KR20050016986A - 절단 수술을 받은 사람의 경과를 모니터링하는 센서를통합한 소켓 라이너 - Google Patents

절단 수술을 받은 사람의 경과를 모니터링하는 센서를통합한 소켓 라이너

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KR20050016986A
KR20050016986A KR10-2005-7000212A KR20057000212A KR20050016986A KR 20050016986 A KR20050016986 A KR 20050016986A KR 20057000212 A KR20057000212 A KR 20057000212A KR 20050016986 A KR20050016986 A KR 20050016986A
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liner
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inner layer
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힐마 비알 재누손
프레가더 톨스테인손
구존 지 카라손
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오서 엔지니어링 인코퍼레이티드
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Publication date
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Abstract

절단 수술을 받은 사람의 사지의 건강 상태를 모니터링하는 데에 일조하는 장치 및 방법이 개시되어 있다. 상기 장치는 바람직하게는 라이너를 포함하는 소켓을 채택한다. 상기 라이너는 내부층과 외부층으로 구성될 수 있다. 상기 내부층은 폐쇄된 사지의 생리학적 건강 상태를 모니터링할 수 있는 복수 개의 센서를 유지하도록 구성된다. 상기 내부층은 또한 센서로부터 데이터를 수신하고 그러한 데이터를 엔드 유저에게 전송할 수 있는 송신 장치를 채택한다. 엔드 유저는 컴퓨터, 절단 수술을 받은 사람 또는 의사이다. 그러한 데이터의 수신을 통해 엔드 유저는 사지의 건강 상태를 모니터링하는 데에 도움을 받는다.

Description

절단 수술을 받은 사람의 경과를 모니터링하는 센서를 통합한 소켓 라이너{SOCKET LINER INCORPORATING SENSORS TO MONITOR AMPUTEE PROGRESS}
본 발명은 일반적으로 사람의 사지(四肢)의 건강 상태를 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 몇몇 실시예는 절단 수술을 받은 사람의 사지의 건강 상태에 영향을 미치는 데이터의 분석에 관한 것이다. 몇몇 실시예는 소켓 라이너의 사용을 통해 사지를 모니터링하는 것에 관한 것이다.
지금까지 개선된 기술을 통해, 절단 수술을 받은 사람은 인공 보철 장치의 사용을 통해 기능을 할 수 있는 보다 우수한 방법을 찾고 있다. 절단 수술을 받은 사람은 흔히 사지 위에 위치되어 인공 보철 장치에 부착되는 소켓을 사용하고 있다. 인공 보철은 절단 수술을 받은 사람의 다리, 팔, 발 또는 손으로서의 역할을 할 수 있다.
그러나, 소켓의 사용은 유저에게 염증, 용적 축소 및 다른 불리한 반응을 일으킬 수 있다. 흔히 소켓이 적소에 있는 동안 사지에 생기는 상해의 방지를 돕기 위하여 라이너, 양말, 슬리브 및 다른 사지 덮개가 사용되고 있다. 그러나, 라이너가 제공하는 보호에도 불구하고 여전히 사지에 대한 손상이 발생할 수 있다.
소켓을 사용하는 절단 수술을 받는 사람에게 추가의 기능을 제공하는 신규한 장치 및 방법에 대한 요구가 존재한다.
도 1은 2층형 소켓 라이너의 실시예의 조립 상태를 도시한다.
도 2는 바닥층 위를 감싸는 압력 센서가 있는 내측 라이너를 도시한다.
도 3은 도 2의 내측 라이너의 변형례를 도시한다.
도 4는 산소 센서와 압력 센서를 갖는 소켓 라이너의 내부층의 실시예를 도시한다.
도 5는 도 4의 소켓 라이너의 변형례를 도시한다.
도 6은 2층형 라이너의 측면도를 도시한다.
도 6a는 도 6의 라이너의 상단 도면이다.
도 7은 센서가 있는 내부층의 측면도이다.
도 8은 2층형 라이너의 횡단면도이다.
도 9는 압력 센서가 있는 내부층의 개략도이다.
