KR102480946B1 - 오십견 재활을 위한 재활치료장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

실시예들에 따른 재활치료장치는 바디, 바디의 일 면에 회전할 수 있도록 구비되는 거치대, 거치대의 일 면에 구비되어 사용자의 팔을 고정시키는 고정부, 사용자의 외전을 보조하도록 제1 축을 회전축으로 하여 거치대를 제1 방향으로 회전시키는 제1 모터 및 사용자의 신전을 보조하도록 제1 축에 수직한 제2 축을 회전축으로 하여 거치대를 제2 방향으로 회전시키는 제2 모터를 포함할 수 있다.

Description

오십견 재활을 위한 재활치료장치 및 그 제어방법{An apparatus for rehabilitation of adhesive capsulitis and a control method thereof}

본 발명은 동결견 또는 오십견의 재활치료를 보조하는 장치 및 그 장치의 제어 방법에 관한 것이다.

오십견이란 동결견이라고도 불리우며, 의학계에서는 유착성 관절낭염이라고 불리운다. 주로 40대에서 60대의 사람들에게 흔히 일어나는 증상으로 전체 인구의 2~5%에 나타난다고 하며, 여성에게 더 빈발한다고 알려져 있다. 오십견의 증상으로는 어깨관절의 조직이 정상보다 두꺼워지거나 단단해지면서 시간이 지남에 따라 견관절 내에 흉터조직이 발생하게 되며, 어깨관절이 회전하기에 충분한 공간이 확보되지 않음에 따라 운동범위의 제한을 초래하는 것 등이 있다.

오십견 증상의 예후는 사람마다 매우 다양하고, 보통 6개월에서 24개월 정도 지속되다가 자연 치유되는 것으로 알려져 있다. 그러나 일부의 경우 충분한 기간이 경과하였음에도 불구하고 심한 통증이 발생하거나 운동범위의 제한이 영구적으로 지속되는 경우도 있다. 따라서 초기 진단과 적극적인 치료활동을 필요로 한다.

오십견 치료 원칙의 기본은 수술에 의하지 않는 보존적인 요법을 사용하는 것이며, 가장 중요한 치료는 능동 및/또는 수동적 관절 운동을 통하여 관절 운동범위를 회복시키는 것이다. 지속적이고 능동적인 운동치료가 가장 좋은 치료방법이라는 것이 의학계의 정설이다. 치료 및/또는 재활 요법으로는 관절낭의 위축을 막기 위한 스트레칭 및 어깨 주위의 근육을 강화시키는 근력운동을 진행하는 것이 일반적이다. 그러나, 현재 시판되거나 소개되고 있는 자료들은 탄력밴드나 수건 등을 이용하여 견관절 및 주관절이 굴곡된 상태에서 근력강화를 위한 기구나 방식들이 주류를 이루고 있다. 반면 정확한 외전 및/또는 신전 운동을 강화시키는 것에 주력한 제품은 널리 사용되고 있지 않다.

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등록특허공보 제 10-1559551 호 (2015. 10. 15. 공고)

본 발명은 오십견 재활에 효과적인 운동방법을 보조하기 위한 재활치료장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 구체적으로 사용자가 신전과 외전을 반복하며 근육을 스트레칭하는 재활치료에 있어서, 사용자 어깨의 가동범위 한계치까지 팔을 움직이는 것을 보조할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예들에 따른 재활치료장치는, 바디, 바디의 일 면에 회전할 수 있도록 구비되는 거치대, 거치대의 일 면에 구비되어 사용자의 팔을 고정시키는 고정부, 사용자의 외전을 보조하도록 제1 축을 회전축으로 하여 거치대를 제1 방향으로 회전시키는 제1 모터, 사용자의 신전을 보조하도록 제1 축에 수직한 제2 축을 회전축으로 하여 거치대를 제2 방향으로 회전시키는 제2 모터를 포함할 수 있다. 또한, 실시예들에 따른 재활치료장치는 제1 모터의 영점으로부터 제1 모터가 회전한 제1 각도, 제2 모터의 영점으로부터 제2 모터가 회전한 제2 각도, 제1 모터의 회전저항 및 제2 모터의 회전저항 중 적어도 하나 이상을 감지하는 감지부를 포함할 수 있으며, 감지부에서 감지한 값에 대응하여 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료장치의 제어부는, 제1 모터의 회전저항이 제1 저항값 이상인 경우 외전 보조를 위한 회전을 중지하도록 제1 모터를 제어하고, 제2 모터의 회전저항이 제2 저항값 이상인 경우 신전 보조를 위한 회전을 중지하도록 제2 모터를 제어할 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료장치의 제어부는, 제1 각도가 제1 한계각 이상인 경우, 외전 보조를 위한 회전을 중지하도록 제1 모터를 제어하고, 제2 각도가 제2 한계각 이상인 경우, 신전 보조를 위한 회전을 중지하도록 제2 모터를 제어할 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료쟝치는, 사용자가 고정부에 팔을 고정시킨 상태에서 잡을 수 있는 손잡이를 포함할 수 있으며, 손잡이를 거치대의 일 단에 연결시키는 연결부재를 더 포함할 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료장치의 연결부재는, 레일 또는 스프링을 포함하며 손잡이와 거치대 일 단과의 거리를 조절할 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료장치의 고정부, 거치대 및 바디 중 적어도 하나 이상의 부분은, 사용자의 팔을 감싸는 진동패드를 더 포함할 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료장치의 고정부, 거치대 및 바디 중 적어도 하나 이상의 부분은, 사용자의 팔을 감싸는 열선패드를 더 포함할 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료장치의 고정부, 거치대 및 바디 중 적어도 하나 이상의 부분은, 사용자의 팔을 감싸는 저주파패드를 더 포함할 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료장치의 제어방법은, 사용자의 팔을 거치대에 고정시킨 채로 이용되는 재활치료장치에 사용될 수 있다. 이는 제1 축을 회전축으로 갖는 제1 모터가 회전한 정도인 제1 각도를 증가시키면서 사용자의 외전을 보조하는 제1 단계, 제1 모터에 대한 측정값이 제1 기준값 이상이 되는 경우 사용자의 외전을 보조하는 것을 중지하는 제2 단계, 제2 축을 회전축으로 갖는 제2 모터가 회전한 정도인 제2 각도를 증가시키면서 사용자의 신전을 보조하는 제3 단계, 제2 모터에 대한 측정값이 제2 기준값 이상이 되는 경우 사용자의 신전을 보조하는 것을 중지하는 제4 단계를 포함할 수 있다.

