KR102364372B1 - 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치는, 절단된 지체부위가 수용되어 지지되도록 하는 수용공간을 갖는 소켓부와, 상기 소켓부에 연결되어 손실된 지체부위의 대체가 가능한 의지부 및 상기 소켓부에 구비되어 상기 수용공간에 수용되는 지체부위에 대한 지지력을 보강하는 지지보강부를 포함하며, 상기 지지보강부는 착용자의 체형 및/또는 운동 상태의 변화에 따라 상기 소켓부에 수용된 지체부위에 대한 지지력이 조절되는 구조로 이루어진다.

Description

지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치{ARTIFICIAL LIMB WITH A SOCKET THAT CAN ADJUST BEARING POWER FOR THE LIMBS PART}

본 발명은 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 의지장치를 착용한 착용자의 운동 상태 및/또는 체형의 변화에 따라 소켓에 수용되는 지체부위에 대한 지지력을 조절하여 착용감 및 안정감을 향상시킬 수 있는 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치에 관한 것이다.

선천적인 장애 또는 전쟁, 사고에 의해서 사지의 일부 또는 전부가 절단된 절단환자들이 발생하고 있다.

또한, 현대 사회에 들어 이와 같은 외상에 의한 원인 이외에 동맥경화, 당뇨병과 같은 혈관질환에 의한 절단 환자의 수도 급증하고 있는 추세이며, 이러한 절단 환자들은 움직임에 큰 제약을 받기 때문에 정상적인 생활을 함에 있어서 많은 어려움을 겪고 있다.

이와 같은 한계점을 극복하고, 절단 환자들로 하여금 정상인과 유사한 움직임이 가능하도록 함으로써, 이들의 삶의 질을 향상시키고, 보다 편리한 사회 활동 참여를 보장할 수 있도록 절단된 지체부위의 기능과 형태를 보충/대체하기 위해 장착하는 의지(artificial limb)장치에 대한 개발이 다양하게 이루어지고 있다.

일반적으로, 의지를 착용하기 위해서는 절단된 지체부위를 지지하고 의지를 작동시키는 힘을 전달하기 위한 소켓이 착용된다.

이러한 의지의 소켓은 써린 또는 수지를 녹여서 가공하게 되는데, 가공 후 소켓이 완성되면 아주 딱딱한 형태를 갖기 때문에 의족 소켓의 가공은 숙련자일지라도 그 작업이 쉽지가 않다.

종래에 의지를 착용하는 소켓을 제작하는 방법은 절단된 지체부위를 취형하고 이를 토대로 석고 붕대 작업을 한 후 석고가 굳으면 소켓 가공 작업을 수행하게 된다.

하지만 인체 구조는 굴곡진 형태를 갖고 착용자 마다 다른 장애 유형을 갖고 있기 때문에 각 착용자에 딱 맞는 소켓 가공이 어려움으로 인해 가공된 소켓이 지체부위에 맞지 않을 경우 재 가공해야 하는 번거로움이 있으며, 그에 따라 시간과 비용이 늘어나게 된다.

그리고 소켓이 크면 소켓과 라이너 사이에 빈 공간을 채우기 위해 라이너 외부에 스타킹 또는 양말 등을 더 착용하여야 함으로써 착용자가 원치않는 부분까지 두꺼워져 착용감이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 초기 절단 장애인의 경우 초기에는 절단된 지체부위에 살집이 있는 상태이나 의지를 계속적으로 사용하면 지체부위에 살이 점차 빠지게 되고 대략 6개월 정도가 지나면 지체부위는 초기와 비교 시 현저하게 살이 빠지게 되며, 초기 절단 장애인이 아니더라도 생활하는 와중에도 착용자의 신체는 살이 찌거나 빠지고 혹은 붓기가 발생하는 등의 다양한 체형 변화가 일어나게 되며, 그에 따라 초기 또는 처음에는 지체부위에 잘 맞는 소켓이라고 하더라도 나중에는 소켓이 커지거나 작아지는 등 지체부위에 맞지 않게 되는 현상으로 인해 소켓을 바꾸거나 재 가공을 해야하는 문제점이 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0022120호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 착용자의 운동 상태 및/또는 체형의 변화에 즉각 대응되도록 하여 소켓부에 수용된 지체부위에 대한 지지력이 조절될 수 있도록 함으로써, 의지장치가 의도치않게 빠지는 것을 방지하고, 평상시와 운동(움직임) 상태 및 붓기나 살이 빠짐, 그리고 살이 찌는 등의 체형의 변화에도 착용자가 불편함이 없도록 하여 착용감을 향상시키며, 보다 안정적으로 일상 생활을 할 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치는, 절단된 지체부위가 수용되어 지지되도록 하는 수용공간을 갖는 소켓부와, 상기 소켓부에 연결되어 손실된 지체부위의 대체가 가능한 의지부 및 상기 소켓부에 구비되어 상기 수용공간에 수용되는 지체부위에 대한 지지력을 보강하는 지지보강부를 포함하며, 상기 지지보강부는 착용자의 체형 및/또는 운동 상태의 변화에 따라 상기 소켓부에 수용된 지체부위에 대한 지지력이 조절되는 구조로 이루어진다.

