KR102413185B1 - 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법 및 부상 방지 재활 장치 - Google Patents

반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법 및 부상 방지 재활 장치 Download PDF

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Abstract

반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법 및 부상 방지 재활 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법은, 사용자에 장착되는 센서로부터 상기 사용자의 근전도 신호를 획득하는 단계; 상기 획득된 근전도 신호를 분석하여, 재활 프로그램을 작성하는 단계; 및 상기 재활 프로그램을 상기 사용자가 보유하는 사용자 단말에 제공하여, 상기 사용자로 하여금 상기 재활 프로그램에 의거한 부상방지 재활운동이 이루어지게 유도하는 단계를 포함한다.

Description

반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법 및 부상 방지 재활 장치{METHOD AND DEVICE FOR REHABILITATION TO PREVENT INJURIES DUE TO REPEATED ROTATION MOTION}
본 발명은, 근로자가 반복적인 작업 동작 등으로 인해, 신체 근육에 손상을 받게 되면, 근전도 신호를 통해 이를 확인하고, 근육 손상을 방지/회피할 수 있게 하는 부상방지 프로그램을 근로자에게 제공하는, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법 및 부상 방지 재활 장치에 관한 것이다.
제조업에 종사하는 근로자들이 부상을 입는 주된 원인 중 하나는, 반복된 업무 동작일 수 있다.
근로자의 부상은, 근로자 자신에게도 불행이지만, 고용주 입장에서도 업무 효율이 저하되어 생산성이 낮아지는 문제를 야기할 수 있다.
이에 따라, 근래에는, 근로자의 부상 확률을 낮추고, 혹시 발생할 수 있는 근로자의 부상에 적절히 대처하려는 많은 시도가 있어 왔다.
그러나, 규모적으로 작고, 복지 상황이 대기업에 비해 상대적으로 열악한 중소기업에서는 근로자의 부상을 체계적으로 관리하여 최소화하는 방안이 빈약한 실정이다.
즉, 국내 중소기업은 근로자의 부상과 관련된 업무환경 데이터의 관리가 대체로 부실하고, 또한 부상 방지를 위한 과학적 접근이 미흡한 실정이다.
따라서, 기업의 규모와 상관없이, 적은 비용으로도, '반복된 업무 동작'에 따른 근로자의 부상을 빠르게 인지하고, 이를 체계화하여, 근로자의 부상을 방지/회피하는 새로운 기법이 절실히 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는 근로자에 부착되는 근전도(EMG) 센서를 이용하여 업무중 근육 사용량 데이터를 수집하고, 이를 바탕으로 근로자에 매칭된 재활 프로그램을 제공하는, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법 및 부상 방지 재활 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 재활 프로그램의 구형에 따른 근로자의 상태를 지속적으로 모니터링하여, 근로자에게 보다 적합한 재활 프로그램으로 갱신하여 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법은, 사용자에 장착되는 센서로부터 상기 사용자의 근전도 신호를 획득하는 단계; 상기 획득된 근전도 신호를 분석하여, 재활 프로그램을 작성하는 단계; 및 상기 재활 프로그램을 상기 사용자가 보유하는 사용자 단말에 제공하여, 상기 사용자로 하여금 상기 재활 프로그램에 의거한 부상방지 재활운동이 이루어지게 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 장치는, 사용자에 장착되는 센서로부터 상기 사용자의 근전도 신호를 획득하는 획득부; 상기 획득된 근전도 신호를 분석하여, 재활 프로그램을 작성하는 작성부; 및 상기 재활 프로그램을 상기 사용자가 보유하는 사용자 단말에 제공하여, 상기 사용자로 하여금 상기 재활 프로그램에 의거한 부상방지 재활운동이 이루어지게 유도하는 처리부를 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 근로자에 부착되는 근전도(EMG) 센서를 이용하여 업무중 근육 사용량 데이터를 수집하고, 이를 바탕으로 근로자에 매칭된 재활 프로그램을 제공하는, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법 및 부상 방지 재활 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 재활 프로그램의 구형에 따른 근로자의 상태를 지속적으로 모니터링하여, 근로자에게 보다 적합한 재활 프로그램으로 갱신하여 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 재활 프로그램 중, 스트레칭(Step 1)을 설명하기 위한 도이다.
도 3은 본 발명의 재활 프로그램 중, 손목 운동(Step 2)을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 재활 프로그램 중, 이두 운동(Step 3)을 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 재활 프로그램에 따라 운동을 한 전후의 근로자 상태를 비교하여 보여주는 도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 장치(이하, '부상 방지 재활 장치'이라 함)(100)는, 획득부(110), 작성부(120), 및 처리부(130)를 포함하여 구성할 수 있다.
