KR20110072840A - 척추 교정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 척추 교정 장치는, 척추가 미리 입력된 각도의 수치 이상의 기울기로 기울어지게 될 때의 각운동을 감지하여, 척추 기울기에 대응하는 X축 변환값과 Y축 변환값의 전류값을 출력하는 XY축 자이로센서(1)와; 상기 XY축 자이로 센서(1)로부터 출력된 X축 변환값과 Y축 변환값에 대응되는 전류값을 디지털 신호값으로 변환시키는 AD 컨버터(21); 상기 AD 컨버터(21)로부터 출력된 디지털 신호값을 입력받아 비교연산하여 교정하고자 하는 범위의 값에 도달하였는가를 판단해서, 교정하고자 하는 범위의 값에 도달한 경우 알람신호를 출력하는 마이크로프로세서(2); 상기 마이크로프로세서(2)로부터 출력된 알람신호를 인가받아 환자의 척추 기울기가 교정하고자 하는 범위의 값에 도달하였음을 알리는 경보수단(5); 상기 마이크로프로세서(2)에 X축 각도 범위를 입력하여 설정하는 X축 각도 조절 스위치(3); 상기 마이크로프로세서(2)에 Y축 각도 범위를 입력하여 설정하는 Y축 각도 조절 스위치(4) 및; 전원 스위치(6)의 온/오프에 따라 장치에 전원을 공급하는 충전이 가능한 배터리(5)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

척추 교정 장치{SPINE REALIGNMENT DEVICE}

본 발명은 척추가 옆으로 휘어진 척추 측만증 환자들의 척추 자가 교정을 위한 메시지를 전달해서 자세를 교정함으로써 척추를 교정할 수 있도록 된 청구 교정장치에 관한 것으로, 특히 교정 대상자가 무의식적인 불량한 자세로 인해 척추가 미리 입력된 각도의 수치 이상의 기울기로 기울어지게 될 때 각운동을 감지하고, 감지된 각운동 신호를 교정 대상자에게 전달해서 다시 바른 자세로 유도할 수 있도록 된 자가 척추 교정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 척추측만증, 요통 또는 허리 디스크와 같은 척추 질환은 오랫동안 잘못된 자세를 유지함으로써 머리쪽의 경추와 골반쪽의 요추가 제자리에서 벗어나 주변의 신경을 압박하거나, 아예 척추 전체가 왼쪽 또는 오른쪽으로 치우침으로써 발생하게 된다.

특히, 척추측만증은 해부학적인 정중앙의 축으로부터 척추가 측방으로 만곡 또는 편위되어 있는 기형적인 상태로서, 외관상의 문제뿐만 아니라 변형이 심한 경 우에는 주위의 장기를 전위시키거나 압박하여 기능장애를 초래하고 수명을 단축시킬 수 있다.

종래에 사용되어 온 척추 측만증의 치료에는 교정치료, 전정기능 이상 및 고유감각 이상 치료, 영양대사 및 호르몬 대사 이상 치료, 근육의 재활 및 전기치료, 운동치료, 보조기 치료법 등이 쓰이고 있으며, 이외에도 여러 가지 방법이 연구되고 있으나, 아직 원인이 규명되지 않은 특발성 척추측만증이 대다수를 차지하기 때문에 결정적인 치료법은 아직 없는 상황이다.

장기간 치료 또는 교정이 필요한 척추측만증의 특성상 비교적 용이하면서 저렴한 비용으로 효과를 극대화시킬 수 있는 치료 방법의 개발이 환자에게는 중요하다.

현재 많이 시행되고 있는 방법은 자세 교정기구를 사용하여 척추를 교정해 나가는 교정 치료법과 척추보조기를 사용하는 보조기 치료법이 있다.

상기 교정 치료법은 시술 과정에서 전문가의 도움을 통해 교정을 하는 장점이 있으나, 상시 이용이 어려운 반면, 보조기 치료법은 자가 착용이 가능하고 일상 생활 중에 착용하면서 교정을 함으로써 지속적인 효과를 기대할 수 있는 장점이 있다.

보조기 치료에 사용하는 보조기 종류로서는 강직성 보조기와 밴드형 보조기가 있다. 강직성 보조기는 신체를 바른 자세로 다시 유도하기 위해 딱딱한 합성수지 지지체를 신체에 부착하는 형태이고, 밴드형 보조기는 탄력 벨트를 몸에 감아서 휘어지는 자세를 교정하는 방법이다. 상기한 두 가지의 보조기 치료법 모두 용이한 사용법으로 자주 이용되지만, 일상 생활에 불편을 초래하거나 본인의 척추가 교정 상태인지 자각하기 힘들어 실질적인 치료 효과를 파악하기 힘들다.