이때, 상기 지지보강부는 상기 소켓부의 내측면에 구비되며, 공기압에 의해 부피가 가변되어 상기 수용공간에 수용되는 지체부위에 대한 지지력이 조절되도록 하는 지지부재를 포함할 수 있다.

그리고 상기 지지부재는 상기 수용공간에 수용되는 지체부위의 둘레를 감싸도록 폐곡선 형태로 구비될 수 있다.

또한, 상기 지지부재의 일측에는 상기 지지부재와 주입호스에 의해 연결되어 상기 지지부재의 내부로 공기를 주입하는 압축펌프를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 주입호스의 일측에는 상기 지지부재로 주입되는 공기의 양을 조절하는 조절밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지보강부는 상기 압축펌프에서 생성된 공기를 저장하는 공기저장부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 공기저장부와 연결되어 착용자의 운동에 의해 상기 의지부에서 발생하는 압력을 이용하여 공기를 생성하고 상기 공기저장부로 주입하는 보조펌프를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지보강부는 상기 지지부재의 일측에 연결되어 상기 지지부재의 내부에 주입된 공기를 외부로 배출시키는 배출구를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 지지보강부는 상기 수용공간에 지체부위가 수용된 상태에서 발생되는 압력을 측정하는 압력측정센서를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 압력측정센서는 상기 지지부재의 내부로 공기를 주입하는 압축펌프와 연계 가능하며, 착용자의 체형 변화에 따라 상기 압축펌프에서 상기 지지부재로 주입되는 공기의 양이 조절되도록 하여 상기 수용공간에 수용되는 지체부위에 대한 지지력이 조절되도록 할 수 있다.

또한, 상기 의지장치는 착용자의 운동 상태에 따른 신체 활동의 정도를 측정하는 센서모듈을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 의지장치는 상기 지지보강부와 연계 가능하며, 상기 센서모듈에서 측정된 착용자의 신체 활동의 정도를 전달 받아 상기 수용공간에 수용되는 지체부위에 대한 지지력이 조절 가능하도록 하는 I/O센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 의지장치는 상기 소켓부와 상기 소켓부에 수용된 지체부위 사이 공간이 상기 소켓부 외부와 선택적으로 연통이 가능하도록 하는 배출부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 배출부는 상기 소켓부와 상기 소켓부에 수용된 지체부위 사이 공간에 발생된 압력을 외부로 배출시키는 배출펌프를 더 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 지지보강부에 구비 가능한 압력측정센서에 의해 소켓부에 지체부위가 수용된 상태에서 발생되는 압력을 실시간으로 측정하여 의지장치를 착용하는 착용자의 체형 변화를 즉각 파악할 수 있으며, 그에 대응되도록 지지부재에 공기가 주입되거나 배출되도록 함으로써, 지체부위에 대한 지지력이 조절되도록 하여 착용감을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

둘째, 그로 인해 소켓부를 새롭게 바꾸거나 재 가공 해야 하는 번거로움이 없이 제품의 유지 관리가 용이하다는 장점이 있다.

셋째, 센서모듈 및 I/O센서를 통해 착용자의 운동 상태에 따른 신체 활동의 정도를 실시간으로 파악하여, 착용자의 신체 활동 정도에 따라 수용공간에 수용된 지체부위에 대한 지지력을 조절할 수 있는 장점이 있다.

넷째, 그로 인해 착용자의 운동 강도가 높아짐에 따라 의지장치가 갑자기 빠져버리는 등의 문제를 미연에 방지할 수 있으며, 착용자가 안정적으로 활동할 수 있도록 하는 장점이 있다.

다섯째, 배출부를 통해 소켓부와 상기 소켓부에 수용된 지체부위 사이 공간이 소켓부 외부와 선택적으로 연통이 가능하도록 함으로써, 위생적이고 쾌적한 착용 상태가 유지될 수 있도록 하여 지체부위에 대한 추가 감염을 예방할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치를 나타내는 구조도;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치에 있어서, 소켓부에 지체부위가 수용된 상태에서 지체부위에 대한 지지력이 조절되는 방법을 나타내는 예시도;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치에 있어서, 공기저장부 및 압축펌프, 보조펌프를 나타내는 예시도;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치에 있어서, 착용자의 운동 상태에 따른 신체 활동의 정도를 파악하는 방법을 나타내는 예시도;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치에 있어서, 착용자의 운동 상태를 파악하여 지체부위에 대한 지지력이 조절되도록 하는 과정을 나타내는 블록도; 및
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치에 있어서, 착용자의 체형 변화를 측정하여 지체부위에 대한 지지력이 조절되도록 하는 과정을 나타내는 블록도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치를 나타내는 구조도이다.

