KR20120092226A

KR20120092226A - Vibro-tactile stimulator for two-point discrimination

Info

Publication number: KR20120092226A
Application number: KR1020110012125A
Authority: KR
Inventors: 박병림
Original assignee: 원광대학교산학협력단
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2011-02-11
Publication date: 2012-08-21
Also published as: KR101217791B1

Abstract

PURPOSE: A vibro-tactile stimulator for two-point discrimination is provided to increase the accuracy of tactile recognition ability evaluation by optimizing the position and arrangement of tactile stimulators. CONSTITUTION: An outer fixing case(C) including a vibrating stimulation motor case(D) is fixed to a stand(A) using a nylon string(B). A stimulation probe(E) connected to a vibrating motor is located on the skin of an examinee(M). The stand fixes a vibrating stimulator using the nylon string which is connected to the four upper corners of the outer fixing case. The height of the stand is controlled to maintain a uniform contact force to the examinee's skin.

Description

VIBRO-TACTILE STIMULATOR FOR TWO-POINT DISCRIMINATION}

본 발명은 한 개의 진동모터를 두 개의 프로브(probe)에 연결하여 피부의 두 곳에 진동자극을 가하는 장치로 진동자극의 강도, 주파수, 두 개의 프로브의 간격을 조절하여 중추신경계 또는 말초신경계 손상환자, 노인성 환자에서 촉감인지능력을 평가하고, 촉각제시장치를 사용할 경우 최적의 자극 파라메터를 제공할 수 있는 촉감측정장치이다. The present invention is a device for applying a vibration stimulus to two places of the skin by connecting one vibration motor to two probes (probe) by adjusting the intensity, frequency, interval of the two probes of the central nervous system or peripheral nervous system damage patients, It is a tactile measurement device that evaluates tactile cognitive ability in senile patients and provides optimal stimulation parameters when using tactile market value.

촉감은 피부에 위치한 5가지의 주요 기계수용기(mechanoreceptor)가 관여하며, 이들 기계수용기는 피부에 주어진 자극에 반응하여 활동전위를 생성하고, 활동전위는 말초의 감각신경을 통하여 척수로 전달된 후 상행하여 뇌간, 시상 등을 경유하여 대뇌피질에 도달한다. 촉감은 외부로부터 피부에 주어진 자극을 중추에 전달하여 해로운 자극으로부터 몸을 보호하는 역할을 가질 뿐만 아니라, 인간과 인간, 인간과 기계 사이의 소통과 협조를 지원하는 수단으로 여겨진다. Tactile is involved in five major mechanoreceptors located in the skin, these mechanoreceptors produce action potentials in response to stimuli given to the skin, which are transmitted to the spinal cord through the peripheral sensory nerves To reach the cerebral cortex via the brainstem, thalamus, and the like. Tactile is not only to protect the body from harmful stimuli by transmitting stimuli given to the skin from the outside to the center, but is also considered a means of supporting communication and cooperation between humans and humans.

의학적인 측면에서 촉감은 당뇨병, 외상, 약물중독, 중금속중독, 알코홀중독 등으로 인한 말초신경장애의 정도를 평가하기 위하여 사용되고 있으며, 또한 의공학적 측면에서는 촉각제시장치를 사용할 경우 신체의 각 부위에 따라 촉각제시를 위한 자극특성을 결정하기 위하여 활용된다. 촉감에 관여하는 5가지 주요 기계수용기 중에서 마이스너소체(Meissner’s corpuscle)와 파시니소체(Pacinian corpuscle)가 진동촉각자극에 관여한다. 진동촉각자극을 이용하여 신경계 장애의 정도를 평가할 경우 물리적 측정, 정량적인 진동 인지 측정, 그리고 전기생리학적 측정 방법 등이 있다. 물리적 측정은 신속하게 시행할 수 있으나 정량적인 평가가 불가능하며, 신뢰성이 부족하고 고도의 전문가가 요구된다. 전기생리학적 방법은 운동신경과 감각신경의 전도속도와 자극강도의 역치를 정량적으로 측정할 수 있는 신뢰성있는 방법이지만 복잡한 장비와 숙련된 기사가 요구되고 많은 시간이 소요된다. 반면에 정량적 진동 인지 검사는 최소한의 훈련된 측정자에 의하여 저가의 기구를 이용하여 비교적 신속하게 측정할 수 있다. 따라서 임상에서는 정량적 진동 인지 측정방법이 많이 이용되고 있다. On the medical side, tactile sensation is used to assess the degree of peripheral neuropathy caused by diabetes, trauma, drug addiction, heavy metal poisoning, and alcoholic poisoning. It is used to determine the stimulus characteristics for tactile presentation. Of the five major mechanoreceptors involved in tactile sensation, Meissner's corpuscle and Pacinian corpuscle are involved in vibrotactile stimulation. When assessing the degree of nervous system disorder using vibrotactile stimulation, there are physical measurement, quantitative vibration recognition, and electrophysiological measurement. Physical measurements can be made quickly, but quantitative evaluation is not possible, they are not reliable and require a high level of expertise. The electrophysiological method is a reliable method for quantitatively measuring the thresholds of the conduction velocity and the stimulus intensity of the motor and sensory nerves, but it requires a lot of time and complicated equipment and skilled technicians. Quantitative vibrational cognitive tests, on the other hand, can be measured relatively quickly using low cost instruments by minimally trained operators. Therefore, the quantitative vibration recognition method is widely used in clinical practice.