이 때, 실시예들에 따른 제1 기준값은 제1 모터의 회전저항인 제1 저항값이며, 제2 기준값은 제2 모터의 회전저항인 제2 저항값일 수 있다.

또한, 실시예들에 따른 제1 기준값은 제1 각도가 최대로 증가할 수 있는 값인 제1 한계각이며, 제2 기준값은 제2 각도가 최대로 증가할 수 있는 값인 제2 한계각일 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료장치의 제어방법은, 제4 단계 이후 제2 모터가 제2 기본상태가 되도록 사용자를 보조하는 제5 단계 및 제1 모터가 제1 기본상태가 되도록 사용자를 보조하는 제6 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예들에 따른 제1 기본상태는, 제1 각도가 제1 기본값 이하의 값을 가지는 상태이며, 제2 기본상태는 제2 각도가 제2 기본값 이하의 값을 가지는 상태일 수 있다.

동결견 환자가 본 발명을 사용하여 재활의 효율성을 증대시킬 수 있다. 본 발명의 실시예들을 활용하면, 사용자가 감내할 수 있는 통증의 한계치까지 사용자의 팔을 외전시키는 것을 모터가 보조할 수 있다. 이후 한계치까지 팔이 외전된 상태에서, 사용자가 감내할 수 있는 통증의 한계치까지 사용자의 팔을 신전시키는 것을 모터가 보조할 수 있다.

또한, 사용자의 가동범위 한계치 값을 저장하여, 이후 스트레칭을 할 때는 사용자의 통증이 심하지 않은 범위에서 자동으로 외전 및/또는 신전의 보조를 멈추도록 재활치료장치를 제어할 수 있다.

본 발명은 침대나 평지 등에 수평 또는 수직으로 설치될 수 있으며, 사용자의 팔이 중력으로부터 받는 영향을 최소한으로 하며 외전을 보조받을 수 있다. 능동적인 운동치료가 불가능할 정도로 근력이 부족한 여성 및/또는 노약자는 본 발명을 활용하여 외전 및/또는 신전의 스트레칭이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 재활치료장치의 구조를 나타낸 사시도, 단면도 및 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 재활치료장치가 사용자의 외전을 보조하는 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 재활치료장치가 사용자의 신전을 보조하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 재활치료장치가 모터의 회전저항을 기준으로 사용자의 외전 및 신전을 보조하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 재활치료장치가 모터의 회전각도를 기준으로 사용자의 외전 및 신전을 보조하는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 재활치료장치가 모터의 회전저항 및 회전각도를 기준으로 사용자의 외전 및 신전을 보조하는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 재활치료장치가 모터의 회전저항 및 회전각도를 기준으로, 사용자의 외전 및 신전 중 신전을 중심적으로 보조하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 재활치료장치가 모터의 회전저항 및 회전각도를 기준으로 사용자의 외전을 보조하는 것을 나타낸 도면이다.

이하 상기 발명의 목적을 구체적으로 이해 및 실현할 수 있도록, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의성을 위하여 과장되게 도시될 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자 및 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

한편 본 발명에서 '제1' '및/또는' '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만 사용될 뿐이다. 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 정의 및 이해되어야 한다.

이하 본 발명의 실시예들에 따른 동결견 치료를 위한 재활치료장치 및 그 제어방법에 대하여 구체적으로 살펴본다.

오십견이란 견관절의 운동범위를 제한하게 되는 운동질환으로, 다른 표현으로는 동결견(Frozen Shoulder)으로 불린다. 의학적으로는 유착성 관절낭염(adhesive capsulitis)이라는 표현이 사용된다. 어깨 관절의 바깥쪽을 둘러싸고 있는 조직에 염증이 생김에 따라 어깨의 가동범위가 감소하며 통증을 유발하게 되는 것이 이 증상의 특징이다.

오십견은 발병 후 1년 내지 3년 이내에 자연치유되는 것이 일반적이다. 발병원인은 다양하며, 하나의 정립된 원인이 발견되지는 않았다. 오십견이 나타나는 원인으로는 일차성 원인과 이차성 원인이 존재한다.

일차성 원인에 따른 오십견은 특별한 원인 없이 질환이 발생하는 경우이다. 이는 환자의 어깨 가동범위가 감소하였으나 별다른 원인을 찾지 못하는 경우이다. 이차성 원인에 따른 오십견은 어깨의 관절이나 전신적인 원인에 따라 회전근개에 문제가 생기거나, 조직의 석회화가 발생하는 경우이다. 이는 환자가 어깨를 가동하는 경우, 통증 때문에 어깨를 사용하지 못하여 굳어지는 경우에 해당한다. 또한 당뇨병이나 갑상선의 질환을 앓고있으면 동결견이 더 잘 발생할 수 있다.