본 발명에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치는 의지장치를 착용한 착용자의 운동 상태 및/또는 체형의 변화를 측정하고, 그에 따라 소켓에 수용되는 지체부위에 대한 지지력이 조절될 수 있도록 하여 착용자의 착용감 및 안정감을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

이때, 의지(artificial limb)장치라 함은 손이나 발의 일부 결손에 대하여 외형상 또는 기능상으로 적합하도록 인공적으로 만드는 것으로, 상지의지(上肢義肢)인 의수(義手)와 하지의지(下肢義肢)인 의족(義足)으로 나누어 진다.

본 발명에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치는 도면 상에서 실시 예로써 의족을 나타내고 있을 뿐, 의수 또는 의족 중 어느 하나로만 한정하는 것은 아니며, 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓은 의수 및 의족 모두에 적용이 가능한 것임을 미리 밝혀두는 바이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 소켓부(100), 의지부(200) 및 지지보강부(300)를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 소켓부(100)는 착용자의 절단된 지체부위(B)가 수용될 수 있도록 하는 수용공간(110)이 형성될 수 있으며, 상기 소켓부(100)의 일측에 연결되는 착용자의 손실된 지체부위의 기능 및 형태를 대체할 수 있는 의지부(200)를 착용자의 절단된 지체부위(B)에 연결 지지되도록 함으로써, 착용자가 의지장치를 안정적으로 착용할 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

이러한 상기 소켓부(100)는 의지장치를 착용할 착용자의 절단된 지체부위(B)를 먼저 3D스캐닝 하고, 3D스캐닝 된 데이터를 바탕으로 하여 제작되도록 함으로써, 상기 소켓부(100)에 형성되는 상기 수용공간(110)이 착용자의 절단된 지체부위(B)의 형태에 대응되도록 할 수 있으며, 이와 같이 형성된 상기 소켓부(100)의 수용공간(110)에 의해 착용자의 절단된 지체부위(B)의 형태와 오차 범위가 최소화 되어 착용자의 착용감 및 안정감을 보장할 수 있는 맞춤형 의지장치가 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소켓부(100)의 외측면은 외부의 압력 또는 충격 등으로부터 상기 소켓부(100)가 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 소켓부(100)에 수용된 절단된 지체부위(B)가 안전하게 보호될 수 있도록 강성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 소켓부(100)의 내측면은 상기 절단된 지체부위(B)가 상기 소켓부(100)의 내측면과의 마찰이나 하중에 의한 압력에 의해 상처나 염증이 생기는 것을 방지하며, 충격을 경감시킬 수 있는 완충 작용을 할 수 있도록 면이나 울, 또는 실리콘 등과 같은 연질로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 소켓부(100)에 형성된 상기 수용공간(110)에 수용되는 상기 절단된 지체부위(B)와 접촉되는 상기 소켓부(100)의 내측면에는 상황에 따라 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 보강될 수 있도록 하는 지지보강부(300)가 구비될 수 있다.

예컨대, 착용자가 상기 의지장치를 착용한 상태로 가만히 서있거나 앉아있는 경우에 필요한 절단된 지체부위(B)에 대해 요구되는 지지력과 착용자가 걷거나 뛰기 또는 스윙 동작 등을 하고 있는 경우, 거기에 더해 걷거나 뛰는 지대가 평지인 경우와 경사지인 경우에 필요한 절단된 지체부위(B)에 대해 요구되는 지지력은 엄연히 다를 수 밖에 없다.

또한, 착용자의 살이 빠지거나 찌는 경우 또는 붓기에 의해 체형에 변화가 일어나는 등의 경우에도 마찬가지로 각각에 필요한 절단된 지체부위(B)를 지지하기 위해 요구되는 지지력이 다를 수 밖에 없다.

이처럼 많은 경우가 존재하는 착용자의 운동 상태 및/또는 체형의 변화에 있어서 한가지의 경우를 기준으로 하여 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력을 고정하게 된다면, 착용자가 의지장치를 장시간 착용할 경우 과도한 압박에 의해 고통을 느끼거나 불편함을 느끼게 될 수 있으며, 움직임의 강도가 높아질 경우 갑자기 의지장치가 분리되거나 떨어져 나가는 경우가 발생하여 사고로 이어지는 등의 문제가 발생하게 된다.

따라서, 상기 지지보강부(300)는 이러한 많은 문제점들을 미연에 방지할 수 있도록 하기 위한 중요한 역할을 수행하게 되며, 착용자의 체형 및/또는 운동 상태의 변화에 따라 상기 소켓부(100)에 수용된 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 조절될 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 지지보강부(300)는 상기 소켓부(100)의 내측면에 구비될 수 있으며, 공기압에 의해 부피가 가변 되어 상기 소켓부(100)에 수용되는 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 조절될 수 있도록 하는 지지부재(310) 및 상기 지지부재(310)의 일측에 주입호스(330)에 의해 연결되어 상기 지지부재(310)의 내부로 공기를 주입할 수 있는 압축펌프(320)를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 지지부재(310)는 상기 소켓부(100)의 내측면의 둘레, 다시 말해 상기 소켓부(100)에 형성되는 수용공간(110)에 수용되는 절단된 지체부위(B)의 둘레를 감싸도록 폐곡선 형태로 구비되도록 함으로써, 상기 소켓부(100)에 형성된 상기 수용공간(110)에 수용되는 상기 절단된 지체부위(B)에 치우침 없이 균일한 지지력이 발생될 수 있도록 하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 절단된 지체부위(B)에 균일한 지지력이 발생될 수 있도록 하는 형상이라면 모두 적용 가능하다.

