KR102529923B1 - 물리치료 시스템 - Google Patents

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Abstract

물리치료기를 포함하는 물리치료 시스템이 개시된다. 이 시스템의 물리치료기는 와위(lying position)의 사용자 신체의 하측에서 서로 다른 신체 부위에 압력을 가하기 위해 베드 상부에 배열된 복수의 가압부재를 포함하는 물리치료부, 및 가압부재들을 제어하여 사용자 신체에 압력을 가해 척추 교정이 이루어지도록 하되 사용자 신체의 변형된 척추 형상 정보에 따라 해당되는 가압부재들을 제어해 사용자 신체 일부에 압력을 가하는 제어부를 포함한다.

Description

물리치료 시스템{Physical therapy system}
본 발명은 물리치료기에 관련된 것으로, 특히 와위 상태의 사용자 신체에 압력을 가하거나 레이저 광을 조사하여 척추를 교정하거나 혈액 순환이나 근육 이완을 돕는 물리치료기에 관련된 것이다.
국내등록특허공보 제10-0897618호에는 전신지압 및 척추교정기에 대해 개시되어 있다. 이 장치는 사용자의 신체에 설치된 감지편과 베드에 설치된 마사지로울러 또는 표시램프에 설치된 감지센서에 의해 척추를 견인시 최초 설정된 치료 위치가 변경되더라도 이를 자동으로 감지하여 치료가 이루어질 수 있게 한다.
국내등록특허공보 제10-0897618호 (2009년 5월 14일 공고)
본 발명은 견인 방식이 아닌 가압 방식으로 척추를 교정함에 있어 사용자 맞춤형 교정을 가능하게 하는 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 척추 교정 외에도 사용자 맞춤형 물리치료를 가능하게 하는 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 물리치료 시스템의 물리치료기는 와위(lying position)의 사용자 신체의 하측에서 서로 다른 신체 부위에 압력을 가하기 위해 베드 상부에 배열된 복수의 가압부재를 포함하는 물리치료부, 및 가압부재들을 제어하여 사용자 신체에 압력을 가해 척추 교정이 이루어지도록 하되 사용자 신체의 변형된 척추 형상 정보에 따라 해당되는 가압부재들을 제어해 사용자 신체 일부에 압력을 가하는 제어부를 포함할 수 있다.
제어부는 적어도 일부 압전소자들의 측정 데이터에 기반해 사용자의 자세가 앙와위(supine position)인지 복와위(prone position)인지를 판단하며, 앙와위로 판단될 경우 사용자 신체의 척추 변형 정보에 따라 해당되는 가압부재들을 제어할 수 있다.
물리치료부는 사용자 신체의 서로 다른 부위에 레이저 광을 조사하기 위해 베드 상부에 배열된 복수의 발광소자를 포함하는 광 조사부를 더 포함할 수 있으며, 제어부는 사용자 질병 정보를 통해 확인된 질병이 무릎 관절염이고 사용자의 자세가 복와위로 판단될 경우 사용자의 무릎 부위에 해당하는 발광소자들을 구동 제어하여 레이저 광을 조사시킬 수 있다.
본 발명은 사용자의 변형된 척추 형상에 맞춰 신체의 적정 부위에 압력을 가해 맞춤형 척추 교정이 이루어질 수 있게 하며, 척추 교정 외의 사용자 맞춤형 물리치료도 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 IoT 기술을 접목시켜 무릎 관절염으로 고생하는 사용자들을 위해 더욱 적절한 물리치료를 가능하게 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 물리치료 시스템 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 물리치료기를 나타낸 도면이다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 통상의 기술자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 물리치료 시스템 블록도이다. 물리치료 시스템은 물리치료기(100)를 포함하며, 사용자 애플리케이션(500)과 관리 서버(600)와 IoT 기기(700) 및 압력 감지 패드(800) 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 물리치료기(100)는 물리치료용 베드에 누운 사용자에게 물리치료를 행하기 위한 기기로서, 와위(lying position)의 사용자에게 맞춤형 가압 치료나 맞춤형 레이저 치료 등을 행할 수 있다. 이 같은 물리치료기(100)는 베드를 포함하여 구성된 것일 수 있다. 사용자 앱(500)은 스마트폰이나 태블릿 컴퓨터 등 사용자의 모바일 단말에서 실행되는 모바일 애플리케이션이다. 사용자 앱(500)은 물리치료기(100)와 블루투스 등의 근거리 무선 통신을 할 수 있으며, 관리 서버(600)와의 무선 통신도 가능하다. 이러한 사용자 앱(500)은 사용자를 대상으로 하는 맞춤형 물리치료를 위한 정보를 관리 서버(600)로부터 수신하여 물리치료기(100)로 전달하는 역할을 할 수 있다.