지속적이고 능동적인 스트레칭 및 운동이 가장 좋은 오십견 치료방법이라는 것이 의학계의 정설이다. 이에 따라, 오십견 환자는 꾸준한 스트레칭을 반복하여 경직된 어깨 관절을 풀어주는 것이 필요하다. 오십견 환자는 어깨부위 관절낭의 섬유화로 인하여 어깨의 가동이 불편해진다. 따라서 오십견 환자는, 환자 본인의 의지로 어깨부위를 움직이는 '능동운동'과, 타인 또는 기구의 도움을 통해 수동적으로 어깨부위를 움직이게 하는 '수동운동'이 모두 제한된다.

본 발명은 운동활동이 제한되는 오십견 환자의 재활운동을 보조하기 위한 재활치료장치(1)와 그 제어방법을 제시한다. 실시예들에 따른 재활치료장치(1)는 고정부(30)에 오십견 환자의 팔을 고정시킨 채로, 모터를 이용하여 어깨 및 팔의 회전을 보조할 수 이다. 또한 능동운동이 가능한 범위까지 사용자의 팔의 능동적인 회전을 돕고, 이후 수동운동밖에 가능하지 않은 회전 영역에서는 설정된 가동범위까지 및/또는 환자의 팔과 어깨에 무리가 가지 않는 범위에서 수동운동을 도울 수 있다.

운동 및 스트레칭 과정은 두 개의 과정으로 나눌 수 있다. 첫 번째 과정은 외전(abduction) 과정으로, 사용자의 팔이 차렷 자세에서 옆으로 벌려지며 팔이 몸의 중심축에서 멀어지는 것이다. 정상인의 외전 가동범위는 0도에서 약 180도 사이이나, 오십견 환자의 경우 차렷 자세에서 약 120도 가량 팔이 외전되도록 스트레칭을 보조함이 바람직할 수 있다. 두 번째 과정은 신전(extention) 과정으로, 외전 과정에서 들어올린 팔을 몸통 뒤로 뻗는 것이다. 정상인의 신전 가동범위는 0도에서 약 50도 사이이나, 오십견 환자의 경우 약 20도 가량 팔이 신전되도록 스트레칭을 보조함이 바람직할 수 있다.

도 1은 실시예들에 따른 재활치료장치(1)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1(a)는 실시예들에 따른 재활치료장치(1)의 전체적인 구조를 나타낸 사시도이다. 도 1(b)는 실시예들에 따른 재활치료장치(1)를 측면에서 바라본 횡단면도이며, 도 1(c)는 실시예들에 따른 재활치료장치(1)를 위에서 바라본 평면도이다.

실시예들에 따른 재활치료장치(1)는 사용자의 신체 일 면이 닿을 수 있는 바디(10)를 포함할 수 있다. 또한, 바디(10)의 일 면에 회전할 수 있도록 구비되는 거치대(20)를 포함할 수 있으며, 거치대(20)의 일 면에 구비되어 사용자의 팔을 고정시키는 고정부(30)를 포함할 수 있고, 사용자의 외전을 보조하도록 제1 축을 회전축으로 하여 거치대(20)를 제1 방향으로 회전시키는 제1 모터를 포함할 수 있고, 사용자의 신전을 보조하도록 제1 축에 수직한 제2 축을 회전축으로 하여 거치대(20)를 제2 방향으로 회전시키는 제2 모터를 포함할 수 있다.

또한 실시예들에 따른 재활치료장치(1)는 기본상태로부터 제1 모터가 회전한 제1 각도(D1) 및 기본상태로부터 제2 모터가 회전한 제2 각도(D2), 제1 모터의 회전저항 및 제2 모터의 회전저항 중 적어도 하나 이상을 감지하는 감지부를 포함할 수 있으며, 감지부에서 감지한 값에 대응하여 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

이 때 제1 기본상태란, 제1 모터가 제1 모터의 영점으로부터 회전한 값인, 제1 각도(D1)가 제1 기본값 이하의 값을 가지는 상태일 수 있다. 또한 제2 기본상태란, 제2 모터가 제2 모터의 영점으로부터 회전한 값인, 제2 각도(D2)가 제2 기본값 이하의 값을 가지는 상태일 수 있다.

모터의 영점이란, 모터의 축이 전혀 회전하지 않은 상태를 말할 수 있다. 또한 사용자가 재활치료장치(1)를 사용하며 차렷 자세를 하고 있을 때의 모터 축의 상태를 나타낼 수 있다. 그렇다면 모터들의 회전축이 영점인 상태에 있을 때는 사용자의 팔이 차렷 자세로 허벅지와 허리쪽에 위치하게 될 것이다.

도 1의 실시예들에 따른 재활치료장치(1)는, 한 쪽 팔만 스트레칭 하기 위하여 하나의 거치대(20) 및 고정부(30)만을 포함할 수 있다. 그러나 도 2 및 도 3에 나타난 것과 같이 한 쌍의 재활치료장치(1)를 대칭적으로 구성하여, 사용자의 두 팔이 모두 재활치료장치(1)에 고정되어 스트레칭을 할 수 있도록 고안하는 것도 가능할 것이다.