또한, 상기 지지부재(310)는 상기 소켓부(100)의 내측면에 하나만 구비되는 것으로 한정하는 것은 아니며, 복수 개가 상호 연계되도록 구비되어 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력의 조절이 보다 세밀하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 지지부재(310)는 상기 소켓부(100)의 내측면 둘레를 따라 상호 연계되는 3개의 폐곡선 형태로 구비될 수 있으며, 앉아있거나 단순히 서있는 상태, 걷는 상태, 뛰는 상태 등 상기 절단된 지체부위(B)에 요구되는 지지력을 단계별로 나누어 구분하고, 그에 대응되도록 상기 지지부재(310)에 공기가 주입될 수 있도록 함으로써, 보다 세밀한 지지력의 조절이 가능하도록 할 수 있는 것이다.

또한, 상기 지지부재(310)의 내부로 공기를 주입하는 상기 압축펌프(320)는 상기 지지부재(310)가 시간이 지남에 따라 내부에 주입된 공기가 자연적으로 빠져나가는 구조로 이루어짐으로써, 상기 지지부재(310)의 내부에 지속적으로 공기가 주입될 수 있도록 할 수 있으나, 상기 압축펌프(320)의 과부하를 방지하기 위하여 상기 절단된 지체부위(B)를 안정적으로 지지할 수 있도록 요구되는 지지력 확보될 때 까지만 상기 지지부재(310)의 내부로 공기를 주입할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이를 위해 상기 압축펌프(320)에서 생성된 공기가 상기 지지부재(310)의 내부로 주입될 수 있도록 연결되는 상기 주입호스(330)의 일측에는 상기 지지부재(310)에 필요한 만큼의 공기만이 주입될 수 있도록 주입되는 공기의 양을 조절할 수 있는 조절밸브(331)가 더 구비되도록 할 수 있다.

이러한 상기 조절밸브(331)는 공기의 역행을 방지하기 위하여 한쪽 방향으로만 공기가 흐르도록 할 수 있는 체크밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 지지보강부(300)에는 상기 압축펌프(320)에서 생성된 공기를 저장해 둘 수 있는 공기저장부(340)가 더 구비되도록 할 수 있다.

이러한 상기 공기저장부(340)는 상기 압축펌프(320)에서 생성된 공기를 상기 지지부재(310)에 바로 주입되도록 하는 것이 아닌, 미리 저장해 둘 수 있도록 함으로써, 상기 압축펌프(320)에 문제가 생겼을 경우, 상기 압축펌프(320)에서 상기 지지부재(310)로 공기를 주입하는 것이 아닌, 상기 공기저장부(340)에 저장되 있던 공기가 주입되도록 하여 상기 절단된 지체부위(B)의 안정적인 지지에 필요한 지지력의 확보가 용이하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 공기저장부(340)에 상기 압축펌프(320)에서 생성된 공기를 압축하여 미리 저장해 둠으로써, 상기 압축펌프(320)의 구동에 따른 부담을 줄여 상기 압축펌프(320)의 사용 수명을 연장시킬 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 공기저장부(340)는 내부에 공기가 압축되어 저장될 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 압축 공기가 안전하게 저장될 수 있도록 강질의 케이스, 예를 들어 공기 탱크와 같은 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 공기저장부(340)가 있는 경우에는 상기 압축펌프(320)가 상기 주입호스(330)에 의해 상기 지지부재(310)와 직접 연결되는 것이 아닌, 상기 압축펌프(320)가 1차적으로 상기 공기저장부(340)와 연결되어 상기 압축펌프(320)에서 생성된 공기가 상기 공기저장부(340)에 저장될 수 있도록 할 수 있으며, 상기 공기저장부(340)가 상기 주입호스(330)를 통해 상기 지지부재(310)와 연결되는 구조로 이루어짐으로써, 지지력의 조절이 필요한 경우 상기 공기저장부(340)에 저장되어 있던 공기가 상기 지지부재(310)의 내부로 주입될 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 공기저장부(340)의 내부에 주입되어 저장되는 공기를 생성하는 것은 상기 압축펌프(320) 외에도 상기 압축펌프(320)를 보조하여 상기 공기저장부(340)에 공기가 저장될 수 있도록 하는 보조펌프(210)가 더 구비될 수 있다.

