KR200340588Y1 - 휴대용 근전도 바이오 피드백 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 근전도 신호를 검출하는 근전도 신호 검출부, 신호 검출부의 출력 신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호 전처리부, 신호 전처리부의 출력신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환기, A/D변환기의 출력신호를 수신받아 근전도 실효치를 구하여 통증 여부를 평가하고 자극신호를 출력하는 데이터 처리부, 근전도 및 자극강도를 표시하는 표시부, 데이터 처리부로부터 출력된 자극신호를 받아 자극을 내보내는 자극출력부를 구비하는 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템에 있어서, 자극시간을 설정하는 시간모드 설정부, 자극의 강도를 설정하는 강도모드 설정부, 자극의 파형과 자극의 속도를 선택하는 펄스모드 설정부, 통증의 유무의 기준이 되는 근전도 실효치의 문턱치를 설정하는 기준 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대용 근전도 바이오 피드백 시스템 {Portable bio-feedback system using EMG}

본 고안은 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 통증치료에 있어 근전도를 이용한 바이오피드백 시스템은 신체의 소정 부위에 대한 근전도 신호를 검출하고 검출된 생리신호인 근전도 데이터를 육안으로 정상 여부를 분석한 후, 육안으로 분석된 데이터 자료를 바탕으로 바이오피드백 변수인 자극 정도를 결정하며, 그 추출된 바이오피드백 변수를 시각적 바이오피드백과 청각적 바이오피드백에 적용하고 적용된 바이오피드백을 이용하여 신체의 소정의 부위에 자극을 가하는 것이다.

종래의 바이오피드백 시스템을 이용한 근육재활치료에 있어서는 근전도 등의생리신호를 검출하고 그 분석결과를 컴퓨터상에 디스플레이하며 의사가 이를 육안으로 정상 여부를 판단하여 자극의 정도를 결정하며 자극의 정도에 따라 경보음을 울리게하여 자극의 정도를 조절한다.

그러나 이러한 종래 바이오피드백 시스템의 경우에 있어서, 근전도의 정상상태와 비정상상태를 비교할 뿐으로 통증은 고려하고 있지 않으므로, 좀더 환자의 상태에 알맞는 근육의 전기자극이 어렵다. 또한 종래의 바이오피드백 시스템은 스피커, 디스플레이, 컴퓨터, 근전도측정시스템 등으로 구성되어 공간적으로 제약을 받는다. 종래의 바이오피드백 시스템은 그 구성 및 사용이 복잡하므로 사용자가 병원등을 방문하여 치료 받아야만 한다. 그러므로 종래의 바이오피드백 시스템은 일상에서 자유롭게 편의대로 작업을 하면서 속박을 느끼지 않으면서 자신이 통증이라고 느낀 상황에서 자극이 작동하지 못하므로 편리하게 통증을 완화시키는 것은 불가능하다. 또한 일상생활속에서 근전도를 기록하여 사용자의 상태를 따로 감시하는 것도 불가능하고, 일방적인 설정된 자극을 일정하게 내보내어 통증의 여부에 상관없이 무조건적으로 작동하므로서 일정자극후의 내성이 생겨 치료효과가 떨어지는 문제가 있다.

따라서, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기존의 근전도 바이오피드백 시스템들의 단점을 보완하여, 평상시에 사용자의 활동중 근전도를 감시하면서 통증 여부를 판단하고 그 통증에 따라 자극을 보내어 통증을 치료하는 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템을 제공하는 것이다.

도1은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 의한 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템를 설명하기위한 블록도이다.

도 2는 도 1에 도시된 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템의 구체적인 일 실시예의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위해, 본 고안은 근전도 신호를 검출하는 근전도 신호 검출부, 신호 검출부의 출력 신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호 전처리부, 신호 전처리부의 출력신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환기, A/D변환기의 출력신호를 수신받아 근전도 실효치를 구하여 통증 여부를 평가하고 자극신호를 출력하는 데이터 처리부, 근전도 및 자극강도를 표시하는 표시부, 데이터 처리부로부터 출력된 자극신호를 받아 자극을 내보내는 자극출력부를 구비하는 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템에 있어서, 자극시간을 설정하는 시간모드 설정부, 자극의 강도를 설정하는 강도모드 설정부, 자극의 파형과 자극의 속도를 선택하는 펄스모드 설정부, 통증의 유무의 기준이 되는 근전도 실효치의 문턱치를 설정하는 기준 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 처리부는 상기 A/D 변환기의 출력신호인 근전도로부터 실효치를 구하고 기준 설정부에서 설정된 근전도 실효치의 문턱치와 비교하여 통증의 유무를 판정하는 판정수단을 더 포함한다.