제1 모터 및/또는 제2 모터는 서보모터를 사용할 수 있으며, 거치대(20)는 적어도 하나 이상의 힌지구조를 이용하여 제1 축 및/또는 제2 축을 회전축으로 하여 회전할 수 있다. 또한 거치대(20)가 볼-조인트 형태로 바디(10)에 부착되는 경우 제1 축 및/또는 제2 축 이외의 다른 방향으로도 회전할 수 있을 것이다.

이 때, z축은 사용자의 외전을 보조하는 회전축인 제1 축이 될 수 있으며, y축은 사용자의 신전을 보조하는 회전축인 제2 축이 될 수 있다.

이 때 제1 모터가 영점으로부터 회전한 제1 각도(D1)가 제1 기본값 이하의 값을 가지는 경우, 이를 제1 기본상태라고 하며, 제2 모터가 영점으로부터 회전한 제2 각도(D2)가 제2 기본값 이하의 값을 가지는 경우 이를 제2 기본상태라고 할 수 있다. 제1 기본상태에서의 제1 각도(D1)는 약 0도일 수 있으며, 제2 기본상태에서의 제2 각도(D2)는 약 0도일 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료장치(1)는 사용자가 팔을 고정시킨 상태에서 잡을 수 있는 손잡이(40)를 포함할 수 있고, 손잡이(40)를 거치대(20)의 일 단에 연결시키는 연결부재(41)를 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 연결부재(41)는 레일 또는 스프링 기타 구조를 포함할 수 있다. 사용자는 연결부재(41)를 활용하여 손잡이(40)와 상기 거치대(20) 일 단과의 거리를 조절하고, 사용자의 팔 길이에 알맞게 손잡이(40)를 위치시킬 수 있다.

바디(10)의 길이 및/또는 너비는 사용자의 팔을 신전시키는 방향에 따라 선택적으로 조절될 수 있다.

또한 실시예들에 따른 재활치료장치의 고정부는, 사용자의 팔을 감싸는 진동패드, 열선패드, 저주파패드 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 1의 재활치료장치(1)에서 음영으로 처리된 부분에는 진동, 열, 저주파를 일으키는 패드를 구비시킬 수 있다. 이를 활용하여 사용자가 재활 스트레칭을 하는 동안 치료 효과를 더 증대시킬 수 있다.

이하 도 2를 참조하여 실시예들에 따른 재활치료장치(1)가 사용자의 팔의 외전 운동을 보조하는 실시태양에 대하여 살펴본다.

도 2는 사용자의 양 팔이 재활치료장치(1)의 고정부(30) 각각이 연결되어, 사용자 왼팔 또는 오른팔의 외전운동을 재활치료장치(1)가 보조하는 것을 나타낸 것이다.

도 2(a) 및 도 2(b)는 재활치료장치(1)를 대칭적으로 연결하여 사용자의 양 팔을 동시에 고정시키는 실시예를 나타낸 것이다. 또한, 도 2(c) 및 도 2(d)는 재활치료장치(1)를 하나만 구비하여, 하나의 장치가 사용자의 한 팔의 스트레칭을 보조하는 실시예를 나타낸 것이다. 이 때 재활치료장치(1)는 사용자의 양 팔 중 어느 팔에라도 편안하게 장착될 수 있는 구조를 가질 수 있다.

도 2(a) 및 도 2(c)는 제1 기본상태 및 제2 기본상태에서 사용자의 자세를 나타낸 것이며, 도 2(b) 및 도 2(d)는 재활치료장치(1)가 사용자의 왼팔 또는 오른팔의 외전을 보조하며 제1 기본상태를 벗어나 제1 각도(D1)를 증가시키는 것을 나타낸 것이다. 또한 도 2(a) 및 도 2(c)는 제1 모터 및 제2 모터의 회전축이 각각 영점인 상태에 있는 것으로도 볼 수 있다.

이 때 도 2에서 제시된 바와 같이, 실시예들에 따른 재활치료장치(1)는 사용자의 왼팔 또는 오른팔을 독립적으로 보조할 수 있으며 도 2의 경우 사용자의 왼팔 및/또는 오른팔은 제1 기본상태 및 제2 기본상태에 놓여있는 상태에서 다른 쪽 팔의 외전만이 보조되어 다른 쪽 팔에 위치한 제1 모터가 제1 기본상태를 벗어나는 실시예를 나타낸 것이다.

이하 도 3을 참조하여 실시예들에 따른 재활치료장치(1)가 사용자의 팔의 신전 운동을 보조하는 실시태양에 대하여 살펴본다.

도 3는 사용자의 양 팔이 재활치료장치(1)의 고정부(30) 각각이 연결되어, 사용자의 왼팔의 외전운동을 재활치료장치(1)가 보조된 상태를 나타낸 것이다. 이 때 화살표 모양은 사용자의 시선을 나타낸다.

도 3(a)는 도 2(b)의 상태를 위에서 내려다본 도면일 수 있으며, 도 3(b)는 도 3(a)의 상황에서 재활치료장치(1)가 사용자 왼팔의 신전운동을 보조하며 제2 각도(D2)를 증가시키는 것을 나타낸 것일 수 있다. 이 경우 사용자의 가슴 부분이 재활치료장치(1)의 바디(10)부분에 위치하게 될 것이다.

도 3(c)는 도 2(b)의 상태를 위에서 내려다본 도면일 수 있으며, 도 3(d)는 도 3(c)의 상황에서 재활치료장치(1)가 사용자 오른팔의 신전운동을 보조하며 제2 각도(D2)를 증가시키는 것을 나타낸 것일 수 있다. 이 경우 사용자의 등 부분이 재활치료장치(1)의 바디(10) 부분에 위치하게 될 것이다.