우선, 획득부(110)는, 사용자에 장착되는 센서로부터 상기 사용자의 근전도 신호를 획득한다. 즉, 획득부(110)는 근로자인 사용자의 신체 일부에 부착되는 근전도 측정용 센서에서 실시간으로 감지되는 근전도 신호를, 무선으로 입력받는 역할을 할 수 있다.
상기 센서는, 반복 회전동작을 모니터링해야 하는 특정 조건에 따라, 예컨대 사용자의 팔, 어깨, 손목 등에 장착될 수 있다. 또한, 센서는, 근육의 활동 전위로서의 근전도를 측정하는 근전도(EMG) 센서가 사용될 수 있으며, 근전도 센서를 이용하여 근육의 수축, 이완된 정도를 수치로 나타낼 수 있다.
작성부(120)는 상기 획득된 근전도 신호를 분석하여, 재활 프로그램을 작성한다. 즉, 작성부(120)는 사용자의 근육 상태를 고려하여, 최적한 재활 프로그램을 설계하는 역할을 할 수 있다.
작성부(120)에 의해 작성되는 재활 프로그램은, 기본 재활 프로그램과 개인별 특수 프로그램을 포함할 수 있다. 상기 기본 재활 프로그램은 모든 사용자에게 공통으로 제공되어야 하는 프로그램일 수 있다. 상기 개인별 특수 프로그램은 성별, 나이, 지역, 직업 등에 따라, 개인이 처해 있는 상황에 맞춰 특화되어 제공되는 프로그램일 수 있다.
실시예에 따라, 작성부(120)는 재활 프로그램을 사전에 미리 설계하여 DB 등에 보관해 두고, 획득된 근전도 신호에 맞춰 매칭되는 특정의 재활 프로그램을 상기 DB 등에서 검색하여 추출할 수 있다.
재활 프로그램의 작성에 있어, 작성부(120)는, 상기 근전도 신호의 분석 결과, 장요측수근신근, 위팔두갈래근, 및 상완요골근 중 어느 하나에서라도 '손상'이 판단되면, 손목을 포함한 상기 사용자의 팔에 대한, 반복 회전동작에 따른 손상을 회복하기 위한 상기 재활 프로그램을 작성할 수 있다. 즉, 작성부(120)는 획득한 근전도 신호를 통해, 사용자가 반복된 업무 동작으로 인해 팔 등의 많은 회전을 주어 관련한 근육에 손상이 발생하였다고 분석되면, 손상을 회복시키기 위한 재활 프로그램을 작성할 수 있다.
장요측수근신근(extensor carpi radialis longus muscle)은 아래팔 뒤쪽 얕은 층에 있는 근육 가운데 하나로서, 위팔뼈의 가쪽 위 관절 융기에서 일어나 셋째 손허리뼈 바닥으로 연결되며, 손목 관절에서 손을 펴고 벌리는 데 작용하는 근육을 지칭한다.
위팔두갈래근(biceps brachii)은 팔을 굽히고 안쪽으로 돌리는 역할을 하는 위팔의 앞면에 위치하는 근육을 지칭한다.
상완요골근(brachioradialis)은 아래팔 뒤 칸에 있는 근육 가운데 하나로서, 상완골의 가쪽 관절 융기 위 선에서 일어나 노뼈 붓 돌기로 붙으며, 팔꿈치를 굽히는 데 작용하는 근육을 지칭한다.
실시예에 따라, 작성부(120)는, 스트레칭(Step 1), 손목 운동(Step 2), 이두 운동(Step 3), 및 마무리 운동(Step 4)를 적어도 포함하여, 상기 팔의 손상을 회복하기 위한 상기 재활 프로그램을 작성하되, 상기 스트레칭(Step 1)과 상기 마무리 운동(Step 4)을 동일한 운동 종류로 구성할 수 있다.
즉, 작성부(120)는 반복된 업무 동작에 의한 근육의 손상을 회복시키기 위한 운동 요법을 단계 별로 구비하여, 재활 프로그램을 작성할 수 있다.
또한, 작성부(120)는 운동의 도입인 첫번째의 운동 요법과, 마무리인 마지막째의 운동 요법을 반복하여, 운동 중에 신체에 무리없이 운동 효과가 발휘되도록 할 수 있다.
