워크 수단과 랜선 또는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth)를 통하여 유선 또는 무선 통신하면서 네트워크망을 구축하거나, USB 모듈UBniversal Serial Bus module)을 통하여 상기 통합관리부(200)의 관리자용 PC(300)와 통신이 이루어진다.
통합관리부(200)는 도 1, 3 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 근육활성도검사부(100)를 통한 환자의 족부(foot) 대상 근육활성도검사에 대한 다수 환자의 데이터 관리 및 디스플레이(Display)가 용이하도록 상기 근육활성도검사부(100)로부터 각각 측정된 값과 환자의 정보를 수신 및 입력받아 데이터베이스(Database)화하여 관리자용 PC(300)의 모니터에 환자별로 검사일자에 따른 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 각각 디스플레이하는 MMI프로그램(220, Man and Machine Interface program)이 사전에 프로그래밍된다. 이를 위해 상기 MMI프로그램(220)은 데이터수집저장부(221), 환자등록부(222), 실시간표시부(223) 및 과거데이터표시부(224)를 포함한다.
구체적으로, 상기 데이터수집저장부(221)는 상기 근육활성도검사부(100)의 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)를 통하여 검출된 값을 수집하고 저장하는 수단으로서, 상기 환자등록부(222)에 등록된 환자정보와 함께 관리자용 PC(300)의 저장수단에 데이터베이스(Database)화하여 저장되어 실시간표시부(223) 및 과거데이터표시부(224)를 통하여 관리자용 PC(300)의 모니터에 저장된 데이터가 표시되도록 한다.
또한, 환자등록부(222)는 도 5에 도시된 바와 같이 환자의 ID, 이름, 생년월일 및 성별을 포함하는 정보를 등록하는 수단으로서, 다수 환자의 관리가 용이하도록 환자 개인별로 정보가 등록되도록 하고, 사전에 등록된 환자의 경우 환자정보를 입력한 다음 상기 실시간표시부(223)로 전환되는 Input버튼과 상기 과거데이터표시부(224)로 전환되는 List of data버튼이 구성될 수 있다.
또한, 실시간표시부(223)는 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 상기 근육활성도검사부(100)를 통하여 검사가 진행중인 상기 환자등록부(222)에 등록된 환자의 근육활성도검사 데이터를 상기 데이터수집저장부(221)로부터 READ/WRITE하여 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 수단이다. 이를 위해 환자정보표시부(231), 문자표시부(232) 및 그래프표시부(233)를 포함한다. 환자정보표시부(231)는 상기 환자등록부(222)에 등록된 환자의 정보가 표시되는 수단이고, 문자표시부(232)는 상기 데이터수집저장부(221)로부터 READ/WRITE하여 환자의 발목(Ankle) 상하굴절동작에 따른 Flexion(굽힘), Extension(펴기) 각각의 동작의 저항압력값, 환자의 엄지발가락(Big toe)의 배굴(dorsi flexion)동작에 따른 저항압력값, 환자의 무릎(Knee)의 전후굴절동작에 따른 lexion(굽힘), Extension(펴기) 각각의 동작의 저항압력값 각각을 수치화된 문자로 표시하되, 왼쪽 족부, 오른쪽 족부 각각의 데이터(RMS-L, RMS-R)와 차이값(Difference)을 각각 표시하는 수단이다. 그리고, 그래프표시부(233)는 상기 문자표시부(233)에 표시된 데이터값들을 각각 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 수단이다. 한편, 상기 실시간표시부(223)는 상기 근육활성도검사부(100)의 가동범위검출부(150)를 통하여 검출된 환자의 발목 상하굴절동작에 따른 발목가동범위값과, 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따른 무릎가동범위값 각각을 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 가동범위표시부(234)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 실시간표시부(223)는 상기 환자등록부(222)로 전환되는 Home버튼과 상기 과거데이터표시부(224)로 전환되는 List of data버튼과 상기 데이터수집저장부(221)로부터 READ/WRITE하여 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 표시를 시작하는 Start버튼과 표시된 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)를 저장하는 Save버튼 및 표시된 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)를 0(zero)값으로 초기화시키는 Reset버튼이 구성될 수 있다.