이 때 도 3에서 제시된 바와 같이, 실시예들에 따른 재활치료장치(1)는 사용자의 왼팔 또는 오른팔을 독립적으로 보조할 수 있다.

도 3(a)의 경우 사용자의 왼팔은 제1 기본상태가 아니지만, 제2 기본상태에 있으며 사용자의 오른쪽 팔은 제1 기본상태 및 제2 기본상태인 상황이다. 또한 도 3(b)의 경우 사용자의 오른팔이 제1 기본상태 및 제2 기본상태에 놓여있는 상태에서, 사용자 왼팔의 신전만이 보조되어 제2 기본상태를 벗어나는 실시예를 나타낸 것이다.

도 3(c)의 경우 사용자의 오른팔은 제1 기본상태가 아니지만, 제2 기본상태에 있으며 사용자의 왼쪽 팔은 제1 기본상태 및 제2 기본상태인 상황이다. 또한 도 3(d)의 경우 사용자의 왼쪽 팔이 제1 기본상태 및 제2 기본상태에 놓여있는 상태에서, 사용자 오른팔의 신전만이 보조되어 제2 기본상태를 벗어나는 실시예를 나타낸 것이다.

이하 도 4 내지 도 8을 참조하여 실시예들에 따른 재활치료 장치의 제어 방법에 관하여 살펴본다.

도 4(a) 및 도 4(b)는 감지부가 감지한 제1 모터 및/또는 제2 모터의 회전저항 값에 대응하여 사용자의 외전 및/또는 신전을 보조하는 재활치료장치(1)의 제어방법을 나타낸 플로우 차트이다.

구체적으로, 모터의 보조에 의해 사용자 팔의 외전 및/또는 신전이 이루어질 때, 특정 각도 이상으로 외전 및/또는 신전이 된 경우 사용자의 의지로 어깨를 가동할 수 있는 범위인 '능동운동 범위'를 넘어가게 될 수 있다. 이후에는 모터의 동력에 의지해서 외전 및/또는 신전이 일어나는 '수동운동 범위'에서 스트레칭이 진행되며, 어깨의 조직이 굳어져 가동이 불가능하거나 고통이 큰 범위에 이르게 되면 모터의 회전저항이 증가하게 된다.

실시예들에 따른 제어부는, 사용자 어깨가 가동범위의 한계에 다다라 사용자에게 고통을 일으킬 수 있을 정도의 모터 회전저항을 감지부가 감지하는 경우, 외전 및/또는 신전 보조를 중단하게끔 모터를 제어할 수 있다.

구체적으로, 도 4(a)의 실시예에 따른 재활치료장치(1)의 제어방법에 따르면, 제1 모터는 제1 축을 회전축으로 하여 사용자의 외전을 보조하면서 제1 각도(D1)를 서서히 증가시킬 수 있다(S1001). 이 때 제1 모터의 회전저항이 제1 저항값에 다다를 때까지 제1 각도(D1)를 증가시키다가 제1 모터의 회전저항이 제1 저항값에 다다르는 경우 제1 모터의 외전 보조를 중지시킬 수 있다(S1002, S1003). 이후, 제2 모터는 제2 축을 회전축으로 하여 사용자의 신전을 보조하면서 제2 각도(D2)를 서서히 증가시킬 수 있다(S1004). 이 때 제2 모터의 회전저항이 제2 저항값에 다다를 때까지 제2 각도(D2)를 증가시키다가 제2 모터의 회전저항이 제2 저항값에 다다르는 경우 제2 모터의 신전 보조를 중지시킬 수 있다(S1005, S1006). 이후 제2 모터는 제2 기본상태가 될 때까지 사용자를 보조하며(S1007), 제1 모터가 제1 기본상태가 될 때까지 사용자를 보조할 수 있다(S1008).

또한 도 4(b)의 실시예에 따른 재활치료장치(1)의 제어방법에 따라, 도 4(a)의 실시예를 기준으로, 기설정된 스트레칭 횟수 n에 다다를 때까지 S1004 내지 S1007 단계를 반복할 수 있다. 이 때 신전보조를 시작하는 단계에서 신전보조 횟수 i의 값을 0으로 설정한 뒤, 신전보조를 한 번 실행할 때 마다 i의 값을 하나씩 증가시킬 수 있다. 그리고 기설정된 스트레칭 횟수 n에 다다르는 경우, 제1 모터가 제1 기본상태가 되도록 사용자를 보조할 수 있다(S1008).

도 5는 감지부가 감지한 제1 모터의 제1 각도(D1) 및/또는 제2 모터의 제2 각도(D2)에 대응하여 사용자의 외전 및/또는 신전을 보조하는 재활치료장치(1)의 제어방법을 나타낸 플로우 차트이다.

실시예들에 따른 제어부는, 사용자 어깨가 가동범위의 한계에 다다라 고통을 일으킬 수 있을 정도의 모터회전 각도를 감지부가 감지하는 경우, 외전 및/또는 신전 보조를 중단하게끔 모터를 제어할 수 있다.