관리 서버(600)는 사용자별 특정 장소에 설치된 IoT 기기(700)로부터 사용자 맞춤형 물리치료를 위한 정보인 기압 데이터와 온도 데이터 및 습도 데이터 중에서 적어도 하나를 수집하여 데이터베이스 관리하는 역할을 하며, IoT 기기(700)는 설치된 장소에서 기압과 온도 및 습도 중에서 적어도 하나를 실시간 감지하여 관리 서버(600)로 제공하는 역할을 한다. 그리고 압력 감지 패드(800)는 사용자가 취침하는 동안에 사용자 신체에 의한 하방 압력을 감지하기 위해 2차원 형태로 배열된 압력 센서(811)들로 이루어진 압력 센서 어레이(810)를 포함하며, 물리치료기(100)와의 유선 또는 무선 통신이 가능하거나 사용자 앱(500)과의 무선 통신이 가능하다. 이에 압력 감지 패드(800)는 사용자가 취침용 패드에서 취침하는 동안에 사용자 신체의 어느 부위에 압력이 많이 가해지는지 감지하며, 그 감지된 정보를 물리치료기(100)로 직접 또는 사용자 앱(500)을 통해 물리치료기(100)로 제공할 수 있다.
물리치료기(100)는 물리치료부(200)와 제어부(300)를 포함하며, 신체 정보 감지부(400)를 더 포함할 수 있다. 또한, 도시되어 있지는 않으나 물리치료기(100)는 외부와의 유선 및/또는 무선 통신을 위한 하나 이상의 통신 모듈을 포함한다. 물리치료부(200)는 가압부(210)를 포함하며, 광 조사부(220)와 온열부(230) 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 가압부(210)는 척추 교정 등을 위해 사용자 신체에 압력을 가하기 위한 것이고, 광 조사부(220)는 LLLT(low level laser therapy)를 위한 것이며, 온열부(230)는 온열 효과를 위한 것이다.
가압부(210)는 베드 상부에 배열되어 사용자 신체의 하측에서 서로 다른 신체 부위에 압력을 가하기 위한 복수의 가압부재를 포함한다. 도 2에 이에 대한 도면이 도시되어 있다. 베드(10)의 상부에는 복수의 가압부재(212)가 배열된다. 도 2에서는 확인되지 않지만 복수의 가압부재(212)는 2차원 형태로 배열된다. 그리고 각각의 가압부재(212)는 제어부(300)의 제어에 따라 상방 이동하여 사용자 신체에 압력을 가할 수 있다. 가압기(210)는 전동 액추에이터(211)와 가압부재(212)를 포함한다. 전동 액추에이터(211)는 제어부(300)에 의해 구동 제어되며, 전동 액추에이터(211)에 의해 가압부재(212)는 수직 이동한다.
추가로, 가압부재(212)에는 사용자의 신체 정보를 감지하기 위한 하나 이상의 센서가 일체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 가압부재(212)에는 압전소자(410)와 초음파 센서(420) 그리고 피부 온도 센서(430) 중에서 적어도 하나가 구성된다. 또한, 도 2에 도시되어 있지는 않으나 가압부재(212)에는 사용자 신체로 광을 조사하기 위한 발광소자도 구성될 수 있으며, 온열 효과를 위한 열전소자도 구성될 수 있다. 여기서 발광소자는 650nm ~ 990nm 범위 내 파장을 갖는 레이저 광을 조사하는 LLLT용 발광 다이오드일 수 있다.