간략하게 말해서, 본 발명의 실시예는 절단 수술을 받은 사람 또는 의사 또는 보철외과의 등의 사람이 사지의 다양한 특성을 모니터링하게 하는 장치 및 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 사지를 수용하도록 되어 있는 수용부를 갖는 소켓 또는 다른 부품 등의 외피에 의해 사지가 덮인 경우에 모니터링을 행한다. 상기 사지는 소켓 라이너에 의해 덮이는 것이 바람직하다. 선택적으로, 상기 라이너는 단층 또는 다층 구성일 수 있다. 라이너는 사지로부터 하루 동안 데이터를 수신하도록 되어 있는 생리 센서 등의 센서를 유지하도록 구성되어 있다. 상기 센서는 사지로부터 다양한 생리 특성을 수신하도록 구성될 수 있다. 라이너는 센서로부터 데이터를 수신하고 그러한 데이터를 컴퓨터, 유저, 의사 또는 보철 외과의에게 송신하도록 구성된 송신기를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 데이터의 수신기는 폐쇄된 사지의 건강 상태를 모니터링하는 데에 도움을 받는다.
따라서, 일실시예에서, 절단 수술을 받은 사람의 사지를 수용하는 소켓이 제공된다. 상기 소켓은 절단 수술을 받은 사람의 사지를 수용하도록 되어 있는 라이너와, 상기 라이너에 마련된 하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 센서는 수신된 생리 데이터를 모니터링하도록 되어 있다. 일실시예에서, 상기 라이너는 센서를 수용하는 복수 개의 홈을 포함한다. 일실시예에 있어서, 상기 센서는 라이너의 표면을 따라 마련된 스트립이다. 다른 실시예에 있어서, 상기 센서는 다양한 형태 및 크기로 이루어질 수 있다. 예컨대, 라이너 둘레 또는 내측에 링형 센서가 위치될 수 있다. 또한, 라이너의 길이를 따라 적절한 지점에 더 작은 센서가 위치될 수 있다. 이들 더 작은 센서는 원형 또는 다른 기하학적 형태로 이루어질 수 있다. 일실시예에 있어서, 상기 라이너는 함께 부착되는 2개의 부분으로 이루어질 수 있다.
소켓 라이너의 일실시예는 라이너와, 상기 라이너에 마련되어 데이터를 모니터링하도록 되어 있는 하나 이상의 센서를 포함한다. 하나의 라이너는 내부층, 외부층 및 사지의 생리 특성을 모니터링하는데 사용되는 채널 내의 센서를 포함한다. 다른 라이너는 사지로부터 데이터를 수신하는 생리 센서와, 그 데이터를 수신기에 송신하는 송신기를 유지한다. 다른 실시예는 복수 개의 센서를 유지하는 수용부가 있는 외피가 개시되어 있는데, 상기 외피는 수신된 데이터를 엔드 유저(end user)에게 송신하도록 구성되어 있다. 또한, 내부에 하나의 생리 센서가 배치되어 있는 라이너로부터 축적된 데이터를 사용함으로써 사지의 생리 특성을 모니터링하는 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 정상적인 작동에서 소정 시간의 주기 동안 사지에 대한 물리적 데이터를 수집할 수 있는, 절단 수술을 받은 사람을 위한 인터페이스를 개발하는 것에 관한 것이다. 일실시예에 있어서, 사지와 인공 보철 사이의 인터페이스로서 소켓이 사용된다. 절단 수술을 받은 사람은 소켓 내측에 서스펜션 및 안락함을 제공하도록 라이너를 사용할 수도 있다. 라이너는 실리콘 또는 다른 재료로 제조되어 소켓에 잠금 기구를 제공할 수 있다. 잠금 라이너는 핀을 통합하여 소켓의 서스펜션에 신뢰를 제공한다. 비잠금 라이너 또는 쿠션 라이너는 일반적으로 안락함을 위해 사용되고 소켓의 서스펜션을 제공하기 위해 벨트 또는 다른 기구를 이용한다. 라이너라는 용어는 광범위한 용어로서 해석되도록 의도되고 절단 수술을 받은 사람의 사지 위에 위치되는 양말, 슬리브, 인서트 또는 다른 덮개를 포함할 수도 있다. 동시에, 라이너는 그 평범하고 일반적인 의미로 사용되도록 의도된다. 더욱 후술하는 일실시예에 있어서, 사지와 소켓 사이에 위치되는 소켓 라이너에 센서가 통합된다. 변형예에 있어서, 소켓 양말 또는 소켓 자체에 센서가 통합될 수도 있다. 일반적으로, 양말은 사지에 대해 완충을 제공하고 하루 동안 손실된 용적을 사지에 추가한다.