정량적 진동 인지 측정방법에서 진동촉각자극의 특성은 진동의 주파수와 강도를 주로 사용하며, 인체의 모든 부위에서 최적의 민감도는 150 ~ 300 Hz의 자극범위이고, 주어진 자극주파수에서 진동을 감지하기 위한 자극강도는 신체의 부위에 따라 매우 다양하지만 손가락 끝은 200 Hz에서 0.07 um의 역치강도로 가장 예민하며, 복부와 둔부는 4 ~ 14 um의 역치강도로 민감도가 신체부위 중에서 가장 낮은 곳이다. 이와 같은 진동촉각자극의 역치강도는 신경계 손상환자와 노인성 환자에서 촉감인지능력을 평가하는 지표로 사용된다. In the quantitative vibration recognition method, the characteristics of vibration tactile stimulation mainly use the frequency and intensity of vibration, and the optimum sensitivity in all parts of the human body is 150 ~ 300 Hz stimulus range, and the stimulus for detecting vibration at a given stimulus frequency The intensity varies widely depending on the part of the body, but the fingertips are the most sensitive with a threshold strength of 0.07 um at 200 Hz, and the abdomen and buttocks have a threshold strength of 4 to 14 um, which is the least sensitive of the body parts. The threshold intensity of the vibrotactile stimulus is used as an index for assessing tactile cognitive ability in patients with neurological damage and senile patients.

그러나 정량적 평가에서 사용되는 진동촉각자극 장치는 하나의 진동 프로브를 이용하여 진동의 주파수와 강도에 대한 인지도를 평가하기 때문에 의학적 측면에서는 중추신경계내에서 시냅스의 기능까지 평가하고, 의공학적 측면에서는 촉각제시장치를 사용할 경우 촉각자극단자(tactor)의 최적 위치 및 배열간격을 제공할 수 있는 두 점 분별력(two-point discrimination)을 측정할 수 없는 단점을 내포하고 있다. However, the vibration tactile stimulation device used in the quantitative evaluation evaluates the perception of the frequency and intensity of vibration using a single vibration probe. Therefore, the medical aspect evaluates the function of the synapse in the central nervous system, and in the medical aspect, it provides tactile presentation. The use of the device has the disadvantage of not being able to measure two-point discrimination that can provide the optimal position and alignment spacing of the tactile stimulus.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 의학적 측면에서는 말초신경의 기능 장애와 중추신경계내에서 시냅스의 기능을 평가하고, 의공학적 측면에서는 촉각제시장치를 사용할 경우 촉각자극단자(tactor)의 최적 위치 및 배열간격을 제시함으로써, 촉감인지능력의 평가에 대한 정확성을 높이고, 경제적 및 간편함을 도모하기 위하여 두 점 분별용 진동촉각 자극장치를 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention in the medical aspect to evaluate the function of synapses in the peripheral nervous system and dysfunction of the central nervous system, in the medical aspect to use the haptic market value In this case, by presenting the optimum position and arrangement interval of the tactile stimulation terminal (tactor), to improve the accuracy of the evaluation of the tactile cognitive ability, and to provide a two-point fractionation vibration tactile stimulation device for economical and convenience.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 두 점 분별용 진동촉각 자극장치는 진동촉감 인지능과 진동촉감의 두 점 분별력을 측정하기 위하여, 진동모터를 고정할 수 있는 스탠드(A)와; 진동모터(D)와; 그리고 진동촉각 자극 프로브(E)로 구성된 것을 특징으로 한다. The two-point fractionation vibrotactile stimulation apparatus according to the first embodiment of the present invention includes: a stand (A) capable of fixing the vibration motor, in order to measure the two-point discrimination ability of the vibrotactile perception and the vibrotactile sense; A vibration motor (D); And it is characterized by consisting of a vibrotactile stimulation probe (E).