다음으로, 제어부(300)는 물리치료부(200)를 제어하는 구성이다. 제어부(300)는 각각의 가압부재(212)를 상방 이동시켜 사용자 신체에 압력이 가해지도록 할 수 있고, 다시 하방 이동시켜 원위치로 되돌아오도록 할 수 있다. 구체적으로, 제어부(300)는 앙와위(supine position) 즉, 베드에 등을 대고 누운 자세를 취한 사용자의 신체를 대상으로 척추 교정을 위한 해당 가압부재(212)들을 제어해 상방 이동시켜 사용자 신체에 압력이 발생하도록 한다. 이때, 제어부(300)는 사용자 신체의 척추 변형 정보에 따라 그 변형된 척추를 교정하기 위한 가압부재들을 특정하며, 그 특정된 가압부재들로 사용자 신체에 압력을 발생시킨다.
척추 변형 정보는 변형된 척추의 형상을 나타내는 정보로서, 외부로부터 제공받거나 물리치료기(100)에서 생성되는 것일 수 있다. 전자의 경우를 예로 들면, 사용자 앱(500)이 의료 데이터베이스 시스템과 연계된 관리 서버(600)로부터 사용자 신체의 척추 변형 정보를 수신하여 물리치료기(100)로 전달한다. 후자의 경우를 예로 들면, 신체 정보 감지부(400)의 감지 결과에 기반해 척추 변형 정보를 획득한다. 이를 위해, 신체 정보 감지부(400)는 베드 상부에 배열된 복수의 압전소자를 포함한다. 상술한 바와 같이, 압전소자들은 가압부재(212)별로 하나씩 구성될 수 있다.
그리고 제어부(300)는 사용자가 앙와위로 자세를 취한 상태에서 압전소자들의 측정 데이터를 획득한다. 이때, 제어부(300)는 가압부재(212)들을 상방 이동시킨 상태에서 이루어진 압전소자들로 측정이 이루어지도록 하고 측정 후에는 가압부재(212)들을 하방 이동시켜 원위치로 되돌릴 수 있다. 제어부(300)는 압전소자들의 측정 데이터를 종합해 사용자 신체의 압력 분포를 분석하며, 분석을 통해 얻어진 신체 압력 분포 정보에 해당하는 척추 변형 정보가 내부 데이터베이스에 등록되어 있는지를 확인한다. 확인 결과 등록되어 있으면, 신체 정보 감지부(400)는 그 확인된 척추 변형 정보에 따라 해당되는 가압부재(212)들로 사용자 신체에 압력을 가한다.
척추 교정을 위해 가압부재(212)들로 사용자 신체에 압력을 가함에 있어서, 제어부(300)는 사용자 신체의 척추 골밀도 정보를 고려하여 가압부재(212)들의 압력 강도를 조절할 수 있다. 즉, 척추 부위별 골밀도 수치에 따라 부위별로 압력 강도를 높이거나 낮출 수 있는 것이다. 일 실시예에 있어서, 척추 골밀도 정보는 사용자 앱(500)이 관리 서버(600)에 요청하고 수신하여 물리치료기(100)로 전달된다. 다른 실시예에 있어서, 척추 골밀도 정보는 신체 정보 감지부(400)로부터 획득된다. 예를 들어, 신체 정보 감지부(400)는 베드 상부에 배열된 복수의 초음파 센서를 포함하며, 제어부(300)는 초음파 센서들을 이용한 초음파 골밀도 측정을 통해 얻어진 척추 골밀도 정보를 고려해 척추 교정시 압력 강도를 조절한다.
한편, 제어부(300)는 압전소자들의 측정 데이터에 기반해 사용자의 자세가 앙와위인지 아니면 복와위(prone position)인지를 판단할 수 있다. 이는 바로 누운 자세와 엎드려 누운 자세의 신체 압력 분포가 다를 수밖에 없다는 점에 근거한다. 예를 들어, 바로 누운 자세에서는 엎드려 누운 자세에 비해 허리 부위(배 부위)와 오금 부위(무릎 부위)의 압력이 덜하며, 엎드려 누운 자세에서는 배 부위와 무릎 부위의 압력이 더한 것이다. 사용자의 자세가 앙와위로 판단되면, 제어부(300)는 상술한 바와 같이 사용자 신체의 척추 변형 정보에 따라 해당되는 가압부재(212)들로 사용자 신체에 압력을 가해 척추 교정을 실시한다.