바람직하게는, 소켓 라이너를 포함하는 실리콘 또는 다른 폴리머 재료(예컨대, 열가소성 엘라스토머 또는 폴리우레탄)에 센서가 위치된다. 센서는 다음의 센서들을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
ㆍ예컨대, 고감도 Spo2 센서 어레이에 의해 주변 산소를 측정 및 맵핑하는 산소 센서;
ㆍ사지 위에 라이너 및/또는 소켓의 끼어맞춤을 검출하는 압력 센서;
ㆍ온도 센서;
ㆍ혈압을 측정하는 센서;
ㆍ습도 센서;
ㆍ포도당을 측정하는 센서;
ㆍ걷는 동안 라이너 및/또는 소켓 내에서 사지 이동을 측정하는 센서;
ㆍ하루 동안 사지의 용적 변동을 측정하는 센서;
ㆍ체지방을 측정하는 센서;
ㆍ인공 보철이 매일 얼마나 마모되는지와 높은 활동 주기가 있는지의 여부를 측정하는 활동 모니터링 센서;
ㆍ라이너 및/또는 소켓에 의해 사지에 발휘되는 전단력을 측정하는 센서.
다른 용례 및 다른 진단 또는 생리 측정을 위해 다른 센서가 사용될 수도 있다는 것을 알 것이다.
센서에 의해 얻어진 데이터는 라이너에 통합되거나 라이너를 통합한 원격 통신 장비를 이용하여 재활 의사 및/또는 CPO(Certified Prosthetist/Orthotist)에 대한 원격 지점에 전송될 수 있다. 이 방안은 절단 수술을 받은 환자가 사회에 통합되도록 일조하고 인공 보철의 안락함과 용도를 최대화한다. 다른 목적은 통계적인 방식으로 절단 수술을 받은 사람에 대한 의료 정보를 수집하여 더욱 양호한 치료 가능성을 제공한다. 센서는 홈, 채널 또는 포켓의 사용을 통해 라이너 내측의 적소에 유지될 수도 있다. 상기 포켓은 개방되거나 폐쇄된 단부를 구비할 수 있다. 이와 달리, 홈, 채널 및 포켓의 조합이 존재할 수도 있다. 또한, 센서는 라이너 위에서 연장될 수도 있다. 센서는 강성 재료, 연성 재료 또는 강성 재료와 연성 재료의 조합으로 제조될 수도 있다.
센서가 소켓 라이너에 통합될 수 있는 2가지 방식은 일체형 센서와, 소켓 라이너의 층들 사이에 위치된 센서이다. 그러나, 센서는 양말, 소켓 인서트, 소켓 자체 뿐만 아니라 절단 수술을 받은 사람의 사지 위에 위치된 장치에 통합될 수 있는 다른 재료층에 위치될 수도 있다.
도 1은 생리 센서들, 보다 바람직하게는 압력 센서(14, 16)와 산소 센서(12)를 통합한 소켓 라이너의 일실시예를 도시하고 있다. "생리 센서"라는 용어는 광범위한 용어 뿐만 아니라 보통의 의미를 규정하는 것으로 의도된다. 생리 센서는 주변 산소, 온도, 습도, 체지방, 혈액 가스, 혈압, 혈당 레벨 및 전술한 바와 같이 다른 관련 데이터를 측정하도록 사용될 수 있다. 생리 압력 센서(14, 16)는 환자의 건강 상태 측정치로서 사용될 수 있는, 사지에 의해 라이너에 발휘된 압력을 모니터링하도록 사용될 수도 있다. 상기 압력 센서(14, 16)는 또한 라이너(10) 및/또는 소켓에 의해 사지에 발휘된 압력을 모니터링할 수도 있다. 산소 센서(12)는 전술한 바와 같이 주변 산소를 측정하도록 사용될 수 있다.