또한, 환자마다 척추 측만 정도가 다르므로 고정된 교정각도를 가진 보조기로는 충분한 치료 효과를 기대하기 힘들고, 환자 개개인에 맞는 맞춤형 보조기의 개발이 필요한 상황이다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 교정 대상자가 무의식적인 불량한 자세로 인해 척추가 미리 입력된 각도 수치 이상의 기울기로 기울어지게 될 때, 각운동을 감지하는 자이로 센서에 의해 감지해서 이를 음성, 진동 및 빛 등의 신호를 전달함으로써 다시 바른 자세로 유도할 수 있도록 된 척추 교정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

척추가 미리 입력된 각도의 수치 이상의 기울기로 기울어지게 될 때의 각운동을 감지하여, 척추 기울기에 대응하는 X축 변환값과 Y축 변환값의 전류값을 출력하는 XY축 자이로센서(1)와;

상기 XY축 자이로 센서(1)로부터 출력된 X축 변환값과 Y축 변환값에 대응되는 전류값을 디지털 신호값으로 변환시키는 AD 컨버터(21);

상기 AD 컨버터(21)로부터 출력된 디지털 신호값을 입력받아 비교연산하여 교정하고자 하는 범위의 값에 도달하였는가를 판단해서, 교정하고자 하는 범위의 값에 도달한 경우 알람신호를 출력하는 마이크로프로세서(2);

상기 마이크로프로세서(2)로부터 출력된 알람신호를 인가받아 환자의 척추 기울기가 교정하고자 하는 범위의 값에 도달하였음을 알리는 경보수단(5);

상기 마이크로프로세서(2)에 X축 각도 범위를 입력하여 설정하는 X축 각도 조절 스위치(3);

상기 마이크로프로세서(2)에 Y축 각도 범위를 입력하여 설정하는 Y축 각도 조절 스위치(4) 및;

전원 스위치(6)의 온/오프에 따라 장치에 전원을 공급하는 충전이 가능한 배터리(5)를 구비하여 구성된 것을 척추 교정 장치를 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 X축 각도 조절 스위치(3) 및 상기 Y축 각도 조절 스위치(4)에 의해 설정되는 X축 각도 범위 및 Y축 각도 범위를 표시하는 LCD 디스플레이부(11)를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 X축 각도 조절 스위치(3)와 상기 Y축 각도 조절 스위치(4)가 가변 저항으로 이루어지고, 상기 XY축 자이로센서(1)의 X축과 Y축의 각속도를 환자의 상태에 따라 설정하여 상기 마이크로프로세서(2)에 입력할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 마이크로프로세서(2)에 대한 설정값 입력이 RS-232C 방식 또는 유무선 통신 방식 중 어느 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 경보수단(5)이 스피커, 진동소자 또는 발광다이오드 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 장치가 별도의 지지체에 장착하기 위한 홀더, 벨트 또는 옷 등에 부착하기 위한 접착테이프 중 어느 하나를 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, X축 및 Y축 각도 설정값 입력이 통신케이블(7)을 매개로 XY축 각도 설정값 입력 콘트롤러(20)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 보조기 본체 내에 환자의 증상에 맞도록 각속도가 조정된 자이로센서를 내장하고, 조정된 각도 이상으로 환자의 척추가 기울어졌을 때 신호를 발생시킴으로써 환자 스스로 지속적인 교정 자세를 취할 수 있도록 하여 간편하면서도 활동성에 지장을 주지 않고서 척추를 교정할 수 있게 된다.

또한, 환자별 또는 증상별에 대응해서 기울기 각을 설정함으로써 환자별 또는 증상별에 따른 맞춤형 조정 기능이 가능하다.

더욱이, 척추 기울기 각이 LCD 디스플레이를 통해 표시됨으로써 환자 자신의 기울기 상태가 정량적인 수치로 제공되어 전문가나 환자 자신이 증상 개선 정도를 실시간으로 모니터링할 수 있게 된다.

또한, 장치 자체의 크기가 작기 때문에, 착용 여부가 노출되지 않으면서 육체 활동에 지장을 주지 않고, 지속적인 착용이 가능하여 지속적인 자가 교정을 통해 종래 교정 보조기에 비해 교정 효과를 극대화시킬 수 있어 치료시간을 단축시킬 수 있게 된다.