사용자의 자세가 복와위로 판단되고 사용자 질병 정보를 통해 확인된 질병이 무릎 관절염일 경우, 제어부(300)는 무릎 부위에 해당하는 발광소자들을 제어하여 사용자의 무릎 부위에 레이저 광이 조사되도록 한다. 여기서 사용자 질병 정보는 외부로부터 수신될 수 있는 것으로, 관리 서버(600)로부터 사용자 앱(500)을 통해 제공받을 수 있다. 그리고 발광소자들은 상술한 바와 같이 가압부재(212)별로 하나씩 구성된 것일 수 있다.
무릎 부위에 레이저 광을 조사함에 있어, 제어부(300)는 사용자 앱(500)으로부터 수신된 기압 데이터와 온도 데이터 및 습도 데이터 중에서 적어도 하나를 고려하여 레이저 광의 조사시간을 결정하여 조사시킬 수 있다. 그리고 사용자 앱(500)은 사용자 질병 정보를 통해 확인된 질병이 무릎 관절염일 경우에는 관리 서버(600)로 사용자의 특정 장소에 설치된 IoT 기기(700)에 의해 감지된 기압 데이터와 온도 데이터 및 습도 데이터 중에서 적어도 하나를 요청하여 제공받아 물리치료기(100)로 전달할 수 있다. 이때, 사용자 앱(500)은 현재 시각을 기준으로 과거 소정 시간(예를 들어, 24시간) 동안 중에서 사용자가 특정 장소에 위치해 있는 시간 동안의 기압 데이터와 온도 데이터 및 습도 데이터를 요청하여 제공받는다. 사용자 앱(500)은 모바일 단말의 GPS 자원을 이용해 사용자 위치를 실시간 파악할 수 있으므로, 사용자가 특정 장소에 위치해 있는 것으로 확인된 시간 동안의 기압 데이터와 온도 데이터 및 습도 데이터를 요청하여 획득할 수 있다. 한편, 특정 장소는 사용자에 의해 특정된 장소를 의미하는데 사용자에 의해 환경 제어가 이루어지기 어려운 장소일 수 있으며, 대표적으로 사용자의 업무처(직장)를 예로 들 수 있다.
추가로, 제어부(300)는 사용자 앱(500)으로부터 수신된 기압 데이터와 온도 데이터 및 습도 데이터를 사전에 설정된 적정 기압 범위와 적정 온도 범위 및 적정 습도 범위와 각각 비교하여 범위를 벗어났는지 그리고 벗어난 시간이 얼마나 되는지를 파악하며, 그 파악된 바에 따라 레이저 광의 조사시간을 결정할 수 있다. 이는 관절염 통증이 습도, 온도, 기압에 영향을 많이 받는다는 점을 고려한 것으로, 사용자가 특정 장소에서는 보일러나 가습기 등의 사용에 제한을 받을 수 밖에 없어 적정 온도나 적정 습도를 유지할 수 있다는 점을 고려한 것이다. 이에 제어부(300)는 특정 장소에서 사용자가 머무른 시간 동안에 적정 기압/온도/습도 범위를 벗어났을 경우 그 벗어난 시간을 고려하여 레이저 광의 조사시간을 결정토록 함으로써, 보다 나은 치료 효과를 기대할 수 있도록 한다. 즉, 치료 시간을 늘려 보다 효과적인 통증 치료가 이루어질 수 있게 한 것이다.