라이너(10)는 단층 또는 다층을 포함할 수 있다. 라이너(10)는 2개의 층(18, 20)으로 제조되는 것이 바람직하다. 일실시예에 있어서, 내부층(18)은 센서(12, 14, 16)가 위치되는 최대 6개의 길이 방향 홈 또는 채널(22)을 포함하는 것이 바람직하다. 센서(12, 14, 16)는 하나 이상의 홈(22)에 위치된다. 센서(12, 14, 16)가 정확하게 일단 위치되면, 외부층(20)이 내부층(18) 위에 위치된다. 다음에, 내부층(18)과 외부층(20)은 함께 부착된다. 양 부품은 실리콘으로 제조되는 것이 바람직하지만, 다른 적절한 재료가 물론 사용될 수도 있다.
도 2와 도 3은 6개의 압력 센서(14, 16)가 내부에 마련되어 있는 라이너(10)의 내부층(18)을 도시하고 있다. 도 6 내지 도 9에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 일실시예에서는 5개의 짧은 압력 센서(14)와, 1개의 긴 압력 센서(16)가 제공된다. 5개의 짧은 압력 센서(14)는 라이너(10)의 원주를 따라 약 45°떨어져서 제공되는 것이 바람직하고, 1개의 긴 압력 센서(16)는 5개의 짧은 압력 센서(14) 중 가장 중앙에 있는 센서의 180°반대쪽에 위치된다. 300 mm 길이의 실리콘 라이너(10)가 사용되는 경우에, 짧은 센서(14)의 길이는 약 260 mm가 바람직하고, 1개의 긴 센서(16)의 길이는 반대쪽까지 내부층(18)의 바닥 둘레를 감싸도록 약 410 mm이다. 상기에 제공된 이들 길이는 각 센서(14, 16)의 가요성 부분의 전체 길이를 가리킨다. 센서(14, 16)는 (도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이) 라이너(10)의 상부 가장자리(24) 위에 배치되는 강성 부분(26)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 임의의 센서 부분이 연성 재료 또는 강성 재료로 구성될 수도 있다. 센서는 실리콘 및 다른 유사한 폴리머 재료로 구성될 수도 있다. 일실시예에서, 센서는 금속 및 폼의 조합으로 제조될 수 있다. 도시된 실시예에서, 강성 부분(26)의 길이는 약 30 mm가 바람직하다.
도 4와 도 5는 산소 센서(12)가 내부에 마련된 라이너의 내부층(18)을 도시하고 있다. 산소 센서(12)는 압력 센서(14, 16) 다음, 그 아래 또는 그 위에서 연장되는 것을 비롯하여 다양한 위치에 배치될 수 있다. 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 산소 센서(12)는 압력 센서(14, 16) 위에 제공되고, 산소 센서(12)와 압력 센서(14, 16)는 라이너(10)의 가장자리(24) 위에서 연장된다. 다른 실시예(도시 생략)에서, 센서(12, 14, 16)는 라이너(10)의 내부층(18)과 외부층(20) 사이에 전부 위치된다. 다른 실시예에서, 산소 센서(12)는 압력 센서(14, 16)에 연결되는 일 없이 라이너(10)에 통합된다. 이와 달리, 산소 센서(12)는 전술한 생리 센서(12, 14, 16) 중 임의의 센서와 조합하여 또는 그 자체가 라이너(10), 양말, 인서트, 및/또는 소켓에 통합될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 조립된 라이너(10)의 일실시예에서, 라이너(10)에는 3개의 산소 센서(12)가 마련된다.