이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 척추 교정 장치(10)의 외관사시도이고, 도 1b는 본 발명의 제2실시예에 따른 척추 교정 장치(10')의 외관사시도이며, 도 1c는 본 발명의 제3실시예에 따른 척추 교정 장치(10")의 외관사시도로서, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1a에 도시된 척추 교정 정치(10)는 그 전면에 X축 각도 및 Y축 각도의 설정값을 표시하는 LCD 디스플레이부(11)와, 환자 자신의 척추 기울기의 각도를 설정할 수 있는 X축 각도 조절 스위치(3) 및 Y축 각도 조절 스위치(4), 장치를 온/오프시키는 전원 스위치(6) 및, 스피커(5)로 이루어져 알람신호를 울리는 부저가 설치되어 있다.

도 1b에 도시된 척추 교정 정치(10')는 그 전면에 환자 자신의 척추 기울기의 각도를 설정할 수 있는 X축 각도 조절 스위치(3) 및 Y축 각도 조절 스위치(4)와, 장치를 온/오프시키는 전원 스위치(6) 및, 스피커(5)로 이루어져 알람신호를 울리는 부저가 설치되어 있다.

도 1c에 도시된 척추 교정 장치(10")는 장치를 온/오프시키는 전원 스위치(6)와, 스피커(5)로 이루어져 알람신호를 울리는 부저를 갖춘 센서 유닛부와, 이 센서 유닛부에 대해 통신케이블(7)을 통해 X축 및 Y축 각도 설정값을 입력할 수 있는 XY축 각도 설정값 입력 콘트롤러(20)와, X축 각도 및 Y축 각도의 설정값을 표시하는 LCD 디스플레이부(11)를 갖춘 입력 표시부를 갖추어 구성된다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 척추 교정 장치의 부품구성도이고, 도 3 은 본 발명의 제1실시예에 따른 척추 교정 장치의 동작을 설명하기 위한 블록도로서, 이하 제1실시예를 토대로 본 발명을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 척추 교정 장치(10) 내에는, 도 2에 도시된 바와 같은, XY축 자이로센서(1)와, AD 컨버터(21), 마이크로 프로세서(2), X축 각도 조절 스위치(3), Y축 각도 조절 스위치(4), 스피커(5), 전원 스위치(6) 및, 배터리(7)가 내장된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 척추 교정 장치(10)는 MEMS(Microelectromechanical Systems) 기술을 채택한 XY축 자이로 센서(1)로부터 환자의 척추 기울기에 대응하는 X축 θ값과 Y축 θ값의 X축 변환값과 Y축 변환값이 전류값으로 출력된다. 즉, 상기 XY축 자이로 센서(1)는 교정 대상자가 무의식적으로 불량한 자세를 취함으로써 척추가 미리 입력된 각도의 수치 이상의 기울기로 기울어지게 될 때의 각운동을 감지하여, 척추 기울기에 대응하는 X축 변환값과 Y축 변환값의 전류값을 출력하게 된다.

상기 XY축 자이로 센서(1)로부터 출력된 X축 변환값과 Y축 변환값에 대응되는 전류값은 AD 컨버터(21)를 통해 마이크로프로세서(2)에서 입력받을 수 있는 디지털 신호값으로 변환된다.

상기 마이크로 프로세서(2)에서는 상기 AD 컨버터(21)로부터 출력된 디지털 신호값을 입력받아 비교연산하여 교정하고자 하는 범위의 값에 도달하였는가를 판단하고, 교정하고자 하는 범위의 값에 도달한 경우 알람신호를 출력한다.

여기서, 교정하고자 하는 원하는 X축 각도 범위인 X축 θ값과 Y축 각도 범위 인 Y축 θ값은 X축 각도 조절 스위치(3)와 Y축 각도 조절 스위치(4)에 의해 원하는 교정 범위를 설정하여 마이크로프로세서(2)에 입력하여 둔다. 또한, X축 각도 조절 스위치(3)와 Y축 각도 조절 스위치(4)에 의해 교정하고자 하는 X축 및 Y축의 각도 범위의 설정은 가변 저항 방식의 부품을 사용하여 기기 외부에서 설정할 수 있다.

상기 마이크로 프로세서(2)로부터 출력된 알람신호는 스피키(5)로 인가되고, 스피커(5)에서는 환자 자신의 척추 기울기가 교정하고자 하는 범위의 값에 도달하였음을 알리는 알람을 울리게 된다.