처리부(130)는 상기 재활 프로그램을 상기 사용자가 보유하는 사용자 단말에 제공하여, 상기 사용자로 하여금 상기 재활 프로그램에 의거한 부상방지 재활운동이 이루어지게 유도한다. 즉, 처리부(130)는 정해진 시간에 사용자 단말에서 재활 프로그램이 구현되게 하여, 사용자가 그에 따라 손상된 근육을 회복시키는 운동하도록 하는 역할을 할 수 있다.
재활 프로그램의 제공에 있어서, 처리부(130)는, 정해진 기간 동안 일일 단위로 상기 재활 프로그램을 상기 사용자 단말에 반복하여 제공할 수 있다. 예컨대, 처리부(130)는 Step 1(스트레칭) 내지 Step 4(마무리 운동)를 포함하는 재활 프로그램을, 3주 간 매일 1회씩 퇴근 후 시간 대에, 사용자 단말로 제공할 수 있다. 상기 정해진 기간은 근육의 손상 정도, 또는 사용자의 체질에 따라 유연하게 변경될 수 있다.
실시예에 따라, 부상 방지 재활 장치(100)는 제공된 재활 프로그램에 대한 사용자의 운동 효능을 모니터링하고, 모니터링된 운동 효능에 맞춰 재활 프로그램을 지속적으로 갱신할 수 있다.
이를 위해, 획득부(110)는, 상기 재활 프로그램을 상기 사용자 단말에서 구현 완료한 후, 상기 센서로부터 사후 근전도 신호를 획득할 수 있다. 즉, 획득부(110)는 재활 프로그램이 제공되는, 예컨대 상술의 3주간 동안 일일 단위로, 근전도 센서로부터 근전도 신호를 새롭게 입력받아, 사후 근전도 신호를 획득할 수 있다.
이후, 작성부(120)는, 상기 사후 근전도 신호를 분석하여, 상기 재활 프로그램을 갱신하거나 유지할 수 있다.
즉, 작성부(120)는 사후 근전도 신호를 분석한 결과, 손상된 근육(장요측수근신근, 위팔두갈래근, 및 상완요골근 중 어느 하나의 근육)에 대해 손상 정도가 줄어듦을 확인 함에 따라, 기 작성되는 재활 프로그램을 그대로 유지하여, 처리부(130)를 통해, 사용자 단말로 제공되도록 할 수 있다.
반면, 작성부(120)는 사후 근전도 신호를 분석한 결과, 해당 근육이 손상된 상태 그대로 인 경우, 운동 요법을 조정하여 재활 프로그램을 갱신한 후, 처리부(130)를 통해, 사용자 단말로 제공되도록 할 수 있다. 예컨대, 재활 프로그램이 제공된 일주일이 경과되어 획득한 사후 근전도 신호에 따라, 손상된 장요측수근신근의 상태가 손상된 그대로 인 경우, 작성부(120)는, 손목 운동(Step 2)과 이두 운동(Step 3)의 운동량 및 운동 시간을 조정하여 재활 프로그램을 갱신할 수 있다.
재활 프로그램이 갱신되는 경우, 처리부(130)는 재활 프로그램을 제공하는 기간을 새로 리셋 시켜, 갱신된 재활 프로그램이 정해진 기간 동안 사용자 단말에 안정적으로 제공되도록 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 근로자에 부착되는 근전도(EMG) 센서를 이용하여 업무중 근육 사용량 데이터를 수집하고, 이를 바탕으로 근로자에 매칭된 재활 프로그램을 제공하는, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법 및 부상 방지 재활 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 재활 프로그램의 구형에 따른 근로자의 상태를 지속적으로 모니터링하여, 근로자에게 보다 적합한 재활 프로그램으로 갱신하여 제공할 수 있다.
국내 중소기업은 근로자의 부상과 관련된 업무환경 데이터의 관리가 대체로 부실하고, 또한 부상 방지를 위한 과학적 접근이 미흡한 실정이다.
이에 본 발명에서는 중소기업 제조업에 근무하는 근로자들의 부상과 관련된 데이터를 자동으로 수집하고 분석하는 부상 방지 재활 프로그램을 개발 함으로써, 근로자의 안정성과 더불어 기업의 이윤을 높이는 데에 기여하는 구성을 포함한다.
제조업에 종사하는 근로자들이 부상을 입는 주된 원인 중 하나는 반복된 업무 동작일 수 있다.