또한, 과거데이터표시부(224)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 환자등록부(222)에 등록된 환자의 과거 근육활성도검사 데이터를 검사일자별로 정렬되어 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 수단이다. 일례로 상기 실시간에 표시부(223)의 문자표시부(232)에 표시되는 환자의 발목 상하굴절동작에 따른 Flexion(굽힘), Extension(펴기) 각각의 동작의 저항압력값, 환자의 엄지발가락의 배굴(dorsi flexion)동작에 따른 저항압력값, 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따른 lexion(굽힘), Extension(펴기) 각각의 동작의 저항압력값 각각을 수치화된 문자로 표시하되, 왼쪽 족부, 오른쪽 족부 각각의 데이터(RMS-L, RMS-R)와 차이값(Difference)이 각각 표시될 수 있다. 여기서, 상기 과거데이터표시부(224)는 상기 환자등록부(222)로 전환되는 Home버튼과 상기 실시간표시부(223)로 전환되는 Input버튼이 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치는, 환자의 족부(foot)에 해당하는 발목의 상하굴절동작, 엄지발가락의 상하움직임 및 무릎의 전후굴절동작에 따른 환자의 발목관절 및 무릎관절의 가동범위와, 발목, 엄지발가락 및 무릎 각각의 동작에 대한 근육활성도(Muscle activity)에 포함되는 근육분절검사(Myotome test)를 저항압력값으로 수치화하여 측정하고, 사전에 프로그래밍된 MMI(Man and Machine Interface)를 통하여 측정된 값들과 입력된 환자정보를 데이터베이스(Database)화하여 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 각각 표시함으로써, 다수 환자의 근육활성도검사에 대한 데이터관리 및 디스플레이가 용이한 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 근육활성도검사부 110 : 종아리고정대
120 : 발고정대 130 : 이동체
140 : 지지대 150 : 가동범위검출부
160 : 저항압력검출부 170 : 조작부
180 : 아두이노(Arduino) 200 : 통합관리부
220 : MMI프로그램(Man and Machine Interface program)
300 : 관리자용 PC

Claims (7)

  1. 환자의 족부(foot)에 해당하는 발목의 상하굴절동작, 엄지발가락의 상하움직임 및 무릎의 전후굴절동작에 따른 환자의 발목관절 및 무릎관절의 가동범위와, 발목, 엄지발가락 및 무릎 각각의 동작에 대한 근육활성도(Muscle activity)에 포함되는 근육분절검사(Myotome test)를 저항압력값으로 수치화하여 측정하는 근육활성도검사부(100)와;
    상기 근육활성도검사부(100)를 통한 환자의 족부(foot) 대상 근육활성도검사에 대한 다수 환자의 데이터 관리 및 디스플레이(Display)가 용이하도록 상기 근육활성도검사부(100)로부터 각각 측정된 값과 환자의 정보를 수신 및 입력받아 데이터베이스(Database)화하여 관리자용 PC(300)의 모니터에 환자별로 검사일자에 따른 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 각각 디스플레이하는 MMI프로그램(Man and Machine Interface program,220)이 사전에 프로그래밍된 통합관리부(200)를 포함하고,
    상기 근육활성도검사부(100)는,
    환자의 종아리를 고정하도록 종아리고정끈(111)이 결합된 종아리고정대(110)와,
    제1 힌지(121)에 의해 상기 종아리고정대(110)의 하단과 힌지결합되어 회전 가능하고, 환자의 발을 고정하도록 발고정끈(122)이 결합되며, 환자의 엄지발가락이 수용되는 엄지수용함(123)이 결합되고, 상기 제1 힌지(121)의 회전을 단속하는 제1 회전단속부(124)가 구비된 발고정대(120)와,
    서로 힌지결합된 상기 종아리고정대(110) 및 발고정대(120)가 회전 가능하도록 제2 힌지(131)에 의해 힌지결합되고, 하부에 가이드휠(guide wheel, 132)이 회전 가능하게 결합되며, 상기 제2 힌지(131)의 회전을 단속하는 제2 회전단속부(133)가 구비된 이동체(130)와,
    상기 이동체(130)가 전후방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 중심방향으로 오목하게 라운드진 가이드홈(141)이 형성되며, 상기 이동체(130)의 슬라이딩 이동을 단속하는 슬라이딩단속부(142)가 구비된 지지대(140)와,
    상기 발고정대(120)의 회전각 및 상기 이동체(130)의 이동거리를 통하여 환자의 발목가동범위 및 무릎가동범위를 각각 검출하는 가동범위검출부(150)와,
    상기 발고정대(120), 엄지수용함(123) 및 이동체(130)에 가해지는 저항압력값을 통하여 환자의 발목저항압력, 엄지발가락저항압력 및 무릎저항압력을 각각 검출하는 저항압력검출부(160)와,