본 발명의 두 점 분별용 진동촉각 자극장치에 의하면, 하나의 프로브만을 이용한 진동촉각 자극장치와 비교할 때 진동촉각 자극에 의한 두 점 분별력을 측정할 수 있기 때문에 신경계의 기능 평가뿐만 아니라 촉각제시 방법의 개발에 이용도가 한층 높으며, 사용이 간편하고 경제적인 매우 유익한 발명인 것이다. According to the two-point fractionation vibrotactile stimulation apparatus of the present invention, since the two-point discrimination force by vibrotactile stimulation can be measured when compared to the vibrotactile stimulation apparatus using only one probe, the function of the nervous system as well as the tactile presentation method It is a very useful invention that is more usable for development, easy to use and economical.

도 1은 본 발명에 있어서 두 점 분별용 진동촉각 자극장치를 피검자의 팔에 접촉한 상태도이고, 도 2는 두 점 부별용 진동촉각 자극장치의 개략적 구성도이다. FIG. 1 is a state diagram in which a two-point classification vibrotactile stimulation device is in contact with an arm of a subject, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a two-point vibrotactile stimulation device.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related public notice or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

[실시 예] [Example]

본 발명은 피검자의 피부에 두 개의 프로브를 갖는 진동촉각 자극장치를 접촉시켜 진동촉각 자극에 대한 두 점 분별력을 측정하는 것을 특징으로 하는 두 점 분별용 촉각진동 자극장치를 제공한다. The present invention provides a two-point fractional tactile vibration stimulation apparatus comprising measuring the two-point discrimination force against the vibrational tactile stimulus by contacting the vibrotactile stimulation apparatus having two probes to the subject's skin.

즉, 본 발명에 따른 두 점 분별용 촉각진동 자극장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 진동자극용 모터케이스(D)를 포함하고 있는 외부 고정 케이스(C)를 나일론 줄(B)을 이용하여 스탠드(A)에 고정되고, 진동모터에 연결된 자극용 프로브(E)가 피검자(M)의 피부 위에 위치하는 시스템으로 구성된다. That is, the two-point fractional tactile vibration stimulation device according to the present invention, as shown in Figure 1, by using a nylon string (B) to the outer fixed case (C) containing a motor case (D) for vibration stimulation It is composed of a system fixed to the stand (A), the stimulation probe (E) connected to the vibration motor is located on the skin of the subject (M).

도 2는 도 1의 상세 설명도이다. 2 is a detailed explanatory diagram of FIG. 1.

상기 스탠드(A)는 나일론 줄(B)을 이용하여 진동촉각 자극기를 고정하며, 나일론 줄(B)은 진동모터 케이스(D)를 고정하는 외부 고정 케이스(C)의 윗면 네 개의 모서리에 연결되어 스탠드(A)에 고정된 진동모터가 안정된 상태를 유지하도록 하였으며, 피검자의 피부와의 접촉력을 일정하게 유지하도록 스탠드(A)의 높이를 조절하도록 구성한다. The stand (A) is fixed to the vibration tactile stimulator using a nylon string (B), the nylon string (B) is connected to the four corners of the upper surface of the outer fixing case (C) for fixing the vibration motor case (D) The vibration motor fixed to the stand (A) was to maintain a stable state, and is configured to adjust the height of the stand (A) to maintain a constant contact force with the skin of the subject.

상기 진동촉각 자극장치의 모터 부위는 DC 전원(G)의 공급을 받는 소형 모터(D1)와 모터의 구동력을 진동으로 변환하는 진동자(D2), 그리고 모터(D1)의 구동력을 진동자(D2)에 전달하는 구동축(D3)으로 구성되며, 이들은 모두 모터케이스(D)에 둘러 쌓이도록 구성된다. 모터(D1)는 진동자(D2)의 진동 주파수를 100 ~ 400 Hz의 범위에서 조절할 수 있고, 구동축(D3)은 진동자의 중심축 변위를 변동시키므로 진폭의 크기를 1 ~ 10 um 범위에서 조절할 수 있도록 구성된다. The motor portion of the vibrotactile stimulation device is a small motor (D1) receiving the DC power supply (G), the vibrator (D2) for converting the driving force of the motor into vibration, and the driving force of the motor (D1) to the vibrator (D2) Consists of a drive shaft (D3) for transmitting, these are all configured to surround the motor case (D). The motor D1 can adjust the vibration frequency of the vibrator D2 in the range of 100 to 400 Hz, and the drive shaft D3 changes the central axis displacement of the vibrator so that the amplitude can be adjusted in the range of 1 to 10 um. It is composed.