본 실시에에서는 스피커(5)를 이용하여 환자 자신의 척추 기울기가 교정하고자 하는 범위의 값에 도달하였음을 알리도록 되어 있는데, 상기 스피커(5) 대신 진동소자를 이용하여 진동을 발생시켜 환자에게 알릴 수도 있다. 또한, 스피커(5) 대신 발광소자인 발광다이오드를 이용하여 광을 발생시킴으로써 환자가 시각적으로 확인할 수도 있게 된다.

더욱이, 충전이 가능한 배터리(5)에 의해 본 발명에 따른 척추 교정 장치(10)에 전원 스위치(6)의 온/오프에 따라 전원을 공급하거나 차단함으로써, 유해한 수은전지를 사용하지 않는 구조를 가지고 있다.

더욱이, 본 발명은 상기 마이크로프로세서(2)의 입력을 X축 및 Y축 가변저항 방식의 소자 뿐만이 아니고 RS-232C 또는 기타 유무선 통신방법 등 다양한 방법으로 마이크로프로세서(2)에 대해 설정값을 변경하여 줄 수가 있음은 물론이다. 이를 통하여 제품 구현시 크기를 줄이는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 척추 교정 장치(10)에 홀더를 설치함으로써, 홀더가 지지되어 유지될 수 있는 별도의 지지체에 척추 교정 장치(10)를 장착할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 척추 교정 장치(10)에 접착테이프를 부착함으로써, 벨트 또는 옷 등에 부착할 수도 있다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 척추 교정 장치(10)의 외관사시도이고, 도 1b는 본 발명의 제2실시예에 따른 척추 교정 장치(10')의 외관사시도이며, 도 1c는 본 발명의 제3실시예에 따른 척추 교정 장치(10")의 외관사시도

도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 척추 교정 장치(10)의 부품구성도,

도 3은 본 발명의 1실시예에 따른 척추 교정 장치(10)의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

Claims (7)

1. 척추가 미리 입력된 각도의 수치 이상의 기울기로 기울어지게 될 때의 각운동을 감지하여, 척추 기울기에 대응하는 X축 변환값과 Y축 변환값의 전류값을 출력하는 XY축 자이로센서(1)와;

   상기 XY축 자이로 센서(1)로부터 출력된 X축 변환값과 Y축 변환값에 대응되는 전류값을 디지털 신호값으로 변환시키는 AD 컨버터(21);

   상기 AD 컨버터(21)로부터 출력된 디지털 신호값을 입력받아 비교연산하여 교정하고자 하는 범위의 값에 도달하였는가를 판단해서, 교정하고자 하는 범위의 값에 도달한 경우 알람신호를 출력하는 마이크로프로세서(2);

   상기 마이크로프로세서(2)로부터 출력된 알람신호를 인가받아 환자의 척추 기울기가 교정하고자 하는 범위의 값에 도달하였음을 알리는 경보수단(5);

   상기 마이크로프로세서(2)에 X축 각도 범위를 입력하여 설정하는 X축 각도 조절 스위치(3);

   상기 마이크로프로세서(2)에 Y축 각도 범위를 입력하여 설정하는 Y축 각도 조절 스위치(4) 및;

   전원 스위치(6)의 온/오프에 따라 장치에 전원을 공급하는 충전이 가능한 배터리(5)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 척추 교정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 X축 각도 조절 스위치(3) 및 상기 Y축 각도 조절 스위치(4)에 의해 설정되는 X축 각도 범위 및 Y축 각도 범위를 표시하는 LCD 디스플레이부(11)를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 척추 교정 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 X축 각도 조절 스위치(3)와 상기 Y축 각도 조절 스위치(4)가 가변 저항으로 이루어지고, 상기 XY축 자이로센서(1)의 X축과 Y축의 각속도를 환자의 상태에 따라 설정하여 상기 마이크로프로세서(2)에 입력할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 척추 교정 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 마이크로프로세서(2)에 대한 설정값 입력이 RS-232C 방식 또는 유무선 통신 방식 중 어느 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 척추 교정 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 경보수단(5)이 스피커, 진동소자 또는 발광다이오드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 척추 교정 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 장치가 별도의 지지체에 장착하기 위한 홀더, 벨트 또는 옷 등에 부착하기 위한 접착테이프 중 어느 하나를 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 척추 교정 장치.
7. 제1항에 있어서, X축 및 Y축 각도 설정값 입력이 통신케이블(7)을 매개로 XY축 각도 설정값 입력 콘트롤러(20)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 척추 교정 장치.

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