라이너(10)에서 센서(12, 14, 16)의 개수 및 배열이 변경될 수 있다는 것을 알 것이다. 또한, 라이너(10)에 센서(12, 14, 16)를 통합하는 다른 방식이 물론 사용될 수 있다는 것을 알 것이다. 더욱이, 센서(12, 14, 16)가 라이너(10)에 위치될 필요는 없고, 소켓 자체에 위치될 수도 있다. 전술한 장치의 다른 변형예가 또한 예상된다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 바람직한 실시예로 제한되지 않는다.

Claims (20)

  1. 절단 수술을 받은 환자의 사지를 수용하는 소켓 라이너로서,
    절단 수술을 받은 환자의 사지를 수용하도록 되어 있는 라이너와,
    상기 라이너에 마련되어 수신되는 데이터를 모니터링하도록 되어 있는 하나 이상의 센서를 포함하는 소켓 라이너.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 센서는 압력 센서인 소켓 라이너.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 센서는 산소 센서인 소켓 라이너.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 센서는 압력 센서와 산소 센서를 모두 포함하는 소켓 라이너.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 라이너는 센서를 수용하는 복수 개의 홈을 포함하는 소켓 라이너.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 라이너는 센서를 수용하는 복수 개의 포켓을 포함하는 소켓 라이너.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 센서는 라이너의 표면을 따라 마련된 스트립인 소켓 라이너.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 라이너는 함께 부착되는 2개의 부분으로 이루어지는 소켓 라이너.
  9. 제 7항에 있어서, 하나의 센서는 내부층의 바닥 둘레를 감싸는 소켓 라이너.
  10. 절단 수술을 받은 사람의 사지를 수용하는 라이너로서,
    적어도 하나의 채널을 포함하는 내부층과,
    상기 내부층을 덮도록 형성된 외부층과,
    상기 사지의 생리 특성을 모니터링하도록 상기 적어도 하나의 채널에 마련된 적어도 하나의 센서를 포함하는 라이너.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 채널은 포켓인 라이너.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 센서는 산소 센서인 라이너.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 센서는 압력 센서인 라이너.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 센서는 스트립인 라이너.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 센서는 내부층의 바닥 둘레를 감싸는 라이너.
  16. 절단 수술을 받은 사람의 사지를 수용하는 소켓 라이너로서,
    생리 센서를 유지하는 라이너와,
    생리 특성에 관한 데이터를 사지로부터 수신하도록 구성된 생리 센서를 포함하고,
    상기 센서는 송신기와 통신하며, 상기 송신기는 수신기에 데이터를 전송하도록 구성되어 엔드 유저가 사지의 생리 특성을 분석할 수 있게 하는 소켓 라이너.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 라이너는 내부층과 외부층을 갖고,
    상기 내부층은 센서를 유지하도록 구성되며,
    상기 외부층은 내부층과 소켓 사이에 인터페이스를 제공하는 역할을 하는 소켓 라이너.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 센서는 내부층의 바닥 둘레를 감싸는 소켓 라이너.
  19. 절단 수술을 받은 사람의 사지를 수용하는 외피로서,
    상기 사지를 수용하고 복수 개의 센서를 유지하도록 되어 있는 수용부를 포함하고,
    상기 센서는 사지로부터 생리 데이터를 수신하도록 되어 있으며,
    상기 외피는 생리 데이터를 엔드 유저에게 송신하여 사지의 건강 상태를 모니터링하도록 구성된 외피.
  20. 사지의 생리 특성을 모니터링하는 방법으로서,
    적어도 하나의 생리 센서를 내부에 갖는 라이너를 제공하는 단계와,
    상기 센서로부터 축적된 데이터를 이용하여 사지의 생리 특성을 모니터링하는 단계를 포함하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200006833A (ko) 2018-07-11 2020-01-21 인하대학교 산학협력단 압력 센서를 포함하는 의지용 소켓 및 그 제조방법
KR102416665B1 (ko) * 2021-01-29 2022-07-05 인하대학교 산학협력단 저항센서를 포함하는 의지용 일체형 소켓
KR102422343B1 (ko) * 2021-01-29 2022-07-19 인하대학교 산학협력단 정전용량 압력센서가 일체로 형성된 이너 소켓을 포함하는 의지용 일체형 소켓

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