    상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)의 동작 ON/OFF를 조작하는 조작부(170)와,
    상기 조작부(170)의 조작에 따라 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)의 동작을 제어하고, 상기 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160) 각각의 검출값이 상기 통합관리부(200)의 관리자용 PC(300)로 전송되도록 USB 모듈UBniversal Serial Bus module), 블루투스 모듈(Bluetooth module) 및 와이파이 모듈(Wi-Fi module)을 포함하는 통신모듈이 구비된 아두이노(Arduino,180)를 포함하는 것을 특징으로 하는 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가동범위검출부(150)는,
    상기 제1 힌지(121)가 회전 가능한 상태에서 환자의 발목 상하굴절동작에 따라 회전되는 상기 발고정대(120)의 회전각을 검출하는 발목가동범위검출부(151)와,
    상기 이동체(130)가 이동 가능한 상태에서 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따라 전후방향으로 이동되는 상기 이동체(130)의 이동거리를 검출하는 무릎가동범위검출부(152)를 포함하는 것을 특징으로 하는 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저항압력검출부(160)는,
    상기 제1 힌지(121)가 회전 불가능한 상태에서 환자의 발목 상하굴절동작에 따라 상기 발고정대(120)에 상하방향으로 각각 가해지는 저항압력값을 검출하는 발목저항압력검출부(161)와,
    환자의 엄지발가락 배굴(dorsi flexion)동작에 따라 상기 엄지수용함(123)에 상방으로 가해지는 저항압력값을 검출하는 엄지발가락저항압력검출부(162)와,
    상기 이동체(130)가 이동 불가능한 상태에서 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따라 전후방향으로 각각 가해지는 저항압력값을 검출하는 무릎저항압력검출부(163)를 포함하는 것을 특징으로 하는 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 통합관리부(200)의 MMI프로그램(220)은,
    상기 근육활성도검사부(100)의 가동범위검출부(150) 및 저항압력검출부(160)를 통하여 검출된 값을 수집하고 저장하는 데이터수집저장부(221)와,
    환자의 ID, 이름, 생년월일 및 성별을 포함하는 정보를 등록하는 환자등록부(222)와,
    상기 근육활성도검사부(100)를 통하여 검사가 진행중인 상기 환자등록부(222)에 등록된 환자의 근육활성도검사 데이터를 상기 데이터수집저장부(221)로부터 READ/WRITE하여 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 실시간표시부(223)와,
    상기 환자등록부(222)에 등록된 환자의 과거 근육활성도검사 데이터를 검사일자별로 정렬되어 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 과거데이터표시부(224)를 포함하는 것을 특징으로 하는 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치.
  6. 제5항에 있어서,
    또한 실시간표시부(223)는,
    상기 환자등록부(222)에 등록된 환자의 정보가 표시되는 환자정보표시부(231)과,
    상기 데이터수집저장부(221)로부터 READ/WRITE하여 환자의 발목 상하굴절동작에 따른 Flexion(굽힘), Extension(펴기) 각각의 동작의 저항압력값, 환자의 엄지발가락의 배굴(dorsi flexion)동작에 따른 저항압력값, 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따른 lexion(굽힘), Extension(펴기) 각각의 동작의 저항압력값 각각을 수치화된 문자로 표시하되, 왼쪽 족부, 오른쪽 족부 각각의 데이터(RMS-L, RMS-R)와 차이값(Difference)을 각각 표시하는 문자표시부(232)와,
    상기 문자표시부(233)에 표시된 데이터값들을 각각 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 그래프표시부(233)를 포함하는 것을 특징으로 하는 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실시간표시부(223)는,
    상기 근육활성도검사부(100)의 가동범위검출부(150)를 통하여 검출된 환자의 발목 상하굴절동작에 따른 발목가동범위값과, 환자의 무릎의 전후굴절동작에 따른 무릎가동범위값 각각을 수치화된 문자 및 이미지화된 그래프(graph)로 표시하는 가동범위표시부(234)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MMI프로그램을 활용한 족부 대상의 근육활성도검사장치.
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