본 발명의 운영자는 국내 모 'ㅇㅇ테크’에 종사하는 근로자를 대상으로 반복적인 회전동작을 하는 동안, 해당 근로자의 신체에 부착한 근전도(EMG) 센서를 이용하여 업무중 근육 사용량 데이터를 수집하였다. 사용되는 근전도(EMG) 센서는 근로자의 피로도 누적을 측정하기 위한 것으로, 근로자의 양팔 안쪽, 바깥쪽의 총 4개를 부착하여 데이터를 수집하였다.
데이터는, 근로자가 팔을 회전하는 반복동작에서의 팔 근육들에 누적되는 피로 데이터가 수집되어, 분석 되었다.
수집한 데이터를 서포트벡터 회귀분석(Support Vector Regression) 기법을 이용하여 분석한 결과, 근로자에게는 120번째의 회전동작을 할 때부터 장요측수근신근, 위팔두갈래근, 상완요골근에 대해서 근육 피로도가 발생한다는 것이 밝혀졌다.
이러한 실험의 목적은 근로자의 근육 피로도 발생 시점을 늦출 수 있는 재활 프로그램을 모색하는 것이었다. 또한, 실험의 다른 목적은 반복동작으로 인해 근육 피로도가 누적된 근로자가 퇴근 후에도 꾸준히 실시할 수 있는 재활 프로그램을 고안하는 것에 있다.
본 발명에 따른 부상 방지 재활 프로그램은 근로자가 퇴근 이후 하루에 20분씩 약 3주간 실시하는 내용을 포함할 수 있다.
부상 방지 재활 프로그램을 피실험자에게 실시하도록 한 결과, 같은 실험실의 조건을 유지시킨 상태에서 피실험자의 근육 피로도 발생 시점은 120회에서 160회로 그 횟수가 33.33% 개선되었다.
부상 방지 재활 프로그램에 의해서는, 제조업 근로자들의 생산성을 높일 뿐 아니라, 근골격근 질환을 예방함으로써 근로자들의 삶의 질과 더불어 기업의 가치를 상승시킬 것으로 기대된다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따라 작성되는 재활 프로그램에 대해 설명한다.
본 발명의 재활 프로그램은 반복 회전동작으로 인한 근육 손상을 예방하고, 손상된 근육을 회복할 수 있는 프로그램일 수 있다.
재활 프로그램에 의거하여 근로자는, 장요측수근신근, 위팔두갈래근, 상완요골근을 강화시키는 재활훈련을 실시할 수 있다.
재활 프로그램은, 스트레칭(Step 1)으로부터 마무리 운동(Step 4)까지를 1회로 하여, 3주간 매일 1회씩 수행하도록 작성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 재활 프로그램 중, 스트레칭(Step 1)을 설명하기 위한 도이다.
스트레칭(Step 1)은 도 2a의 손목 스트레칭(안쪽 방향)과 도 2b의 손목 스트레칭(바깥쪽 방향)으로 구성될 수 있다.
도 2a에서의 손목 스트레칭(안쪽 방향)은 3세트로 구성될 수 있다. 손목 스트레칭(안쪽 방향)에서는 1세트당 20초로 하여 손목을 안쪽 방향으로 당겨줬다 폈다를 반복할 수 있다. 손목 스트레칭(안쪽 방향)은 장요측수근신근, 위팔두갈래근, 상완요글근을 사용하는 훈련일 수 있다.
도 2b에서의 손목 스트레칭(바깥쪽 방향)은 3세트로 구성될 수 있다. 손목 스트레칭(바깥쪽 방향)에서는 1세트당 20초로 하여 손목을 바깥쪽 방향으로 당겨줬다 폈다를 반복할 수 있다. 손목 스트레칭(바깥쪽 방향)은 장요측수근신근, 위팔두갈래근, 상완요글근을 사용하는 훈련일 수 있다.
도 3은 본 발명의 재활 프로그램 중, 손목 운동(Step 2)을 설명하기 위한 도이다.
손목 운동(Step 2)은 도 3a의 손목 운동(안쪽 방향)과 도 3b의 손목 운동(바깥쪽 방향)으로 구성될 수 있다.
도 3a에서의 손목 운동(안쪽 방향)은 3세트로 구성될 수 있다. 손목 운동(안쪽 방향)에서는 1세트당 15회로 하여 생수병을 든 채로 손목을 안쪽 방향으로 당겨줬다 폈다를 반복할 수 있다. 세트 사이의 휴식 시간은 3초로 할 수 있다. 손목 운동(안쪽 방향)은 위팔두갈래근, 상완요골근을 사용하는 훈련일 수 있다.