추가로, 제어부(300)는 압력 감지 패드(800)의 압력 감지 데이터에 기반하여 기준치 이상의 압력이 소정 시간 이상 가해진 사용자 신체 부위를 파악하며, 그 파악된 사용자 신체 부위에 해당하는 발광소자들의 광 세기가 최대 강도가 되도록 구동 제어하여 레이저 광을 해당 신체 부위에 조사시킨다. 또한, 제어부(300)는 해당 발광소자들과 함께 해당 온열소자들도 함께 구동 제어할 수 있으며, 해당 가압부재들로 사용자 신체에 압력을 발생시킬 수도 있다. 한편, 압력 감지 패드(800)에서의 취침시 사용자는 앙와위 혹은 횡와위(lateral recumbent position)로 취침하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 피부 온도 센서들로부터 얻어진 신체 부위별 체온 정보에 따라 온열소자들을 구동 제어하여 적정 체온으로 조절하는 것도 가능하다. 한편, 신체 정보 감지부(400)는 물리치료부(200)와 별개로 구성되는 것일 수도 있으나 상술한 바와 같이 일체로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 신체 정보 감지부(400)에 속하는 압전소자들과 초음파 센서들 그리고 피부 온도 센서들은 상술한 바와 같이 적어도 일부의 가압부재(212)마다 하나씩 구성될 수도 있는 것이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 물리치료기 200 : 물리치료부
210 : 가압부 220 : 광 조사부
230 : 온열부 300 : 제어부
400 : 신체 정보 감지부 500 : 사용자 앱
600 : 관리 서버 700 : IoT 기기
800 : 압력 감지 패드 810 : 압력 센서 어레이
811 : 압력 센서

Claims (7)

  1. 물리치료기를 포함하는 물리치료 시스템에 있어서, 물리치료기는 :
    와위(lying position)의 사용자 신체의 하측에서 서로 다른 신체 부위에 압력을 가하기 위해 베드 상부에 배열된 복수의 가압부재를 포함하되 각각의 가압부재는 압전소자를 포함하는 가압부, 및 사용자 신체의 서로 다른 부위에 레이저 광을 조사하기 위해 베드 상부에 배열된 복수의 발광소자를 포함하는 광 조사부를 포함하는 물리치료부; 및
    가압부의 가압부재들을 제어하여 사용자 신체에 압력을 가해 척추 교정이 이루어지도록 하되, 사용자 신체의 변형된 척추 형상 정보에 따라 해당되는 가압부재들을 제어해 사용자 신체 일부에 압력을 가하는 제어부;를 포함하되,
    제어부는 압전소자들의 측정 데이터를 종합해 사용자 신체의 압력 분포를 분석하고 그 분석을 통해 얻어진 신체 압력 분포 정보에 해당하는 척추 변형 정보가 존재할 경우 척추 변형 정보에 따라 해당되는 가압부재들을 제어하되, 적어도 일부 압전소자들의 측정 데이터에 기반해 사용자의 자세가 앙와위(supine position)인지 복와위(prone position)인지를 판단하여 앙와위로 판단될 경우에 척추 변형 정보에 따라 해당되는 가압부재들을 제어하며, 복와위로 판단될 경우에는 사용자 질병 정보를 통해 확인된 질병이 무릎 관절염이면 사용자의 무릎 부위에 해당하는 발광소자들을 구동 제어하여 레이저 광을 조사시키는 물리치료 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제어부는 척추 교정시 사용자 신체의 척추 골밀도 정보를 고려하여 가압부재들의 압력 강도를 조절하는 물리치료 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    특정 장소에 설치된 IoT 기기로부터 기압 데이터와 온도 데이터 및 습도 데이터를 수집하여 관리하는 관리 서버; 및
    현재 시점을 기준으로 과거 소정 시간 동안 중에서 사용자가 특정 장소에 위치해 있는 동안의 기압 데이터와 온도 데이터 및 습도 데이터를 관리 서버로 요청하여 수신하는 사용자 애플리케이션;을 더 포함하며,
    제어부는 사용자 애플리케이션으로부터 수신된 기압 데이터와 온도 데이터 및 습도 데이터를 고려하여 사용자의 무릎 부위에 대한 레이저 광의 조사시간을 결정하는 물리치료 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 취침 동안에 사용자 신체에 의한 하방 압력을 감지하기 위한 압력 센서들로 이루어진 압력 센서 어레이를 포함하는 압력 감지 패드;를 더 포함하고,
    제어부는 압력 감지 패드의 압력 감지 데이터에 기반하여 기준치 이상의 압력이 소정 시간 이상 가해진 사용자 신체 부위를 파악하며, 그 파악된 사용자 신체 부위에 해당하는 발광소자들을 최대 강도로 구동 제어하여 레이저 광을 조사시키는 물리치료 시스템.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090003397U (ko) * 2007-10-08 2009-04-13 이규준 발광소자를 이용한 물리치료기
KR100897618B1 (ko) 2009-01-06 2009-05-14 주식회사 한메드 전신지압 및 척추교정기
KR101607774B1 (ko) * 2014-11-07 2016-03-30 최인성 척추 치료기

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