또한 본 고안의 휴대용 근전도 바이오피드백시스템은 컴퓨터와 데이터를 송수신할 수 있는 인터페이스부를 더 포함한다.

이하 본 고안의 일 실시예에 의한 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 고안의 바람직한 일 실시예에 의한 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템를 설명하기위한 블록도으로서, 근전도 검출센서(100), 신호 전처리부(200),A/D변환기(300), 데이터 처리부(400), 표시부(500), 자극출력부(600), 시간모드설정부(701), 강도모드설정부(702), 펄스모드 설정부(703), 기준 설정부(704), 인터페이스부(800)를 구비한다.

근전도 검출센서(100)는 근전도 신호를 검출하는 근전도 신호 검출용 전극으로 이루어져 있으며, 근전도 신호 검출용 전극으로 침전극 또는 접시전극 등을 사용할 수 있다.

신호 전처리부(200)는 전단 증폭부(200a), 필터부(200b), 자동이득조정부(200c), 정류부(200d)로 이루어진다. 전단 증폭부(200a)는 근전도 검출센서(100)에서 검출된 근전도 신호를 증폭한다. 필터부(200b)는 잡음을 제거하기위한 필터로, 60Hz 대역저지필터, 30Hz~500Hz의 버터워스(Butterworth) 필터로 구성할 수 있다. 자동이득조정부(200c)는 필터부(200d)의 출력신호의 이득을 자동으로 조정하여 증폭한다. 이로써 자동이득조정부(200c)는 근전도 신호를 정규화시킨다. 정류부는 자동이득조정부(200c)로부터 출력된 근전도 신호를 정류한다.

A/D변환기(300)는 신호 전처리부(200)의 출력신호를 디지탈 신호로 변환한다.

데이터 처리부(400)는 A/D 변환기(300)의 출력신호로부터 실효치를 구하고 기준 설정부(704)에서 설정된 근전도 실효치의 문턱치와 비교하여 통증의 유무를 판정하는데, A/D 변환기(300)의 출력신호로부터 구해진 실효치가 문턱치보다 크면 통증이 있다고 판정하며, 이와같이 하여 근전도 신호로부터 통증이 있다고 평가되면 데이터 처리부(400)는 자극제어신호를 자극 출력부로 보낸다. 또한 데이터처리부(400)는 근전도 신호와 자극 강도 신호를 표시부(500)로 보낸다. 따라서 데이터 처리부(400)는 A/D 변환기의 출력신호로부터 실효치를 구하고 기준 설정부(704)에서 설정된 근전도 실효치의 문턱치와 비교하여 통증의 유무를 판정하는 판정수단을 포함하고 있으며, 데이터 처리부(400)는 마이크로프로세서로 이루어질 수 있다. 도면에는 도시하고 있지 않지만, 본 고안의 데이터 처리부(400)는 메모리를 더 포함하고 있다. 이 메모리에는 근전도 신호 등을 저장할 수 있다.

표시부(500)는 데이터 처리부(400)로 부터 출력된 신호로 부터 근전도 신호와 자극의 강도를 표시한다.

자극출력부(600)는 데이터 처리부(400)로부터 자극제어신호를 받아 자극을 출력하는데, 자극출력부(600)는 근육을 자극하기위한 자극용 전극을 구비하고 있다.

시간모드 설정부(701)는 일정 시간동안 자극이 가해지도록 시간을 설정하는 것으로, 타이머 등을 포함하고 있다.

강도모드 설정부(702)는 자극의 강도를 설정하는 것으로서, 업다운 카운터 등을 포함한다.

펄스모드 설정부(703)는 자극 파형과 자극 속도를 조절한다.

인터페이스부(800)는 데이터 처리부와 컴퓨터와의 사이에 데이터를 송수신하기위한 수단이다. 예를들어 사용자가 평상시의 근전도 신호 등을 데이터 처리부의 메모리에 저장하고 있다가 치료 전문가의 컴퓨터로 전송하여 치료에 도움이 되게 할 수 있다. 또한 실시간적으로 검출된 근전도 신호를 컴퓨터로 전송하여 근전도신호를 컴퓨터 상에 표시, 저장할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템의 구체적인 일 실시예의 구성을 설명하기 위한 개략도이다. 동일부분은 동일번호를 붙였다.