도 3b에서의 손목 운동(바깥쪽 방향)은 3세트로 구성될 수 있다. 손목 운동(바깥쪽 방향)에서는 1세트당 15회로 하여 생수병을 든 채로 손목을 바깥쪽 방향으로 당겨줬다 폈다를 반복할 수 있다. 세트 사이의 휴식 시간은 3초로 할 수 있다. 손목 운동(바깥쪽 방향)은 장요측수근신근을 사용하는 훈련일 수 있다.
도 4는 본 발명의 재활 프로그램 중, 이두 운동(Step 3)을 설명하기 위한 도이다.
이두 운동(Step 3)은 도 4a의 이두 컬 운동(손바닥이 천장을 보는 방향)과 도 4b의 이두 컬 운동(엄지가 위쪽 방향)으로 구성될 수 있다.
도 4a에서의 이두 컬 운동(손바닥이 천장을 보는 방향)은 3세트로 구성될 수 있다. 이두 컬 운동(손바닥이 천장을 보는 방향)에서는 1세트당 15회로 하여 손바닥이 천장을 보는 방향으로 생수병을 든 채로 팔꿈치를 구부렸다 폈다를 반복할 수 있다. 세트 사이의 휴식 시간은 3초로 할 수 있다. 이두 컬 운동(손바닥이 천장을 보는 방향)은 위팔두갈래근을 사용하는 훈련일 수 있다.
도 4b에서의 이두 컬 운동(엄지가 위쪽 방향)은 3세트로 구성될 수 있다. 이두 컬 운동(엄지가 위쪽 방향)에서의 1세트당15회로 하여 엄지가 위쪽 방향을 보도록 생수병을 든 채로 팔꿈치를 구부렸다 폈다를 반복할 수 있다. 세트 사이의 휴식 시간은 3초로 할 수 있다. 이두 컬 운동(엄지가 위쪽 방향)은 상완요골근을 사용하는 훈련일 수 있다.
마무리 운동(Step 4)는 Step 1의 스트레칭과 동일하게, 손목 스트레칭(안쪽 방향) 3세트와 손목 스트레칭(바깥쪽 방향) 3세트로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 재활 프로그램에 따라 운동을 한 전후의 근로자 상태를 비교하여 보여주는 도이다.
본 발명에 의해서는 반복 회전동작으로 손상된 근육을 재활 프로그램을 통해 회복시켜 능률을 향상시킬 수 있다.
기존 120회에서 급격히 감소하던 Mean Frequency 수치는, 재활 프로그램에 따른 재활 후에 160회부터 급격히 감소하는 것으로 관찰되었다.
또한, 기존 120회에서 급격히 증가하던 Mean Amplitude 수치는, 재활 프로그램에 따른 재활 후 160회부터 급격히 증가하는 것으로 관찰되었다.
도 5에 도시한 바와 같이, 각 근육에 대해 기존 120회 회전부터 근육 피로누적으로 인한 효율 저하가 관측되던 부분이 재활훈련을 통해 160회로 향상된 것이 확인되며, 이는 약 33.33% 향상되는 효과로 보고 되었다.
따라서, 반복 회전운동 재활 프로그램을 도입할 경우에는, 기존 82회 회전부터 피로 누적으로 인한 효율 저하가 관측되던 부분이 약 33.33% 향상된 109회 회전으로 늘어날 것으로 추정된다.
또한, 본 발명에 의해서는, 기존 피로 누적으로 인한 효율 저하가 더 늦게 나타남으로 인해 기업의 생산성 또한 약 33% 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 의해서는 근로자들의 근육 피로도가 감소함에 따라 부상을 입을 확률이 줄어들어, 근로자들의 근무환경 만족도가 상승하고 근로자의 부상 치료 비용 또한 감소할 수 있다.
이하, 도 6에서는 본 발명의 실시예들에 따른 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 장치(100)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법을 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법은 부상 방지 재활 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
우선, 부상 방지 재활 장치(100)는, 사용자에 장착되는 센서로부터 상기 사용자의 근전도 신호를 획득한다(610). 단계(610)는 근로자인 사용자의 신체 일부에 부착되는 근전도 측정용 센서에서 실시간으로 감지되는 근전도 신호를, 무선으로 입력받는 과정일 수 있다.