상기 보조펌프(210)는 상기 압축펌프(320)의 구동 부하를 절감하여 상기 압축펌프(320)에 과부하가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 할 수 있는 것으로, 상기 소켓부(100)에 연결되어 착용자의 손실된 지체부위의 기능 및 형태를 대체할 수 있도록 하는 상기 의지부(200)의 일측에 구비되도록 하여 착용자의 운동에 의해 상기 의지부(200)에서 발생하는 압력을 이용하여 공기가 생성되는 구조로 이루어질 수 있다.

즉, 상기 보조펌프(210)는 상기 압축펌프(320)와 마찬가지로 상기 주입호스(330)와 같이 공기가 내부에서 한 방향으로 이동될 수 있도록 하는 연결부재를 통해 상기 공기저장부(340)와 연결되도록 하여, 착용자가 움직일 때 발생하는 운동 에너지를 활용하여 공기가 생성되도록 함으로써, 상기 압축펌프(320)의 부담을 줄일 수 있도록 할 수 있는 것이다.

예컨대, 의족의 경우, 착용자가 걷거나 뛸 때, 지면과 맞닿는 뒤꿈치 또는 의족바닥부에 상기 보조펌프(210)가 구비될 수 있으며, 착용자의 움직임에 의해 지면과 의족에 발생하게 되는 압력에 의해 상기 보조펌프(210)가 구동되어 공기를 생성하고, 생성된 공기가 상기 공기저장부(340)에 주입될 수 있도록 할 수 있으며, 의수인 경우에도 마찬가지로 의수의 바닥면(손바닥에 해당하는 면)이 벽이나 지면에 닿거나 주먹을 쥐거나 스윙 동작을 함에 따라 발생하는 압력을 이용하여 상기 보조펌프(210)가 구동되어 공기가 생성되고, 생성된 공기가 상기 공기저장부(340)에 주입될 수 있도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치는 착용자의 운동 상태 및/또는 체형의 변화로 인해 발생하는 다양한 경우에 대응하여 상기 소켓부(100)에 형성된 상기 수용공간(110)에 수용되는 상기 절단된 지체부위(B)가 안정적으로 지지될 수 있도록 요구되는 지지력을 조절하여 보강할 수 있으며, 이러한 지지력의 조절은 상기 압축펌프(320)에서 생성된 공기가 상기 소켓부(100)의 내측면에 구비될 수 있는 상기 지지부재(310)의 내부에 주입되어 상기 지지부재(310)의 부피가 가변 되도록 함으로써, 상기 소켓부(100)에 수용된 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 조절될 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 지지부재(310)는 시간이 지남에 따라 자연적으로 공기가 빠져나가는 구조로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 지지부재(310)의 일측에 연결되어 상기 지지부재(310)의 내부에 주입된 공기가 외부로 배출될 수 있도록 하는 배출구(350)가 더 구비되는 구조로 이루어질 수 있다.

예컨대, 상기 배출구(350)는 상기 지지부재(310)의 일측에 연결될 수 있으며, 상기 소켓부(100)의 일측을 관통하여 외부로 연장되도록 구비됨으로써, 상기 지지부재(310)의 내부에 주입된 공기가 외부로 배출될 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 배출구(350)의 일측에는 개폐가 가능한 캡이 구비될 수 있도록 함으로써, 상기 지지부재(310)의 내부에 주입된 공기의 배출이 선택적으로 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

즉, 상기 캡에 의해 상기 배출구(350)의 입구가 밀폐된 상태에서는 상기 지지부재(310)에서 공기가 빠져나가지 않아 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 유지될 수 있도록 하며, 착용자의 움직임 강도가 저하되거나 지체부위가 붓거나 살이 찐 경우에는 상기 배출구(350)의 입구를 개방시켜 상기 지지부재(310)의 내부에 주입된 공기가 외부로 배출되도록 하여 상기 절단된 지체부위(B)에 요구되는 지지력이 조절될 수 있도록 할 수 있는 것이다.

이와 같이, 상기 지지부재(310)의 일측에 상기 배출구(350)가 구비되도록 함으로써, 착용자의 운동 상태 및/또는 체형의 변화로 인해 발생하는 다양한 경우에 대응하여 상기 소켓부(100)에 수용된 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 즉각적으로 조절될 수 있도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 압축펌프(320) 및 보조펌프(210), 그리고 상기 압축펌프(320) 및 보조펌프(210)에서 생성된 공기가 상기 공기저장부(340)에 저장되고 다시 상기 지지부재(310)에 주입되며, 상기 배출구(350)를 통해 외부로 배출되면서 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 조절될 수 있도록 하는 것은 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 보다 쉽게 이해할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 의지장치는 상기 소켓부(100)와 상기 소켓부(100)에 수용되는 상기 절단된 지체부위(B) 사이 공간이 상기 소켓부(100) 외부와 선택적으로 연통이 가능하도록 하는 배출부(120)가 더 구비될 수 있으며, 이러한 상기 배출부()는 상기 소켓부(100)를 관통함으로써, 상기 소켓부(100)의 내부와 외부가 연통될 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.