구체적으로, 도 5(a)의 실시예들에 따른 재활치료장치(1)의 제어방법에 따르면, 제1 모터는 제1 축을 회전축으로 하여 사용자의 외전을 보조하면서 제1 각도(D1)를 서서히 증가시킬 수 있다(S2001). 이 때 제1 각도(D1)가 제1 한계각 다다를 때까지 제1 각도(D1)를 증가시키다가 제1 각도(D1)가 제1 한계각에 다다르는 경우 제1 모터의 외전 보조를 중지시킬 수 있다(S2002, S2003). 이후, 제2 모터는 제2 축을 회전축으로 하여 사용자의 신전을 보조하면서 제2 각도(D2)를 서서히 증가시킬 수 있다(S2004). 이 때 제2 각도(D2)가 제2 한계각에 다다를 때까지 제2 각도(D2)를 증가시키다가 제2 각도(D2)가 제2 한계각에 다다르는 경우 제2 모터의 신전 보조를 중지시킬 수 있다(S2005, S2006). 이후 제2 모터는 제2 기본상태가 될 때까지 사용자를 보조하며(S2007), 제1 모터가 제1 기본상태가 될 때까지 사용자를 보조할 수 있다(S2008).

또한 도 5(b)의 실시예에 따른 재활치료장치(1)의 제어방법에 따라, 도 5(a)의 실시예를 기준으로, 기설정된 스트레칭 횟수 n에 다다를 때 까지 S2004 내지 S2007 단계를 반복할 수 있다. 이 때 신전보조를 시작하는 단계에서 신전보조 횟수 i의 값을 0으로 설정한 뒤, 신전보조를 한 번 실행할 때 마다 i의 값을 하나씩 증가시킬 수 있다. 그리고 기설정된 스트레칭 횟수 n에 다다르는 경우, 제1 모터가 제1 기본상태가 되도록 사용자를 보조할 수 있다(S2008).

도 4 내지 도 5의 실시예에서 나타난 제1 저항값, 제2 저항값, 제1 한계각 및/또는 제2 한계각은 기설정된 값일 수 있으며, 사용자가 임의로 설정하는 것이 가능한 값일 수 있다.

도 4 내지 도 5의 실시예에 따른 사용자의 스트레칭 보조는 적어도 한번 이상 반복되면서 사용자의 재활을 도울 수 있다. 반복의 횟수는 바람직하게는 10회 내지 20회 사이이다.

이하 도 6 및 도 7을 참조하여 사용자가 고통을 느낄 정도의 회전저항을 감지하여 그 이하의 값을 한계각으로 설정해 사용자의 스트레칭을 돕는 재활치료장치(1)의 제어방법을 살펴본다.

도 4 및/또는 도 5의 실시예에 따라 모터의 회전각도 또는 회전저항을 기준으로 외전 및/또는 신전의 보조 범위를 정하는 경우 사용자의 고통이 클 수 있다. 따라서 사용자가 큰 고통을 느낄 가능성이 있는 범위 이하의 모터 회전각을 한계각으로 설정하여, 설정된 한계각을 기준으로 스트레칭을 반복할 수 있다.

구체적으로, 도 6의 실시예들에 따른 재활치료장치(1)의 제어방법에 따르면, 제1 모터는 제1 축을 회전축으로 하여 사용자의 외전을 보조하면서 제1 각도(D1)를 서서히 증가시킬 수 있다(S3011). 이 때 제1 모터의 회전저항이 제1 저항값에 다다를 때까지 제1 각도(D1)를 증가시키다가 제1 모터의 회전저항이 제1 저항값에 다다르는 경우 제1 모터의 외전 보조를 중지시키고, 중지 시점의 제1 각도(D1) 이하의 값을 제1 한계각으로 설정할 수 있다(S3012, S3013). 이후, 제2 모터는 제2 축을 회전축으로 하여 사용자의 신전을 보조하면서 제2 각도(D2)를 서서히 증가시킬 수 있다(S3014). 이 때 제2 모터의 회전저항이 제2 저항값에 다다를 때까지 제2 각도(D2)를 증가시키다가 제2 모터의 회전저항이 제2 저항값에 다다르는 경우 제2 모터의 신전 보조를 중지시키고, 중지 시점의 제2 각도(D2) 이하의 값을 제2 한계각으로 설정할 수 있다(S3015, S3016). 이후 제2 모터는 제2 기본상태가 될 때까지 사용자를 보조하며(S3017), 제1 모터가 제1 기본상태가 될 때까지 사용자를 보조할 수 있다(S3018).

한계각이 설정된 이후, 제1 모터는 제1 축을 회전축으로 하여 사용자의 외전을 보조하면서 제1 각도(D1)를 서서히 증가시킬 수 있다(S3021). 이 때 제1 각도(D1)를 증가시키다가 제1 각도(D1)가 S3013 단계에서 설정된 제1 한계각에 다다르는 경우 제1 모터의 외전 보조를 중지시킬 수 있다(S3022, S3023). 이후, 제2 모터는 제2 축을 회전축으로 하여 사용자의 신전을 보조하면서 제2 각도(D2)를 서서히 증가시킬 수 있다(S3024). 이 때 제2 각도(D2)가 제2 한계각에 다다를 때까지 제2 각도(D2)를 증가시키다가 제2 각도(D2)가 S3016 단계에서 설정된 제2 한계각에 다다르는 경우 제2 모터의 신전 보조를 중지시킬 수 있다(S3025, S3026). 이후 제2 모터는 제2 기본상태가 될 때까지 사용자를 보조하며(S3027), 제1 모터가 제1 기본상태가 될 때까지 사용자를 보조할 수 있다(S3028). 이후 사용자의 스트레칭에 필요한 만큼 S3021 내지 S3028의 과정을 반복할 수 있다.