상기 센서는, 반복 회전동작을 모니터링해야 하는 특정 조건에 따라, 예컨대 사용자의 팔, 어깨, 손목 등에 장착될 수 있다. 또한, 센서는, 근육의 활동 전위로서의 근전도를 측정하는 근전도(EMG) 센서가 사용될 수 있으며, 근전도 센서를 이용하여 근육의 수축, 이완된 정도를 수치로 나타낼 수 있다.
또한, 부상 방지 재활 장치(100)는 상기 획득된 근전도 신호를 분석하여, 재활 프로그램을 작성한다(620). 단계(620)는 사용자의 근육 상태를 고려하여, 최적한 재활 프로그램을 설계하는 과정일 수 있다.
부상 방지 재활 장치(100)에 의해 작성되는 재활 프로그램은, 기본 재활 프로그램과 개인별 특수 프로그램을 포함할 수 있다. 상기 기본 재활 프로그램은 모든 사용자에게 공통으로 제공되어야 하는 프로그램일 수 있다. 상기 개인별 특수 프로그램은 성별, 나이, 지역, 직업 등에 따라, 개인이 처해 있는 상황에 맞춰 특화되어 제공되는 프로그램일 수 있다.
실시예에 따라, 부상 방지 재활 장치(100)는 재활 프로그램을 사전에 미리 설계하여 DB 등에 보관해 두고, 획득된 근전도 신호에 맞춰 매칭되는 특정의 재활 프로그램을 상기 DB 등에서 검색하여 추출할 수 있다.
재활 프로그램의 작성에 있어, 부상 방지 재활 장치(100)는, 상기 근전도 신호의 분석 결과, 장요측수근신근, 위팔두갈래근, 및 상완요골근 중 어느 하나에서라도 '손상'이 판단되면, 손목을 포함한 상기 사용자의 팔에 대한, 반복 회전동작에 따른 손상을 회복하기 위한 상기 재활 프로그램을 작성할 수 있다. 즉, 부상 방지 재활 장치(100)는 획득한 근전도 신호를 통해, 사용자가 반복된 업무 동작으로 인해 팔 등의 많은 회전을 주어 관련한 근육에 손상이 발생하였다고 분석되면, 손상을 회복시키기 위한 재활 프로그램을 작성할 수 있다.
장요측수근신근(extensor carpi radialis longus muscle)은 아래팔 뒤쪽 얕은 층에 있는 근육 가운데 하나로서, 위팔뼈의 가쪽 위 관절 융기에서 일어나 셋째 손허리뼈 바닥으로 연결되며, 손목 관절에서 손을 펴고 벌리는 데 작용하는 근육을 지칭한다.
위팔두갈래근(biceps brachii)은 팔을 굽히고 안쪽으로 돌리는 역할을 하는 위팔의 앞면에 위치하는 근육을 지칭한다.
상완요골근(brachioradialis)은 아래팔 뒤 칸에 있는 근육 가운데 하나로서, 상완골의 가쪽 관절 융기 위 선에서 일어나 노뼈 붓 돌기로 붙으며, 팔꿈치를 굽히는 데 작용하는 근육을 지칭한다.
실시예에 따라, 부상 방지 재활 장치(100)는, 스트레칭(Step 1), 손목 운동(Step 2), 이두 운동(Step 3), 및 마무리 운동(Step 4)를 적어도 포함하여, 상기 팔의 손상을 회복하기 위한 상기 재활 프로그램을 작성하되, 상기 스트레칭(Step 1)과 상기 마무리 운동(Step 4)을 동일한 운동 종류로 구성할 수 있다.
즉, 부상 방지 재활 장치(100)는 반복된 업무 동작에 의한 근육의 손상을 회복시키기 위한 운동 요법을 단계 별로 구비하여, 재활 프로그램을 작성할 수 있다.
또한, 부상 방지 재활 장치(100)는 운동의 도입인 첫번째의 운동 요법과, 마무리인 마지막째의 운동 요법을 반복하여, 운동 중에 신체에 무리없이 운동 효과가 발휘되도록 할 수 있다.
계속해서, 부상 방지 재활 장치(100)는 상기 재활 프로그램을 상기 사용자가 보유하는 사용자 단말에 제공하여, 상기 사용자로 하여금 상기 재활 프로그램에 의거한 부상방지 재활운동이 이루어지게 유도한다(630). 단계(630)은 정해진 시간에 사용자 단말에서 재활 프로그램이 구현되게 하여, 사용자가 그에 따라 손상된 근육을 회복시키는 운동하도록 하는 과정일 수 있다.