보다 상세히 말하면, 상기 소켓부(100)의 내측면에 구비되는 상기 지지부재(310)에 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력을 높이기 위해 공기가 주입되는 경우, 상기 지지부재(310)의 부피가 늘어나게 되며, 그에 따라 상기 소켓부(100) 내부의 압력이 증가하게 된다.

이처럼 상기 소켓부(100)의 내부 압력이 외부로 배출되지 못하고 증가하게 되면 절단된 지체부위(B)에 그 압력이 전달되어 착용자는 과도한 압박감을 받게 되며, 그러할 경우 의지장치를 장시간 착용하기에 많은 무리가 발생하게 되고, 심할 경우 상기 절단된 지체부위(B) 세포의 괴사까지도 발생할 우려가 있다.

이러한 문제점을 미연에 방지하고 착용자의 착용감을 향상시키기 위해서는 상기 소켓부(100)와 상기 소켓부(100)에 형성된 상기 수용공간(100)에 수용되는 상기 절단된 지체부위(B) 사이의 공간이 음압상태가 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위해 상기 배출부(120)를 통해 상기 지지부재(310)의 부피가 늘어남에 따라 증가하는 상기 소켓부(100)의 내부 압력이 즉각 상기 소켓부(100)의 외부로 배출될 수 있도록 하는 것이다.

또한, 착용자가 의지장치를 착용할 때, 상기 배출부(120)를 통해 공기(압력과 상통한다)가 배출되도록 함으로써, 절단된 지체부위(B)가 상기 소켓부(100)에 형성된 수용공간(110)의 내부로 당겨지게 되어 정확하고 안정적으로 의지장치를 착용할 수 있도록 할 수 있다.

그리고 상기 배출부(120)는 상기 소켓부(100)와 상기 소켓부(100)에 수용되는 상기 절단된 지체부위(B) 사이 공간의 압력이 상기 소켓부(100)의 외부로 배출될 수 있도록 하는 기능 외에도, 상기 절단된 지체부위(B)에서 발생한 땀이나 이물질, 또는 비나 눈과 같이 외부에서 유입된 수분도 상기 소켓부(100)의 외부로 배출될 수 있도록 함으로써, 상기 소켓부(100)의 내부에 땀이나 이물질, 또는 비나 눈과 같이 외부에서 유입된 수분이 잔류하면서 발생될 수 있는 세균의 감염을 미연에 방지할 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 배출부(120)를 통해 상기 소켓부(100)의 내부에 발생된 땀이나 이물질, 또는 비나 눈과 같은 외부에서 유입된 수분이 외부로 배출되도록 하는 방법 외에도, 상기 지지부재()의 내부에 주입된 공기를 일정량 배출시킨 상태에서, 상기 배출부(120)를 통해 상기 소켓부(100)와 상기 소켓부(100)에 형성된 상기 수용공간(100)에 수용된 상기 절단된 지체부위(B) 사이 공간의 공기를 외부로 배출되도록 함으로써, 상기 소켓부(100)와 상기 절단된 지체부위(B) 사이의 공간에 공기의 흐름, 즉, 환기가 이루어질 수 있도록 하여 땀이나, 수분이 제거될 수 있도록 할 수도 있다.

이러한 상기 배출부(120)는 개폐를 조절할 수 있는 밸브를 통해 공기(압력과 상통한다)가 자연적으로 배출될 수 있도록 할 수 있으며, 배출펌프가 더 구비되도록 하여 강제적인 배출이 이루어질 수 있도록 할 수도 있다.

이와 같이 착용자의 운동 상태 및/또는 체형 변화에 따라 상기 소켓부(100)에 수용된 상기 절단된 지체부위(B)를 안정감 있도록 지지하기 위하여 요구되는 지지력을 정확하게 조절하기 위해서는 착용자의 운동 상태 및/또는 체형의 변화를 우선적으로 파악할 수 있도록 하는 것이 중요하다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 지지보강부(300)에는 상기 소켓부(100)에 형성되는 상기 수용공간(110)에 상기 절단된 지체부위(B)가 수용된 상태에서 발생되는 압력을 측정할 수 있는 압력측정센서(360)가 구비될 수 있다.

상기 압력측정센서(360)는 착용자가 상기 의지장치를 착용하기 위하여 상기 절단된 지체부위(B)를 상기 소켓부(100)에 형성된 상기 수용공간(110)에 삽입할 시, 상기 절단된 지체부위(B)에 의해 상기 지지보강부(300)에 가해지는 압력을 측정할 수 있도록 하는 것으로, 이러한 상기 압력측정센서(360)의 측정에 의해 착용자의 체형 변화, 다시 말해 상기 절단된 지체부위(B)에 붓기가 있거나, 살이 찌거나 빠지는 등의 착용자 체형 변화를 파악할 수 있으며, 이에 대응하여 상기 지지보강부(300)에서 상기 절단된 지체부위(B)를 지지하기 위한 적정한 지지력이 발휘될 수 있도록 상기 지지부재(310)에 주입되는 공기의 양을 조절하거나, 상기 지지부재(310)에 주입되어 있던 공기를 외부로 배출시킬 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 압력측정센서(360)는 착용자가 상기 의지장치를 착용하는 시점 외에도, 착용을 한 후 착용자의 움직임에 따라 상기 지지보강부(300)에 가해지는 압력을 측정할 수 있으며, 그에 따라서도 상기 절단된 지체부위(B)를 지지하기 위해 요구되는 지지력이 적절하게 조절될 수 있도록 할 수도 있다.