또한 도 7의 실시예에 따른 재활치료장치(1)의 제어방법에 따라, 도 6의 실시예를 기준으로, 기설정된 스트레칭 횟수 n에 다다를 때 까지 S3024 내지 S3027 단계를 반복할 수 있다. 이 때 신전보조를 시작하는 단계에서 신전보조 횟수 i의 값을 0으로 설정한 뒤, 신전보조를 한 번 실행할 때 마다 i의 값을 하나씩 증가시킬 수 있다. 그리고 기설정된 스트레칭 횟수 n에 다다르는 경우, 제1 모터가 제1 기본상태가 되도록 사용자를 보조할 수 있다(S3028).

추가적으로, 도 8의 실시예는 신전 보조 없이 외전의 보조만을 반복하는 재활치료장치(1)의 제어방법을 나타낸 것이다.

구체적으로 도 8(a)의 실시예에 따른 재활치료장치(1)의 제어방법에 따르면, 제1 모터는 제1 축을 회전축으로 하여 사용자의 외전을 보조하면서 제1 각도(D1)를 서서히 증가시킬 수 있다(S1001). 이 때 제1 모터의 회전저항이 제1 저항값에 다다를 때까지 제1 각도(D1)를 증가시키다가 제1 모터의 회전저항이 제1 저항값에 다다르는 경우 제1 모터의 외전 보조를 중지시킬 수 있다(S1002, S1003). 이후 재활치료장치(1)는 제1 모터가 제1 기본상태가 될 때까지 사용자를 보조할 수 있다(S1008). 또한 기설정된 스트레칭 횟수 n까지 S1001, S1002, S1003 및 S1008 단계를 반복할 수 있다. 이 때 외전보조를 시작하는 단계에서 외전보조 횟수 j의 값을 0으로 설정한 뒤, 외전보조를 한 번 실행할 때 마다 j의 값을 하나씩 증가시킬 수 있다. 그리고 기설정된 스트레칭 횟수 n에 다다르는 경우, 스트레칭 보조를 중지하도록 재활치료장치(1)를 제어할 수 있다.

또한 도 8(b)의 실시예에 따른 재활치료장치(1)의 제어방법에 따르면, 제1 모터는 제1 축을 회전축으로 하여 사용자의 외전을 보조하면서 제1 각도(D1)를 서서히 증가시킬 수 있다(S2001). 이 때 제1 각도(D1)가 제1 한계각 다다를 때까지 제1 각도(D1)를 증가시키다가 제1 각도(D1)가 제1 한계각에 다다르는 경우 제1 모터의 외전 보조를 중지시킬 수 있다(S2002, S2003). 이후 재활치료장치(1)는 제1 모터가 제1 기본상태가 될 때까지 사용자를 보조할 수 있다(S2008). 또한 기설정된 스트레칭 횟수 n까지 S2001, S2002, S2003 및 S2008 단계를 반복할 수 있다. 이 때 외전보조를 시작하는 단계에서 외전보조 횟수 j의 값을 0으로 설정한 뒤, 외전보조를 한 번 실행할 때 마다 j의 값을 하나씩 증가시킬 수 있다. 그리고 기설정된 스트레칭 횟수 n에 다다르는 경우, 스트레칭 보조를 중지하도록 재활치료장치(1)를 제어할 수 있다.

실시예들에 따른 재활치료장치는 메모리부를 더 포함할 수 있다. 이 때, 재활치료장치(1)의 생산자 또는 사용자는 모터들의 한계각 및/또는 한계 회전저항값을 메모리부에 저장할 수 있다. 또한, 제1 기본상태 및 제2 기본상태를 결정하는 제1 각도(D1) 및/또는 제2 각도(D2)에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 제1 각도(D1)가 제1 모터의 영점으로부터 회전한 값이 0도에서 20도 이하의 범위를 가지는 경우 이를 제1 기본상태라고 지칭할 수 있다. 또한 제2 각도(D2)가 제2 모터의 영점으로부터 회전한 값이 0도에서 5도 이하의 범위를 가지는 경우 이를 제2 기본상태라고 지칭할 수 있다.

또한 제1 한계각 및 제2 한계각은, 재활치료장치(1)의 물리적 구조에 의하여 거치대(20) 및/또는 고정부(30)가 더 이상 회전할 수 없게 되는 각도일 수 있다.

즉, 재활치료장치(1)의 생산자 및/또는 사용자는, 사용자가 고통을 느끼지 않는 범위의 한계각을 설정할 수 있다. 이러한 한계각의 설정은 메모리부에 한계각이 저장되거나, 한계각 이상으로 거치대(20) 및/또는 고정부(30)가 회전하지 않게 되게끔 재활치료장치(1)의 물리적 구조를 설정하는 것으로 이루어질 수 있다.

또한, 실시예들에 따른 재활치료장치(1)는 제어부를 제어하는 리모컨을 더 포함할 수 있다.

실시예들에 따른 리모컨을 활용하면 사용자가 재활치료장치(1)의 외전보조 및/또는 신전보조를 더 세밀하게 제어하는 것이 가능하다. 또한, 저주파 패드, 진동 패드 및 열선 패드 중 어느 하나를 제어하는 것이 가능하다.