재활 프로그램의 제공에 있어서, 부상 방지 재활 장치(100)는, 정해진 기간 동안 일일 단위로 상기 재활 프로그램을 상기 사용자 단말에 반복하여 제공할 수 있다. 예컨대, 부상 방지 재활 장치(100)는 Step 1(스트레칭) 내지 Step 4(마무리 운동)를 포함하는 재활 프로그램을, 3주 간 매일 1회씩 퇴근 후 시간 대에, 사용자 단말로 제공할 수 있다. 상기 정해진 기간은 근육의 손상 정도, 또는 사용자의 체질에 따라 유연하게 변경될 수 있다.
실시예에 따라, 부상 방지 재활 장치(100)는 제공된 재활 프로그램에 대한 사용자의 운동 효능을 모니터링하고, 모니터링된 운동 효능에 맞춰 재활 프로그램을 지속적으로 갱신할 수 있다.
이를 위해, 부상 방지 재활 장치(100)는, 상기 재활 프로그램을 상기 사용자 단말에서 구현 완료한 후, 상기 센서로부터 사후 근전도 신호를 획득할 수 있다. 즉, 부상 방지 재활 장치(100)는 재활 프로그램이 제공되는, 예컨대 상술의 3주간 동안 일일 단위로, 근전도 센서로부터 근전도 신호를 새롭게 입력받아, 사후 근전도 신호를 획득할 수 있다.
이후, 부상 방지 재활 장치(100)는, 상기 사후 근전도 신호를 분석하여, 상기 재활 프로그램을 갱신하거나 유지할 수 있다.
즉, 부상 방지 재활 장치(100)는 사후 근전도 신호를 분석한 결과, 손상된 근육(장요측수근신근, 위팔두갈래근, 및 상완요골근 중 어느 하나의 근육)에 대해 손상 정도가 줄어듦을 확인 함에 따라, 기 작성되는 재활 프로그램을 그대로 유지하여, 부상 방지 재활 장치(100)를 통해, 사용자 단말로 제공되도록 할 수 있다.
반면, 부상 방지 재활 장치(100)는 사후 근전도 신호를 분석한 결과, 해당 근육이 손상된 상태 그대로 인 경우, 운동 요법을 조정하여 재활 프로그램을 갱신한 후, 부상 방지 재활 장치(100)를 통해, 사용자 단말로 제공되도록 할 수 있다. 예컨대, 재활 프로그램이 제공된 일주일이 경과되어 획득한 사후 근전도 신호에 따라, 손상된 장요측수근신근의 상태가 손상된 그대로 인 경우, 부상 방지 재활 장치(100)는, 손목 운동(Step 2)과 이두 운동(Step 3)의 운동량 및 운동 시간을 조정하여 재활 프로그램을 갱신할 수 있다.
재활 프로그램이 갱신되는 경우, 부상 방지 재활 장치(100)는 재활 프로그램을 제공하는 기간을 새로 리셋 시켜, 갱신된 재활 프로그램이 정해진 기간 동안 사용자 단말에 안정적으로 제공되도록 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 근로자에 부착되는 근전도(EMG) 센서를 이용하여 업무중 근육 사용량 데이터를 수집하고, 이를 바탕으로 근로자에 매칭된 재활 프로그램을 제공하는, 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법 및 부상 방지 재활 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 재활 프로그램의 구형에 따른 근로자의 상태를 지속적으로 모니터링하여, 근로자에게 보다 적합한 재활 프로그램으로 갱신하여 제공할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100 : 부상 방지 재활 장치
110 : 획득부 120 : 작성부
330 : 처리부

Claims (11)

  1. 사용자에 장착되는 센서로부터 상기 사용자의 근전도 신호를 획득하는 단계;
    상기 획득된 근전도 신호를 분석하여, 재활 프로그램을 작성하는 단계; 및
    상기 재활 프로그램을 상기 사용자가 보유하는 사용자 단말에 제공하여, 상기 사용자로 하여금 상기 재활 프로그램에 의거한 부상방지 재활운동이 이루어지게 유도하는 단계
    를 포함하고,
    상기 근전도 신호의 분석 결과, 장요측수근신근, 위팔두갈래근, 및 상완요골근 중 어느 하나에서라도 '손상'이 판단되면,
    상기 재활 프로그램을 작성하는 단계는,
    스트레칭(Step 1), 손목운동(Step 2), 이두 운동(Step 3), 및 마무리 운동(Step 4)를 적어도 포함하여, 손목을 포함한 상기 사용자의 팔(arm)에 대한, 반복 회전동작에 따른 손상을 회복하기 위한 상기 재활 프로그램을 작성하되, 상기 스트레칭(Step 1)과 상기 마무리 운동(Step 4)을 동일한 운동 종류로 구성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 스트레칭(Step 1)와 상기 마무리 운동(Step 4)은,