본 발명의 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템의 본체(1000)에 시간모드설정부, 강도모드설정부, 펄스모드 설정부를 포함하는 설정부(700), 표시부(500), 인터페이스부(800), 근전도 검출센서(100), 자극출력부(600)를 구비한다. 그리고 인터페이스부(800)를 통해 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템(1000)과 컴퓨터(2000)와의 사이에 데이터를 송수신하기위한 수단이다.

본 고안의 근전도 바이오피드백 시스템은 근전도 검출센서, 신호 전처리부, A/D변환기, 데이터 처리부, 표시부, 자극출력부, 시간모드설정부, 강도모드설정부, 펄스모드 설정부, 기준 설정부 모두를 일체형으로 내장한 소형의 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템으로, 본 고안은 통증 여부를 사용자의 주관으로 설정하여 일정한 치료를 할 수 있는 장치이다. 기존의 자극기 시스템에서의 일방적인 설정된 자극을 일정하게 내보내어 환자의 통증의 여부에 상관없이 자극을 하여 일정시간 자극 후에는 치료의 효과가 떨어지는 문제점 및, 부피가 커서 휴대가 불가능하며 일정한 장소에서 사용해야 하는 불편함을 본 고안에서는 해소하고 있다. 그리고 본 고안은 지능적 치료가 가능하고, 경제적이며, 사용이 쉽도록 고안되었다.

본 고안에 의하면 사용자가 본 고안의 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템을 휴대하면서 일상에서 자유롭게 편의대로 작업을 하면서 속박을 느끼지 않으며 자신이 통증이라고 느낀 상황에서 자극이 작동하여서 편리하게 통증을 완화 할 수 있고, 또 근전도의 기록으로 환자의 상태를 따로 감시 할수 있다. 또 자극이 무조건 작동하지 않아서 일정자극후의 내성이 생기는 문제를 해결할수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본고안은 일상생활에서 통증 발생시 통증을 치료하고, 컴퓨터로 데이터 전송을 하여 근전도를 기록할 수 있다.

본 고안의 근전도 바이오피드백 시스템은 근전도 신호 검출부, 신호 전처리부, A/D변환기, 데이터 처리부, 표시부, 자극출력부, 시간모드설정부, 강도모드설정부, 펄스모드 설정부, 기준 설정부 모두를 일체형으로 내장한 소형의 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템으로, 본 고안은 통증 여부를 사용자의 주관으로 설정하여 일정한 치료를 할 수 있는 장치이다. 그리고 본 고안은 소형이며, 휴대가 가능하고, 어느 장소에서도 통증을 치료할 수 있으며, 지능적 치료가 가능하고, 경제적이며, 사용이 쉽다.

또한, 본 고안에 의하면 근전도의 기록으로 환자의 상태를 따로 감시 할수 있으며, 자극이 무조건 작동하지 않아서 일정자극후의 내성이 생기는 문제를 해결할수 있다.

Claims (3)

1. 근전도 신호를 검출하는 근전도 신호 검출부, 신호 검출부의 출력 신호를 증폭하고 잡음을 제거하는 신호 전처리부, 신호 전처리부의 출력신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D변환기, A/D변환기의 출력신호를 수신받아 근전도 실효치를 구하여 통증 여부를 평가하고 자극신호를 출력하는 데이터 처리부, 데이터 처리부로 부터 출력된 근전도 및 자극강도를 표시하는 표시부, 데이터 처리부로부터 출력된 자극신호를 받아 자극을 출력하는 자극출력부를 구비하는 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템에 있어서,

   자극시간을 설정하는 시간모드 설정부;

   자극의 강도를 설정하는 강도모드 설정부;

   자극의 파형과 자극의 속도를 선택하는 펄스모드 설정부;

   통증의 유무의 기준이 되는 근전도 실효치의 문턱치를 설정하는 기준 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로하는 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템.
2. 상기 제1항에 있어서,

   상기 데이터 처리부는 상기 A/D 변환기의 출력신호인 근전도로부터 실효치를 구하고 기준 설정부에서 설정된 근전도 실효치의 문턱치와 비교하여 통증의 유무를 판정하는 판정수단을 더 포함하는 것을 특징으로하는 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템.
3. 상기 제1항에 있어서,

   컴퓨터와 데이터를 송수신할 수 있는 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로하는 휴대용 근전도 바이오피드백 시스템.