상기 진동촉각 자극장치의 진동전달 부위(E)는 진동자(D2)에 연결되어 진동을 일차적으로 받는 진동축(E1)과 진동축(E1)에 조절용 나사(E2)로 고정된 진동촉각 자극 프로브(E3)로 구성된다. 조절용 나사(E2)는 두 개의 진동촉각 자극 프로브(E3)의 간격을 5 ~ 100 mm 범위에서 조절할 수 있도록 구성되며, 진동 촉각자극 프로브(E3)는 피검자의 피부에 접촉하여 진동촉각 자극을 전달하고, 두 개의 진동촉각 자극 프로브(E3)의 간격을 변화하여 피검자가 두 개의 진동촉감으로 인지할 수 있는 가장 짧은 거리를 진동촉감의 두 점 분별력이라 한다. Vibration transmission portion (E) of the vibrotactile stimulation device is connected to the vibrator (D2) vibrating tactile stimulation probe fixed to the vibrating shaft (E1) and the vibrating shaft (E1) to receive the vibration primarily (E2) ( E3). The adjusting screw (E2) is configured to adjust the interval between the two vibrotactile stimulation probes (E3) in the range of 5 ~ 100 mm, the vibrotactile stimulation probe (E3) is in contact with the skin of the subject to deliver the vibrotactile stimulation In addition, the shortest distance that the subject can perceive as two vibration sensations by changing the interval between two vibration tactile stimulation probes E3 is called two-point discrimination power of the vibration sensation.

상기 진동촉각 자극장치의 모터(D1)의 회전력이 진동자(D2)에 전달되어 진동할 때 자극장치의 움직임을 최소화하기 위하여 외부 고정케이스(C)에 모터케이스(D)를 탄력성을 갖는 스프링(F1, F2, F3)으로 전, 후, 좌, 우측 및 상면을 연결하도록 구성된다. The spring F1 having elasticity of the motor case D in the external fixed case C to minimize the movement of the stimulation device when the rotational force of the motor D1 of the vibrotactile stimulation device is transmitted to the vibrator D2 and vibrates. , F2, F3) is configured to connect the front, back, left, right and top surfaces.

이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사항에 포함된다 할 것이다. As described above, specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, but it is obvious that the technology of the present invention can be easily modified by those skilled in the art, and such modified embodiments are defined in the claims of the present invention. It will be included in the description.

의학적인 측면에서 당뇨병, 외상, 약물중독, 중금속중독, 알코홀중독 등으로 인한 말초신경장애의 정도를 평가하고, 또한 의공학적 측면에서는 촉각제시장치를 사용할 경우 신체의 각 부위에 따라 촉각제시를 위한 자극특성을 결정하기 위하여 활용 가능 할 것이다 On the medical side, we evaluate the degree of peripheral neuropathy caused by diabetes, trauma, drug addiction, heavy metal poisoning, and alcoholic poisoning.In addition, from the medical point of view, stimulation for tactile presentation according to each part of the body when the tactile market value is used. Will be available to determine the characteristics

A : 진동촉각 자극장치 고정 스탠드
B : 진동자극 모터를 스탠드에 고정하기 위한 나일론 줄
C : 모터케이스 고정용 외부 고정케이스
D : 모터케이스
D1 : 모터
D2 : 진동자
D3 : 구동축
E : 진동 전달 부위
E1 : 진동축
E2 : 진동촉각 자극 프로브 고정 나사
E3 : 진동촉각 자극 프로브
F : 모터케이스 외부 고정 부위
F1 : 좌측 스프링
F2 : 상측 스프링
F3 : 우측 스프링
G : 전원
M : 피검자A: Vibrotactile stimulator fixed stand
B: Nylon strap for fixing the vibratory stimulation motor to the stand
C: External fixing case for fixing motor case
D: motor case
D1: motor
D2: oscillator
D3: drive shaft
E: vibration transmission site
E1: Vibration Shaft
E2: Vibrotactile Stimulation Probe Fixing Screw
E3: Vibrotactile Stimulation Probe
F: Fixed part outside the motor case
F1: left spring
F2: Upper spring
F3: right spring
G: power
M: Subject

Claims

A vibration motor (D);
Two-point fractionation vibrotactile stimulation device, characterized in that consisting of two adjustable vibrotactile stimulation probe (E).

The method of claim 1,
Two-point fractionation vibrotactile stimulation device that can distinguish the two senses of vibration by using the stimulation device.