이상 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않는다. 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 기술자에 의해 변형이 가능하고, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

1 : 재활치료장치
10 : 바디
20 : 거치대
30 : 고정부
40 : 손잡이
41 : 연결부재
D1 : 제1 각도
D2 : 제2 각도
Z : 제1 축
Y : 제2 축

Claims (14)

1. 바디;
   상기 바디의 일 면에 회전할 수 있도록 구비되는 거치대;
   상기 거치대의 일 면에 구비되어 사용자의 팔을 고정시키는 고정부;
   제1 축을 회전축으로 하여 상기 거치대를 제1 방향으로 회전시키는 제1 모터;
   제1 축에 수직한 제2 축을 회전축으로 하여 상기 거치대를 제2 방향으로 회전시키는 제2 모터;
   제1 모터의 영점으로부터 상기 제1 모터가 회전한 제1 각도, 제2 모터의 영점으로 상기 제2 모터가 회전한 제2 각도, 상기 제1 모터의 회전저항 및 상기 제2 모터의 회전저항을 감지하는 감지부; 및
   상기 감지부에서 감지한 값에 대응하여 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터를 제어하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 제1 모터의 회전저항에 기초하여 제1 한계각을 설정하고, 상기 제2 모터의 회전저항에 기초하여 제2 한계각을 설정하고,
   상기 제1 모터를 통해 상기 제1 한계각까지 상기 거치대가 상기 제1 방향으로 회전하도록 하여 상기 사용자의 외전을 보조하고, 상기 거치대가 상기 제1 방향으로 회전한 뒤 상기 제2 모터를 통해 상기 제2 한계각까지 상기 거치대가 상기 제2 방향으로 회전하도록 하여 상기 사용자의 신전을 보조하고,
   상기 감지부를 통해 상기 제2 모터의 새로운 회전저항이 측정되는지 여부를 판단하고, 상기 제2 모터의 새로운 회전저항이 측정되면 상기 제2 모터가 제2 기본상태가 된 뒤 상기 제1 모터가 제1 기본상태가 되도록 하고, 상기 제2 모터의 새로운 회전저항이 측정되지 않으면 상기 제2 모터가 상기 제2 기본상태가 되도록 하고, 상기 사용자의 신전의 보조를 위한 회전을 기 설정된 횟수만큼 수행하는,
   재활치료장치.
   
2. 제 1항에 있어서
   상기 제1 기본상태는 상기 제1 각도가 제1 기본값 이하의 값을 가지게 되는 상태이고, 상기 제2 기본상태는 상기 제2 각도가 제2 기본값 이하의 값을 가지게 되는 상태인,
   재활치료장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제1 모터의 회전저항은 제1 저항값 값 이상인 경우이고,
   상기 제2 모터의 회전저항은 제2 저항값 이상인 경우인, 재활치료장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제1 한계각은 상기 제1 모터의 회전저항 이하의 값이고,
   상기 제2 한계각은 상기 제2 모터의 회전저항 이하의 값인,
   재활치료장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 재활치료장치는,
   사용자가 고정부에 팔을 고정시킨 상태에서 잡을 수 있는 손잡이; 및
   상기 손잡이를 상기 거치대의 일 단에 연결시키는 연결부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활치료장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 연결부재는 레일 또는 스프링을 포함하며, 상기 손잡이와 상기 거치대 일 단과의 거리를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 재활치료장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 고정부, 바디, 거치대 중 적어도 하나 이상의 부분은 상기 사용자의 팔을 감싸는 진동패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활치료장치.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 고정부, 바디, 거치대 중 적어도 하나 이상의 부분은 상기 사용자의 팔을 감싸는 열선패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활치료장치.
   
9. 사용자의 팔을 거치대에 고정시킨 채로 이용되는 재활치료장치의 제어방법에 있어서,
   제1 축을 회전축으로 갖는 제1 모터가, 상기 제1 모터의 영점으로부터 회전한 정도인 제1 각도를 제1 한계각까지 증가시키면서 사용자의 외전을 보조하는 제1 단계;
   제2 축을 회전축으로 갖는 제2 모터가, 상기 제2 모터의 영점으로부터 회전한 정도인 제2 각도를 제2 한계각까지 증가시키면서 사용자의 신전을 보조하는 제2 단계;
   상기 제2 단계 후 상기 제2 모터의 새로운 회전저항이 측정되는지 여부를 판단하는 제3 단계;
   상기 제2 모터의 새로운 회전저항이 측정되는 경우 상기 제2 모터가 제2 기본상태가 되도록 한 뒤 상기 제 1 모터가 제1 기본상태가 되도록 하고, 상기 제2 모터의 새로운 회전저항이 측정되지 않는 경우 상기 제2 모터가 상기 제2 기본상태가 되도록 하는 제4 단계; 및
   상기 제4 단계에서 상기 제2 모터의 새로운 회전저항이 측정되지 않은 경우, 상기 제3 단계 내지 상기 제4 단계를 기 설정된 횟수만큼 반복하는,
   재활치료장치의 제어방법.
   
10. 제 9항에 있어서
    상기 제1 한계각은 상기 제1 모터의 회전저항인 제1 저항값 이하로 설정된 값이며,
    상기 제2 한계각은 상기 제2 모터의 회전저항인 제2 저항값 이하로 설정된 값인,
    재활치료장치의 제어방법.
    
11. 삭제
12. 삭제
13. 제 9항에 있어서
    상기 제1 기본상태는 상기 제1 각도가 제1 기본값 이하의 값을 가지며, 상기 제2 기본상태는 상기 제2 각도가 제2 기본값 이하의 값을 가지는 상태인 것을 특징으로 하는
    재활치료장치의 제어방법.
    
14. 제 1항에 있어서,
    상기 고정부, 바디, 거치대 중 적어도 하나 이상의 부분은 상기 사용자의 팔을 감싸는 저주파패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활치료장치.

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