예컨대, 상기 압력측정센서(360)는 상기 지지부재(310)의 일측 또는 상기 소켓부(100)의 내부 일측에 구비되도록 하여 착용자가 상기 의지장치를 착용하는 시점에 발생되는 압력을 측정할 수 있으며, 상기 압축펌프(320)와 연계될 수 있는 구조로 이루어질 수 있도록 함으로써, 착용자의 체형 변화(붓기 또는 살이 빠지거나 찌는 등의 체형 변화)를 측정하고, 그에 따라 상기 압축펌프(320)에서 상기 지지부재(310)로 주입되는 공기의 양이 조절될 수 있도록 하여 상기 소켓부(100)에 형성되는 상기 수용공간(110)에 수용되는 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 적절하게 조절될 수 있도록 할 수 있다.

아울러, 착용자가 상기 의지장치를 착용하는 시점 외에도 착용을 한 이후 움직임에 의해 발생되는 압력 역시 측정할 수 있도록 함으로써, 상기 압축펌프(320)에서 상기 지지부재(310)로 주입되는 공기의 양을 조절하거나, 상기 배출구(350)를 통해 상기 지지부재(310)의 내부에 주입되어 있던 공기가 외부로 배출될 수 있도록 함으로써, 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 적절하게 조절될 수 있도록 할 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 의지장치에는 착용자의 체형의 변화를 파악하기 위해 구비되는 상기 압력측정센서(360) 외에 착용자의 운동 상태에 따른 신체 활동의 정도를 측정할 수 있는 센서모듈(500)이 더 구비될 수 있다.

이러한 상기 센서모듈(500)은 착용자의 움직임에 따라 상기 의지부(200)의 회전 각도를 측정하거나, 상기 의지부(200)에 가해지는 압력을 측정하여 착용자의 운동 상태에 따른 신체 활동을 정도를 실시간으로 파악할 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있으며, 상기 센서모듈(500)에서 측정된 착용자의 신체 활동의 정도에 따라 실시간으로 상기 소켓부(100)에 수용된 상기 절단된 지체부위(B)에 작용하는 지지력이 조절될 수 있도록 하기 위하여, 상기 의지장치의 일측에는 상기 지지보강부(300)와 연계 가능하며, 상기 센서모듈(500)에서 측정된 착용자의 신체 활동 정도를 전달 받아 상기 소켓부(100)에 형성된 상기 수용공간(110)에 수용되는 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 조절 가능하도록 하는 I/O센서(400)가 더 구비되도록 할 수 있다.

예를 들어 상기 의지장치가 의족에 해당하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 의족의 회전 여부에 따라 착용자가 멈춰 있는지 또는 움직이고 있는지를 판단할 수 있으며, 의족이 회전하는 각도에 따라 착용자가 움직이는 지형이 평지인지 경사지인지를 판단할 수 있으며, 착용자의 움직임에 따라 의족에 전달되는 압력을 측정하여 착용자가 현재 걷고 있는지 또는 뛰고 있는지를 판단할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 의지장치가 의수에 해당하는 경우에도, 착용자가 팔을 휘두르고 있는지 또는 물체를 잡거나 지면이나 벽면 등을 밀치거나 하는 등의 운동을 하고 있는지를 판단하여 착용자의 운동이나 움직임의 강도를 측정할 수 있음으로써, 상기 지지보강부(300)에서 상기 소켓부(100)에 수용된 상기 절단된 지체부위(B)가 안정적으로 지지되기 위해 요구되는 지지력이 발휘될 수 있도록 할 수 있는 것이다.

이를 위해 상기 센서모듈(500)에는 착용자의 움직임을 측정하는 변위센서(500a) 또는 회전각도를 측정할 수 있는 로터리 인코더(rotary encoder)가 포함될 수 있으며, 의족의 바닥면(발바닥 부분)이나 의수의 바닥면(손바닥 부분)에는 압력센서(500b)가 구비되도록 할 수 있다.