    장요측수근신근, 위팔두갈래근, 상완요글근을 사용하는 손목 스트레칭(안쪽 방향)과, 장요측수근신근, 위팔두갈래근, 상완요글근을 사용하는 손목 스트레칭(바깥쪽 방향)으로 구성되고,
    상기 손목 운동(Step 2)은,
    위팔두갈래근, 상완요골근을 사용하는 손목 운동(안쪽 방향)과, 장요측수근신근을 사용하는 손목 운동(바깥쪽 방향)으로 구성되며,
    상기 이두 운동(Step 3)은,
    위팔두갈래근을 사용하는 이두 컬 운동(손바닥이 천장을 보는 방향)과, 상완요골근을 사용하는 이두 컬 운동(엄지가 위쪽 방향)으로 구성되는
    반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부상 방지 재활 방법은,
    정해진 기간 동안 일일 단위로 상기 재활 프로그램을 상기 사용자 단말에 반복하여 제공하는 단계; 및
    상기 사용자 단말에서 상기 재활 프로그램이 구현 완료되지 않으면, 상기 기간을 일일 단위로 증가시키는 단계
    를 더 포함하는 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부상 방지 재활 방법은,
    상기 재활 프로그램을 상기 사용자 단말에서 구현 완료한 후, 상기 센서로부터 사후 근전도 신호를 획득하는 단계; 및
    상기 사후 근전도 신호를 분석하여, 상기 재활 프로그램을 갱신하거나 유지하는 단계
    를 더 포함하는 반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 방법.
  6. 사용자에 장착되는 센서로부터 상기 사용자의 근전도 신호를 획득하는 획득부;
    상기 획득된 근전도 신호를 분석하여, 재활 프로그램을 작성하는 작성부; 및
    상기 재활 프로그램을 상기 사용자가 보유하는 사용자 단말에 제공하여, 상기 사용자로 하여금 상기 재활 프로그램에 의거한 부상방지 재활운동이 이루어지게 유도하는 처리부
    를 포함하고,
    상기 근전도 신호의 분석 결과, 장요측수근신근, 위팔두갈래근, 및 상완요골근 중 어느 하나에서라도 '손상'이 판단되면,
    상기 작성부는,
    스트레칭(Step 1), 손목운동(Step 2), 이두 운동(Step 3), 및 마무리 운동(Step 4)를 적어도 포함하여, 손목을 포함한 상기 사용자의 팔(arm)에 대한, 반복 회전동작에 따른 손상을 회복하기 위한 상기 재활 프로그램을 작성하되, 상기 스트레칭(Step 1)과 상기 마무리 운동(Step 4)을 동일한 운동 종류로 구성하고,
    상기 스트레칭(Step 1)와 상기 마무리 운동(Step 4)은,
    장요측수근신근, 위팔두갈래근, 상완요글근을 사용하는 손목 스트레칭(안쪽 방향)과, 장요측수근신근, 위팔두갈래근, 상완요글근을 사용하는 손목 스트레칭(바깥쪽 방향)으로 구성되고,
    상기 손목 운동(Step 2)은,
    위팔두갈래근, 상완요골근을 사용하는 손목 운동(안쪽 방향)과, 장요측수근신근을 사용하는 손목 운동(바깥쪽 방향)으로 구성되며,
    상기 이두 운동(Step 3)은,
    위팔두갈래근을 사용하는 이두 컬 운동(손바닥이 천장을 보는 방향)과, 상완요골근을 사용하는 이두 컬 운동(엄지가 위쪽 방향)으로 구성되는
    반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 처리부는,
    정해진 기간 동안 일일 단위로 상기 재활 프로그램을 상기 사용자 단말에 반복하여 제공하고, 상기 사용자 단말에서 상기 재활 프로그램이 구현 완료되지 않으면, 상기 기간을 일일 단위로 증가시키는
    반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 획득부는,
    상기 재활 프로그램을 상기 사용자 단말에서 구현 완료한 후, 상기 센서로부터 사후 근전도 신호를 획득하고,
    상기 작성부는,
    상기 사후 근전도 신호를 분석하여, 상기 재활 프로그램을 갱신하거나 유지하는
    반복 회전동작으로 인한 부상 방지 재활 장치.
  11. 제1항, 제4항, 제5항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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