또한, 상기 센서모듈(500)은 착용자의 움직임에 따라 발생되는 진동을 측정할 수 있는 진동측정센서로 이루어질 수도 있으며, 이러한 상기 진동측정센서는 상기 의지장치의 일측에 구비되거나, 착용자가 소지할 수 있도록 별도의 구성으로 이루어질 수 있으며, 상기 진동측정센서에서 측정된 측정값을 I/O센서(400)로 전달되도록 함으로써, 측정되는 단위 시간당 진동 수에 따라 착용자의 신체 활동 정도를 판단하여 상기 소켓부(100)에 형성된 상기 수용공간(110)에 수용되는 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 지지력이 적정하게 조절될 수 있도록 할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 상기 센서모듈(500) 및 I/O센서(400), 그리고 상기 압력측정센서(360)에 의해 착용자의 운동 상태 및/또는 체형의 변화를 측정할 수 있도록 함으로써, 상기 지지보강부(300)를 통해 상기 소켓부(100)에 형성된 상기 수용공간(110)에 수용되는 상기 절단된 지체부위(B)에 대한 적정한 지지력이 발휘될 수 있도록 하여 지지력이 유지되거나 보강되도록 하는 일련의 과정은 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 쉽게 이해할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술 된 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100 : 소켓부 110 : 수용공간
120 : 배출부 200 : 의지부
210 : 보조펌프 300 : 지지보강부
310 : 지지부재 320 : 압축펌프
330 : 주입호스 331 : 조절밸브
340 : 공기저장부 350 : 배출구
360 : 압력측정센서 400 : I/O센서
500 : 센서모듈 500a : 변위센서
500b : 압력센서
B : 절단된 지체부위

Claims (14)

1. 절단된 지체부위가 수용되어 지지되도록 하는 수용공간을 갖는 소켓부;
   상기 소켓부에 연결되어 손실된 지체부위의 대체가 가능한 의지부;
   상기 소켓부에 구비되어 상기 수용공간에 수용되는 지체부위에 대한 지지력을 보강하는 지지보강부; 및
   착용자의 운동 상태에 따른 신체 활동의 정도를 측정하는 센서모듈;
   을 포함하며,
   상기 지지보강부는,
   착용자의 체형 및/또는 운동 상태의 변화에 따라 상기 소켓부에 수용된 지체부위에 대한 지지력이 조절되는 구조로 이루어지며,
   상기 지지보강부는,
   상기 소켓부의 내측면에 구비되며, 공기압에 의해 부피가 가변되어 상기 수용공간에 수용되는 지체부위에 대한 지지력이 조절되도록 하는 지지부재;
   를 포함하고,
   상기 지지부재의 일측에는,
   상기 지지부재와 주입호스에 의해 연결되어 상기 지지부재의 내부로 공기를 주입하는 압축펌프;
   를 더 포함하며,
   상기 지지보강부는,
   상기 압축펌프에서 생성된 공기를 저장하는 공기저장부;
   를 더 포함하고,
   상기 지지보강부는,
   상기 수용공간에 지체부위가 수용된 상태에서 착용자의 체형 변화에 따라 상기 지체부위에 의해 상기 지지보강부에 가해지는 압력을 측정하는 압력측정센서;
   를 더 포함하며,
   상기 압력측정센서는,
   상기 지지부재의 내부로 공기를 주입하는 압축펌프와 연계 가능하고, 착용자의 체형 변화에 따라 상기 압축펌프에서 상기 지지부재로 주입되는 공기의 양이 조절되도록 하여 상기 소켓부에 수용되는 지체부위에 대한 지지력이 조절되도록 하며,
   상기 센서모듈은,
   상기 지지보강부와 연계 가능하여, 상기 센서모듈에서 측정된 착용자의 신체활동의 정도에 따라 실시간으로 상기 압축펌프에서 상기 지지부재로 공기를 주입하거나, 상기 지지부재의 내부에 주입된 공기가 배출되도록 하여 상기 소켓부에 수용된 지체부위에 대한 지지력이 조절되는 구조로 이루어지는 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재는,
   상기 수용공간에 수용되는 지체부위의 둘레를 감싸도록 폐곡선 형태로 구비되는 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 주입호스의 일측에는,
   상기 지지부재로 주입되는 공기의 양을 조절하는 조절밸브;
   를 더 포함하는 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 공기저장부와 연결되어 착용자의 운동에 의해 상기 의지부에서 발생하는 압력을 이용하여 공기를 생성하고 상기 공기저장부로 주입하는 보조펌프;
   를 더 포함하는 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 지지보강부는,
   상기 지지부재의 일측에 연결되어 상기 지지부재의 내부에 주입된 공기를 외부로 배출시키는 배출구;
   를 더 포함하는 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,
    상기 의지장치는,
    상기 지지보강부와 연계 가능하며, 상기 센서모듈에서 측정된 착용자의 신체 활동의 정도를 전달 받아 상기 수용공간에 수용되는 지체부위에 대한 지지력이 조절 가능하도록 하는 I/O센서;
    를 더 포함하는 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 의지장치는,
    상기 소켓부와 상기 소켓부에 수용된 지체부위 사이 공간이 상기 소켓부 외부와 선택적으로 연통이 가능하도록 하는 배출부;
    를 더 포함하는 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 배출부는,
    상기 소켓부와 상기 소켓부에 수용된 지체부위 사이 공간에 발생된 압력을 외부로 배출시키는 배출펌프;
    를 더 포함하는 지체부위에 대한 지지력 조절이 가능한 소켓을 갖는 의지장치.
    

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